JPH02920A - 液晶装置を製造する方法 - 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】 本発明はディスプレイおよび、とくに大面積の、光学的
シャッタに使用されるような液晶装置を製造する方法に
関する。

公知の液晶ディスプレイは、２つの光透過シートたとえ
ばガラスまたはポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）の間
に挟持された、液晶層を備えている。

ＰＥＳ　は５ＴＡＢＡＲ（商標名）として市販されてい
る。液晶層の区域（たとえば絵画素）は光透過シート内
面上の透明導体によって表示され、電圧は液晶区域の分
子を整合するように加えられる。

分子再整合の効果は、たとえば、捩りネマティック（Ｔ
Ｎ）ディスプレイ、超模り双屈折効果（ＳＢＥ）ディス
プレイおよび表面安定強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）ディ
スプレイに利用されている。

捩りネマティックディスプレイにおいて電圧がかからな
いとき、液晶の光軸は光透過シートに平行である。シー
ト面は局部的光軸を固定するように処理され、そこで１
方のシートの境界における局部的光軸は、他方のシート
の境界における局部的光軸に対して直角をなす。局部的
光軸の方向はシート間で捩りをうける。偏光子が各シー
トに隣接して設置され、そこ透過する光の振動方向は隣
接する局部的光軸の配置と平行になる。捩りネマティッ
ク構造は偏光された光の振動方向を案内し、それは適当
な方向に偏光された層から出現し第２の偏光子を通る。

電圧が光透過シート内側の電極に加えられると、電界に
平行な光軸の配置はその捩り構造を失い、もはや偏光方
向に回転することはない。セルを通る偏光された光は第
２の偏光子を交差位Ｉで横切り吸収される。

超捩り双屈折効果ディスプレイも概ね同様に作用する。

液晶構造は１つの分子層から他の分子層間に自然の涙り
を含み、層の厚さは全捩りがたとえば２７０　’である
ように選択される。光透過シートは、配置がシートの共
通面に平行なＴＮディスプレイに比較して、分子配置に
対して傾斜角度を生ずるように、表面処理する必要があ
る。

５ＳＦＬＣデイスプレイにおいて、液晶は多層構造を備
えている。層は光透過シートの平面に垂直に配置されて
いる。ディスプレイはＴＮディスプレイのように両側に
１つづつの交差偏光子を備えている。′ａ、晶を通って
１つの極性の電圧を加えると、分子を偏光ベクトルが光
透過シートに垂直な方向を指すように配置する。そこで
分子軸線は偏光された光の振動方向に平行に配置される
。偏光された光は層を変化しないで通る単一の光学的に
通常のモードのみを励起し、第１偏光子と交差する第２
偏光子によって完全に吸収される。この分子形状は反対
の極性のハルスが石に加えられるまで変化しない。他の
状態において、分子はスメクティツク層内で再配置され
、同じ分子傾斜角度を維持し、偏光ベクトルは反対方向
を向く。もし、たとえば分子の傾斜角度が２２．５　”
であるならば、新しい配置において分子軸線は偏光され
た光の振動角度に対して最善の４５６となる。もし双屈
折性およびセルの厚さが正確に選択されるならば、液晶
はこの配置において半波遅延板として作用し、偏光され
た光の振動方向を９０″だけ有効に回転し、振動方向は
第２偏光子を通過する。

液晶層の液体的性質により光透過シートは離されなけれ
ばならない。シートがガラスである小さなディスプレイ
において、間隔は端部から設けられる。大きいディスプ
レイにおいて、または光透過シートがＰＥＳである場合
、間隔はシート全体に所々に必要である０間隔は装置の
種類により２ないし２０ミクロンである。

通常、間隔はセラミックビードによって設定され、たと
えば５ＳＦＬＣデイスプレイにおいてはアルミナビード
が使用される。直径の公差はＳＢＥおよび５ＳＦＬＣデ
イスプレイに対して約１０％である。

しかしながら、−層小さい公差、たとえば２％が望まし
い。

本発明の特徴を備えた液晶装置を製造する方法は、 ｆＭｌ　　硬化しうる液体から得られるリガメントを装
置の境界壁に形成しおよび第１シートに向って指向しリ
ガメントをそのま−またはその分散がら生ずる粒子とし
て堆積しうるようにすること、ｆｂ）　　第２シートを
第１シートに重ねて組立て堆積したリガメントまたは粒
子がシートの間隙を占めること、および （Ｃ）　　液晶材料を塗布してそれが堆積したリガメン
トまたは粒子の間隙に？Ｊｊ！透することの各工程を含
んでいる。

本発明の第２の特徴を備えた液体ディスプレイ装置を製
造する方法は、硬化しうる液体を、該液体を静電噴霧ヘ
ッドの噴霧場所に供給すること、前記液体を導電性また
は半導電性液体接触面を通して電気的に接触すること、
液体接触面を基準面に対して１つの極性の高電圧に荷電
して、噴霧場所における電界強度をその噴霧場所におい
て十分に増強し液体が静電気力によって圧倒的に少くと
も１つの円錐に引付けられそこから対応するリガメント
がシートの一面に向って繰出され、シートに衝突する際
、液体はシートを湿潤しかつそこに接着し飛行中その直
径に比較してかなりの厚さに達することを含んでいる。

液体をリガメントの形式でシート上に載置することがで
きる。しかしながら、これは回折を生じ、回折を回避す
る場合にはリガメントを荷電粒子に破砕させることが−
ｊ！”ｌ’１ｆｆｉである。

粒子は、液体の粘弾性が強すぎないとすれば、大きさが
ほとんど同じである。粘弾性がまったくない場合、１つ
の基本的大きさの粒子がもっばら作られる。粘弾性は多
数の基本的大きさを有する粒子を製造する傾向がある。

しかして真の液体には基礎的大きさの粒子とともに２倍
の容積の少くともいくつかの粒子を製造する傾向がある
。しかしながら、製造されたスペーサの厚さにおける効
果は大きくない、容積を倍にすることは粒子の直径を（
飛行中に）２０％だけ増大するに過ぎない。

