JPH06102493A - Production of high polymer dispersion type liquid crystal display element - Google Patents

Production of high polymer dispersion type liquid crystal display element

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JPH06102493A
JPH06102493A JP4251600A JP25160092A JPH06102493A JP H06102493 A JPH06102493 A JP H06102493A JP 4251600 A JP4251600 A JP 4251600A JP 25160092 A JP25160092 A JP 25160092A JP H06102493 A JPH06102493 A JP H06102493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal material
polymerizable
crystal display
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4251600A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Yamada
信明 山田
Toshiyuki Hirai
敏幸 平井
Shuichi Kanzaki
修一 神崎
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPH06102493A publication Critical patent/JPH06102493A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the peeling between substrates and a liquid crystal material by the shrinkage, thermal and dynamic impacts, etc., generated at the time of curing of a polymerizable resin material dispersed with the liquid crystal material by curing a compd. and the polymerizable resin material to the state of bonding both. CONSTITUTION:This process for production includes a stage for allowing the compd. having polymerizable functional groups in molecules on the substrates 1, a stage for injecting a material mixture 3 contg. the polymerizable resin material 4 and the liquid crystal material 5 into the spacing between a pair of the substrates 1 and a stage for curing the compd. and the resin material 4 and chemically bonding the compd. and the polymerizable compd. 2. The liquid crystal display element obtd. by the above- mentioned process for production is constituted by dispersing the liquid crystal material 5 into the curable resin in which the curable resin and the liquid crystal material 5 cause a phase sepn. to constitute a supporting medium. The display state of the device is controlled without requiring the orientation treatment of the liquid crystal material and polarizing plates. Further, the compd. and the resin material are chemically bonded so that the substrates 1 and the liquid crystal material 5 have good adhesiveness.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高分子分散型液晶表示
素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a polymer dispersion type liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電気光学効果を利用した液晶
表示素子として、ツイステッドネマティック(TN)液
晶、スーパーツイステッドネマティック(STN)液
晶、あるいは強誘電性液晶等の液晶材料を用いた液晶素
子が活発に研究されている。これらの液晶表示素子は、
偏光板を必要とし、かつ液晶材料に配向処理を要するも
のである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid crystal display element utilizing the electro-optical effect, a liquid crystal element using a liquid crystal material such as a twisted nematic (TN) liquid crystal, a super twisted nematic (STN) liquid crystal or a ferroelectric liquid crystal has been actively used. Is being researched. These liquid crystal display elements are
It requires a polarizing plate and requires an alignment treatment on the liquid crystal material.

【0003】一方、散乱を利用して、偏光板がなく、し
かも液晶材料に配向処理を必要としない液晶表示素子が
提案されている。この液晶表示素子は、支持媒体となる
高分子中に液晶材料が分散された高分子分散型液晶表示
素子であり、液晶材料の複屈折性によって、その透明ま
たは白濁状態が電気的にコントロールされる。この場
合、電圧が印加されると液晶分子の配向が一様となるの
で、液晶材料の常光屈折率と高分子の屈折率とが一致し
て透明状態を表示し、電圧が印加されない時には液晶分
子の配向が乱れて光散乱状態を作り出し、不透明な表示
となる。このような高分子分散型液晶表示素子を製造す
るのには、以下のような方法が開示されている。
On the other hand, there has been proposed a liquid crystal display element which does not have a polarizing plate and which does not require alignment treatment of a liquid crystal material by utilizing scattering. This liquid crystal display element is a polymer-dispersed liquid crystal display element in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer serving as a supporting medium, and its transparent or opaque state is electrically controlled by the birefringence of the liquid crystal material. . In this case, since the orientation of the liquid crystal molecules becomes uniform when a voltage is applied, the ordinary refractive index of the liquid crystal material and the refractive index of the polymer match to display a transparent state, and when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are The orientation is disturbed to create a light scattering state, resulting in an opaque display. The following methods have been disclosed for manufacturing such a polymer-dispersed liquid crystal display device.

【0004】まず、特開昭58−501631号公報に
は、液晶材料をポリマーカプセルに包含する方法が開示
されている。しかしこの方法は、液晶滴が独立胞である
ので液晶分子の配向に変化が生じる駆動電圧が高くなり
利用範囲が狭い。
First, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-501631 discloses a method of encapsulating a liquid crystal material in a polymer capsule. However, in this method, since the liquid crystal droplets are independent cells, the driving voltage that causes a change in the orientation of the liquid crystal molecules is high, and the application range is narrow.

