(57)【要約】      （修正有）【課題】無基板液晶ディスプレイセルが得られるように、液晶ディスプレイセルを取り囲み、かつ補助基板から離れることができる、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料を提供すること。【解決手段】遊離基型若しくはカチオン型の光開始剤又はそれらの混合物から選択される光開始剤と、二重結合化合物、エポキシ官能基を有する化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される感光性の重合可能モノマー又はオリゴマーと、長アルキル鎖官能基、シリコーン-アルキル化合物、二重結合化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される変性剤とを含む感光性材料７０を用いて、無基板液晶ディスプレイ１００を得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の成分：
ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン)、(2-メチル-[4-(メチルチオ)フェニル]2-モルフォリノ-1-プロパン)、ルイス酸の芳香族ジアゾニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルセレニウム塩及びメタロセン化合物並びにそれらの混合物から成る群より選択される光開始剤；
二重結合化合物、エポキシ官能基を有する化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー；及び
長アルキル鎖官能基、シリコーン-アルキル化合物、二重結合化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される変性剤
を含む組成物を有する、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料であって、
前記感光性材料は、感光性材料で取り囲まれた無基板液晶ディスプレイセルが得られるように、重合及び硬化後に液晶ディスプレイセルを取り囲むことができる、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項２】
前記光開始剤が、2,2-ジエトキシアセトフェノン又はベンゾフェノンを含む、請求項１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項３】
前記感光性の重合可能モノマーが、ポリウレタン型アクリレート、アクリルモノマー、エポキシ化合物、ウレタンアクリレート、アクリルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートを含む、請求項１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項４】
前記変性剤が、シロキサン、フッ素化エーテル又はアルコールを含む、請求項１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項５】
光開始剤、感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、及び変性剤の混合比が、0.1〜〜１５質量％の光開始剤、１０〜９９質量％の感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、及び０〜５質量％の変性剤である、請求項１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項６】
光開始剤、感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、及び変性剤の混合比が、質量で２：９６：２である、請求項５に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項７】
前記感光性材料が、３５０〜３８０ｎｍの紫外線又は高圧水銀灯の照射下で重合及び硬化される、請求項１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項８】
前記感光性材料が、３６５ｎｍの紫外線で重合及び硬化される、請求項７に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項９】
前記感光性材料が、さらに液晶材料と混合される、請求項１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１０】
前記感光性材料が、さらにナノメーター粒子と混合される、請求項１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１１】
以下の成分：
0.1〜１５質量％の、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン)、(2-メチル-[4-(メチルチオ)フェニル]2-モルフォリノ-1-プロパン)、ルイス酸の芳香族ジアゾニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルセレニウム塩及びメタロセン化合物並びにそれらの混合物から成る群より選択される光開始剤；
１０〜９９質量％の、二重結合化合物、エポキシ官能基を有する化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー；及び
