JPH11109384A

JPH11109384A - 液晶セル用シール材及び封孔材

Info

Publication number: JPH11109384A
Application number: JP27252897A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura; 賢二中村; Masafumi Kano; 雅史狩野; Masaharu Yamazaki; 雅治山崎; Yoshihisa Nagashima; 義久長島
Original assignee: NIPPO DENKI KK; Dai Nippon Toryo Co Ltd
Current assignee: NIPPO DENKI KK; Dai Nippon Toryo Co Ltd
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】密着性、耐湿性、可撓性にすぐれた硬化層を
形成する液晶セル用の紫外線硬化型のシール材及び封孔
材を提供する。【構成】（Ａ）エポキシアクリレートオリゴマー
１００重量部（Ｂ）常温で液状のエポキシ樹脂
５〜１２０重量部（Ｃ）重合性不飽和モノマー
０〜８０重量部（Ｄ）シランカップリング剤
１〜５０重量部及び（Ｅ）光重合開始剤
０．１〜１０重量部からなる液晶セル用の紫外線硬化型シール材または封孔
材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密着性、耐湿性、
可撓性等に優れた硬化層を形成する液晶セル用の紫外線
硬化型のシール材及び封孔材に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶セルは、通常、周辺がシール材層で
囲まれた一対の電極基板間隙に、シール材層の切れ目か
らなる注入孔より液晶を注入し、しかる後、注入孔を封
孔材にて封孔処理して製造されている。

【０００３】ところで、従来シール材としては有機系材
料、特に二液型エポキシ樹脂組成物、一液型エポキシ樹
脂組成物が主として使用されている。

【０００４】しかしながら二液型エポキシ樹脂組成物
は、ポットライフが短かく、増粘し易いためにロット毎
に調製する必要があり、生産効率が悪いという問題点が
あった。一方一液型エポキシ樹脂組成物は１５０〜２０
０℃の高温で、数十分間加熱する必要があるため、やは
り、生産効率が不十分であるという問題点があった。

【０００５】また従来封孔材としては、二液型エポキシ
樹脂組成物、紫外線硬化型樹脂組成物が主として使用さ
れている。

【０００６】しかしながら二液型エポキシ樹脂組成物
は、シール材で述べたのと同様に生産効率が悪く、一方
紫外線硬化型樹脂組成物は、電極基板への密着性、耐湿
性等が不十分であったり、硬化収縮によるセルギャップ
の歪の発生、剥離等が生じやすいという問題点があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
諸問題を解決するものであり、紫外線硬化型シール材や
封孔材の短時間で、かつ常温で、紫外線照射により硬化
する特徴を生かしつつ、密着性、耐湿性、可撓性等に優
れた硬化層を形成するシール材及び封孔材を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために鋭意検討の結果、エポキシアクリレー
トオリゴマーを主成分とする紫外線硬化型組成物に、エ
ポキシ樹脂とシランカップリング剤を配合すれば上記目
的が達成されることを見い出し、本発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシアクリレートオリゴマー１００重量部、（Ｂ）常温で液状のエポキシ樹脂５〜１２０重量部、（Ｃ）重合性不飽和モノマー０〜８０重量部、（Ｄ）シランカップリング剤１〜５０重量部、及び（Ｅ）光重合開始剤０．１〜１０重量部からなる液晶セル用の紫外線硬化型シール材又は封孔材
に関するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の液晶セル用の紫外線
硬化型シール材及び封孔材の組成物について説明する。

【００１１】本発明で使用するエポキシアクリレートオ
リゴマー〔以下（Ａ）成分という〕は、ポリエポキシド
を化学量論的当量のアクリル酸又はメタクリル酸と反応
させることにより製造される。ポリエポキシドとして
は、エポキシ基を２個以上有する従来から公知のポリエ
ポキシドが利用出来、具体的には、ビスフェノールＡ、
ビスフェノールＦ、等にエピクロルヒドリンを反応させ
て得られるビスフェノール型ポリエポキシド；ノボラッ
ク樹脂にエピクロルヒドリンを反応して得られるノボラ
ック型ポリエポキシド；ブタジエンとクロトンアルデヒ
ドとの反応生成物を過酢酸によりエポキシ化させて得ら
れる環式脂肪族ポリエポキシド等が代表的なものとして
挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【００１２】またエポキシアクリレートオリゴマーは、
例えばエチレンオキサイド変性物であってもよい。

【００１３】なお、エポキシアクリレートオリゴマーは
常温で液状のものが好ましいが、固形であっても後述す
る重合性不飽和モノマーに溶解するものであれば使用可
能である。

【００１４】本発明で使用する常温で液状のエポキシ樹
脂〔以下（Ｂ）成分という〕は、シール材、封孔材に可
撓性をもたせ、電極基板の多少の伸縮に対して追従性を
よくし、また耐衝撃性をよくするために配合するもので
あり、通常エポキシ当量が１７２〜２２６、好ましくは
１７２〜１９０のものが適当である。

【００１５】具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ
樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の
ノボラック型エポキシ樹脂、環式脂肪族エポキシ樹脂、
複素環式エポキシ樹脂等が代表的なものとして挙げられ
る。

