JP4630954B2 - 高分子/液晶複合材料 - Google Patents
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また、紫外線照射法によって製造された液晶表示素子は、基板と液晶材料との粘着性が弱く、重合性組成物が硬化する際の収縮や、熱的または力学的衝撃により、基板と液晶材料の界面での剥離が起こるという欠点もある。
また、エトキシレーティッドトリメチロールプロパントリアクリレートエステルによって、高分子/液晶複合材料を備えた液晶表示素子の応答速度を高速化できる。
R1−(R2−R3)n−R2−R1 (1)
(式中、R1はアクリル残基、R2はイソシアネート残基、R3はジオール残基をそれぞれ示す。)で表されるウレタン系ジアクリレートソフトオリゴマーを含む場合、高分子/液晶複合材料を備えた液晶表示素子の応答速度を高速化できる。
また、本発明を適用した高分子/液晶複合材料の粘度は、製造温度域(20〜25℃)において、80〜300mPa・s、好ましくは100〜250mPa・sである。
R1−(R2−R3)n−R2−R1 (1)
(式中、R1はアクリル残基、R2はイソシアネート残基、R3はジオール残基をそれぞれ示す。)で表されるウレタン系ジアクリレートソフトオリゴマー(商品名:UA−W2A、新中村化学社製)や、その他のウレタン系アクリレートオリゴマー(商品名:UA−340P、UA−6100、新中村化学社製)を含んでいてもよい。
また、光照度は1mW/cm2〜100mW/cm2、特に1mW/cm2〜30mW/cm2が好ましい。光照度が1mW/cm2より低いと、液晶表示素子の駆動電圧が高くなる傾向があり、他方、100mW/cm2より高いと、液晶表示素子の耐久性が低くなる傾向がある。また、照射時間は5秒〜600秒、特に30秒〜600秒が好ましく、5秒より短くても600秒より長くても液晶表示素子の耐久性が低い傾向にある。また、重合温度は20〜25℃が好ましく、20℃より低くても25℃より高くても光照射時の作業性が悪い。
また、本発明の高分子/液晶複合材料を使用して製造された液晶表示素子あるいは光学素子は、透明電極に加えられる電圧に応じて、液晶材料と高分子材料の屈折率が略一致して光が透過する状態と、液晶材料と高分子材料の屈折率が一致せずに光が散乱する(白濁)状態とを呈する。
<実施例1>
アルキルベンゾニックアシッドフェニルエステル、アルキルシクロヘキサンカルボキシリックアシッドフェニルエステル、アルキルビフェニル及びアルキルフェニルシクロヘキサンを含有する液晶組成物ADK−2392(アデカ社製)(Δn=0.18)50重量部に、単官能モノマーであるフェノキシエチルアクリレート(PEA)及びメタクリレートアシッドエステルとエトキシレーティッドトリメチロールプロパントリアクリレートエステルの混合物をそれぞれ20.8重量部、2.0重量部、及び多官能オリゴマーであるウレタン系ジアクリレートソフトオリゴマー(UA−W2A、新中村化学社製)及び1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA)をそれぞれ19.2重量部、8.0重量部加えて得られた混合物に、紫外線反応開始剤2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(DMAP)1重量部を添加して、液晶材料を含む液状の重合性混合物を作製した。
次に、この液状の重合性組成物を、ギャップ(間隙)20μmの2枚の透明電極(ITO)付きフィルム基板の間に自然注入し、温度25℃、照射強度1mW/cm2の紫外線光を600秒間、ITO付きフィルム基板全体に均一に照射しモノマーの重合を行なった。得られた液晶表示素子の25℃における性能を測定し、その結果を表1に示す。
液晶組成物ADK−2392(アデカ社製)(Δn=0.18)60重量部に、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA)8.0重量部、フェノキシエチルアクリレート(PEA)16.0重量部、ウレタン系ジアクリレートソフトオリゴマー(UA−W2A、新中村化学社製)16.0重量部、メタクリレートアシッドエステルとエトキシレーティッドトリメチロールプロパントリアクリレートエステルの混合物1.6重量部を加えて得られた混合物に、紫外線反応開始剤2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(DMAP)1重量部を添加して、液晶材料を含む液状の重合性混合物を作製した。
