DE4234981A1

DE4234981A1 - Fluessigkristalleinrichtung

Info

Publication number: DE4234981A1
Application number: DE4234981A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Yano; Naoki Kinugasa; Akio Takigawa
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1992-10-16
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2012-10-17
Also published as: FR2682780B1; ITMI922360A0; FR2682780A1; JPH05107562A; JP3049875B2; ITMI922360A1; IT1255688B; DE4234981B4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ein Flüssigkristallmaterial umfas sende Flüssigkristalleinrichtung und insbesondere eine Flüssigkristall einrichtung einer Struktur, bei der transparente leitfähige Filme jeweils auf den innenseitigen Oberflächen eines Paars transparenter Träger ange ordnet sind und eine Halterungs- bzw. Einschließungseinrichtung zur Einschließung des Flüssigkristallmaterials in Hohlräumen zwischen den oben genannten transparenten leitfähigen Filmen eingefügt ist, welche ei ne ausgezeichnete Lichtmodulationsfunktion besitzt.

Bei der bautechnischen oder kraftfahrzeugtechnischen Anwendung übt die Einströmung einer Solarstrahlungsenergie durch ein Fenster eine gro ße Wirkung hinsichtlich der Belastung der Luftkonditionierung im Inne ren aus. Unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung wird es demzu folge wichtig, das Fenster mit einer Lichtmodulierungs- bzw. Lichtsteue rungsfunktion zu versehen.

Hinsichtlich des bei der praktischen Anwendung erwünschten Lichtmo dulationsbereiches ist es notwendig, die optischen Eigenschaften zumin dest innerhalb eines Bereichs zwischen dem derzeit als Fensterglas ver wendeten transparenten Glas und einem wärmeabsorbierenden Glas zur Absorption der Solarstrahlungsenergie auszuwählen. Der Lichtmodula tionsbereich liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 15% oder mehr mit Bezug auf das variable Volumen der Solarstrahlungsenergie-Durchlässigkeit (nachfolgend als "ΔT" bezeichnet).

Bislang war als Einrichtung mit einer solchen Lichtmodulationsfunktion eine elektrochrome Einrichtung (nachfolgend als "ECD" bezeichnet) be kannt. Die ECD arbeitet in der Weise, daß die Sichtbarkelt bzw. Wahr nehmbarkeit und die durchgelassene Lichtmenge der Solarstrahlungs energie durch Absorption des Lichts reguliert wird unter Verwendung eines aufgrund einer elektrochemischen Oxidations-Reduktions-Reaktion in nerhalb des optischen Spektrums variablen Materials, wie etwa Wolframo xid und Preußischblau.

Da jedoch die ECD stromgetrieben ist, erfährt sie bei der flächenmäßigen Vergrößerung eine beträchtliche Verringerung der Ansprechzeit aufgrund eines großen Spannungsabfalls und unterliegt unweigerlich einem Abbau, beispielsweise aufgrund der elektrochemischen Änderung des Grundma terials beim Betrieb während eines langen Zeitraums. Daher ist keine großflächige Einrichtung mit ausreichender Dauerhaftigkeit bei der prak tischen Anwendung verwirklicht worden.

Zur Lösung des obigen Problems wurde anstelle der ECD vom oben er wähnten stromgetriebenen Typ eine Lichtmodulationseinrichtung vom spannungsgetriebenen Typ vorgeschlagen. Die JP-A-58-5 01 631 (korres pondierend zu US-A-44 35 047) beschreibt eine nematische krummlinig ausgerichtete Phasen (nachfolgend als "NCAP" bezeichnet)-Flüssigkri stalleinrichtung mit einer Lichtmodulationsfunktion, welche eine ausge zeichnete Dauerhaftigkeit aufweist und leicht flächenvergrößert werden kann. Ebenso beschreibt die JP-A-61-5 02 128 (US-A-46 88 900) eine Flüs sigkristalleinrichtung, welche durch ein Phasentrennungsverfahren er halten wird. Diese Einrichtungen arbeiten auf Grundlage des folgenden Prinzips.

Die Flüssigkristalleinrichtung einschließlich kleiner Tropfen eines Flüs sigkristallmaterials, welche in einer preisgünstigen Polymermatrix dis pergiert sind, sieht ohne die Anlegung einer Spannung milchig-weiß aus. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Flüssigkristalle entlang der ge krümmten Oberfläche einer Polymerwand ausgerichtet sind, welche den Lichtweg verzerrt oder eine Reflexion und Streuung des Lichts an jeder Grenzfläche zwischen der Polymermatrix und den Flüssigkristallen verur sacht.

