JPH0534668A

JPH0534668A - 液晶表示装置用活性エネルギー線硬化樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0534668A
Application number: JP3214233A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sato; 佐藤　　進; Kenji Kunikata; 賢治国方; Kazunori Sasahara; 数則笹原; Shoji Kudo; 庄司工藤
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1993-02-12

Abstract

(57)【要約】【目的】低電圧で駆動可能で、メモリ性を持ち、且つメ
モリを加熱等の処理により容易に消去出来る液晶デバイ
スを製造する。【構成】本発明のＵＶ樹脂組成物はネマティック液晶と
組み合わせて、メモリ性のある光散乱型液晶を作成する
ことが出来るもので、２−ヒドロキシエチルメタアクリ
レ−ト等の水酸基を有する化合物を含有することを特徴
とする。

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
に詳しくは本発明は、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−線の照射により、偏光板
を必要とせず、光利用率が高い光散乱型液晶を得ること
が出来、オ−バ−ヘッドプロジェクションタイプのディ
スプレ−やレ−ザ−書き込み型大画面ディスプレ−等に
適用できる液晶表示装置用活性エネルギ−線硬化樹脂組
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必要とする。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る。これを解決
するのに、光散乱型液晶の開発が検討され、次のような
タイプの光散乱型液晶が提案されている。

【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という特徴
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
化させる方法等がある。

【０００４】これらの方法において、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、２．、３．は、耐熱性に乏しい、
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−ルしやすい、等という特徴があ
る。

【０００５】高分子と液晶から成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。（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 DISPERSED LIQUID CRYSTA
L) （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 NETWORK LI
QUID CRYSTAL) 印加する電圧によって光が透過、分散する点は、両者共
同じであるが、光が散乱する原理が両者では異なるとさ
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。電圧が印加してい
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。電圧を印加すると、
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。

【０００６】ＰＮ−ＬＣは電圧を印加していない状態で
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
圧を印加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。ＰＮ−ＬＣは、ＰＤＬＣに比較して、しきい値電圧
Ｖ₁₀（透過率が飽和値の１０％に達する電圧）を低くで
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。

【０００７】ＰＤＬＣ、ＰＮ−ＬＣの何れも、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。Ｐ
ＤＬＣ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／又
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。

【０００８】紫外線硬化型樹脂を使って、ＰＤＬＣを作
成する方法は特開平２−２０３３１９に、又ＰＮ−ＬＣ
を作成する方法は特開平２−２０７２２０に、開示され
ているがいずれの高分子分散液晶も、ネマチック型液晶
の系では、電圧のオン−オフにより光透過状態が元の散
乱状態に戻らないというメモリ特性を示すものは見いだ
されてない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】低電圧駆動が可能であ
り、メモリ性を持ち、且つ、加熱することにより、容易
にメモリを消去出来る液晶組成物を製造するための樹脂
組成物の開発が望まれている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、紫外線硬
化型樹脂組成物をネマチック型液晶と均一に混ぜ、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、紫外線硬化型樹脂組成物を選択することに
より、しきい値以上の電圧が印加された時に、メモリ状
態が得られ、その透過率は印加電圧と共に増加すること
が分かった。更に、電圧印加の下、セルを等方相まで加
熱し、その後、ネマチック相まで冷却する操作をするこ
とにより電圧オン状態、及びメモリ状態での透過率が大
幅に増加し、オン状態でのしきい値も大幅に下がること
が分かった。またセルを液晶が等方相となるまで加熱
し、電圧無印加の状態でネマチック相に冷却すること
で、メモリを消去できることを見いだし、本発明を完成
するに至った。

【００１１】即ち本発明は下記に示される水酸基を有す
る化合物のいずれかを含有することを特徴とする液晶表
示用活性エネルギ−線硬化樹脂組成物（１）水酸基を持つ一官能性（メタ）アクリル化物、
（２）一官能性エポキシ（メタ）アクリル化物、（３）
一級或は二級水酸基を持つ多官能性（メタ）アクリル化
物、（４）（１）に記載の水酸基を持つ一官能性（メ
タ）アクリル化物の単独又は共重合物、（５）（メタ）
アクリル基を有しないアルコールを提供する。

