JPH02153318A

JPH02153318A - 模様入り調光材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH02153318A
Application number: JP30818788A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Ito; 秀己伊藤; Masayoshi Yamakido; 山木戸　正義; Sumihito Nakagawa; 純人中川; Koichi Iwata; 宏一瀬
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1990-06-13
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JP2660565B2

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、光学的性質に差を生じさせてデイスプレィ、
看板、ブラインド、採光材、間仕切り等の各種調光用途
に使用される模様入り調光材に関する。

〔従来の技術〕

液晶を利用した調光材としては、ネマチック液晶をポリ
ビニルアルコール水溶液中に乳化分散布、乾燥して液晶
層を形成した後、その上に対向電極となるもう一枚の透
明電極基材を接着した調光材が知られている（特表昭５
８−５０１６３１号）。

また、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂マトリックス
中に液晶をカプセル化しないで分散させた液晶層を、相
対向する透明電極基材の間に形成した調光材も知られて
いる（特表昭６１−５０２１２８号）。

これらの調光材は、透明電極間に電圧を印加すると、液
晶層が白濁した光散乱状態から透明な光透過状態に変化
するので、前記した種々の調光用途が見込まれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記調光材の透明電極基材は、透明プラ
スチックフィルム等の透明基材の片面全体にＩＴＯ等の
金属酸化物を蒸着するか、又は透明導電塗料を塗布する
ことによって、透明基材の片面全体に透明電極を形成し
たものであるため、透明電極間に電圧を印加すると、液
晶層全体が白濁状態から透明に変化し、模様などを発現
させたり消失させたりすることが出来なかった。

そこで、本発明者らは、少なくとも一方の透明電極をエ
ツチング等の手段で所望の模様又は図柄状にパターン化
した調光材を既に提案したく特願昭６３−１６４５３０
号）。かかる調光材は、透明電極間に電圧を印加しない
ときには、従来の調光材と同様に液晶層が全体的に白濁
しているが、電圧を印加すると、液晶層がパターン化さ
れた一方の透明電極のパターン形状通りに透明になり、
その他の部分は白濁状態のまま残るため、透明のすかし
模様が発現して変化に冨む調光を行うことができる。

けれども、上記の調光材のように透明電極をエツチング
によりパターン化する場合は、最初、透明電極表面にフ
ォトレジスト膜を形成し、その上にパターンが形成され
たマスク板を重ね合わせ、露光によりフォトレジスト膜
を該パターン形状に窓開けしてからエツチング液に浸漬
し、最後に表面に残るフォトレジスト膜を除去しなけれ
ばならないので、手間がかかりコスト高になるという問
題があった。

また、透明電極をパターン化した調光材は、透明電極間
に電圧を印加しないときに透明すかし模様を発現させる
ことが不可能であり、電圧を印加しても液晶層全体を透
明にすることができないので、光散乱より光透過を優先
する調光用途には不向きであった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、電圧無印加のときに透明なすかし模様
或いは白濁模様を発現し、電圧を印加すると液晶層全体
が透明となって模様が消失し、しかもエツチング等より
温かに簡単な手段で模様パターンを液晶層に形成するこ
とができる模様入り調光材、及びその製造方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の模様入り調光材は、
固化した樹脂マトリックス中に液晶が分散された液晶層
と、その両面に積層された透明電極とを少なくとも具備
する調光材であって、その液晶層が透明化又は白濁化さ
れた模様パターンを有することを特徴とするものであり
、また、本発明の製造方法は、固化した樹脂マトリック
ス中に液晶が分散された液晶層と、その両面に積層され
た透明電極とを少なくとも具備する調光材を作製し、模
様パターンが形成されたマスク材を調光材の片面に重ね
合わせ、調光材の透明電極間に電圧を印加して液晶層を
透明にしたまま、光線をマスク材越しに調光材に照射す
ることを特徴とするものである。

本明細書にいう「模様パターン」とは、模様のみならず
図柄、文字、記号等、種々の表示パタンを包括する広い
概念の用語であり、また「透明化」とは、透明度の極め
て高い状態に処理することの他、白濁箇所と区別できる
程度の半透明状態に処理することも含む概念の用語であ
る。

