JPH03276127A - 光応答性フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

光応答性フィルムおよびその製造方法

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JPH03276127A
JPH03276127A JP7741190A JP7741190A JPH03276127A JP H03276127 A JPH03276127 A JP H03276127A JP 7741190 A JP7741190 A JP 7741190A JP 7741190 A JP7741190 A JP 7741190A JP H03276127 A JPH03276127 A JP H03276127A
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JP
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liquid crystal
film
light
photoresponsive
irradiation
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JP7741190A
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English (en)
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Shigeru Shimizu
繁 清水
Takao Minato
孝夫 湊
Shigeru Okano
岡野 滋
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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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、液晶の電気光学的効果を利用し、光の照射に
より遮光効果を発現する光応答性フィルムおよびその製
造方法に係わる。
[従来の技術] 光応答性素子としてネマチック液晶を利用した例はいく
つか知られており透明基板間に挟持した、液晶中にアゾ
ベンゼン誘導体を分散する、あるいは配向膜にアゾベン
ゼン誘導体を組み込むなどの方法がある。これらの方法
では、アゾベンゼン誘導体に光が照射された時に、シス
型−トランス型の幾何異性体の転移することを利用する
ものであるが、いずれの方法においても、フィルムの両
側に偏光板が必要とされ、コントラストが出にくい、液
晶の使用量が多く安価でない、自己支持性がないので薄
膜化が困難であるなどの欠点が指摘されている。
一方、高分子媒体中に液晶を分散した自己支持性のある
フィルムおよびその製造方法も以前から数例知られてい
る。これは、主にネマチック液晶を可視光波長程度の粒
径のドロップレットとして高分子媒体中に分散させたも
の(以下、高分子分散液晶フィルムという)である。液
晶ドロップレットの析出分散方法にはいくつかあり、(
1)紫外線または電子線の照射あるいは熱により重合可
能なモノマーあるいはオリゴマーあるいはそれらの混合
物(以下、プレポリマーという)に液晶を溶解し、プレ
ポリマーを紫外線または電子線の照射あるいは熱による
重合反応により硬化させ液晶成分をドロップレットとし
て析出分散させる方法、 (2)加熱により高分子媒体中に熔解した液晶を冷却し
て相溶性を低下させ液晶成分をドロップレットとして析
出させる方法、 (3)液晶と高分子媒体を共通な溶媒に溶解した後溶媒
を蒸発させ液晶成分をドロップレットとして析出させる
方法、 (4)あるいは汎用溶媒中に液晶、高分子を混入し乳化
状態を形成したのち溶媒を蒸発させ液晶成分をドロップ
レットとして析出させる方法、が公知である(JJ、D
OANEら、 Mol、Cryst、Liq、Crys
t、、1988.竺免し」」擾工pp、533−571
 )。これらは印刷、キャスト法により数ミクロンから
数十ミクロンの1膜とすることが可能であり、透明電極
付きフィルムでラミネートすることもできる。
上記の方法により製造される高分子分散液晶フィルムは
分散されたドロップレット中の液晶の配向が無秩序とな
っており、高分子媒体との間に屈折率差が生し光散乱を
起こし遮光性を発現する(第2図(a)参照)。すなわ
ち、高分子媒体(1)中のドロップレフト(2)に収納
されている液晶(3)の分子は、不規則な方向を向いて
おり、入射光(4)は、散乱光(5)となって様々な方
向に散乱される。
分散させる液晶(3)を誘電異方性が正である液晶にし
た場合、第2図(b)に示すように、このフィルムを透
明電極(7)付きフィルム(6)の間に挟持し、交流電
場を印加すると、液晶(3)が電場に沿って一方向に配
列する。第2図(b)に示すように、この配列によって
液晶(3)と高分子媒体(1)の間の屈折率に差がなく
なり透明な状態を形成することができ、透過光00)が