【0005】特開昭61−502128号公報には、液
晶材料と重合性樹脂材料からなる混合材料を作成し、こ
の重合性樹脂材料を光または熱によって硬化して硬化性
樹脂とすると共に液晶を析出させて樹脂中に液晶滴を形
成する方法が開示されている。しかし得られる液晶表示
素子は、基板とこの液晶材料との接着性が弱く、重合性
化合物が硬化する時に収縮したり、また熱的衝撃や力学
的衝撃を受けると、基板と液晶材料との間で剥離が起こ
るという欠点がある。
In Japanese Patent Laid-Open No. 61-502128, a mixed material composed of a liquid crystal material and a polymerizable resin material is prepared, and the polymerizable resin material is cured by light or heat to form a curable resin and liquid crystal is prepared. A method of depositing to form liquid crystal droplets in a resin is disclosed. However, the obtained liquid crystal display element has a weak adhesive property between the substrate and the liquid crystal material, contracts when the polymerizable compound cures, and receives a thermal shock or mechanical shock between the substrate and the liquid crystal material. There is a drawback that peeling occurs at.

【0006】さらに、基板の表面を改質する方法とし
て、基板表面に高分子膜を塗布して配向処理を行う方法
が、電子通信学会技術研究報告EID91-48 pp11〜14に開
示されているが、この方法も液晶表示素子の基板と液晶
材料との接着力を充分に高めることができない。
Further, as a method of modifying the surface of the substrate, a method of applying a polymer film on the surface of the substrate and performing orientation treatment is disclosed in Technical Research Report EID91-48 pp11-14 of the Institute of Electronics and Communication Engineers. However, this method also cannot sufficiently increase the adhesive force between the substrate of the liquid crystal display element and the liquid crystal material.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の高
分子分散型液晶表示素子においては、基板と液晶材料と
の接着性が弱く、特に熱的衝撃を受け易いプロジェクタ
ー用ライトバルブにこの液晶表示素子を用いた場合に
は、製品の信頼性を著しく低下させてしまう。
As described above, in the conventional polymer-dispersed liquid crystal display element, the liquid crystal material is used for a projector light valve in which the adhesiveness between the substrate and the liquid crystal material is weak and which is particularly susceptible to thermal shock. When the display element is used, the reliability of the product is significantly reduced.

【0008】本発明は、上記問題点を解決しようとする
ものであり、その目的とするところは、基板と液晶材料
との接着性を向上させて、液晶材料が分散された重合性
樹脂材料が硬化する際に生じる収縮や熱的、力学的衝撃
等による基板と液晶材料との間の剥離を防止することが
できる高分子分散型液晶表示素子の製造方法を提供する
ことにある。
The present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the adhesiveness between a substrate and a liquid crystal material and to provide a polymerizable resin material in which the liquid crystal material is dispersed. It is an object of the present invention to provide a method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device capable of preventing the substrate and the liquid crystal material from being separated from each other due to shrinkage or thermal or mechanical impact that occurs during curing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の高分子分散型液
晶表示素子の製造方法は、少なくとも一方が透明である
一対の基板を対向させると共に各基板の内側面に重合性
官能基を分子中に含む化合物を存在させる工程と、該一
対の基板の間隙に重合性樹脂材料と液晶材料とを含む混
合材料を注入する工程と、該化合物および該重合性樹脂
材料を両者が結合する状態に硬化させる工程とを含み、
そのことにより上記目的が達成される。
The method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to the present invention comprises a pair of substrates, at least one of which is transparent, facing each other, and a polymerizable functional group in the inner surface of each substrate. And a step of injecting a mixed material containing a polymerizable resin material and a liquid crystal material into a gap between the pair of substrates, and curing the compound and the polymerizable resin material into a state in which they are bound to each other. Including the step of
Thereby, the above object is achieved.

【0010】好適な実施態様としては、上記化合物は重
合性化合物である。
In a preferred embodiment, the above compound is a polymerizable compound.

【0011】好適な実施態様としては、上記重合性化合
物はモノマーである。
In a preferred embodiment, the polymerizable compound is a monomer.

【0012】好適な実施態様としては、上記化合物はシ
ランカップリング剤である。
In a preferred embodiment, the compound is a silane coupling agent.

【0013】[0013]

【作用】本発明の高分子分散型液晶表示素子の製造方法
は、基板上に重合性官能基を分子中に有する化合物を存
在させる工程と、一対の基板の間隙に重合性樹脂材料と
液晶材料とを含む混合材料を注入する工程と、該化合物
および該樹脂材料を硬化させるとともに該化合物と重合
性化合物とを化学的に結合させる工程とを含む。この製
造方法によって得られる液晶表示素子は、硬化性樹脂と
液晶材料が相分離して支持媒体となる硬化性樹脂中に液
晶材料が分散された構成となり、液晶材料の配向処理や
偏光板を必要とせずに表示状態をコントロールできる。
電圧が印加される時には、液晶分子の配向が一様となり
液晶材料の常光屈折率と高分子の屈折率とが一致して透
明状態を表示し、電圧が印加されない時には液晶分子の
配向が乱れて光散乱状態を作り出し、不透明な表示とな
る。さらに、該化合物と樹脂材料とは化学的に結合し
て、基板と液晶材料とは良好な接着性を有するようにな
る。
The method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to the present invention comprises a step of allowing a compound having a polymerizable functional group in its molecule to exist on a substrate, and a polymerizable resin material and a liquid crystal material in a gap between a pair of substrates. And a step of curing the compound and the resin material and chemically bonding the compound and the polymerizable compound. The liquid crystal display device obtained by this manufacturing method has a configuration in which the liquid crystal material is dispersed in the curable resin that serves as a support medium by phase separation of the curable resin and the liquid crystal material, and requires alignment treatment of the liquid crystal material and a polarizing plate. You can control the display state without doing.
When a voltage is applied, the orientation of the liquid crystal molecules becomes uniform and the ordinary refractive index of the liquid crystal material and the refractive index of the polymer match to display a transparent state.When no voltage is applied, the orientation of the liquid crystal molecules is disturbed. Creates a light-scattering state, resulting in an opaque display. Further, the compound and the resin material are chemically bonded to each other, so that the substrate and the liquid crystal material have good adhesiveness.

