JPS6217729A - 液晶封止用セルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、新規な封止用セルの製造方法に関するもので
ある。

〔従来の技術と問題点〕

近年、電気、電子業界を中心として封止用セルを用いた
電気、電子材料の収納方法が普及してきている。とりわ
けガラス、フィルムをセルに用いた液晶の封入方法は広
く実用化されている。この液晶の封入用セルは、重要な
機能を有する部分であり、極めて高度の物性が要求され
ている。即ち、セルを構成している材料同士が強固に結
合され、高い気密性を有していなければならず、又水分
、熱等に対する化学的・物理的安定性に優れたものでな
くてはならない。現在、封止用セルを製造するに当って
は、一般に接着剤を用いてセル用材料、即ち、セル用基
材とセル用被着剤を結合する方法がとられている。

現在この用途に実用しつる接着剤としては、エポキシ樹
脂を主体としたものであり過去においては、二液型エポ
キシ樹脂、現在においては一液型エポキシ樹脂が主体で
ある。これらの接着剤を用いてセルを製造する場合は、
接着剤をセル用基材にスクリーン印刷し、被着材をあて
がって、１０〜３０ｋＩＩ／ｃｒＩ程度に圧締して加熱
硬化させる方法がとられている。しかしながら被着材を
あてがった際の接着剤の流動による印刷パターンのくず
れを防止するため、加熱硬化する前に予備硬化を数時間
行って半硬化させ、圧締の後数時間かけて本硬化させる
のが一般的である。しかしながら、これらの硬化に要す
る時間が非常に長く、生産効率が極めて悪く問題となっ
ていた。

これらの問題点を解決するため紫外線にて短時間で硬化
する紫外線硬化型接着剤も検討されたが、製造された液
晶用セルの水分、熱等に対する化学的・物理的安定性が
悪く実用性に乏しかった。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者は、これらの問題点を解決するため鋭意検討し
た結果、カチオン重合性化合物を用いた接着剤が、液晶
用封止用セルの接着剤として非常に良好なる事を見い出
し本発明を完成した。

すなわち本発明は、 （イ）　１分子中にオキシラン環を有するエポキシ樹脂
を主成分とする１種以上のカチオン重合性化合物、 （ロ）前記カチオン重合性化合物１００重量部に対して
１０〜５０重量部の１分子中に水酸基を２個以上有する
数平均分子量が５０〜３０００の化合物、 （ハ）紫外線照射により前記カチオン重合性化合物の重
合を開始しうるルイス酸触媒を遊離することの出来る、
前記カチオン重合性化合物１００重量部に対して１５〜
１０重量係の光開始剤、 及び必要に応じて充填剤、溶剤、添加剤等より成る接着
剤をセル用基材又はセル用被着材上に塗布し、夫々セル
用被着材又はセル用基材をあてがい圧締後、紫外線硬化
させる事、又は紫外線硬化の後更に加熱硬化させる事を
特徴とする液晶封止用セルの製造方法である。

本発明に使用される（イ）成分のカチオン重合性化合物
は、１分子中にオキシラン環を２個以上有するエポキシ
樹脂を主成分とする１種以上のカチオン重合性化合物で
あり、前記エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂、ビスフェノールｙｆＪｌエポキシ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙
げられる。かがるヒスフェノールＡ型エポキシ樹脂とし
ては、たとえばエピコート８２Ｂ、’エピコート８３４
、エピコ−ｌ−８５６、エピコート１００１、エピコー
ト１００４（以上、シェル化学０喝製、商品名）、ＤＫ
Ｒ−３３１、ＤＫＲ−５３２、ＤＥＲ−６６１、ＤＥＲ
−６６４、ＤＥＲ−６６７（以上、ダウケミカル社製、
商品名）などが挙げられ、これらの単独又は混合して用
いられる。又ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂としては
エピコート８０７（シェル化学６燭製、商品名）、エピ
クロン８３０、エピクロン８３０８　（大日本インキ■
製、商品名）等が挙げられる。又前記ノボラック型エポ
キシ樹脂としては、例えばエピコート１５２、エピコー
１−１５４、（以上、シェル化学社製、商品名）、アラ
ルダイトＦｉＰＮ１１　′５Ｂ、アラルダイトＥＰＮ１
１３９、アラルダイトＥＣＮ１２３５、アラルダイトＥ
ＣＮ１２７３、アラルダイトＥＣＮ１２８０、アラルダ
イトＥＣＮ１２９９（以上、チバガイギー社製、商品名
）などがあげられ、それらの単独又は混合して用いられ
る。更に前記脂環式エポキシ樹脂としては、例えばアラ
ルダイトＣＹ１７５、アラルダイ）ＣＹ１７７、アラル
ダイトＣＹ１７９、アラルダイトＣＹＩ８４、アラルダ
イトＣＹ１９２　（以上、チバガイギー社製、商品名）
、ＥＲＬ−４２２１、ＥＲＬ　−４２９９、ｇＲＬ−４
２５４（以上、ユニオンカーバイド社製、商品名）など
が挙げられ、これらは単独又は混合して用いられる。そ
の他ポリブタジェン系エポキシ樹脂などの使用も可能で
あり、前記各種エポキシ樹脂と混合したものも使用しう
る。又前記カチオン重合性化合物には、硬化物の特性を
妨げない範囲内で１官能性エポキシ希釈剤が使用し得る
。

