专利名称：液晶用密封材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶用密封材料及其制备方法，以及使用这种密封材料的液晶显示单元。更具体地，本发明涉及采用下面方法制备的液晶用密封材料，所述方法包括使用专门的分散设备和方法将有机和/或无机的细小颗粒均匀分散在可固化树脂中的步骤，本发明还涉及液晶用密封材料的制备方法。
背景技术：
近年来，为了提高液晶显示器的高速响应，要求液晶单元的间隙变小。此外，由于在液晶电视机等中的用途进入完全成熟的扩展阶段，在生产较大玻璃母板基板中的竞争已经完全瞄准生产较大的面板以及提高生产率。随着这种市场的走向，对液晶用密封材料要求间隙变窄、高粘合强度等的特性。
另一方面，为提高液晶单元的生产工艺的效率，已经提出一种结合光固化和热固化作为密封材料的固化方法(日本专利No.3162179，专利文献1)。此外，提出采用光固化或结合光固化与热固化作为固化密封材料的方法，该方法被称作液晶滴落法(lquid crystal dropping method)(日本专利申请公报(KOKAI)No.2001-133794，专利文献2)。液晶滴落法是制造具有密封的液晶的液晶显示单元的方法，该方法中，将液晶滴落在液晶用密封材料在一基片上形成的的堰内，然后粘合另一个基片。在液晶滴落方法中，因为单元粘合和液晶密封是同时进行的，可以简化工艺，明显提高大量生产时的生产率；因此，液晶滴落方法已经开始被采用，实际用作密封与制造大液晶面板相关的液晶显示单元中的液晶的方法。目前，用光-热结合工艺可固化的这类密封材料已经成为适用于这种方法的液晶用密封材料的主流，所述光-热结合工艺中，通过光辐照进行临时固化后，通过加热进行后固化。
对用于液晶的常规热固化密封材料，通常采用下面的工艺，混合溶剂，使之具备分散和印刷性能，在形成单元过程中干燥该溶剂，此工艺在后面被称作“预固化步骤”。然而，对用于光-热结合工艺的液晶用密封材料，由于在设计密封材料时难以考虑到采用预固化步骤，因此，通常不使用溶剂。
尽管一般都了解，混入无机填料、细小橡胶颗粒等，可以将用于液晶的密封材料的粘合强度提高至实用水平，因此采用的混合和分散方法的例子通常包括使用三辊机、油漆辊等只进行混合和分散的方法(专利文献1和日本专利No.3366203，专利文献3)。
日本专利No.3162179[专利文献2]日本专利申请公报(KOKAI)No.2001-133794[专利文献3]日本专利No.336620
发明内容本发明的目的是研制一种液晶用的密封材料，具体是研制一种对采用液晶滴落法制造液晶显示器件时所用的液晶进行密封的密封材料，所述液晶滴落法中，将液晶滴在液晶用密封材料在一基片上形成的堰内，然后粘合另一基片，用光辐照液晶的密封部分后，进行加热和固化。更详细地，本发明的目的是提出一种液晶用密封材料，这种密封材料适用于生产窄间隙的液晶单元盒，且具有优良的粘合强度。
基于本发明人的反复研究，达到了上述目的，完成了本发明。
具体而言，本发明涉及(1)一种液晶用密封材料，通过下面方法制备使用湿分散装置(A)，将平均粒度不大于3微米的细小颗粒(D)均匀分散在溶解于溶剂(B)中的具有环氧基团和/或(甲基)丙烯酰基团的活性树脂(C)中，所述装置(A)中，分散容器(a)包含作为分散介质的介质(b)，快速旋转的搅拌器(c)通过在高速旋转区域使介质相互碰撞，来分散聚集的颗粒；然后除去溶剂(B)。
(2)按照上面(1)所述的液晶用密封材料，其中，湿分散装置(A)是一个连续处理系统。
(3)按照上面(1)或(2)所述的液晶用密封材料，其中，所述介质(b)的直径各自为0.1-5mm，并由选自下面是任何物质构成氧化铝、氧化锆、氧化锆增强的氧化铝和氮化硅。
(4)按照上面(1)-(3)中任一项所述的液晶用密封材料，其中，细小颗粒(D)的平均粒度不大于0.3微米。
(5)按照上面(1)-(4)中任一项所述的液晶用密封材料，其中，细小颗粒(D)是无机细小颗粒(D-1)。
(6)按照上面(5)所述的液晶用密封材料，其中，无机细小颗粒(D-1)由二氧化硅和/或氧化铝和/或钛黑颜料构成。