Wenn dann eine Spannung angelegt wird, richten sich die Flüssigkristalle in den Tropfen parallel zur Richtung des elektrischen Feldes aus. In die sem Falle passiert durch Auswahl eines gewöhnlichen Brechungsindex der Flüssigkristalle n_o, so daß dieser gleich dem Brechungsindex dem Po lymermatrix n_p ist, das einfallende Licht, welches zur Oberfläche der Flüs sigkristalleinrichtung senkrecht ist, die Grenzfläche aus der Polymerma trix und jedem Flüssigkristall ohne jede Reflexion, wodurch die Flüssigkri stalleinrichtung transparent wird.

Die oben genannte Flüssigkristalleinrichtung kann die Sichtbarmachung regulieren, da jedoch das auf die Flüssigkristalleinrichtung einfallende Licht im Falle der Nichtanlegung einer Spannung auf der der Einfallsseite gegenüberliegenden Seite (nachfolgend als "vordere" bzw. "vorwärts" (for ward) bezeichnet), nahezu gestreut wird, wird die durchgelassene Licht menge der Solarstrahlungsenergie etwas verringert, verglichen mit dem Fall der Anlegung von Spannung, so daß nur einige Prozent an ΔT erzielt werden.

Zur Lösung des obigen Problems wurde eine Technik, wie die in der JP-A-58-5 01 631 (US-A-44 35 047) beschriebene vorgeschlagen, bei der die Ab sorption von Licht beim Anlegen keiner Spannung erhöht wird durch Zu gabe eines pleochroitischen Farbstoffs zu einem bei der obigen Flüssigkri stalleinrichtung verwendeteten Flüssigkristallmaterial. Eine solche Ein richtung besitzt ein großes ΔT; sie kann jedoch nicht bei der bautechni schen oder kraftfahrzeugtechnischen Anwendung, bei welcher eine Aus setzung der Solarstrahlung über einen langen Zeitraum erfolgt, eingesetzt werden, da der pleochroitische Farbstoff von Licht und Wärme äußerst leicht abgebaut wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, dieses Problem zu lösen und insbesondere ei ne Flüssigkristalleinrichtung vorzusehen, welche eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit aufweist und leicht flächenmäßig vergrößert werden kann, sowie weiterhin eine Lichtmodulationsfunktion mit Bezug auf ein ΔT von 15% oder mehr aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Flüssigkristallein richtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungs formen der Flüssigkristalleinrichtung sind in den Unteransprüchen ange geben.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Flüssigkristalleinrichtung, die gekennzeichnet ist durch ein Paar transparente Träger, transparente leit fähige Filme, die jeweils auf den inneren Oberflächen der transparenten Träger angeordnet sind, und eine ein Flüssigkristallmaterial in Hohlräu men enthaltende Halterungseinrichtung, welche zwischen den leitfähigen Filmen angeordnet ist, wobei der durchschnittliche Brechungsindex (n_a) des Flüssigkristallmaterials, der Brechungsindex (n_b) der Halterungsein richtung, die Gesamtoberfläche (S) (µm^-1) der Hohlräume und der Abstand (t) (µm) zwischen den transparenten leitfähigen Filmen der folgenden Glei chung genügen:

|n_a-n_b| × S × t 4,2.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ei ne Flüssigkristalleinrichtung vorgesehen, mit einer Struktur, bei der eine Halterungs-bzw. Einschließungseinrichtung, welche das Flüssigkristall material in Hohlräumen enthält, zwischen Trägern eingefügt ist, welche mit einem Paar transparenter leitfähiger Filme versehen sind, wobei der durchschnittliche Brechungsindex des oben genannten Flüssigkristall materials n_a, der Brechungsindex der Halterungseinrichtung n_b, der ge samte Oberflächenbereich der obigen Hohlräume pro Einheitsvolumen S (µm^-1) (nachfolgend als "Gesamtoberflächenbereich S" bezeichnet) und die Dicke zwischen dem Paar transparenter leitfähiger Filme t (µm) (nach folgend als "Dicke" bezeichnet) die nachfolgende Gleichung (1) erfüllen.

Das Flüssigkristallmaterial wird in Hohlräumen bzw. Zwischenräumen zwischen der Halterungseinrichtung gehalten, wobei die Gleichung (1) gültig ist, ob die Hohlräume unabhängig voneinander oder teilweise oder ganz integriert vorliegen. Nachfolgend wird der oben erwähnte Hohlraum der Einfachheit halber als "Kapsel" bezeichnet.

|n_a-n_b| × S × t 4,2 (1)

Des weiteren wird der durchschnittliche Brechungsindex n_a des oben ge nannten Flüssigkristallmaterials im allgemeinem durch die folgende Glei chung (2) wiedergegeben.

n_a = (2 × n_o + n_e)/3 (2)

worin n_o der gewöhnliche Index des Flüssigkristallmaterials und n_e ein ungewöhnlicher dieses ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei

Fig. 1 eine typische Ansicht einer Flüssigkristalleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. In dieser Figur bedeutet die Ziffer 1 ei nen Träger bzw. ein Substrat, 2 einen transparenten leitfähigen Film, 3 ein Flüssigkristallmaterial und 4 eine Halterungseinrichtung.

