JPH05341273A - Polymer dispersion type liquid crystal composite film and its production - Google Patents
Polymer dispersion type liquid crystal composite film and its productionInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマー分散型液晶複
合膜に関する。さらに詳しくは、液晶滴または連続液晶
滴とポリマーとの屈折率の差を外部電圧により変化さ
せ、液晶とポリマーとの界面で起こる光の散乱を制御す
る表示モードを利用したポリマー分散型液晶複合膜に関
する。本発明のポリマー分散型液晶複合膜は、具体的に
は、液晶表示素子、プロジェクションテレビ、パソコン
等の平面ディスプレイ装置、またはシャッタ効果を利用
した表示板、窓、扉あるいは壁等に利用することができ
る。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a polymer dispersion type liquid crystal composite film. More specifically, a polymer-dispersed liquid crystal composite film using a display mode in which the difference in refractive index between liquid crystal droplets or continuous liquid crystal droplets and a polymer is changed by an external voltage to control light scattering occurring at the interface between the liquid crystal and the polymer. Regarding Specifically, the polymer-dispersed liquid crystal composite film of the present invention can be used for liquid crystal display devices, projection televisions, flat panel display devices such as personal computers, or display plates, windows, doors or walls using the shutter effect. it can.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電気光学効果を利用した表示素子
としてネマティック液晶を用いたTN型や、STN型の
ものが実用化されている。また、強誘電性液晶を用いた
ものも提案されている。これらは、偏光板を要するもの
であり、また配向処理を必要とするものである。一方、
偏光板を要さず液晶の散乱を利用したものとしては、動
的散乱(DS)モードおよび相転移(PC)モード等があ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, TN type and STN type using nematic liquid crystal have been put to practical use as display elements utilizing the electro-optical effect. Also, a device using a ferroelectric liquid crystal has been proposed. These require a polarizing plate and require an alignment treatment. on the other hand,
There are dynamic scattering (DS) mode, phase transition (PC) mode, and the like that utilize liquid crystal scattering without the need for a polarizing plate.
【0003】最近、偏光板を要さず、しかも配向処理を
不要とするものとして、液晶の複屈折率を利用し、透明
または白濁状態を電気的にコントロールする方法が提案
されている。この方法は、基本的には液晶分子の常光屈
折率と支持媒体との屈折率を一致させ、電圧を印加して
液晶の配向が揃うときには、透明状態を表示し、電圧無
印加時には、液晶分子の配向の乱れによる光散乱状態を
表示するものである。Recently, there has been proposed a method of electrically controlling a transparent or opaque state by utilizing the birefringence of a liquid crystal, which does not require a polarizing plate and does not require an alignment treatment. This method basically matches the ordinary refractive index of the liquid crystal molecules with the refractive index of the support medium, displays a transparent state when a liquid crystal is aligned by applying a voltage, and displays a transparent state when no voltage is applied. The light scattering state due to the disordered orientation is displayed.
【0004】提案されている方法としては、特開昭58
−501631号公報に液晶をポリマーカプセルに包含
する方法、特開昭61−502128号公報に液晶と光
または熱硬化性樹脂とを混合し樹脂を硬化することによ
り液晶化合物を析出させ樹脂中に液晶滴を形成させる方
法、特開昭59−226322号公報にポリマーと液晶
との混合物とこの混合物を溶解させる溶剤との混合物か
ら溶剤を除去することにより液晶とポリマーの相分離状
態を形成せしめることを特徴とする方法が開示されてい
る。A proposed method is Japanese Patent Laid-Open No. 58-58.
No. 501631 discloses a method of encapsulating a liquid crystal in a polymer capsule, and JP-A No. 61-502128 discloses that a liquid crystal compound is precipitated by mixing the liquid crystal with a light or thermosetting resin and curing the resin to precipitate the liquid crystal in the resin. A method of forming droplets is disclosed in JP-A-59-226322, in which a phase separation state of a liquid crystal and a polymer is formed by removing the solvent from a mixture of a polymer and a liquid crystal and a solvent which dissolves the mixture. A featured method is disclosed.
【0005】これら発明で作製されたポリマー分散型液
晶表示素子に用いられている液晶化合物は、その大部分
が分子末端に−CN基を有しているシアノビフェニル系
やシアノピリミジン系などである。これらの液晶化合物
としては、特開平2−272422〜272424号公
報、同2−75688号公報、同2−28284、同2
−85822号公報等に開示されている。Most of the liquid crystal compounds used in the polymer dispersion type liquid crystal display device produced by these inventions are cyanobiphenyl compounds and cyanopyrimidine compounds having a --CN group at the molecular end. Examples of these liquid crystal compounds include JP-A-2-272422 to 272424, JP-A-2-75688, JP-A-2-28284, and JP-A-2-72824.
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 85822.
【0006】さらに、上記公報に記載の液晶化合物を用
いて作製した素子は、電気光学特性上ヒステリシス(電
圧上昇時と降下時とで光線透過率が異なる)を持ち、T
FT駆動する場合、電圧上昇時と降下時とで階調表示が
異なる。従って、投射型ディスプレーとしてこれら素子
を使用する場合、ヒステリシスを持つことは、致命的な
欠点であった。ヒステリシスを低下させる方法として
は、光硬化性樹脂中に一塩基性クロム錯体を添加する方
法が提案されている(第17回液晶討論会 講演予稿集
312頁)。しかし、この方法では、イオンを使用する
ために電気的保持率を低下させ、また効果も十分ではな
く実用に耐えない。Further, the element manufactured by using the liquid crystal compound described in the above publication has hysteresis due to electro-optical characteristics (light transmittance is different when voltage rises and when voltage falls), and T
When the FT drive is performed, gradation display is different when the voltage rises and when the voltage falls. Therefore, when using these elements as a projection type display, having a hysteresis was a fatal defect. As a method of lowering the hysteresis, a method of adding a monobasic chromium complex into a photocurable resin has been proposed (Procedures of the 17th Liquid Crystal Conference, page 312). However, in this method, the use of ions lowers the electric retention rate, and the effect is not sufficient, so that it cannot be put to practical use.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来ポリマー分散型液
晶表示素子に用いられており末端に−CN基を有する液
晶化合物は、その−CN基の強い分極のため、反応性に
富み、かつ系全体の不純物を取り込みやすい。そのた
め、他の物質と接触することの多いポリマー分散型液晶
表示素子の製造プロセスを通じては、高い保持率(90
%以上)(保持率とは、電圧印加後、16.5ms間
で、電荷が保持された割合をいう)を維持することがで
きるポリマー分散型液晶表示素子を製造することは困難
であった。A liquid crystal compound having a --CN group at a terminal, which is conventionally used in a polymer-dispersed liquid crystal display device, is highly reactive due to the strong polarization of the --CN group and the entire system. Easy to take in impurities. Therefore, a high retention rate (90%) is maintained throughout the manufacturing process of the polymer dispersion type liquid crystal display device, which is often in contact with other substances.
It is difficult to manufacture a polymer dispersion type liquid crystal display device capable of maintaining a charge retention rate (equal to or more%) (retention rate means a rate in which electric charge is retained within 16.5 ms after voltage application).
【0008】特に、液晶化合物と硬化性化合物との混合
物から硬化性化合物を硬化させ、液晶を硬化物から相分
離させる方法においては、セル内に液晶化合物と重合反
応活性物質とが共存するため、硬化性化合物の硬化中に
液晶化合物がその高い反応性のためダメージを受け、得
られる液晶素子の保持率は著しく低いものとなる。In particular, in the method of curing the curable compound from the mixture of the liquid crystal compound and the curable compound and phase-separating the liquid crystal from the cured product, since the liquid crystal compound and the polymerization reaction active substance coexist in the cell, During the curing of the curable compound, the liquid crystal compound is damaged due to its high reactivity, and the retention rate of the resulting liquid crystal element becomes extremely low.
