JPH05265052A - Light control glass - Google Patents
Light control glassInfo
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- JPH05265052A JPH05265052A JP6386492A JP6386492A JPH05265052A JP H05265052 A JPH05265052 A JP H05265052A JP 6386492 A JP6386492 A JP 6386492A JP 6386492 A JP6386492 A JP 6386492A JP H05265052 A JPH05265052 A JP H05265052A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は液晶を利用した調光ガ
ラスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light control glass using liquid crystal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在シャッター機能を有した窓ガラス等
にツイステッドネマテイック（以下、ＴＮと略記す
る。）方式の調光ガラスが、現在広く使用されている。
この調光ガラスで用いられる液晶はネマテイック液晶で
あり、ネマテイック液晶の特徴の一つは電圧の印加に対
する可逆性である。例えば、電圧無印加時に不透明であ
るＴＮ方式の調光ガラスに電圧を印加すると透明にな
る。この場合、電圧の印加を停止すると、調光ガラスは
再び不透明状態に復帰する。2. Description of the Related Art At present, a twisted nematic (hereinafter abbreviated as TN) type light control glass is widely used for window glass or the like having a shutter function.
The liquid crystal used in this light control glass is a nematic liquid crystal, and one of the features of the nematic liquid crystal is reversibility with respect to the application of voltage. For example, when a voltage is applied to a TN type light control glass that is opaque when no voltage is applied, it becomes transparent. In this case, when the voltage application is stopped, the light control glass returns to the opaque state again.
【０００３】これに対し、スメクテイック液晶を用いた
調光ガラスも多数提案されている。この調光ガラスは、
ｐ型（誘電異方性が正）スメクテイック液晶と、ほぼ球
状のマイクロカプセルにｐ型スメクテイック液晶を包含
する高分子からなる媒体が、２枚の透明電極を備えた基
板間に挟まれた構造をもつ。そして、ｐ型スメクテイッ
ク液晶の通常光の屈折率と高分子物質からなる媒体の屈
折率が近似であるように、材料が選択されている。On the other hand, many light control glasses using a smectic liquid crystal have been proposed. This light control glass is
A medium composed of a p-type (positive dielectric anisotropy) smectic liquid crystal and a polymer containing a p-type smectic liquid crystal in a substantially spherical microcapsule is sandwiched between two substrates having transparent electrodes. Hold. Then, the materials are selected so that the refractive index of ordinary light of the p-type smectic liquid crystal and the refractive index of the medium made of a polymer substance are close to each other.
【０００４】この調光ガラスは、電圧印加前には、マイ
クロカプセル中のｐ型スメクテイック液晶がフォーカル
コニック構造を呈し、光を散乱して不透明となる。電極
基板間に電圧を印加すると、液晶分子が電界方向に平行
に配向し、ｐ型スメクテイック液晶の通常光の屈折率と
高分子物質からなる媒体の屈折率が近似であるため、光
が散乱されずに調光ガラスは透明となる。その後、電圧
の印加を停止しても液晶分子の配向は変化せず、調光ガ
ラスは透明なままである。[0004] In this light control glass, the p-type smectic liquid crystal in the microcapsules has a focal conic structure before voltage application, and light is scattered to become opaque. When a voltage is applied between the electrode substrates, the liquid crystal molecules are aligned parallel to the direction of the electric field, and the refractive index of ordinary light of the p-type smectic liquid crystal and the refractive index of the medium made of a polymer substance are close to each other, so that light is scattered. Instead, the light control glass becomes transparent. After that, the orientation of the liquid crystal molecules does not change even when the voltage application is stopped, and the light control glass remains transparent.
【０００５】これに熱エネルギーを適用し、ｐ型スメク
テイック液晶を一旦等方相またはネマテイック相に相転
移させることによって、元のフォーカルコニック構造に
復帰させ、調光ガラスを不透明状態に戻すことができ
る。By applying heat energy to this and once causing the p-type smectic liquid crystal to undergo a phase transition to an isotropic phase or a nematic phase, the original focal conic structure can be restored and the light control glass can be returned to an opaque state. ..