しかしながら、２倍の容積の粒子は２倍の電荷を有し高
い衝突速度を生ずる。一定の衝突速度において大きい粒
子は大きいモーメンタムを有する。

それらのすべては光透過シートに衝突するとき大きい粒
子を大きく平坦化する。

工程は液体を飛行中処理して硬化を開始することを含む
のが有利である。

飛行中の硬化の開始は、噴霧されたとき、液体が比較的
小さい、たとえば２００センチストークス（好ましくは
１００センチストークス）までの粘度を有するが、液体
は、光透過シートに衝突するときシートとの衝突に係わ
らずかなりのい厚さを保持するのに十分な大きい粘度を
もつのが好ましい。

もし粒子が衝撃のときなお荷電されているならば、衝突
速度を１ないし５　ｍ／ｓの範囲にすることができるこ
とが必要である。実際、液体は衝突の際実際硬化されシ
ートに接着する粘った面をもつことができる。

本発明を実施する１実施例において、液体の硬化はシー
トを一緒に組立てた後完了し、液体は両方のシートに、
接着する。

さもなくば、液体の硬化はシートを一緒に組立てる前に
完了する。この変型において、第２液体は前記工程によ
りシートの１面または他面に向って噴射され、第２液体
は硬化して感圧接着剤を形成する。第２液体は飛行中処
理されて硬化を開始し、シートとの衝突の際第２液体は
シートを湿潤しかつそこに接着してスペーサの厚さより
厚い厚さを保持する。シートはついで組立てられ前記接
着剤はシートをスペーサによって決定される間隔で一緒
に保持する。

別の変型において、第２のまたは同じ硬化しうる液体が
前記工程によりシートの一面または他面に向って噴射さ
れ、飛行中処理されて硬化を開始し、シートとの衝突の
際液体はシートを湿潤しかつそこに接着し硬化したとき
スペーサの厚さより厚い厚さを保持する。シートは組合
され前記第２のまたは同じ液体の硬化が完了しシートを
スペーサによって決定された間隔で一緒に保持する。

光学的シャッタに使用する公知の液晶装置の型式におい
て、電界を感知する液晶材料（たとえば正負の誘電異方
性を有する材料）の薄層が、２電極間に設置され、異っ
た電位が電極を通して加えられるとき発生した電界を変
化し、液晶の配置状態、たとえば加えられた電界に平行
な平面における配置とその平面に垂直な配置との間の配
置状態を変化するのに役立つ。

そのような配置状態の変化は液晶材料の有効屈折率、お
よび組成における多色染料の吸収平面を変化することが
できる。しかして電界が変化するとき装置において観察
される効果は、たとえば、色吸収状態と明瞭な透明状態
との間に変化し、色は多色染料による光の吸収のためで
ある。いずれの場合も、適当な透明な壁を装置の両側に
使用することにより、透過装置として使用され光は他側
から加えられた電界に依存する程度に出現し、散乱され
またはそこを通るとき吸収されるか、もしくは反対側の
面で反射させることにより反射モードで使用することが
できる。

従来、液晶は端部の周囲をシールされてセルを形成した
２枚のガラス板の間に囲まれたが、最近は液晶を包囲す
るため一層可撓性の材料が注目され、１つの提案は、た
とえばフランス特許筒３１３９５３７号に開示された、
ポリビニールアルコールのようなポリマ材料のマトリッ
クスに液晶を粒子として収容することである。この提案
の１つの欠点は、液晶装置を１つの状Ｌｉ（たとえば不
透明状態）から他の状／Ｌｉ（たとえば、透明状Ｈ）に
変化するために加えなければならない電圧が、電圧の一
部がマトリックス材料を通って降下するため、比較的高
いことである。

本発明の特徴によれば、本発明の前記第２の特徴を備え
た液晶装置を製造する方法は、メマティツク、スメクテ
イツクＡまたはコレステリックのような適当な型の液晶
が使用されるとき、堆積したリガメントまたは粒子の面
は、電界または磁界が加えられないとき整合し、この状
態において、液晶分子の導波器は液晶材料本体を通る異
った整合軸線を有し、無秩序な液晶配置の拡散密度が電
界停止状態で促進され異った液晶状態間の切換えが、リ
ガメントまたは粒子によって与えられる面の整合の効果
が、電界が除去されるとき液晶分子を積極的に再配置す
る駆動力を生ずるため、電界の加除に応じて促進される
。

液晶材料はリガメントまたは、粒子が構成される材料の
屈折率にほゞ適合する普通の屈折率をもつことが便利で
ある。実施例において、液晶材料および粒子またはリガ
メントが囲まれる少くとも１つの境界壁は、リガメント
または粒子が構成される材料の屈折率、そしてまた液晶
材料の通常の屈折率とは一適合する、屈折率を有する。

リガメントまたは粒子が構成される材料は境界壁が構成
される材料と同じである。液晶材料は多色染料を含むこ
とができる。

そのようなリガメントは堆積して液晶材料層によってｉ
３遇される骨格繊維構造を形成する。繊維構造は境界壁
間のスペーサ装置として作用するように配置され、さも
なくば、境界壁は繊維構造とは別のスペーサ装置によっ
て離して保持される。

繊維は好ましくは５ミクロン以下、−層好ましいのはミ
クロン以下の平均直径をもっている。

好ましくは繊維の大部分はその長さの大部分に亘って境
界壁には−゛平行なる。とくに好ましいのは、繊維の３
０％以上でない部分が、境界層の垂直方向に対して、３
０”以下の角度で、−屡好ましいのは４５６以下の角度
で配置されることである。

液晶層および繊維構造全体の厚さは、代表的には１〜４
０ミクロンであり、一方これは囲まれた液晶粒子に基づ
く装置が達成したものより薄くすることかでき、良い対
照がそのような薄い装置によって達成され、上記再配置
を促進するのに貢献しうるものと信じられる。

