JPH04216524A - 保護フィルム付き液晶光学素子及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂マトリクス中で液
晶を分散させ、電気、磁気、熱等によって光の透過散乱
特性を変えられる液晶光学素子及びその製造方法に関す
るものである。より詳細に述べれば電気、磁気、熱等で
制御された方法によって光の透過散乱特性を変化させる
ことを目的としたブラインド、ディスプレイなど、ある
いは特定の光のみ偏光もしくは透過させることを目的と
した光シャッター等を作製するような場合に好適な液晶
分散型の液晶光学素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び問題点】液晶分散型の液晶光学素子の
詳細な原理は、例えば特許出願公表昭６１−５０２１２
８、あるいは同昭６３−５０１５１２などに記載されて
いる。また、該液晶光学素子の製造方法は、例えば公開
特許公報昭６３−１３７２１１に記載されている。これ
らの素子は、樹脂マトリクス中に液晶を分散させた液晶
調光物質を、一対の電極間に挟み込むことで構成される
。分散された液晶は、樹脂マトリクス中にそれぞれが独
立した小滴の状態で分散された構造を取ってもよいし、
小滴が部分的に連通した構造を取ってもよいし、小滴の
連通がさらに進んで三次元ネットワークを形成する構造
を取ってもよい。そして、電気、磁気、熱等によって液
晶を変化させることにより、光の透過散乱性を変化させ
る。

【０００３】こうした素子は、以下のように従来の液晶
を用いた素子に比べ有利な点を持つ。電気、磁気、熱等
に制御された方法によって光変調を行う各種液晶素子は
、通常一対の透明電極間に液晶を封入することによって
得られ、時計、電卓、ディスプレイ等の表示素子におい
て実用化されている。しかし、液晶は粘度を有する液状
物質であるため、液晶を支持するために平面電極として
剛直なガラス基板を用いなければならない。更に均一な
表示を得るためには電極間の距離を厳密に制御しなけれ
ばならず、大面積の電極においてそれを行うのは現状で
は困難とされている。このような問題点に対して、液晶
分散型の液晶光学素子は、液晶を樹脂マトリクスで封じ
込めた固体の形状を有するため、支持電極としてフレキ
シブルな透明高分子フィルムを採用することが可能であ
る。その製造方法としては、まず樹脂マトリクスとなる
硬化性の化合物中に液晶を溶かし、均一な溶液を作る。 これを一対の電極間に直接挟み込んだ後に硬化性化合物
を硬化させ、樹脂と液晶を相分離させて、樹脂マトリク
ス中に液晶を分散させた液晶調光物質を得る。電極間の
距離は従来の液晶素子に比べそれほど厳密にコントロー
ルされなくてもよく、例えば、予め硬化性化合物と液晶
の溶液の中に適当なスペーサーを少量混合させておけば
、基板がフレキシブルな透明高分子フィルムであるよう
な電極基板を用いて、電極が内側になるようにラミネー
トするだけで、十分均一な大面積の素子を容易に得るこ
とが出来る。あるいは、一方の電極基板上に硬化性化合
物と液晶の溶液をバーコーターで均一に塗布した後、も
う一方の電極基板で挟み込むことで、十分均一な大面積
の素子を得ることが可能である。このような素子では、
ＴＮ型液晶素子の製造過程で行われるような電極面の配
向処理は全く不用であり、工程が簡略化するほか、偏光
板を原理的に必要をしないため明るい表示面を形成でき
る。こうした優れた液晶分散型の液晶光学素子において
、特に大面積な素子を得るためには、生産性、加工性の
点から透明高分子フィルム上に酸化インジウム系の透明
電極を形成した基板を用いることが望ましい。

【０００４】一方、このような素子においては、電極基
板に挟まれた液晶調光物質が、素子の外界からの影響（
例えば水分や有機溶剤等の侵入）を受けにくくするため
、なんらかの保護処理を施す必要がある。また、電極基
板どうしは液晶調光物質により支えられているため、液
晶調光物質そのものの機械的強度、液晶調光物質と電極
基板との密着強度が液晶光学素子の強度そのものを左右
し、充分な強度がない場合には電極基板の剥離等の問題
が生じるので、なんらかの補強処置が必要となる。

