JPH0343714A - 光の透過度が変化する窓 - Google Patents

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、光の透過度を変化させることのできる窓に関
する。

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点液晶を利
用して瞬時に光の透過度が変化する窓は、プライバシー
の保護、演出効果等、窓の外側あるいは内側を見たいと
きだけ見ることができるという機能を有している。しか
し、従来の液晶パネルを用いた光の透過度が変化する窓
は、液晶パネルに電場を印加したときの液晶パネルの光
の透過度が低く、窓を通した視認性が悪いという欠点を
有している。又、液晶パネルの駆動に交流１００ポルト
の商用電源をしている従来の光の透過度が変化する窓は
、電気配線が複雑となり、ファツション性にも欠け、持
ち運びも不便である。

従って、本発明は、従来の光の透過度が変化する窓の有
する上記の欠点を解決し、電場を印加したときの光の透
過度が高く透明性に優れると共に簡便で安価な窓を提供
することを目的とする。

更に本発明の目的は、液晶パネルを駆動するコンパクト
な電源を備えた光の透過度が変化する窓を提供すること
である。

問題点を解決するための手段 本発明の前記目的は、正の誘電異方性を有する液晶材料
を多孔質の高分子材料中に分散させた複合膜、及び透明
電極を有し該複合膜を挟持する基板から成る液晶パネル
を有する窓によって遠戚することができる。

本発明の液晶材料として適した材料は、正の誘電異方性
を有するものであれば特に限定されないか、例えば４−
メトキシベンジリデン−４′−ブチルアニリン（ＭＢＢ
Ａ）、４−エトキシベンジリデン−４７−ブチルアニリ
ン（ＥＢＢＡ）などに代表される化学式： （式中、ｎ、ｍは正の整数、以下同じ）で表されるアル
コキシベンジリデンアルキルアニリン系液晶化合物：４
−ブチルベンジリデン−４′−シアノアニリンなどに代
表される化学式：で表されるアルキルベンジリデンシア
ノアニリン系液晶化合物：４−ペンチルオキシベンジリ
デン４′−シアノアニリンなどに代表される化学式：で
表されるアルコキシベンジリデンシアノアニリン系液晶
化合物；４−ブチル−４′−メトキシアゾキシベンゼン
、４−へキシル−４′−ブ１−キンアゾキシベンゼンな
どに代表される化学式：で表されるアゾキシ系液晶化合
物：４−ペンチル４′−メトキシアゾベンゼンなどに代
表される化学式： で表されるアゾ系液晶化合物；４−オクチルオキノー４
′−ペンチルオキシフエニルベンゾエート、４−ペンチ
ル−４′−メトキシフェニルベンゾエト、４−へナブル
−４′−ンアノフエニルベンゾエ−１・、４−シアノベ
ンゼン−４′−ブチルフェニルベンゾエート、４−ペン
チルベンゼン−４＝ブチルフエニルベンゾエートなどに
代表されるフェニルベンゾエート系液晶化合物：　４　
　’ｙ　７　／＝４′−ペンチルビフェニル、４−シア
ノ−４′ｌ＼ブチルオキシビフエニル、４−シアノ−４
＃ｎ−プロピル−ｐ−ターフェニル、４−シア／−４′
−オクチルビフェニル、４−シアノ−４′−オクチルオ
キシビフェニルなどに代表されるビフェニル系液晶化合
物：４−へキシル−４′−ブチルシクロへキシルカルボ
キシベンゾエート、４−ペンチルオキシ−４′−ペンチ
ルシクロへキシルカルボキシベンゾエート、４−シアノ
−４’−７’ロピルシクロヘキシルカルポキシベンゾエ
ート、４−ジアツベンゼン−４′−エチルシクロへキシ
ルカルボキシベンゾエートなどに代表されるシクロヘキ
シルカルボン酸エステル系の液晶化合物：４−フロピル
ー１−（４’−シアノフェニル）シクロヘキサン、４−
ペンチル−１−（４’−７アノビフエニル）シクロヘキ
サン、４−７０ピル−１−（４’−エトキシフェニル）
シクロヘキサン、４−ペンチル−１−（４’−エチルフ
ェニル）シクロヘキサンなどに代表されるフェニルシク
ロヘキサン系やビフェニルシクロヘキサン系の液晶化合
物；４−ペンチル−１−（４’−シアノフェニル）−ピ
リジン、４−シアノ−１−（４’−ペントキンフェニル
）ピリジンなどに代表されるフェニルピリジン系液晶化
合物；４−ブチル−１−（４′−シアノフェニル）ジオ
キサンなどに代表されるフエニルジオキサン系液晶化合
物：４−エチル−１−（４’−シアノシクロヘキシル）
シクロヘキサン、４−プロピル−４’−７’ロピルンク
口ヘキシルーシクロヘキサノエートなどに代表されルン
クロヘキシルシクロヘキサン系やンクロヘキシルシクロ
ヘキサンエステル系液晶化合物；４プロピルシクロへキ
シル−４′−エトキシフエニルエクン、４−ペンチルシ
クロへキシル−４′シアノフエニルエタンなどに代表さ
れるシクロヘキンルエタン系液晶化合物などがあげられ
る。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用して
もよい。