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一般に、窓ガラス等に
利用される調光ガラスは透明状態で用いられることが多
い。しかしながら、前記ＴＮ方式の場合、光を透過さ
せ、透明化するために、電圧印加の必要があり、消費電
力が大きく、著しく不経済であるという欠点があった。Generally, the light control glass used for window glass or the like is often used in a transparent state. However, in the case of the TN method, there is a drawback that a voltage must be applied in order to transmit light and make it transparent, which consumes a large amount of power and is extremely uneconomical.
【０００７】ｐ型スメクテイック液晶を利用した系で
は、いったん透明状態に変化させれば、その後、電圧無
印加状態としても透明状態が保持されるが、再び不透明
にするための加熱手段が必要であり、装置が複雑で大型
化する。さらに液晶をマイクロカプセルに封入するた
め、各粒子は独立粒子となる。この独立粒子の分散を均
一化することは必ずしも容易ではなく、不均一分散にな
ると、粒子への印加電圧も不均一となり、ひいては駆動
電圧が増大するという問題があった。In a system using a p-type smectic liquid crystal, once it is changed to a transparent state, the transparent state is maintained even after no voltage is applied, but a heating means for making it opaque again is necessary. , The device is complicated and large. Furthermore, since the liquid crystal is encapsulated in microcapsules, each particle becomes an independent particle. It is not always easy to make the dispersion of the independent particles uniform, and if the dispersion is non-uniform, the voltage applied to the particles also becomes non-uniform, resulting in an increase in drive voltage.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、一対の基板
の上に透明電極が形成され、透明電極の上に配向膜が形
成され、前記基板の間に液晶組成物が挟持され、液晶組
成物がｐ型（誘電異方性が正）のコレステリック液晶ま
たはｐ型のコレステリック液晶とｐ型のネマテイック液
晶の混合物であり、電圧印加時は不透明で電圧無印加時
に透明であることを特徴とする調光ガラスを提供する。According to the present invention, a transparent electrode is formed on a pair of substrates, an alignment film is formed on the transparent electrodes, and a liquid crystal composition is sandwiched between the substrates. The substance is a p-type (dielectric anisotropy is positive) cholesteric liquid crystal or a mixture of a p-type cholesteric liquid crystal and a p-type nematic liquid crystal, which is opaque when a voltage is applied and transparent when no voltage is applied. Providing light control glass.
【０００９】本発明に適用されるｐ型（誘電異方性が
正）のコレステリック液晶およびｐ型のネマテイック液
晶は次のものが挙げられる。ｐ型コレステリック液晶と
しては公知の液晶であるコレステロール系、アゾキシ
系、エステル化合物系などが挙げられ、好適には市販の
ＣＢ１５（メルク社製）、コレステリルノナノエート
（メルク社製）などが利用される。The p-type (positive dielectric anisotropy) cholesteric liquid crystal and the p-type nematic liquid crystal applied to the present invention include the following. Examples of the p-type cholesteric liquid crystal include known liquid crystals such as cholesterol type, azoxy type and ester compound type, and commercially available CB15 (manufactured by Merck) and cholesteryl nonanoate (manufactured by Merck) are preferably used. ..
【００１０】また、ｐ型ネマテイック液晶としては公知
の液晶であるビフェニル系、ＰＣＨ系、ＣＣＨ系などが
挙げられ、好適には市販のＺＬＩ−１５６５（メルク社
製）、ＺＬＩ−２７８８（メルク社製）などが利用され
る。ｐ型ネマテイック液晶のｐ型コレステリック液晶へ
の混合割合は９７ｗｔ％以下がよく、好適には９５ｗｔ
％以下がよい。この割合が９７ｗｔ％を越えると、光変
調するとき電界効果による相遷移効果が充分に働かなく
なる。As the p-type nematic liquid crystal, known liquid crystals such as biphenyl type, PCH type and CCH type can be mentioned, preferably ZLI-1565 (manufactured by Merck) and ZLI-2788 (manufactured by Merck). ) Is used. The mixing ratio of the p-type nematic liquid crystal to the p-type cholesteric liquid crystal is preferably 97 wt% or less, preferably 95 wt.