【０００５】こうした問題に対し、従来の技術では、例
えば特許出願公開平２−２４６３０では、その素子の側
面を絶縁性の樹脂や、樹脂付きのプラスティックフィル
ムでシールすることで外界からの影響を小さくしている
。あるいは液晶光学素子よりも大きな一対のガラス板等
にシート状の接着剤を介して挟み込んだ調光装置が開発
されている。

【０００６】しかしながら、このような保護法ではいく
つかの問題点があった。液晶光学素子の側面に樹脂をつ
けて封止する方法では作業性が悪かった。樹脂付きのフ
ィルムで素子の端を封止する方法は、素子の表面にフィ
ルムの縁で凹凸が出来るため、本素子を用いた大型の貼
合わせ硝子を作成する場合にそこに気泡が溜り易く、外
観上好ましくなかった。また、例えば液晶光学素子を円
形に加工した場合、その端が曲線状になるため、樹脂付
きのフィルムでの封止は困難であった。ガラス板等の剛
直な板で素子全体を保護する方法では、電極基板に電極
付き透明高分子フィルムを用いた素子の特徴である柔軟
性、加工性を損なってしまう欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の問題点を鑑み本
発明が解決しようとする課題は、一対の電極基板で液晶
調光物質を挟み込んだ液晶光学素子に対して、任意の形
状の素子の保護処理を作業性よく行なうことであり、特
に柔軟な電極基板を用いた液晶光学素子に対してはその
柔軟性を損なうことなく、保護処理をすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するためのものであり、 （１）基板とその表面に形成された電極よりなる一対の
電極基板であって、電極を内側にして樹脂マトリクス中
に液晶を分散させた液晶調光物質を挟み込んだ部分と、
各々の電極に外部電源の電圧を伝える集電極の部分から
成る液晶光学素子において、素子全体を保護するため、
面積が素子よりも大きく柔軟で少なくとも一方は透明な
一対の保護フィルムで素子全体を挟み込み、保護フィル
ムを接着剤を介すかそれ自身を融着させるかして、電極
基板の電極側でない面と集電極の表面に密着させ、さら
に素子の周辺部の外側で保護フィルムどうしを接着また
は融着させることで素子全体を密封し、電極に電圧を伝
えらえるように集電極の端のみを保護フィルムの外側に
出したことを特徴とする保護フィルム付き液晶光学素子
。 （２）基板とその表面に形成された電極よりなる一対の
電極基板であって、電極を内側にして樹脂マトリクス中
に液晶を分散させた液晶調光物質を挟み込んだ部分と、
各々の電極に外部電源の電圧を伝える集電極の部分から
成る液晶光学素子の製造方法において、面積が素子より
も大きく柔軟で少なくとも一方は透明な一対の保護フィ
ルムで素子全体を挟み込み、保護フィルムを接着剤を介
すかそれ自身を融着させるかして、電極基板の電極側で
ない面と集電極の表面に密着させ、さらに素子の周辺部
の外側で保護フィルムどうしを接着または融着させるこ
とで素子全体を密封し、電極に電圧を伝えられるように
集電極の端のみを保護フィルムの外側に出すようにして
、素子全体を保護したことを特徴とする保護フィルム付
き液晶光学素子の製造方法。に関するものである。

【０００９】本発明において液晶調光物質とは、樹脂マ
トリクス中に液晶を分散させたもので、分散された液晶
は、樹脂マトリクス中にそれぞれが独立した小滴の状態
で分散された構造を取ってもよいし、小滴が部分的に連
通した構造を取ってもよいし、小滴の連通がさらに進ん
で三次元ネットワークを形成する構造を取ってもよい。