本発明に好適に用いるられる高分子材料としては塩化ビ
ニル系樹脂、カーボネート系樹脂、メタクリレート系樹
脂、酢酸ビニル系樹脂、その加水分解物、セルロース系
樹脂、線状ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アミ
ド系樹脂、ニトリル系樹脂、アセタール系樹脂などの熱
可塑性樹脂、ＳＢＲ系ゴム、ブタジェン系ゴム、ブチレ
ン系ゴム、イソプレン系ゴム、アクリル系ゴム、ニトリ
ル系ゴム、ウレタン系ゴム、フッ素系ゴム、クロロプレ
ン系ゴム、シリコーン系ゴムなどの合皮ゴムや天然ゴム
、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂
、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アル
キッド樹脂、架橋された熱可塑性樹脂などの硬化性樹脂
などがあげられるが、これらに限定されるものではない
。

本発明における多孔質の高分子材料とは、高分子材料が
網目状をなして連続相を形成する一方、液晶がその空隙
（孔や独立空隙）に取り囲まれＩ；状態で存在している
状態をいう。前記空隙はすべて液晶複合膜の表から裏ま
で連通しているか、表裏のいずれか片面に連通している
ものが好ましいが、一部独立した島状になっているもの
（カプセル状のもの）が含まれていても差し支えない。

通常、これらの高分子材料／液晶材料よりなる複合膜中
の液晶が占める割合は１０〜９５％（重量％、以下同様
）であり、好ましくは２０〜８０％である。前記割合が
１０％未満になると液晶の多くが高分子材料中に溶解し
てしまったり、たとえ液晶相として分散していても独立
分散状態で存在することが多くなり、本発明に用いる液
晶分散複合膜のような高分子材料がスポンジ状構造をな
す複合膜は得られにくくなる。一方、９５％より多くな
ると液晶分散複合膜を形成させることが困難になりがち
になり、本発明の目的を遠戚しにくくなる。

液晶分散複合膜の厚さは通常２〜ｌ１０００ｐであり、
好適には５〜１００μｍである。該厚さが１０００μｍ
をこえると材輯コストが高くなり、２μｍ未満では厚さ
のばらつきの影響が大きくなる傾向にある。

液晶を分散させることによって高分子材料の中にできた
空隙の部分（すなわち液晶の部分）は−部カプセル化さ
れた部分も含んではいるが、大部分は内部で連通してい
るため、その大きさを規定することは難しいが、便宜的
に、複合膜の切断面でみる孔の短軸の長さを平均径と定
義した場合、１１０００ｕ以下であるのが好ましく、５
〜ｌＯＯμｍであるのが更に好ましい。またこの平均径
は液晶分散複合膜の厚さによっても好ましい範囲が異な
り、一般的にいえば膜厚が薄くなるほど平均径が小さい
のが好ましい。平均径は、均一な大きさである必要はな
く、巾広い分布であってもよく、大、中、小径などの複
数の分布をもっていてもよい。

本発明に好適に用いられる透明電極材料はＩＴＯ’、Ｓ
ｎ○３、　Ｃｄ　Ｏ，Ｚ　ｎ’Ｃ）−、’　　Ｃｄ　、
ＳｎＯ。

などの金属酸化物または上記金属酸化物にｓｂ、Ｆ、Ｓ
ｎ％ＡＱなどのドーパントを加えたものである。また、
Ｐｔ％　Ｐｄ、Ａｕ、Ａ２、Ｃｕ。

Ｎｉなどの金属を薄嗅化して透明にしたものでも差し支
えない。さらにＢ　１ｚｏｘ／Ａｕ、Ｔｉｅ。

／’ＡＩなどの金属酸化物／金属の２層複合膜、Ｓｎ○
２／　Ａ　ｊ　／　Ｓ　ｎ　Ｏ２、Ｉ　Ｔｏ、’Ａ、？
　／Ｉ　Ｔｏ。

ＺｎＯ／Ａ７／Ｚｎ○などの金属酸化物／金属／金属酸
化物の３層複合膜でも差し支えない。

基板の材質は、透明なプラスチックフィルムやガラスと
することができる。プラスチックフィルムを使用する場
合、ポリエステルフィルムが機械的、電気的特性の面か
ら好ましい。ガラスを使用する場合、ソーダ成分が比較
的少ないフロートガラスが好ましい。又、該７０−トガ
ラスにアルカリ溶出防止コーティングを施したものでも
差し支えない。