(7)按照上面(1)-(6)中任一项所述的液晶用密封材料，其中，细小颗粒(D)是有机细小颗粒(D-2)。
(8)按照上面(7)所述的液晶用密封材料，其中，有机细小颗粒(D-2)是交联的橡胶细小颗粒。
(9)按照上面(8)所述的液晶用密封材料，其中，所述交联的橡胶细小颗粒是具有芯-壳结构的交联的橡胶细小颗粒。
(10)按照上面(1)-(9)中任一项所述的液晶用密封材料，所述液晶用密封材料可以通过进一步添加选自固化剂、固化促进剂、光聚合引发剂、阻聚剂、偶联剂、离子清除剂和抗氧化剂的任何一种或多种的添加剂，然后进行分散，和/或在除去溶剂(B)后添加上述的一种或多种的添加剂来制得。
(11)一种制备液晶用密封材料的方法，该方法包括使用湿分散装置(A)，将平均粒度不大于3微米的细小颗粒(D)均匀分散在溶解于溶剂(B)中的具有环氧基团和/或(甲基)丙烯酰基团的活性树脂(C)中，所述装置(A)中，分散容器(a)包含作为分散介质的介质(b)，快速旋转的搅拌器(c)通过在高速旋转区域使介质相互碰撞，来分散聚集的颗粒；然后除去溶剂(B)。
(12)一种液晶显示单元，用上面(1)-(10)中任一项所述的液晶用密封材料的固化产物进行密封。
(13)一种制造由两个基片组成的液晶显示单元的方法，该方法包括将液晶滴在由上面(1)-(10)中任一项所述的液晶用密封材料在一基片上形成的堰内，粘合另一基片，然后通过光和/或热固化该密封材料。
(14)一种制造由两个基片组成的液晶显示单元的方法，该方法包括用按照上面(1)-(10)中任一项所述的液晶用密封材料粘合两个基片，通过光和/或热固化该密封材料形成一个单元，注入液晶，然后用最终的密封材料对注入口进行密封。
具体实施例方式
下面，详细说明本发明。
对本发明中使用的湿分散装置(A)没有特别的限制，只要该装置配备有分散容器(a)、介质(b)和快速旋转的搅拌器(c)，并且能够介质本身在在快速旋转区内相互碰撞，使聚集的颗粒分散。例如，可以使用一般称作珠粒磨机(bead mill)、球磨机、砂磨机(sand mill)可商购的设备。处理形式可以是间歇系统或连续系统。分散容器(a)可以在夹套内循环冷却介质，防止分散过程中温度上升。介质材料的例子包括选自下面的那些氧化铝、氧化锆、氧化锆增强的氧化铝、氮化硅等。介质的形状通常是球形、虽然对球形介质的直径没有特别的限制，但一般约为0.1-5mm，优选0.3-3mm。虽然对快速旋转搅拌器(c)没有特别的限制，但其例子包括在分散容器中旋转搅拌桨的系统，以及高速旋转分散容器的系统。
对溶剂(B)没有特别的限制，只要所述溶剂不与具有环氧基团和/或(甲基)丙烯酰基的活性树脂(C)反应，其是分散的细小颗粒(D)的物体。适当选择没有安全问题并容易除去的溶剂。可使用的溶剂的例子包括苯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、环己酮和丙二醇单甲醚。
虽然对具有环氧基团和/或(甲基)丙烯酰基的活性树脂(C)没有特别的限制，其例子包括多官能的环氧树脂，例如，双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、可溶可熔酚醛型环氧树脂和甲酚-可溶酚醛型环氧树脂；及其环氧(甲基)丙烯酸酯。从对液晶污染考虑，优选对液晶的溶解度低的树脂，这些树脂的例子包括由下面通式(1)表示的间苯二酚二缩水甘油醚的聚合物以及双酚F型环氧树脂的环氧丙烯酸酯。
(其中，n代表1-10的正数)。
为赋予液晶用的密封材料以材料强度、粘合强度、应力松弛等，加入本发明中使用的平均粒度不大于3微米的细小颗粒(D)。从形成单元间隙、材料强度、粘合强度等角度，更优选细小颗粒(D)的平均粒度不小于0.3微米，平均粒度的下限约为0.003微米。细小颗粒(D)可以是无机细小颗粒或有机细小颗粒。无机细小颗粒的例子包括熔凝硅石、晶体二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硫酸钙、云母、滑石、粘土、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氢氧化铝、氢氧化镁、硅酸钙、硅酸铝、硅酸锂铝、硅酸锆、钛酸钡、玻璃纤维、碳纤维、二硫化钼、石棉和钛黑颜料；虽然对无机细小颗粒没有特别的限制，但优选二氧化硅、氧化铝和钛黑颜料。