【００１０】また、本発明において用いられる基板とは
、例えばガラスや金属、酸化金属、セラミック、透明高
分子フィルム等である。電極とは、例えばＩＴＯ（酸化
インジウム、酸化錫）や酸化錫等の金属酸化物、金、パ
ラジウム等の金属の薄膜、あるいは金属板そのものであ
る。表面に電極を形成した電極基板とは、基板の表面に
例えば蒸着法やスパッタ法で電極の薄膜を形成した基板
である。特に大面積な素子を得るためには、生産性、加
工性より透明高分子フィルム基板上にＩＴＯ電極を形成
した基板を用いることが望ましい。

【００１１】液晶光学素子を保護するために用いられる
フィルムとしては、柔軟で一対のうち少なくとも一方は
透明であればよく、素子表面に接着剤を介して接着する
か、それ自身が融着して着けばよい。例えばセロハン、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロ
ン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコー
ル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリカー
ボネート、三フツ化塩化エチレン等のフツ素樹脂フィル
ム、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリサル
ホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート等のフィ
ルムや、これらのフィルムを重ね合わせて機械的強度を
増したり、ガスバリヤー性を向上させた多層フィルムで
あってもよい。また、必要に応じて色や光沢の付いたフ
ィルムや、文字や模様の付いたフィルム、紫外線吸収機
能や赤外線吸収あるいは反射機能をもたせたフィルムで
あってもよい。液晶調光物質は一般的に紫外線に弱いた
め、素子を紫外線カットフィルムで保護したほうがよい
が、一方、例えば紫外線硬化樹脂を用いて液晶調光物質
を形成する場合には、予め紫外線吸収機能をもった電極
基板で液晶調光物質を狭持し液晶光学素子を作製するこ
とは、その作製工程上の理由から難しい。従ってこのよ
うな場合には素子を作成した後で、紫外線をカットする
方がより簡便であり、本発明による素子の保護が重要に
なる。ここで紫外線吸収機能をもったフィルムとは、例
えばポリエステル等のフィルムにベンゾフェノン系やベ
ンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を含有させたフィル
ムや、フィルムを構成する物質自身が紫外線を吸収する
ものが挙げられる。素子の表面と保護フィルムとの接着
に接着剤を用いる場合は、それぞれの基材に接着性の良
いものを選べばよい。特にこの場合は、素子の端で接着
剤は液晶調光物質と直接接するため、液晶調光物質に悪
影響を与えるような、可塑剤や溶剤を含まないことが好
ましい。例えば、各種ポリエチレンやポリプロピレン等
のポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、エチレン・
酢酸ビニル共重合体などの各種エチレンの共重合体、ポ
リエチレンテレフタレート等のポリエステルのような樹
脂成分のみのホットメルト系の接着剤が好ましい。素子
の表面と保護フィルムの接着強度を向上させるため、必
要に応じてアンカーコート剤を使用したプライマー処理
やコロナ放電処理を行ってもよい。保護フィルムの貼合
わせ方法としては、例えば、従来から知られている押し
出しコーティングによるラミネート法や、予め保護フィ
ルムか素子の表面にホットメルト系接着剤を塗工し、熱
圧着で素子と保護フィルムをラミネートするサーマルラ
ミネーション等が挙げられる。

【００１２】保護フィルムの大きさは保護しようとする
素子よりひとまわり大きければよい。密封性・機械的強
度を向上させるためには、素子の周囲の外側の保護フィ
ルムどうしが密着している部分が大きいほど好ましいが
、本来素子として機能する部分の面積と比較して、具体
的には素子の周囲に沿って数ミリから数センチの幅が好
ましい。保護フィルムは、予め素子の形や大きさに合わ
せて切断されたものでもよいし、素子より充分大きな保
護フィルムを使用してラミネート加工した後に素子の大
きさに合わせて切断されてもよい。

【００１３】本発明における集電極とは、素子を駆動す
るために外部電源の電圧を電極基板上の電極に伝えるも
ので、例えば導伝性ペーストや導伝性粘着剤付き導伝性
フィルムや金属フィルム、導線等で構成される。こうし
た集電極だけは、その端を保護フィルムの外側に露出さ
せ、通電可能にさせる。

