JPH02219025A - 液晶装置及びその製造方法及び調光装置 - 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、液晶を用いた液晶装置及びその製造方法及び
調光装置に関するものである。

［従来の技術］ 電圧の印加により、その光の透過状態を変化させる液晶
装置は、従来のガラス等では得られなかった変化が得ら
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。

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

このため、液晶素子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、電極付の基板間に液晶物質を分散
させた樹脂マトリックス体を挟持した液晶素子が影響を
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、液晶素子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素子の性能
低下が生じ易（、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
、電極付の基板間に、液晶物質を分散させた樹脂マトリ
ックス体を挟持してなる液晶素子を、２枚の保護板の間
に挟持してなる液晶装置において、液晶素子と保護板と
を接着する接着材として熱架橋性樹脂を使用することを
特徴とする液晶装置、及び、その熱架橋性樹脂がエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする液晶装
置、及び、その液晶素子が電界によって液晶の屈折率を
変化させ、樹脂マトリックス体の屈折率と液晶の屈折率
とが一致した場合に透過状態になり、樹脂マトリックス
体の屈折率と液晶の屈折率とがずれた場合に散乱状態に
なることを特徴とする液晶素子、及び、電極付の基板間
に、液晶物質を分散させた樹脂マトリックス体を挟持し
てなる液晶素子を、２枚の保護板の間に挟持してなる液
晶装置の製造方法において、液晶素子として電極付のプ
ラスチックフィルム基板間に液晶物質を分散させた樹脂
マトリックス体を挟持した液晶素子を使用し、この液晶
素子を２枚のガラス体の間に熱架橋性樹脂接着材を介し
て配置し、加熱することにより、熱架橋性樹脂接着材を
硬化させて液晶素子と保護板とを接着してなることを特
徴とする液晶装置の製造方法、及び、それらの液晶装置
を調光に用いたことを特徴とする調光装置を提供するも
のである。

本発明の液晶装置は、電極付の基板間に液晶物質を分散
させた樹脂マトリックス体を挟持した液晶素子の両面に
保護板が接着されており、その保護板と液晶素子とが熱
架橋性樹脂によって一体化されているため、大面積の液
晶装置としても、液晶素子と保護板とが全面で密着して
おり、かつ、液晶素子の内部に悪影響を与えにくく、長
期間にわたり安定で信頼性の高いものとなる。

本発明の液晶素子としては、電極付の基板間に液晶物質
を分散させた樹脂マトリックス体を挟持し、電界の印加
によってその光の透過状態を制御する液晶素子が使用で
きる。

この電極付の基板としては、通常透明型極付の透明基板
、具体的にはＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎ、０ｉ−３ｎＯｚ）、Ｓ
ｎＯ□等の透明型極付のガラス、プラスチック等の透明
基板がゴ吏用できる。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
不透明な基板や金属基板としてもよい。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。

液晶物質を分散させた樹脂マトリックス体としては、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、液晶物質の屈折率と樹脂マトリックスとの屈折率
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。

このような液晶素子としては、次のようなものが特に好
ましい。

即ち、得られる樹脂硬化物の屈折率が、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た硬化性を有する化合物
及び液晶物質の溶解物またはラテックスを一対の基板間
に保持し、硬化性化合物を硬化させて液晶物質と樹脂硬
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ックス状のものがある。特に、樹
脂硬化物の屈折率が、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。

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、硬化性化合物として着色した
ものを使用しても良い。

この液晶素子を製造する際、調製する硬化性化合物と液
晶物質との混合物は液状であっても粘稠物であっても均
一に溶解または分散していれば良く、液晶素子の製造方
法によって最適なものを選べば良い。

このような液晶物質が樹脂マトリッ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、上下の透明
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素子を極めて
生産性良く製造できる。

さらに、調製する硬化性化合物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枚の透
明電極付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　Ｏ（ＩｎａＯｓ−３ｎ０２）、５
ｎＯｉ等の透明電極付のガラス、プラスチック等の基板
を相対向するように配して周辺をシールしたセルには、
液状で注入した方が一般に便利であり、透明電極付のガ
ラス、プラスチック等の基板に塗布し、対向する基板を
重ね合わせようとする場合には、一般に粘稠状態の方が
便利である。