Weiterhin wird der Gesamtoberflächenbereich S theoretisch durch die fol gende Gleichung (3) unter Verwendung der Parameter V und D wiedergege ben.

S = 6XV/D (3)

worin V das Volumenverhältnis des Flüssigkristallmaterials zum Gesamt volumen aus dem Flüssigkristallmaterial und dem Medium (nachfolgend als "Flüssigkristallverhältnis" bezeichnet) und D der durchschnittliche Durchmesser einer Kapsel (nachfolgend als "Kapseldurchmesser" be zeichnet) bedeuten. In diesem Fall können, selbst wenn einige Kapseln vereinigt sind, diese als unabhängige Kapseln angesehen werden. Demzu folge gibt der obige Wert D den durchschnittlichen Durchmesser eines wahren sphärischen Körpers mit dem gleichen Volumen wie dem der unab hängigen bzw. einzelnen Kapsel an.

Die vorliegenden Erfinder haben die Beziehung zwischen den Parametern der Flüssigkristalleinrichtung und ΔT untersucht und erhielten folglich die nachfolgende Gleichung (4). In anderen Worten ist es durch geeignete Kombination der Vielzahl der Parameter möglich, den größten Teil des ein fallenden Lichts, welches der Vorwärtsstreuung unterliegt, auf der Ein fallsseite (nachfolgend als "rückwärtig" bzw. "rückseitige" (backward) be zeichnet) zu streuen und somit die durchgelassene Lichtmenge beim Nichtanlegen von Spannung zu verringern und dadurch signifikant die Lichtmodulationsfunktion zu verstärken.

ΔT = 3,57 × |n_a-n_b| × S × t (4)

Wenn der Gesamtoberflächenbereich S konstant ist, wird durch Vergrö ßern des Unterschieds zwischen dem außergewöhnlichen Brechungsindex n_e und dem gewöhnlichen Brechungsindex n_o des Flüssigkristallmateri als, das heißt Doppelbrechung Δn = (n_e-n_o), der durchschnittliche Bre chungsindex n_a vergrößert und somit ΔT erhöht.

Ebenso wird, wenn Δn konstant ist, durch Vergrößern des Gesamtoberflä chenbereichs S oder Steigerung der Dicke bzw. des Abstandes zwischen dem Paar der transparenten leitfähigen Filme t, das ΔT erhöht. Zur Vergrö ßerung des Gesamtoberflächenbereichs S wird der Kapseldurchmesser D reduziert oder das Flüssigkristallverhältnis V erhöht.

Um das höhere ΔT von mehr als 15% zu erhalten, können die Parameter der Flüssigkristalleinrichtung die rechte Seite der obigen Gleichung (4) umfassen, um 15% oder mehr einzustellen, das heißt die Gleichung (1) zu erfüllen.

Um weiterhin die Gleichung (1) zu erfüllen, liegen die Parameter der Flüs sigkristalleinrichtung vorzugsweise innerhalb der folgenden Bereiche.

Der Kapseldurchmesser übt einen großen Effekt auf die in der Flüssigkri stalleinrichtung eingetretene Lichtstreuung aus. Wenn der Kapseldurch messer weniger als 0,5 µm beträgt, ist die Durchlässigkeit auf der Seite der längeren Wellenlänge im Bereich des sichtbaren Lichts erhöht, so daß die Möglichkeit gegeben ist, die Sichtbarkeit beim Anlegen keiner Spannung abzuschirmen. Ebenso verringert sich die Gesamtoberfläche S, wenn der Kapseldurchmesser 3 µm überschreitet, wodurch die durchgelassene Lichtmenge sich erhöht. Demzufolge liegt der Kapseldurchmesser vor zugsweise innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 3 µm, weiter bevorzugt von 0,8 bis 2 µm.

Andererseits erhöht sich bei konstantem Kapseldurchmesser die Gesamt oberfläche S mit der Zunahme des Flüssigkristallverhältnisses. Da die Lichtmenge der Rückwärtsstreuung erhöht ist, kann demzufolge das durchgelassene Licht weitgehend reguliert werden. Wenn jedoch das Flüs sigkristallverhältnis wesentlich größer wird (1,0 maximal) ist es schwierig, den Hohlraum der Halterungseinrichtung zur Aufnahme des Flüssigkri stallmaterials zu bilden, wodurch der Streuungsgrad des einfallenden Lichts verringert wird und hierdurch die Regulierbarkeit des durchgelas senen Lichts sich verringert. Wenn das Flüssigkristallverhältnis weniger als 0,5 beträgt, ist es ebenso schwierig die Durchlässigkeit ΔT auf nicht weniger als 15% einzustellen, selbst wenn die Doppelbrechung Δn erhöht wird. Folglich liegt das Flüssigkristallverhältnis vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 0,9.