液晶／繊維構造層は２つの全体的に平行な境界壁の間に
囲まれている。本発明の実施例において、繊維構造は最
初境界壁の間に囲まれ、ついで液晶材料が繊維構造内に
、たとえば液晶材料を１つ以上の点において繊維構造／
境界壁集合体の端部に沿って導入することにより引続い
て導入され、この場合、繊維構造は、ウィックとして、
繊維構造のは一全体に亘って液晶が分布するのを助ける
ように作用する。

別の実施例において、繊維構造は境界壁の１つを構成す
る材料層の１つの上に堆積し、液晶が繊維構造に塗布さ
れてその空隙を充填し、第２境界層がその後、たとえば
積層作業によって、組合され液晶浸漬繊維構造を包囲す
る。。繊維構造への液晶の塗布は、たとえば、液晶を繊
維構造上に噴霧する被覆装置によって実施され、繊維構
造はその間液晶槽内に浸漬する回転ローラによって露出
される。変型として、液晶は噴霧により露出繊維構造に
塗布される。

好ましい方法によれば、繊維構造は境界壁の組立て前に
、前記１つの境界層の上に繊維を紡糸してマットを形成
することにより、境界壁の１つの上にその場で形成され
る。紡糸は適当な技術、たとえば静電、遠心または混打
紡糸によって実施される。

たとえば、静電紡糸は繊維を均一に分配するため繊維が
堆積する境界層に平行な平面内においてほ＼゛ランダム
分配される。

繊維は溶融紡糸することができるが、好ましくは液晶材
料に対して化学的に不活性の繊維形成ポリマ溶液から紡
糸される。このようにして製造された繊維マットの構造
は、前の場合には繊維が両端に落下するとき配置条件に
よってなお軟質であるように、また後の場合には、それ
らがある溶剤を含むように、安定化することができる。

飛行中央くとも部分的に硬化する繊維形成材料は、開放
空気または他の周囲のガスと接触するか、または熱また
は放射線、たとえば、紫外線を加えることにより、もし
くは紡糸中成応性前駆物質を混合することにより使用す
ることができ、また得られたマットの安定化は硬化が完
了する前に繊維に接触することによって達成することが
できる。繊維自体の間の溶解または接合は全体的に膠ま
たは他の接合剤を塗布して緩く形成されたマットするこ
とが好ましく、このマットはある用途に対しては有用で
ある。溶融紡糸に対して一般的に適当なポリマはポリビ
ニールアルコール（ＰＶＡ）およびポリビニールブチラ
ルであり、たとえばＰＶＡ　は水／イソブチルアルコー
ル混合物溶液から噴射され、大部分の普通の液晶に化学
的に不活性なマットを製造することができる。

そのようなポリマは、繊維の屈折率がはソ使用される通
常の液晶材料の屈折率に適合するような組成をもつよう
に選択される。

リガメントが堆積して繊維構造を作る本発明の１実施例
において、横に３インチのインジウム錫オキサイド（Ｉ
ＴＯ）によって被覆され透明導電層を形成する、ガラス
スライドはＴＴＯ層上に静電的に直接紡糸したポリビニ
ールアルコール繊維によってカバーされる。使用される
単一の静電噴霧ノズルは、下端の点まで傾斜する中央導
電コアを備え、突出したコアの先端を通る下端に孔を有
する絶縁外側ケースに囲まれている。ケースはコアから
離れて環状通路を形成し、そこを噴霧液が尖ったコアの
下端に供給される。

ノズルの尖った端部は接地トレー上方約２００ｆｌに設
定される。通常迅速な噴霧雲の拡散は、直径約３００鶴
のナイロン絶縁ワイヤの円筒状ケージに噴霧することに
よって制御され、接地に対して高電圧にかつノズルコア
に塗布されたのと同じ極性に保持される。

噴霧液は６０：４０の水：イソプロパノール混合物への
ポリビニルアルコールＣ分子１１２５０００）３．５％
溶液であり、この溶液は２　ｍｌ／ｈｒの流量でノズル
に供給され、ノズル電圧は＋２３にνでケージ電圧は＋
６ｙであった。この結果噴霧トレーにおける痕跡直径は
は＼　２００ＩＩＩＩ１１であった。

装置を準備するため、被覆されたスライドは接地された
金属シート上に設置され、それらのＩＴＯ被覆スライド
は最上端でノズルからの噴霧をうけいれる。すでに開始
された噴霧によって、スライドは噴霧トレーを横切って
噴霧区域に動かされ、所要時間成形繊維マットとして残
される。マットの厚さの範囲は、噴霧条件を一定にして
、噴霧時間を２．５ないし１５分に変化することにより
堆積される。

堆積した繊維マットのあるものは、１００倍の倍率で検
査され、繊維はきわめて薄く、は＼°直線に見えミクロ
ン以下の直径のものであった。それらは層の平面にラン
ダムに配置されているように見えた。これらの実験で、
マットの構造を通して繊維の他に多数の小粒子を含み、
その粒子は繊維におけるポリマの局部的蓄積によって形
成され横に約３〜５ミクロンであった。そのような粒子
は、繊維マットまたは溝遺体がスペーサとして作用する
必要があるとき境界層間の隔離機能を生ずる。

装置を完成するため、多量のＭｅｒｃｋ　ＺＬｌ　１２
８９ネマテイツク液晶がマット上に設置され、その中に
迅速に吸収された。別のＩＴＯ被覆ガラススライドがそ
の［ＴＯ被被覆充填されたマットに向けて、頂部に置か
れた。全集合体は一緒にクリップ止めされ、５００ＶＡ
Ｃｔ　Ｈに２つのスライドの導電被覆を接続し。

て測定された。

約１０ミクロンの厚さをもつ液晶層を有する装置による
装置を通る光の散乱は、電界の有無により、１０％より
小さいかまたは９０％より大きかった。

以下、本発明を図面に基づいてさらに詳細に説明する。

第１図において、装置はローラ８上を走行するコンベヤ
４のベルト６に向いた静電噴霧ヘッド２を有する。使用
中光透過材料たとえばガラスまたはＰＥＳのシートはコ
ンベヤ上で噴霧ヘッドを通過する。

