JPH03229218A - 液晶調光積層体及びその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用等に使用する液晶調光積層体及びそ
の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 電極付基板間に、液晶物質が硬化物マトリクス中に分散
保持されたフィルム状液晶層を挟持し、電圧の印加によ
り、その光の透過状態を変化させる液晶調光体は、従来
のガラス等では得られなかった透過率変化が得られるた
め、調光目的で各種窓、間仕切り等に期待されている。

電極付基板間に液晶を挟持した液晶調光体を特に大面積
で使用した場合、長期間安定して使用するためには、液
晶調光体自体を物理的、化学的に保護することが好まし
い。

このため、液晶調光体の一面または両面にガラス板等の
保護板を接着一体化して積層し、保護することも提案さ
れていた。このような構成を採ることにより、擦傷等の
原因になる外力や、水分等の侵入に対しては保護される
ため、耐久性が向上する。

［発明の解決しようとする課題］ しかし、このような構成をとる場合に、使用される接着
材の種類によっては、電極付基板間に液晶物質を硬化物
のマトリクス中に分散保持させたフィルム状液晶層樹脂
を挟持した液晶調光体が影響を受け、時間が立つにつれ
てその性能が低下するという問題点を有していた。

特に、合せガラスの製造に用いられるポリビニルブチラ
ールは、液晶調光体とガラスとを一体化するには容易に
転用可能であったが、時間がたつにつれて液晶調光体の
性能低下が生じ易く、大きな問題点となっていた。

［課題を解決するための手段〕 本発明は、前述の課題を解決すべくなされたものであり
、２枚の電極付フィルム基板間に液晶物質が硬化物マト
リクス中に分散保持されたフィルム状液晶層を挟持し、
該電極間に印加される電圧によって、光の透過状態、散
乱状態を制御し得る液晶調光体を、２枚の透明体間に有
機接着層を介して積層してなる液晶調光積層体において
、液晶調光体と有機接着層との間に保護フィルムが配置
され、液晶調光体と有機接着層とが直接接触しないよう
にされていることを特徴とする液晶調光積層体、及び、
その保護フィルムが粘着剤またはホットメルト接着剤付
きの保護フィルムであることを特徴とする液晶調光積層
体、及び、その透明体として透明ガラス板を使用した液
晶調光積層体を用いた調光合せガラス及び、その透明体
として透明ガラス板を使用した液晶調光積層体を用いた
調光合せガラスを窓または天井に使用した乗り物、及び
、２枚の電極付フィルム基板間に液晶物質が硬化物マト
リクス中に分散保持されたフィルム状液晶層を挟持し、
該電極間に印加される電圧によって、光の透過状態、散
乱状態を制御し得る液晶調光体を、２枚の透明体間に有
機接着層を介して積層する液晶調光積層体の製造方法に
おいて、液晶調光体を保護フィルムで覆った後に、有機
接着層と積層させ、液晶調光体と有機接着層とが直接接
触しないようにして透明体と液晶調光体とを積層したこ
とを特徴とする液晶調光積層体の製造方法を提供するも
のである。

本発明の液晶調光積層体は、電極付フィルム基板間に液
晶物質を分散させた硬化物マトリクスによるフィルム状
液晶層を挟持した液晶調光体の両面に保護板としての透
明体が接着されており、その透明体と液晶調光体とが有
機接着層によって積層一体化されているため、液晶調光
体の内部に悪影響を与えに（く、大面積の液晶調光積層
体としても、耐久性が高（、長期間にわたり安定で信頼
性の高いものとなる。

本発明の液晶調光体としては、電極付フィルム基板間に
液晶物質を分散させた硬化物マトリクスによるフィルム
状液晶層を挟持し、電界の印加によってその光の透過状
態を制御する液晶調光体が使用できる。