Wenn die Dicke bzw. der Abstand zwischen den mit transparenten leitfähi gen Filmen versehenen Trägern klein ist, werden die Kapselmengen und das darin gehaltene Flüssigkristallmaterial verringert, wodurch die Gesamt fläche S der Kapseln reduziert wird. Demzufolge kann die Durchlässigkeit kaum über einen breiten Bereich reguliert werden (die Durchlässigkeit der Solarstrahlungsenergie). Wenn die Dicke zwischen dem Paar der transparenten leitfähigen Filme weniger als 19 µm beträgt, ist es schwierig die Durchlässigkeit ΔT auf 15% oder mehr zu halten, selbst wenn die Dop pelbrechung Δn erhöht wird. Wenn andererseits die Dicke gesteigert wird, erhöht sich die Kontrollierbarkeit der Durchlässigkeit; jedoch wird im Ver hältnis der Steigerung der Dicke eine höhere Spannung erforderlich so daß daher eine größere Dicke unerwünscht ist. Bei der praktischen An wendung ist es erforderlich, daß die Dicke zwischen dem Paar transparen ter leitfähiger Filme 40 µm oder weniger beträgt. Demzufolge liegt der Ab stand zwischen dem Paar transparenter leitfähiger Filme vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 10 bis 40 µm.

Das bei der vorliegenden Erfindung eingesetzte Flüssigkristallmaterial unterliegt keinen besonderen Beschränkungen und kann einen nemati schen Flüssigkristall, einen cholesterischen Flüssigkristall und einen smektischen Flüssigkristall umfassen. Insbesondere ist ein nematischer Flüssigkristall bevorzugt. Dies ist darin begründet, daß beim Anlegen kei ner Spannung die Verdrehung der Kristallstruktur des nematischen Flüs sigkristalls auf der Ausrichtung an der Grenzlinie zwischen Polymerma trix und den Flüssigkristallen beruht, im Unterschied zur extrem starken Verdrehung beim cholesterischen Flüssigkristall und dem Masse- bzw. Sperreffekt der lamellaren Struktur des smektischen Flüssigkristalls.

Ebenso kann die Halterungseinrichtung zur Aufnahme des obigen Flüs sigkristallmaterials, um das ΔT ohne Beeinträchtigung der Sichtbarkeit zu erhöhen, aus anorganischen Materialien und organischen Materialien ge wählt werden, welche einen Brechungsindex n_b in Übereinstimmung mit dem gewöhnlichen Index n_o oder dem außergewöhnlichen Index n_e des Flüssigkristallmaterials aufweisen und das Flüssigkristallmaterial in den Hohlräumen halten. Insbesondere ist ein Polymer bevorzugt, da es leicht ist, dessen Brechungsindex einzustellen und die Fläche der Einrichtung zu vergrößern. Beispielsweise ist ein solcher Latex, wie in der JP-A-60 2 52 687 beschrieben, bevorzugt, um eine Einrichtung zu erhalten, welche hinsichtlich der Haftfestigkeit gegenüber dem Träger, der optischen Ho mogenität und physikalischen Dauerhaftigkeit ausgezeichnet ist.

Um die das oben genannte Flüssigkristallmaterial enthaltende Einrich tung herzustellen, kann eine gewisse Menge eines oberflächenaktiven Mit tels zugegeben werden. Vorzugsweise ist die zugegebene Menge des ober flächenaktiven Mittels auf die minimale Menge beschränkt, welche zur Stabilisierung der Tropfengröße des Flüssigkristalls in einer Emulsion er forderlich ist.

Weiterhin kann zur Herstellung der das oben genannte Flüssigkristallma terial enthaltenden Einrichtung ein Vernetzungsmittel zugegeben werden.

Durch Zugabe eines solchen Vernetzungsmittels ist es möglich, eine Flüs sigkristalleinrichtung zu erhalten, welche hinsichtlich der Haftfestigkeit zwischen der Halterungseinrichtung und dem auf der Oberfläche des Trä gers gebildeten transparenten leitfähigen Film und weiterhin hinsichtlich der Feuchtigkeitsbeständigkeit verbessert ist.