虽然对有机细小颗粒没有特别的限制，但是从提高粘合强度和应力松弛角度，其例子包括交联树脂的细小颗粒和具有芯-壳结构的交联橡胶细小颗粒。对用于本发明的具有芯-壳结构的交联橡胶细小颗粒没有特别的限制，只要这种细小颗粒是具有两层或三层结构的交联橡胶，其中芯层是提供橡胶弹性的交联的橡胶，并涂覆有不提供橡胶弹性的交联的聚合物层。可以使用交联的聚丁二烯、交联的丙烯酸烷基酯共聚物和交联的聚异戊二烯作为芯层；使用丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物、甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚物或丙烯酸烷基酯共聚物作为壳层。这些结构中，优选的芯层和壳层的组合是由交联的聚丁二烯组成的芯层与由丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物或甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚物组成的壳层的组合，以及由交联的丙烯酸烷基酯共聚物组成的芯层和由丙烯酸烷基酯共聚物组成的壳层的组合。作为具有芯-壳结构的交联的橡胶有可以商购得到的Paraloid EXL-2602(由Kureha Corporation制造)、Paraloid EXL-2655(由Kureha Corporation制造)等。还可以使用两种或多种这些细小颗粒的混合物。
本发明的用于液晶的密封材料中，可以混入其他组分，如固化剂、固化促进剂、填料、光聚合引发剂、阻聚剂、偶联剂、离子清除剂和抗氧化剂等。
虽然对可使用的热固化剂没有特别的限制，只要所述热固化剂能与环氧树脂反应，形成固化的产物。热固化剂的例子包括包含脂肪酸主链的脂族二元酸二酰肼，例如草酸二酰肼、丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、己二酸二酰肼、庚二酸二酰肼、辛二酸二酰肼、壬二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、十二双酸(dodecanedioicacid)二酰肼、十六烷酸二酰肼、马来酸二酰肼、富马酸二酰肼、二甘醇酸二酰肼、酒石酸二酰肼和苹果酸二酰肼；芳族多元酸酰肼，如间苯二酸二酰肼、对苯二酸二酰肼、2，6-萘二甲酸二酰肼、4，4’-二苯甲酸二酰肼、1，4-萘二甲酸二酰肼、2，6-吡啶二羧酸二酰肼、1，2，4-苯三酸三酰肼、均苯四酸四酰肼和1，4，5，8-萘四酸四酰肼；具有缬氨酸乙内酰脲主链的二酰肼，如1，3-二(肼基甲酰乙基)-5-异丙基乙内酰脲(1，3-bis(hydrazinocarbonoethyl)-5-isopropyl hydantoin)；和多酚。
可使用的固化促进剂的例子包括咪唑；咪唑与多元羧酸的盐，所述多元酸例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、萘二甲酸、马来酸和草酸；酰胺类，如双氰胺，酰胺与酚、上述多元羧酸或膦酸的盐；二氮杂化合物，如1，8-二氮杂环[5.4.0]十一碳-7烯，以及二氮杂化合物与酚、上述多元羧酸或膦酸的盐；膦，如三苯基膦和四苯基硼酸四苯基；酚类，如2，4，6-三(氨甲基)酚；以及胺加成物。
对可使用的填料没有特别的限制，其例子包括熔凝硅石、晶体二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硫酸钙、云母、滑石、粘土、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氢氧化铝、氢氧化镁、硅酸钙、硅酸铝、硅酸锂铝、硅酸锆、钛酸钡、玻璃纤维、碳纤维、二硫化钼和石棉；较好的是熔凝硅石、晶体二氧化硅、氮化硅、氮化硼、碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、云母、滑石、粘土、氧化铝、氢氧化铝、硅酸钙和硅酸铝；更好是熔凝硅石、晶体二氧化硅、氧化铝和滑石。上述填料可以以两种或多种的混合物使用。这些填料的平均粒度优选为不大于3微米。如果平均粒度大于3微米，则在制造液晶单元中，将上下两个玻璃基片粘合时存在不能适当地形成间隙的可能性。
