JPH05257152A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

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JPH05257152A
JPH05257152A JP4053690A JP5369092A JPH05257152A JP H05257152 A JPH05257152 A JP H05257152A JP 4053690 A JP4053690 A JP 4053690A JP 5369092 A JP5369092 A JP 5369092A JP H05257152 A JPH05257152 A JP H05257152A
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JP
Japan
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liquid crystal
film
electrode layer
transparent
transparent electrode
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Pending
Application number
JP4053690A
Other languages
English (en)
Inventor
Kensaku Takada
憲作 高田
Koichi Iwata
幸一 岩田
Toru Kashiwagi
亨 柏木
Koji Hara
浩二 原
Junichi Ono
純一 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05257152A publication Critical patent/JPH05257152A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単かつ安価に製造できるとともに、可撓性
に優れ、屈曲により割れや剥離を生じない透明電極層を
備えた液晶表示素子を提供する。 【構成】 多数の透明導電性粒子21を高分子バインダ
ー22で結合した透明導電膜により、透明電極層2,4
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はTVや一般OA機器用の
表示装置等に使用される液晶表示素子に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶表示素子は、表面に、液晶に
電圧を印加するための透明電極層を設けた一対の透明基
材を数μmの間隔に固定し、その隙間に液晶材料を注入
することによって形成されていた。しかしながら、上記
構成では、大面積の表示素子や、可撓性を有する表示素
子の作製が困難であった。
【0003】そこで近時、高分子/液晶複合膜や、高分
子液晶/低分子液晶混合膜等、形状に自己保持性がある
液晶膜を利用した液晶表示素子が種々提案されている。
前者の高分子/液晶複合膜は、マトリックス高分子と液
晶材料とを溶剤中に溶解した溶液を、一方の透明基材上
に流延塗布し、乾燥させて形成されるもので、スポンジ
構造になったマトリックス高分子の孔を液晶で充填した
構造を有している[Polymer Preprints ,Japan Vol.3
7,(8) ,2450(1988)参照]。
【0004】また、後者の高分子液晶/低分子液晶混合
膜は、高分子の骨格鎖に、フレキシブルな炭素骨格など
を介して、液晶化合物に相当する部分を結合した側鎖を
有する側鎖型高分子液晶と、通常の低分子の液晶材料と
を溶剤中に溶解した溶液を、一方の透明基材上に流延塗
布し、乾燥固化させて形成されるもので、高分子液晶と
低分子液晶とが混合したものである[特開平2─193
115号公報、特開平2─127494号公報、Chem.
Lett.,817(1989) 、Polym. Preprints, Japan39 (8) 23
73 (1990)等参照]。
【0005】上記複合膜、混合膜は、何れも高分子を含
有するので形状に自己保持性があり、セルギャップ制御
が不要であるため、例えば一対の透明基材としてプラス
チックフィルムを使用することで、大面積で、しかも、
可撓性を有する表示素子の作製が容易となる。透明基材
の表面に形成される透明電極層としては、従来、スパッ
タリング法、真空蒸着法等の気相成膜法で作製した、I
TO(インジウムチンオキサイド)膜等の透明導電膜が
使用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
透明導電膜は、それ自体可撓性が乏しいため、例えばプ
ラスチックフィルム等の可撓性の透明基材を使用した場
合には、屈曲により割れや剥離が発生しやすいという問
題があった。また、大面積の表示素子を作製する場合に
は、それに応じた大面積の透明電極層が必要であるた
め、前記のように気相成膜法で形成した透明導電膜で
は、大規模な製造設備を必要とすることになる上、形成
した透明導電膜を、その後エッチングによってパターン
化する工程が必要となり、生産性が悪く、かつ製造コス
トを引き下げることが困難であるという問題があった。
【0007】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