Als mit dem transparenten leitfähigen Film versehener Träger, welcher bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, können ein üblicher Glasträ ger mit einem Indium-Zinn-Oxid (nachfolgend bezeichnet als "ITO")-Film oder Zinnoxid (nachfolgend bezeichnet als "SnO")-Film auf der Oberfläche sowie weiterhin andere Materialien verwendet werden, welche eine ausge zeichnete Lichtdurchlässigkeit aufweisen, beispielsweise ein Kunststoff träger oder ein flexibler Kunststoffilm.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Flüssigkristalleinrichtung mit einer solchen Lichtmodulationsfunktion mit ΔT von 15% oder mehr durch geeignete Kombination der Parameter der Flüssigkristalleinrich tung erhalten werden, wie etwa dem durchschnittlichen Brechungsindex n_a des Flüssigkristallmaterials, dem Brechungsindex n_b der Einrichtung zur Aufnahme des Flüssigkristallmaterials, der Dicke t, dem Flüssigkri stallverhältnis V und dem Kapseldurchmesser D, so daß die folgende Glei chung (5) erfüllt wird, welche unter Bezugnahme auf die Gleichungen (1) und (3) erhalten wird:

|n_a-n_b| × (6 × V/D) × t 4,2 (5)

Die oben genannte Funktion kann verwirklicht werden durch Erhöhen des Verhältnisses der Rückstreuung des einfallenden Lichts bei Anlegung kei ner Spannung. Im Unterschied zu herkömmlichen Einfallslicht-Modula tionseinrichtungen wird durch Zurückstreuung des Lichts ohne es zu ab sorbieren, in anderen Worten durch Reflexion des einfallenden Lichts, die Lichtmodulationsfunktion verbessert. Demzufolge wird verhindert, daß das die Flüssigkristalleinrichtung aufbauende Material durch das Licht und die mit dessen Absorption begleitende Wärme abgebaut wird, so daß eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit erzielt wird.

Die erfindungsgemäße Flüssigkristalleinrichtung ist in der Lage, die Durchlässigkeit in ausreichender Weise einzustellen.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer typischen Flüssigkristallein richtung, welche gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf Ausführungsformen näher er läutert, ohne auf diese Ausführungsformen beschränkt zu sein.

Eine erfindungsgemäße Flüssigkristalleinrichtung kann beispielsweise in folgender Weise hergestellt werden.

Zunächst wird durch direktes Vermischen eines Flüssigkristallmaterials mit einem Latex auf Wasserbasis eine Emulsion als Medium hergestellt. Die Emulsion kann durch Vermischen des Flüssigkristallmaterials mit ei ner Wasserphase und Vermischen mit dem Latex hergestellt werden. Bei der Herstellung der Emulsion wird eine geringe Menge eines oberflächen aktiven Mittels zugesetzt, um die Tropfengröße des Flüssigkristallmateri als zu stabilisieren. Die Vermischung wird unter Anwendung verschieden der Typen von Mischvorrichtungen, wie etwa eines Mischers oder einer Kolloidmühle, durchgeführt. Danach wird die Emulsion mit einem Vernet zungsmittel versetzt, worauf langsam gerührt wird. Danach wird die das Flüssigkristallmaterial in dispergierter Form enthaltende Emulsion auf einen transparenten leitfähigen Film eines Trägers, der vorausgehend mit dem transparenten leitfähigen Film ausgebildet worden ist, bis zu einer er forderlichen Dicke durch ein Rakelmesser oder eine andere Vorrichtung aufbeschichtet und getrocknet. Schließlich wird die Flüssigkristallein richtung durch Laminierung eines anderen mit einem transparenten leit fähigen Film versehenen Trägers, wobei die Filmseite auf der Innenseite angeordnet wird, auf das vorhergenannte getrocknete Material erhalten.

Beispiel 1

Eine erfindungsgemäße Flüssigkristalleinrichtung wurde in folgender Weise hergestellt.

Ein nematischer Flüssigkristall der Bezeichnung E 49 (vertrieben von BDH; durchschnittlicher Brechungsindex n_a = 1,610) wurde mit einem oberflächenaktiven Mittel der Bezeichnung IGEPAL CO-610 (vertrieben von GAF) in einer Menge von 0,5 Gew.-% versetzt und diese Mischung zu ei nem Latex auf Wasserbasis der Bezeichnung Neorez R-967 (vertrieben von ICI Resin Corp.; früherer Name: Polyvinyl Chemical Corp), welcher Latex teilchen in einer Menge von 40 Gew.-% enthielt, zugegeben, umso ein Flüs sigkristallverhältnis von 0,62 zu erhalten. Die Mischung wurde dann wäh rend 10 Minuten unter Verwendung einer Homogenisiervorrichtung bei 7000 U. min^-1 homogenisiert, um eine Emulsion zu erhalten. Danach wur de die Emulsion mit einem Vernetzungsmittel der Bezeichnung CX-100 (vertrieben von ICI Resin Corp.; früherer Name: Polyvinyl Chemical Corp) in einer Menge von 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von R-967, unter langsamer Vermischung versetzt. Der Brechungsindex der Halterungs- bzw. Einschließungseinrichtung betrug: n_b = 1,495.