液晶パネルは、透明電極間に電圧が印加されていない状
態では複合膜による光の散乱により白濁して見える。透
明電極間に電圧が印加されると、液晶材料は電場方向に
瞬時に配向して液晶パネルは透明な状態となる。なお、
液晶パネルは、電圧のオンオフによる透明、不透明状態
だけでなく、電圧を制御することによって、透明と不透
明の中間状態となるようにすることもできる。

液晶パネルを駆動する電源は、窓に設けることかできる
し、窓以外の場所に設けることもできる。

電源を窓に設ける場合又は窓の近傍に設ける場合には、
電源を電池と直流交流変換装置から構成することか望ま
しい。直流交流変換装置は例えばインヴアーターとする
ことができる。電池を使用することによって、商用電源
の交流ｌＯＯポルトを使用せずにすみ、複雑な電気配線
が不要となるだすでなくメンテナンスも容易である。又
、コンパクトな電源を窓の近傍に設置すれば、窓の美貌
を損なうこともない。

直流交流変換装置の交流出力は、電圧のプラス側の波高
値とマイナス側の波高値の絶対値の和が１０〜２０００
ポルト、周波数をｌヘルツ−ｌメガヘルツ、好ましくは
１００ヘルツ〜１００キロヘルツとすることができる。

従来、液晶パネル駆動電源として商用電源を用いると、
電圧、周波数は一定であるため、使用に適する液晶材料
及び／又は高分子材料が限定されていた。しかしながら
、液晶を駆動する交流出力を上記のように選択すること
によって、高分子材料、液晶材料を広い範囲から選択す
ることができる。従って、製造法が容易で長期安定性の
ある高分子材料及び液晶材料を選択することができる。

言い換えれば、本発明の目的のｉつである電場を印加し
たときの液晶パネルの光の透過度の一層の向上は、上記
電源によって実現することができる。

液晶パネルを駆動する電源のオンオフ操作は、電源部、
窓あるいは窓の近くに設けられたスイッチ、電磁波を利
用したリモートスイッチによって行うことができる。又
、赤外線感知器やマッドスイッチを用いて窓の近くに人
が近付いたとき自動的にオンオフするようにしても差し
支えない。

基板をプラスチックフィルムとした液晶パネルのみから
窓を構成することができるが、防犯上窓の強度を増強す
ることが望ましい場合がある。この場合には、窓を液晶
パネルと少なくとも１枚の透明な支持体で構成し、液晶
パネルと支持体板を接着剤で接着すればよい。透明な支
持体としては、カラス板、強化ガラス板、網入りガラス
板又はプラスチック板が好適に用いられる。接着剤は透
明フィルム状であることが好ましい。接着剤としては、
エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、変性ＥＶＡ
、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ウレタン樹脂等が
好ましい。窓の強度を更に向上させ、窓が割れた場合の
飛散防止等の安全面の向上を図るるためには、液晶パネ
ルを２枚の透明な支持体の間に挟み、液晶パネルと支持
体を接着剤で接着すればよい。

窓を通して入射する紫外線によって家具、内装材、床材
等の褪色を防止するために、又液晶パネルの劣化防止の
ために、窓に紫外線カツト機能を持たせることができる
。例えば、紫外線カツトフィルムを、接着剤を用いて液
晶パネルや基板に張り合わせもよいし、支持体に張り合
わせてもよい。