% Or less is good. If this ratio exceeds 97% by weight, the phase transition effect due to the electric field effect does not work sufficiently during optical modulation.
【００１１】次に、かかる液晶を適用したときの調光ガ
ラスの動作方式を概説する。始めに液晶に電圧印加、駆
動前後の液晶組織の変化を説明する。液晶組織として、
図２（ａ）にグラジュアン組織、（ｂ）にフィンガープ
リント組織を示した。ここで、６はガラス基板、７は透
明電極、８は配向膜、９、１０は液晶を示す。Next, the operation system of the light control glass when such a liquid crystal is applied will be outlined. First, the change in the liquid crystal structure before and after the application of a voltage to the liquid crystal and driving will be described. As a liquid crystal structure,
FIG. 2 (a) shows a granular structure and FIG. 2 (b) shows a fingerprint structure. Here, 6 is a glass substrate, 7 is a transparent electrode, 8 is an alignment film, and 9 and 10 are liquid crystals.
【００１２】ついで動作方式であるが、まず２枚の基板
間に電圧をかけないときは、液晶は図２（ａ）に示すよ
うに、液晶分子が基板にほぼ平行かつ、基板上下でねじ
れた配向であるグラジュアン組織を示し、光は透過で
き、透明状態となる。これに電界を印加していくと、図
２（ｂ）のフィンガープリント組織に変化する。この組
織においては，液晶分子が基板にほぼ垂直に配向し、液
晶の旋光性の軸がガラス基板に対して平行であるので、
光はガラス基板の面方向に沿って、屈折、変化する。こ
のため光は散乱し、不透明状態となる。Next, regarding the operation method, first, when a voltage is not applied between the two substrates, the liquid crystal molecules are twisted above and below the substrate substantially parallel to the substrates as shown in FIG. 2 (a). It shows a granular structure which is an orientation, and it can transmit light and becomes transparent. When an electric field is applied to this, the structure changes to the fingerprint structure shown in FIG. In this structure, liquid crystal molecules are aligned almost perpendicular to the substrate, and the optical axis of liquid crystal is parallel to the glass substrate.
Light is refracted and changed along the surface direction of the glass substrate. Therefore, the light is scattered and becomes opaque.
【００１３】ここで液晶の駆動電圧は１０〜２０Ｖ、電
流値は０．５〜１Ａ、駆動周波数３０〜６０Ｈｚであ
り、従って消費電力は５〜２０Ｗとなり、従来の高分子
分散モードに比し、消費電力の低減が可能となった。以
上が本発明の調光ガラスが透過状態（透明）から不透明
状態へ変化する状態変化の説明である。Here, the driving voltage of the liquid crystal is 10 to 20 V, the current value is 0.5 to 1 A, and the driving frequency is 30 to 60 Hz. Therefore, the power consumption is 5 to 20 W, which is higher than that of the conventional polymer dispersion mode. It has become possible to reduce power consumption. The above is the description of the state change in which the light control glass of the present invention changes from the transparent state (transparent) to the opaque state.
【００１４】ついで、本発明の調光ガラスの構成および
作製方法の概略を示す。ここで、図１と図２で示される
２方法について説明する。図１に本発明における第１の
調光ガラスの断面図を示した。ここで、１はガラス基
板、２は透明電極、３は配向膜、４はスペーサ、５は液
晶、１６はＵＶ光硬化樹脂を示す。Next, the constitution of the light control glass of the present invention and the method for producing it will be outlined. Here, the two methods shown in FIGS. 1 and 2 will be described. FIG. 1 shows a sectional view of the first light control glass in the present invention. Here, 1 is a glass substrate, 2 is a transparent electrode, 3 is an alignment film, 4 is a spacer, 5 is a liquid crystal, and 16 is a UV light curable resin.