噴霧ヘッドは第２図にさらに詳細に断面図で示されてい
る。噴霧ヘッドは全体的に一定断面積を有する線型であ
る。噴霧ヘッドはＴＵＦＮＯＬ　（登録商標）のような
絶縁材料または半導電材料から作られる。噴霧される液
体は１つ以上の通路１０を通してギヤラリ１２に供給さ
れる。ギヤラリ１２は液体を端部１６の形式の噴霧場所
の中心と連通ずる溝１４に分配する。４は当然２つの側
面を有するが、静電効果は一端の効果である。すなわち
リガメントの１ｋｌだけが中心に形成される。効果が両
端であれば、リガメントは溝両側の“端部１に発生ずる
。

噴霧端１６における溝１４の出口付近には導電性または
半導電性材料の条片が設置され、その表面上を液体が噴
霧端１６との間に通過する。導電性または半導電性表面
１８は高電圧供給導線１０Ｉを通して高電圧発生機２４
の高出力端子２２の１つに接続されている。高電圧発生
機の別の中間電圧または接地出力端子２６は、コンベヤ
後方の基準面２８に接続され、その上に噴霧されるシー
トが設置される。任意の鋭い放電電極４０は下記に記載
する。

使用中、基準面上方の噴霧されるシートと端部１６に到
達する液体との間に電界が形成される。

端部１６は十分なまでに鋭利であり、高電圧発生機によ
って発生した電圧と組合わされて、強い電界を形成する
０面１８が基準面に対して正電位をもつとすると、負電
荷は導電性または半導電性表面と接触した液体から透過
され、全正電荷は液体に逃げる。端部１６における液体
／空気境界線の電界は十分に強く、液体は端部１６に沿
って離れたリガメントに引付けられる。

液体は正に荷電され、負電荷は導電性表面１８によって
透過され、液体の全正電荷は逃げる。液体の電荷は液体
の表面張力に打ち勝つ静電反発力を生じ、端部１６に沿
って間をおいて液体の円錐を形成する。各円錐先端から
リガメントが発生する。端部１６からある距離において
、機械的力がリガメントをほとんど同じ大きさの荷電粒
子に分散する。形成されるリガメントの数は、液体流量
にまた電界強度、なかんずく液体の抵抗率および粘性の
ような他の要因に依存する。電圧および流量を一定に制
御するすべての他のものはリガメントの数を制御し、そ
こで粒子の大きさをほとんど同じ大きさに制御すること
ができる。導電性または半導電性表面１８と端部１６と
の距離を、噴霧される液体の抵抗性に対して適当な大き
さにすることが必要であることが分った。またもし、一
定の間隔では液体の抵抗性が大きすぎると噴霧は発生せ
ず、また反対に特殊な抵抗性に対しては間隔が余りにも
大きすぎる。その理由は、導電性または半導電性表面上
方を通過するとき荷電される液体に加えて、端部１６に
おいて液体から電荷の透過が行われることである。この
通路の抵抗性はそこを通る電圧降下が端部１６における
電圧を霧化力を生ずるには低すぎる程に大きくすべきで
ない。

したがって、端部１６と導電性または半導電性表面１８
の間の距離は、使用される液体の抵抗性を十分に小さく
することができる。また表面に対して適当な位置を、た
とえばＩ　Ｏ’　〜１０”ｏｈｍ　ｃｍの範囲の抵抗率
を有する液体を噴霧するときでさえも、発見しうろこと
が分った。

噴霧ヘッド２は室３０内に向いている。飛行中の粒子を
処理するため紫外輻射線源の型式の装置が設けられてい
る。線［３６は粒子をクォーツ窓３４を通して照射する
。装置は液体粒子を堆積するため使用され、そこで飛行
中の処理の結果として硬化がすでに開始されている。も
し噴霧される液体がきわめて速く硬化するならば、リガ
メントを紫外線に当てないように遮蔽することが必要に
なる。

線源３６は、他の電磁輻射源または飛行中の粒子をガス
または触媒蒸気と混合する装置と置換することもできる
。他の実施例においては、他の液体に対して紫外線源を
適当な電磁輻射線源、たとえば可視光線、赤外線、マイ
クロ波、無線波等によって置換することができる。

唯１つの噴霧ヘッドが図示されているが、明らかに多数
のヘッドを同じ室内で使用することができる。さらに、
噴霧ヘッドの形状は線型以外のもとすることもできる。

たとえば、もしきわめて低い出力が必要ならば、噴霧ヘ
ッドは単一の導電性毛細管のような単一のリガメントを
発生する装置を備えることができる。高出力を生ずる別
の型式は環状噴霧ヘッドであって、たとえば、第２図は
環状リングの一側を通る断面図である。

静電噴霧を発生するのに必要な電圧を低下するため、基
準面は噴霧ヘッドに隣接した電界調節電極３日を備える
ことができる。電界調節電極は主として導電性または半
導電性材料から作られ、図示のように表面２８と同じ電
位にされるかまたはある中間電位にされる。該または各
電界調節電極がは表面２８より噴霧ヘッドの一層近くに
あるため、それらの間の電位差を小さくして静電噴霧を
誘起するような低い電位差を発生することが必要である
。電界調節電極に対して噴霧される液体がほとんどその
上に堆積しないような位置が見出された。噴霧ヘッドと
シートとの間の電界の作用により、コンベヤ６によって
運ばれるシート上にほとんどすべての噴霧物は堆積する
。線型噴霧ヘッドの場合、２つの線型電極３８が設けら
れ、それらは噴霧端部１６の両側に１つづつかつそれに
平行に延長する。単一の毛細管または環状噴霧ヘッドの
場合、電極３８は噴霧ヘッドを囲むリングである。