この電極付フィルム基板としては、通常透明型極付の透
明フィルム基板、具体的にはＩＴＯ（ＩｎｔＯｓ−Ｓｎ
Ｏｚ）、　Ｓｎｕ□等の透明型極付のポリエステルフィ
ルム、ポリスルフォンフィルム、ポリカーボネートフィ
ルム、ポリエーテルスルフォンフィルム等のプラスチッ
クフィルム基板が使用できる。もっとも、調光鏡のよう
な用途の場合には一方の電極を反射電極としたり、一方
の基板を不透明なフィルム基板としてもよい。さらにこ
の透明電極に金属の細線等の低抵抗リードを積層したり
、配線したりしてもよい。

フィルム状液晶層を構成する液晶物質を分散させた硬化
物マトリクスとしては、液晶物質がマイクロカプセルに
封入されたものや、樹脂の多孔質マトリックス中に液晶
物質が含浸されたようなものがあり、電界の印加状態に
よって、光の透過状態を変化させるものが使用できる。

特に、電圧の印加状態により、液晶物質の屈折率と硬化
物マトリクスとの屈折率を一致させたり一致させなかっ
たりすることにより、透過状態と散乱状態との変化が得
られるものが大面積でも製造が容易で好適である。

このような液晶調光体としては、次のようなものが特に
好ましい。

即ち、硬化物マトリクスの屈折率が、使用する液晶物質
の常光屈折率（ｎｏ）、異常光屈折率（ｎ、）または液
晶がランダムに配向している時の屈折率（ｎ、）のいず
れかと一致するように選ばれればよい。

中でも、硬化物マトリクスを形成するための硬化性を有
する物質及び液晶物質の溶解物、ラテックス等の混合物
を一対の電極付フィルム基板間に保持し、硬化性を有す
る物質を硬化させて液晶物質と硬化物との相分離を固定
化して独立しだ液泡中に液晶が封入されたマイクロカプ
セル状のものや、液泡自体が連通している多孔質マトリ
クス状のものが好ましい。特に、硬化物マトリクスの屈
折率（ｎｏ）が、使用する液晶物質の常光屈折率（ｎｏ
）または異常光屈折率（ｎ、）のどちらかと一致するよ
うに選ばれるようにする方が透明状態での均一性が良い
ため好ましい。

この硬化物マトリクスは有機物でも無機物でもよい。も
っとも、樹脂マトリクスを用いることが、生産性がよく
、屈折率を調整し易いため好ましい。樹脂マトリクスを
形成するための樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル
樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール等の種々の
樹脂が使用可能である。中でも特に、その硬化時に溶媒
や副性物を除去する必要のないものが好ましい。また、
生産性の点からは、光照射で硬化する光硬化性樹脂の使
用が、生産性がよく好ましい。具体的には、光硬化性ア
クリル系樹脂の使用が最適である。

さらに、この液晶物質中に２色性色素、単なる色素、顔
料等を添加しても良いし、硬化物マトリクスを構成する
硬化性を有する物質として着色したものを使用しても良
い。

また、この液晶調光体は、多孔質状硬化物マトリクスの
場合には、あらかじめ硬化物マトリクスを形成しておき
、その多孔質の孔に液晶物質を含浸させるようにしても
よい。

このような液晶物質が硬化物マトリクスに分散された液
晶を使用することにより、大面積にしても、上下の電極
が短絡する危険性がな（、かつ、通常のツイストネマチ
ック型の表示素子のように配向や基板間隙を厳密に制御
する必要もなく、大面積を有する液晶調光体を極めて生
産性良く製造できる。

さらに、調製する硬化性を有する物質と液晶物質との混
合物が均一に溶解している物を使用することにより、２
枚の電極付フィルム基板の接着も同時に可能となるとい
う利点も有する。

具体的には、Ｉ　Ｔ　ＯＤｎｚｏｓ−ｓｎｏ□）、５ｎ
ｏｚ等の透明型極付のフィルム基板に前記硬化性を有す
る物質と液晶物質との混合物を塗布し、対向する基板を
重ね合わせようとすればよい。これにより大面積の液晶
調光体も生産性良く製造できる。もっとも、従来の表示
用の液晶表示素子と同様に一対のフィルム基板を相対向
するように配して周辺をシールしたセルを製造し、これ
に前記混合物を注入する方法もあるが、大面積の液晶調
光体には生産性が低（好ましくない。