【００１５】図３に本発明における第２の調光ガラスの
断面図を示した。さらに、図４でシール近辺のスペーサ
がＵＶ（紫外）光硬化樹脂で固定された状態を示した。
ここで、１１はガラス基板、１２は透明電極、１３は配
向膜、１４はスペーサ、１５は液晶、１６はＵＶ光硬化
樹脂、１７はエポキシ樹脂シールを示す。ついで、作製
方法を概説する。ここで装置は共通部分が多いため、図
１、図３を共通して説明する。FIG. 3 shows a sectional view of the second light control glass in the present invention. Further, FIG. 4 shows a state in which the spacers near the seal are fixed with a UV (ultraviolet) photocurable resin.
Here, 11 is a glass substrate, 12 is a transparent electrode, 13 is an alignment film, 14 is a spacer, 15 is a liquid crystal, 16 is a UV light curable resin, and 17 is an epoxy resin seal. Next, the manufacturing method will be outlined. Since the device has many common parts, the description will be given with reference to FIGS. 1 and 3.
【００１６】まず、一対の基板１上に、スパッタ法によ
り透明電極２を形成した後、配向膜３を形成し、つい
で、この基板に対し、ラビング法によって配向処理を行
った後、一方の基板上に樹脂によるシール１７を形成す
る。図１の調光ガラスにおいては、もう一方の基板上に
スペーサ４を散布した後、２枚の基板を貼り合わせ、上
記液晶１５を封入し封止する。First, a transparent electrode 2 is formed on a pair of substrates 1 by a sputtering method, an alignment film 3 is formed on the pair of substrates 1, and then an alignment treatment is performed on the substrates by a rubbing method. A resin seal 17 is formed on top. In the light control glass of FIG. 1, spacers 4 are sprinkled on the other substrate, then the two substrates are bonded together, and the liquid crystal 15 is sealed and sealed.
【００１７】これに対し、図３の調光ガラスにおいて
は、もう一方の基板上にＵＶ光硬化樹脂原料６を霧状に
散布した後にスペーサ４を散布する。ついで、２枚の基
板を貼り合わせ、ＵＶ光を照射して樹脂を硬化させた
後、液晶１５を封入し封止する。ここで、基板間の厚さ
（液晶セル）は７〜２０μｍ、好ましくは１０〜２０μ
ｍである。On the other hand, in the light control glass of FIG. 3, the UV light curable resin material 6 is sprayed on the other substrate and then the spacers 4 are sprayed. Then, the two substrates are bonded together, UV light is irradiated to cure the resin, and then the liquid crystal 15 is sealed and sealed. Here, the thickness between the substrates (liquid crystal cell) is 7 to 20 μm, preferably 10 to 20 μm.
m.
【００１８】さらに、ＵＶ光硬化樹脂原料６を霧状に散
布する工程とスペーサ４を散布する工程を逆にしてもよ
い。すなわち、もう一方の基板上にスペーサ４を散布し
た後に、ＵＶ光硬化樹脂原料６を霧状に散布してもよ
い。ここで、基板１１としてはガラス、石英などが挙げ
られ、ガラスが好適に利用される。透明電極１２として
はＩＴＯ、酸化スズなどが挙げられるが、ＩＴＯが好適
である。配向膜１３としてはポリイミド、ＰＶＡなどが
挙げられるがポリイミドが好適である。シールする樹脂
はエポキシ、ポリエステルなどが挙げられるが、エポキ
シが良好である。スペーサ４は材質がプラスチックス、
ガラス、セラミックスで、直径が７〜２０μｍのもので
ある。ＵＶ光硬化樹脂はエポキシ系、アクリル系などが
挙げられ、エポキシ系が好適に適用される。Further, the step of spraying the UV light curable resin raw material 6 in the form of mist and the step of spraying the spacer 4 may be reversed. That is, the UV light curable resin raw material 6 may be sprayed in a mist state after the spacers 4 are sprayed on the other substrate. Here, examples of the substrate 11 include glass and quartz, and glass is preferably used. Examples of the transparent electrode 12 include ITO and tin oxide, and ITO is preferable. Examples of the alignment film 13 include polyimide and PVA, but polyimide is preferable. Examples of the resin for sealing include epoxy and polyester, and epoxy is preferable. The material of the spacer 4 is plastics,
Glass and ceramics having a diameter of 7 to 20 μm. Examples of the UV light curable resin include epoxy type and acrylic type, and epoxy type is preferably applied.
