JPH0363625A - 液晶調光・表示デバイス - 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） 本発明は大面積に或しうる液晶包蔵薄膜に関するもので
、本発明の液晶調光・表示デバイスは視野遮断・開放及
び明りもしくは照明の透過制限・遮断・透過を電気的に
操作し得るものであって、建物の窓やシタ−ウィンドウ
での視野遮断や採光コントロールに利用されると共に、
文字や図形を表示し、高速応答性を以って電気的にその
表示を切換えることによって、広告板、案内板、装飾表
示板等の表示デバイスとして利用される。

（従来の技術） 液晶表示素子は、従来、ネマチック液晶を使用したＴＮ
型やＳＴＮ型のものが実用化されている。

これらは配向処理や偏光板を必要とするものである。一
方、配向処理が不要で、場合によっては偏光板すら必要
とせず、大型で視野角も広く、大型化も可能な液晶デバ
イスに関する技術も数多く知られるようになっている。

その多くは、マトリックスポリマー中に液晶を微細粒子
として含有する形態のものである。特表昭５８−５０１
６３１号には、液晶をマイクロカプセル化した技術が公
表されている。公表特許昭６１−５０２１２８にはエポ
キシ樹脂中に液晶を小滴状にした技術が公表されている
。また、特開昭６２−２２３１公報には特殊な紫外線硬
化樹脂を使用し、その紫外線硬化樹脂中に液晶微粒子を
分散する技術が開示されている。特開昭６３−２８７８
２０には熱硬化性エポキシ樹脂を用いた技術、特開昭６
３−２７１２３３．６３−２７８０３５．６３−２７８
０３６にはビニル系化合物の紫外線硬化を利用する技術
等数多くの技術が開示されている。また、特表昭６３−
５０１５１２には液晶及び光透過性合成樹脂を均一に溶
解した溶液からの相分離を利用した技術が公表されてい
る。

一方、これらの技術とは別に、本件特許出願人は、高速
応答性、低電圧駆動性などの従来にない特徴を有する液
晶調光・表示デバイスが高分子網目構造中に液晶を連続
相として含有する形態にすることで達成できることを見
い出したが、基板として透明導電性フィルムの様なフレ
キシブルな電極基板を用いようとすると、調光層と基板
フィルムとの密着性を保持することができなかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者等は、大型の液晶調光・表示デバイスで、従来
にない高速応答性、低電圧駆動性を有し、且つ基板との
密着性が優れた液晶調光・表示デバイスについて研究を
進めた結果、本発明に到達した。

（課題を解決するための手段） 本発明は、三次元網目構造を有する高分子物質中に液晶
材料を連続相として含有する調光層を二枚の導電性フィ
ルムではさみこんだ構造の液晶調光・表示デバイスにお
いて、導電性フィルムの電極面と調光層との間に高分子
材料の薄膜層を設けることを特徴とする液晶調光・表示
デバイスに関するものである。

本発明は、基本的には調光層中に液晶を連続層として含
むいかなる場合にも適用できるが、液晶と高分子材料と
を溶媒に溶解した溶液を用い、溶媒の蒸発に伴なった相
分離を利用することによって、所定の形態の調光層を作
製する際に高分子材料の薄膜層を設ける方法が特に好適
である。このように本発明に基づく液晶調光・表示デバ
イスは内側に連続して連らなった液晶材料を含有する網
目構造の高分子材料からなる調光機能を有する層があり
、その両面を薄い高分子材料の薄膜層でサンドインチし
、更にその両面に少なくとも一方が透明な導電性フィル
ムではさまれた構造をしているものである。この高分子
材料の薄膜層が基板フィルムとの密着性を著るしく向上
させる作用をしている。また、予期せぬ効果として液晶
のにじみ出しを防止する作用もある。

このような高分子材料の薄膜層はスピンコード、グラビ
アコート等、その他公知の塗工技術であらかじめ作製し
ても良いが、調光層を形成する時に同時に作る方法が特
に好ましい、この薄膜を作る材料は液晶材料に溶けずに
光透過性を示す材料であれば原理的に何ら制約されるも
のではなく、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリビ
ニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリメチルメ
タアクリレート、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウ
レタン樹脂、ポリビニルメチルケトン、ニトリルゴム等
公知の合成樹脂を使うことができる。

