JPH06502025A - 液晶フィルム作製用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液晶用媒体としてのポリメチルメタクリレートンロンプ技術分野 本発明は液晶デバイスの製造または二次加工、特にポリマー分散液晶（ｒｐｏＬ ｃ、　）媒体に関する。

液晶は、印加された電場の作用によりその屈折率を変える物質である。ＰＤＬＣ は液晶組成物が分散されたポリマーの固体組成物である。

小滴を形成する傾向がある。本発明者らの研究によるＰＤＬＣは相対的に不透過 性のカプセル中に含まれる液晶分散体と区別される。

発明の背景 １９８４年３月１９日付で出願された特許出願書に基づく４つの関連特媒に溶解 され、液晶が系内に分散されている。溶媒が除去されて得られる凝固物は、その 内で分布された液晶の小滴を含むことが見い出されている。硬化法では、液晶が 七ツマー媒体中に分散され、次いでモノマーが重合条件にさらされている。重合 条件に関して不活性でポリマーに不溶性の液晶は、硬化マトリックス全体に分散 された小領域中に分離してくる。硬化法または溶媒法のいずれかによる小滴の分 散は、相分離として知られている。

典型的な液晶組成分としては、シアノビフェニル類、例えば、４−シアノ−４′ −ブチルビフェニル、４−シアノ−４′−へキシルビフェニル、４−シアノ−４ ′−へブチルビフェニル、４−シアノ−４′−オクチルビフェニル、４−シアノ −４′−ペントキシビフェニル、４’　−ｎ−ペンチル−ｎ−シアノ−ビフェニ ルおよび４−シアノ−４′−オクトキンビフェニルが挙げられる。−ｅｓｔの米 国特許第４．６８５，７７１号および同４，６７３．２５５号明細書を参照のこ と。

十分に重合されたポリメチルメタクリレート（ｒＰＭＭＡ、　）は、Ｗｕらの米 国特許第４．６７Ｌ６１８号明細書の実施例（Ｅｘａｍｐｌｅ）　ＩＩ、νおよ びＶＩの溶液で使用されている。Ｐ？１ＭＡと液晶と溶媒（例えば、アセトンま たはトリクロロメタン）が共に混合されて溶液を形成し、次いで溶媒が除去され て液晶が内部に分散された固体ＰＭＭＡポリマーが生成されている。

Ｍｕｒａｙａｍａらは、米国特許第４，４２８，８７３号明細書で、電気光学効 果を示す他の物質、例えばｐ−二トロアニリン、０〜ニトロアニリン、２−ニト ロ−４−メトキシアニリン、Ｐ−ニトロ−〇−クロロアニリン、５−ニトロ−〇 −トルイジン、２−ニトロ−ジフェニルアミン、１．２−ジアミノ−４−二トロ ベンゼンおよびｐ−ニトロフェノールの分散用に熔解された十分に重合されたＰ Ｍ？ＩＡの使用を公表する。

Ｌｅｓｌｉｅらは、米国特許第４，８６９，８４７号で各種アクリルモノマーを 始めとする多様なモノマー性媒体を重合に使用して非常に小さな液晶領域を創製 する。二官能性アクリルオリゴマーは、Ｇｕｎｊ　ｉｍａ　らにより米国特許第 ４，８１８，０７０号および同４　、８３４　、５０９号で使用されている。ポ リウレタンプレポリマーのように記載された一定の材料がＨｅｎ　ｔｏｎろによ り米国特許第３．８７２．０５０号で使用されている。

当業者は、各種の実用上の液晶の使用において、Ｊ、Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｄｏａｎ ｅによる”Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａ ｌｓ：　Ｂｏｏｊｕ＊ｓ　ａｔ　ｌ＋１ｏｒｋ”。

ＭＲ５ＢＵＬＬＥＴＩＮ、　１９９１年１月、２２〜２８ページ、第ＸＶＩ巻、 第１号（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　５ｏｃｉｅｔｙ）　、および Ｊ、　Ｗｉｌｌｉａｓ　Ｄｏａｎｅによる’Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｄｉｓｐｅｒｓｅ ｄ　Ｌｔｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ″、Ｃｈａｐｔｅｒ　１４ ．　ＬＱ［ＩＩＤＣＲＹＳＴＡＬＳ：　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ　ＡＮＤ　Ｕ ＳＥＳ、Ｂ、Ｂａｈａｄｕｒ　＊　（ＷｏｒｌｄＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｐｕｂ ｌｔｓｈｉｎｇ　Ｃｏ、１９９０）に興味を示すかも知れない。

発明の要約 液晶の関連技術および商業上の成功にかかわらず、いまだ液晶を有用なデバイス に加工することは困難である。ＰＭＭＡはその優れた透明性により液晶デバイス 用の望ましいマトリックス材料であるが、広範には使用されていない。除去され るアセトンのような溶媒を溶液の形成に使用する場合、溶媒除去工程の制御が困 難である。また、液晶のすべてを所望の分離した領域中への分離の完全を期すこ とも困難である（いずれか有意量の液晶がマトリックス中に非常に希薄状態で分 布される場合には、この方法は有効でない）。殆どの液晶デバイスの適正な作用 にとってミセルサイズと形状は重要である。