【００１９】[0019]
【作用】本発明の調光ガラスによれば、透明状態のとき
に、電界を印加させる必要がないため、消費電力が軽減
できる。According to the light control glass of the present invention, since it is not necessary to apply an electric field in the transparent state, power consumption can be reduced.
【００２０】[0020]
実施例１ 本実施例では前記の図１に示したものを適用した。ここ
で、基板１はガラス、透明電極２はＩＴＯ、配向膜３と
してはポリイミド（オプトマーＡＬ１０５１，日本合成
ゴム株式会社製）、シールする樹脂はエポキシ、スペー
サ４は材質がプラスチックスで、直径が約２０μｍのも
のを適用した。Example 1 In this example, the one shown in FIG. 1 was applied. Here, the substrate 1 is glass, the transparent electrode 2 is ITO, the alignment film 3 is polyimide (Optomer AL1051, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), the sealing resin is epoxy, the spacer 4 is made of plastics, and the diameter is about 20 μm was applied.
【００２１】適用した液晶５はｐ型のコレステリック液
晶であるＣＢ１５（メルク社製）を用いた。この場合２
０±１μｍのセル厚が得られた。さらに、本実施例の液
晶の駆動電圧は２０Ｖ、電流値は１Ａ、駆動周波数６０
Ｈｚのとき、消費電力は約２０Ｗとなり、従来に比し、
消費電力の低減が可能となった。The applied liquid crystal 5 was CB15 (manufactured by Merck) which is a p-type cholesteric liquid crystal. In this case 2
A cell thickness of 0 ± 1 μm was obtained. Further, the driving voltage of the liquid crystal of this embodiment is 20 V, the current value is 1 A, and the driving frequency is 60.
At Hz, the power consumption is about 20W, which is
It has become possible to reduce power consumption.
【００２２】実施例２ 本実施例では前記の図３に示したものを適用した。ここ
で、基板はガラス１，透明電極２はＩＴＯ、配向膜３と
してはポリイミド（オプトマーＡＬ１０５１，日本合成
ゴム株式会社製）、シールする樹脂はエポキシ、スペー
サ４は材質がプラスチックスで、直径が約１２μｍのも
の、ＵＶ光硬化樹脂６はエポキシ系を適用した。適用し
た液晶５はｐ型のコレステリック液晶であるＣＢ１５
（メルク社製）を７ｗｔ％、ｐ型のネマテイック液晶で
あるＺＬＩ−１５６５（メルク社製）を９３ｗｔ％の混
合物を用いた。この場合１２±１μｍのセル厚が得られ
た。Example 2 In this example, the one shown in FIG. 3 was applied. Here, the substrate is glass 1, the transparent electrode 2 is ITO, the alignment film 3 is polyimide (Optomer AL1051, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.), the sealing resin is epoxy, the spacer 4 is plastics, and the diameter is about An epoxy resin was used as the UV light curable resin 6 having a thickness of 12 μm. The applied liquid crystal 5 is CB15 which is a p-type cholesteric liquid crystal.
A mixture of 7 wt% (made by Merck) and 93 wt% of ZLI-1565 (made by Merck) which is a p-type nematic liquid crystal was used. In this case, a cell thickness of 12 ± 1 μm was obtained.