【0009】一方、ヒステリシスを低下させるために
は、低エネルギー表面を形成する能力を有する光硬化性
樹脂を添加することが考えられるが、そのような樹脂は
従来使用されている液晶とのSP値が大きく異なるため
に、相溶化しにくく実用化できなかった。On the other hand, in order to reduce the hysteresis, it is conceivable to add a photocurable resin having the ability to form a low energy surface, but such a resin has an SP value with that of a conventionally used liquid crystal. However, it was difficult to be compatible and could not be put to practical use.
【0010】液晶材料と樹脂材料との相溶性が悪い場
合、液晶と光硬化性樹脂を混合し光重合により液晶とポ
リマーとの相分離を起こす方法においては液晶と光硬化
性樹脂を混合し均一化する工程があるために、液晶の相
溶性パラメータ(SP値)に樹脂を合わせるべく、混合温
度を上げなければならない。このような高い温度で光重
合による相分離を起こすと、重合速度が早くなり均一状
態に近い状態で相分離が完結するために、液晶分散粒子
が小さくなり駆動電圧が高くなる。さらに、高温状態で
セルに注入することになり、液晶に比べて蒸気圧の高い
樹脂材料が添加された混合物を真空注入することが困難
になる。When the compatibility between the liquid crystal material and the resin material is poor, in the method of mixing the liquid crystal and the photocurable resin and causing the phase separation between the liquid crystal and the polymer by photopolymerization, the liquid crystal and the photocurable resin are mixed and uniformly mixed. Since there is a step of liquefying, the mixing temperature must be raised in order to match the resin with the compatibility parameter (SP value) of the liquid crystal. When phase separation due to photopolymerization occurs at such a high temperature, the polymerization rate is increased and the phase separation is completed in a nearly uniform state, so that the liquid crystal dispersed particles are small and the driving voltage is high. Furthermore, since the liquid crystal is injected into the cell at a high temperature, it becomes difficult to inject a mixture to which a resin material having a higher vapor pressure than liquid crystal is added in a vacuum.
【0011】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、ポリマー分散型液晶表示素子の要求性能の内最も重
要と思われる低駆動電圧、ハイコントラスト、高保持率
をすべて満たすポリマー分散型液晶複合膜を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a polymer-dispersed liquid crystal composite satisfying all of the low driving voltage, high contrast, and high retention, which are considered to be the most important requirements of the polymer-dispersed liquid crystal display device. The purpose is to provide a membrane.
【0012】かかる目的は、従来とは構造が異なる液晶
化合物、すなわち化学的に安定な極性基であるFあるい
はClなどの原子を主構成原子とする官能基を有する液
晶材料群(機能材料、Vol2,No.2、p5〜12)に属
し、かつポリマー分散型液晶表示素子のコントラストに
密接な関係があるとされる屈折率異方性(△n)が大き
く、ポリマー分散型液晶表示素子作製時に重要である液
晶材料のクリアリングポイント(ネマティック相−等方
性液体転移温度)が60〜100℃である液晶材料を使
用し、樹脂組成を最適化することにより達成される。The object of the invention is to provide a liquid crystal compound having a structure different from the conventional one, that is, a liquid crystal material group (functional material, Vol2) having a functional group containing an atom such as F or Cl which is a chemically stable polar group as a main constituent atom. , No. 2, p5-12), and has a large refractive index anisotropy (Δn) that is said to be closely related to the contrast of the polymer dispersion type liquid crystal display element, It is achieved by using a liquid crystal material having an important clearing point (nematic phase-isotropic liquid transition temperature) of 60 to 100 ° C. and optimizing the resin composition.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(a) 下記「化3」で表される化合物からなる群から
選択される化合物と下記「化4」で表される化合物から
なる群から選択される化合物を両者の合計量で50重量
%〜100重量%の割合で含有する液晶材料を(b)平
均溶解パラメーター(SP)値が8〜11かつ平均分子
量(Mn)が100〜1000である光ラジカル重合性
樹脂材料に均一に混合せしめこの重合性樹脂材料を光重
合させることにより液晶材料を相分離させることを特徴
とするポリマー分散型液晶複合膜の製法に関する;That is, the present invention is
(A) A compound selected from the group consisting of the compound represented by the following "Chemical Formula 3" and a compound selected from the group consisting of the compound represented by the following "Chemical Formula 4" in a total amount of 50% by weight to The liquid crystal material contained at a ratio of 100% by weight was uniformly mixed with (b) a photo-radical polymerizable resin material having an average solubility parameter (SP) value of 8 to 11 and an average molecular weight (Mn) of 100 to 1000, and this polymerization was carried out. Relates to a process for producing a polymer-dispersed liquid crystal composite film, which comprises subjecting a liquid crystal material to phase separation by photopolymerizing a photosensitive resin material;
【化3】 (式中、A1およびA2は各独立して、ベンゼン環、シク
ロヘキサン環、ピリミジン環、ピリジン環またはトラン
ス−1,3−ジオキサン環を表す;X1、X2、X3、
X4、X5およびX6は各独立してH、FまたはC1を示
す;Z1およびZ2は各独立して単結合、−CH2−、−
CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO
−または−OCO−を示す;Qは単結合、−CH2−、
−CH2CH2−、−CF2−、−OCF2−、−C2F
4−、−CCl2−または−C2Cl4−を表す;Yは、H、
FまたはClを表す;Rは、CnH2n+1−または、CnH
2n+1O−、CnH2n+1CH=CH−(式中、nは2〜10
の整数を示す)を示す;mは、0、1、2を示す);[Chemical 3] (In the formula, A 1 and A 2 each independently represent a benzene ring, a cyclohexane ring, a pyrimidine ring, a pyridine ring, or a trans-1,3-dioxane ring; X 1 , X 2 , X 3 ,
X 4 , X 5 and X 6 each independently represent H, F or C 1 ; Z 1 and Z 2 are each independently a single bond, —CH 2 —, —
CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡C -, - COO
- or an -OCO-; Q is a single bond, -CH 2 -,
-CH 2 CH 2 -, - CF 2 -, - OCF 2 -, - C 2 F
4 -, - CCl 2 - or -C 2 Cl 4 - represents a; Y is, H,
F or Cl; R is, C n H 2n + 1 - or, C n H
2n + 1 O-, C n H 2n + 1 CH = CH- ( wherein, n 2-10
Represents an integer); m represents 0, 1, 2);
【化4】 (式中、BおよびCは独立してCnH2n+1−、CnH2n+1
O−、CnH2n+1CH=CH−またはCnH2n+1・C6H
10−(式中、nは前記と同意義である)を示す;LはHま
たはFを示す)。[Chemical 4] (In the formula, B and C are independently C n H 2n + 1 −, C n H 2n + 1
O-, C n H 2n + 1 CH = CH- or C n H 2n + 1 · C 6 H
10 − (in the formula, n has the same meaning as described above); L represents H or F).
【0014】「化3」で示される液晶化合物は、化学的
安定性が特に優れておりこれらの含量が高いほど化学的
に安定である。しかし、この化合物だけでは、ポリマー
分散型液晶表示素子のコントラストに密接な関係がある
とされる屈折率異方性(△n)が小さい。本発明の液晶
材料の屈折率異方性(△n)を大きくするために、強い
極性基を持たず化学的安定性に優れかつ屈折率異方性
(△n)を大きくする効果のある「化4」で示されるよ
うな液晶化合物を添加する。この化合物は、屈折率異方
性(△n)を大きくする効果は大きいが、誘電率異方性
(△ε)を小さくするため液晶材料全体に対して30重
量%以下であることが好ましい。The liquid crystal compound represented by "Chemical Formula 3" is particularly excellent in chemical stability, and the higher the content thereof, the more chemically stable it is. However, with this compound alone, the refractive index anisotropy (Δn), which is closely related to the contrast of the polymer dispersion type liquid crystal display element, is small. In order to increase the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material of the present invention, it has no strong polar group, is excellent in chemical stability, and has an effect of increasing the refractive index anisotropy (Δn). A liquid crystal compound as shown in Chemical formula 4 ”is added. This compound has a great effect of increasing the refractive index anisotropy (Δn), but in order to reduce the dielectric anisotropy (Δε), it is preferably 30% by weight or less based on the whole liquid crystal material.