紫外線カットａ能を有するフィルム状の接着剤を使用す
ることもできる。この場合、接着剤中に紫外線カツト機
能を有する有機物あるいは無機物を混入すればよい。

紫外線カツト機能を有する有機物としては、２ヒドロキ
シ−４−メトキシベンゾフェノン、２゜２′−ジヒドロ
キシ−４，４′　−ジメトキシベンゾフェノン、２−ヒ
ドロキシ−４−ｎ−ドブシロキシベンゾフェノン、２．
４−ジヒドロキシベンツフェノン、２．２’　　−ヒド
ロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ
−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェ
ノン系、２−　［２’　−ヒドロキシ−３″−（３”、
４パ５”　　　６”−テトラヒドロフタリミドメチル）
−５′−メチルフェニル１べ／シトリアゾール、２（２
′−ヒドロキシ−３’　、５’　−ジー七−アミルフェ
ニル）ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系
を特に好適に用いることができる。

紫外線カツト機能を有する無機物としては、ＺｎＯ１Ｚ
ｒ０２．ＴｉＯ２等の金属酸化物の粉末を接着剤中に混
入させればよい。これら金属酸化物の薄膜を有する紫外
線カツトフィルムを用いてもよい。

窓を通して入射する赤外線によって室内の冷房効果が損
なわれることを防止するために、窓に赤外線カット機能
を持たせることができる。例えば、赤外線カットフィル
ムを、接着剤を用いて液晶パネルや基板に張り合わせも
よいし、支持体に張り合わせてもよい。赤外線カット機
能を有するフィルム状の接着剤を使用することもできる
。接着剤に赤外線カット機能を持たせるためには、ａｇ
ｓＰｄ、Ａｕ％Ｃｕなどの金属、ＩＴｏ、５ｎＯｘ、Ｚ
ｎＯなどの金属酸化物、あるいはこれらの２種以上の組
み合わせよりなる粉末を接着剤中に混入すればよい。又
これらの金属、金属酸化物あるいはこれらの２種以上の
組み合わせからなる薄膜を有するフィルムを赤外線カッ
トフィルムとして使用することができる。

窓の内側から外側は鮮明に見える方がよいが逆に窓の外
側から内側を見られたくない場合には、窓にハーフミラ
−機能を付与することができる。

ハーフミラ−機能は、液晶パネルの基板の表面あるいは
支持体の表面に、金属薄膜を蒸着、スパッタリングする
ことによって得られるし、ハーフミラ−機能を有するフ
ィルムを基板の表面あるいは支持体の表面に接着するこ
とによって得られる。

金属の種類は、銀、アルミニウム、チタン、ニッケル、
クロム、鉄、コバルト、パラジウム、亜鉛、インジウム
、スズ、鉛、銅、金が好ましく用いられるが、これらの
金属に限定するものではなく、上記金属の少なくとも１
種類を含む合金、又は上記金属以外の金属を用いること
ができる。

先に例示した透明電極材料から適切なものを選択し、透
明電極材料の厚さを適切なものとすれば、透明電極自体
に紫外線カツト機能、赤外線カット機能、ハーフミラ−
機能のいずれかあるいはすべてを付与することができる
。このような構成にすることによって、材料費の低減、
窓の製造工程の簡素化を図ることができる。

本発明の窓は、建物の開口部としての窓に用いられるだ
けでなく、玄関扉の防犯用覗き窓、室内扉、間仕切り、
壁等に設けられた窓、既設の窓の一部に設けられた光の
透過度が変化する窓部分を安価に提供することができる
。又、持ち運びにも便利であり、自動車、ＯＡ機器、デ
イスプレィ装置、測定機器等の窓部に用いることができ
る。

実施例 以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施１ 第１図に、本発明の窓を玄関の防犯用覗き窓に用いた場
合の斜視図を示す。１は光の透過度が変化する窓、２は
直流交流変換装置を含む電源、３は電＃、２を収納する
収納スペース、４はスイッチ、５は配線、６は扉のノブ
、７は扉取付は金具である。

第２図に窓１の拡大した一部断面図を示す。

ＩＯは液晶パネル全体を示し、１１は液晶材料を分散さ
せた高分子材料の多孔質の複合膜、１２は透明電極を有
する基板である。２０は液晶パネルを支持するガラス板
であり、２２は液晶パネルＩＯをガラス板２０に接着す
るための透明接着剤層である。接着剤層２２は、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体をフィルム状としたものである
。

複合膜１１における液晶材料には、シアノビフェニル系
混合液晶（メルク社、Ｅ−４４）を、又高分子材料には
、ポリメタクリル酸メチル（三菱レーヨン製、商品名ア
クリベットＭ）を用いた。