对可使用的阻聚剂没有特别的限制，其例子包括甲醌(methoquinone)、氢醌、甲基氢醌、吩噻嗪和二丁基羟基甲苯。用于反应混合物的阻聚剂量优选为0.01-1重量％，特别优选为0.05-0.5重量％。
可使用的光聚合反应引发剂优选是产生自由基型的光聚合反应引发剂，这种引发剂在对液晶特性影响相对较小的i-线(365nm)附近具有一定的灵敏度，并且对液晶的污染较小。可使用的产生自由基型的光聚合反应引发剂的例子包括苯偶酰缩二甲醇、1-羟基环己基苯基酮、二乙基噻吨酮、二苯甲酮、2-乙基蒽醌、2-羟基-2-甲基苯基乙基酮、2-甲基-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙烷、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、3，6-二(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑和1，7-二(9-吖啶基)庚烷，较好的是咔唑类光聚合反应引发剂，如3，6-二(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑；和吖啶类光聚合反应引发剂，如1，7-二(9-吖啶基)庚烷。
在本发明用于液晶的密封材料中，可以使用硅烷偶联剂来提高粘合强度。可使用的硅烷偶联剂的例子包括硅烷偶联剂，如3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、盐酸N-(2-(乙烯基苄基氨基)乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。这些硅烷偶联剂可以以两种或多种的混合物使用。为了获得高粘合强度，其中优选硅烷硅烷偶联剂是具有氨基的硅烷偶联剂。使用这种硅烷偶联剂，可获得提高的粘合强度并具有优良的抗湿可靠性的液晶用密封材料。
需要时，本发明的液晶用密封材料还可以包含离子清除剂。因为离子清除剂能吸附并固定液晶用密封材料中的杂质无机离子，减少渗入到液晶中的无机离子，添加离子清除剂具有防止液晶电阻率下降的作用。优选具有捕集离子能力的无机化合物作为离子清除剂。本文中称作捕集离子的能力是捕集磷酸、亚磷酸和有机酸阴离子、卤素阴离子、碱金属阳离子、碱土金属阳离子等来减少离子杂质的能力。可使用的离子清除剂的例子包括由通式BiOX(OH)Y(NO3)Z(物质，X、Y和Z分别是0.9-1.1、0.6-0.8和0.2-0.4的正数)表示的铋氧化物离子清除剂、氧化锑离子清除剂、磷酸钛离子清除剂、磷酸锆离子清除剂和由通式MgXAlY(OH)2X+3Y-2Z(CO3)Z·mH2O(其中，X、Y和Z各自是满足2X+3Y-2Z≥0的正数，m是正数)表示的水滑石离子清除剂。这些离子清除剂可以在市场上以下列产品购得IXE-100(Toagosei有限公司制造，磷酸锆离子清除剂)，IXE-300(Toagosei有限公司制造，氧化锑离子清除剂)，IXE-400(Toagosei有限公司制造，磷酸钛离子清除剂)，IXE-500(Toagosei有限公司制造，氧化铋离子清除剂)，IXE-600(Toagosei有限公司制造，氧化锑-氧化铋离子清除剂)，以及DHT-4A(水滑石离子清除剂，由Kyowa化学工业有限公司制造)，Kyoward KW-2000(水滑石离子清除剂，由Kyowa化学工业有限公司制造)。这些离子清除剂可以单独使用，或以两种或多种的混合物使用。离子清除剂在液晶用密封材料组合物中的用量通常为0.01-5重量％。
为获得本发明的液晶用密封材料，在常规混合器中预混合上述组分(B)、(C)和(D)，以及需要时的其他组分后，使用湿分散装置(A)进行分散处理，直到不再观察到细小颗粒(D)的聚集体。为除去外来物质，可以进行过滤处理。用光学显微镜(放大倍数约为500)能容易地监测到在分散后的混合物中是否存在细小颗粒(D)的聚集体及聚集体存在的程度。因此，通过进行适当分散处理，直到不再观察到细小颗粒的聚集体，可完成没有聚集的颗粒的分散处理步骤，满足本发明目的。