本発明者らは、電場応答性液晶材料およびデバイスの製造方法であって、液晶キ ャリヤーとしてのＰ■Ａシロップを使用することにより、溶媒をベースとする系 に通常随伴する問題点を解消する方法を発見した。　ＰＭＭＡシロンブとは、本 発明者らはメチルメタクリレートモノマー中のＰＨＭＡ？Ｗ液を意味する。ＰＭ ＭＡはシロップ組成物中、約１〜２５％の量で存在しなければならない。他の七 ツマー類が存在してもよいが、シロップの少なくとも約５０％はメチルメタクリ レートモノマーであらねばならない。配合物は有効な重合開始剤、好ましくはア ミンを含む過安息香酸のようなレドックス系または過安息香酸それ自体のような 非レドツクス系を含むことも望ましい。

発明の詳細な記述 本発明は、好ましくは、約２〜約３．５ポアズの粘度を示すＰＭｌ′ｌＡｉ液を 含んでなるＰＭＭＡシロップの使用を必要とする。ポリマーの分子量が約４００ ，０００〜約８００，０００である場合には、固体が約１０％（約８〜約１２％ ）である必要があり、より低い分子ｆ（すなわち、約１７０、０００〜約２００ ．０００）のものを使用する場合には、より高濃度の固体（２０〜２２％）のも のを使用してもよい。一般的に、本発明者らは、低分子量のものについては約２ ５重量％から高分子量のものについては約８重量％まで変化する濃度で約１５０ ，０００−１，０００，０００の分子量を示すＰ間へを使用し、１５０，０００ と１．０００，０００との闇の分子量について望ましい濃度は分子量が１００， ０００増大するごとに２％をわずかに下層る増分で約２５％から低減する必要が あるが、当業者は所望のまたは必要な取扱いの都合に応じて相当な濃度変化（す なわち、各レベルで約５０％以下〕が可能であることを認識するであろう。

本発明者らは、シロップを市販のまたは他の液晶（例えば、発明の背景の欄に記 載した特許明細書に公表されたもののいずれか）と混合する。なお、前記特許明 細書の記載事項は引用することにより本明細書の内容となる。液晶の量は、思い 付く各種ファクター、例えば作製するフィルムまたはシートの厚さや重合系によ って選ばねばならない。重合系は形成される液晶の小滴のサイズを制御できる。

液晶は多くて７０重量％程度まで組み入れることができるが、一般的には約２５ 〜５５％である。混合物の残余は、アクリル系モノマー、好ましくはメチルメタ クリレートであり、マトリックス溶液のモノマー含有量の少なくとも５０％がメ チルメタクリレートである。約１５％以下の架橋性（好ましくは不飽和ジエチレ ン系）モノマー、例えばエチレングリコールジメチルメタクリレート、アリルメ タクリレ−ぶことかできるが、この系は重合処理中に生じる液晶ミセル乃＼！導 電性を持たねばならないことに注意を要する。本発明者らは、次式（上式中、Ｒ およびＲ′は独立してＨおよびＣＨ３から選ばれ、そしポリメチルメタクリレー トである（すなわち、モノマーに溶解したポリマーの七ツマー少なくとも９０％ がメチルメタクリレートであり、残余がメチルメタクリレートと共重合性のモノ マーである。）本発明者らは、式ＣＩ’ｌ　ｚ　＝　ＣＹ　−Ｃ００Ｘ　（式中 、Ｘは炭素原子２〜４個のアルキル基であり、そしてＹはＨまたはＣＨ，である ）のモノマーの使用を選ぶ。従って、本発明の調製物は、 ａ、少なくとも約５０％のメチルメタクリレートを含み、残余が、好ましくは、 次式 てＲ′は炭素原子１〜約６個のアルキル基である）で示される共重子２〜４個の アルキル基であり、そしてＹはＨまたはＣＨ３である）のモノマーより選ばれる 七ツマ−から重合されたもの、Ｃ，アクリル系の有効な重合開始剤、ならびにｄ 、液晶、 を含んでなることがわかるであろう。

重合モノマーの約６％を超えることはめったにないので、その存在の影響を考慮 することなく、組成物は共重合性七ツマ−（少なくとも５０％のメチルメタクリ レートを含む）に溶解されれたポリメチルメタクリレート（上述のように他の七 ツマ−を約１０％以下含んでもよい）約１重量％〜約２５重量％を含んでなるポ リメチルメタクリレートシロップ中に、液晶対シロップの重量比が約１：３〜約 １．３＝１で分散された液晶を含むことが理解されるであろう。

下記表Ｉは、示されるように製造されたＰＤＬＣフィルムから加工された「転換 可能なウィンドウ」の試験結果を示す、特に、例１および２は、表Ｉの試料１お よび２について使用された操作を記載する。

