JP7164061B1 - 調光シート、感光性組成物、及び調光シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
調光シートは、取付対象物である透明基材に貼り付けられる。透明基材は、ガラス基板や樹脂基板である。透明基材の一例は、車両や航空機等の移動体が搭載する窓ガラス、建物に設置された窓ガラス、車内や屋内に配置された間仕切りである。調光シートが貼り付けられる面は、平面状あるいは曲面状である。調光シートは、2つの透明基材によって挟まれてもよい。
図1に示すように、調光シート10は、調光層11、第1透明電極層12A、第2透明電極層12B、第1透明支持層13A、及び、第2透明支持層13Bを備える。調光層11は、第1透明電極層12Aと第2透明電極層12Bとに挟まれている。第1透明支持層13Aは、第1透明電極層12Aのうち調光層11と反対側の面を支持する。第2透明支持層13Bは、第2透明電極層12Bのうち調光層11と反対側の面を支持する。
図2を参照して調光層11について詳述する。図2は、PNLC型の調光シート10の断面構造の一部を示す。調光層11は、有機高分子層11A、液晶組成物11B、及びスペーサSPを含む。有機高分子層11Aは、調光層11内で空隙11Dを区画する。液晶組成物11Bは、空隙11Dに充填されている。
上記の条件1または2を満たすモノマーは、相対的に極性の低い原子団によって構成されることから、スペーサSPの凝集を誘起し難い。したがって、上記の条件1または2を満たすモノマーを光重合性化合物として用いることで、調光層11を形成する際に、感光性組成物のなかで生じるスペーサSPの凝集を抑制できる。
・(条件3)以下の式(2)で表されるモノマーである。
調光シート10の製造方法は、第1透明電極層12Aを備えた第1透明支持層13Aからなるシートと、第2透明電極層12Bを備えた第2透明支持層13Bからなるシートとを準備する。第1透明電極層12A及び第2透明電極層12Bは、スパッタリング、真空蒸着、コーティング等の公知の薄膜形成方法によって形成される。
本実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
(1)光重合性化合物として、上記の条件1または条件2の何れかを満たすモノマーを用いることで、当該モノマーが相対的に極性の低い原子団によって構成されることから、調光層11を形成する際のスペーサSPの凝集を抑制できる。
図3~図7を参照して実施例、比較例について説明する。なお、以下の実施例は、上記実施形態の効果を説明するための一例であって、本発明を限定するものではない。また、実施例及び比較例では、以下に記載の第1モノマーから第14モノマーのうち、複数のモノマーを光重合性化合物として用いた。
・モノマー名 :イソボロニルアクリレート(新中村化学工業株式会社製)
・官能基 :炭化水素基のみ
・ガラス転移温度 :370.15K
・適合する条件 :条件1
・分子骨格 :式(3)
・モノマー名 :アクリル酸2-エチルヘキシル(三菱ケミカル株式会社製)
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・ガラス転移温度 :203.15K
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・分子骨格 :式(4)
・モノマー名 :トリメチロールプロパントリアクリレート(新中村化学工業株式会社製)
・官能基 :炭化水素基のみ
・ガラス転移温度 :335.15K
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・モノマー名 :ライトアクリレートMTG-A(共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートは登録商標)
・官能基 :エーテル基
・ガラス転移温度 :223.15K
・適合する条件 :条件1
・分子骨格 :式(6)
・モノマー名 :ライトアクリレート3EG-A(共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートは登録商標)
・官能基 :エーテル基
・ガラス転移温度 :323.15K
・適合する条件 :条件1
・分子骨格 :式(7)
・モノマー名 :ライトアクリレート9EG-A(共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートは登録商標)
・官能基 :エーテル基
・ガラス転移温度 :276.15K
・適合する条件 :条件1、条件3
・分子骨格 :式(8)
・モノマー名 :ライトアクリレート 14EG-A(共栄社化学株式会社製、ライトアクリレートは登録商標)
・官能基 :エーテル基
・ガラス転移温度 :231.15K
・適合する条件 :条件1、条件3
・分子骨格 :式(9)
・モノマー名 :N,N-ジエチルアクリルアミド(東京化成工業株式会社製)
・官能基 :アミド基
・ガラス転移温度 :354.15K
・適合する条件 :条件1
・分子骨格 :式(10)
・モノマー名 :メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(東京化成工業株式会社製)
・官能基 :ヒドロキシ基
・ガラス転移温度 :328.15K
・適合する条件 :条件2
・分子骨格 :式(11)
・モノマー名 :NKエステル-701(新中村化学工業株式会社製)
・官能基 :ヒドロキシ基
・ガラス転移温度 :280.00K
・適合する条件 :なし
・分子骨格 :式(12)
・モノマー名 :エポキシエステル70PA(共栄社化学株式会社製)
・官能基 :ヒドロキシ基