次に、この液状の重合性組成物を、ギャップ(間隙)20μmの2枚の透明電極(ITO)付きフィルム基板の間に自然注入し、温度25℃、照射強度1mW/cm2の紫外線光を600秒間、ITO付きフィルム基板全体に均一に照射しモノマーの重合を行なった。得られた液晶表示素子の25℃における性能を測定し、その結果を表1に示す。
液晶組成物ADK−2392(アデカ社製)(Δn=0.18)60重量部に、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA)8.0重量部、フェノキシエチルアクリレート(PEA)16.0重量部、ウレタン系ジアクリレートソフトオリゴマー(UA−W2A、新中村化学社製)16.0重量部を加えて得られた混合物に、紫外線反応開始剤2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(DMAP)1重量部を添加して、液晶材料を含む液状の重合性混合物を作製した。
次に、この液状の重合性組成物を、ギャップ(間隙)20μmの2枚の透明電極(ITO)付きフィルム基板の間に自然注入し、温度25℃、照射強度1mW/cm2の紫外線光を600秒間、ITO付きフィルム基板全体に均一に照射し、モノマーの重合を行なった。得られた液晶表示素子の25℃における性能を測定し、その結果を表1に示す。
即ち、集光角6度の光学系を使用し、作製した液晶表示素子に1000Hzの矩形波を0Vから100Vまで2V/秒の速度で昇圧しながら印加し、続いて、100Vから0Vまで降圧した。昇圧時、印加電圧が0Vの透過率をT0とし、透過率が飽和した時の透過率をT100と定義する。
また、表1において、V90は透過率がT90={(T100−T0)×0.9+T0}の時の印加電圧である。
また、表1において、ヒステリシスは透過率T50を基準とした時の昇圧時と降圧時の駆動電圧の差である。
また、応答時間の測定は上記光学系を使用し、作製した液晶表示素子にV90で設定される印加電圧を印加あるいは除去することによる透過率変化に対する時間を計測することにより行なった。
また、表1において、上昇時間は透過率がT10からT90に変化するまでに要する時間である。
また、表1において、下降時間は透過率がT90からT10に変化するまでに要する時間である。
また、メタクリレートアシッドエステルとエトキシレーティッドトリメチロールプロパントリアクリレートエステルの混合物はコーティングの分野で金属に対する接着性があり、本発明の高分子/液晶複合材料では、メタクリレートアシッドエステルとエトキシレーティッドトリメチロールプロパントリアクリレートエステルの混合物を含む。そのため、この混合物を含む実施例1及び実施例2の高分子/液晶複合材料の粘着性は、この混合物を含まない比較例の高分子/液晶複合材料の粘着性よりも高い。
また、実施例1の高分子/液晶複合材料は1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを含むので、紫外線照射時の1,6−ヘキサンジオールジアクリレートのシリンケージ(収縮性)が高いため、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを含まない実施例2の高分子/液晶複合材料よりも粘着性が劣る。
これにより、本発明の高分子/液晶複合材料を使用して製造された液晶表示素子は、フィルム基板を用いたロールプロセスでの製造が可能であり、従来の液晶表示素子で困難であった大面積、湾曲状での表示用素子、調光用素子として利用できる。特に、建造物、病院、室内装飾用、オフィスのパーティション、商業複合施設のウィンドウやカーテンとして、または自動車やバスのウィンドウへの応用が可能となる。
2 フィルム基板
3 透明電極
4 高分子/液晶複合材料
Claims (2)
- 電極が形成された一対のフィルム基板の間に挟持される、紫外線照射によって液晶材料が高分子材料中に分散された高分子/液晶複合材料であって、
前記高分子材料は、メタクリレートアシッドエステルと、
エトキシレーティッドトリメチロールプロパントリアクリレートエステルとを含む重合性組成物の重合体であり、
前記重合性組成物は、下記構造式(1)
R 1 −(R 2 −R 3 ) n −R 2 −R 1 (1)
(式中、R 1 はアクリル残基、R 2 はイソシアネート残基、R 3 はジオール残基をそれぞれ示す。)
で表されるウレタン系ジアクリレートソフトオリゴマーを含む
ことを特徴とする高分子/液晶複合材料。 - 前記液晶材料の屈折率は、0.16〜0.18である
ことを特徴とする請求項1に記載の高分子/液晶複合材料。
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