[发明专利]液晶滴下工艺用液晶密封剂以及使用了该密封剂的液晶显示单元

说明书

技术领域

本发明涉及液晶密封剂以及使用了该密封剂的液晶显示单元。更具体而言，本发明涉及适合于通过液晶滴下工艺制造液晶显示单元的液晶密封剂、以及使用该密封剂制造的液晶显示单元。

背景技术

随着液晶显示单元的大型化，近年来，作为液晶显示单元的制造方法，正在从通过传统的液晶真空注入方式制造液晶显示单元的方法转变为采用生产性更高的液晶滴下工艺来进行制造的方法(参照专利文献1)。具体而言，所谓液晶滴下工艺是指这样的制造方法：在液晶基板上涂布形成液晶密封剂框(主密封)，进一步在最外周涂布一周密封剂(假密封(ダミ一シ一ル))，然后将液晶滴在内部密封的内侧，之后，在真空中使相对的另一液晶基板贴合，通过暴露于大气压中而密封液晶，并通过用UV照射、加热等使密封部固化，从而完成液晶显示单元。在该制造方法中，在液晶密封中所使用的液晶密封材料并不是传统的热固化型液晶密封剂，而一般使用光热固化并用型液晶密封剂。在液晶滴下工艺中不使用传统的热固化型液晶密封剂的理由是：如果用传统的热固化型液晶密封剂来进行液晶滴下工艺的话，由于加热时液晶热膨胀、液晶密封剂由于加热而粘度降低、以及液晶滴下工艺是在真空减压下进行的，因此密封发生破裂，不能密封液晶。

光热固化并用型液晶密封剂的使用方法为：使用分配器等在液晶基板上涂布形成液晶密封剂框，然后将液晶滴在该框的内侧，在真空中使相对的另一基板贴合，然后向密封部照射紫外线等光，使之预固化，然后在约120℃下在约1小时内使液晶密封剂热固化，从而制备液晶单元。

然而，在使用光热固化并用型液晶密封剂的情况下，必须对液晶密封剂照射紫外线等光，但是近年来伴随着液晶单元的框架窄化，由于液晶密封部被布线或黑色矩阵遮住，因此出现液晶密封剂未被光照射的部分，并且产生这样的问题：由于液晶密封被遮住使得未固化部分在加热固化过程中插入到液晶中，或者产生液晶污染。因此，在设计液晶单元时，会产生必须设计使得光尽可能多地照射密封剂这样的限制。另外，由于紫外线照射会引发液晶和取向膜劣化的问题，因此为了避免紫外线照射到液晶，需要花费功夫以在紫外线照射工艺中通过遮光掩模来遮挡液晶部。此外，随着液晶玻璃基板尺寸的大型化，紫外线照射装置大型化以及紫外线照射装置的运行成本增加等都成为问题。

由以上可知，近年来，人们期望研发出这样一种热固化型的液晶滴下工艺用液晶密封剂，其中仅通过不需要紫外线照射的热固化即可制得液晶显示单元。

到目前为止，已经提出有热固化型的液晶滴下工艺用液晶密封剂的方案。例如，在专利文献2中，提出了这样一种液晶滴下工艺用热固化液晶密封剂，该液晶密封剂含有相对于100重量份的固化性树脂为3重量份～40重量份的热固化剂，其中在所述固化性树脂中，1分子中的氢键官能团数目除以分子量得到的值为3.5×10^-4以上。并提出了通过使用该液晶密封剂，降低了液晶污染。然而，在热固化型液晶滴下工艺中，由于液晶因加热而热膨胀并且在真空中进行减压密封，因此会发生在通过加热引起粘度降低的固化过程中液晶密封剂框破裂从而导致液晶泄漏之类的问题(密封破裂的问题)，以及因加热引起粘度降低的液晶密封剂的成分在由于被加热至NI点以上从而更易于流动的液晶中溶出、从而导致污染这样的重大问题，但是专利文献2中没有明确公开这些问题的解决方法。

另外，在专利文献3中，提出了通过添加有胶凝剂的液晶密封剂，可以在仅进行热固化的液晶滴下工艺中具有耐密封破裂性病保持密封形状。然而，关于热固化的液晶滴下工艺的问题，即加热固化时液晶密封剂对液晶的污染问题，在专利文献3中没有明确示出。

专利文献4中提出了这样一种制造方法：涂布由热固性树脂构成的液晶密封剂，然后预烘焙，之后进行液晶滴下和真空贴合，但是其没有明确示出液晶密封剂的树脂组成。

在专利文献5和6中，作为B阶化处理，提出了进行预烘焙工艺的热固性液晶滴下工艺用液晶密封剂，但是由于需要在80℃下进行20分钟的B阶化处理，因此存在工艺时间长的缺点。为了缩短20分钟的B阶化处理时间，可以将处理温度提高至(例如)100℃以上，但是上述专利文献中记载的液晶密封剂在100℃以上时才进行该固化反应，因此不优选。如上所述，难以开发出全部解决这些问题的加热固化型液晶滴下密封剂，到目前为止热固化型液晶滴下工艺还没有实现。