【0015】本発明においては他の液晶材料を混合して
もよいが、この場合、液晶材料全体の化学的安定性が著
しく低下し、ポリマー分散型液晶表示素子の保持率が低
下するのを防止するために、上記「化3」および「化
4」で表される液晶化合物の液晶材料全体に対する含有
量は、50〜100重量%であり、より好ましくは70
〜100重量%とする。In the present invention, other liquid crystal materials may be mixed, but in this case, it is prevented that the chemical stability of the entire liquid crystal material is remarkably lowered and the retention rate of the polymer dispersion type liquid crystal display element is lowered. Therefore, the content of the liquid crystal compounds represented by the above “Chemical Formula 3” and “Chemical Formula 4” is 50 to 100% by weight, and more preferably 70% by weight or less.
Up to 100% by weight.
【0016】また、「化3」および「化4」で表される
化合物は、99:1〜20:80の比((化3):(化
4))の範囲で、好ましくは97:3〜50:50の比
の範囲、より好ましくは95:5〜75:25の比の範
囲で使用する。その比が99:1より大きいと△nが大
きくならず、20:80より小さいと△εが、小さくな
り、また駆動電圧が高くなり不適当である。The compounds represented by "Chemical Formula 3" and "Chemical Formula 4" are in the range of 99: 1 to 20:80 ((Chemical Formula 3) :( Chemical Formula 4)), preferably 97: 3. It is used in a ratio range of ˜50: 50, more preferably in a ratio range of 95: 5 to 75:25. If the ratio is larger than 99: 1, Δn does not become large, and if it is smaller than 20:80, Δε becomes small and the driving voltage becomes high, which is not suitable.
【0017】「化3」および「化4」で表される液晶化
合物以外の液晶化合物としては、シアノビフェニル系や
シアノピリミジン系など一般にポリマー分散型液晶表示
素子に使用されている液晶材料を使用することができ
る。As the liquid crystal compounds other than the liquid crystal compounds represented by "Chemical Formula 3" and "Chemical Formula 4", liquid crystal materials generally used for polymer dispersion type liquid crystal display devices such as cyanobiphenyl type and cyanopyrimidine type are used. be able to.
【0018】使用する液晶材料は、十分に精製されてい
なければならず、液晶材料の混合後の比抵抗が1012Ω
・cm以上、好ましくは、1013Ω・cm以上であることが
望ましい。The liquid crystal material used must be sufficiently purified, and the specific resistance after mixing the liquid crystal material is 10 12 Ω.
-Cm or more, preferably 10 13 Ω-cm or more.
【0019】「化3」および「化4」で表される化合物
中、分子内にベンゼン環および/またはシクロヘキサン
環の環数(N)が多いほど屈折率異方性(△n)が大き
くなる。しかし、環数(N)がN≧4である化合物を添
加すると液晶全体のクリアリングポイントが押し上げら
れる。特に、液晶材料と光ラジカル重合性樹脂材料の混
合物の硬化による相分離を利用する方法の場合、加工温
度が高くなり、それに伴う相分離速度の高速化により液
晶分散粒子が著しく小さくなる。その結果、これを用い
た液晶表示素子はその駆動電圧が高くなる。かかる観点
から、N≧4である化合物を多く添加することができな
い。また、環数(N)がN≦2以下の化合物は液晶材料
全体の屈折率異方性(△n)を低下させてしまうので、
この場合にもその化合物を多量に添加することができな
い。従って、「化3」および「化4」で表される液晶化
合物うちベンゼン環および/またはシクロヘキサン環が
分子内に合計で3つ存在する化合物が、「化3」および
「化4」で表される化合物の60重量%以上、好ましく
は90重量%以上含まれることが望ましい。In the compounds represented by "Chemical formula 3" and "Chemical formula 4", the larger the number of benzene rings and / or cyclohexane rings (N) in the molecule, the larger the refractive index anisotropy (Δn). .. However, when a compound having a ring number (N) of N ≧ 4 is added, the clearing point of the entire liquid crystal is pushed up. In particular, in the case of a method utilizing phase separation by curing a mixture of a liquid crystal material and a photo-radical polymerizable resin material, the processing temperature becomes high, and the phase separation speed increases accordingly, so that the liquid crystal dispersed particles become extremely small. As a result, the driving voltage of the liquid crystal display element using the same becomes high. From this point of view, it is not possible to add many compounds with N ≧ 4. Further, a compound having a ring number (N) of N ≦ 2 or less lowers the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal material as a whole,
Also in this case, the compound cannot be added in a large amount. Accordingly, among the liquid crystal compounds represented by “Chemical Formula 3” and “Chemical Formula 4”, the compound having a total of three benzene rings and / or cyclohexane rings in the molecule is represented by “Chemical Formula 3” and “Chemical Formula 4”. It is desirable that the content of the compound is 60% by weight or more, preferably 90% by weight or more.
【0020】さらに、本発明の液晶材料の化学的安定性
を損ねない程度にドーパント、コレステリック液晶、染
料(2色性染料)などの化合物を添加してもよい。Further, a compound such as a dopant, a cholesteric liquid crystal or a dye (dichroic dye) may be added to such an extent that the chemical stability of the liquid crystal material of the present invention is not impaired.
【0021】本発明でいう光重合性樹脂材料とは、単官
能モノマー、多官能モノマーおよびそれらのオリゴマー
から選ばれた化合物の混合物であり光重合性のものをい
う。該重合性樹脂材料は下記SP値および分子量の制約
を満たす樹脂材料であり、構成モノマーおよびオリゴマ
ーの混合比が液晶材料との相溶温度を決定する重要な要
素である。The photopolymerizable resin material in the present invention is a mixture of compounds selected from monofunctional monomers, polyfunctional monomers and their oligomers, and is photopolymerizable. The polymerizable resin material is a resin material that satisfies the following SP value and molecular weight constraints, and the mixing ratio of the constituent monomers and oligomers is an important factor that determines the compatibility temperature with the liquid crystal material.
【0022】樹脂材料としては、上記液晶材料にマッチ
ングした化学構造(溶解性パラメーター(SP)値)を持
っているのが好ましい。SP値が液晶材料と大きく外れ
ると液晶と樹脂の相溶性が悪くなり、均一化するために
は混合温度を高くしなければならない。高い温度で光重
合による相分離を誘起させると、重合速度が早くなり均
一状態に近い状態で相分離が完結するために液晶ドロッ
プレットが小さくなり駆動電圧が高くなる。光重合性樹
脂材料のSP値としては、上記液晶材料のSP値が9.
5付近であることから8〜11が好ましく、さらに好ま
しくは9〜10である。The resin material preferably has a chemical structure (solubility parameter (SP) value) matching the above liquid crystal material. If the SP value greatly deviates from that of the liquid crystal material, the compatibility between the liquid crystal and the resin deteriorates, and the mixing temperature must be increased in order to make it uniform. When the phase separation by photopolymerization is induced at a high temperature, the polymerization rate becomes fast and the phase separation is completed in a state close to a uniform state, so that the liquid crystal droplet becomes small and the driving voltage becomes high. As the SP value of the photopolymerizable resin material, the SP value of the above liquid crystal material is 9.
Since it is around 5, it is preferably 8 to 11, and more preferably 9 to 10.
【0023】本発明で言うSP値δとは、一般にFedor
sの方法として知られている以下の「数1」で算出され
たものである。In the present invention, the SP value δ is generally the Fedor
It is calculated by the following "Equation 1" known as the method of s.