０〜５質量％の、長アルキル鎖官能基、シリコーン-アルキル化合物、二重結合化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される変性剤
を含む組成物を有する、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料であって、
前記感光性材料は、硬化後に液晶ディスプレイセルを取り囲むことができ、感光性材料で取り囲まれた無基板液晶ディスプレイセルが得られる、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１２】
前記光開始剤が、2,2-ジエトキシアセトフェノン又はベンゾフェノンを含む、請求項１１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１３】
前記感光性の重合可能モノマーが、ポリウレタン型アクリレート、アクリルモノマー、エポキシ化合物、ウレタンアクリレート、アクリルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートを含む、請求項１１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１４】
光開始剤、感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、及び変性剤の混合比が、質量で２：９６：２である、請求項１１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１５】
前記感光性材料が、波長３５０〜３８０ｎｍの紫外線又は高圧水銀灯の照射下で重合及び硬化される、請求項１１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１６】
前記感光性材料が、３６５ｎｍの紫外線で重合及び硬化される、請求項１１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１７】
前記感光性材料が、さらに液晶材料と混合される、請求項１１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【請求項１８】
前記感光性材料が、さらにナノメーター粒子と混合される、請求項１１に記載の無基板液晶ディスプレイ用感光性材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無基板液晶ディスプレイセルが得られるように、液晶ディスプレイセルを取り囲み、かつ補助基板から離れることができる、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の適用は、ディスプレイの質量と体積の低減に役立っている。最近利用できる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）技術は、パッシブスキャン又はアクティブマトリックスを利用して画像を表示するが、精度コントロールのため相当な厚さ安定性を必要とする。そうでなければ、わずかな変形でさえ重大な画像歪みにつながるだろう。より薄く、かつ高い耐衝撃性のＦＰＤをもたらすため、従来のガラス基板法のＦＰＤ技術のいくつかがプラスチック基板のＲ＆Ｄに焦点を移してきた。フレキシブルなＦＰＤの開発は、薄さ、耐衝撃及び運びやすさの見地から新しい期待をもたらした。
【０００３】
フレキシブルＦＰＤの基板に関しては、プラスチック材料は、より軽く、薄く、耐衝撃性が高く、可動性であり、かつ運びやすいという特徴で最も注目されている。200℃以上の温度でのプロセスでは、プラスチック材料は変形しやすく、或いは分解さえする傾向があるので、その寸法と用途を制限する。プラスチック基板の欠点を迂回するため、無基板ＦＰＤは、焦点となる注目を引き出す方法であると期待される。
ＷＩＰＯ（WO02/42832 A2）で出願され、かつ2002年のNatureに発表された表題「液晶ディスプレイ積層品及びその製造方法」というPhilipsの特許は、単基板ＬＣＤの製法を示している。この方法は、ＵＶ照射を利用して重合を起こさせ、同時に、曲面スクリーン上で均一性を維持するＰＳＣＯＦ（相分離した複合有機フィルム）構造を有するポリマー被覆液晶を生成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
より大きな設計フレキシビリティーを有する、より軽くかつ薄い無基板フレキシブルＦＰＤを開発するための努力では、感光性材料がこの新しい方法のキーとなる材料及び技術の１つである。分子構造の設計、組成の調整、及び種々の要求を目標とする修正技術の適用を通じ、良いフレキシビリティーと物理的性質を持たせ、液晶ディスプレイセルに障害となるであろう高温や酸素及び湿気の浸潤に対する不十分な耐性を含むプラスチック材料の欠点のない状態にすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の概要）