別の型式において、ガスまたは蒸気触媒が入口５６から
室３０に導入される。

もし２成分液体を噴霧しようとするならば、第３および
４図に断面で示された噴霧ヘッドを使用するのが有利で
ある。第４図に示すように、噴霧ヘッドは、液体成分に
対して一つづつ、２つの溝１４ａＳ　１４ｂを有する。

溝１４ａ、１４ｂの出口は平行であるが、噴霧端部１６
から離れている。

各溝１４ａ、１４ｂにおける液体成分は導電性または半
導電性条片の表面１８ａまたは１８ｂ上を通り、条片は
高電圧発生機２４の出力に接続されている。２つの液体
成分は溝１４ａ、１４ｂを出て外面５８ａ、５８ｂに達
し、そこで分離したままとなる。成分は噴霧端部におい
てだけ会合し、そこで形成される円錐およびリガメント
は両成分を含んでいる。リガメントにおいて成分は、粒
子がリガメントから分離するとき、とくに十分には混合
しないけれども、成分を混合する、いくつかの強力な振
動を行うものと考えられる。説明がどうであろうとも、
成分は粒子において十分よく混合され硬化が行われる。

第３図に示す噴霧ヘッドは端部１６に導電性または半導
電性表面に接触する液体を有する。すなわち端部は導電
性または半導電性材料で形成される。

他の変型において、３ないし４成分液体が使用され、各
液体は共通きょ端部に供給されるが、噴霧ヘッド外部の
他の成分と会合するだけである。

しかして、噴霧端部の中心溝は、第２図に示すように、
第３の液体成分を供給することができる。

別の液体成分は第３および４図の外面６０ａおよび６０
ｂ上の別の溝を通って供給することができる。

噴霧量および粒子サイズの均一性はとくに２つの要因に
敏感である。

噴霧端部１６が平坦であるとき、ある流量において、形
成されるリガメントの数は端部の電界強度に依存する。

電界強度が増加するにつれてリガメントの数も増加する
。同じ全流量においてリガメントの数が増加するにつれ
て、各リガメントが一層微細になり粒子が一層小さく分
散される効果を奏する。

ガスまたは蒸気触媒の供給は、均一な大きさの粒子が生
ずるリガメントを混乱または破壊する。

全体的に、粒子サイズの制御は改善され、とくにこれら
の２つの要因に対する感度は第５図に示すような離れた
先端を形成された噴霧ヘッドの使用により低下する。先
端はこの実施例では歯７２によって形成される。歯７２
はプラスチックまたは半導電性材料の本体部材７４に形
成される。噴霧される液体は（図示しない〕入口を通っ
て本体７４の液体分配ギヤラリ１２に供給される。閉鎖
板７６は本体部材７４から離され、ガスケット７８によ
って本体部分７４にシールされる。ガスケットは歯７２
に隣接した側において開放し、本体部材７４と閉鎖板７
６の間で直線溝１４を形成している。ガスケットは、通
路８０が液体を分配ギヤラリ１２から溝１４に供給する
ような、形状にされている。溝１４の口から上流に、導
電性または半導電性条片１８が本体部材４２内に挿入さ
れ液体接触面を形成している。条片１８は高電圧供給源
（第５図には図示せず）高電圧出力に接続され噴霧が起
るように液体に荷電する。使用中、各歯７２の先端にお
ける電界強度は、リガメントを発生するのに十分である
が、歯７２間の電界強度はリガメントを発生するのに十
分ではない。この状態は高電圧発生機によって供給され
る電圧範囲に亘って得られ、電圧変動に対する粒子サイ
ズの感度を低下する。各リガメントがとくに物理的先端
、歯の先端に設置されるため、噴霧ヘッドを通る空気ま
たはガス流による擾乱が少ない。

第６図は全体的に閉塞されることの少ない頑丈な形式の
ノズルを示す。第６図に示すノズルは、絶縁プラスチッ
ク材料から作られ、一端１５６に沿って歯１１２を有す
る、槽１５４の型式のものである。槽底部の溝１５７は
各歯１１２の先端に連通している。使用中、槽は噴霧さ
れる液体１５８を端部１５６に近い高さまで充填される
。

高さは液体の連続的供給によって維持され、余分は（図
示しない）溢流路を通って戻され再循環される。導電面
が、図示の実施例において、供給源２４の高圧出力源２
２接続されるワイヤ１６０によって設けられる。ワイヤ
１６０への高電圧の透過は液体１５８に荷電し、生じた
電界は歯１１２に向ってそれを推進する。液体が歯１１
２をカバーするとき、歯の頂部における電界強度は十分
に強く液体はリガメントとして噴霧され前記のように粒
子に分散する。この実施例は、噴霧が高電圧供給源の遮
断によって停止されるとき後漏りしない利点を有する。

第７図には第１図の装置で処理される光透過シート２０
２が示されている。シートは、ＰＥＳである。別の材料
はガラスである。シート上面は透明導電材料２０４のパ
ターンであり、組立てられたディスプレイの向合ったシ
ート上の透明な導電材料の被覆により、液晶の電気的に
応力を加えられる区域を画定している。導体用の適当な
材料はインジウム錫オキサイドである。図示のシートは
第１図の装置で処理され、その面に粒子のランダムの列
を有する。粒子が静電噴霧から電荷をうけるときに行わ
れるように、粒子が物体にかなりの速度で衝突するとき
、粒子は粘性が小さければ薄い層となって拡散する。全
体的に、液晶ディスプレイを隔てるのに有用な大きさ、
たとえば２〜２０ミクロンの範囲の粒子を製造するため
、静電噴霧ヘッドは小さい粘性を必要とする。

球として作用するため、粒子は硬化されて固体となる液
体である必要はなく、またこの問題点を克服するため、
硬化は飛行中たとえば図示のように紫外線に露出するこ
とにより、開始される。粒子が標的に衝突するときまで
に、それらは十分な粘性をもち、飛行中直径の大部分で
ある厚さを維持する。粒子は硬化したときそこに接着す
るようにシートを湿潤する。さもなくば、粒子はシート
に接着するため粘着性表面をもつならばほとんど固体に
まで硬化する。

