JPH04215618A - 活性エネルギ−線硬化樹脂組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂組成物に関する。更
に詳しくはネマチック型液晶と組み合わせて、紫外線等
の活性エネルギー線の照射により、偏光板を必要とせず
、光利用率が高く、非吸収性の光散乱型液晶を得ること
が出来、投射型ディスプレイや光シャッターに適用でき
る樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置は、光の吸収、透過
の制御の為に偏光板をつかう。偏光板は光の偏光方向を
揃えるために、入射光の半分以上を吸収する。従って、
透過光の明るさは、最大でも、入射光の半分以下になる
。この為、表示が暗くなる欠点があった。これを解決す
るのに、光散乱型液晶が開発検討され、次のようなタイ
プが提案されている。

【０００３】（１）動的散乱型液晶　　　　（２）相転
移型液晶　　　　（３）液晶と高分子の複合体（１）は
最も早く見いだされたが、電流駆動のため、消費電力や
寿命に難点がある。又、（２）は散乱効果が小さく、コ
ントラスト比に問題がある。（１）、（２）とも、液晶
内の屈折率の不均一性を用いているが、（３）は、液晶
と高分子の屈折率の不均一性を利用したもので、応答速
度が速く、コントラスト比が高い特徴があり、その作成
法には、１．液晶をマイクロカプセル化する方法　　２
．液晶とポリマーを溶解している溶剤を蒸発させる方法
　　３．加熱溶解した液晶と熱可塑性樹脂の均一混合液
を冷却させる方法　　４．二重結合をもつ化合物と液晶
の均一液を紫外線で硬化させる方法がある。

【０００４】しかしながら前記１．はカプセル化に用い
るポリマーが本質的に水溶性である為、耐湿性が劣って
いて、長期信頼性に乏しい。またカプセル化技術が煩雑
で煩わしい。又前記２．及び３．は、耐熱性に乏しい。 更に４．は、２−３分の短時間で容易に作成でき、高分
子の網目構造をコントロールしやすい等という特徴があ
る。

【０００５】高分子と液晶から構成される光散乱型液晶
は液晶と高分子の分散状態によって、二つのタイプに大
別される。

【０００６】 （１）液晶の小滴が高分子に分散し、液晶が不連続であ
る場合、ＰＤＬＣ（　ＰＯＬＹＭＥＲ　ＤＩＳＰＥＲＳ
ＥＤ　ＬＩＱＵＩＤ　ＣＲＹＳＴＡＬ）　 （２）液晶中に、高分子がネットワークを形成し、液晶
が連続している場合、ＰＮ−ＬＣ（ＰＯＬＹＭＥＲ　Ｎ
ＥＴＷＯＲＫ　ＬＩＱＵＩＤ　ＣＲＹＳＴＡＬ）印可す
る電圧によって光が透過、分散する点は両者同じである
が、光が散乱する原理が両者で異なるとされている。即
ち、ＰＤＬＣは液晶が配向している方向で、屈折率が異
なる性質を応用する。電圧が印可していない状態では、
各々、液滴内の液晶は、不規則な方向に配向している。 その時の液晶の屈折率と高分子の屈折率は異なるため、
入射光は散乱する。電圧を印可すると、液晶は一方向に
向きを変える。その時の液晶の屈折率に、高分子の屈折
率をあらかじめ、合わせておくと、入射光は透過する。

【０００７】ＰＮ−ＬＣは電圧を印可していない状態で
は、液晶は、網目構造の高分子の壁に沿って、配列する
ので、ランダムに配向することになり、光は散乱し、電
圧を印可すると液晶分子の配向状態が均一となり、光は
透過する。従ってＰＮ−ＬＣでは液晶と高分子の屈折率
よりも、高分子の網目構造の方が特性に大きく影響する
。

【０００８】ＰＮ−ＬＣは、ＰＤＬＣに比較して、しき
い値電圧Ｖ１０　（透過率が１０％に達する電圧）が低
くでき、（印加電圧にたいして、液晶にかかる電圧の割
合がＰＮ−ＬＣの方がＰＤＬＣより大きい）、応答速度
も速いので注目されている。ＰＤＬＣもＰＮ−ＬＣも何
れも、紫外線硬化型樹脂と液晶を均一に溶解し、紫外線
を照射することにより、短時間に、容易に、作成するこ
とが出来る。ＰＤＬＣは、紫外線硬化型樹脂対液晶の割
合を多くすることにより、ＰＮ−ＬＣはその割合を少な
くすることにより容易に作成できる。又、高分子の網目
構造の空隙間隔を、紫外線硬化型樹脂を選択することに
より、及び、または、照射光の強度を選択することによ
り、コントロールすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】紫外線硬化型樹脂を使
って、ＰＤＬＣを作成する方法は特開平２−２０３３１
９に、又ＰＮ−ＬＣを作成する方法は特開平２−２０７
２２０にそれぞれ開示されているがいずれの高分子分散
液晶も、その比抵抗が１０９　Ωｃｍから１０１０Ωｃ
ｍしか得られず、透過率、しきい値電圧（Ｖ１０）、及
び飽和電圧（Ｖ９０）の周波数依存性及び温度依存性も
顕著で、長期信頼性が劣り、実用的でない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、紫外線硬
化型樹脂組成物を種々検討した結果、特定の樹脂組成物
を液晶と均一に混ぜ紫外線照射し、光散乱型液晶を作成
し、液晶表示特性を測定したところ、電気抵抗が高く、
駆動電圧が低く、周波数及び温度依存性が少なく、長期
信頼性のあることを見出し、本発明を完成するに至った
。