本発明は、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン)、(2-メチル-[4-(メチルチオ)フェニル]2-モルフォリノ-1-プロパン)、ルイス酸の芳香族ジアゾニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルセレニウム塩及びメタロセン化合物並びにそれらの混合物から成る群より選択される光開始剤；二重結合化合物、エポキシ官能基を有する化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー；及び長アルキル鎖官能基、シリコーン-アルキル化合物、二重結合化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される変性剤を含む、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料を開示する。本感光性材料は、重合及び硬化後に液晶ディスプレイセルを取り囲むことができ、感光性材料によって取り囲まれた無基板液晶ディスプレイセルが得られる。
【０００６】
前記光開始剤は、2,2-ジエトキシアセトフェノン又はベンゾフェノンを含む。
前記感光性の重合可能モノマー又はオリゴマーは、ＰＵ型アクリレート、アクリルモノマー、エポキシ化合物、ウレタンアクリレート、アクリルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートを含む。
前記変性剤は、シロキサン、フッ素化エーテル又はアルコールを含む。
前記変性剤は、本感光性材料のフレキシビリティー及び剥離性を高める。
本感光性材料中の前記光開始剤、感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、及び変性剤の混合比は、0.1〜１５質量％の光開始剤、１０〜９９質量％の感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、及び０〜５質量％の変性剤であり、光開始剤：感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー：変性剤の質量比は、好ましくは２：９６：２である。
前記感光性材料は、３５０〜３８０ｎｍの紫外線又は高圧水銀灯の照射下で、重合及び硬化しうる。
前記感光性材料は、さらに液晶材料又は他のナノメーター粒子と混合してもよい。
【０００７】
本発明の他の目的は、以下の成分：
0.1〜１５質量％の、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン)、(2-メチル-[4-(メチルチオ)フェニル]2-モルフォリノ-1-プロパン)、ルイス酸の芳香族ジアゾニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルセレニウム塩及びメタロセン化合物並びにそれらの混合物から成る群より選択される光開始剤；
１０〜９９質量％の、二重結合化合物、エポキシ官能基を有する化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー；及び
０〜５質量％の長アルキル鎖官能基、シリコーン-アルキル化合物、二重結合化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される変性剤
を含む、無基板液晶ディスプレイ用の感光性材料を提供することであり、
前記感光性材料は、硬化後に液晶ディスプレイセルを取り囲むことができ、感光性材料で取り囲まれた無基板液晶ディスプレイセルが得られる。
【０００８】
この発明で開示される感光性材料は、感光性材料で単に取り囲まれているだけで基板の支持のないディスプレイを製造するための無基板液晶ディスプレイの製法で使用することができ、硬化後、通常の感光性の重合−硬化樹脂より優れたフレキシビリティーと剥離性を示す。このような感光性材料は、基板のないフレキシブル液晶ディスプレイの製造でキーとなる材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（発明の詳細な説明）
本発明は、ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンジルベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエチルチオキサントン、2-エチルアントラキノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン)、(2-メチル-[4-(メチルチオ)フェニル]2-モルフォリノ-1-プロパン)、ルイス酸の芳香族ジアゾニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルセレニウム塩及びメタロセン化合物並びにそれらの混合物から成る群より選択される光開始剤、好ましくは2,2-ジエトキシアセトフェノン又はベンゾフェノン；二重結合化合物、エポキシ官能基を有する化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、好ましくはポリウレタン型アクリレート；及び長アルキル鎖官能基、シリコーン-アルキル化合物、二重結合化合物及びそれらの混合物から成る群より選択される変性剤、好ましくはシロキサン、フッ素化エーテル、又はアルコールを含む、無基板液晶ディスプレイ用感光性材料を開示する。前記感光性材料は、重合及び硬化後に液晶セルを取り囲むことができ、感光性材料で取り囲まれた無基板液晶ディスプレイセルが得られる。
【００１０】
本感光性材料中の前記光開始剤、感光性の重合可能モノマー又はオリゴマー、及び変性剤の混合比は、質量で２：９６：２である。
前記変性剤は、感光性材料のフレキシビリティー及び剥離性を高めることができる。