【００２３】さらに、本実施例の液晶の駆動電圧は１０
Ｖ、電流値は０．５Ａ、駆動周波数６０Ｈｚのとき、消
費電力は約５Ｗとなり、従来の高分子分散モードに比
し、消費電力の低減が可能となった。本実施例において
は、スペーサ４を散布する前後にＵＶ光硬化樹脂６を塗
布し、スペーサ４を仮圧着状態で貼り合わせることがで
きるので、スペーサ４が固定され、均一なセル厚が実現
される。Further, the driving voltage of the liquid crystal of this embodiment is 10
When V, the current value was 0.5 A, and the driving frequency was 60 Hz, the power consumption was about 5 W, and it was possible to reduce the power consumption as compared with the conventional polymer dispersion mode. In this embodiment, the UV light curable resin 6 can be applied before and after the spacers 4 are sprayed, and the spacers 4 can be pasted together in a temporary compression state, so that the spacers 4 are fixed and a uniform cell thickness is realized. ..
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明によって作られた調光ガラスは、
消費電力が低減できるため、多用途に使用することがで
きた。The light control glass made by the present invention is
Since the power consumption can be reduced, it can be used for various purposes.
【図１】本発明の一実施例における調光ガラスの断面模
式図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a light control glass in an example of the present invention.
【図２】（ａ）はグラジュアン組織を示した断面模式図
である。（ｂ）はフィンガープリント組織を示した断面
模式図である。FIG. 2A is a schematic cross-sectional view showing a Graduan structure. (B) is a schematic sectional view showing a fingerprint structure.
【図３】本発明の他の実施例における調光ガラスの断面
模式図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a light control glass in another example of the present invention.
【図４】本発明の実施例におけるシール近辺のスペーサ
がＵＶ光硬化樹脂で固定された状態を示した断面模式図
である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a spacer near a seal is fixed with a UV light curable resin in an example of the present invention.
１、６、１１ ガラス基板 ２、７、１２ 透明電極 ３、８、１３ 配向膜 ４、１４ スペーサ ５、９、１０、１５ 液晶 １６ ＵＶ光硬化樹脂 １７ エポキシ樹脂シール 1, 6, 11 Glass substrate 2, 7, 12 Transparent electrode 3, 8, 13 Alignment film 4, 14 Spacer 5, 9, 10, 15 Liquid crystal 16 UV light curable resin 17 Epoxy resin seal
Claims (1)
明電極の上に配向膜が形成され、前記基板の間に液晶組
成物が挟持され、液晶組成物がｐ型（誘電異方性が正）
のコレステリック液晶またはｐ型のコレステリック液晶
とｐ型のネマテイック液晶の混合物であり、電圧印加時
は不透明で電圧無印加時に透明であることを特徴とする
調光ガラス1. A transparent electrode is formed on a pair of substrates, an alignment film is formed on the transparent electrodes, a liquid crystal composition is sandwiched between the substrates, and the liquid crystal composition is p-type (dielectric anisotropic). Sex is positive)
Cholesteric liquid crystal or a mixture of p-type cholesteric liquid crystal and p-type nematic liquid crystal, which is opaque when a voltage is applied and transparent when no voltage is applied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6386492A JPH05265052A (en) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | Light control glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6386492A JPH05265052A (en) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | Light control glass |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05265052A true JPH05265052A (en) | 1993-10-15 |
Family
ID=13241610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6386492A Pending JPH05265052A (en) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | Light control glass |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05265052A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100259036B1 (en) * | 1996-12-06 | 2000-06-15 | 김덕중 | Organic electroluminescence device using neumatic liquid crystal and method for manufacturing the same |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP6386492A patent/JPH05265052A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100259036B1 (en) * | 1996-12-06 | 2000-06-15 | 김덕중 | Organic electroluminescence device using neumatic liquid crystal and method for manufacturing the same |
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