Diese Mischung wurde auf einen ITO-Film eines Polyethylenterephthala tes (nachfolgend als "PET" bezeichnet), welches vorausgehend mit dem ITO-Film ausgebildet worden ist, unter Anwendung eines Abstreifmessers aufbeschichtet und danach getrocknet. Die Dicke des Beschichtungsma terials nach der Trocknung betrug etwa 30 µm. Nach dem Trocknen des Be schichtungsmaterials wurde die PET-Folie mit einer anderen, mit einem ITO-Film versehenen PET-Folie in der Weise laminiert, daß die ITO-Film seite mit dem oben genannten getrockneten Material in Berührung kommt, um so eine Flüssigkristalleinrichtung zu erhalten.

Die Parameter der so erhaltenen Flüssigkristalleinrichtung sind in Tabelle 1 gezeigt. Unter Anwendung dieser Parameter wird unter Berechnung der Gleichung |n_a-n_b| × S × t der Wert 4,3 errechnet.

Tabelle 1

Beispiel 2

Es wurde eine Flüssigkristalleinrichtung mit einem Aufbau hergestellt, welcher durch Kombination der Parameter in zu Beispiel 1 unterschiedli cher Weise erhalten wurde.

Ein nematischer Flüssigkristall der Bezeichnung ZLI-1840 (vertrieben von Merck Japan Ltd; durchschnittlicher Brechungsindex n_a = 1,543) wurde mit einem oberflächenaktiven Mittel der Bezeichnung IGEPAL CO-610 (vertrieben von GAF) In einer Menge von 0,5 Gew.-% versetzt und die Mi schung zu einem Latex auf Wasserbasis der Bezeichnung Neorez R-967 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name: Polyvinyl Chemical Corp.), welcher Latexteilchen in einer Menge von 40 Gew.-% enthielt, zugegeben, um so ein Flüssigkristallverhältnis von 0,62 zu erhalten. Die Mischung wurde dann unter Anwendung einer Homogenisiervorrichtung bei 18 000 U. min^-1 während 10 Minuten homogenisiert, um so eine Emulsion zu er halten. Dann wurde die Emulsion mit einem Vernetzungsmittel der Be zeichnung CX-100 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name: Polyvinyl Chemical Corp.) in einer Menge von 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von R-967, unter langsamer Vermischung versetzt. Der Brechungsindex der Halterungs- bzw. Einschließungseinrichtung betrug: n_b = 1,484.

Die Mischung wurde unter Verwendung eines Abstreifmessers auf einen ITO-Film eines PET, welches vorausgehend mit dem ITO-Film ausgebildet worden ist, aufbeschichtet. Die Dicke des Beschichtungsmaterials nach dem Trocknen betrug etwa 20 µm. Nach dem Trocknen des Beschichtungs materials wurde die PET-Folie mit einer anderen PET-Folie, die mit einem ITO-Film versehen worden ist, in der Weise laminiert, daß die ITO-Filmsei te in Berührung mit dem oben genannten getrockneten Material kommt um so eine Flüssigkristalleinrichtung zu erhalten.

Die Parameter der so erhaltenen Flüssigkristalleinrichtung sind wie im Falle des Beispiels 1 In Tabelle 1 gezeigt. Unter Verwendung dieser Para meter ergibt die Ausrechnung der Gleichung |n_a-n_b| × S × t den Wert von 4,4.

Beispiel 3

Es wurde eine Flüssigkristalleinrichtung hergestellt mit einem Aufbau, welcher durch Kombination der Parameter in zu den Beispielen 1 und 2 und unterschiedlicher Weise erhalten wurde.

Ein nematischer Flüssigkristall der Bezeichnung E-49 (vertrieben von BDH) wurde mit einem oberflächenaktiven Mittel der Bezeichnung IGEPAL CO-610 (vertrieben von GAF) in einer Menge von 1 Gew.-% versetzt und die Mischung zu einem Latex auf Wasserbasis der Bezeichnung Neorez R-967 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name Polyvinyl Chemical Corp.), wel cher Latexteilchen in einer Menge von 40 Gew.-% enthielt, zugegeben, um so ein Flüssigkristallverhältnis von 0,75 zu erhalten. Die Mischung wurde dann unter Anwendung einer Homogenisiervorrichtung bei 12 000 U. min^-1 während 10 Minuten homogenisiert, um eine Emulsion zu erhalten. Dann wurde die Emulsion mit einem Vernetzungsmittel der Bezeichnung CX-100 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name Polyvinyl Chemical Corp.) in einer Menge von 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von R-967, unter langsamer Vermischung versetzt. Diese Mischung wurde unter An wendung eines Abstreifmessers auf einen ITO-Film eines PET, welches vorausgehend mit dem ITO-Film ausgebildet worden ist, aufbeschichtet und dann getrocknet. Die Dicke des Beschichtungsmaterials nach dem Trocknen betrug etwa 20 µm. Nach dem Trocknen des Beschichtungsmate rials wurde die PET-Folie mit einer anderen PET-Folie, die mit einem ITO- Film versehen worden ist, in der Weise laminiert, daß die ITO-Filmseite in Berührung mit dem oben genannten getrockneten Material kommt, um so eine Flüssigkristalleinrichtung zu erhalten.