生しる。このような原理に基づき遮光フィルム、シャッ
ターなどの幅広い分野に利用されている。
[発明が解決しようとする間M] 上記のような製法により製造された光応答性フィルムで
は、大型化においては、均一な電場印加が困難で、かつ
高電場(数十Vp−p/μm)が必要であり、また電極
を利用する書き込みのために記録密度が小さいなどの欠
点がある。また、従来の光応答性フィルムは薄膜化が難
しくコントラストが低いという欠点がある。
本発明は、電場の有無によらず光自身による遮光効果、
記録効果をより効率的に発現し、かつ薄膜化できる光応
答性フィルムおよびその製造方法を提供することを目的
としてなされたものである。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、光応答性フィルムを液晶の電気的応答性
によらず、光自身で遮光効果、記録効果を確実かつ安価
に発現し利用できるよう鋭意研究を重ねた結果、本発明
を成すに至ったものである。
すなわち本発明は、高分子媒体中に液晶が分散された状
態において透明であり、光の照射により白濁状態を発現
する光応答性フィルムおよびその製造方法を提供するも
のである。
本発明の光応答性フィルムの実現には、第2図(b)の
ように、フィルムに光が照射されない状態において液晶
と高分子媒体の間の屈折率差が少なく透明であることが
必要である。この要求に対し、本発明では光応答性フィ
ルムの原料調製の際に、紫外線または電子線の照射ある
いは熱により重合反応が起こるプレポリマーに、液晶お
よびアゾベンゼン誘導体を溶解し、透明電極板に挟持し
た後、交流電場あるいは交流磁場を印加した状態で重合
反応を起こし、ドロップレット中の液晶の配列が一方向
を向いた状態で透明な光応答性フィルムを得ることでこ
の問題を解決した。
本発明の実施例を示す第1図(a)に基いて、さらに説
明すると、第1図(a)に示すように、液晶(3)の配
列方向を一方向に向かせる方法には、例えば交流電場の
印加、交流磁場の印加を行ないながら、紫外線021ま
たは電子線の照射あるいは熱により、プレポリマーを重
合反応させることが有効である。
交流電場の印加による方法では、液晶(3〕の誘電異方
性が正であれば電場に沿って配列させることができる。
また、交流磁場の印加による方法であると、液晶(3)
の誘電異方性の正負に関わらず、液晶(3)を磁場に沿
って配列させることができる。プレポリマーの光重合反
応によって高分子媒体(1)中に液晶(3)の配列が一
方向を向いたドロップレフ)(2)を分散させる場合に
は、照射装置と印加装置の規模あるいは機構などの制約
から交流電場の印加が現実的といえるが、プレポリマー
の熱重合反応の場合にはその限りではない。
[作用] 白濁化するための光応答性は、液晶ドロップレフト中に
分散されたアブベンゼン誘導体(10が担うことで解決
した。第1図ら)に示すように、溶解されたアゾベンゼ
ン誘導体(10は、可視光線もしくは紫外線等の光G■
の照射を受けると、シス型からトランス型の幾何異性体
の転移が起こり、一方向に向いていた液晶(3)の方向
性が乱される。これによりドロップレフト(2)中の液
晶(3)と高分子媒体(1)の間に屈折率差が生じ、白
濁状態が発現し、遮光効果を、あるいは記録媒体として
利用することが可能となる。
[発明の詳細な 説明に用いる液晶はネマチック液晶であり、具体的には
、4−シアノ−41−〇−ペンチルビフェニル、4−シ
アノ−41−n−へキシルビフェニル、4−シアノ−4
’  −n−ヘプチルビフェニル、4−シアノ−4゛−
n−オクチルビフェニル、4−シアノ−4°−n−ペン
タオキシフェニル、4−シアノ−4゛−n−へキサオキ
シビフェニル、4−シアノ−4”−n−へブタオキシビ
フェニル、4−シアノ−4°−n−オクタオキシビフェ
ニル、などのビフェニル化合物、あるいはこれらの混合
物等をあげることができる。高分子フィルムを構成する
紫外線または電子線の照射、あるいは熱による重合可能
なプレポリマーとして、具体的にはペンタエリスルトー
ルトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタク
リレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、
ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、トリメチ
ルプロパントリアクリレート、ヘキサンジオール−1,
6−シメタクリレート、トリエチレングリコールジアク
リレート、あるいはこれらの混合物等をあげることがで
きる。本発明の製法に用いる材料のプレポリマーの含有
量は液晶:プレポリマーの重量比で1:2から4=1ま
での範囲をとることが可能であり、好ましくは1:1か
ら3:1の範囲である。フィルム中に含まれるアゾベン
ゼン誘導体は、具体的には、アゾベンゼン、4−ニトロ
アブベンゼン、4−ジメチルアミノアゾベンゼン、4−
ジメチルアミノ−4′−ニトロアゾヘンゼン、トリスア
ゾベンゼン、4−オクチル4’−(3−カルボキシトリ
メチレンオキシ)アゾベンゼン、4−オクチル−4“−