【００１２】本発明を詳細に説明する。上記（１）、
（２）、（３）、（４）及び（５）の水酸基を持つ化合
物（Ａ）の具体例を次に挙げる。（１）としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レ−ト、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレ−
ト、１、４−ブタンジオ−ルモノ（メタ）アクリレ−
ト、１、６−ヘキサンジオールモノ（メタ）アクリレ−
ト、グリセロ−ルモノ（メタ）アクリレ−ト、ポリエチ
レングリコ−ルモノ（メタ）アクリレ−ト、ポリプロピ
レングリコ−ルモノ（メタ）アクリレ−ト、ポリエチレ
ングリコ−ル−ポリプロピレングリコールモノ（メタ）
アクリレ−ト、ポリエチレングリコ−ル−ポリブチレン
グリコ−ルモノ（メタ）アクリレ−ト、カプロラクトン
変成２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ−ト等があ
げられる。（２）としては、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロ
ピル（メタ）アクリレ−ト、２−ヒドロキシ−３−ア
ルキルフェノキシプロピル（メタ）アクリレ−ト等が挙
げられる。（３）としては、トリメチロールプロパンジ（メタ）ア
クリレ−ト、グリセロ−ルジ（メタ）アクリレート、ビ
スフェノールＡ（Ｆ）型エポキシ（メタ）アクリレ−
ト、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレ
−ト等が挙げられる。（４）としては、２−ヒドロキシエチルメタアクリレ−
ト、２−エチルヘキシルアクリレ−ト、メチルメタアク
リレ−トの共重合ポリアクリレ−トが挙げられる。（５）としては、オクタノ−ル、オクタンジオ−ルが挙
げられる。

【００１３】（１）は樹脂組成物中好ましくは5 〜60％
（重量％で表す。以下同様）であり、より好ましくは10
〜40％である。60％を越えると、硬化速度が遅くなる傾
向にある。（１）のなかでも、特に、２−ヒドロキシエ
チルメタアクリレ−トが望ましい。（２）は樹脂組成物中好ましくは5-90％であり、より好
ましくは10-70 ％である。90％を越えると、作成した高
分子分散液晶の経時変化が著しく、散乱しなくなる傾向
にある。（１）、（２）は各々、単独に使用しても良いが、併用
して使用することが望ましい。

【００１４】樹脂組成物中、（１）と（２）の合計は、
好ましくは10-90％であり、より好ましくは、20-80 ％
である。（３）は樹脂組成物中、好ましくは1 〜70％であり、よ
り好ましくは、10-70％である。70％を越えると作成し
た高分子分散液晶のしきい値がたかくなる傾向がある。（４）は樹脂組成物中、好ましくは1 〜40％であり、よ
り好ましくは、3-20％である。40％を越えると樹脂組成
物の粘度が高くなる傾向がある。分子量は5000〜20000
のものが好ましい。分子量が300000を越えると、紫外線
硬化性モノマ−との相溶性が悪くなる傾向がある。（５）は樹脂組成物中、好ましくは1 〜20％であり、よ
り好ましくは、2-10％である。20％を越えると樹脂組成
物の紫外線による硬化性がわるくなる傾向がある。また、（Ａ）以外に、（Ａ）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（Ｂ）も用い
られる。そのような例としては例えば、ジシクロペンタ
ニル（メタ）アクリレ−ト、ジシクロペンテニルオキシ
エチル（メタ）アクリレ−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−ト、ジ（メタ）アクリレ−トが挙げられる。