【００１４】このようにして保護された液晶光学素子は
、以下のような長所を有する。 （１）使用するフィルムに柔軟性があるので、電極基板
に柔軟な電極付き透明高分子フィルムを使用した液晶光
学素子の場合には、その素子が持つ柔軟性を損なうこと
がない。 （２）素子の外界からの影響（水分や有機物などの侵入
）から液晶調光物質を保護できる。紫外線吸収剤入りの
保護フィルムを使用すれば、紫外線による素子の劣化を
抑えられる。このように素子の信頼性・耐久性を向上で
きる。 （３）素子全体を覆うため、液晶調光物質の接着強度が
比較的弱くても、電極基板の剥離を防ぎ、素子全体の強
度を高められる。 （４）保護フィルムが集電極部の凹凸を覆い素子全体が
平坦になるので、大型の貼合わせガラスを作製するとき
に気泡が入りにくくなり、作業性がよくなる。 （５）任意の形状の素子の保護が出来る。例えば素子が
円形で端が曲線状であっても、素子全体を封止し保護す
ることが出来る。 （６）保護フィルムに例えば色や光沢の付いたフィルム
や文字や模様の付いたフィルム、紫外線吸収機能や赤外
線吸収あるいは反射機能をもたせたフィルムを使用する
ことができ、これらを利用した様々な後加工が可能にな
る。 （７）既存のラミネート法が利用できるので生産性がよ
い。以上のように素子の長所を損なうことなく素子を保
護し、その信頼性・耐久性を向上できる。さらに、応用
面からみた様々な後加工が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下に実施例により本発明の詳細を述べるが
、本発明はこれらの実施例に縛られるものではない。

【００１６】実施例１　　：　　ポリエステルフィルム
（ＰＥＴ）上に酸化インジウム電極（ＩＴＯ電極）を形
成した一対の電極基板で液晶調光物質を挟み込んだ素子
の両面に、シート状（厚み約５０μｍ）ポリエステル系
ホットメルト接着剤を介して、３２μｍのポリエステル
フィルムを熱圧着し、素子を密封した。素子の周囲に沿
って、保護フィルムどうしが密着する部分を幅が４〜５
ｍｍになるように取った。集電極の端はこの保護フィル
ムの外側に出した。この様子を図１に示す。

【００１７】この保護フィルム付き液晶光学素子をポリ
ビニルブチラール樹脂を介して一対の硝子に１２０℃に
加熱し、加圧して貼合わせた。硝子内の素子は外観上問
題なく、良好であった。この硝子に貼合わせた素子を７
０℃で保存試験した結果、８週間経過後、異常無かった
。

【００１８】実施例２　　：　　実施例１と同じ一対の
電極基板で液晶調光物質を挟み込んだ素子の両面に、予
めポリオレフィン系ホットメルト接着剤を塗工した１６
μｍのポリエステルフィルムを熱圧着し、素子を密封し
た。 素子の周囲に沿って、保護フィルムどうしが密着する部
分を幅が４〜５ｍｍになるように取った。集電極の端は
この保護フィルムの外側に出した。この保護フィルム付
き液晶光学素子をポリビニルブチラール樹脂を介して一
対の硝子に１２０℃に加熱し、加圧して貼合わせた。硝
子内の素子は外観上問題なく、良好であった。この貼合
わせ硝子の素子を７０℃で保存試験した結果、６週間経
過後、異常無かった。

【００１９】比較例１　　：　　実施例１と同じ一対の
電極基板で液晶調光物資を挟み込んだ素子を、保護処置
を施すことなく、ポリビニルブチラールを介して一対の
硝子に１２０℃に加熱し加圧して貼合わせた。この硝子
内の素子は、素子の端から１〜２ｍｍ程が透明に透けて
いた。この貼合わせた硝子の素子を７０℃で保存試験し
た結果、１週間経過後には透明な部分が端から９〜１０
ｍｍに広がっていた。