本発明に使用される（０）の１分子中に水酸基を２個以
上有する数平均分子量が５０〜３０００の化合物としで
は、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール
、１．４ブタ−ジオール、ジエチレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、トリエチレングリコール、１．５
−ベンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロ
パン等の低分子多価アルコール類、分子ｔ５０〜５００
０のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ポリカプロラクトンポリオール、ポリエステルポリ
オール等多官能ポリオール類等が挙げられる。これらの
多官能ポリオールは単独又は混合して用いられる。ポリ
オールの数平均分子量が３０００より大きい時は、接着
剤の硬化性が悪く又　セル用基材に対する密着性も悪い
。

該多価アルコール、多官能ポリオールの（イ）成分への
添加量は、（イ）成分１００重量部に対して１０〜５０
重量部の範囲であり、更に好ましくは１５重量部以上４
０重量部以下である。（イ）成分に対して（ロ）成分の
添加量が１０重量部より少い時は、又は５０重量部より
多い時は硬化した接着剤のセル基材への密着性が悪く、
液晶封止用セルに使用する事が出来ない。

本発明に使用される（ハ）成分の紫外線照射により、（
イ）成分のカチオン重合性化合物の重合を開始しうるル
イス酸触媒を遊離する光開始剤としては、芳香族ジアゾ
ニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族オニウム塩など
が挙げられる。これらの光開始剤のうち光硬化性の点か
ら、芳香族ハクニウム塩、芳香族オニウム塩が特に好ま
しい。

前記芳香族ハロニウム塩としては一般式ＣＩ）（：（Ｒ
１）、　（Ｒｚ）ｂｘ）：　ＣＭＱ（１）イｄ−”　　
［：Ｉ〕（式中Ｒ，は１価の芳香族有機基、Ｒ２は２価
の芳香族有機基、Ｘは例えばＩ、　Ｂｒ、　ＣＩなどの
ハロゲン原子、Ｍは金属、Ｑはハロゲン原子を表わす。

ａは０又は２、ｂは０又は１であり、かつ（ａ＋ｂ　）
は２又はＸの原子価に等しく、ｃ＝ｄ−６が成立し、か
つｅは２〜７の整数でＭの原子価に等しくｄはｅよりも
大きい８以下の整数を表わす）で示される化合物がある
。

これらの一般式（Ｉ）で表わされる化合物として例えな
どが挙げられる。

又芳香族オニウム塩としては一般式（ＩＩ）−（ｊ−ｋ
） （（Ｒ３）　ｒ　（Ｒ４）　ｇ　（Ｒｓ）ｈＹ）　ｉ　
（ＭＪ　：ｌ　　　　（ｎ：）（式中Ｒ３は１価の芳香
族有機基、Ｒ３はアルキル基、シクロアルキル基、置換
アルキル基よりなる群よりえらばれた１価の脂肪族有機
基、穐は脂肪族有機基及び芳香族有機基から選ばれた多
価有機基、ＹはＳ、Ｓｓ、Ｔ’ｅ、又はＮ、Ｐ、Ａｓ。