本发明的液晶显示单元的一个实施方式是由一对装有预定电极的基片组成的液晶显示单元，通过下面方法形成将液晶滴在本发明的液晶用密封材料在一基片上形成的堰内，粘合另一基片形成一个间隙，然后通过光和/或热使该密封材料固化。本发明的液晶显示单元的另一个实施方式是由一对装有预定电极的基片组成的液晶显示单元，通过下面方法形成用本发明的液晶用密封材料粘合一对基片，形成一个间隙，通过光和/或热使该密封材料固化，形成一个单元，注入液晶，然后用最终密封材料密封注入口。
由于本发明的液晶用密封材料中的细小颗粒组分是均匀分散的，在形成间隙时没有由于存在大于单元间隙的聚集体造成的缺陷。对密封在所述单元内的液晶种类没有特别的限制。在此，所述基片由下面的基片组合组成玻璃、石英、塑料、硅等，其中至少一种是对光透明的。在所述的制备方法中，例如在本发明液晶用密封材料中加入间隔剂(间隙控制剂)如玻璃纤维后，使用分配器等将液晶用的密封材料以堰形施用在成对基片中的一个基片上。将液晶滴在液晶用密封材料的堰内，在真空条件下覆盖另一个玻璃基片，形成间隙。形成间隙后，使用紫外光施加器，在液晶密封部分上辐照紫外光束，使所述密封材料光固化。紫外光辐照的剂量通常为500-6000mJ/cm2，优选1000-4000mJ/cm2。之后，通过在90-130℃固化1-2小时，获得本发明的液晶显示单元。间隔剂的例子包括玻璃纤维、二氧化硅珠粒和聚合物珠粒。
本发明的液晶用密封材料适用于制造窄间隙的液晶单元，并具有优良的粘合强度。通过使用本发明的液晶用密封材料，能够制造设计成窄间隙的液晶单元。
实施例下面，参照实施例详细说明本发明。
实施例1使用行星式搅拌器(由Asada Iron Works有限公司制造，PVM-50)，预混合30重量份环氧树脂DRGE(由Nippon Kayaku有限公司制造，间苯二酚二缩水甘油醚多聚物(multimer))、120重量份环氧丙烯酸酯树脂R-94100(由Nippon Kayaku有限公司制造；双酚F型环氧树脂的环氧丙烯酸酯)、35重量份熔凝并粉碎的硅石(Crystalite 1FF，由Tatsumori有限公司制造，平均粒度1.0微米)、5重量份芯-壳结构的交联的橡胶(Paralloid EXL-2655，由Kureha化学工业有限公司制造，芯层交联的聚丁二烯，壳层甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚物，平均粒度200nm)和60重量份作为溶剂的丙二醇单甲醚后，使用连续系统砂磨机(由Asada IronWorks有限公司制造，GMH-L)，用介质(氧化铝，直径1mm)进行分散处理。重复上述的处理20次后，将分散体夹在玻璃板之间，并通过显微镜进行观察，确定不存在聚集体。然后，在除去了溶剂的分散处理后的液体中加入1.8重量份产生自由基型的光聚合反应引发剂3，6-二(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑(由Adeka公司制造，Adeka Optomer N-1414)和0.5重量份氨基硅烷偶联剂(N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicone制造，KBM-603)，在混入15重量份间苯二甲酸二酰肼(商品名IDH-S，由Otsuka化学有限公司制造，用气流粉碎机进一步粉碎至气流粉碎机研磨级，熔点224℃，活性氢当量48.5g/eq，平均粒度1.3微米)后，搅拌该混合物，并进行消泡和过滤，获得本发明的液晶用密封材料。
