JPH05264968A

JPH05264968A - 液晶素子

Info

Publication number: JPH05264968A
Application number: JP6462092A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Ikeno; 忍池野; Koji Takagi; 光司高木; Fumiaki Kobayashi; 文明小林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1992-03-23
Filing date: 1992-03-23
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】電極と高分子分散液晶層との接着強度が強
く、且つ、光学特性が使用中に低下しにくい液晶素子を
提供する。【構成】少なくとも一方が透明性を有する２つの電極
２ａ、２ｂ間に高分子分散液晶層３が挟持されている液
晶素子１において、高分子分散液晶層３と少なくとも一
方の電極２ｂの間に、２５℃での粘度が１００００ｍＰ
ａ・ｓ以上の高粘度で、且つ高分子分散液晶層３が含有
する液晶との相溶性を有しない接着媒体４が介在してい
る構成であることを特徴とする液晶素子１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調光、調色、表示など
に用いられる、高分子分散液晶層を有する液晶素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、低分子のネマチックあるいはコレ
ステリック液晶を高分子媒体中にミクロに独立液滴とし
て、又は連続液滴として分散した高分子分散液晶層が２
つの電極間に挟持されてなる液晶素子の開発が活発に行
われている。（例えば、「日経エレクトロニクス」1990
年 6月11日号,no.502,pp.102-105）このような高分子分散液晶層の作製方法としては重合
法、キャスト法、エマルジョン法等が提案されている。
重合法による高分子分散液晶層の作製は、電極間に液晶
と重合前のモノマーの混合液を充填し、熱または紫外線
によってモノマーを重合させ、相分離により液晶が高分
子媒体中にミクロに分散した構成を得るので、液晶素子
の作製の際に電極と高分子分散液晶層の間に接着層は不
要である。しかし、重合法による高分子分散液晶層を有
する液晶素子では液晶が高分子媒体中に溶解するためコ
ントラストがよくないという問題や、コントラストを向
上させるために２色性色素を液晶中に添加した場合に２
色性色素が高分子媒体中に溶解するため、コントラスト
がかえって低下するという問題がある。また、キャスト
法による高分子分散液晶層でも重合法の場合と同様に液
晶又は２色性色素が高分子媒体中に溶解するため、キャ
スト法による高分子分散液晶層を用いた液晶素子でもコ
ントラストがよくないという問題がある。

【０００３】一方、エマルジョン法による高分子分散液
晶層の作製では、ポリビニールアルコール等の水溶性高
分子を水に溶解させ、この溶液と液晶とを混合して液晶
が分散したエマルジョンを作製し、このエマルジョンを
一方の電極上に塗布し、水分を揮発乾燥させて高分子分
散液晶層を得る方法が特公平3-52843 号公報、及び特開
昭60-252687 号公報に記載されている。この場合、得ら
れた高分子分散液晶層に他方の電極を貼り合わせる必要
があるが、この貼り合わせ方法については上記の公報に
は記載されていない。一方、特開平2-73217 号及び特開
平2-73218 号公報には、一方の電極上のエマルジョン法
で得られた高分子分散液晶層に他方の電極を貼り合わせ
る方法として、高誘電率液体又は液晶を接着媒体として
介在させて貼り合わせる方法が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平2-73217
号及び特開平2-73218 号公報に記載されているような、
エマルジョン法で得られた高分子分散液晶層に他方の電
極を貼り合わせる際に、高誘電率液体又は液晶を接着媒
体として介在させる方法については、次のような問題点
がある。１．接着媒体が低粘度であるために接着力が弱いという
問題。２．高誘電率液体（グリセリン、グリコロニトリル、
水、メタノール等）が高分子分散液晶層（高分子媒体及
び液晶）又は電極を侵すことによる、液晶素子の光学特
性が使用中に低下する問題。（例えばグリセリン、グリ
コロニトリルは高分子媒体を、メタノールは液晶を、そ
して水は電極を侵す性質がある。）３．高誘電率液体がグリセリンの場合には、液晶素子に
電圧を印加しているとグリセリンの粘度が低いために液
晶がグリセリン層に滲み出てくる（溶解はしない）こと
による、液晶素子の光学特性が使用中に低下する問題。４．接着媒体が液晶である場合には、特に２色性色素を
含有させたときに、電圧印加時の透明性が悪いという問
題。