【数1】δ=√(Σ△ei/Σ△vi) (式中、△eiは、原子または原子団の蒸発エネルギー、
△viは、原子または原子団のモル体積をそれぞれ示
す)。## EQU1 ## δ = √ (ΣΔei / ΣΔvi) (where Δei is the evaporation energy of an atom or atomic group,
Δvi represents the molar volume of an atom or an atomic group, respectively).
【0024】数種類の樹脂を混合して用いる場合、本発
明では、混合樹脂のSP値を以下の「数2」で定義す
る。In the present invention, when several kinds of resins are mixed and used, the SP value of the mixed resin is defined by the following "Equation 2".
【数2】δ=(X1・δ1+X2・δ2+X3・δ3+・・・
+Xn・δn)/100 (式中、Xnはn番目の樹脂成分の重量%、δnはn番目の
樹脂成分のSP値)[Formula 2] δ = (X 1 · δ 1 + X 2 · δ 2 + X 3 · δ 3 + ...
+ Xn · δn) / 100 (where Xn is the weight% of the nth resin component, and δn is the SP value of the nth resin component)
【0025】また、光ラジカル重合性樹脂材料の分子量
は、液晶材料と樹脂材料とを混合均一化するにあたり均
一化温度に重大な影響を与える。例えば、光重合性オリ
ゴマーの場合、分子量が変化してもSP値はほとんど変
化しないが、分子量が大きくなると分子のエンタルピー
が小さくなる。その結果、液晶に対する溶解性が低下
し、結果的に均一化温度を上昇させてしまう。そのた
め、重合性樹脂材料の平均分子量は、100〜1000
が好ましい。100以下では単官能性モノマーの割合が
増加し十分な硬化が得られず、重合性樹脂材料の蒸気圧
も高くなり真空注入が困難になり、かつ、毒性も高くな
り工業生産に適さなくなる。また、平均分子量が100
0以上では、液晶の均一化温度が高くなり必然的に重合
速度が速くなり、生成する液晶分散粒子の粒径が小さく
なり駆動電圧が高くなり不適当である。さらに好ましく
は、樹脂の平均分子量が150〜300の範囲である。Further, the molecular weight of the radical photopolymerizable resin material has a significant effect on the homogenization temperature when the liquid crystal material and the resin material are mixed and homogenized. For example, in the case of a photopolymerizable oligomer, the SP value hardly changes even if the molecular weight changes, but the enthalpy of the molecule decreases as the molecular weight increases. As a result, the solubility in the liquid crystal is lowered, and as a result, the homogenization temperature is raised. Therefore, the average molecular weight of the polymerizable resin material is 100 to 1000.
Is preferred. When it is 100 or less, the ratio of the monofunctional monomer increases, sufficient curing cannot be obtained, the vapor pressure of the polymerizable resin material becomes high, vacuum injection becomes difficult, and the toxicity becomes high, which is not suitable for industrial production. The average molecular weight is 100
When it is 0 or more, the homogenizing temperature of the liquid crystal is high, the polymerization rate is inevitably high, the particle size of the liquid crystal dispersed particles produced is small, and the driving voltage is high, which is not suitable. More preferably, the average molecular weight of the resin is in the range of 150 to 300.
【0026】本発明でいうオリゴマーの分子量(M0)
とは、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GP
C)法で求められる重量平均分子量(単分散ポリメチル
メタクリレート(PMMA)を標準として使用)をい
う。The molecular weight (M 0 ) of the oligomer referred to in the present invention
And gel permeation chromatography (GP
C) The weight average molecular weight (monodisperse polymethylmethacrylate (PMMA) is used as a standard) determined by the method.
【0027】化学構造式が異なる化合物の混合物の平均
分子量(M)は、本発明では下記「数3」で定義する。In the present invention, the average molecular weight (M) of a mixture of compounds having different chemical structural formulas is defined by the following "Equation 3".
【数3】M=(X1・M1+X2・M2+X3・M3+・・・
Xn・Mn)/100 (式中、Xnはn番目の樹脂成分の重量%、Mnはn番目の
単体樹脂成分の平均分子量を表す)[Equation 3] M = (X 1 · M 1 + X 2 · M 2 + X 3 · M 3 + ...
Xn · Mn) / 100 (where Xn represents the weight% of the nth resin component, and Mn represents the average molecular weight of the nth resin component)
【0028】特に単官能モノマーは、重合性樹脂材料中
に好ましくは60〜98%の割合で含有させる。単官能
モノマーの重合性樹脂材料中の含有量が60%以下で
は、以下の問題が生じる。すなわち重合性樹脂材料の分
子量が上昇し、液晶材料と樹脂材料との相溶温度が上昇
する。しかも、多官能モノマーがポリマーの網目構造を
発達させる効果を有するため、多官能モノマーが液晶分
子とポリマーの相分離速度を著しく加速する。生成する
液晶分散粒子の粒径が小さくなり駆動電圧が高くなる等
である。また、単官能モノマーの樹脂中の含有量が98
%以上では、十分な強度を有するポリマーマトリックス
が得られず、かつ、十分な相分離速度が得られないため
に液晶分散粒子の粒径が巨大化する。そのため、作製し
たセルのコントラストが著しく低下する。In particular, the monofunctional monomer is preferably contained in the polymerizable resin material in a proportion of 60 to 98%. When the content of the monofunctional monomer in the polymerizable resin material is 60% or less, the following problems occur. That is, the molecular weight of the polymerizable resin material increases, and the compatibility temperature between the liquid crystal material and the resin material increases. Moreover, since the polyfunctional monomer has an effect of developing the network structure of the polymer, the polyfunctional monomer remarkably accelerates the phase separation speed between the liquid crystal molecule and the polymer. For example, the particle size of the generated liquid crystal dispersed particles is reduced and the driving voltage is increased. In addition, the content of the monofunctional monomer in the resin is 98.
%, The polymer matrix having sufficient strength cannot be obtained, and the sufficient phase separation rate cannot be obtained, so that the particle size of the liquid crystal dispersed particles becomes large. Therefore, the contrast of the manufactured cell is significantly reduced.
【0029】多官能性モノマーおよびオリゴマーの合計
量は重合性樹脂材料中に好ましくは2〜40重量%、よ
り好ましくは10〜30重量%含まれる。両者はそれぞ
れ単独で用いてもよく、あるいは混合して用いてもよ
い。多官能性モノマーの含量は好ましくは5〜25重量
%、より好ましくは8〜15重量%、オリゴマーの量は
5〜20重量%、より好ましくは8〜15重量%であ
る。The total amount of polyfunctional monomers and oligomers is preferably 2 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight in the polymerizable resin material. Both may be used alone or in combination. The content of polyfunctional monomer is preferably 5 to 25% by weight, more preferably 8 to 15% by weight, and the amount of oligomer is 5 to 20% by weight, more preferably 8 to 15% by weight.
【0030】重合性樹脂材料を構成する具体的モノマー
としては、アクリル酸およびアクリル酸エステルの誘導
体のうち、ベンゼン環、直鎖アルキル、分岐アルキル、
および水素原子を1部または全部をFあるいはCl原子
に置き換えたアルキル鎖あるいはベンゼン環などを分子
中に持つ化合物が使用できる。Specific monomers constituting the polymerizable resin material include benzene ring, linear alkyl, branched alkyl, among acrylic acid and acrylic acid ester derivatives.
Further, a compound having an alkyl chain or a benzene ring in which one or all of hydrogen atoms are replaced by F or Cl atoms in the molecule can be used.
【0031】さらに具体的には、単官能性モノマーとし
て、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ステアリル、ア
クリル酸ラウリル、アクリル酸イソアミル、n−ブチル
メタクリレート、n−ラウリルメタクリレート、トリデ
シルメタクリレート、n−ステアリルメタアクリレー
ト、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリ
レート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−フェノ
キシエチルメタクリレート、ビスフェノールAジメタク
リレート、ビスフェノールAジアクリレート等が適用可
能である。More specifically, as monofunctional monomers, isobutyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, isoamyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, n-stearyl methacrylate. , Cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, bisphenol A dimethacrylate, bisphenol A diacrylate and the like are applicable.