第８図に示す組立てられたディスプレイは、シー）２０
２とＰＥＳ　１７）第２シート３０２との間に挟持され
た液晶３０６を備え、その上に透明な導電体３０４の（
たとえばパターン状の）コーティングを有し、導電体３
０４は層２０４によってアドレスされる液晶区域を画定
する。

粒子は組立前に完全に硬化される。さもなくば、粒子は
部分的に硬化され、たとえばシート３０２に接着しうる
粘着面仕上げを残す。この場合ディスプレイはスペーサ
によって一緒に保持され、硬化は組立後完了する。

第９図に示すスペーサの実施例において、粒子２０６は
塗布されかつ硬化され、ついで第２のランダムなパター
ンの離れた粒子が同じ方法で塗布される。大きい厚さは
大きい粒子を噴霧することにより、または粒子を粘性の
大きい液体を使用することにより衝突の際拡散を少なく
するか、または液体を飛行中−層十分に硬化して衝突の
際−層大きい粘性を得るか、または粒子の電荷を少なく
することによって達成することができる。液体は第１番
目のものと同じで、その場合粒子４０２はディスプレイ
が組立てられるまでは完全には硬化されない。第１０図
に示すように、シートは一諸に押付けられ、シート３０
２が硬化した粒子２０６に接触するまで、部分的に硬化
した粒子４０２と一緒に変形される。

さもなければ、第２の液体が硬化して感圧接着剤を形成
することができる。この場合シート３０２および２０２
は、スペーサ粒子２０６が第１０図に示すようにシート
３０２に接触するまで、−緒に押付けられる。静電噴霧
によって製造された荷電粒子の特徴の１つは、それらが
反対の電荷または接地電位の面に向って高度に可動性で
あることである。この特徴は材料がコンベヤ８上のシー
トへ確実に堆積するために使用することができる。しか
しながら、高度の可動性は問題を生じた。

とくに、粒子がシートに達する前の飛行時間を減少し、
粒子がシートに衝突する前に硬化し始めなければならな
い時間を減少する。

必要に応じて、装置は噴霧を放電し飛行時間を延長する
装置を備えることができる。

噴霧ヘッドから下流に離れて２つの鋭い放電電極４０が
設けられている。放電電極は粒子の飛行通路の外に設け
られるが、飛行通路に対して内向きでいる。噴霧ヘッド
が線型である場合、放電電極もまた線型であって鋭い波
状端部４１を有する。

変型は炭素繊維ブラシを使用している。場合がある適当
に位置した単一の電極を設けるだけで十分である。電界
調節電極、遮蔽電極３８は噴霧ヘッドと放電電極との間
に設けられる。高電圧発生機２４は遮蔽電極３８に接続
された基準出力４４を有する。噴霧ヘッド（すなわち噴
霧ヘッドの液体接触面）は遮蔽電極３８に対して１つの
極性の発生機から高電圧出力４６に接続されている。放
電電極４０は、遮蔽電極に対して他の極性の、発生機の
高電圧出力４８に接続されている。しかして、出力４６
は遮蔽電極４４に対して正とすることができ、−力出力
４８は負となる。

遮蔽電極３８の上記機能の１つは、鋭い噴霧端部の形式
の噴霧箇所によって、噴霧ヘッド２から静電噴霧を誘起
するのに十分な電界強度を画定することである。

遮蔽電極３８は噴霧ヘッド２に整合しかつ、リガメント
が遮蔽電極の前後で分散するのに応じて、リガメントま
たは粒子が通過するのに十分な大きさのオリフィス５０
を有し、遮蔽後方で粒子の噴霧を生ずる。もしオリフィ
スが小さ過ぎれば、粒子またはリガメントは遮蔽電極に
堆積する。小オリフィスは本発明装置において下記に説
明する理由から必要である。

それらの飛行時間を延長するため、オリフィス１４を通
る粒子は放電される。これは放電電極４０にによって実
施される。放電電極４０はコロナ放電を生ずるように、
遮蔽電極３８に対して十分高い電圧で付勢される。その
ようにして発生された負イオンは、オリフィス５ｏを通
って排出する噴霧中の粒子を放電する。

荷電粒子と放電粒子との区別はきわめて明瞭に見分けら
れる。噴霧中で荷電されたま−の粒子は予想通路におい
てきわめて可動的である。放電粒子は、僅かな空気流で
動きが予想できない雲または煙をなしている。遮蔽電極
の効果は、放電電極の電圧がイオン放電を生ずるのに不
十分な電圧から増大する際に起ることを考慮することに
よって、理解することができる。

そのまたは各リガメントは、粒子に分散し円錐によって
はり結合された噴霧に分離する。噴霧によって、荷電粒
子は予想通路内で全体的に接地または反対極性の面に向
って高度に可動性となる。

闇値において、電圧は、放電電極の鋭い先端の周囲の電
界強度が周囲の空気をイオン化し自由負イオンを残すの
に十分に高い。これらは放電電極先端周囲の区域取り囲
む粒子を放電する。放電した粒子は容易に可視的に特定
することができる。これらは予想しうる可動性を失い、
荷電粒子とはきわめてはっきり異る漂う煙となる。電圧
が増大すると粒子はさらに別の放電電極から放電され、
噴霧の大部分は放電する。電極に加えられる電圧が十分
に高いと、放電電極の境界は噴霧円錐の端部に達し、噴
霧は完全に放電される。不都合なことに、この点に遮′
ｔｉ電極がないため、コロナが制御不能にリガメントの
基部において円錐に、または噴霧端部１６自体に引付け
られ、円錐を放電する。