【０００５】本発明の目的は、これら従来の問題を解決
して、電極と高分子分散液晶層との接着強度が強く、且
つ、光学特性が使用中に低下しにくい液晶素子を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
方が透明性を有する２つの電極間に高分子分散液晶層が
挟持されている液晶素子において、高分子分散液晶層と
少なくとも一方の電極の間に、２５℃での粘度が１００
００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度で、且つ高分子分散液晶層
が含有する液晶との相溶性を有しない接着媒体が介在し
ている構成であることを特徴とする液晶素子である。

【０００７】以下、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明は図１に代表される構成の液晶素子に関する。図１
は本発明の液晶素子の一例を示す縦断面図であり、液晶
素子１は少なくとも一方が透明性を有する電極である、
２つの電極２ａ、２ｂ間に高分子分散液晶層３が挟持さ
れていて、高分子分散液晶層３と一方の電極２ｂの間
に、２５℃での粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以上の高粘
度で、且つ高分子分散液晶層３が含有する液晶との相溶
性を有しない接着媒体４が介在している構成となってい
る。

【０００８】本発明における電極については、本発明の
液晶素子が調光、調色、表示などの用途に用いられるた
めには、少なくとも一方の電極は透明性を有しているこ
とが必須である。そして、この透明性を有する電極とし
ては、例えばプラスチックフィルムやガラス板等の透明
な材料の表面にインジュウム錫酸化物（以下ＩＴＯと略
す）等の透明な導電性物質を被覆したものを使用するこ
とができる。そして、透明性を有しない電極の例として
は、導電性を有する金属のシート等を挙げることができ
る。

【０００９】また、本発明における高分子分散液晶層と
しては、特に限定するものではないが、前記したよう
に、重合法及びキャスト法により得られる高分子分散液
晶層では液晶又は２色性色素が高分子媒体中に溶解する
問題があるため、この問題が生じにくいエマルジョン法
による高分子分散液晶層を用いることが好ましい。

【００１０】そして、本発明の特徴は高分子分散液晶層
と少なくとも一方の電極の間に、２５℃での粘度が１０
０００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度で、且つ高分子分散液晶
層が含有する液晶との相溶性を有しない接着媒体が介在
している構成となっていることであり、図１の構成は高
分子分散液晶層３と電極２ｂの間に接着媒体４が介在し
ている例である。

【００１１】このように、本発明で高分子分散液晶層と
少なくとも一方の電極の間に接着媒体を介在させる理由
は、一方の電極の上に高分子分散液晶層の原料であるエ
マルジョン等を塗布などの方法で被覆し、乾燥等の工程
を経て高分子分散液晶層を形成し、次いで、この高分子
分散液晶層ともう一方の電極を貼り合わせる際に、その
間に接着媒体を介在させることにより、高分子分散液晶
層の表面の凹凸による空隙部をなくし、高分子分散液晶
層への電圧印加をスムーズに行うようにするためと、液
晶素子の構造が強固に保持されるようにするためであ
る。もちろん、２つの電極と高分子分散液晶層の間にそ
れぞれ接着媒体を介在させるようにしても構わない。