〔作　用〕

固化した樹脂マトリックス中に液晶が分散された液晶層
と、その両面に積層された透明電極を具備する調光材は
、透明電極間に交流電圧を印加しないときには、液晶層
が透過光を散乱して白濁状態を呈するが、交流電圧を印
加して液晶層に電界をかけると、液晶分子が電界方向に
配向して透明となる。

本発明者らは、上記のように電圧印加により液晶層を透
明にしたまま調光材（液晶層）に光線を部分的に照射す
ると、その照射部分が透明状態のまま固定されて、電圧
を無印加にしても再び白濁状態に戻らないという新規な
事実を見出した。このように光線照射部分が透明化され
る理由は定かでないが、おそらくマトリックス樹脂中に
光線照射により反応する物質が存在し、その物質が光線
照射下で液晶分子に作用することにより液晶分子が配向
したまま保持されるからと推測される。

本発明は、上記の光線照射による液晶層の透明化作用を
利用して液晶層に模様パターンを形成したものであって
、透明電極間に交流電圧を印加すると、液晶層の光線非
照射部分の液晶分子が電界方向に配向して白濁状態から
透明状態に変化し、液晶層全体が透明となって模様が消
失する。そして、電圧印加を停止すると、光線照射部分
は透明状態をそのまま維持するのに対し、光線非照射部
分では透過光が散乱されて白濁状態に戻るため、模様パ
ターン通りの透明又は白濁模様が発現する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

第１図は本発明の模様入り調光材の一実施例を示す平面
図、第２図は第１図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ線に沿った拡大断
面図である。

この実施例の模様入り調光材は、液晶層ｌの上下両面に
、透明電極２ａ、２ｂを片面に形成した二枚の透明な樹
脂フィルム３ａ、３ｂ　（以下、透明電極フィルムと記
す）を、該透明電極が液晶層側となるように積層した厚
さ１００〜５００μｍ程度の五層構造のシート状調光材
であって、液晶層１には透明な模様パターン４ａ、４ｂ
、４ｃが形成されており、また、一方（上側）の透明電
極２ａの一例８！（右側縁）と他方（下側）の透明電極
２ｂの他側縁（左側縁）には集電極部５ａ、５ｂが設け
られている。そして、これら集電極部５ａ、５ｂの一端
には、外部へ突出するリード線接続用の端子片６ａ、６
ｂが取付けられ、更に絶縁テープ７によって調光付周縁
が被覆されている。

上記の液晶層１は、固化した樹脂マトリックス中に液晶
を分散させたもので、具体的には硬化したエポキシ樹脂
マトリックス中にネマチック液晶を相分離法により液滴
状態で分散させた液晶層が好適である。かかる液晶層は
、液滴状態で分散する液晶が１μｍ程度のほぼ均一な粒
径を有し、液晶分子の配向性が良いため、高い透明度を
得ることができるからである。その中でも、硬化エポキ
シ樹脂マトリックスがグリシジルエステル系エポキシ樹
脂、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂、グリシジルア
ミン系エポキシ樹脂等の脂肪族を主体としたエポキシ樹
脂を含み、且つ該マトリックスの光屈折率と液晶の通常
光屈折率との差が０゜０２以内となるように調節された
液晶層は、光透過状態と光散乱状態とのコントラストが
良好で経時的に黄変しにくい等の長所を有するため特に
好適である。

液晶の配合量は、光の散乱率が許容される範囲内である
限り特に制限されないが、高価な液晶を使用することの
経済性を考えると、重量比で樹脂マトリックスｌに対し
て液晶を２〜０．０１の範囲内、好ましくは１〜０．１
の範囲内とするのがよい。なお、液晶層１の厚みを均一
にするため、樹脂マトリックスの光屈折率と同一もしく
は近似した光屈折率を有する透明な合成樹脂のマイクロ
ビーズやガラスを必要に応じて含有させてもよい。