【0014】[0014]

【実施例】まず、本発明の基本的な内容について説明す
る。
First, the basic contents of the present invention will be described.

【0015】本発明の高分子分散型液晶表示素子の製造
方法は、基板上に重合性官能基を分子中に含む化合物を
存在させる工程と、重合性樹脂材料と液晶材料とを含む
混合材料を一対の基板の間隙に注入する工程と、上記化
合物および樹脂材料を両者が結合する状態に硬化させる
工程とを含む。
The method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device of the present invention comprises a step of allowing a compound containing a polymerizable functional group in its molecule to exist on a substrate, and a mixed material containing a polymerizable resin material and a liquid crystal material. The method includes the steps of injecting into the gap between the pair of substrates and curing the compound and the resin material into a state in which they are bound to each other.

【0016】基板上に重合性官能基を分子中に含む化合
物を存在させる工程としては、(a)重合性官能基を分子
中に有するモノマー、オリゴマーおよびポリマー等の重
合性化合物を一対の基板の対向する2つの面に塗布する
方法、および(b)重合性官能基を分子中に有するシラン
カップリング剤によって一対の基板の対向する2つの面
を処理する方法が挙げられる。
The step of allowing a compound having a polymerizable functional group in the molecule to exist on the substrate includes (a) a polymerizable compound such as a monomer, an oligomer or a polymer having a polymerizable functional group in the molecule of a pair of substrates. Examples thereof include a method of coating on two opposing surfaces, and a method of treating (b) two opposing surfaces of a pair of substrates with a silane coupling agent having a polymerizable functional group in the molecule.

【0017】上記(a)の方法において、上記重合性化合
物としては例えば光硬化性および熱硬化性の化合物が挙
げられる。また、後の工程で使用する重合性樹脂材料と
同種重合性を有する化合物を使用することができる。
In the method (a), examples of the polymerizable compound include photocurable and thermosetting compounds. Further, a compound having the same type of polymerizability as the polymerizable resin material used in the subsequent step can be used.

【0018】光硬化性化合物としては、炭素原子数が3
以上の長鎖アルキル基またはアリール基を有するモノマ
ーや、硬化工程前の液晶材料と溶解しにくい分子量の大
きいオリゴマーおよびポリマーが挙げられる。上記モノ
マーとしては、例えば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、2-エチルヘキシルア
クリレート、n-ステアリルメタクリレート、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-フェ
ノキシエチルメタクリレート等のアクリル酸エステル、
アクリレートおよびメタクリレートや、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、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
の多官能性化合物、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル
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-テトラフルオロプロピルメタクリ
レート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレー
ト、パーフルオ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、パーフルオロオ
クチルエチルアクリレート、パークロロオクチルエチル
アクリレート等のハロゲン化、特に塩素化およびフッ素
化したモノマーを挙げることができる。また、オリゴマ
ーおよびポリマーとしてはウレタンアクリレート、ポリ
エチレングリコールのアクリレート誘導体およびメタク
リレート誘導体が挙げられる。これらの化合物は単独で
使用してもよいし、また2種以上混合して用いてもよ
い。さらに必要に応じてモノマーとオリゴマーおよびポ
リマーとを混合して使用してもよい。
The photocurable compound has 3 carbon atoms.
Examples thereof include monomers having the above long-chain alkyl groups or aryl groups, and oligomers and polymers having a large molecular weight that are difficult to dissolve in the liquid crystal material before the curing step. Examples of the monomer include isobutyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, isoamyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, tridecyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl. Acrylic esters such as methacrylate and 2-phenoxyethyl methacrylate,
Acrylate and methacrylate, bisphenol A dimethacrylate, bisphenol A diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol methacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, etc. Polyfunctional compounds of 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, 2,2,3,4,4,4-hexachlorobutyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl Halogenation of methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, perfluorooctylethyl methacrylate, perchlorooctylethyl methacrylate, perfluorooctylethyl acrylate, perchlorooctylethyl acrylate, etc., especially salts It may be mentioned and fluorinated monomers. Further, examples of the oligomer and polymer include urethane acrylate and acrylate and methacrylate derivatives of polyethylene glycol. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Further, a monomer, an oligomer and a polymer may be mixed and used, if necessary.