(5−カルボキシペンタメチレンオキシ)アゾベンゼン
、4ドデシロキシ−4’−(3−カルボキシトリメチレ
ンオキシ)アブベンゼン等をあげることができる。本発
明の製法に用いる材料に含有されるアブベンゼン誘導体
の量は、液晶:アゾベンゼン誘導体の重量比で約Igl
ooから1:10までの範囲をとることが可能であり、
好ましくは1:50から1:10の範囲である。
本発明の光応答性フィルムに使用プレポリマーには、所
望に応して公知の重合開始剤を用いてもよい。
なお、付言すれば高分子媒体中に分散させる液晶の配列
が、電場あるいは磁場の印加方向に水平配列する液晶(
誘電異方性が負)を用いる場合であっても、液晶と高分
子媒体の間の屈折率差が少なければ、同じ効果を発現さ
せることができる。
[発明の効果] 本発明の光応答性フィルムは、従来の電場を印加するこ
とで遮光効果、記録効果を発現させるフィルムとは異な
り、電源の必要性がなく、軽量、薄膜化が可能、かつ高
密度で安価に利用することができるため、例えば、自動
車の窓ガラス、バックミラー、サングラスなど、幅広い
分野に応用することが可能である。以下、実施例をもっ
て本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これに
限定されるものではない。
[実施例] 本発明は、電場印加することなく調光する材料を実現し
たもので、以下にこの効果を実施例について説明する。
1隻貫上 ペンタエリスリトールトリアクリレート・・・・・・・
・・0.3g 4−シアノ−4−ペンチルビフェニル ・・・・・・・・・0.5g 4−オクチル−4−(5−カルボキシペンタメチレンオ
キシ)アゾヘンゼン ・・・・・・0.05g ダロキュール1173   ・・・・・・0.01g上
記の成分の混合液を透明電極付きフィルム上で厚さ20
μmにバーコードし、さらにもう−枚の透明電極付きフ
ィルムでラミネートする。この電極に交流電場(100
Vp−p)を印加した状態で紫外線照射(640mJ)
により重合反応を起こし硬化させる。約1時間、電場を
印加したまま放置した後、透明なフィルムを得た。
このフィルムの紫外線照射前と照射後でのヘイズ率を測
定したところ、それぞれ10%、48%を得た。
裏幕貫I 実施例1で用いたペンタエリスルトールトリアクリレー
トの代わりに、トリエチレングリコールジアクリレート
を0.3g用い、実施例1と同様な操作によって透明な
フィルムを得た。
このフィルムの紫外線照射前と紫外線照射後でのヘイズ
率を測定したところ、それぞれ13%、42%を得た。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は、本発明の光応答性フィルムの製造方法
の主要部を示し、透明電極付きフィルムにプレポリマー
、液晶、アゾベンゼン誘導体を挟持し、電場を印加した
状態で紫外線照射により硬化させる状態を示す説明図で
あり、第1図ら)は、ドロップレット中の液晶の配列が
一方向を向いている状態に、紫外線が照射されアゾベン
ゼン誘導体がシス型−トランス型幾何異性体の転移によ
り白濁化が起こった状態を示す説明図である。 第2図(a)は、高分子媒体中に分散されたドロップレ
フト中の液晶が無秩序状態であり、入射した光を散乱す
る状態を示す説明図であり、第2回し)は、ドロップレ
ット中の液晶が無秩序状態であるフィルムに電場を印加
した状態を示す説明図である。 (1)・・・・高分子媒体 (2)・・・・ドロップレット (3)・・・・液晶 (4)・・・・入射光 (5)・ (6)・ (7)・ (8)・ (9)・ 0口) ・ 01)・ 02)・ 03)・ ・散乱光 °透明フィルム ・透明電極 ・開閉器 ・電源 ・入射光 ・アゾベンゼン誘導体 ・紫外線 ・光

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高分子媒体中に、液晶とアゾベンゼン誘導体が分
    散され、光の照射により遮光効果もしくは記録効果を発
    現することを特徴とする光応答性フィルム。
  2. (2)前記液晶物質が、ネマチック液晶であることを特
    徴とする請求項(1)記載の光応答性フィルム。
  3. (3)前記高分子媒体が、重合可能なモノマーまたはオ
    リゴマーあるいはそれらの混合物の紫外線または電子線
    の照射、あるいは熱による重合反応より生成されること
    を特徴とする請求項(1)記載の光応答性フィルム。
  4. (4)高分子媒体中に、液晶とアゾベンゼン誘導体が分
    散され、光の照射により遮光効果を発現する光応答性フ
    ィルムの製造方法であって、重合可能なモノマーまたは
    オリゴマーあるいはそれらの混合物中に、液晶とアゾベ
    ンゼン誘導体を分散し、電場もしくは磁場の印加状態に
    て、前記の重合可能なモノマーまたはオリゴマーあるい
    はそれらの混合物を重合反応させることを特徴とする光
    応答性フィルムの製造方法。
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