Die Parameter der so erhaltenen Flüssigkristalleinrichtung sind in Tabelle 1 gezeigt. Unter Anwendung der Parameter ergibt die Ausrechnung der Gleichung |n_a-n_b| × S × t den Wert von 4,5.

Beispiel 4

Es wurde eine Flüssigkristalleinrichtung hergestellt mit einem Aufbau, welcher durch Kombinieren der Parameter in zu den Beispielen 1, 2 und 3 unterschiedlicher Weise erhalten wurde.

Ein nematischer Flüssigkristall der Bezeichnung ZLI-1840 (vertrieben von Merck Japan Ltd) wurde mit einem oberflächenaktiven Mittel der Bezeich nung IGEPAL CO-610 (vertrieben von GAF) in einer Menge von 0,5 Gew.% versetzt und die Mischung zu einem Latex auf Wasserbasis der Bezeich nung Neorez R-967 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name Polyvinyl Chemical Corp.), welcher Latexteilchen in einer Menge von 40 Gew.-% ent hielt, zugegeben, um so ein Flüssigkristallverhältnis von 0,62 zu erhalten. Die Mischung wurde dann unter Verwendung einer Homogenisiervorrich tung bei 14 000 U. min^-1 während 10 Minuten homogenisiert, um eine Emulsion zu erhalten. Dann wurde die Emulsion mit einem Vernetzungs mittel der Bezeichnung CX-100 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name Polyvinyl Chemical Corp.) in einer Menge von 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht von R-967, unter langsamer Vermischung versetzt. Diese Mi schung wurde auf einen ITO-Film eines PET, welches vorausgehend mit dem ITO-Film ausgebildet worden ist, unter Verwendung eines Abstreif messers aufbeschichtet und dann getrocknet. Die Dicke des Beschich tungsmaterials nach dem Trocknen betrug ungefähr 40 µm. Nach dem Trocken des Materials wurde die PET-Folie mit einer anderen PET-Folie welche mit einem ITO-Film ausgebildet worden ist, in der Weise laminiert, daß die ITO-Filmseite in Berührung mit dem oben genannten getrockneten Material kommt, um so eine Flüssigkristalleinrichtung zu erhalten.

Die Parameter der so erhaltenen Flüssigkristalleinrichtung sind wie im Falle des Beispiels 1 in Tabelle 1 gezeigt. Unter Verwendung der Parameter gibt die Ausrechnung der Gleichung |n_a-n_b| × S × t den Wert von 4,4.

Vergleichsbeispiel 1

Zum Vergleich mit der erfindungsgemäßen Flüssigkristalleinrichtung wurde eine Flüssigkristalleinrichtung hergestellt mit einem Aufbau, wel cher durch geeignete Kombination der in der JP-A-60-2 52 687 (korres pondierend zu US-A-49 92 201) beschriebenen Parameter erhalten wur de.

Ein nematischer Flüssigkristall der Bezeichnung ZLI-1840 (vertrieben von Merck Japan Ltd.) wurde mit einem oberflächenaktiven Mittel der Be zeichnung IGEPAL CO-610 (vertrieben von GAF) in einer Menge von 0,5 Gew.-% versetzt und die Mischung zu einem Latex auf Wasserbasis der Be zelchnung Neorez R-967 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name Poly vinyl Chemical Corp.), welcher Latexteilchen in einer Menge von 40 Gew.% enthielt, zugegeben, um so ein Flüssigkristallverhältnis von 0,62 zu er halten. Die Mischung wurde dann unter Anwendung einer Homogenisie rungsvorrichtung bei 7000 U. min^-1 während 10 Minuten homogenisiert, um eine Emulsion zu erhalten. Dann wurde die Emulsion mit einem Ver netzungsmittel der Bezeichnung CX-100 (vertrieben von ICI Resin Corp.; alter Name Polyvinyl Chemical Corp.) in einer Menge von 3 Gew.-%, bezo gen auf das Gewicht von R-967, unter langsamer Vermischung versetzt. Diese Mischung wurde auf einem ITO-Film eines PET, welches vorausge hend mit dem ITO-Film ausgebildet worden ist, unter Verwendung eines Abstreifmessers aufbeschichtet und dann getrocknet. Die Dicke des Be schichtungsmaterials nach der Trocknung betrug etwa 20 µm. Nach dem Trocknen des Materials wurde es mit einer anderen PET-Folie, welche mit einem ITO-Film versehen worden ist, in der Weise laminiert, daß die ITO-Filmseite in Berührung mit dem oben genannten getrockneten Material kommt, um so eine Flüssigkristalleinrichtung zu erhalten.