【0032】2官能以上の多官能性モノマーは、ポリマ
ーの物理的強度を高める働きをし、例えば、1,4−ブ
タンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオ
ールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメ
タクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、テトラメチロールメタンテトラアクリレート等を適
用可能である。The bifunctional or higher polyfunctional monomer functions to increase the physical strength of the polymer, and for example, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, Trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, etc. can be applied.
【0033】さらに、液晶材料と樹脂との界面での相互
作用を軽減させてヒステリシスを低下させる効果のある
上記モノマーのフッ素化、塩素化またはケイ素化した化
合物を添加することは、さらに好ましい。これらフッ素
化、塩素化またはケイ素化したモノマーの添加量は、重
合性樹脂材料全量に対して0.1〜50重量%が好まし
い。0.1重量%以下では、ヒステリシスを軽減する効
果が薄い。50重量%以上では、その他のモノマーとの
間のSP値の開きのために相溶化温度を高くしてしまい
実用的ではない。フッ素化、塩素化またはケイ素化した
化合物としては、例えば2,2,3,4,4,4−ヘキサフ
ロロブチルメタクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキ
サクロロブチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラ
フロロプロピルメタクリレート、2,2,3,3−テトラ
フロロプロピルメタクリレート、パーフロロオクチルエ
チルメタクリレート、パークロロオクチルエチルメタク
リレート、パーフロロオクチルエチルアクリレート、パ
ークロロオクチルエチルアクリレートが使用可能であ
る。Further, it is more preferable to add a fluorinated, chlorinated or silicified compound of the above-mentioned monomer, which has an effect of reducing the interaction at the interface between the liquid crystal material and the resin and lowering the hysteresis. The addition amount of these fluorinated, chlorinated or silicified monomers is preferably 0.1 to 50% by weight based on the total amount of the polymerizable resin material. If it is less than 0.1% by weight, the effect of reducing the hysteresis is weak. When it is 50% by weight or more, the compatibilization temperature is increased due to the difference in SP value with other monomers, which is not practical. Examples of the fluorinated, chlorinated or silicified compound include 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, 2,2,3,4,4,4-hexachlorobutyl methacrylate and 2,2. , 3,3-Tetrafluoropropylmethacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropylmethacrylate, perfluorooctylethylmethacrylate, perchlorooctylethylmethacrylate, perfluorooctylethylacrylate, perchlorooctylethylacrylate can be used is there.
【0034】オリゴマーとしては、ウレタンアクリレー
トやポリオキシエチレンアクリレートなどが利用でき
る。As the oligomer, urethane acrylate or polyoxyethylene acrylate can be used.
【0035】ポリマー分散型液晶複合膜においては、上
記液晶材料、光重合性樹脂材料、光重合開始剤および所
望によりその他の添加剤を所定量均一に混合して均一混
合液を作成する。液晶材料と光重合性樹脂材料は、前者
100重量部に対して、後者100〜500好ましくは
300〜500重量部の割合で使用する。In the polymer-dispersed liquid crystal composite film, the liquid crystal material, the photopolymerizable resin material, the photopolymerization initiator and, if desired, other additives are uniformly mixed in a predetermined amount to prepare a uniform mixed liquid. The liquid crystal material and the photopolymerizable resin material are used in a ratio of 100 to 500 parts by weight, preferably 300 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the former.
【0036】光重合開始剤は、従来より使用されている
ものを使用すればよく、その量は重合性樹脂材料に対し
て0.1〜30重量%、好ましくは1〜20重量%、よ
り好ましくは5〜15重量%を使用する。0.1重量%
より少ないと十分に、硬化が起こらず、30重量%より
多いと生成ポリマーの分子量が、低下し、樹脂マトリッ
クスの強度が低下し、かつ、保持率の低下を伴ない不適
当である。As the photopolymerization initiator, those conventionally used may be used, and the amount thereof is 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 20% by weight, more preferably 1 to 20% by weight based on the polymerizable resin material. Is 5 to 15% by weight. 0.1% by weight
If it is less than the above range, curing does not sufficiently occur, and if it is more than 30% by weight, the molecular weight of the produced polymer is lowered, the strength of the resin matrix is lowered, and the retention rate is not suitable, which is unsuitable.
【0037】ポリマー分散型複合膜は、上記均一混合物
を所望のセルあるいは素子等に注入し、光照射し、光ラ
ジカル重合性樹脂材料を重合させることにより、液晶材
料を重合した樹脂から相分離することにより形成され
る。光照射の条件は、特に限定しないが、400nm以
下の波長の光を含む光源が好ましく、たとえば高圧水銀
ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が使
用できる。光照射条件は樹脂の種類により異なり、特に
限定しないが、液晶と樹脂材料の混合物に直接当たる強
度として、1〜400mW/cm2(365nmで測定)
が好ましい。1以下では、相分離速度が遅くなり、散乱
強度が低下する。また、200以上では、光反応によ
り、分解反応が起こり、保持率の低下が起こる。照射温
度は、液晶の表面張力が高く、液晶ドロップレットが球
形に近くなろうとする温度ほど好ましく、液晶と樹脂の
混合物の相溶温度と、該温度より20℃以内の範囲が好
ましい。相溶温度以下では、UV硬化前に相分離が起こ
り、不均一な液晶ドロップレットとなってしまう。The polymer-dispersed composite film is obtained by injecting the above-mentioned homogeneous mixture into a desired cell or device, irradiating it with light, and polymerizing the photoradical-polymerizable resin material, thereby phase-separating the liquid crystal material from the polymerized resin. It is formed by The conditions of light irradiation are not particularly limited, but a light source containing light having a wavelength of 400 nm or less is preferable, and for example, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, etc. can be used. The light irradiation conditions vary depending on the type of resin and are not particularly limited, but the intensity of directly hitting the mixture of the liquid crystal and the resin material is 1 to 400 mW / cm 2 (measured at 365 nm).
Is preferred. When it is 1 or less, the phase separation rate becomes slow, and the scattering intensity decreases. On the other hand, when it is 200 or more, a decomposition reaction occurs due to a photoreaction, and the retention rate decreases. The irradiation temperature is preferably the temperature at which the surface tension of the liquid crystal is high and the liquid crystal droplets tend to become spherical, and the compatibility temperature of the mixture of the liquid crystal and the resin and the range within 20 ° C. from the temperature are preferable. Below the compatibility temperature, phase separation occurs before UV curing, resulting in non-uniform liquid crystal droplets.
【0038】以上のようにして得られるポリマー分散型
複合膜は、例えば図1および図2に示した液晶表示素子
に適用することができる。該素子は表示用電極基板と対
向電極基板との間に液晶層として本発明のポリマー分散
型複合膜(8)を介在させて構成されている。複屈折性
のないガラスからなる透明絶縁基板(1)の上に信号線
(2)、走査線(3)などのバスラインのほかに絵素電
極(5)とこれに対応付けられたスイッチングトランジ
スタ(4)をマトリクス状に配列して形成してアクティ
ブマトリクス駆動方式の表示電極基板が構成されてい
る。上記スイッチングトランジスタ(4)としては、a
−Si薄膜トランジスタ(TFT)が形成される。対向
電極基板は同じくガラスからなる透明絶縁基板(6)上
に表示電極基板の各絵素電極(5)に対向させて対向電
極(7)を形成して構成されている。上記絵素電極
(5)および対向電極(7)は液晶層(8)に電圧を印
加するための透明電極であってITOによって形成され
ている。液晶層(8)はエポキシ樹脂からなるシール
(9)によって封止されている。The polymer dispersion type composite film obtained as described above can be applied to the liquid crystal display device shown in FIGS. 1 and 2, for example. The device is constituted by interposing the polymer dispersed composite film (8) of the present invention as a liquid crystal layer between a display electrode substrate and a counter electrode substrate. In addition to bus lines such as signal lines (2) and scanning lines (3), a pixel electrode (5) and a switching transistor associated therewith are formed on a transparent insulating substrate (1) made of glass without birefringence. The active matrix drive type display electrode substrate is formed by arranging (4) in a matrix. The switching transistor (4) is a
-Si thin film transistor (TFT) is formed. The counter electrode substrate is formed by forming a counter electrode (7) on a transparent insulating substrate (6) also made of glass so as to face each picture element electrode (5) of the display electrode substrate. The picture element electrode (5) and the counter electrode (7) are transparent electrodes for applying a voltage to the liquid crystal layer (8) and are made of ITO. The liquid crystal layer (8) is sealed by a seal (9) made of epoxy resin.