【0019】熱硬化性化合物としては例えば、ビスフェ
ノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールAジグリシ
ジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテ
ル、ヘキサヒドロビスフェノールAジグリシジルエーテ
ル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオ
ペンチルグリコールジグリシジルエーテル、フタル酸ジ
グリシジルエステル、トリグリシジルイソシアネート、
テトタグリシジルメタキシレンジアミン等であり、これ
らモノマーは、単独で使用しても良いが2種以上混合し
ても良い。また、これらのモノマーには、必要に応じて
塩素化およびフッ素化されたポリマーやオリゴマーを混
合して使用しても良い。
Examples of thermosetting compounds include bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, hexahydrobisphenol A diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, Phthalic acid diglycidyl ester, triglycidyl isocyanate,
Tetotaglycidyl metaxylenediamine and the like. These monomers may be used alone or in combination of two or more kinds. In addition, chlorinated and fluorinated polymers or oligomers may be mixed with these monomers, if necessary.

【0020】上記(a)の方法において、重合性化合物を
基板上に塗布する方法としては、スピンコート法、バー
コート法、スクリーン印刷法等が挙げられる。上記重合
性化合物を溶解する溶剤としては、例えばγ−ブチロラ
クトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ア
ルコール類(n-ブタノール、エタノール)、n-ヘキサン
等の一般的な有機溶剤を挙げることができる。上記溶剤
の使用量は、上記重合性化合物に対し重量比で2倍以上
とするのが好ましい。基板上に形成する塗布膜の厚さ
は、塗布条件や上記重合性化合物を溶解する溶剤の濃度
によって調節すればよいが、100オングストローム〜
2μmの範囲とするのが好ましい。上記膜厚が100オ
ングストローム未満の場合には基板上に塗布液を均一に
塗布するのが難しく、また上記膜厚が2μmを超える場
合には、一対の基板上に形成した塗布膜が互いに接触し
て基板の間隙が重合性化合物で埋まってしまう部分がで
き、好ましくない。塗布膜形成後、上記重合性化合物を
部分的に硬化させることにより、さらに塗布膜の硬度が
向上する。
In the above method (a), examples of the method for applying the polymerizable compound onto the substrate include a spin coating method, a bar coating method and a screen printing method. Examples of the solvent that dissolves the polymerizable compound include general organic solvents such as γ-butyrolactone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, alcohols (n-butanol, ethanol), and n-hexane. The amount of the solvent used is preferably twice or more the weight ratio of the polymerizable compound. The thickness of the coating film formed on the substrate may be adjusted depending on the coating conditions and the concentration of the solvent that dissolves the polymerizable compound.
The range is preferably 2 μm. When the film thickness is less than 100 Å, it is difficult to uniformly apply the coating solution on the substrates, and when the film thickness exceeds 2 μm, the coating films formed on the pair of substrates contact each other. As a result, a part of the gap between the substrates is filled with the polymerizable compound, which is not preferable. After forming the coating film, the hardness of the coating film is further improved by partially curing the polymerizable compound.

【0021】上記(b)の方法では、基板とシランカップ
リング剤が重合性官能基を介して化学的に結合し、この
処理を行った後のシランカップリング剤はさらに液晶材
料が分散された重合性樹脂材料と化学的に結合するの
で、基板と液晶材料との剥離をより一層効果的に防止す
ることができる。この場合、重合性官能基としては、不
飽和結合を有するアクリロキシ基、メタクリロキシ基お
よびビニル基やエポキシ基等が挙げられる。このような
重合性官能基を分子中に有するシランカップリング剤と
しては、例えばビニルトリクロロシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)-エチルトリメ
トキシシラン、ビニル-トリス-(β-メトキシエトキ
シ)シラン等が使用できる基板上に形成する上記シラン
カップリング剤の膜厚は1μm以下とするのが好まし
い。(b)の方法によって基板を処理した後、さらに(a)の
方法を用いてもよい。
In the above method (b), the substrate and the silane coupling agent are chemically bonded via the polymerizable functional group, and the liquid crystal material is further dispersed in the silane coupling agent after this treatment. Since it is chemically bonded to the polymerizable resin material, peeling between the substrate and the liquid crystal material can be prevented more effectively. In this case, examples of the polymerizable functional group include an acryloxy group having an unsaturated bond, a methacryloxy group, a vinyl group and an epoxy group. Examples of the silane coupling agent having such a polymerizable functional group in the molecule include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, vinyl-tris- (β-methoxyethoxy) silane, etc. can be used. The silane coupling agent formed on a substrate preferably has a thickness of 1 μm or less. . After treating the substrate by the method (b), the method (a) may be further used.