【００１６】本発明で使用する重合性不飽和モノマー
〔以下（Ｃ）成分という〕は、塗布作業性や封孔作業性
を向上させるとともに各種物理的、化学的強度を向上さ
せるために配合するものであり、重合性不飽和基を少な
くとも１個以上、好ましくは２〜３個有するモノマーで
ある。

【００１７】具体的には、トリメチロールプロパントリ
（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン−エチ
レンオキシド付加トリ（メタ）アクリレート、グリセリ
ン−プロピレンオキシド付加トリ（メタ）アクリレート
等の重合性不飽和基を３個有するモノマー、テトラエチ
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、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、ネオペンチルグリコー
ルジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート等の重合性不飽和基を２個有する
モノマー、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、
ジプロピレングリコールモノ（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、プロピル（メタ）アクリレート、等の重合性不飽和
基を１個有するモノマーが代表的なものとして挙げられ
る。

【００１８】本発明で使用するシランカップリング剤
〔以下（Ｄ）成分という〕は、電極基板との密着性を向
上させるために配合するものである。

【００１９】（Ｄ）成分の具体例としては、ビニルトリ
ス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキ
シシラン等のビニルシラン系、γ−メタクリロキシプロ
ピルトリメトキシシラン等のアクリルシラン系、β−
（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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン
等のエポキシシラン系、Ｎ−β（アミノエチル）γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン等のアミノシラン系、その他γ−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプ
ロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が
代表的なものとして挙げられる。特に本発明においては
重合性不飽和基を含有するビニルシラン系、アクリルシ
ラン系が密着性向上だけでなく、緻密な層を形成するた
め耐湿性等も向上するので好ましい。

【００２０】本発明で使用する光重合開始剤〔以下
（Ｅ）成分という〕は、紫外線のエネルギーによりフリ
ーラジカルを発生し、上記（Ａ）成分、（Ｃ）成分及び
重合性不飽和基を有する（Ｄ）成分とをラジカル重合さ
せ、シール材、封孔材を硬化させるために配合するもの
である。

【００２１】（Ｅ）成分としては、従来から公知の各種
化合物が特に制限なく使用可能であるが、具体的には、
ベンゾイン、ベンゾフェノン、アセトフェノンあるいは
これらのエステルやエーテルなどの誘導体が代表的なも
のとして挙げられる。

【００２２】本発明のシール材、封孔材は、以上説明し
た（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分及
び（Ｅ）成分を含有し、これら配合割合は、（Ａ）成分
１００重量部に対し、（Ｂ）成分は、５〜１２０重量
部、好ましくは１０〜１００重量部が適当であり、
（Ｃ）成分は、０〜８０重量部、好ましくは５〜７０重
量部が適当であり、（Ｄ）成分は、１〜５０重量部、好
ましくは１０〜３０重量部が適当であり、また（Ｅ）成
分は、０．１〜１０重量部、好ましくは１〜７重量部が
適当である。

【００２３】なお、（Ｂ）成分が上記範囲より少ない
と、可撓性が悪くなり、電極基板に対する追従性、耐衝
撃性等が低下し逆に過剰になると、得られる硬化層の各
種物理的、化学的強度が悪くなるので、いずれも好まし
くない。

【００２４】また、（Ｃ）成分は、（Ａ）成分が常温で
液状であれば必ずしも配合する必要ないが、作業性をよ
くするため配合するのが望ましい。しかし過剰になる
と、粘度が低くなり過ぎ、正常なシール材層、封孔材層
を形成しにくくなり、硬化時の収縮が大きくなり、もろ
くなる。

【００２５】また（Ｄ）成分が、上記範囲より少ないと
密着性が不十分となり、逆に過剰になっても密着性向上
効果が得られず、経済的でないので、いずれも好ましく
ない。

【００２６】また（Ｅ）成分が、上記範囲より少ないと
短時間による紫外線照射で十分なる硬化層が形成出来
ず、逆に過剰になると電極基板に悪影響及ぼしやすくな
るのでいずれも好ましくない。

【００２７】本発明のシール材、封孔材は、上記（Ａ）
〜（Ｅ）成分以外にも、必要に応じて透明ガラスビーズ
や樹脂ビーズなどの光伝播材、体質顔料、溶剤、さらに
はチクソトロピー材などの添加剤を配合することも可能
である。また、シール材については、一対の電極基材を
一定間隙に保持するための、ガラスビーズやガラス繊維
やプラスチックビーズ等のスペーサーを配合してもよ
い。

【００２８】本発明のシール材を使用してシール層を形
成する方法としては、例えば電極基板の一方の周辺に１
乃至４ヶ所切れ目（注入孔）を残して、シール材をスク
リーン印刷するか、あるいはディスペンサーを用いるな
どしてセルギャップ（電極基板間隙）の２〜３倍程度の
厚さに塗布し、必要に応じて乾燥炉に入れ溶剤を揮発さ
せた後、他方の基板をかぶせ、圧力をかけながら所望の
セルギャップの厚さにし、しかる後紫外線を照射してシ
ール材を硬化させ、硬化シール層を形成する。