基板１２は、透明電極としてＩＴＯをポリエステルフィ
ルムの片面上に形成したものを使用した。

第３図に、電源２の回路図の１例を示すが、電源はこれ
に限定するものではない。第３図において、３０は電池
であり、直流交流変換装置の全体を３２で表す。３４は
直流交流変換用ＩＣであり、３６はトランスである。液
晶パネルを駆動する出力電圧はトランスの巻数比を変え
ることによって任意に設定することができ、出力周波数
は、抵抗Ｒ，、Ｒ２の値、コンデンサー〇の値の組み合
わせにより任意に設定することができる。実施例１では
、電圧のプラス側波高値とマイナス側波高値の絶対値の
和が５００ボルト、周波数が２キロヘルツとなるように
、トランスの巻数比、抵抗Ｒ１、Ｒ２、コンデンサー〇
の値を選定した。

窓の光の透過度をＪＩＳ−に７１０５　（１９８１年）
に基づき、曇値（ヘーズ値）で評価した。

窓１は、スイッチ４がオフ状態のとき、複合膜による光
の散乱のために白濁して見える。そのため、窓のどちら
の側からも他方の側を見ることはできなかった。このと
きのヘーズ値を測定すると９３％であった。スイッチ４
をオンにすると、液晶材料は電場方向に瞬間的に配向す
るために、液晶パネルは透明となり、窓のどちらの側か
らも他方の側を鮮明に見ることがでた。このときのヘー
ス値を測定すると９％であった。

実施例２ 窓ｌの構成を変えた第２の実施態様を第４図に示す。第
４図は、窓ｌの拡大した一部断面図を示す。第４図にお
いて、２４は銀を蒸着したポリエステルフィルム、２２
Ａは紫外線吸収剤入りのエチレン−酢酸ビニル共重合体
のフィルム状接着剤であり、その他は第２図と同様であ
る。紫外線吸収剤として、２−ヒドロキシ−４−メトキ
シベンゾフェノンｌｌ］した。ポリエステルフィルム２
４はハーフミラ−機能を有し、スイッチ４をオンにした
状態で窓の内側から外側は鮮明に見えたが、窓の外側か
ら内側は光の反射のためｌこ視認できなかった。又、紫
外線、赤外線の透過率も実施例１に比較して減少してい
た。

実施例　３ 実施例１の電源２に代えて、商用電源１００ポルト、５
０ヘルツを用いたほかは、実施例ｉと同様の構成とした
。スイッチ４がオフのときの窓のヘーズ値は９３％であ
り、窓のどちらの側からも他方の側を見ることができな
かった。スイッチ４をオンにしたとき、ヘーズ値は１５
％であり、窓には若干の不透明感が残り、窓のどちらの
側からも他方の側を実施例１程には鮮明に見ることがで
きなかった。

効果 以上説明したように、本発明によれば、電場を印加した
ときの光の透過度に優れると共に簡便で安価な窓を提供
することができる。又、コンパクトな電源を用いるため
、建物の開口部の窓、玄関の防犯用覗き窓に限らず、室
内扉、壁、間仕切りに設けられた窓、既設の窓の一部に
設けられた光の透過度が変化する窓部分、自動車、ＯＡ
機器、デイスプレィ機器、測定機器等の窓部に用いるこ
とができ、簡単な工事で取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の窓を玄関の防犯用覗き窓に用いた場
合の斜視図、第２図は本発明の窓の断面図、第３図は電
源の回路図、第４図は第２図とは別の本発明の窓の断面
図である。 図中、１・・・窓、２・・・電源、４・・・スイッチ、
ＩＯ・・・液晶パネル、１１・・・複合膜、１２・・・
基板、２０・・・ガラス板、２２．２２Ａ・・・接着剤
層、２４・・・ポリエステルフィルム、３０・・・電池
、３２・・・直流交流変換装置、３４・・・直流交流変
換用ＩＣ１３６・・・トランス、 である。 第１ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、正の誘電異方性を有する液晶材料を多孔質の高分子
   材料中に分散させた複合膜、及び透明電極を有し該複合
   膜を挟持する基板から成る液晶パネルを有する窓。 ２、液晶パネルを駆動する電源を更に備え、該電源は電
   池と直流交流変換装置から成る特許請求の範囲第１項記
   載の窓。 ３、液晶パネルを駆動する交流は、電圧のプラス側波高
   値とマイナス側波高値の絶対値の和が１０〜２０００ボ
   ルトであり、周波数が１ヘルツ〜１メガヘルツである特
   許請求の範囲第２項記載の窓。 ４、前記窓は、少なくとも１枚の支持体を更に有し、前
   記液晶パネルは該支持体に接着剤フィルムによつて接着
   されている特許請求の範囲第１〜３項記載の窓。