【0022】重合性樹脂材料と液晶材料とからなる混合
材料を一対の基板の間隙に注入するには、重合性樹脂材
料と液晶材料と重合開始剤とを均一に混合してからこの
混合材料を基板の間隙に注入すればよい。また、上記混
合材料としては、重合性樹脂材料のみを硬化させて硬化
性樹脂とし、液晶材料と硬化性樹脂とを相分離させ得る
ような材料であることが好ましい。上記重合性樹脂材料
と液晶材料とは50/50〜5/95の混合比で混合さ
れる。
In order to inject the mixed material composed of the polymerizable resin material and the liquid crystal material into the gap between the pair of substrates, the polymerizable resin material, the liquid crystal material and the polymerization initiator are uniformly mixed and then this mixed material is added. It may be injected into the gap between the substrates. Further, it is preferable that the above-mentioned mixed material is a material that can cure only a polymerizable resin material into a curable resin and can cause phase separation of a liquid crystal material and a curable resin. The polymerizable resin material and the liquid crystal material are mixed at a mixing ratio of 50/50 to 5/95.

【0023】上記重合性樹脂材料は、硬化性樹脂に変換
して最終的に液晶滴を支えるポリマーマトリクスを形成
する物質である。特に、TFT駆動を行う場合に液晶材
料としての電気絶縁性が要求されるので、未硬化状態に
おいて重合性樹脂材料の比抵抗は1×1012オーム・c
m以上必要である。上記重合性樹脂材料としては、上述
した重合性化合物と同様の化合物を挙げることができ
る。
The above-mentioned polymerizable resin material is a substance that is converted into a curable resin and finally forms a polymer matrix that supports liquid crystal droplets. In particular, when the TFT is driven, the liquid crystal material is required to have electrical insulation, so that the specific resistance of the polymerizable resin material in the uncured state is 1 × 10 12 ohm · c.
m or more is required. Examples of the polymerizable resin material include the same compounds as the above-mentioned polymerizable compounds.

【0024】上記液晶材料としては、用途によって異な
るが、常温付近で液晶状態を示す有機混合体が好まし
く、例えばネマッチック液晶(2周波駆動用液晶、△ε
<0の液晶を含む)、コレステリック液晶(特に、可視
光に選択反射特性を有する液晶)、スメクチック液晶
(強誘電性液晶)、デスコチック液晶等が使用できる。
これらの液晶材料は、2種以上混合して使用してもよ
く、特にネマチック液晶もしくはコレステリック液晶が
添加されたネマチック液晶がその特性上、好ましい。ま
た、後の工程で行う光または熱等による重合反応等の化
学反応に対する耐性に優れた液晶材料が特に好ましく、
例えば液晶中にフッ素および塩素等の官能基を有する液
晶材料が使用できる。具体的な液晶材料としては、ZLI-
4801-000、ZLI-4801-001、ZLI-4792等が挙げられる。
The liquid crystal material is preferably an organic mixture that exhibits a liquid crystal state at around room temperature, although it depends on the application. For example, a nematic liquid crystal (two-frequency driving liquid crystal, Δε).
A liquid crystal of <0), a cholesteric liquid crystal (particularly, a liquid crystal having a selective reflection property for visible light), a smectic liquid crystal (ferroelectric liquid crystal), a discotic liquid crystal, or the like can be used.
These liquid crystal materials may be used as a mixture of two or more kinds, and in particular, nematic liquid crystal or nematic liquid crystal to which cholesteric liquid crystal is added is preferable in view of its characteristics. Further, a liquid crystal material excellent in resistance to a chemical reaction such as a polymerization reaction due to light or heat performed in a later step is particularly preferable,
For example, a liquid crystal material having functional groups such as fluorine and chlorine in the liquid crystal can be used. As a concrete liquid crystal material, ZLI-
4801-000, ZLI-4801-001, ZLI-4792 and the like.

【0025】上記重合開始剤は、光硬化性触媒、熱硬化
性触媒等の重合開始剤である。光硬化性触媒としては例
えば、Irugacure184、651、907およびDarocure1173、11
16、2959等が使用でき、熱硬化性触媒としてはBPO、t-
ブチルパーオキサイド等のパーオキサイド化合物、AIBN
等のラジカル発生剤、エチルアミン、n-ブチルアミン、
ベンジルアミン、ジエチレントリアミン、テトラメチレ
ンペンタミン、メンセンジアミン、ジアミノジフェニル
メタン等のアミン化合物が使用できる。また、上記重合
開始剤の添加量は全混合材料に対し0.1〜20重量%
が好ましい。
The above-mentioned polymerization initiator is a polymerization initiator such as a photocurable catalyst or a thermosetting catalyst. Examples of photocurable catalysts include Irugacure 184, 651, 907 and Darocure 1173, 11
16, 2959, etc. can be used, and as the thermosetting catalyst, BPO, t-
Peroxide compounds such as butyl peroxide, AIBN
Radical generators such as ethylamine, n-butylamine,
Amine compounds such as benzylamine, diethylenetriamine, tetramethylenepentamine, mensendiamine and diaminodiphenylmethane can be used. Further, the addition amount of the above-mentioned polymerization initiator is 0.1 to 20% by weight with respect to the total mixed material.
Is preferred.