【0039】[0039]
【実施例】以下本発明をさらに実施例を用いて詳述する
が、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されるもの
ではない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
【0040】実施例1、2、3 2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA;SP値
δ:8.6、平均分子量(Mn):184、液比抵抗
値:1.2×1012Ω・cm;日本化薬社製)とジアクリル
モノマー(R−684;SP値δ:10.3、平均分子量
(Mn):304、液比抵抗値:2.1×1012Ω・c
m;日本化薬社製)を表1に示す割合で混合し光ラジカル
重合性樹脂材料を調合した。調合した重合性樹脂材料の
平均分子量、およびSP値についても表1に併記した。 Examples 1, 2, 3, 2-ethylhexyl acrylate (2EHA; SP value δ: 8.6, average molecular weight (Mn): 184, liquid resistivity value: 1.2 × 10 12 Ω · cm; Japaneseized Yakusha) and diacrylic monomer (R-684; SP value δ: 10.3, average molecular weight (Mn): 304, liquid specific resistance value: 2.1 × 10 12 Ω · c
m; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was mixed at a ratio shown in Table 1 to prepare a photoradical polymerizable resin material. The average molecular weight and SP value of the prepared polymerizable resin material are also shown in Table 1.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】これらの重合性樹脂材料を0.3g、表2に
示す液晶材料A(メルク社製)1.2g、光開始剤(Irgacu
re184:チバガイギー社製)0.045gを80℃で均一
混合化した。0.3 g of these polymerizable resin materials, 1.2 g of liquid crystal material A (manufactured by Merck & Co., Inc.) shown in Table 2 and a photoinitiator (Irgacu
re184: manufactured by Ciba-Geigy) 0.045 g was uniformly mixed at 80 ° C.
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】ITO(酸化インジュウムおよび酸化スズ
の混合物)付きガラス(ITO−500Å付きフリントガ
ラス;日本板ガラス社製)2枚の間に12μmのスペーサ
ーを介してセルを構成し、上記混合物を注入した。その
後、紫外線(UV)照射温度15℃、低圧水銀ランプ下
50mW/cm2(365nmでのUV照射強度:UV照度計U
IT−101:ウシオ電機社製)で20秒間紫外線を照射
して樹脂材料を重合硬化させた。UV照射後、50℃で
2時間放置した。A cell was formed between two ITO-containing glass (a mixture of indium oxide and tin oxide) (flint glass with ITO-500Å; manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) via a 12 μm spacer, and the mixture was injected. After that, the ultraviolet (UV) irradiation temperature is 15 ° C, and the UV irradiation intensity under a low-pressure mercury lamp is 50 mW / cm 2 (UV irradiation intensity at 365 nm: UV illuminometer U).
The resin material was polymerized and cured by irradiating it with ultraviolet rays for 20 seconds with IT-101: manufactured by Ushio Inc.). After UV irradiation, it was left at 50 ° C. for 2 hours.
【0045】作製したセルの保持率は、図3に示す保持
率測定システムにより測定した。本システムは、電極間
に電圧を印加するためのスイッチングトランジスタ(F
ET)と駆動回路、さらにセルに蓄えられた電荷の放電
を測定するための回路により構成されている。室温で測
定した測定結果を表3に記載する。その結果、実施例
1、2、3ともに95%以上の高い保持率を示した。The retention rate of the prepared cell was measured by the retention rate measuring system shown in FIG. This system is a switching transistor (F
ET), a drive circuit, and a circuit for measuring discharge of electric charge stored in the cell. Table 3 shows the measurement results measured at room temperature. As a result, Examples 1, 2, and 3 showed high retention rates of 95% or more.
【0046】さらに、作製したセルの電気光学特性は、
光透過率が電圧を過剰に高電圧にした時の飽和透過率
(Ts)から電圧無印加時の光透過率(T0)を引いた値
の10%透過率が上昇した時の印加電圧(しきい値電圧)
(Vth)、90%透過率が上昇した時の飽和電圧(V
s)、さらに、受光部の集光角が6゜での電圧無印加時の
光透過率(T0)、50V交流電圧印加時の光透過率
(T100)についても表3に併記した。Further, the electro-optical characteristics of the manufactured cell are
10% of the value obtained by subtracting the light transmittance (T 0 ) when no voltage is applied from the saturation transmittance (Ts) when the voltage is excessively high, the applied voltage ( (Threshold voltage)
(Vth), saturation voltage (V
s), the light transmittance (T 0 ) when no voltage is applied and the light transmittance (T 100 ) when a 50 V AC voltage is applied when the light collection angle of the light receiving portion is 6 ° are also shown in Table 3.
【0047】[0047]
【表3】 [Table 3]
【0048】実施例4、5、比較例1、2 液晶材料B(実施例4)(表4)、液晶材料C(実施例5)
(表5)、シアノビフェニル系液晶E8(メルク社製、
比較例1)、E44(メルク社製、比較例2)をそれぞれ
実施例2に示す液晶材料A(表2)に置き換えた以外は
実施例2と同様の方法でポリマー分散型液晶表示素子を
作製した。 Examples 4 and 5, Comparative Examples 1 and 2, Liquid Crystal Material B (Example 4) (Table 4), Liquid Crystal Material C (Example 5)
(Table 5), cyanobiphenyl liquid crystal E8 (manufactured by Merck,
A polymer-dispersed liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 2 except that Comparative Example 1) and E44 (Comparative Example 2 manufactured by Merck & Co., Inc.) were each replaced with the liquid crystal material A (Table 2) shown in Example 2. did.
【0049】[0049]
【表4】 [Table 4]
【0050】[0050]
【表5】 [Table 5]
【0051】作製したセルの保持率は、実施例2と同様
に測定し、表6に実施例4および実施例5の結果を記載
した。The retention rate of the prepared cell was measured in the same manner as in Example 2, and Table 6 shows the results of Example 4 and Example 5.
【0052】[0052]
【表6】 [Table 6]
【0053】比較例1、2では、重合性樹脂材料と液晶
材料が低温で混合せず、それぞれ相溶温度が80、85
℃であった。作製したセルは、50V印加時でもほとん
ど光線透過率が変化せず、かつ、保持率がそれぞれ8
5.1、83.8%であり、実用に耐えない。In Comparative Examples 1 and 2, the polymerizable resin material and the liquid crystal material were not mixed at a low temperature, and the compatibility temperatures were 80 and 85, respectively.
It was ℃. The prepared cell had almost no change in light transmittance even when applied with 50 V and had a retention rate of 8 each.
It is 5.1, 83.8%, which is not practical.
【0054】比較例3、4 実施例1と同じ化合物を用い、表1に示す組成の樹脂材
料を作製し、液晶材料A(表2)を用いて実施例1と同
様にポリマー分散型液晶表示素子を作製した。作製した
セルの電気光学特性を表7に記載した。 Comparative Examples 3 and 4 Using the same compounds as in Example 1, resin materials having the compositions shown in Table 1 were prepared, and a liquid crystal material A (Table 2) was used. A device was produced. Table 7 shows the electro-optical characteristics of the manufactured cell.