表中、ＢＰＯはベンゾイルペルオキシドであり、ＦＩＰＴはビス（２−ヒドロキ シイソプロピル）−ｐ−）ルイジンである。

ポリメチルメタクリレートシロップ（１０％溶液、約６００．０００の平均分子 量）　Ｏ，１１ｇ、　Ｅ−７液晶（ＥＭｅｒｃｋ製）０．０９９　ｇ、２０ミク ロンのポリスチレンスペーサー０．００５およびペンゾイルベルオキシドだ状態 になった。

試料が完全に冷却した後、プレートを横切って電圧を印加した。

電圧が印加されたとき、試料は透明になった。電圧を解除したとき、プレートは 再度かすんだ状態になった。

■Ｉ ポリメチルメタクリレートシロップ（２１％溶液、約１８５，０００の平均分子 量）Ｅ−７液晶０．０９５ｇ、ＢＰＱ　０．００３ｇ、　ＰＳスペーサーおよび ＨＰＴ　Ｏ，０００６ｇの混合物を、２つの酸化インジウム錫塗布ガラススライ ド間に１いた。試料を４５分間室温で静置した。この時間中に試料はかすんでき た。電圧をプレートを横切って印加したとき、試料は透明になった。電圧を解除 したとき、試料はかすんだ状態に戻った（液晶は不透明で、光散乱状態にある） 。

ｌ−土 試料　シロップ８シロツプ　液晶　開始剤　開始剤°硬化　転換し−ＩＸＬ　（ ＹＬＬ　ＡＸＬ　ＩＬ度　可皿亡Ｉ　Ａ　４７　５３　８ＰＯ４，３８Ｑ℃、あ り２　Ｂ　５６　４４　ＢＰＯ／ＨＰＴ　１．６５傘傘室温　あり＊　総シロン ブ濃度に基づく液晶濃度。

＊亭　ＢＰＯ／アミン（５／　Ｉ　）。

Ｘ　シロップＡは分子量約６００，０００の１０％ＰＭＭＡ溶液、シロップＢは 分子量約１８５．０００の２１％ＰＨＭＡ溶液。

操作は、特殊な温度または厳格な条件を必要としない点でまったく好都合である 。溶媒を除去する必要がなく、さらに室温硬化が使用可能である。

本発明の電場応答性材料は、液晶ディスプレイを作製するのに使用できる。すな わち、はんの所定量の材料が、液晶の可変性の屈折率に基づき、電場に応答して それを透明または不透明にするように作用する、当該技術分野で既知のものと同 様である。

フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｂ５２Ｂ　７１０２　１ ０４　９２６７−４ＦＩ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．メチルメタクリレートモノマーに溶解された約１重量％〜約２５重量％のポ リメチルメタクリレートを含んでなるポリメチルメタクリレートシロップに分散 された液晶を、液晶対シロップの重量比において約１：３〜約１．３：１で含ん でなる液晶フィルム作製用組成物。
2. ２．重合開始剤を含む請求の範囲第１項の組成物。
3. ３．ポリメチルメタクリレートの分子量が約１５０，０００〜約１，０００，０ ００である請求の範囲第１項の組成物。
4. ４．ポリメチルメタクリレートが約４００，０００〜約８００，０００の分子量 を示し、そして約８〜約１２％シロップ中に存在する請求の範囲第１項の組成物 。
5. ５．ポリメチルメタクリレートが約１７０，０００〜約２００，０００の分子量 を示し、そして約２０〜約２２％シロップ中に存在する請求の範囲第１項の組成 物。
6. ６．約１５％以下の架橋剤を含む請求の範囲第１項の組成物。
7. ７．ポリメチルメタクリレートがメチルメタクリレート以外のモノマーを約１０ ％以下含む請求の範囲第１項の組成物。
8. ８．ポリメチルメタクリレートがメチルメタクリレートに加え、他の重合可能な モノマー約５０％以下に溶解された請求の範囲第１項の組成物。
9. ９．電場の印加の作用として透明になる通常はかすんだ材料の製造方法であって 、約１％〜約２５％のポリメチルメタクリレートと約７５％〜約９９％のメチル メタクリレートとを含んでなるシロップに液晶を溶解し、重合を開始し、次いで 重合につれて液晶がフィルム中に含まれる液晶を含有するシロップを形成するこ とからなる方法。
10. １０．導電性塗膜を担持する基板上に請求の範囲第１項の組成物のフィルムを塗 布し、次いで前記組成物のメチルメタクリレートを重合することにより得られる ポリメチルメタクリレート全体に分散された液晶の分離したミセルを形成するこ とからなる液晶ディスプレイデバイスの作製方法。
11. １１．請求の範囲第１０項の方法によって作製された液晶ディスプレイデバイス 。
12. １２．他の重合可能なモノマーがスチレン、アクリロニトリルおよび次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （上式中、ＲおよびＲ′′は独立してＨおよびＣＨ３から選ばれ、そしてＲ′は 炭素原子１〜約５のアルキル基である）で示されるモノマーからなる群から選ば れる請求の範囲第８項の組成物。