【００２９】なお、紫外線照射は１〜３ｋＷ程度の水銀
灯、メタルハライドランプ、ケミカルランプ等にて紫外
線を数秒乃至数十秒照射するのが適当である。

【００３０】また、本発明の封孔材を使用して注入孔を
封孔する方法としては、例えば液晶セル内に注入孔より
液晶注入後、封孔材を注入孔に塗布し、密封し、マスク
を介して注入孔付近のみ、シール材の場合と同様にして
紫外線を照射して封孔材を硬化させる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明について更に実施例により詳細
に説明する。なお、実施例中「部」は、重量基準で示
す。

【００３２】実施例１〜３及び比較例１〜２（シール
材）：表１に示す組成物を三本ロールにて混練し、該混
練物１００部に、直径６μｍのミルドファイバーからな
るスペーサー０．５部を室温で十分混合し、スペーサー
含有のシール材を調製した。

【００３３】

【表１】備考：注１）ビスフェノールＡ型ポリエポキシド−ジアクリレート（平均分子量１１００）注２）エポキシ当量１８４〜１９４の液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂注３）「アエロジル＃２００」（日本アエロジル社製商品名）実施例４〜５及び比較例３〜４（封孔材）：表２に示す
組成物を三本ロールにて混練し、封孔材を調製した。

【００３４】

【表２】備考：注１）、注２）、注３）は表１と同じ。

【００３５】実施例１〜３及び比較例１〜２で得られた
シール材、実施例４〜５及び比較例３〜４で得られた封
孔材の性能評価をするために、以下の方法にて液晶セル
を製造し、密着性、耐湿性の試験をし、その結果を表３
に示した。

【００３６】透明電極付きガラス基板（周辺）に、スペ
ーサー含有のシール材を、液晶注入孔を残してスクリー
ン印刷（３２５メッシュ）し、該ガラス基板に２枚目の
透明電極付きガラス基板を張り合せ、蝶クリップで圧着
した後、メタルハライドランプ（１．５ｋＷ）を使用
し、ランプ高さ１０ｃｍの位置より紫外線を６０秒間照
射した。

【００３７】得られた空セルに注入孔からビフェニル型
液晶を注入した後、注入孔を封孔材にて封じて、シール
材の場合と同様にして紫外線を３０秒間照射して硬化さ
せた。

【００３８】得られた液晶セルについて次のように評価
した。〈密着性試験〉液晶セルを８０℃×９５％ＲＨの環境下
に２００時間放置、室内自然放置１０時間を１サイクル
とし、１０サイクル試験した後、ナイフにてセルの剥離
状況を調べた。

【００３９】○：剥離せず △：剥離やや難
×：剥離やや簡単〈耐湿性試験〉液晶セルを８０℃×９５％ＲＨの環境下
に１０００時間放置後、端子間に５Ｖ、５０Ｈｚ、デュ
ーティ1/2の矩形波を印加し、電流値から、変化率にて
信頼性を判定した。

【００４０】○：変動が微小（電流値が初期の２倍未
満）で信頼性良好 △：変動が多少あり（電流値が初期の２〜３倍）、信頼
性やや乏しい ×：変動が大きく（電流値が初期の３倍超える）、信頼
性乏しい

【００４１】

【表３】表３より明らかの通り、実施例１〜３の本発明のシール
材及び実施例４〜５の本発明の封孔材を使用した液晶セ
ルは、密着性よく、また高温多湿環境下で電流値の変動
が微小で信頼性が良好であり耐湿性に優れていた。

【００４２】一方シランカップリング剤を配合しない比
較例１のシール材、比較例３の封孔材を使用した液晶セ
ルは、密着性、耐湿性とも不良であった。

【００４３】また、エポキシ樹脂を配合しない比較例２
のシール材、比較例４の封孔材を使用した液晶セルは、
密着性、耐湿性がやや劣っていた。これは、ガラス基材
の伸縮にシール材層、封孔材層が追従しにくいための結
果と考えられる。

【００４４】

【発明の効果】本発明の液晶セル用シール材及び封孔材
は、紫外線硬化型であるので、短時間で、かつ常温で紫
外線照射により硬化し、得られる硬化層は密着性、耐湿
性、可撓性等に優れているので高信頼性のある液晶セル
を得ることが可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎雅治栃木県大田原市薄葉1920−１ (72)発明者長島義久神奈川県平塚市寺田縄462−１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エポキシアクリレートオリゴマー１００重量部、（Ｂ）常温で液状のエポキシ樹脂５〜１２０重量部、（Ｃ）重合性不飽和モノマー０〜８０重量部、（Ｄ）シランカップリング剤１〜５０重量部、及び（Ｅ）光重合開始剤０．１〜１０重量部からなる液晶セル用の紫外線硬化型シール材又は封孔
材。
【請求項２】シランカップリング剤が重合性不飽和基
を含有することを特徴とする請求項１記載の液晶セル用
の紫外線硬化型シール材又は封孔材。