・ガラス転移温度 :320.00K
・適合する条件 :なし
・分子骨格 :式(13)
・モノマー名 :エポキシエステル80MFA(共栄社化学株式会社製)
・官能基 :ヒドロキシ基
・ガラス転移温度 :360.00K
・適合する条件 :なし
・分子骨格 :式(14)
・モノマー名 :アクリル酸カルボキシエチル(シグマアルドリッチジャパン合同会社製)
・官能基 :カルボキシ基
・ガラス転移温度 :370.00K
・適合する条件 :なし
・分子骨格 :式(15)
・モノマー名 :ライトエステルP-1M(共栄社化学株式会社製)
・官能基 :リン酸基
・ガラス転移温度 :360.00K
・適合する条件 :なし
・分子骨格 :式(16)
図3に示すように、まず、調光層11を形成するための感光性組成物を調製した。感光性組成物は、感光性組成物が含む全固形分量に対して、42.3質量%の第1モノマーと、4.7質量%の第4モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。液晶化合物11BLは、MLC-6609(メルク社製)を用いた。重合開始剤は、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパノン(IGM Resins社製)を用いた。スペーサSPは、ミクロパールSP-214(積水化学工業株式会社製、ミクロパールは登録商標)を用いた。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例2の調光シート10を得た。感光性組成物は、40.0質量%の第1モノマーと、7.0質量%の第5モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、362.7Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例3の調光シート10を得た。感光性組成物は、37.6質量%の第1モノマーと、9.4質量%の第5モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、359.7Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例4の調光シート10を得た。感光性組成物は、28.2質量%の第1モノマーと、18.8質量%の第5モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、349.8Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例5の調光シート10を得た。感光性組成物は、44.2質量%の第1モノマーと、2.8質量%の第6モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、362.7Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例6の調光シート10を得た。感光性組成物は、51.3質量%の第1モノマーと、5.7質量%の第6モノマーと、40質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、358.0Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例7の調光シート10を得た。感光性組成物は、42.3質量%の第1モノマーと、4.7質量%の第6モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、358.0Kであった。
図4に示すように、感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例8の調光シート10を得た。感光性組成物は、33.3質量%の第1モノマーと、3.7質量%の第6モノマーと、60質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、358.0Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例9の調光シート10を得た。感光性組成物は、37.6質量%の第1モノマーと、9.4質量%の第6モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、346.6Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例10の調光シート10を得た。感光性組成物は、44.2質量%の第1モノマーと、2.8質量%の第7モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、357.3Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例11の調光シート10を得た。感光性組成物は、51.3質量%の第1モノマーと、5.7質量%の第7モノマーと、40質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、349.2Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例12の調光シート10を得た。感光性組成物は、42.3質量%の第1モノマーと、4.7質量%の第7モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、349.2Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例13の調光シート10を得た。感光性組成物は、33.3質量%の第1モノマーと、3.7質量%の第7モノマーと、60質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、349.2Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例14の調光シート10を得た。感光性組成物は、37.6質量%の第1モノマーと、9.4質量%の第7モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、330.4Kであった。