【００１２】また、本発明で使用する接着媒体は、２５
℃での粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度で、且
つ高分子分散液晶層が含有する液晶との相溶性を有しな
い接着媒体であることが重要である。なぜならば、２５
℃での粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以下の粘度では電極
と高分子分散液晶層とを接着する強度が弱く、また高分
子分散液晶層が含有する液晶との相溶性がある接着媒体
では液晶素子の光学特性が使用中に低下する問題がある
からである。そして、上記の２５℃での粘度が１００
００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度で、且つ高分子分散液晶層
が含有する液晶との相溶性を有しない接着媒体として
は、下記の化学式で示されるポリグリセリンが好適であ
る。ＨＯＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₂Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）
ＣＨ₂Ｏ）_n−ＣＨ₂ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ₂ＯＨなお、上式のｎは０以上の整数であり、ｎ＝０のときは
グリセリンの２量体であるジグリセリンを示すものであ
る。そして、ポリグリセリンにおける重合度と各温度に
おける粘度を表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１で明らかなように、ポリグリセリンは
２５℃での粘度は全て１００００ｍＰａ・ｓ以上あり、
このように高粘度であるポリグリセリンを接着媒体とし
て用いた液晶素子は、電圧印加時に液晶が接着媒体層に
滲み出すことがなく、また電極と高分子分散液晶層との
接着力も強いという好ましい性能を有するようになる。
また、ポリグリセリンは化学構造から親油性がなく、従
って、高分子分散液晶層に用いる液晶や２色性色素を溶
かさないので本発明の接着媒体として好適である。さら
に、ポリグリセリンは誘電率が高いので高分子分散液晶
層に高電圧が印加できる点でも好都合である。ポリグリ
セリンは温度を高くすると粘度が低下するので、ポリグ
リセリンの塗布及び電極の貼り合わせは、例えば６０〜
８０℃程度の高温で行うと好都合である。

【００１５】なお、グリセリンについては、２０℃での
粘度が１４１２ｍＰａ・ｓ、２５℃での粘度が６１２ｍ
Ｐａ・ｓと低いために、電圧印加時に液晶が接着媒体層
に滲み出す問題が生じたり、グリセリンの溶解力が大き
いために高分子媒体を侵す（膨潤）問題が生じたりする
ので、本発明の接着媒体としては適さない。

【００１６】本発明の接着媒体層の厚みについては、薄
い方が高分子分散液晶膜に印加する電圧を高くすること
ができるので好都合であり、特に限定するものではない
が、０．５〜１０μｍの厚みが好ましい。

【００１７】本発明で使用する液晶としては、ネマチッ
ク、スメクチック、コレステリック液晶があり、それら
を単独でまたは混合して使用することができる。ネマチ
ック、スメクチック液晶の場合は、誘電異方性が正の液
晶がノーマルモード（電圧ＯＦＦ時に不透明、電圧ＯＮ
時に透明）となる。

【００１８】本発明で、必要に応じて液晶に溶解して使
用する２色性色素としては、液晶表示用に市販されてい
るアゾ系、又はアントラキノン系の２色性色素を使用す
ることができる。例えば、三井東圧染料（株）製のＳ−
３４４、Ｓ−４２８、Ｍ−４８３、ＳＩ−５１２、Ｍ−
７１０、ＳＩ−４８６が例示出来る。そして、この２色
性色素の溶解濃度としては数％以下の低濃度で十分であ
る。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。勿
論、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

【００２０】〔実施例１〕１．高分子媒体用の水溶性樹脂の作製メチルメタクリレート２５重量部（以下部と略す）、ブ
チルアクリレート２６部、ベンジルアクリレート１０
部、ジメチルアミノエチルアクリレート１０部、メタア
クリル酸１５部よりなる共重合体とアゾイソブチロニト
リル（ＡＩＢＮ）２部、オクチルメルカプタン２部、メ
チルイミダゾール１部、水１１０部、メタノール１０部
を混合して、変成アクリル樹脂水溶液を作製し、この液
をＡ液とした。一方、ソルビトールポリグリシジルエー
テル９７部に水３部を加えてエポキシ樹脂水溶液を作製
し、この液をＢ液とした。

【００２１】２．高分子分散液晶層用のエマルジョンの
作製Ａ液８５部、Ｂ液１５部、水１５部を混合して水溶液を
得、この水溶液に、三井東圧染料（株）製の２色性色素
（黒色Ｓ−４２８）を１．８重量％含有させたメルクジ
ャパン（株）製のネマチック液晶（品番Ｅ８）９０部を
加えて攪拌した後、超音波分散機を用いて１０分間超音
波分散を行い、高分子分散液晶層用のエマルジョンの作
製をした。