实施例2使用行星式搅拌器(由Asada Iron Works有限公司制造，PVM-50)，预混合30重量份环氧树脂DRGE(由Nippon Kayaku有限公司制造，间苯二酚二缩水甘油醚多聚物)、120重量份环氧丙烯酸酯树脂R-94100(由Nippon Kayaku有限公司制造；双酚F型环氧树脂的环氧丙烯酸酯)、35重量份氧化铝(SPC-Al，由C.I.Kasei有限公司制造，平均粒度0.05微米)、5重量份芯-壳结构的交联的橡胶(ParalloidEXL-2655，由Kureha化学工业有限公司制造，芯层交联的聚丁二烯，壳层甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚物，平均粒度200nm)和60重量份作为溶剂的丙二醇单甲醚后，使用连续系统砂磨机(由Asada Iron有限公司制造，GMH-L)，用介质(氧化铝，直径1mm)进行分散处理。重复上述的处理20次后，将分散体夹在玻璃板之间，并通过显微镜进行观察，确定不存在聚集体。然后，在除去了溶剂的分散处理后的液体中加入1.8重量份产生自由基型的光聚合反应引发剂3，6-二(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑(由Adeka公司制造，Adeka OptomerN-1414)和0.5重量份氨基硅烷偶联剂(N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicone制造，KBM-603)，在混入15重量份间苯二甲酸二酰肼(商品名IDH-S，由Otsuka化学有限公司制造，用气流粉碎机进一步粉碎至气流粉碎机研磨级，熔点224℃，活性氢当量48.5g/eq，平均粒度1.3微米)后，搅拌该混合物，并进行消泡和过滤，获得本发明的液晶用密封材料。
实施例3使用行星式搅拌器(由Asada Iron Works有限公司制造，PVM-50)，预混合20重量份环氧树脂RE-203(由Nippon Kayaku有限公司制造，添加环氧乙烷的双酚S的二缩水甘油醚)、80重量份环氧丙烯酸酯树脂R-94100(由Nippon Kayaku有限公司制造；双酚F型环氧树脂的环氧丙烯酸酯)、25重量份钛黑颜料(钛黑13R，由Mitsubishi Materials公司制造，平均粒度73nm)、5.8重量份芯-壳结构的交联的橡胶(Paralloid EXL-2655，由Kureha化学工业有限公司制造，芯层交联的聚丁二烯，壳层甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚物，平均粒度200nm)和60重量份作为溶剂的丙二醇单甲醚后，使用连续系统砂磨机(由Asada Iron Works有限公司制造，GMH-L)，用介质(氧化铝，直径1mm)进行分散处理。重复上述的处理20次后，将分散体夹在玻璃板之间，并通过显微镜进行观察，确定不存在聚集体。然后，在除去了溶剂的分散处理后的液体中加入3.6重量份产生自由基型的光聚合反应引发剂3，6-二(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑(由Adeka公司制造，Adeka Optomer N-1414)和0.2重量份氨基硅烷偶联剂(N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicone制造，KBM-603)，在混入13.5重量份己二酸二酰肼(商品名ADH-S，由Otsuka化学有限公司制造，用气流粉碎机进一步粉碎至气流粉碎机研磨级，熔点190℃，活性氢当量43.5g/eq，平均粒度1.3微米)后，搅拌该混合物，并进行消泡和过滤，获得本发明的液晶用密封材料。
比较例1使用行星式搅拌器，预混合30重量份环氧树脂DRGE(由Nippon Kayaku有限公司制造，间苯二酚二缩水甘油醚多聚物)、120重量份环氧丙烯酸酯树脂R-94100(由Nippon Kayaku有限公司制造；双酚F型环氧树脂的环氧丙烯酸酯)、35重量份熔凝和粉碎的二氧化硅(Crystalite 1FF，由Tatsumori有限公司制造，平均粒度1.0微米)和5重量份芯-壳结构的交联的橡胶(Paralloid EXL-2655，由Kureha化学工业有限公司制造，芯层交联的聚丁二烯，壳层甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚物，平均粒度200nm)后，使用三辊机(由Noritake有限公司制造)进行分散处理。