本発明では、この液晶素子の両面に保護板を接着するこ
ととなるため、液晶素子の基板自体はプラスチックフィ
ルム基板を使用することが好ましい。これは、本発明で
は、両面には保護板が接着されるため、液晶素子自体に
はあまり剛性を要求されないこと、厚さが薄（なり積層
が容易なこと及び大面積の液晶素子が製造しやすいため
である。また、後述するように基板の端子を容易に形成
できるものでもある。

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
。

本発明の液晶装置では、液晶素子は両面に保護のために
プラスチックやガラス等の保護板を熱架橋性樹脂の接着
材で接着する。

この保護板としては１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材料板、ガラス板、石
英板等の無機材料板等がある。特に、大面積の液晶装置
では、耐擦傷性、耐薬品性、剛性等の点からみて、ガラ
ス板の使用が好ましい。

もちろん、これらの保護板は、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、保護板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。

特に、液晶素子として電極付のプラスチックフィルム基
板間に液晶物質を分散させた樹脂マトリックス体を挟持
した液晶素子を使用し、この液晶素子を２枚のガラス体
の間に、熱架橋性樹脂の接着材を介して挟持し、加熱し
て接着材を硬化させ、液晶素子とガラス体とを接着して
一体化することにより、加工時に所望のサイズに容易に
切断できるので作業性が良く、かつ合せガラス状で耐久
性が高いという液晶装置を容易に得ることができる。

本発明で保護板と液晶素子とを接着するのに使用される
接着材は前述の如（、熱架橋性樹脂の接着材であればよ
く、具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体がある
。

このような有機溶媒や可塑材を含んでいない熱架橋性樹
脂の接着材を用いることにより、液晶素子と接する部分
で液晶素子に悪影響を与えにく（なる。

特に、エチレン−酢酸ビニル共重合体は当初シート状で
供給されるため、液晶素子や保護板との積層工程が容易
であり、その後一定温度に加熱すれば架橋を開始して硬
化するため、作業面からみても生産性がよく、かつ、液
晶素子に悪影響を与えに（いため好ましい。

この接着に際し、保護板の面積を液晶素子の面積よりも
太き（して、少な（とも２辺で保護板同志を直接接着す
るようにすることが好ましい。特に、４辺で保護板同志
を直接接着するようにすることにより、液晶素子と保護
板相互の接着力が向上するとともに、液晶装置側面の保
護にもなり、液晶装置の信頼性が向上する。

これにより、２枚の保護板をはがすような力が働いた場
合にも、液晶素子の基板間での剥離を防止できる。

また、液晶素子をより大きな面積の液晶素子から所望の
サイズに切断して使用し、液晶素子の側面に電気光学媒
体が露出しているような場合にもこの側面の封止処理を
しな（でも、信頼性の低下を生じに（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
り出して使用することも容易にできる。

特に、接着材として、耐湿性に優れた材料を使用するこ
とにより、屋外使用や高湿度雰囲気下での使用の用途に
適している。

このように液晶素子を保護板の間に完全に埋め込んでし
まう場合には、液晶素子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素子を用い、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、液晶素子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固定し
て液晶素子の側方に取り出されていれば良い。この突起
状の端子は、保護板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、接着された保護板間の間隔の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、液晶素子を未接着の熱架橋性樹脂のシート状接着
材で挾む場合、液晶素子の周辺で、液晶素子なしで保護
板同志が対向している部分に未接着のシート状接着材を
枠状に配置しておくことにより、圧着時に段差を生じに
（く、泡や空気溜りが生じにくく、側面側からの湿気や
水分の侵入がしにくく、より信頼性が良い。この未接着
のシート状接着材の厚さは、通常液晶素子の厚さとほぼ
同じとされれば良い。もっとも、接着時には周囲のシー
ト状接着材との間で成る程度の流動が生じるため、液晶
素子の厚みの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材の幅によって
も異なるが、−船釣には３倍を越えると、保護板と液晶
素子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素子を製造するには、所望の形
状の基板を２枚準備して、これを組合せて液晶素子を製
造してもよいし、連続プラスチックフィルム基板を使用
したり、長尺ガラス基板を用いて製造し、後で切断する
方式で製造してもよい。

本発明の液晶装置は、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
、この液晶素子を組み合わせて巨大な表示に使用したり
する等種々の応用が可能なものである。

なお、本発明の液晶素子に設けられた端子は、液晶装置
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
晶装置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、液晶素子により発生させる波形
が異なるが、通常は５〜１００Ｖ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、保護板の間に１個の液晶素子を
挟持した例のみを示したが、大きな面積の保護板の間に
小さな液晶素子を複数個挟持して接着するようにしても
よい。