ｓｂ及びＢｉから選ばれた元素、Ｍは金属又は半金属、
Ｑはハロゲン原子を表わす。ｆは０〜４の整数、ｇは０
〜２の整数、ｈは０′〜２の整数であり、かつ（ｆ＋ｇ
＋ｈ　）はＹの原子価に等しく１＝（ｊ−ｋ）が成立し
、かっｋは２〜７の整数でＭの原子価に等しく、ｊはｋ
より大きい８以下の整数を表わす）で表わす化合物があ
げられる。

一般式（ｎ）で表わされる芳香族オニウム塩として例え
ば などがあげられる。

（イ）成分に効して添加される（ハ）成分の量は、（イ
）成分１００重量部に対して１５〜１０重量部であり、
好ましくは１〜５重量部である。前記量が１５重量部よ
り少くなると紫外線硬化速度が遅くなり、硬化時間が長
くなりすぎる傾向にある。又１０重量部を超えると高価
であり、かつ残留光開始剤が液晶に悪影響を及ぼす可能
性が有る。

本発明に於いては必要に応じて充填剤、溶剤、添加剤を
用いてもよい。充填剤としては、例えば炭酸カルシュー
ム、炭酸マグネシューム、タルク粉、カオリン、石英粉
等の無機系充填剤、ポリエチレン粉、ポリエステル粉等
の有機系充填剤等が挙げられ、これらは紫外線による光
硬化性を妨げない範囲で添加混合される。

更に溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、エチ
ルベンゼン等の芳香族系溶剤、塩化メチレン、塩化エチ
レン、トリクロルエタン等のノ翫ロゲン化炭化水素類、
イソプロピルアルコール、ブタノール、シクロヘキサノ
ール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイ
ソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、
メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、メチ
ルカルピトール等のセロソルブ系溶剤等が挙げられる。

又、添加剤としては、例えば、レベリング剤、チクソ剤
、シランカップリング剤等、本発明の効果を妨げない範
囲で添加使用出来る。

本発明で用いるセル用基材及びセル用被着剤としては、
ガラスが主材料である。場合によりポリエステル樹脂、
ポリイミド樹脂、ポリスルフォン樹脂等の有機系材料も
使用される。一般にはこれらのセル用基材又はセル用被
着剤の上に透明電極や配向膜等の表面処理したもの等が
代表的である。

次に、本発明の代表的な製造方法を具体的に説明すると
、前記（イ）（０）（ハ）の化合物及び必要に応じて充
填剤、溶剤、添加剤より成る／ 接着剤をスクリーン印刷によりセル用基板上に膜厚が３
〜１００μになるように塗布し、セル用被着材をかぶせ
て、コレット加圧、バキウムビン等で加圧しながら、低
圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ
、カーボンアーク灯などの光源により、接着剤に到達す
る照射光量が５００〜３０００　ｍ、ｒ／ｃｆｆｌなる
範囲で硬化させる。次いで加圧を解き必要に応じて加熱
硬化させる。加熱硬化の条件としては、通常熱風乾燥器
中で、１００℃〜２００℃の範囲で５〜１２０分硬化さ
せるのが一般的である。

このようにして製造された液晶封止用セルは、気密性は
極めて高く、耐熱性、耐寒性及び耐水性等に格別優れて
いる。

〔実施例〕

次に本発明の方法について実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

実施例１ 数平均分子量約３８０のビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂（油化シェルエポキシ■社製、商品名工ピコ−）８２
８）１００重量部に三官能ポリオールＰ−５０５（ダイ
セル化学工業■製、商品名、数平均分子量５５０のポリ
エステルポリオール）３０重量部、ＫＢＭ−４０３（信
越シリコーン■製、商品名、シランカップリング剤）を
３重量部及びエロジル＋２００　　（日本アエロジル■
商品名）を２部を混合し、更に三本ロールにて均一に混
練の後、スペーサーとして直径７μの砕摩ガラス繊維１
重量部及びトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロア
ンチ上ネート３部を添加混合して接着剤を製造した。こ
のものの２５°Ｃに於るＢ型粘度計による粘度は１８０
ポイズであった。