重复上述的处理20次后，将分散体夹在玻璃板之间，并通过显微镜进行观察，发现有小的聚集体。然后，在该分散处理后的液体中加入1.8重量份产生自由基型的光聚合反应引发剂3，6-二(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑(由Adeka公司制造，Adeka Optomer N-1414)和0.5重量份氨基硅烷偶联剂(N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicone制造，KBM-603)，在混入15重量份间苯二甲酸二酰肼(商品名IDH-S，由Otsuka化学有限公司制造，用气流粉碎机进一步粉碎至气流粉碎机研磨级，熔点224℃，活性氢当量48.5g/eq，平均粒度1.3微米)后，搅拌该混合物，并进行消泡和过滤，获得液晶用密封材料。
比较例2使用行星式搅拌器，预混合30重量份环氧树脂DRGE(由Nippon Kayaku有限公司制造，间苯二酚二缩水甘油醚多聚物)、120重量份环氧丙烯酸酯树脂R-94100(由Nippon Kayaku有限公司制造；双酚F型环氧树脂的环氧丙烯酸酯)、35重量份氧化铝(SPCAl，由C.I.Kasei有限公司制造，平均粒度0.05微米)和5重量份芯-壳结构的交联的橡胶(Paralloid EXL-2655，由Kureha化学工业有限公司制造，芯层交联的聚丁二烯，壳层甲基丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚物，平均粒度200nm)后，使用三辊机(由Noritake有限公司制造)进行分散处理。重复上述的处理20次后，将分散体夹在玻璃板之间，并通过显微镜进行观察，发现有小的聚集体。然后，在分散处理后的液体中加入1.8重量份产生自由基型的光聚合反应引发剂3，6-二(2-甲基-2-吗啉代丙酰基)-9-正辛基咔唑(由Adeka公司制造，Adeka Optomer N-1414)和0.5重量份氨基硅烷偶联剂(N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(由Shin-Etsu Silicone制造，KBM-603)，在混入15重量份间苯二甲酸二酰肼(商品名IDH-S，由Otsuka化学有限公司制造，用气流粉碎机进一步粉碎至气流粉碎机研磨级，熔点224℃，活性氢当量48.5g/eq，平均粒度1.3微米)后，搅拌该混合物，并进行消泡和过滤，获得液晶用密封材料。
测试例垂直粘合强度在100克制得的液晶用密封材料中加入1克直径为5微米的玻璃纤维作为间隔剂，并进行混合和搅拌。室温下，用针将密封材料施用到玻璃基片(15mm×30mm×0.7mm厚)上，将该玻璃基片与另一个玻璃基片粘合，使之插入和轻微压制，并用粘合夹固定。用来自UV辐射器的3000mJ/cm2的紫外光束进行辐照后，将所述基片放在120℃的烘箱内1小时，进行固化。用显微镜测量粘合的表面的直径，以计算粘合表面的面积。制成的测试样品的直径在0.8-1.2微米范围。用夹具固定测试的样品，拉伸速度设定为约20mm/min，在垂直方向拉伸相对的基片，以测定剥离强度。用下面的公式计算垂直粘合强度。
垂直粘合强度(MPa)＝剥离强度(N)/密封面积(mm2)进行10次测定，取平均值为密封材料的垂直粘合强度。
实施例和比较例的结果列于表1。
间歇形成试验在100克制得的液晶用密封材料中加入1克玻璃纤维作为间隔剂，并进行混合和搅拌。室温下，用针将密封材料施用到玻璃基片(15mm×30mm×0.7mm厚)上，将该玻璃基片与另一个玻璃基片粘合，使之插入和轻微压制，并用粘合夹固定。用来自UV辐射器的3000mJ/cm2的紫外光束进行辐照后，将所述基片放在120℃的烘箱内1小时，进行固化。用显微镜观察粘合的表面。当密封材料坍塌(collapse)至间隔剂的直径并形成所需的间隔时，间隔剂与该玻璃基片接触，并能被清楚看到(评价为○)；但是，当所述密封材料没有坍塌至间隔剂的直径并且未能形成所需间隔时，看不到间隔剂(评价为×)。