液晶層１の透明な模様パターン４ａ、４ｂ、４Ｃは、後
述するように、該模様パターン４ａ、４゜４Ｃを切り抜
いたマスク材を調光材の片面に重ね合わせ、透明電極２
ａ、２ｂ間に電圧を印加して液晶層１を透明にした状態
で、マスク材越しに光線を照射して液晶層１を部分的に
透明化することにより形成されたものであって、電圧無
印加の状態でも透明状態を維持しており、液晶層ｌの光
線非照射部分（透明な模様パターン以外の部分）のよう
に再び白濁状態に戻ることはない。上記の光線としては
、太陽や蛍光灯や電灯（ランプ）等の種々の光線を使用
できるが、紫外線が照度や時間の点で最も好ましい。な
お、上記のマスク材は要するに光線を遮断し得る材質の
ものであればよく、例えば金属板や遮光性プラスチック
シート又はフィルムなどが使用される。

この液晶層ｌの上下両面に積層される前記透明電極フィ
ルム３．１，３ｂは、例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート等の透
明な樹脂フィルムの片面に、ＩＴＯや酸化錫等の金属酸
化物を蒸着もしくはスパッタリングするか、或いは透明
導電性塗料を塗布することによって、透明電極２ａ、２
ｂを片面全体に形成したものである。

また、透明電極２ａ、２ｂの端縁に設けられる集電極部
５ａ、５ｂは、透明電極２ａ、２ｂ間の電圧をほぼ均一
にするためのもので、右側縁の集電極部５ａは、液晶層
１の右側縁と下側の透明電極フィルム３ｂの右側縁を切
除して上側の透明電極２ａの右側縁を帯状に露出させ、
該露出部に銅ペースト、銀ペースト、カーボンペースト
等の導電性ペーストを塗布することによって、下側の透
明電極２ｂと短絡しないように形成されており、左側縁
の集電極部５ｂは、液晶層ｌの左側縁と上側の透明電極
フィルム３ａの左側縁を切除して下側の透明電極２ｂを
帯状に露出させ、該露出部に上記の導電性ペーストを塗
布することによって、上側の透明電極２ａと短絡しない
ように形成されている。なお、集電極部５ａ、５ｂは、
銅箔テープ等の金属箔テープを透明電極２ａ、２ｂの上
記露出部に貼付けて形成してもよい。

集電極部５ａ、５ｂの一端に取付けられる端子片６ａ、
６ｂは、例えば銅箔テープ等の金属箔テープや、リン青
銅、銅、アルミニウム等の金属薄片よりなるもので、導
電性接着剤等によって接着されており、該端子片６ａ、
６ｂの突出部分にリード線が接続されるようになってい
る。

また、調光材の周縁を被覆する絶縁テープ７は、水分の
侵入、漏電や感電、調光材周縁の眉間剥離等を防止する
もので、例えば透明なポリプロピレン樹脂製やポリ塩化
ビニル樹脂製の粘着絶縁テプ等が使用される。なお、絶
縁テープ７に代えてエポキシ樹脂系やシリコン樹脂系等
の透明な絶縁性接着剤を調光材の周縁に塗布して被覆し
てもよい。

以上のような構成の模様入り調光材は、透明電極２ａ、
２ｂ間に交流電圧を印加しない状態では、液晶層１の模
様パターン４ａ、４ｂ、４ｂが透明となっており、該模
様パターン以外の部分（以下、非パターン部分と記す）
が白濁しているので、両者の対比によってパターン通り
の透明すかし模様が現われている。この状態で透明電極
２ａ、２ｂ間に交流電圧を印加して液晶層１に電界をか
けると、液晶層１の非パターン部分の液晶分子が電界方
向に配向し、液晶の通常光屈折率と樹脂マｌ−ＩＪソク
スの光屈折率が同一もしくは近似して白濁状態から透明
状態に変化し、液晶層ｌ全体が透明となって模様が消失
する。そして、再び電圧無印加の状態にすると、液晶層
１の模様パターン４　ａｔ４ｂ、４ｃは透明を維持する
のに対し、非バタン部分は°成品の異常光屈折率と樹脂
マトリックスの屈折率との差により透過光が散乱されて
白濁状態に戻るため、パターン通りの透明すかし模様が
再び発現する。