基板間ギャップは、２〜１００μｍにて動作することが
できるが、印加電圧、オン・オフ時のコントラストを配
慮すれば、５〜４０μｍに設定することが適当である。

本発明の液晶調光積層体では、液晶調光体は両面に保護
のために透明体を有機接着層により接着する。

この透明体としては、強度が高く、透過性が良いものが
好ましい（、具体的には、アクリル板、ポリカーボネー
ト板、透明塩化ビニル板等の有機透明体、ガラス板、石
英板等の無機透明体等がある。特に、大面積の液晶調光
積層体では、耐擦傷性、耐薬品性、剛性等の点からみて
、透明ガラス板の使用が好ましい。

もちろん、これらの透明体は、必要に応じて表面に耐擦
傷性コーティング層、反射防止層、着色層、飛散防止層
を設けたり、透明体自体を強化ガラス板、着色プラスチ
ック板、積層ガラス板にしたりしてもよい。

本発明で透明体と液晶調光体とを接着するのに使用され
る有機接着層に用いる接着剤は、通常透明体同志を接着
するためのポリビニルブチラール、エチレン酢ビニル、
ウレタン等の各種有機接着剤が使用できる。

特に、接着後の耐貫通性、透明性、接着性等の点から、
従来から合せガラスの製造に用いられるポリビニルブチ
ラールが好適である。そして本発明は、有機接着層にポ
リビニルブチラールを用いても、液晶調光体に保護フィ
ルムの無い場合に生じるような劣化を生じなく、従来の
合せガラスと同様の生産性のよい製法で製造でき、それ
と同等の性能を維持しつつ、液晶調光体の劣化を生じさ
せない信頼性の高い液晶調光積層体を得ることができる
。

本発明では、このような有機接着層で液晶調光体を透明
体に接着積層する際に、あらかじめ液晶調光体を保護フ
ィルムで覆っておくものである。

この保護フィルムは、有機接着層の硬化時に問題を生じ
ないものであればよく、具体的にはポリエステルフィル
ム、ポリスルフォンフィルム、ポリカーボネートフィル
ム、ポリエーテルスルフォンフィルム等の公知のフィル
ムが使用できる。本発明では、この保護フィルムは、液
晶調光体のフィルム状液晶層の側面を保護するためのも
のである。特に、前述のように塗布法で製造された液晶
調光体は、フィルム状液晶層がその側面で露出しており
、この露出した側面から劣化が生じることがあるので、
本発明の保護フィルムで液晶調光体を覆い、有機接着層
と直接液しないようにすることにより、液晶調光体の信
頼性を向上させることができる。

この保護フィルムは、厚さは１０〜１１００ＩＬ程度で
よく、液晶調光体と向き合う面には、フィルム状液晶層
に悪影響を与えない粘着剤またはホットメルト接着剤を
付けておくことにより、より一体性が向上するためが好
ましい。

粘着剤としては、シリコーン系、ウレタン系等があり、
またホットメルト接着剤としては、エチレン酢ビニル、
ポリエチレン、ポリビニリデン、ウレタン系等の熱可塑
性樹脂が使用できる。

これらの粘着剤またはホットメルト接着剤は、その硬化
時にポリビニルブチラールのようにフィルム状液晶層に
悪影響を与えるような物質を生じないため、液晶調光体
の信頼性を低下させにくい。

このようにこの保護フィルムは、特に液晶調光体の側面
を保護するようにするため、保護フィルムの大きさを液
晶調光体よりも各辺で１〜ｌ０ＩＩｌｆ１１程度大きく
しておけばよい。

本発明では、この保護フィルムで液晶調光体を覆った後
、有機接着層を介して透明体と一体化する。

具体的には、保護フィルムで液晶調光体を覆った後、ポ
リビニルブチラールのシートを重ねて透明体と積層し、
オートクレーブ中で加熱して一体に積層する。

本発明によれば、液晶調光体をより大きな面積の液晶調
光体から所望のサイズに切断して使用し、液晶調光体の
側面にフィルム状液晶層が露出しているような場合に、
この側面の封止処理をしなくても、信頼性の低下を生じ
にくい。