分别观察了直径5微米和2微米的间隔剂。
实施例和比较例的结果列于表1。
表1
由表1可清楚地了解，采用本发明的制备方法进行制备的实施例1-3具有优良的粘合强度和形成间隙的能力；但是，采用不同方法进行制备的比较例1和2即使在组成相同的时这些要求的性能明显都很差。可以认为这是因为作为分散组分的无机填料和橡胶颗粒未能均匀分散。
工业应用本发明液晶用密封材料施用于基片的操作性能以及粘合性能优良，并且具有优良的粘合强度和形成间隙的能力。通过在液晶滴落法中使用本发明的液晶用密封材料，能够制造具有提高了的高速响应和可靠性的液晶显示单元。
权利要求
1.一种液晶用密封材料，通过使用湿分散装置(A)，将平均粒度不大于3微米的细小颗粒(D)均匀分散在溶解于溶剂(B)中的具有环氧基团和/或(甲基)丙烯酰基团的活性树脂(C)中，所述装置(A)中，分散容器(a)包含作为分散介质的介质(b)，快速旋转的搅拌器(c)通过在高速旋转区域使介质相互碰撞，来分散聚集的颗粒；然后除去溶剂(B)来制备。
2.如权利要求1所述的液晶用密封材料，其特征在于，湿分散装置(A)是一个连续处理系统。
3.如权利要求1或2所述的液晶用密封材料，其特征在于，所述介质(b)的直径各自为0.1-5mm，并由选自下面的任何物质构成氧化铝、氧化锆、氧化锆增强的氧化铝，和氮化硅。
4.如权利要求1-3中任一项所述的液晶用密封材料，其特征在于，细小颗粒(D)的平均粒度不大于0.3微米。
5.如权利要求1-4中任一项所述的液晶用密封材料，其特征在于，细小颗粒(D)是无机细小颗粒(D-1)。
6.如权利要求5所述的液晶用密封材料，其特征在于，无机细小颗粒(D-1)由二氧化硅和/或氧化铝和/或钛黑颜料构成。
7.如权利要求1-6中任一项所述的液晶用密封材料，其特征在于，细小颗粒(D)是有机细小颗粒(D-2)。
8.如权利要求7所述的液晶用密封材料，其特征在于，有机细小颗粒(D-2)是交联的橡胶细小颗粒。
9.如权利要求8所述的液晶用密封材料，其特征在于，所述交联的橡胶细小颗粒是具有芯-壳结构的交联的橡胶细小颗粒。
10.如权利要求1-9中任一项所述的液晶用密封材料，所述液晶用密封材料可以通过进一步添加选自固化剂、固化促进剂、光聚合引发剂、阻聚剂、偶联剂、离子清除剂和抗氧化剂的任何一种或多种的添加剂，然后进行分散，和/或在除去溶剂(B)后添加上述的一种或多种的添加剂来制得。
11.一种制备液晶用密封材料的方法，该方法包括使用湿分散装置(A)，将平均粒度不大于3微米的细小颗粒(D)均匀分散在溶解于溶剂(B)中的具有环氧基团和/或(甲基)丙烯酰基团的活性树脂(C)中，所述装置(A)中，分散容器(a)包含作为分散介质的介质(b)，快速旋转的搅拌器(c)通过在高速旋转区域使介质相互碰撞，来分散聚集的颗粒；然后除去溶剂(B)。
12.一种液晶显示单元，用权利要求1-10中任一项所述的液晶用密封材料的固化产物进行密封。
13.一种制造由两个基片组成的液晶显示单元的方法，该方法包括将液晶滴在由权利要求1-10中任一项所述的液晶用密封材料在一基片上形成的堰内，粘合另一基片，通过光和/或热使该密封材料固化。
14.一种制造由两个基片组成的液晶显示单元的方法，该方法包括用权利要求1-10中任一项所述的液晶用密封材料粘合两个基片，通过光和/或热使该密封材料固化，形成一个单元，注入液晶，然后用最终的密封材料对注入口进行密封。
全文摘要
公开一种液晶用密封材料，该密封材料的粘合强度高并且在粘合面板时具有优良的间隙形成能力。还公开制造这种密封材料的方法以及制造提高了生产率、高速响应和可靠性的液晶显示单元的方法。所述液晶用密封材料可通过下面步骤进行制备，使用湿分散装置(A)，将平均粒度不大于3微米的细小颗粒(D)均匀分散在溶解于溶剂(B)中的具有环氧基团和/或(甲基)丙烯酰基团的活性树脂(C)中，随后除去溶剂(B)。
文档编号C09K3/10GK1934491SQ20058000902
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月22日
发明者今泉雅裕, 落直之, 浅野丰文, 西原荣一, 平野雅浩, 小林巧 申请人:日本化药株式会社