【００２０】実施例３　　：　　実施例１と同じ一対の
電極基板で液晶調光物資を挟み込んだ素子を円形に加工
し、その両面に、シート状（厚み約５０μｍ）ポリエス
テル系ホットメルト接着剤を介して、紫外線吸収剤を含
んだ三酢酸セルロースフィルム（厚み８０μｍ）を熱圧
着し、素子を密封した。素子の周囲に沿って保護フィル
ムどうしが密着する部分を幅が５ｍｍ程取った。この保
護フィルム付き液晶光学素子を２８０ｎｍ以上の波長を
含むキセノンランプの光に暴露し耐光性試験をした結果
、３週間経過後、異常無かった。

【００２１】実施例４　　：　　実施例１と同じ一対の
電極基板で液晶調光物質を挟み込んだ素子の両面に、紫
外線吸収剤を含んだエチレン酢酸ビニル共重合体フィル
ム（厚み２５０μｍ）を熱融着し、素子を密封した。素
子の周囲に沿って、保護フィルムどうしが密着する部分
を５ｍｍほど取った。この保護フィルム付き液晶光学素
子を実施例３と同じ耐光性試験にかけた結果、３週間経
過後、異常無かった。

【００２２】比較例２　　：　　実施例１と同じ一対の
電極基板で液晶調光物資を挟み込んだ素子を円形に加工
し、保護処置を施すことなく、実施例３と同じ耐光性試
験をした結果、５日経過後に端から茶褐色に変色した。

【００２３】

【発明の効果】以上のように素子の長所を損なうことな
く素子を保護し、その信頼性・耐久性を向上できた。本
発明により任意の形状の素子を密封し保護することが可
能となり、さらに応用面からみた様々な後加工も可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】一対の電極基板で液晶調光物質を挟み込んだ素
子を、保護フィルムで全体を覆うようにして保護した所
を示す図である。

【図２】図１の線Ｉでの断面図を示す。

【符号の説明】

１　　：　　液晶光学素子 １’：　　電極基板 １”：　　液晶調光物質 ２　　：　　集電極 ３　　：　　保護フィルム ３’：　　ポリエステルフィルム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板とその表面に形成された電極よりなる
   一対の電極基板であって、電極を内側にして樹脂マトリ
   クス中に液晶を分散させた液晶調光物質を挟み込んだ部
   分と、各々の電極に外部電源の電圧を伝える集電極の部
   分から成る液晶光学素子において、素子全体を保護する
   ため、面積が素子よりも大きく柔軟で少なくとも一方は
   透明な一対の保護フィルムで素子全体を挟み込み、保護
   フィルムを接着剤を介すかそれ自身を融着させるかして
   、電極基板の電極側でない面と集電極の表面に密着させ
   、さらに素子の周辺部の外側で保護フィルムどうしを接
   着または融着させることで素子全体を密封し、電極に電
   圧を伝えらえるように集電極の端のみを保護フィルムの
   外側に出したことを特徴とする保護フィルム付き液晶光
   学素子。
2. 【請求項２】基板とその表面に形成された電極よりなる
   一対の電極基板であって、電極を内側にして樹脂マトリ
   クス中に液晶を分散させた液晶調光物質を挟み込んだ部
   分と、各々の電極に外部電源の電圧を伝える集電極の部
   分から成る液晶光学素子の製造方法において、面積が素
   子よりも大きく柔軟で少なくとも一方は透明な一対の保
   護フィルムで素子全体を挟み込み、保護フィルムを接着
   剤を介すかそれ自身を融着させるかして、電極基板の電
   極側でない面と集電極の表面に密着させ、さらに素子の
   周辺部の外側で保護フィルムどうしを接着または融着さ
   せることで素子全体を密封し、電極に電圧を伝えられる
   ように集電極の端のみを保護フィルムの外側に出すよう
   にして、素子全体を保護したことを特徴とする保護フィ
   ルム付き液晶光学素子の製造方法。