このため、通常のガラスの施工のように工事現場で所望
のサイズに切り出して積層化して使用することも容易に
できる。

このように液晶調光体を透明体の間に完全に埋め込んで
しまう場合には、液晶調光体の基板上の電極がその側方
に延長された端子に接続された液晶調光体を用い、接着
して一体化した際に、延長された端子の端部のみが一対
の透明板の端部から露出するようにされることにより、
前述の利点を生かしつつ、導電接続も容易にできる。

具体的には、液晶調光体の基板上の電極に線状、板状の
金属片を接着、または基板に孔を開けて嵌込み接続同定
して液晶調光体の側方に取り出されていれば良い。この
突起状の端子は、透明体の外まで延長されて、外部の駆
動回路に接続されれば良い。

この外部へ接続される端子の厚さは、端子の幅にもよる
が、接着された透明体間の間隔の８０％以下とされる。

これは端子の厚みが厚すぎると端子の取り出し部分から
の湿気、水分の侵入を防ぐ効果が低下するためである。

また、液晶調光体を未接着の有橿接着層のシート状接着
剤で挟む場合、液晶調光体の周辺で、液晶調光体なしで
透明体同志が対向している部分に未接着のシート状接着
剤を枠状に配置してお（ことにより、圧着時に段差を生
じにく（、泡や空気溜りが生じに（（、側面側からの湿
気や水分の侵入がしに（（、より信頼性が良い。この場
合、未接着のシート状接着剤の厚さは、通常液晶調光体
の厚さとほぼ同じとされれば良い。もっとも、接着時に
は周囲のシート状接着剤との間で成る程度の流動が生じ
るため、液晶調光体の厚みの０．５〜３倍程度の厚さと
されることが好ましい。これは０．５倍未満だと、段差
解消に不充分になりやすいためである。逆に、厚くなり
すぎると、接着材が硬化時に外へ流れ出すこととなるが
、これはあまり大きな問題ではないので、厚くされる方
は余裕度が大きい。この厚みは、未接着のシート状接着
剤の幅によっても異なるが、−船釣には３倍を越えると
、透明体と液晶調光体との間隔が周辺部で大きくなり、
泡が残存しやすくなる等の欠点を生じやすい。

本発明に用いられる液晶調光体を製造するには、所望の
形状の基板を２枚準備して、これを組合せて液晶調光体
を製造してもよいし、連続プラスチックフィルム基板を
使用して製造し、後で切断する方式で製造してもよい。

本発明の液晶調光積層体は、この外、カラーフィルター
、赤外線カットフィルターを積層したり、裏面に鏡を積
層したり、一部の電極にバターニングを行い表示に使用
したり、この液晶調光体を組み合わせて巨大な表示に使
用したりする等積々の応用が可能なものである。

なお、本発明の液晶調光積層体に設けられた端子は、液
晶調光積層体を取り付ける枠等に設けられる端子に接続
され、さらに外部の駆動装置に接続されて駆動される。

もちろん、液晶調光積層体を取り付けた枠等に駆動装置
を内蔵するようにしてもよい。

この駆動装置としては、液晶調光体により発生させる波
形が異なるが、通常は５〜１ＯＯＶ程度の交流電圧をオ
ンオフして用いればよい。

また、上記の説明では、透明体の間に１個の液晶調光体
を挟持した例のみを示したが、大きな面積の透明体の間
に小さな液晶調光体を複数個挟持して接着するようにし
てもよい。

このような液晶調光体を組み込んだ液晶調光積層体は、
調光窓、調光鏡等の調光用途に好適である。特に、従来
合せガラスとして使用されていた用途に使用することが
好適である。具体的には、自動車、電車、航空機、船舶
等の乗り物の窓、天井等に使用するのに適している。

この他、これを用いて大型の表示装置とすることも可能
である。

［イ乍用］ 本発明では液晶調光体は、保護フィルムで覆われてた後
に、有機接着層を介して透明体と積層一体化される。こ
のため、液晶調光体の側面でフィルム状液晶層が露出し
ていても、液晶調光積層体の信頼性が高いものとなる。