のであって、簡単かつ安価に製造できるとともに、可撓
性に優れ、屈曲により割れや剥離を生じない透明電極層
を備えた液晶表示素子を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するための、本発明の液晶表示素子は、液晶材料を含
有し、液晶表示機能を有する液晶膜が、表面に透明電極
層を設けた一対の透明基材で挟着された液晶表示素子に
おいて、上記透明電極層が、多数の透明導電性粒子を高
分子バインダーで結合した透明導電膜により形成されて
いることを特徴とする。
【0009】上記構成からなる本発明の液晶表示素子に
おいては、透明電極層を形成する透明導電膜が、多数の
透明導電性粒子を高分子バインダーで結合した構造を有
するので、従来のITO膜等に比べて高い可撓性を有し
ている。また、上記透明導電膜は、透明導電性粒子と熱
可塑性の高分子バインダーとを適当な溶媒に溶解または
分散させた塗布液を、透明基材の表面に塗布した後、溶
媒を乾燥除去するか、或いは、透明導電性粒子と硬化性
の高分子バインダーのプレポリマー(オリゴマー、モノ
マー)とを適当な溶媒に溶解または分散させた塗布液
を、透明基材の表面に塗布し、溶媒を乾燥除去するとと
もにプレポリマーを硬化させれば形成できるので、気相
成膜法のような大規模な製造設備を必要とせず、極めて
容易に、大面積のものを形成することができる。
【0010】しかも、上記塗布液の透明基材表面への塗
布に、従来公知の種々の印刷方法を利用すれば、塗布と
同時に所定のパターンを形成できるので、パターン化す
る工程を必要としない。以下に、本発明を説明する。透
明導電膜を構成する透明導電性粒子としては、前記IT
Oの他、インジウム系、スズ系、アンチモン系金属錯塩
等の、可視光に対して透明で、かつ導電性を有する、従
来公知の種々の材料の粒子を使用することができる。
【0011】透明導電性粒子の粒径は、本発明では特に
限定されないが、光散乱を抑え、透明導電膜の透明性を
高めるためには、可視光の波長以下、すなわち、400
nm以下の粒径であることが好ましい。上記透明導電性粒
子を結合するための高分子バインダーとしては、ポリメ
チルメタクリレート(PMMA)、シクロヘキシルメタ
クリレート等のアクリル系高分子;ポリスチレン等のス
チレン系高分子;ポリカーボネート、アリジルグライコ
ールカーボネート(CR−39)等のポリエステル系高
分子;エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等
の光硬化性高分子等の、熱可塑性、硬化性(熱、光、電
子線)の種々の高分子の中から、透明性、可撓性に優れ
た高分子を種々選択して使用することができる。
【0012】熱可塑性の高分子バインダーとしては、塗
布液に使用される溶媒に可溶で、かつ、前述した高分子
/液晶複合膜や高分子液晶/低分子液晶混合膜形成のた
めの溶媒に不溶のものが好適に使用される。また、硬化
性の高分子バインダーは、通常、硬化すればどんな溶媒
にも不溶になるので、硬化前のプレポリマーの状態で、
塗布液に使用される溶媒に可溶であればよい。
【0013】上記透明導電膜においては、導電性を付与
するために、隣合う透明導電性粒子が互いに接触してい
る必要があり、そのためには、透明導電膜中における、
透明導電性粒子の含有割合が高い方が好ましい。しか
し、透明導電性粒子の含有割合が高過ぎて、相対的に高
分子バインダーの含有割合が少なくなると、当該高分子
バインダーによる粒子の結合が不十分になり、透明導電
膜の強度や可撓性が低下するおそれがある。
【0014】これらの問題を生じることなく、導電性に
優れるとともに、強度や可撓性に優れた透明導電膜を形
成するためには、透明導電膜中における透明導電性粒子
の含有割合が、60〜90重量%の範囲内であることが
好ましい。透明導電膜中における透明導電性粒子の含有
割合が60重量%未満では、前述したように隣合う透明
導電性粒子が互いに接触しなくなって、膜の導電性が低
下または失われるおそれがあり、逆に、透明導電性粒子
の含有割合が90重量%を超えると、相対的に高分子バ
インダーの含有割合が少なくなって、透明導電膜の強度
や可撓性が低下するおそれがある。
【0015】透明導電膜の厚みは、本発明では特に限定
されないが、0.1〜10μm程度であることが好まし
い。透明導電膜の厚みが0.1μm未満では、膜に十分
な導電性を付与できないおそれがあり、逆に、透明導電
膜の厚みが10μmを超えると、膜の柔軟性が低下し
て、割れたり剥離したりしやすくなるおそれがある。上
記透明導電膜は、前述したように、透明導電性粒子と、
熱可塑性の高分子バインダーまたは硬化性の高分子バイ
ンダーのプレポリマーとを適当な溶媒に溶解または分散
させた塗布液を、スクリーン印刷法等の従来公知の種々
の印刷方法等により、透明基材表面に塗布した後、熱可
塑性の高分子バインダーの場合には溶媒を乾燥除去し、
硬化性の高分子バインダーのプレポリマーの場合には溶
媒を乾燥除去するとともにプレポリマーを硬化させるこ
とで形成される。
【0016】溶媒の種類は、前述した高分子バインダー
の種類に応じて、適宜選択すればよい。上記透明導電膜
が表面に形成される透明基材としては、ガラス板等の、
従来より液晶表示素子の透明基材として使用されている