【００１１】本発明は、（水添）ポリブタジエン類［１
］、及び／又は（水添）ポリブタジエンを骨格に持つ（
メタ）アクリル化物［２］を含むことを特徴とする液晶
表示装置用活性エネルギー線硬化樹脂組成物に関するも
のである。

【００１２】 ［１］（水添）ポリブタジエン類とは、１）末端に官能
基を有しないポリブタジエンあるいは水添ポリブタジエ
ン、又は　　２）末端に水酸基やカルボン酸基を有する
ポリブタジエン、あるいは水添ポリブタジエン、又は　
　３）ポリブタジエンの二重結合、又は水添ポリブタジ
エンの未反応の二重結合に過酸化物を反応して得られる
エポキシ化合物　　４）無水マレイン酸等の酸無水物を
反応して得られる酸無水化物　　５）その他ポリブタジ
エンあるいは水添ポリブタジエンの誘導体で（メタ）ア
クリル基以外の官能基を含むものを意味し、これら２種
以上の混合物であってもよい。その中でも末端に官能基
の無いポリブタジエン、水添ポリブタジエンが好ましい
。分子量は２００　〜２００００　で、好ましくは５０
０　〜５０００、特に好ましくは１０００〜３０００で
ある。

【００１３】 ［２］（水添）ポリブタジエンを骨格に持つ（メタ）ア
クリル化物とは（１）末端に水酸基を有するポリブタジ
エングリコールや水添ポリブタジエングリコールに■ア
クリル酸、またはメタアクリル酸を反応させて得られる
ポリブタジエングリコール（メタ）アクリレート、また
は水添プリブタジエングリコール（メタ）アクリレート
■種々のイソシアネート、次いで水酸基を持つ（メタ）
アクリレートを反応させて得られるポリブタジエンウレ
タン（メタ）アクリレート、または水添ポリブタジエン
ウレタン（メタ）アクリレート又は

【００１４】 （２）末端にカルボン酸基を持つポリブタジエンカルボ
ン酸、または水添ポリブタジエンカルボン酸に、グリシ
ジル（メタ）アクリレートのような同一分子中にエポキ
シ基と（メタ）アクリル基をもつ化合物を反応させて得
られるポリブタジエンエポキシ（メタ）アクリレート、
または、水添ポリブタジエンエポキシ（メタ）アクリレ
ート、又は

【００１５】 （３）ポリブタジエンの二重結合、または水添ポリブタ
ジエンの未反応の二重結合に過酸化物を反応させて得ら
れるエポキシ化合物の（メタ）アクリレート又は

【００
１６】 （４）（水添）ポリブタジエンに無水マレイン酸等の酸
無水物を反応させて得られる酸無水物にヒドロキシ（メ
タ）アクリレートを反応させて得られるハーフエステル
等を意味する。

【００１６】ここでイソシアネートの例としては、トリ
レンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、ナフタレンジイソシアネート、フェニレンジイソ
シアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメ
チルヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイ
ソシアネート、ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキ
サン、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソ
プロピリデンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、
イソホロンジイソシアネート、３−（２’−イソシアナ
トシクロヘキシル）プロピルイソシアネート、ジアニシ
ジンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシア
ネート、リジンジイソシアネート、トリジンジイソシア
ネート等のジイソシアネート類、イソホロンジイソシア
ネートの３量体等のトリイソシアネート類が挙げられる
。

【００１７】水酸基を持つ（メタ）アクリレートの例と
しては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、
２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、１，４
−ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、１，６−
ヘキサンジオールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチ
レングリコールモノ（メタ）アクリレート、カプロラク
トン変成ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のモ
ノ（メタ）アクリレート類、トリメチロールプロパンジ
（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート類、
ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペ
ンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等の多
官能（メタ）アクリレート類が挙げられる。

【００１８】 ［１］は樹脂組成物中通常５　〜９０％であり、好まし
くは１０〜６０％、更に好ましくは１５〜３０％である
。少ないと電気抵抗を大きくするのに効果がなく、多け
れば粘度が高くなり、紫外線硬化が遅い。 ［２］は樹脂組成物中通常０　〜９０％であり、好まし
くは５　〜６０％、更に好ましくは１０〜３０％である
。少ないと電気抵抗を大きくするのに効果がなく、また
硬化物性にフレキシビリティーを与えない。多過ぎると
、粘度が高くなり、また硬化性も劣ってくる。

【００１９】また、［１］，　［２］以外に、［１］，
　［２］を溶解し、且つ耐湿性があり、電気特性が良好
でＴｇ点の高いモノマー［３］を用いることも出来る。 そのようなモノマ−の例としては、例えば、ジシクロペ
ンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオ
キシエチル（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジ
メチロールジ（メタ）アクリレート等の脂環モノ（メタ
）アクリレート、ジ（メタ）アクリレートが挙げられる
。