その表面張力に打ち勝って円錐を形成しかつそこからリ
ガメントを排斥する液体の電荷のため、円錐の放電は噴
霧を破壊する。

遮蔽電極３８は噴霧端部１６および液体円錐をコロナか
ら遮蔽するように配置され、噴霧中のすべての粒子が円
錐を放電する危険なしに、放電することができるように
なっている。これを達成するため、オリフィス５０は大
き過ぎてはならず、さもなければコロナは貫通するであ
ろう、上記のように、オリフィスは小さ過ぎてもならず
、さもなければ粒子はオリフィスを通って噴霧せず遮蔽
電極上に堆積するであろう。これらの相反する要求をオ
リフィスが同時に大きすぎもぜずまた小さすぎもしない
ように、釣合わせることが完全に可能である。噴霧の完
全な放電は放電電極４ｏの位置およびそこに加えられる
電圧の調節により確保することができる。

遮蔽電極の全寸法は、コロナが各リガメント底部の液体
円錐または電極外周の噴霧端に達するのを防止するのに
十分でなければならない。遮蔽電極３８は金属とするこ
とができるが、そのような良導体とすることが必要では
ない。必要なことは、遮蔽電極が十分に導電性で、イオ
ン放電によって蓄積するいかなる電荷をも十分に放電す
ることである。放電した粒子は、大きさ、密度および空
気運動に応じてゆっくりと装置内で下方に落下する。

装置が光透過制御、たとえば光学的シャッタとして使用
することを意図している場合、粒子はスペーサとして作
用することに加えて曲面を形成するように作用し、適当
な液晶材料の分子、たとえばネマティック、コレステリ
ックまたはその組合わせは、電荷の加えられない場合整
合し、この状態で液晶分子はそれらの軸線を広い範囲の
方向に向は入射光を散乱する。電界が加えられると、液
晶の方向は電界に対して全体的に平行関係に整合して相
対的に光の透過を最少にする。

粒子として堆積する代わりに、噴霧された材料はリガメ
ントとして堆積して第１１ないし１３図を基づいて説明
するような繊維を形成する。

第１１図において、ディスプレイパネル５１０は上下の
透明な境界層５１１および５１１を有し、それらはたと
えば可撓性プラスチック材料たとえばＰＥＳから成り、
その連続面はインジウム錫オキサイドのような透明な導
電性材料の層５１３．５１４を有する。境界層５１１お
よび５１３は骨格繊維構造５１５によって隔離され、そ
の交差繊維（第１２図参照）は液晶によって充填される
無数の空隙を画定し、境界層間の空間は液晶層によって
専有されその中に繊維構造５１５が実際浸漬される。

繊維構造５１５はここに記載した織成技術によって創造
される。ある場合、境界壁および繊維は同・し材料から
成っている。通常繊維はミクロン以下の大きさの平均直
径を有する。繊維の大部分はそれらの縦軸線をはソ境界
層５１１．５１２に平行な平面に有し、繊維および液晶
分子間に起る前記面の相互作用は、液晶分子の軸線をは
一′境界層に平行にしたがってパネル５１０を通る光の
透過方向Ａに垂直に整合させる。

電界が導電層５１３．５１４によってパネルに加えられ
、電界がパネル平面に垂直になるとき、液晶分子は加え
られた電界、したがって光の透過方向Ａに整合し、この
状態において、液晶／ｍ維構造はは一゛透明となる。加
えられた電界が除去さされると、液晶分子はそれらの軸
線がパネルの平面と全体的に平行になる状態に再配置さ
れ、これが起る速度は繊維構造のため促進され、それに
より透明状態と光散乱状態との間の迅速な切換えが可能
になる。

液晶によって専有される空隙が閉鎖孔の型式でないため
電極層５１３．５１４の間の液晶を通る（ある程度ラビ
リンスとして作用する）導電通路が存在し、それらは繊
維によって阻止されず、単位容積当たりの繊維密度はい
ずれにしても低く、散乱状態から透明状態への切換えは
比較的低電圧で達成される。第１３図は静電紡糸の使用
を含む上記特殊な方法を使用してなされた装置に対する
、散乱／ヘーズに対する電圧変化を示す。ヘーズのレベ
ルは比較的狭い電圧範囲に対して迅速に低下する。