【0055】[0055]
【表7】 [Table 7]
【0056】実施例6、7および8 2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA;SP値
δ:8.6、平均分子量(Mn):184;日本化薬社
製)とジアクリレートモノマー(R−684;SP値δ:
10.3;平均分子量(Mn):304;日本化薬社製)
とウレタンアクリレートオリゴマー(SP値δ:10.
3;平均分子量(Mn):1700;液比抵抗値:1.
5×1012Ω・cm;日本化薬社製)を表5に示す割合で
混合し重合性樹脂材料を調合した。調合した樹脂材料の
平均分子量およびSP値は表8に示した。 Examples 6, 7 and 8 2-Ethylhexyl acrylate (2EHA; SP value δ: 8.6, average molecular weight (Mn): 184; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and diacrylate monomer (R-684; SP value) δ:
10.3; average molecular weight (Mn): 304; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
And urethane acrylate oligomer (SP value δ: 10.
3; average molecular weight (Mn): 1700; liquid resistivity: 1.
5 × 10 12 Ω · cm (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) were mixed at a ratio shown in Table 5 to prepare a polymerizable resin material. The average molecular weight and SP value of the prepared resin material are shown in Table 8.
【0057】[0057]
【表8】 [Table 8]
【0058】これらの樹脂材料と液晶材料A(表2)を
用いて実施例1と同様にポリマー分散型液晶表示素子を
作製した。作製したセルの電気光学特性を表9に記載し
た。Using these resin materials and liquid crystal material A (Table 2), a polymer dispersion type liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1. Table 9 shows the electro-optical characteristics of the manufactured cell.
【0059】[0059]
【表9】 [Table 9]
【0060】実施例9、10および11 2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA;SP値
δ:8.6;平均分子量(Mn):184;日本化薬社
製)とパーフロロオクチルエチルアクリレート(FA−1
08;SP値δ:7.4;平均分子量(Mn):57
8;共栄社社製)、ジアクリルモノマー(R−684;S
P値δ:10.3;平均分子量(Mn):304;日本
化薬社製)とウレタンアクリレートオリゴマー(SP値
δ:10.3;平均分子量(Mn):1700;液抵抗
値:1.1×1012Ω・cm;日本化薬社製)を表10に示
す割合で混合し重合性樹脂材料を調合した。調合した樹
脂材料の平均分子量(Mn)およびSP値についても表
10に併記した。 Examples 9, 10 and 11 2-Ethylhexyl acrylate (2EHA; SP value δ: 8.6; average molecular weight (Mn): 184; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and perfluorooctylethyl acrylate (FA-1).
08; SP value δ: 7.4; average molecular weight (Mn): 57
8; Kyoeisha Co., Ltd., diacryl monomer (R-684; S
P value δ: 10.3; average molecular weight (Mn): 304; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. and urethane acrylate oligomer (SP value δ: 10.3; average molecular weight (Mn): 1700; liquid resistance value: 1.1 × 10 12 Ω · cm (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was mixed at a ratio shown in Table 10 to prepare a polymerizable resin material. Table 10 also shows the average molecular weight (Mn) and SP value of the prepared resin material.
【0061】[0061]
【表10】 [Table 10]
【0062】これらの樹脂材料と液晶材料A(表2)を
用いて実施例1と同様にポリマー分散型液晶表示素子を
作製した。電気光学特性の測定は、実施例1と同様に測
定し、ヒステリシスは、電圧下降時のV50↓と電圧上昇
時のV50↑との差V↑↓(V50↓−V50↑)を測定した。
作製したセルの電気光学特性を表11に記載した。なお
V50とは光線透過率の変化が、変化全体に対して50%
変化した時の電圧をいう。Using these resin materials and liquid crystal material A (Table 2), a polymer dispersion type liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1. Measurements of the electro-optical characteristics, the same measurement as in Example 1, the hysteresis, the difference V ↑ ↓ and V 50 ↑ of V 50 ↓ voltage during rise when a voltage lowered (V 50 ↓ -V 50 ↑) It was measured.
Table 11 shows the electro-optical characteristics of the manufactured cell. Note the change in light transmittance and V 50 is 50% of the whole change
The voltage when it changes.
【0063】[0063]
【表11】 [Table 11]
【0064】比較例5、6 実施例6、7、8で使用したウレタンアクリレートオリ
ゴマーと同じ繰り返し単位で平均分子量(Mn)が25
00である化合物を用い(比較例5)、一方光ラジカル重
合性樹脂材料として2EHA100%(比較例6)を使用
し、それぞれ液晶材料としては実施例1と同様のものを
使用した以外実施例1と同様にして、ポリマー分散型液
晶表示素子を作製した(表8に樹脂材料の組成を示し
た)。作製したセルの電気光学特性を表12に記載し
た。 Comparative Examples 5 and 6 The same repeating unit as the urethane acrylate oligomer used in Examples 6, 7 and 8 had an average molecular weight (Mn) of 25.
Example 1 except that the compound of No. 00 was used (Comparative Example 5), while 2EHA 100% (Comparative Example 6) was used as the photo-radical polymerizable resin material, and the same liquid crystal material as in Example 1 was used. A polymer dispersion type liquid crystal display device was produced in the same manner as in (Table 8 shows the composition of the resin material). Table 12 shows the electro-optical characteristics of the manufactured cell.
【0065】[0065]
【表12】 [Table 12]
【0066】比較例5では、飽和電圧が50V以上であ
った。また、比較例6では、硬化が十分に起こらずコン
トラストが十分に得られなかった。In Comparative Example 5, the saturation voltage was 50 V or higher. Further, in Comparative Example 6, curing did not sufficiently occur and sufficient contrast was not obtained.
【0067】比較例7 実施例2の2EHAに代えて2−ヒドロキシエチルアク
リレート(ライトエステルHOA;SP値δ:12.5;
分子量(Mn);116;共栄社製)を使用し、液晶材
料A(表2)と混合を行ったが、80℃においても混合
せずセルを作製することができなかった。表13に樹脂
材料の組成を示す。 Comparative Example 7 2-hydroxyethyl acrylate (light ester HOA; SP value δ: 12.5; instead of 2EHA of Example 2;
A molecular weight (Mn); 116; manufactured by Kyoeisha Co., Ltd. was used and mixed with the liquid crystal material A (Table 2), but the cell could not be prepared without mixing even at 80 ° C. Table 13 shows the composition of the resin material.
【0068】[0068]
【表13】 [Table 13]
【0069】[0069]
【発明の効果】本発明に従えば、化学的に安定なF、C
l系液晶材料および該液晶材料に適した重合性樹脂材料
を組み合わせることにより、ポリマー分散型液晶表示に
おいて最も障害となっていた低保持率の問題がなく、か
つ低電圧駆動、ハイコントラストおよび低ヒステリシス
性等の表示品位に優れた、高信頼性の高分子分散型液晶
膜を得ることができる。According to the present invention, chemically stable F and C are used.
By combining an l-based liquid crystal material and a polymerizable resin material suitable for the liquid crystal material, there is no problem of low retention ratio which is the most obstacle in polymer dispersion type liquid crystal display, and low voltage drive, high contrast and low hysteresis It is possible to obtain a highly reliable polymer-dispersed liquid crystal film having excellent display quality such as properties.
【図1】 本発明によるポリマー分散型液晶複合膜を使
用できる液晶表示素子の一態様を示す模式的断面図であ
る。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a liquid crystal display device that can use a polymer-dispersed liquid crystal composite film according to the present invention.
【図2】 該液晶表示素子の一態様を示す模式的断面図
である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the liquid crystal display element.
【図3】 保持率測定用装置の回路である。FIG. 3 is a circuit of a device for measuring retention rate.