【００２０】又本発明の樹脂組成物にたいして希釈性の
良好なモノマー［４］をその他の添加剤として添加して
もよい。そのようなモノマ−としては例えば、２−エチ
ルヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフ
リル（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ヒド
ロキシピバレートジ（メタ）アクリレート、ネオペンチ
ルグリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００２１】又、架橋用モノマー［５］を使って、高分
子の三次元網目構造の平均空隙間隔、硬化物性、硬化速
度をコントロールすることもできる。そのようなモノマ
−としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）
アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）ア
クリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）
アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が
挙げられる。

【００２２】こうして得られた樹脂組成物に、電子線硬
化の場合は、開始剤を添加することなく、又紫外線硬化
の場合はイルガキュア１８４　、ダロキュア１１７３等
の光重合開始剤を樹脂組成物に対し、０．２　〜５　％
、好ましくは０．５　〜２．０　％添加する。熱硬化を
併用する場合は更に有機過酸化物を０．０１〜１．０　
％、好ましくは０．０５〜０．５　％添加することが必
要である。

【００２３】本発明の樹脂組成物は通常の液晶物質に混
合して使用される。液晶としてはネマチック混合液晶を
使用するのが好ましく、特に屈折率異方性の大きいシア
ノビフェニルを含有する液晶が望ましい。（液晶／樹脂
組成物）の比率はＰＤＬＣを作製する場合は１／９〜５
／５が望ましく、ＰＮ−ＬＣを作製する場合は９／１〜
７／３が望ましい。

【００２４】上記の方法で得られた樹脂組成物と液晶の
均一液を少なくとも一方が透明な電極を有する二枚の基
板間にはさみ、透明な基板側から紫外線或は電子線を照
射して樹脂を硬化させるか、或は更に熱を加えて硬化さ
せる。

【００２５】（液晶／樹脂組成物）の比率あるいは樹脂
組成物の種類により、三次元架橋したポリマー中に、液
晶の小滴が独立した構造、三次元架橋したポリマーの網
目に液晶が連続して存在する構造、或はそれらの中間的
な構造が得られ、各々特徴的な表示特性を示す。いずれ
にしても高抵抗で、表示特性の経時変化が少なく、実用
的な液晶表示装置が得られる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に示すが、本
発明はこれらに限定されない。実施例１液状ポリブタジ
エンＢ−１０００（日本曹達（株））　　２０ｗｔ％、
ポリブタジエンウレタン（メタ）アクリレート　　ＴＥ
−２０００（日本曹達（株）　　２０ｗｔ％トリシクロ
デカンジメチロールジアクリレート　　４５ｗｔ％、ト
リメチロールプロパントリアクリレート　　１５ｗｔ％
　　イルガキュア１８４　　３ｗｔ　％

【００２７】を混合して得た本発明のＵＶ樹脂組成物２
０ｗｔ％、シアノビフェニル系ネマティック混合液晶（
チッソ社ＧＲ−６３、異常光屈折率１．７４８　　　常
光屈折率１．５２５　）８０ｗｔ％を混合し、均一液と
する。平均粒径１０μｍのアルミナ粉をスペーサーとし
て、この組成物を２０ｃｍ×２０ｃｍの２枚のＩＴＯガ
ラス板にはさみ、メタルハライドランプ（８０ｗ／ｃｍ
）、１５ｃｍ下を５ｍ／ｍｉｎ．のベルトコンベアスピ
ードで５パスし、樹脂を硬化した。 照射線量は６５０ｍｊ／ｃｍ２　。電極間隔は１０μｍ
。 得られた液晶装置の表示特性は次の通り。 　　　　　　Ｖ１０＝３．２Ｖ，　　Ｖ９０＝７．０Ｖ
　　コントラスト比＝１：２５　　　　　　τｒ　＝２
．０ｍｓ、τｄ　＝１５ｍｓ、　　比電気抵抗　　１０
１１Ω．ｃｍ　　　　　　Ｖ１０　　：しきい値電圧（
透過率が１０％に達する電圧）　　　　　　Ｖ９０　　
：飽和電圧　　　　（透過率が９０％　　　　〃　　　
　　　）　　　　　　τｒ　　　：立ち上がり応答時間
（透過率が０〜９０％）　　　　　　τｄ　　　：立ち
下がり　　〃　　　　（　　〃　　　　１００〜１０％
）

【００２８】

【発明の効果】約１０Ｖの低電圧駆動が可能であり、応
答時間が２ｍｓと高速で、比電気抵抗が１０１１Ωと高
抵抗で表示特性の経時変化が少なく、長期信頼性のある
液晶デバイスを容易に製造できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（水添）ポリブタジエン類［１］、及び／
   又は（水添）ポリブタジエンを骨格に持つ（メタ）アク
   リル化物［２］を含むことを特徴とする液晶表示用活性
   エネルギー線硬化樹脂組成物