【0026】上記重合性官能基を分子中に含む化合物お
よび上記重合性樹脂材料を両者が結合する状態に硬化さ
せるには、上記化合物および上記樹脂材料の重合反応を
行うことによる。この場合、重合反応は光硬化反応(紫
外線を照射)または熱硬化反応(熱を与える)によるの
が好ましい。この工程によって上記樹脂材料は液晶材料
におけるポリマーマトリクスを形成し、また基板と液晶
材料とが良好な接着性を有するようになる。
In order to cure the compound containing the polymerizable functional group in the molecule and the polymerizable resin material in a state in which they are bound to each other, a polymerization reaction of the compound and the resin material is performed. In this case, the polymerization reaction is preferably a photo-curing reaction (irradiation with ultraviolet rays) or a heat-curing reaction (providing heat). Through this step, the resin material forms a polymer matrix in the liquid crystal material, and the substrate and the liquid crystal material have good adhesiveness.

【0027】次に、本発明を実施例に基づいて説明す
る。
Next, the present invention will be described based on examples.

【0028】(実施例1)図1は、本実施例の高分子分
散型液晶表示素子を示す断面図である。以下に説明する
方法によって液晶表示素子を製造した。
Example 1 FIG. 1 is a sectional view showing a polymer dispersed liquid crystal display device of this example. A liquid crystal display device was manufactured by the method described below.

【0029】まず、基板1であるPETフィルム(厚さ
100μm、東レ製)2枚の片面に、ITO(酸化イン
ジウムおよび酸化スズの混合物)からなる透明導電膜を
500オングストロームの厚さに形成し、その上にスピ
ンコート法によって、重合性化合物2としてγ−ブチロ
ラクトンに溶解したウレタンアクリレートELE530
0(日本化薬(株)製)を800オングストロームの厚
さとなるように塗布し、塗布膜を形成した。これら2枚
の基板1を120℃の温度で加熱し、γ−ブチロラクト
ンを蒸発させた。
First, a transparent conductive film made of ITO (a mixture of indium oxide and tin oxide) was formed on one surface of two PET films (thickness 100 μm, manufactured by Toray) as the substrate 1 to a thickness of 500 Å, A urethane acrylate ELE530 dissolved in γ-butyrolactone as the polymerizable compound 2 was spin-coated thereon.
0 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was applied to a thickness of 800 Å to form a coating film. These two substrates 1 were heated at a temperature of 120 ° C. to evaporate γ-butyrolactone.

【0030】次に、上記塗布膜が形成された面を対向さ
せて2枚の基板1を位置させ、間に12μmのスペーサ
ー(製品名ミクロパール、積水化学製)を介して液晶セ
ルを形成した。続いて、重合性樹脂材料4としてトリメ
チロールプロパントリメタクリレート0.1gおよび2-
エチルヘキシルアクリレート0.9gと、液晶材料5と
してZLI−4792(メルク製)4gと、光硬化性触
媒Irgacure 184(チバガイギー製)0.03gとを均一
に混合して混合材料3を作製し、この混合材料3を上記
液晶セル中に注入した。これを高圧水銀ランプ(20m
W/cm2、365nm)の下で2分間、紫外線を照射
して上記重合性化合物2および重合性樹脂材料4の光硬
化反応を行い、光硬化性樹脂に変換した。この時、上記
重合性化合物2と上記樹脂材料4とは化学的に結合して
基板1と液晶材料5とが接着される。その後、所定の工
程を経て本実施例の液晶表示素子を得た。
Next, two substrates 1 were positioned so that the surfaces on which the coating films were formed faced each other, and a liquid crystal cell was formed with a 12 μm spacer (product name Micropearl, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) interposed therebetween. . Then, as the polymerizable resin material 4, 0.1 g of trimethylolpropane trimethacrylate and 2-
0.9 g of ethylhexyl acrylate, 4 g of ZLI-4792 (manufactured by Merck) as a liquid crystal material 5, and 0.03 g of a photocurable catalyst Irgacure 184 (manufactured by Ciba Geigy) are uniformly mixed to prepare a mixed material 3, and this mixture is prepared. Material 3 was injected into the liquid crystal cell. This is a high pressure mercury lamp (20m
Under the condition of W / cm 2 , 365 nm), the polymerizable compound 2 and the polymerizable resin material 4 were subjected to photocuring reaction by irradiation with ultraviolet rays for 2 minutes to be converted into a photocurable resin. At this time, the polymerizable compound 2 and the resin material 4 are chemically bonded to each other so that the substrate 1 and the liquid crystal material 5 are bonded to each other. Then, the liquid crystal display element of this example was obtained through a predetermined process.