【００２２】３．液晶素子の作製得られたエマルジョンをＩＴＯ付きガラスにフィルムア
プリケータを用いて塗布した。次いで、６０℃／２０分
＋１２０℃／１０分の条件で乾燥、硬化させてＩＴＯ付
きガラスの導電面（ＩＴＯ面）に厚み１０μｍの高分子
分散液晶層を形成した。次いで、ダイセル化学工業
（株）製の２量体のポリグリセリンをＩＴＯ付きのポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのＩＴＯ面
に２μｍの厚みで塗布した後、ＩＴＯ付きのポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのＩＴＯ面と前記
の高分子分散液晶層との間に前記の２量体のポリグリセ
リンが接着媒体として介在するように貼り合わせ、端面
をエポキシ樹脂でシールし液晶素子を作製した。

【００２３】〔実施例２〕接着媒体としてダイセル化学
工業（株）製の１０量体のポリグリセリンを使用した以
外は実施例１と同様にして液晶素子を作製した。

【００２４】〔比較例〕接着媒体としてグリセリンを使
用した以外は実施例１と同様にして液晶素子を作製し
た。

【００２５】以上のようにして得られた実施例１、実施
例２、比較例の各液晶素子について光学特性及び接着媒
体が介在している側の電極と高分子分散液晶層との間の
接着強度について試験した。

【００２６】まず、各液晶素子の５５５ｎｍの波長の全
光線透過率を測定したところ、電圧無印加時は２０％で
あり、６０Ｖの交流（６０Ｈｚ）印加時は６５％であ
り、実施例１、実施例２、比較例の各液晶素子について
差はなかった。

【００２７】次に、各液晶素子に６０Ｖの交流（６０Ｈ
ｚ）を印加し続け、１０分経過後に各液晶素子を観察し
たところ、比較例の液晶素子は液晶が滲み出てきてお
り、各所に黒い斑点が見られたが、実施例１及び実施例
２の液晶素子ではそのような黒い斑点は生じていなかっ
た。

【００２８】また、各液晶素子を作製してから１週間経
過後に動作させたところ、比較例の液晶素子はコントラ
ストが低下し、且つ、電圧ＯＦＦ時の立ち下がり速度が
遅くなる現象が見られたが、実施例１及び実施例２の液
晶素子ではそのような現象はなく、液晶素子を作製した
直後と動作状態に変化はなかった。

【００２９】また、接着媒体が介在している側の電極と
高分子分散液晶層との間の接着強度について試験したと
ころ、比較例の液晶素子では接着強度が弱く、電極が剥
がれ易かったが、実施例１及び実施例２の液晶素子では
接着強度が強く、電極と高分子分散液晶層とは確実に接
着されていた。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、液晶素子は高分子分散
液晶層と少なくとも一方の電極の間に、２５℃での粘度
が１００００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度で、且つ高分子分
散液晶層が含有する液晶との相溶性を有しない接着媒体
が介在している構成となっているので、使用中の光学特
性の低下がなく、また電極と高分子分散液晶層との間の
接着強度が強い液晶素子が得られるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の液晶素子の縦断面図である。

【符号の説明】

１液晶素子２ａ電極２ｂ電極３高分子分散液晶層４接着媒体

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【手続補正書】

【提出日】平成４年６月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】〔実施例１〕１．高分子媒体用の水溶性樹脂の作製メチルメタクリレート２５重量部（以下部と略す）、ブ
チルアクリレート２６部、ベンジルアクリレート１０
部、ジメチルアミノエチルアクリレート１０部、メタア
クリル酸１５部よりなる共重合体とアゾビスイソブチロ
ニトリル（ＡＩＢＮ）２部、オクチルメルカプタン２
部、メチルイミダゾール１部、水１１０部、メタノール
１０部を混合して、変成アクリル樹脂水溶液を作製し、
この液をＡ液とした。一方、ソルビトールポリグリシジ
ルエーテル９７部に水３部を加えてエポキシ樹脂水溶液
を作製し、この液をＢ液とした。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明性を有する２つの
電極間に高分子分散液晶層が挟持されている液晶素子に
おいて、高分子分散液晶層と少なくとも一方の電極の間
に、２５℃での粘度が１００００ｍＰａ・ｓ以上の高粘
度で、且つ高分子分散液晶層が含有する液晶との相溶性
を有しない接着媒体が介在している構成であることを特
徴とする液晶素子。
【請求項２】接着媒体の主成分がポリグリセリンであ
ることを特徴とする請求項１記載の液晶素子。