実用上の観点からは、これらの高分子材料は調光層中の
高分子材料と同一である方が好ましい。

このような調光・表示デバイスに用いられる液晶として
はネマティック液晶が好ましく、特に正の誘電率異方性
を持つものが好ましい。具体的に例示すると、４−置換
安息香酸−４′−置換フェニルエステル、４−置換シク
ロヘキサンカルボン酸−４′−置換フェニルエステル、
４−置換シクロヘキサン−４’−置換ビフェニルエステ
ル、４−（４−１０１６シクロヘキサンカルポニルオキ
シ）安息香酸−４′−置換フェニルエステル、４−（４
−置換シクロヘキシル）安息香酸−４′−置換フェニル
エステル、４−（４装置ｍシクロヘキシル）　安息香酸
−４’−置換シクロヘキシルエステル、４−置換、４′
−置換ビフェニル、４−置換フェニル−４′−置換シク
ロヘキサン、４−置換−４１置換ターフエニル、４置換
ビフェニル−４′−置換シクロヘキサン、２−（４−置
換フェニル）−５−置換ピリミジンなどを挙げることが
できる、これらの化合物は単一の化合物として使用して
も良いが、通常知られているように２種以上の化合物を
含む組成物から成るものが好ましい。

更に、場合によってはコレステリック液晶、スメクティ
ック液晶を含ませても良いし、２色性色素等の非液晶性
化合物を液晶調光・表示デバイスの緒特性を改良する目
的で加えることもできる。

溶媒を蒸発させて調光性を有する薄膜を形成させる場合
には、導電性フィルム上に液晶と高分子物質とを適当な
溶媒に溶かした溶液をデイツプコート、ワイヤバーを用
いた塗工、リバースロール、グラビア、モスティング等
のコーティング手法を用いて塗布した後に、溶媒を蒸発
させて高分子物質を相分離させ、約数ミクロンから数十
ミクロン厚の薄膜、即ち三次元綱目構造を有する高分子
物質中に液晶材料を連続相として含有する調光層を作る
。この上に、第二の電極フィルムを重ねて、真空中に必
要なら熱および／又は圧力を加えながら、密着させてや
ることにより、所望の液晶調光・表示デバイスを作るこ
とができる。この時、導電性フィルムにあらかじめ高分
子材料の薄膜層を塗工で設けておく方法でも良いが、調
光層を塗工した時に溶媒の蒸発をゆっくりとした速度に
することによって、導電性フィルムと調光層との間及び
調光層の表面に実質上液晶を含まない０．１μｍ〜４μ
ｍの高分子材料の薄膜層を形成させることができる。こ
の方法に従えば、液晶調光・表示デバイスの製造プロセ
スが簡略化される。

液晶との相分離を紫外線硬化に基づいて行なう場合には
、導電性フィルム上にアクリル酸エステルの如きラジカ
ル重合性化合物、エポキシ化合物等の紫外線硬化性組成
物をメチルエチルケトン等の溶剤で希釈して、塗工し溶
剤を蒸発させた後に紫外線硬化した層を高分子材料の薄
膜層として用いるのが好ましい。この場合には、このよ
うに処理をした導電性フィルム上に液晶材料と紫外線硬
化性組成物との混合溶液を塗布し、同様に処理をした導
電性フィルムを重ね合わせ、紫外線を照射して紫外線硬
化性組成物を硬化させて液晶材料中に高分子物質を三次
元綱目状に相分離させることにより、２枚の導電性フィ
ルムの間に調光層を形成させる。

高分子物質の網目構造の大きさは紫外線硬化法では液晶
と紫外線硬化、ｔｌＩ戒物の選択に依存するのは勿論、
紫外線硬化する時の条件、光量、光源の種類、照射時の
温度等諸条件によって変動する。

それに伴なって最終的に得られる液晶調光・表示デバイ
スの特性も大きく変化する。良好なコントラストを得る
為には、電圧を印加しない時には白濁性が高く、低電圧
ですみやかに透明状態へ変化するような網目構造にする
のが好ましい。

また、溶剤蒸発法では液晶の種類、液晶と高分子材料の
比率、高分子材料及び溶媒の種類および溶媒の蒸発速度
によって変化する。これらの諸条件を最適化することで
望ましい調光機能を有する液晶調光・表示デバイスを作
ることができる。

溶剤蒸発法で使用し得る高分子材料としては、例えばポ
リスチレン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール
、ポリエステル、ポリメチルメタアクリレート、ニトリ
ルゴム、ポリビニルエチルエーテル等を挙げることがで
きる。

使用し得る溶媒は、高分子材料及び液晶のいずれも溶解
するものであれば良く、クロロホルム、ジクロルエタン
、トリクレン等のハロゲン化炭化水素系溶剤、トルエン
、キシレン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水
素系溶剤、メチルブチルケトン、メチルエチルケトン、
ジエチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブ
チル等のエステル系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキ
サン等のエーテル系溶剤を単独あるいは混合して使用出
来る。

乾燥条件は使用する溶媒の蒸発速度によるが、溶媒の沸
点以下で比較的ゆっくり乾燥させるのが好ましく、例え
ば、クロロホルムの場合は室温で３０分〜１時間、トル
エンの場合では８０°Ｃ〜１００℃でｌＯ分間程度の乾
燥が好ましい。