本発明において使用される電極付フィルム基板間に液晶
物質を分散させた硬化物マトリクスによるフィルム状液
晶層を挟持してなる液晶調光体は、硬化物マトリクス中
に液晶物質が分散して封じ込められているので、液晶調
光体の周辺をシールしなくても、液晶が流出することが
ほとんどない。このため、通常の液晶表示素子のように
２枚の基板の周辺をシールしたセルに液晶と硬化性を有
する物質との混合物を注入する方法のみでなく、１枚の
基板上に混合物を塗布して、その後対向する第２の基板
を重ね合わせるまたは多孔質に形成した硬化物マトリク
ス中に液晶物質を含浸するという生産性の良い製法によ
り液晶調光体を製造でき、大面積の液晶調光体も極めて
容易に製造できる。さらに、周囲のシールがなくてもよ
いし、切断後に外からシール材を塗布してもよいので、
大面積の液晶調光体を製造した後に、一般のガラス板と
同様に所望のサイズに切断して利用できるという利点も
有する。

［実施例］ 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。

実施例１ 基板のフィルムとして、巾４００ｍｍ０長尺のＩｎ２Ｏ
３−３ｎ０２　（Ｉ　Ｔ　Ｏ）付のポリエチレンテレフ
タレートフィルムを使用し、その上に誘電率異方性が正
のネマチック液晶（ＢＤＨ社製Ｅ−８）にアクリル系光
硬化性樹脂を溶解し、基板間隙を制御するための直径的
２０μｍの樹脂粒子スペーサーを混入した溶液を供給し
、もう　１枚の同じ巾のＩＴＯ付のポリエチレンテレフ
タレートフィルムを重ね合せ、紫外線を照射して樹脂を
硬化させ、樹脂の多孔質のマトリックス中に液晶が分散
されている構造の液晶調光体を製造した。

その後、これを切断して３００ｍｍ口の液晶調光体を形
成し、液晶調光体の基板の端子部分に銅テープを貼り付
け、ハトメラグをかしめて、端子を形成した。この際、
シール材は使用せずに、液晶物質を分散させた硬化物マ
トリクスによるフィルム状液晶層の側面が露出している
ままとした。

この液晶調光体の両面にロールラミネーターを用い、２
５μｍ厚の高架橋アクリル系粘着剤付きのポリエステル
フィルム（厚さ３８μｍ）を貼りつけ、液晶調光体の各
辺から２ｍｍ外側で（大きさ３０４ｍｍＸ　３０４ｍｍ
）切断して、保護フィルム付き調光体を製造した。

このようにして作成した保護フィルム付き液晶調光体を
、厚さ　３ｍｍの３２０ｍｍ口のガラス板２枚の間に、
３０ミルの厚みのポリビニルブチラールフィルムを介し
て挟持し、加熱減圧して一体化して液晶調光積層体を製
造した。

なお、駆動回路に接続するための取り出し端子は、ポリ
ビニルブチラールフィルム層を貫通して外部に突き出し
ているため、外部駆動回路との導電接続は容易に行うこ
とができた。

また、２枚のガラス板に挟まれているため、いずれも耐
久性が高く、取り扱いも容易であった。

この液晶調光積層体を窓にはめて調光窓として使用、及
び、自動車の天井のサンルーフに使用したところ、ＡＣ
ｌｏｏＶ、　５０１（ｚの交流電圧を印加すると光が透
過状態（透明）になり、電圧を印加しない時には散乱状
態となり、調光が可能であった。

この液晶調光積層体を６０℃の恒温槽に１ケ月放置した
が、同等異常は見られなかった。

比較例１ 実施例１と同様な方法で、３００ｍｍ口の液晶調光体を
保護フィルムで覆うことなしに、厚さ３ｍｍの３２０ｍ
ｍ口のガラス板２枚の間に３０ミルの厚みのポリビニル
ブチラールフィルムを介して挟持し、加熱して一体化し
、液晶調光積層体を形成した。