1 第一透明絶縁基板 2 信号電極 3 走査電極 4 スイッチン
グトランジスタ 5 表示絵素電極 6 第二透明絶
縁基板 7 対向電極 8 液晶層 9 シール1 First Transparent Insulating Substrate 2 Signal Electrode 3 Scanning Electrode 4 Switching Transistor 5 Display Pixel Electrode 6 Second Transparent Insulating Substrate 7 Counter Electrode 8 Liquid Crystal Layer 9 Seal
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成4年9月18日[Submission date] September 18, 1992
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項4[Name of item to be corrected] Claim 4
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0035[Correction target item name] 0035
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0035】ポリマー分散型液晶複合膜においては、上
記液晶材料、光重合性樹脂材料、光重合開始剤および所
望によりその他の添加剤を所定量均一に混合して均一混
合液を作成する。光重合性樹脂材料と液晶材料は、前者
100重量部に対して、後者100〜500好ましくは
300〜500重量部の割合で使用する。In the polymer-dispersed liquid crystal composite film, the liquid crystal material, the photopolymerizable resin material, the photopolymerization initiator and, if desired, other additives are uniformly mixed in a predetermined amount to prepare a uniform mixed liquid. The photopolymerizable resin material and the liquid crystal material are used in a ratio of 100 to 500 parts by weight, preferably 300 to 500 parts by weight of the latter with respect to 100 parts by weight of the former.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0047[Correction target item name] 0047
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0047】[0047]
【表3】 [Table 3]
【手続補正4】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0052[Correction target item name] 0052
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0052】[0052]
【表6】 [Table 6]
【手続補正5】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0055[Correction target item name] 0055
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0055】[0055]
【表7】 [Table 7]
【手続補正6】[Procedure Amendment 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0059[Correction target item name] 0059
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0059】[0059]
【表9】 [Table 9]
【手続補正7】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0063[Correction target item name] 0063
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0063】[0063]
【表11】 [Table 11]
【手続補正8】[Procedure Amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0065[Correction target item name] 0065
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0065】[0065]
【表12】 [Table 12]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09K 19/44 7457−4H 19/52 7457−4H G09F 9/35 303 6447−5G (72)発明者 山田 信明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 平井 敏幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 大西 憲明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 神崎 修一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 デビッド・コーツ イギリス、イングランド、ビーエイチ21・ 1エスダブリュー、ドーセット、ウィンボ ーン、マーリー、ソップウィズ・クレセン ト87番 (72)発明者 ベルンハルト・リーガー 神奈川県横浜市緑区奈良町大田平2834 ワ コーレ玉川学園B−511 (72)発明者 田中 征臣 神奈川県厚木市妻田西3−22−1 ピュア ハイツヨシムラ202─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical indication location C09K 19/44 7457-4H 19/52 7457-4H G09F 9/35 303 6447-5G (72) Invention Nobuaki Yamada 22-22 Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Sharp Corporation (72) Inventor Toshiyuki Hirai 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City Osaka Prefecture (72) Inventor Noriaki Onishi Osaka 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture (72) Inventor Shuichi Kanzaki 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture (72) Inventor David Coates United Kingdom, England, B21 21 Es W, Dorset, Wyborne, Marley, Sopwith Cresent 87 (72) Inventor Bernhard Rieger 2834 Otadaira, Nara-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa W-Colle Tamagawa Gakuen B-511 (72) Inventor Masaomi Tanaka 3-22-1, Tsumada Nishi, Atsugi-shi, Kanagawa Pure Heights Yoshimura 202
Claims (5)
からなる群から選択される化合物と下記「化2」で表さ
れる化合物からなる群から選択される化合物を両者の合
計量で50重量%〜100重量%の割合で含有する液晶
材料を (b)平均溶解パラメーター(SP)値が8〜11かつ
平均分子量(Mn)が100〜1000である光ラジカ
ル重合性樹脂材料に均一に混合せしめこの重合性樹脂材
料を光重合させることにより液晶材料を相分離させるこ
とを特徴とするポリマー分散型液晶複合膜の製法; 【化1】 (式中、A1およびA2は各独立して、ベンゼン環、シク
ロヘキサン環、ピリミジン環、ピリジン環またはトラン
ス−1,3−ジオキサン環を表す;X1、X2、X3、
X4、X5およびX6は各独立してH、FまたはC1を示
す;Z1およびZ2は各独立して単結合、−CH2−、−
CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡C−、−COO
−または−OCO−を示す;Qは単結合、−CH2−、
−CH2CH2−、−CF2−、−OCF2−、−C2F
4−、−CCl2−または−C2Cl4−を表す;Yは、H、
FまたはClを表す;Rは、CnH2n+1−または、CnH
2n+1O−、CnH2n+1CH=CH−(式中、nは2〜10
の整数を示す)を示す;mは、0、1、2を示す); 【化2】 (式中、BおよびCは独立してCnH2n+1−、CnH2n+1
O−、CnH2n+1CH=CH−またはCnH2n+1・C6H
10−(式中、nは前記と同意義である)を示す;LはHま
たはFを示す)。1. A total amount of a compound selected from the group consisting of a compound represented by the following “Chemical formula 1” and a compound selected from a group consisting of a compound represented by the following “Chemical formula 2”. In a proportion of 50 wt% to 100 wt% in (b) a photo-radical polymerizable resin material having an average solubility parameter (SP) value of 8 to 11 and an average molecular weight (Mn) of 100 to 1000 A method for producing a polymer-dispersed liquid crystal composite film, characterized in that the liquid crystal material is phase-separated by photopolymerizing the polymerizable resin material. (In the formula, A 1 and A 2 each independently represent a benzene ring, a cyclohexane ring, a pyrimidine ring, a pyridine ring, or a trans-1,3-dioxane ring; X 1 , X 2 , X 3 ,
X 4 , X 5 and X 6 each independently represent H, F or C 1 ; Z 1 and Z 2 are each independently a single bond, —CH 2 —, —
CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡C -, - COO
- or an -OCO-; Q is a single bond, -CH 2 -,
-CH 2 CH 2 -, - CF 2 -, - OCF 2 -, - C 2 F
4 -, - CCl 2 - or -C 2 Cl 4 - represents a; Y is, H,
F or Cl; R is, C n H 2n + 1 - or, C n H
2n + 1 O-, C n H 2n + 1 CH = CH- ( wherein, n 2-10
Represents an integer of 0); m represents 0, 1, or 2); (In the formula, B and C are independently C n H 2n + 1 −, C n H 2n + 1
O-, C n H 2n + 1 CH = CH- or C n H 2n + 1 · C 6 H
10 − (in the formula, n has the same meaning as described above); L represents H or F).
塩素化、ケイ素化樹脂材料を少なくとも1種類含むこと
を特徴とする請求項1記載のポリマー分散型液晶膜の製
法。2. A polymerizable fluorinated material in the photopolymerizable resin material,
The method for producing a polymer-dispersed liquid crystal film according to claim 1, comprising at least one kind of chlorinated or silicified resin material.
多官能性モノマーおよびそれらのオリゴマーから選ば
れ、単官能性モノマーの含有率が光重合性樹脂材料の6
0〜98重量%である請求項1記載の製法。3. The photopolymerizable resin material is a monofunctional monomer,
The content of monofunctional monomers selected from polyfunctional monomers and their oligomers is 6% of that of photopolymerizable resin materials.
The manufacturing method according to claim 1, which is 0 to 98% by weight.
前者100重量部に対して、後者100〜500重量部
である請求項1記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the compounding ratio of the liquid crystal material and the photopolymerizable resin material is 100 to 500 parts by weight of the latter with respect to 100 parts by weight of the former.
ー分散型液晶膜。5. A polymer-dispersed liquid crystal film produced by the method of claim 1.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000017287A1 (en) * | 1998-09-21 | 2000-03-30 | Dainippon Ink And Chemicals, Inc. | Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display using the same |
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-
1992
- 1992-06-10 JP JP4150475A patent/JP2879803B2/en not_active Expired - Lifetime
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