また、調光層の膜厚及びその均一性も材料の実用上の特
性を決める因子であり、膜厚は乾燥後の膜厚として約５
′、クロンから５０ミクロン位が好ましく、特に１０ミ
クロンから３５箋クロン位の範囲が好ましい。

（実施例） 以下、実施例にて本発明を更に詳しく説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ 市販の液晶組成物（商品名ｒＲｏ−５７１Ｊ、ロブイッ
ク社製）とポリメチルメタアクリレート樹脂（商品名「
デルペット６ＯＮ」、旭化或製）とをその重量比が液晶
／樹脂＝６／４なる比率でクロロホルムに、不揮発物の
濃度が２０重量％となるように溶解する。

この溶液を導電性ポリエチレンテレフタレートフィルム
（商品名ｒＴ−ＣＯＡＴ、　ＰＡ−７５Ｊ　、奇人製）
へウェット塗膜で約２２５くクロンになる様に塗工した
。次に、これを通常の室温下で１時間放置しゆっくりと
溶媒のクロロホルムを蒸発させた。

乾燥後は白濁した膜となり、膜厚は約４０ξクロンであ
った。この塗布面にもう一枚の導電性ポリエチレンテレ
フタレートフィルムをはり合せ、真空下で１５分放置し
、液晶調光・表示デバイスを作製した。

断面の形態を常法に従い、走査型電子顕微鏡にて撮影し
たところ、液晶調光・表示デバイスは、２枚のポリエチ
レンテレフタレートフィルム１の内側にそれぞれ電極層
２が形成され、該電極層２の内側にそれぞれポリメチル
メタアクリレート樹脂による厚さ３μの薄膜層３が形成
され、該薄膜層３の間に液晶材料の連続相中にポリメチ
ルメタアクリレート樹脂による三次元網目構造が設けら
れた調光層４が形成されていた。

このデバイスは、電圧を印加する前は、透過率が５％で
あり、２０Ｖの電圧を印加したところ、その透過率は６
５％に変化し、電圧のＯＮ・ＯＦＦで光の透過性が変化
する調光機能を有していた。

実施例２ ０デイック社製液晶（商品名ｒＰＮ−ＯｏＩ　Ｊ　）お
よび住友化学社製ポリメチルメタアクリレート樹脂（商
品名「スミペックスＢＬ−０６Ｊ）を液晶／樹脂比が５
５／４５になるようにし、実施例１と同じ様にクロロホ
ルムに不揮発分量が２０％になるように調製した。実施
例１と同じ操作で液晶調光・表示デバイスを作った。

走査型電子顕微鏡で見たところ、ポリメチルメタアクリ
レート樹脂による網目構造がさらにち密となっている点
を除き、実施例工と同様な構造になっていることを確認
した。

このデバイスは電圧オフ時に透過率が３％であり、２０
Ｖの電圧を印加したところ、その透過率は約６０％に変
化し、電圧のＯＮ　−ＯＦＦで光の透過性を制御できる
調光機能を示した。

実施例３ ０デイック社製液晶（商品名ｒＰＮＯＯＩ　Ｊ　）及び
三菱レーヨン社製アクリル樹脂（商品名「ダイヤナール
　ＢＲ−９５Ｊ）を６０／４０となるように、トルエン
／１，４−ジオキサン＝６５／３５（重量比）の混合溶
媒にとかし、不揮発分が２０％となる様に調製し、実施
例１と同様に導電性ポリエチレンテレフタレートフィル
ム上に塗布１９５℃で１０分オーブンで乾燥させ、膜厚
１５μ程度の膜を作成した後、導電性ポリエチレンテレ
フタレートフィルムを重ねて液晶表示デバイスを作成し
た。このデバイスは、電圧オフ時に透過率３％、３０Ｖ
の電圧をかけると透過率約８０％を示し、電圧のＯＮ、
　ＯＦＦで光の透過性を制御できる調光機能を示した。

（発明の効果） 本発明によれば、調光機能を有する液晶調光・表示デバ
イスを簡単に作成出来、巾１ｍを超える大面積の調光用
フィルムの工業的生産も容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液晶調光・表示デバイスの断面図
を示したものである。 ｌ・・・プラスチックフィルム、２・・・電極層、３・
・・高分子材料の薄膜層、４・・・調光層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　三次元網目構造を有する高分子物質中に液晶材料を
   連続相として含有する調光層を二枚の導電性フィルムで
   はさみこんだ構造の液晶調光・表示デバイスにおいて、
   導電性フィルムの電極面と調光層との間に高分子材料の
   薄膜層を設けることを特徴とする液晶調光・表示デバイ
   ス。 ２　液晶材料と高分子物質との比率が重量比で４５：５
   ５から７５：２５の比率であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の液晶調光・表示デバイス。 ３　高分子材料の薄膜層の厚さが０．１から４ミクロン
   の範囲である特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   液晶調光・表示デバイス。