また、繊維構造の存在によって生ずる液晶の再配置の促
進のため、少ない量の液晶の使用を達成することができ
、薄いパネルの使用および経費の低下を可能にする。

ポリマの分子量および溶液中の濃度の適切な制御によっ
て、繊維は、第１２Ａ図に示すように繊維が局部的に増
大されるかまたはその長さ方向にポリマの６００以上に
拡大されたノジュールを有する。これらの拡大されたノ
ジュール６００は直径がミクロン程度の、たとえば３〜
５ミクロンであり、一方それらを連結する繊維の長さは
通常ミクロン以下の直径である。プロップはもし望むな
らば境界壁のスペーサとして作用することができ、繊維
とともに、それらは液晶分子が電界停止状態で整合しう
る面を形成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は光透過材料のシートにスペーサを塗布する装置
の断面図。 第２．３および４図は第１図の装置に使用しうる変型噴
霧ヘッドを通る略図的断面図。 第５図はさらに変型噴霧ヘウド部分断面斜視図。 第６図はなお別の噴霧ヘッドの斜視図。 第７図は第１図の装置を備え本発明の方法によって製造
されたスペーサを有する光透過シートを通る断面図。 第８図は第７図のシートと組立られた液晶ディスプレイ
を通る断面図。 第９図は感圧接着剤の粒子を有する第８図と同様の断面
図。 第１０図は第９図のシートと組立られた液晶ディスプレ
イを通る断面図。 壁の一つに平行な平面における繊維の分布を示す線図的
平面図。 第１３図はヘーズと加えられた電界との間の関係を示す
線図。 ２・−・噴霧ヘッド、　　１　（１−液体通路、１２−
聞ギャラリ、１４−・・・溝、　　１６−−−−噴霧端
、１８−曲導電性または半導電性面、２４−・高電圧発
生器、２８基準面、　　３４−クォーツ窓、３６−　　
輻射線源３Ｅｌ−ｍ＝電界調節電極、４０・−放電電極
、５０オリフイス、　　７２−　　歯、　　７４−　本
体部材、７６・・−閉鎖板、７８−・−ガスケット、８
ｏ−・−通路１１２−・−歯、　　１５４−−−一一槽
、１５７−・溝、１５８−・液体、　　１６０−ワイヤ
、　　２０２−光透過シート、２０４−・−・透明導電
材料、２０６・−・・・粒子。 ３０２−・・・第２シート、３ｏ４−藺導電体、３ｏ６
液晶、５１０−ディスプレイパネル、５１１５１２−・
・・境界層、５１３．５１４−曲導電材料層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液晶装置を製造する方法であつて、 （ａ）硬化しうる液体から得られるリガメントを装置の
   境界壁を形成すべき第１シートに向つて指向しリガメン
   トがそのまゝまたはその分散から生ずる粒子として堆積
   しうるようにすること、 （ｂ）第２シートを第１シートに重ねて組立て堆積した
   リガメントまたは粒子がシートの間隙を占めること、お
   よび （ｃ）液晶材料を塗布してそれが堆積したリガメントま
   たは粒子の間隙に浸透すること の各工程を含む前記方法。 ２、工程（ｃ）が工程（ｂ）より前にある請求項１記載
   の方法。 ３、工程（ｂ）が工程（ｃ）より前にある請求項１記載
   の方法。 ４、リガメントが局部的に拡大されたノジユールとして
   存在する型式で堆積された請求項１ないし３のいずれか
   １項記載の方法。 ５、硬化しうる液体がその液体に強い電界をうけさせる
   ことによつてリガメントが形成される請求項１ないし４
   のいずれか１項記載の方法。 ６、硬化しうる液体を飛行中に処理して硬化を開始する
   請求項１ないし５のいずれか１項記載の方法。 ７、前記飛行中の硬化しうる液体の処理が輻射線に当て
   ることを含む請求項６記載の方法。 ８、第２シートを第１シートに対して重ねて組合たてた
   後に硬化しうる液体の硬化を完了することを含む請求項
   １ないし７のいずれか１項記載の方法。 ９、第２シートを第１シートに対して重ねて組合たてる
   前に硬化しうる液体の硬化を完了することを含む請求項
   １ないし７のいずれか１項記載の方法。 １０、電極装置を組立体の一部として設け電界が液晶材
   料に加えられるようにすることを含む請求項１ないし９
   のいずれか１項記載の方法。 １１、前記シートの少くとも１つが光透過性である請求
   項１ないし１０のいずれか１項記載の方法。 １２、硬化した堆積リガメントまたは粒子の屈折率が光
   透過性シートのまたは双方が光透過性であるとき少くと
   も一方のシートの屈折率にほゞ対応する請求項１１記載
   の方法。 １３、硬化した堆積リガメントまたは粒子の屈折率が液
   晶材料の通常の屈折率にほゞ対応する請求項１ないし１
   ２のいずれか１項記載の方法。 １４、リガメントが交差繊維状骨格構造を形成するよう
   に堆積しまた液晶材料が構造内の空隙に浸透するように
   塗布される請求項１ないし１３のいずれか１項記載の方
   法。 １５、前記繊維の骨格構造が単独でまたは組立てたとき
   第１および第２シート間の唯一のまたは主要な間隔装置
   として作用する請求項１４記載の方法。 １６、液晶ディスプレイ装置を製造する方法であつて、
   硬化しうる液体を、該液体を静電噴霧ヘッドの噴霧場所
   に供給すること、前記液体を導電性または半導電性液体
   接触面を通して電気的に接触すること、液体接触面を基
   準面に対して１つの極性の高電圧に荷電して、噴霧場所
   における電界強度をその噴霧場所において十分増強し液
   体が静電気力によつて圧倒的に少くとも１つの円錐に引
   付けられそこから対応するリガメントがシートの一面に
   向つて繰出され、シートに衝突する際、液体はシートを
   湿潤しかつそこに接着し飛行中その直径に比較してかな
   りの厚さに達することを含む方法。 １７、飛行中に液体を処理して硬化を開始することを含
   む請求項１６記載の方法。 １８、リガメントがほとんど同じ大きさの荷電粒子に分
   散する請求項１６または１７記載の方法。 １９、硬化が飛行中紫外線に当たることによつて開始さ
   れる請求項１６ないし１８のいずれか１項記載の方法。 ２０、シートを他のシートに組合立て硬化された液体が
   シート間のスペーサとして作用しその間に液晶を充填す
   る請求項１７ないし１９のいずれか１項記載の方法。 ２１、前記組合立てた後に液体の硬化を完了し液体が両
   方のシートに接着する請求項２０記載の方法。 ２２、前記組合立て前に液体の硬化を完了し液体が両方
   のシートに接着する請求項２０記載の方法。 ２３、第２の液体を前記工程によつて一方または他方の
   シート面に噴霧し、第２の液体が硬化して感圧接着剤を
   形成すること、第２の液体を飛行中に処理して硬化を開
   始しシートとの衝突の際第２の液体は両方のシートを湿
   潤しかつそこに接着しスペーサの厚さより大きい厚さを
   保持すること、前記シートを組合せて前記接着剤がシー
   トを一緒にスペーサによつて決定される間隔で保持する
   ように作用することを含む、請求項２３記載の方法。 ２４、第２のまたは同じ硬化しうる液体を前記方法でシ
   ートの一方または他方の面に向つて噴霧すること、第２
   の液体を飛行中処理して硬化を開始しシートとの衝突に
   よつて第２の液体がシートを湿潤しかつそこに接着して
   硬化したときスペーサの厚さより大きい厚さを保持する
   ことおよびシートを一緒に組合せ前記第２のまたは同じ
   液体の硬化を完了しスペーサによつて決定される間隔で
   シートを一緒に保持するように作用することを含む、請
   求項２２記載の液晶ディスプレイを製造する方法。 ２５、請求項１ないし２４のいずれか１項記載の液晶を
   製造する装置。