【0031】得られた液晶表示素子の基板1と液晶材料
5との接着性を調べるため、以下の方法によって評価を
行った。すなわち、作成した液晶セル20×40mm角
の一辺を固定し、他方の辺を上下3回/分の速度で1時
間、左右にそれぞれ45゜屈曲させて基板と液晶材料と
の間の剥離の状態を調べた。また、電圧を印加した時の
液晶材料5における光の透過率が、その最大変化量に対
して90%の変化量を示した時の電圧値V90を測定する
ことにより、液晶材料の電気光学特性を評価した。結果
を表1に示す。それによると、本実施例の液晶表示素子
は、繰り返し屈曲に対し基板1と液晶材料5との間の剥
離が起こらず、これら2つが良好な接着性を有している
ことがわかる。また、電気光学特性にも影響がないこと
がわかった。
In order to examine the adhesiveness between the substrate 1 and the liquid crystal material 5 of the obtained liquid crystal display element, evaluation was carried out by the following method. That is, one side of the prepared liquid crystal cell 20 × 40 mm square was fixed, and the other side was bent vertically at a rate of 3 times / minute for 1 hour, and was bent 45 ° to the left and right respectively, so that the substrate and the liquid crystal material were separated from each other. I checked. Further, by measuring the voltage value V 90 when the light transmittance of the liquid crystal material 5 when a voltage is applied shows a change amount of 90% with respect to the maximum change amount, the electro-optical property of the liquid crystal material is measured. The characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1. According to this, it is understood that in the liquid crystal display element of the present embodiment, peeling between the substrate 1 and the liquid crystal material 5 does not occur due to repeated bending, and these two have good adhesiveness. It was also found that the electro-optical characteristics were not affected.

【0032】(比較例1)基板にウレタンアクリレート
を塗布しない他は、実施例1と同様にして液晶表示素子
を作成し、実施例1と同様にして評価を行った。結果を
表1に示す。この液晶表示素子は、繰り返し屈曲によっ
て、基板と液晶材料との間で剥離が起こった。
(Comparative Example 1) A liquid crystal display device was prepared in the same manner as in Example 1 except that the substrate was not coated with urethane acrylate, and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. This liquid crystal display element was repeatedly bent, and peeling occurred between the substrate and the liquid crystal material.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】表1中、○、×は以下のことを意味する ○ : 変化なし × : 剥離を起こす。In Table 1, ○ and × mean the following: ○: No change ×: Peeling occurs.

【0035】(実施例2)本実施例も実施例1と同様、
図1を参照しながら説明する。
(Embodiment 2) This embodiment is the same as Embodiment 1.
Description will be made with reference to FIG.

【0036】実施例1の基板1と同様の基板を用い、実
施例1と同様にして重合性化合物からなる塗布膜を形成
した。次に、実施例1と同様にして液晶セルを形成し、
そして重合性樹脂材料としてトリメチロールプロパント
リメタクリレート0.2gおよび2-エチルヘキシルアク
リレート0.48gと、液晶材料としてFA−108
(共栄社油脂製)0.32gおよびZLI−4792
(メルク製)4gと、光硬化性触媒Irgacure 184(チバ
ガイギー製)0.03gとを均一に混合して混合材料を
作製し、この混合材料を上記液晶セル中に注入した。こ
れを高圧水銀ランプ(20mW/cm2、365nm)
の下で2分間、紫外線を照射して上記重合性化合物およ
び樹脂材料の光硬化反応を行い、光硬化性樹脂とした。
この時、重合性化合物と樹脂材料とは化学的に結合して
基板と液晶材料とが接着した。その後所定の工程を経て
本実施例の液晶表示素子を得た。この液晶表示素子は、
繰り返し屈曲によっても基板と液晶材料との間に剥離が
生じなかった。
A substrate similar to the substrate 1 of Example 1 was used and a coating film made of a polymerizable compound was formed in the same manner as in Example 1. Next, a liquid crystal cell was formed in the same manner as in Example 1,
And 0.2 g of trimethylolpropane trimethacrylate and 0.48 g of 2-ethylhexyl acrylate as a polymerizable resin material, and FA-108 as a liquid crystal material.
(Kyoeisha Yushi) 0.32 g and ZLI-4792
4 g (manufactured by Merck) and 0.03 g of the photocurable catalyst Irgacure 184 (manufactured by Ciba Geigy) were uniformly mixed to prepare a mixed material, and this mixed material was injected into the liquid crystal cell. This is a high pressure mercury lamp (20 mW / cm 2 , 365 nm)
The resulting polymerizable compound and the resin material were subjected to photocuring reaction by irradiating with ultraviolet rays for 2 minutes under a light to obtain a photocurable resin.
At this time, the polymerizable compound and the resin material were chemically bonded and the substrate and the liquid crystal material were bonded. Then, the liquid crystal display element of this example was obtained through a predetermined process. This liquid crystal display element
No peeling occurred between the substrate and the liquid crystal material even after repeated bending.

【0037】(比較例2)基板にウレタンアクリレート
を塗布しない他は、実施例2と同様にして液晶表示素子
を作成した。得られた液晶表示素子は、繰り返し屈曲に
よって基板と液晶材料との間に樹木の枝状の剥離が多数
見られ、表示素子として使用に耐えない状態であった。
(Comparative Example 2) A liquid crystal display device was prepared in the same manner as in Example 2 except that urethane acrylate was not applied to the substrate. The obtained liquid crystal display element was in a state in which it could not be used as a display element because a large number of tree-like delaminations were observed between the substrate and the liquid crystal material due to repeated bending.