【００１５】又その他の希釈性の良好なモノマー（Ｃ）
も使ってよい。そのような例としては例えば、２−エチ
ルヘキシル（メタ）アクリレ−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−ル
ジ（メタ）アクリレ−ト、ネオペンチルグリコ−ルヒド
ロキシピバレ−トジ（メタ）アクリレ−ト、ネオペンチ
ルグリコ−ルジ（メタ）アクリレ−ト等が挙げられる。
更に、架橋用モノマ−（Ｄ）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。そのような例としては、例え
ば、トリメチロ−ルプロパントリ（メタ）アクリレ−
ト、ペンタエリスリト−ルトリ（メタ）アクリレ−トペ
ンタエリスリト−ルテトラ（メタ）アクリレ−ト、ジト
リメチロ−ルプロパンテトラ（メタ）アクリレ−ト、ジ
ペンタエリスリト−ルペンタアクリレ−ト、ジペンタエ
リスリト−ルヘキサアクリレ−ト等が挙げられる。更
に、ウレタン（メタ）アクリレ−ト（Ｅ）を使用して高
分子のフレキシビリテイ−をコントロ−ルしてもよい。
こにょうな例としてはＵＸ−4101、6101、7101、2301、
3301、3204（日本化薬株式会社製）等が挙げられる。

【００１６】又、デッドポリマ−（Ｆ）を使って、高分
子の三次元微細編目構造をコントロ−ルすることもでき
る。そのような例としては、例えば、顔料分散性の良
い、粉体塗料用アクリル樹脂で、グリシジル基を持った
もの（例、大日本インキ化学製、ファインディックスＡ
−２２３−Ｓ等）が挙げられる。

【００１７】本発明の樹脂組成物は前記の成分（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）から選ばれる１種以上の樹脂
組成物に、前記の（Ａ）成分及び必要により（Ｆ）成分
を混合することにより得られる。こうして得られた樹脂
組成物に、電子線硬化の場合は、開始剤無添加、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 〜3.0 ％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。又液晶はネマチック混合
液晶を使用する。（液晶／樹脂組成物）の比率はＰＤＬ
Ｃ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。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。（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。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。

【００１９】実施例１２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレ−ト
Ｒ−１２８（日本化薬（株）製）５７．２ｗｔ％
、２−ヒドロキシエチルメタアクリレ−ト２４．６ｗ
ｔ％、ファインディックスＡ−２２３−Ｓ（大日本イン
キ化学（株）製）８．２ｗｔ％、Ｒ−６０４（日本化薬
（株）製）７．０ｗｔ％、ＵＸ−６１０１（日本化薬
（株））３．０ｗｔ％、イルガキュア１８４３ｗｔ
％（外割り）から得られたＵＶ樹脂組成物５０ｗｔ
％，ネマチック液晶Ｅ７（ＢＤＨ社製）５０ｗｔ％を
混合し、均一液とし、スペーサを介してＩＴＯガラスで
挟み込み紫外線（６ｍｗ／ｃｍ²）１００秒照射で樹
脂は硬化した。電極間隔は２０μとした。このセルに１
ｋＨｚの電圧１５０Ｖを印加した時、６４％の透過率を
示したがこの状態から電圧を０Ｖまで降下させても２０
％程度の透過率（いわゆるメモリ状態）が得られた。メ
モリ状態はしきい値以上の電圧が印加された時に得ら
れ、その透過率は印加電圧と共に増加した。例えば２８
０Ｖの印加電圧に対しては、３４％のメモリ状態の透過
率が得られた。

【００２０】電圧を印加した状態でセルを等方相まで加
熱しネマチック相まで冷却する操作を行った場、メモリ
状態の透過率は、４０Ｖ印加で４２％（操作前は５％）
となり、飽和値が得られ、また、オン状態のしきい値も
２０Ｖから３Ｖまで減少した。またセルを液晶が等方相
となるまで加熱し電圧無印加の状態でネマチック相に冷
却することで消去できた。

【００２１】

【発明の効果】低電圧駆動が可能であり、メモリ性を持
ち、且つ、加熱することにより、容易にメモリを消去出
来るのでレ−ザ−書き込み型大画面ディスプレ−に適用
出来る。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】下記に示される水酸基を有する化合物のい
ずれかを含有することを特徴とする液晶表示用活性エネ
ルギ−線硬化樹脂組成物（１）水酸基を持つ一官能性
（メタ）アクリル化物、（２）一官能性エポキシ（メ
タ）アクリル化物、（３）一級或は二級水酸基を持つ多
官能性（メタ）アクリル化物、（４）（１）に記載の水
酸基を持つ一官能性（メタ）アクリル化物の単独又は共
重合物、（５）（メタ）アクリル基を有しないアルコー
ル