上記実施例では、模様パターン４ａ、４ｂ、４Ｃが透明
となり、透明模様を発現させているが、これを白濁模様
とすることも可能である。すなわち、模様パターン４ａ
、４ｂ、４ｃのマスク材を調光材の片面に重ね合わせ、
透明電極２ａ、２ｂ間に電圧を印加して液晶層１を透明
にした状態で、マスク材越しに光線を照射すれば、模様
パターン４ａ、４ｂ、４ｃ以外の部分が透明となり、模
様パターン４ａ、４ｂ、４ｃは白濁した状態を維持する
。従って、電圧無印加の状態では模様バタン４ａ、４ｂ
、４ｃが白濁模様パターンとなり、電圧を印加すれば液
晶層１全体が透明となって模様が消失する。

このように、本発明の模様入り調光材は、透明模様又は
白濁模様を発現させたり消失させたりして変化に富む調
光を行うことができ、また電圧印加時には光が全面を透
過し、電圧無印加時においても光が透明な模様パターン
４ａ、４ｂ、４ｃ又は非パターン部を透過するので、光
透過を優先する調光用途に好適なものである。

次に、第３図を参照しながら本発明製造方法の実施例を
説明する。

この実施例によれば、最初、第３図（イ）に示す五層構
造のシート状調光材、即ち、液晶層１の上下両面に透明
電極フィルム３ａ、３ｂを透明電極２ａ、２ｂが液晶層
側となるように積層した構造のシート状調光材が作製さ
れる。かかるシート状調光材の作製は、上側の透明電極
フィルム３ａと下側の透明電極フィルム３ｂとの間に、
液晶を溶解又は分散させた液晶層形成用の樹脂液を挟み
込んで樹脂液の中間層を形成し、該中間層を加熱硬化等
の手段で固化させて液晶層ｌを形成することにより行わ
れる。

上記の液晶層形成用の樹脂液としては、未硬化のエポキ
シ樹脂にネマチック液晶を既述の配合割合で溶解し、こ
れに適量の硬化剤、触媒及び既述のマイクロビーズを混
合したものが好適に使用される。かかる樹脂液で中間層
を形成して加熱硬化させると、エポキシ樹脂の架橋硬化
が進むにつれて液晶が次第に不溶性となって相分離を起
こし、硬化が完結した状態では、既述したように液晶が
１μｍ程度のほぼ均一な粒径を有する略球状の液滴とな
って均一に分散するため、電圧印加時の透明度が高い液
晶層１を形成することができる。このようなエポキシ系
の樹脂液の中でも、エポキシ樹脂が既述の脂肪族エポキ
シ樹脂を主体し、且つその光屈折率（硬化後の光屈折率
）と液晶の通常光屈折率との差が０．０２以内となるよ
うに調節された樹脂液は、既述したように光透過状態と
光散乱状態のコントラストが良好で経時的に黄変しにく
い液晶層１を形成できるので、特に好適に使用される。

作製されたシート状調光材は、次の集電極部形成工程に
おいて、第３図（ロ）に示すように、方（下側）の透明
電極フィルム３ｂの一側縁（右側縁）を切除し、同図（
ハ）に示すように既述の導電性ペーストを電極露出部に
塗布して帯状の集電極部５ａを形成し、該集電極部５ａ
にリード接続用端子片６ａを導電性接着剤等で接着する
。そして同じ要領で、同図（ニ）に示すように他方（上
側）の透明電極フィルム３ａの他側縁（左側縁）を切除
し、透明電極２ｂの露出部に集電極部５ｂを形成して端
子片６ｂを接着する。

集電極部５ａ、５ｂの形成と端子片５ａ、５ｂの取付け
が終わると、第３図（ホ）に示すように双方の端子片５
ａ、５ｂにリード線を接続し、上下の透明電極２ａ、　
　２ｂ間に交流電圧を印加して液晶層ｌを白濁状態から
透明に変化させ、この状態で、模様パターン９を切抜い
たマスク材１０を調光材の片面に重ね合わせて、紫外線
照射装置（光線照射装置）１１から紫外線をマスク材１
０越しに照射する。このように透明型＋１２ａ、２ｂに
電圧を印加したまま紫外線を照射すると、液晶層１の紫
外線照射部分が透明化され、電圧無印加の状態にしても
再び白濁状態に戻らなくなり、同図（へ）に示すように
常時透明な模様パターン４が液晶層１に形成される。