図5に示すように、感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例15の調光シート10を得た。感光性組成物は、23.5質量%の第1モノマーと、23.5質量%の第8モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、362.0Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例16の調光シート10を得た。感光性組成物は、37.6質量%の第1モノマーと、9.4質量%の第9モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、360.9Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に実施例17の調光シート10を得た。感光性組成物は、26.8質量%の第1モノマーと、2.8質量%の第2モノマーと、14.6質量%の第3モノマーと、2.8質量%の第4モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、330.1Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例1の調光シート10を得た。感光性組成物は、25.4質量%の第1モノマーと、7.0質量%の第2モノマーと、6.1質量%の第3モノマーと、8.5質量%の第4モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、294.8Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例2の調光シート10を得た。感光性組成物は、43.7質量%の第1モノマーと、0.3質量%の第2モノマーと、2.8質量%の第3モノマーと、0.2質量%の第4モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、365.2Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例3の調光シート10を得た。感光性組成物は、45.8質量%の第1モノマーと、1.2質量%の第6モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、367.0Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例4の調光シート10を得た。感光性組成物は、25.9質量%の第1モノマーと、21.1質量%の第6モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、321.4Kであった。
図6に示すように、感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例5の調光シート10を得た。感光性組成物は、45.8質量%の第1モノマーと、1.2質量%の第7モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、364.7Kであった。
図6に示すように、感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例6の調光シート10を得た。感光性組成物は、25.9質量%の第1モノマーと、21.1質量%の第7モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、291.7Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例7の調光シート10を得た。感光性組成物は、42.3質量%の第1モノマーと、4.7質量%の第10モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、358.6Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例8の調光シート10を得た。感光性組成物は、44.7質量%の第1モノマーと、2.3質量%の第11モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、367.7Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例9の調光シート10を得た。感光性組成物は、44.7質量%の第1モノマーと、2.3質量%の第12モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、370.0Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例10の調光シート10を得た。感光性組成物は、44.7質量%の第1モノマーと、2.3質量%の第13モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、370.5Kであった。