種々の基材が使用できるが、中でも、上記透明導電膜の
可撓性を活かした、大面積で、かつ可撓性を有する液晶
表示素子を構成できる、可撓性を有するプラスチックフ
ィルムが好適に使用され、プラスチックフィルムとして
は、耐熱性、実用的強度、光学的均一性などからポリエ
チレンテレフタレート(PET)フィルムやポリエーテ
ルスルフォン(PES)フィルム等が好適に使用され
る。プラスチックフィルムの厚みは50〜200μm程
度が好ましい。
【0017】液晶表示機能を有する液晶膜としては、前
記高分子/液晶複合膜または高分子液晶/低分子液晶混
合膜が、前述した素子の大面積化、並びに可撓性付与の
観点から好適に使用される。前者の高分子/液晶複合膜
は、前述したように、スポンジ構造になったマトリック
ス高分子の孔を液晶で充填した構造を有しており、無電
圧時には、孔内の液晶分子がランダムな状態にあるた
め、入射光が散乱されて不透明な状態になっている。そ
して、上記高分子/液晶複合膜に電圧が印加されると、
Δε>0[但し、Δεは誘電率異方性であって、式:
【0018】
【数1】
【0019】で表される(なお、
【0020】
【外1】
【0021】は分子軸方向の誘電率、
【0022】
【外2】
【0023】は分子軸に対して直交方向の誘電率を示
す)]のとき、電気光学効果によって液晶分子が電場方
向に配向して、入射光が散乱されずに通過できるように
なり、透明な状態に転換する。上記高分子/液晶複合膜
に使用される液晶としては、通常のネマティック液晶が
好適である。また液晶材料としては、誘電率異方性Δε
の大きいものが、良好な特性を得る上で好ましい。
【0024】マトリックス高分子としては、可視光に対
する透明性の高いものが好ましく、例えばPMMAに代
表される(メタ)アクリル系高分子が好適に使用され、
可撓性付与のためには、上記アクリル系高分子等の中で
も、より可撓性の高いものを選択して使用するのが好ま
しい。また、上記マトリックス高分子には、複合膜の透
明電極層への密着性を向上させて、両者の位置ずれや剥
離を防止し、液晶表示素子の大面積化、可撓性付与のさ
らに容易にするため、接着性高分子や粘着性高分子を併
用することもできる。
【0025】接着性高分子、粘着性高分子としては、マ
トリックス高分子の透明性を維持するために、当該マト
リックス高分子との相溶性に優れたものを使用するのが
好ましく、例えば、マトリックス高分子としてPMMA
を使用する場合には、(メタ)アクリル系の接着性高分
子、接着性高分子が好適に使用される。後者の高分子液
晶/低分子液晶混合膜は、低周波または直流の電場を印
加すると、膜内で周波数に付随して電荷が移動するため
に乱流を生じて、入射光を強く散乱するようになり、不
透明な状態となる。一方、高周波の電場を印加すると、
膜内の液晶分子が電場方向にホメオトロピック配向し
て、入射光が散乱されずに通過できるようになり、透明
な状態に転換する。また、この高分子液晶/低分子液晶
混合膜においては、上記両状態にて電場を除去した際
に、光の散乱状態または非散乱状態を安定に保持するメ
モリー性がある。
【0026】上記高分子/液晶混合膜、高分子液晶/低
分子液晶複合膜の膜厚は、光散乱方式の液晶表示素子と
するために、可視光の波長以上である必要がある。ただ
し、膜厚が大き過ぎると、素子の駆動電圧が高くなり過
ぎるので、実際上は、5〜30μm程度が適当である。
上記混合膜、複合膜には、液晶表示素子をカラー表示タ
イプにするため、従来公知の各種染料を配合することも
できる。
【0027】場合によっては、透明導電膜に液晶が膨潤
したり、逆に透明導電膜中の成分が液晶層中に拡散して
悪影響を及ぼすことを防ぐために、液晶層と透明導電膜
の間にバリアー層を設けてもよい。バリアー層の厚み
は、(1) 透明性の確保、(2) 液晶に加わる電界の減少の
抑制という2つの観点から、できる限り薄くすることが
望ましい。その膜厚は材料にもよるが、0.01〜2μ
mの範囲で選択するのがよい。材質は、種々の高分子材
料が用いられるが、透明性の点から、前述の高分子バイ
ンダーと同様なものを用いることができる。
【0028】
【実施例】以下に、本発明を、実施例並びに比較例に基
づいて説明する。実施例 透明導電性粒子としてのITO粉末(平均粒径50nm)
90重量部と、硬化性の高分子バインダーのプレポリマ
ーとしての、ウレタンアクリレート系光硬化性オリゴマ
ー(東亜合成化学社製の商品名「アロニクスM905
0)10重量部と、重合開始剤(メルク社製の商品名
「ダロキュア1173」)1重量部とを、アセトン30
0重量部とともに均一に攪拌混合して塗布液を作製し
た。
【0029】この塗布液を、透明基材としての厚み10
0μmのPETフィルムの表面に、スクリーン印刷法に
よって所定のパターン形状に印刷した後、紫外線を照射
して硬化させることにより、図1に示すように、上記P
ETフィルム1の表面に、多数のITO粉末21,21
…が、上記光硬化性オリゴマーの硬化物22で結合され
た、厚み約1.5μmの透明電極層2を形成した。
【0030】つぎに、液晶(メルクジャパン社製の商品
名E63)6重量部と、PMMA4重量部とを、クロロ
ホルム中に溶解した、濃度15重量%の塗布液を、上記
透明電極層2の上に、バーコート法によって塗布し、乾
燥させて、厚み約20μmの高分子/液晶複合膜3を形
成した。そして、前記と同様にして、片面に厚み約1.