透明電極２ａ、２ｂ間に印加する電圧は、液晶層１が透
明になる電圧以上であればよく、また、紫外線照射条件
についても、液晶層１を透明化するに充分な紫外線照射
量を得ることができる照射条件であればよい。但し、液
晶層１のマスク部分まで紫外線が入り込むほど過酷な照
射条件は避けるべきである。電圧及び紫外線照射につい
ての好適な条件の一例を挙げると、２０Ｗ紫外線照射ラ
ンプ（東芝製ＦＬ２０Ｓ−ＢＬ）を用いて既述のエポキ
シ樹脂系の液晶層１に紫外線を照射する場合、透明電極
間への印加電圧が４０Ｖ程度、紫外線照射時間が１０分
程度、照射距離が２０ｃｍ程度である。かかる条件で透
明模様パターン４を上記のエポキシ樹脂系液晶層（電圧
無印加時の曇り度が約９０％）に形成すると、該パター
ン４の曇り度（電圧無印加時の曇り度）が約２０％とな
り、透明性の良好な透明模様パターン４が得られるＱ透
明模様パターン４が形成された模様入り調光材は、第２
図に示すように調光付周縁部分が既述の絶縁テープ７で
被覆されて製品となる。

上記の実施例では透明模様パターンを形成させたが、模
様パターン９の形状をしたマスク材１０を使用し、他は
同様の方法を行なえば白濁模様パターンを形成させるこ
とができる。また、集電極部５ａ、５ｂの形成と端子片
６ａ、６ｂの取付けを行ってから透明模様パターン４を
形成しているが、透明模様パターン４を先に形成しても
よい。

また、上記の実施例では、透明模様パターン４を形成し
てから絶縁テープ７で調光材周縁を被覆しているが、透
明模様パターン４を形成する前に絶縁テープ７で被覆し
てもよい。なお、絶縁テープ７は必ずしも必要なもので
はない。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は実施例に
限定されるものではなく、例えば、既述の模様入り調光
材の片面又は両面に、更にアクリル樹脂板、ポリカーボ
ネート樹脂板、ポリスチレン樹脂板、塩化ビニル樹脂板
等の透明プラスチ・ツク仮やガラス板を、エポキシ系、
アクリル系、酢酸ビニル系、シリコン系、ウレタン系等
の接着剤又は粘着剤を用いて常温硬化、加熱硬化、紫外
線照射硬化等の手段で接着又は貼着したり、ホットメル
トシートやブチラールシート等を用いて接着又は貼着し
てもよいものであり、また、熱線カットフィルムや耐候
性改良フィルム等を積層したり表面硬度処理して、種々
の機能を付加することもできるものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の模様入り調光
材は、透明模様又は白濁模様を発現させたり消失させた
りして変化に富む調光を行うことができ、電圧無印加時
には光が透明な模様パタン若しくは非模様パターンを透
過し電圧印加時には光が全面を透過するので、光透過を
優先する調光用途に好適なものであり、また、模様パタ
ーンの形成も電圧印加状態で光線を部分照射することに
よって掻く簡単に行えるので、エツチングで透明電極を
パターン化する場合に比べると手間とコストが大幅に減
少するといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の模様入り調光材の一実施例を示す平面
図、第２図は第１図のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ線に沿った拡大断
面図、第３図（イ）〜（へ）は本発明の製造方法の一実
施例を順を追って説明する説明図である。１・・・液晶層、２ａ、２ｂ・・・透明電極、３ａ、３ｂ・・・透明電極フィルム、４．４ａ、４ｂ、４ｃ・−模様パターン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）固化した樹脂マトリックス中に液晶が分散された
液晶層と、その両面に積層された透明電極とを少なくと
も具備する調光材であって、上記液晶層が透明化又は白
濁化された模様パターンを有することを特徴とする模様
入り調光材。
（２）固化した樹脂マトリックス中に液晶が分散された
液晶層と、その両面に積層された透明電極とを少なくと
も具備する調光材を作製し、模様パターンが形成された
マスク材を調光材の片面に重ね合わせ、調光材の透明電
極間に電圧を印加して液晶層を透明にしたまま、光線を
マスク材越しに調光材に照射することを特徴とする模様
入り調光材の製造方法。