次に、この接着剤を用いて下記に示す条件にてデジタル
式腕時計用液晶表示セルを製造した。

セル用基材：横１０ｍｍ、縦２０ｍ、厚さ１翼冨のガラ
ス板の表面に三酸化インジウ ムから成る透明電極を常法に従っ て蒸着させ、その上にポリイミド 系の配向膜で表面処理を施したも の０ セル用被着剤：セル用基材と同じ。

塗布工程：前記の接着剤を塗布幅０．８ｉｎ、塗布長さ
、横９ｉｎＸ縦１８騙のパタ ーンを有する３００メツシユのス クリーン印刷板でセル用基材上に 膜厚が７μになるように塗布した。

接着工程：接着剤を塗布したセル用基材にセル用被着剤
をかぶせ、バキウムピ ンで加圧の後、２．５ｋＷの高圧水 銀灯（三菱電機■製、商品名Ｈ２５ −ＵＶＡ）を光源として、接着剤に １０１００Ｏ／ｃ！程度にエネルギーが当る条件で紫外
線照射を行い、接 着剤を硬化させた。この後、加圧 を解除の後、１５０℃の乾燥炉中 に２０分放置して後硬化を行った。

仕上げ工程　：　前記で得られた封止用セルにツィステ
ッドネマチック表示方式に従 ってビフェニル系液晶を注入し、 注入穴を市販の２液型エポキシ樹 脂を用いて封止し、液晶表示セル を製造した。

このようにして製造した液晶表示セルを１２０°Ｃ±２
°Ｃになるように調整したプレッシャークツカー試験機
中に入れて、高温耐湿テストを行った。

その後１０時毎に液晶表示セルを取り出して、その表裏
両面に偏光板を当てて電極間に６ｖの直流電圧を印加し
て表示パターンの乱れの有無を肉眼にて観察した。通常
１０時間以上表示パターンの乱れがなければ良いとされ
ており、本実施例の表示セルは２０時間まで良好であっ
た。

実施例２ 数平均分子量約３６０のビスフェノールＦ型エポキシ樹
脂（大日本インキ■製商品名エピクロン８３０）５０重
量部、ベークライトＥＲＬ−４２２１（脂環式エポキシ
樹脂、Ｕ、Ｃ，Ｃ，社製商品名、数平均分子量約２７０
）５０重量部、数平均分子量４００のポリエーテルポリ
オール（ＭＮ−４００、三井日ａウレタン■製商品名〕
２０重量部、ＫＢＭ−４０３を２．５重量部、タルク（
ミクロエースＬ＋−１。

日本タルク■製商品名）３０重量部、及びエロジル＋２
００　を２．５重量部を混合し、更に三本ロールにて均
一に混線の後スば一す−として直径７μ砕摩ガラス繊維
１重量部及びジフェニルヨードニウムヘキサフルオロア
ンチモネート２．５部を添加混合して接着剤を製造した
。このものの２５℃に於るＢ型粘度計による粘度は２５
０ボイズであった。

次にこの接着剤を用いて下記に示す条件にて液晶表示セ
ルを製造した。

セル用基材：実施例１と同じ。

セル用被着材：セル用基材と同じ。

塗布工程：実施例１と同じ。

接着工程：実施例１と同じ。但し今回は１５０’Ｃ２０
分の後硬化は行わなかった。

仕上げ工程：実施例１と同じ。

実施例１と同様に耐久性試験を行った結果１０時間以上
良好であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （イ）１分子中にオキシラン環を有するエポキシ樹脂を
   主成分とする１種以上のカチオン重合性化合物、 （ロ）前記カチオン重合性化合物１００重量部に対して
   １０〜５０重量部の１分子中に水酸基を２個以上有する
   数平均分子量が５０〜３０００の化合物、 （ハ）紫外線照射により前記カチオン重合性化合物の重
   合を開始しうるルイス酸触媒を遊離することのできる、
   前記カチオン重合性化合物１００重量部に対して１５〜
   １０重量部の光開始剤、 より成る接着剤をセル用基材又はセル用被着材上に塗布
   し、夫々セル用被着材又はセル用基材をあてがい圧締の
   後、紫外線硬化させる事を特徴とする液晶封止用セルの
   製造方法。