Die Parameter der so erhaltenen Flüssigkristalleinrichtung sind wie im Falle des Beispiels 1 in Tabelle 1 gezeigt. Unter Verwendung der Parameter gibt die Ausrechnung der Gleichung |n_a-n_b| × S × t den Wert von 1,50.

Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiel 1

Jede der in den Beispielen 1 bis 4 und in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Flüssigkristalleinrichtungen wurde bezüglich der Solarenergiedurchläs sigkeit unter den Bedingungen der Anlegung keiner Spannung (im Aus-Zustand) und der Anlegung keiner Spannung (im An-Zustand) gemäß JIS R 3106 überprüft,wobei auf Grundlage der gemessenen Werte jeweils ΔT berechnet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. In Ergänzung zu den obigen Ausführungen ist ΔT das variable Volumen der Solarstrah lungsenergiedurchlässigkeit und zeigt insbesondere den Unterschied zwi schen der Solarenergiedurchlässigkeit zwischen dem Aus-Zustand und dem An-Zustand an.

Tabelle 2

Aus Tabelle 2 wird ersichtlich, daß gemäß jedem Beispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem das Produkt aus |n_a-n_b| und (S×t), welches die Para meter der Flüssigkristalleinrichtung darstellen, 4, 2 oder mehr beträgt, der Kapseldurchmesser innerhalb des Bereichs von 0,5-3 µm, das Flüs sigkristallverhältnis innerhalb des Bereichs von 0,5-0,9 und die Dicke in nerhalb des Bereichs von 10-40 µm liegen, eine Flüssigkristalleinrich tung erhalten werden kann, welche eine Lichtmodulationsfunktion mit ΔT von 15% oder mehr aufweist.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Flüssigkristalleinrichtung in aus reichender Weise die Sichtbarkeit bzw. Wahrnehmbarkeit regulieren. Wie sich aus den Beispielen ergibt, ist es durch geeignete Kombination der Pa rameter, welche die Flüssigkristalleinrichtung aufbauen, möglich, die Lichtmodulationsfunktion der Solarenergiedurchlässigkeit zu verstär ken, verglichen mit der in herkömmlicher Weise erhaltenen Flüssigkri stalleinrichtung.

Claims

1. Flüssigkristalleinrichtung gekennzeichnet durch
ein Paar transparenter Träger (1),
transparente leitfähige Filme (2), die jeweils auf den inneren Oberflächen der transparenten Träger (1) angeordnet sind, und
eine ein Flüssigkristallmaterial (3) in Hohlräumen enthaltende Halte rungseinrichtung (4), welche zwischen den leitfähigen Filmen (2) angeord net ist,
wobei der durchschnittliche Brechungsindex (n_a) des Flüssigkristallma terials (3), der Brechungsindex (n_b) der Halterungseinrichtung (4), die Gesamtoberfläche (S) (µm^-1) der Hohlräume und der Abstand (t) (μm) zwi schen den transparenten leitfähigen Filmen (2) der folgenden Gleichung genügen: |n_a-n_b| × S × t 4,2.

2. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der durchschnittliche Durchmesser jedes Hohlraums mit Bezug auf einen wahren sphärischen Körper mit dem gleichen Volumen inner halb eines Bereichs von 0,5 bis 3 µm liegt.

3. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Volumenverhältnis des Flüssigkristallmaterials (3) zu dem Gesamtvolumen aus dem Flüssigkristallmaterial (3) und der Halterungs einrichtung (4) innerhalb eines Bereichs von 0,5 bis 0,9 liegt.

4. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Abstand zwischen den transparenten leitfähigen Filmen (2) innerhalb eines Bereichs von 10 bis 40 µm liegt.

5. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Flüssigkristallmaterial (3) einen nematischen Flüssigkristall umfaßt.

6. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Halterungseinrichtung (4) ein oberflächenaktives Mittel zu gegeben worden ist.

7. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Halterungseinrichtung (4) ein Vernetzungsmittel zugegeben worden ist.

8. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der transparente leitfähige Film (2) ein Indium-Zinn-Oxid um faßt.

9. Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Halterungseinrichtung (4) einen Latex umfaßt.