感光性組成物の成分が異なる点を除き、実施例1と同様に比較例11の調光シート10を得た。感光性組成物は、44.7質量%の第1モノマーと、2.3質量%の第14モノマーと、50質量%の液晶化合物11BLと、2質量%の重合開始剤と、1質量%のスペーサSPとを含むように構成された。調光層11が含むポリマーのガラス転移温度Tgaveは、370.0Kであった。
各実施例及び各比較例において用いた感光性組成物について、スペーサSPの沈降の有無に基づいてスペーサSPの分散性を評価した。感光性組成物のなかでスペーサSPが安定して分散してスペーサSPの沈降が確認されないものを「〇」、感光性組成物のなかでスペーサSPの沈降が確認されたものを「×」とした。
各実施例及び各比較例の調光シート10を25mm幅に切断した後、調光層11を挟む一対のシートのうち第1のシートを180°の角度で剥離した際の剥離強度を測定した。評価基準は、剥離強度が0.1N/25mm以上のものを合格とし、剥離強度が0.1N/25mm未満のものを不合格とした。
各実施例及び各比較例の調光シート10において、不透明状態及び透明状態のそれぞれの状態でのヘイズを測定した。測定方法は、JIS K 7136:2000に準拠した方法を用いた。なお、透明状態におけるヘイズは、一対の透明電極層間に電圧を印加したときにヘイズの値が飽和したときの値とした。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・光重合性化合物は、少なくとも上記の条件1または条件2の何れかを満たすものであればよく、条件3を満たすものでなくてもよい。
10…調光シート
11…調光層
11A…有機高分子層
11B…液晶組成物
11BL…液晶化合物
11D…空隙
12A…第1透明電極層
12B…第2透明電極層
13A…第1透明支持層
13B…第2透明支持層
20…駆動部
21A…第1配線
21B…第2配線
22A…第1電極
22B…第2電極
Claims (3)
- 複数の空隙を区画する有機高分子層、前記空隙を埋める液晶組成物、及びスペーサを備えた調光層と、
前記調光層を挟む一対の透明電極層と、
前記調光層及び一対の前記透明電極層を挟む一対の透明支持層と、を備え、
前記液晶組成物の駆動によって可視光線の透過率を変える調光シートであって、
前記有機高分子層は、光重合性化合物を重合させることで得られるポリマーであり、
前記光重合性化合物は、
アクリロイル基及びメタクリロイル基の何れか一方または両方を含み、かつ、炭化水素基、エーテル基、エステル基、アミド基からなる群から選択される少なくとも1種を含むモノマーと、
アクリロイル基及びメタクリロイル基の何れかを1つのみ含み、かつ、ヒドロキシ基を含むモノマーと、から選択される少なくとも1種であり、
各光重合性化合物単体の重合体のガラス転移温度Tgk、及び、各光重合性化合物の質量比Wkから下記式(1)を用いて算出される前記ポリマーのガラス転移温度Tgaveが323K以上363K以下であり、
前記光重合性化合物の少なくとも1種は、下記式(2)で表されるモノマーであり、
繰り返し単位数nは、5以上20以下であり、
上記式(2)で表されるモノマーの質量比は、前記調光層の全固形分に対して2.5%以上10%以下である
ことを特徴とする調光シート。 - 調光層を製造するための感光性組成物であって、
光重合性化合物と、液晶組成物と、を含み、
前記光重合性化合物は、
アクリロイル基及びメタクリロイル基の何れか一方または両方を含み、かつ、炭化水素基、エーテル基、エステル基、アミド基からなる群から選択される少なくとも1種を含むモノマーと、
アクリロイル基及びメタクリロイル基の何れかを1つのみ含み、かつ、ヒドロキシ基を含むモノマーと、から選択される少なくとも1種であり、
前記光重合性化合物を重合させて得られるポリマーのガラス転移温度Tgaveであって、各光重合性化合物単体の重合体のガラス転移温度Tgk、及び、各光重合性化合物の質量比Wkから下記式(1)を用いて算出される前記ガラス転移温度Tgaveが323K以上363K以下であり、
前記光重合性化合物の少なくとも1種は、下記式(2)で表されるモノマーであり、
繰り返し単位数nは、5以上20以下であり、
上記式(2)で表されるモノマーの質量比は、前記感光性組成物の全体の質量に対して2.5%以上10%以下である
ことを特徴とする感光性組成物。 - 透明電極層及び透明支持層を含む積層体の前記透明電極層に、光重合性化合物と、液晶組成物と、を含む感光性組成物を塗布する工程と、
前記感光性組成物が塗布された前記積層体と他の前記積層体との間に前記感光性組成物が位置するように重ねた状態で光を照射することで、前記光重合性化合物を重合させてポリマーを形成する工程と、を含み、
前記光重合性化合物は、
アクリロイル基及びメタクリロイル基の何れか一方または両方を含み、かつ、炭化水素基、エーテル基、エステル基、アミド基からなる群から選択される少なくとも1種を含むモノマーと、
アクリロイル基及びメタクリロイル基の何れかを1つのみ含み、かつ、ヒドロキシ基を含むモノマーと、から選択される少なくとも1種であり、
各光重合性化合物単体の重合体のガラス転移温度Tgk、及び、各光重合性化合物の質量比Wkから下記式(1)を用いて算出される前記ポリマーのガラス転移温度Tgaveが323K以上363K以下であり、
前記光重合性化合物の少なくとも1種は、下記式(2)で表されるモノマーであり、
繰り返し単位数nは、5以上20以下であり、
上記式(2)で表されるモノマーの質量比は、前記感光性組成物の全体の質量に対して2.5%以上10%以下である
ことを特徴とする調光シートの製造方法。
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