なお、この合せガラス加工用のポリビニルブチラールフ
ィルムには、可塑剤としてジーｎ−へキシルアジペート
が含有されている。

この一体化工程のための加熱炉から取り出した時点で、
調光体の周囲的４ｍｍが透明化して、電圧の印加、非印
加で作動しなかった。

この液晶調光積層体を６０℃の恒温槽に１０日放置した
ところ、作動しない領域がさらにｌＯ＋ｎｍ拡大してい
た。

実施例２ 実施例１の保護フィルムの高架橋アクリル系粘着剤付き
のポリエステルフィルムを、エチレン−酢酸ビニル系の
ホットメルト接着剤付きのポリエステルフィルムに代え
たほかは、実施例１と同様にして液晶調光積層体を製造
した。

この液晶調光積層体は、実施例１と同様の性能を示した
。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明の液晶調光積層体では、液晶調光体
の両面に透明体を有機接着層で接着一体化する際に、液
晶調光体を保護フィルムで覆っているので、有機接着層
による液晶調光体への影響を受けにくくなり、液晶調光
体の信頼性が高く、長寿命となる。

特に、液晶調光体にシール材は使用せずに、液晶物質を
分散させた硬化物マトリクスによるフィルム状液晶層の
側面が露出しているままとしても、劣化を生じにくいの
で、シール工程が無くてもよ（、普通のガラス板のよう
な建材と同様、極めて容易に大面積の液晶調光体を後で
所望のサイズに切断して使用することができ、生産性が
極めて良い。

また、有機接着層の接着剤として、ポリビニルブチラー
ルフィルム等のシート状接着剤を使用することにより、
接着剤かベト付いたりすることがないので、その配置作
業に支障を生じにくく、生産プロセスが容易になり、生
産性が極めて高くなる。

本発明の液晶調光積層体は、外観品位、生産性に優れた
素子であり、大面積での調光、光シヤツター等に広（利
用することができ、調光窓、調光鏡、間仕切り等の建材
用途をはじめ、同様の自動車、電車、航空機、船舶等の
乗り物の窓、天井等の用途、大型公衆表示体等積々の応
用が可能であり、さらに製品名、会社名、マーク、数字
、その他種々の固定表示等を設けることも可能であり、
さらにこれを組み合わせて表示装置とすることもできる
。

本発明は、この外、本発明の効果を損しない範囲内で種
々の応用が可能である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）２枚の電極付フィルム基板間に液晶物質が硬化物
   マトリクス中に分散保持されたフィルム状液晶層を挟持
   し、該電極間に印加される電圧によって、光の透過状態
   、散乱状態を制御し得る液晶調光体を、２枚の透明体間
   に有機接着層を介して積層してなる液晶調光積層体にお
   いて、液晶調光体と有機接着層との間に保護フィルムが
   配置され、液晶調光体と有機接着層とが直接接触しない
   ようにされていることを特徴とする液晶調光積層体。
2. （２）請求項１において、保護フィルムが粘着剤または
   ホットメルト接着剤付きの保護フィルムであることを特
   徴とする液晶調光積層体。
3. （３）透明体として透明ガラス板を使用した請求項１ま
   たは２の液晶調光積層体を用いた調光合せガラス。
4. （４）透明体として透明ガラス板を使用した請求項１ま
   たは２の液晶調光積層体を用いた調光合せガラスを窓ま
   たは天井に使用した乗り物。
5. （５）２枚の電極付フィルム基板間に液晶物質が硬化物
   マトリクス中に分散保持されたフィルム状液晶層を挟持
   し、該電極間に印加される電圧によって、光の透過状態
   、散乱状態を制御し得る液晶調光体を、２枚の透明体間
   に有機接着層を介して積層する液晶調光積層体の製造方
   法において、液晶調光体を保護フィルムで覆った後に、
   有機接着層と積層させ、液晶調光体と有機接着層とが直
   接接触しないようにして透明体と液晶調光体とを積層し
   たことを特徴とする液晶調光積層体の製造方法。