5μmの透明電極層4を形成した、透明基材としてのP
ESフィルム5を、この高分子/液晶複合膜3の上に重
ね合わせて、液晶表示素子を作製した。なお、このPE
Sフィルム5は、両透明電極層2,4に電圧印加のため
の配線を接続すべく、図にみるように、PETフィルム
1に対して約3mmずらして重ね合わせた。
【0031】得られた液晶表示素子は、無電圧時に、直
線光透過率が5%の白濁状態で、両透明電極層2,4間
に200Hz、50Vの交流電圧を印加すると、2msで直
線光透過率が75%の光透過状態に転換した。また、電
圧の印加を停止すると、10msで元の白濁状態に転換し
た。上記液晶表示素子を、曲率半径5mmで20回繰り返
して屈曲した後、状態を観察したところ、両透明電極層
2,4を始め、何れの層にも、割れや剥離は見られなか
った。また、上記と同様に交流電圧を印加して、直線光
透過率およびその転換時間を測定したところ、屈曲前と
同じ結果が得られた。
【0032】比較例 PETフィルム1およびPESフィルム5の表面に、ス
パッタリング法で、透明電極層としてのITO薄膜を形
成したこと以外は、上記実施例と同様にして、液晶表示
素子を作製した。この液晶表示素子について、上記と同
様に交流電圧を印加して、直線光透過率およびその転換
時間を測定したところ、屈曲前は、実施例と同じ結果が
得られた。しかし、曲率半径5mmで20回繰り返して屈
曲した後、状態を観察したところ、ITO薄膜に多数の
割れや剥離が発生していることが観察され、交流電圧を
印加しても動作しなくなった。
【0033】
【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、以上で説明し
たように、透明電極層を形成する透明導電膜が、多数の
透明導電性粒子を高分子バインダーで結合た構造を有す
るので、従来のITO膜等に比べて高い可撓性を有して
いる。また、上記透明導電膜は、上記各成分を含む塗布
液の塗布により形成されるため、気相成膜法のような大
規模な製造設備を必要とせず、しかも、塗布液の塗布
に、従来公知の種々の印刷方法を利用すれば、塗布と同
時に所定のパターンを形成できるので、パターン化する
工程をも必要としない等、簡単かつ安価に製造すること
ができる。
【0034】したがって、上記透明電極層を備えた、本
発明の液晶表示素子は、大面積、かつ可撓性を有する表
示素子として好適に使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子の層構成の1例を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 透明基材(PETフィルム) 2 透明電極層 3 液晶膜(高分子/液晶複合膜) 4 透明電極層 5 透明基材(PESフィルム) 21 透明導電性粒子(ITO粉末) 22 高分子バインダー(光硬化性オリゴマーの硬化
物)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 浩二 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 小野 純一 大阪市此花区島屋一丁目1番3号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶材料を含有し、液晶表示機能を有する
    液晶膜が、表面に透明電極層を設けた一対の透明基材で
    挟着された液晶表示素子において、上記透明電極層が、
    多数の透明導電性粒子を高分子バインダーで結合した透
    明導電膜により形成されていることを特徴とする液晶表
    示素子。
JP4053690A 1992-03-12 1992-03-12 液晶表示素子 Pending JPH05257152A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008030441B3 (de) * 2008-06-26 2010-02-25 Daimler Ag Lichtventilanordnung mit schaltbarer Transparenz und Verfahren zu deren Herstellung
EP2530518A4 (en) * 2010-01-26 2014-05-14 Hitachi Chemical Co Ltd LIGHT TRUE FILM
CN113068314A (zh) * 2021-03-18 2021-07-02 江苏协和电子股份有限公司 一种液晶pcb线路板生产工艺

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