このような液晶素子を組み込んだ液晶装置は、調光窓、
調光鏡等の調光用途に好適である。また、これを用いて
大型の表示装置とすることも可能である。

［作用Ｊ 本発明において使用される電極付の基板間に液晶物質を
分散させた樹脂マトリックス体を挟持してなる液晶素子
は、樹脂マトリックス中に液晶物質が分散して封じ込め
られているので、液晶素子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
ルに液晶と硬化性化合物との混合物を注入する方法のみ
でな（，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という生産性の良い製法
により液晶素子を製造でき、大面積の液晶素子も極めて
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、切断後に外からシフル材を塗布してもよいので、
大面積の液晶素子を製造した後に、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。

特に、シール材を用いずに、液晶物質を分散させた樹脂
マトリックスが露出しているようなものを使用して、保
護板を接着するための熱架橋性の接着材を直接接触させ
ても、液晶素子の性能をほとんど低下させない。

【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４００ＩＩＩＩ１１の長尺の
ＩｎａＯ，−５ｎＯ，（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
の直径約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素子を製造した。

その後、これを切断して３００ＩＩＩＩＩ１口の液晶素
子を形成し、液晶素子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樹脂
マトリックスの側面が露出しているままとした。

このようにして作成した液晶素子を、厚さ３１の３２０
ｍｍ口のガラス板２枚の間に、０．５＋ｏ＋ａの厚みの
熱架橋性のエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムを介
して挾持し、加熱減圧して一体化して液晶装置を製造し
た。

なお、駆動回路に接続するための取り出し端子は、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体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。

この液晶装置を窓にはめて調光窓として使用したところ
、ＡＣｌｏｏＶ、　５０Ｈｚ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
乱状態となった。

この液晶装置を６０℃の恒温槽にｌ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口の液晶素子を、
厚さ３ｍｍの３２０ｍａ＋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、加熱加圧して一体化し、液晶装置を形成した。

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４ｍ＋ｎが透明化して、電圧の印加、非
印加で作動しなかった。

この液晶装置を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１０ｍｍ拡大していた。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明の液晶装置では、液晶素子の両面に
保護板を熱架橋性樹脂で接着一体化しているため、液晶
装置の信頼性が高く、長寿命となる。

特に、液晶素子にシール材は使用せずに、液晶物質を分
散させた樹脂マトリックス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
に大面積の液晶素子を後で所望のサイズに切断して使用
することができる。このため、生産性が極めて良い。

また、熱架橋性樹脂の接着材として、シート状接着材を
使用することにより、シート状接着材がベト付いたりす
ることがないので、その配置作業に支障を生じに＜＜、
生産プロセスが容易になり、生産性が極めて高くなる。

本発明の液晶装置は、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、航空機等の車両用途、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）電極付の基板間に、液晶物質を分散させた樹脂マ
   トリックス体を挟持してなる液晶素子を、２枚の保護板
   の間に挟持してなる液晶装置において、液晶素子と保護
   板とを接着する接着材として熱架橋性樹脂を使用するこ
   とを特徴とする液晶装置。
2. （２）請求項１において、熱架橋性樹脂がエチレン−酢
   酸ビニル共重合体であることを特徴とする液晶装置。
3. （３）請求項１において、液晶素子が電界によつて液晶
   の屈折率を変化させ、樹脂マトリックス体の屈折率と液
   晶の屈折率とが一致した場合に透過状態になり、樹脂マ
   トリックス体の屈折率と液晶の屈折率とがずれた場合に
   散乱状態になることを特徴とする液晶素子。
4. （４）電極付の基板間に、液晶物質を分散させた樹脂マ
   トリックス体を挟持してなる液晶素子を、２枚の保護板
   の間に挟持してなる液晶装置の製造方法において、液晶
   素子として電極付のプラスチックフィルム基板間に液晶
   物質を分散させた樹脂マトリックス体を挟持した液晶素
   子を使用し、この液晶素子を２枚のガラス体の間に熱架
   橋性樹脂接着材を介して配置し、加熱することにより、
   熱架橋性樹脂接着材を硬化させて液晶素子と保護板とを
   接着してなることを特徴とする液晶装置の製造方法。
5. （５）請求項１〜３のいずれかの液晶装置を調光に用い
   たことを特徴とする調光装置。