【0038】(実施例3)実施例1の基板をITO(厚
さ500オングストローム)からなる透明導電膜によっ
て表面処理が施されたフリントガラス(日本板ガラス、
厚さ1.1mm)に代え、スピンコート法によってγ-
メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの1%エタ
ノール溶液を塗布し、120℃で1時間乾燥した。その
後、実施例2と同様の工程を行い本実施例の液晶表示素
子を得た。この液晶表示素子は、基板と液晶材料との間
に剥離は見られなかった。
Example 3 The substrate of Example 1 was flint glass (Nippon Sheet Glass, whose surface was treated with a transparent conductive film made of ITO (thickness: 500 Å).
Thickness of 1.1 mm), and γ-
A 1% ethanol solution of methacryloxypropyltrimethoxysilane was applied and dried at 120 ° C. for 1 hour. After that, the same steps as in Example 2 were performed to obtain a liquid crystal display element of this example. In this liquid crystal display element, no peeling was observed between the substrate and the liquid crystal material.

【0039】なお、本発明の製造方法で得られる高分子
分散型液晶表示素子は、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や、シャッター効果を利
用した表示板、窓、扉、壁等に利用することができる。
The polymer-dispersed liquid crystal display device obtained by the manufacturing method of the present invention is used for a flat panel display device such as a projection television and a personal computer, a display plate utilizing a shutter effect, a window, a door, a wall and the like. be able to.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の高分子分散型液晶表示素子の製
造方法によれば、液晶材料が分散された重合性樹脂材料
が硬化する際に生じる収縮や熱的、力学的衝撃等によっ
ても基板と液晶材料との間に剥離は起こらず、基板と液
晶材料との接着性が良好な液晶表示素子を得ることがで
き、さらには表示素子としての信頼性を飛躍的に向上さ
せることができる。
According to the method for producing a polymer dispersion type liquid crystal display element of the present invention, the substrate is also protected from shrinkage, thermal or mechanical impact that occurs when the polymerizable resin material in which the liquid crystal material is dispersed is cured. There is no peeling between the liquid crystal material and the liquid crystal material, and a liquid crystal display element having good adhesion between the substrate and the liquid crystal material can be obtained, and further, the reliability as a display element can be dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る高分子分散型液晶表示
素子の製造方法を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a polymer-dispersed liquid crystal display element according to Embodiment 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 重合性化合物 3 混合材料 4 重合性樹脂材料 5 液晶材料 1 substrate 2 polymerizable compound 3 mixed material 4 polymerizable resin material 5 liquid crystal material

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも一方が透明である一対の基板
を対向させると共に各基板の内側面に重合性官能基を分
子中に含む化合物を存在させる工程と、 該一対の基板の間隙に重合性樹脂材料と液晶材料とを含
む混合材料を注入する工程と、 該化合物および該重合性樹脂材料を両者が結合する状態
に硬化させる工程とを含む高分子分散型液晶表示素子の
製造方法。
1. A step of facing a pair of substrates, at least one of which is transparent, and allowing a compound containing a polymerizable functional group in the molecule to exist on the inner surface of each substrate, and a polymerizable resin in the gap between the pair of substrates. A method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device, which comprises a step of injecting a mixed material containing a material and a liquid crystal material, and a step of curing the compound and the polymerizable resin material to a state in which they are bound to each other.
【請求項2】 前記化合物が重合性化合物である請求項
1に記載の高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
2. The method for producing a polymer dispersed liquid crystal display device according to claim 1, wherein the compound is a polymerizable compound.
【請求項3】 前記重合性化合物がモノマーである請求
項2に記載の高分子分散型液晶表示素子の製造方法。
3. The method for producing a polymer-dispersed liquid crystal display device according to claim 2, wherein the polymerizable compound is a monomer.
【請求項4】 前記化合物がシランカップリング剤であ
る請求項1に記載の高分子分散型液晶表示素子の製造方
法。
4. The method for producing a polymer dispersed liquid crystal display device according to claim 1, wherein the compound is a silane coupling agent.
【請求項5】 前記基板の内側面に前記化合物を存在さ
せる前に、前記基板をあらかじめシランカップリング剤
で処理しておく請求項1または2に記載の高分子分散型
液晶表示素子の製造方法。
5. The method for producing a polymer dispersed liquid crystal display device according to claim 1, wherein the substrate is previously treated with a silane coupling agent before the compound is present on the inner surface of the substrate. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06175112A (en) * 1992-12-01 1994-06-24 Fuji Xerox Co Ltd Electrooptical element and its production
US8570461B2 (en) 2009-12-08 2013-10-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Polymer-dispersed liquid crystal display device and method of manufacturing the same
WO2020022315A1 (en) * 2018-07-25 2020-01-30 Dic株式会社 Light scattering type liquid crystal device

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