前記感光性材料は、３５０〜３８０ｎｍの紫外線又は高圧水銀灯の照射下で、好ましくは３６５ｎｍの紫外線で重合及び硬化しうる。
本発明の利点は、実施例の説明と共にさらに示されるが、この実施例で示される記述は、本発明の実際の適用に関する限定と解釈すべきでない。
【実施例１】
【００１１】
実施例１−感光性材料（Ｉ）の調製
感光性材料の0.1質量％の変性剤Zonyl FSO（DuPont）と、感光性材料Norland Optical Adehesive 65（NOA-65，Norland）を混合後、混合物を４＃線材（９μｍ）で５０μｍのＰＥＴフィルムに施し、或いは混合物をガラス上に浸漬被覆する。混合物を３６５ｎｍの紫外線照射に５秒間さらしてからその接触角を測定する。結果を表１に示す。
【００１２】
実施例２−感光性材料（II）の調製
感光性材料の1.5質量％の変性剤BYK333と、感光性材料NOA-65を混合後、混合物を４＃線材（９μｍ）で５０μｍのＰＥＴフィルムに施し、或いは混合物をガラス上に浸漬被覆する。混合物を３６５ｎｍの紫外線照射に５秒間さらしてからその接触角を測定する。結果を表１に示す。
【００１３】
実施例３−感光性材料（III）の調製
感光性材料の1.0質量％の変性剤BYK333（BYK Chemie USA Inc.）と、感光性材料の0.5質量％のSurfynol OP340（Air Products and Chemicals,INC）と、感光性材料NOA-65を混合後、混合物を４＃線材（９μｍ）で５０μｍのＰＥＴフィルムに施し、或いは混合物をガラス上に浸漬被覆する。混合物を３６５ｎｍの紫外線照射に５秒間さらしてからその接触角を測定する。結果を表１に示す。
【００１４】
実施例４−感光性材料（IV）の調製
感光性材料の2.0質量％の変性剤BYK333と、感光性材料NOA-65を混合後、混合物を４＃線材（９μｍ）で５０μｍのＰＥＴフィルムに施し、或いは混合物をガラス上に浸漬被覆する。混合物を３６５ｎｍの紫外線照射に５秒間さらしてからその接触角を測定する。結果を表１に示す。
【００１５】
実施例５−感光性材料（Ｖ）の調製
感光性材料の1.5質量％の変性剤BYK333と、感光性材料の0.5質量％のSurfynol OP340（Air Products and Chemicals,INC）と、感光性材料NOA-65を混合後、混合物を４＃線材（９μｍ）で５０μｍのＰＥＴフィルムに施し、或いは混合物をガラス上に浸漬被覆する。感光性材料を３６５ｎｍの紫外線照射に５秒間さらしてからその接触角を測定する。結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2005148696.tif 000003
【００１７】
表１に示されるように、剥離フィルムの被覆があるか又は無いＰＥＴフィルム上に施した感光性材料と変性剤の混合物では、実施例１〜３で測定された接触角は、剥離フィルムの無いＰＥＴフィルム上よりも剥離フィルムで被覆されたＰＥＴフィルム上における方が大きいが、実施例４と５では逆である。より小さい接触角の値は、この２物質の表面張力が近いことを意味する。従って、実施例４と５の変性剤はより良い効果を示し、実施例５で最も良い結果を示している。
【００１８】
実施例６−無基板液晶ディスプレイセルの製法
まず、第１補助基板１０の製造を行う。図１に示されるように、第１補助基板１０の上に剥離剤２０の層を施す。次いで、図１Ｂに示されるように、実施例５で調製した感光性材料３０を剥離剤層２０の上に施し、図１Ｃに示されるように、感光性材料層３０の上に３６５ｎｍのＵＶ光を５秒間照射して硬化感光性材料層３０'を形成し、図１Ｄに示されるように、硬化感光性材料層３０'の上に電極パターン４０を作る。
【００１９】
次に、第２補助基板１１の製造を行う。図２Ａ〜２Ｃに示されるように、この方法の工程は第１補助基板の製造の工程と同一であり、まず図２Ａに示されるように、第２補助基板１１の上に剥離剤層２１を施す。次いで、図２Ｂに示されるように、剥離剤層２１の上に感光性材料３１を施してから、図２Ｃに示されるように、ＵＶ光で感光性材料を重合及び硬化させて硬化感光性材料層３１'を形成する。そして、図２Ｄに示されるように、硬化感光性材料層３１'の上に電極パターン４１を作り、調整層５０を被覆する。引き続き、図２Ｅに示されるように、感光性材料と液晶材料を含有する光重合可能な混合物６０を調整層５０の上に施す。
【００２０】
図３は、第１補助基板１０と第２補助基板１１の組み立て方法を示す。図３Ａに示されるように、第２補助基板１１の上に第１補助基板１０を逆さに置き、図３Ａに示されるように整列させ、次いで、この２つの基板をフォトマスク（図示せず）を通してＵＶ光にさらすと、露光後、光重合可能な混合物６０は、第１補助基板１０と第２補助基板１１に隣接する多数のポリマー壁７０を形成し、かつ液晶８０を取り囲むポリマー壁７０で液晶と感光性材料との間の相分離を誘導し；次に、図３Ｃに示されるように、第１補助基板１０、第２補助基板１１、及びそれぞれの剥離剤層２０と２１を剥がし；最後に、図３Ｄに示されるように、無基板液晶ディスプレイセル１００が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１補助基板の製造の流れ図を示す。
【図２】第２補助基板の製造の流れ図を示す。
【図３】無基板液晶ディスプレイセルの製造の流れ図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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