JPH0361925A

JPH0361925A - 模様入り調光材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0361925A
Application number: JP19740289A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Ito; 秀己伊藤; Koichi Iwata; 宏一瀬; Sumihito Nakagawa; 純人中川; Ryuichi Kawashima; 川島　龍市
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-03-18
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2816571B2

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させてカプセル化
し、これを透明電極材上に塗布・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材
を接着した調光材が知られている（特表昭５８−５０１
６３１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（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
化に富む調光を行うことができる。

けれども、上記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、その上にパターンを形成したマスク板
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、上記のように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
も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に近いすかし
模様又は白濁模様が発現し、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
り遥かに簡単な手段で液晶層に模様を形成できる模様入
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、
硬化した光硬化型樹脂マトリックス中に液晶が分散され
た液晶層と、その画面に積層された透明電極材とを少な
くとも具備する調光材であって、上記液晶層は、液晶が
粒径の小さい液滴となって分散された白濁部と、液晶が
粒径の大きい液滴となって分散された淡い白濁部を有す
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、液晶を溶解させた光硬化型樹脂液層の両面に透明
電極材を積層し、この積層体の片面に模様パターンを形
成したマスク材を重ね合わせて、光線をマスク材越しに
積層体に照射することを特徴とするものである。

尚、本明細書にいう「模様」とは、模様のみならず図柄
、文字、記号等を全て包括する広い概念の用語であり、
また「淡い白濁部Ｊとは白濁部との区別ができる程度に
淡く白濁した部分のほか、光線透過率が高く透明に近い
部分をも含んだ広い概念の用語である。

〔作　用〕

本発明の製造方法のように光線をマスク材越しに積層体
に照射すると、光硬化型樹脂液層の光線照射部分は樹脂
の架橋硬化が速やかに進行し、溶解している液晶が不溶
性となって相分離を起こし、硬化が完結した状態では、
液晶がｌμ程度の小さな粒径を有する略球状の液滴（以
下、小液晶滴と記す）となって均一に分散する。この小
液晶滴が分散する部分は、小液晶滴の異常光屈折率と硬
化した光硬化型樹脂マトリックスの屈折率とが異なるた
め、入射光が両者の屈折率の差により散乱されて白濁状
態を呈する。

これに対し、マスク材で覆われた光硬化型樹脂液層の光
線非照射部分は樹脂の硬化が殆ど進行せず、光線照射終
了後にマスク材を取り除くと、自然光や室内照明光を受
けて徐々に硬化が進行する。

このように樹脂が徐々に架橋硬化すると、相分離を起こ
した液晶が互いに合体して戒長し、硬化が完結した状態
では、液晶の大部分が光線照射部分の小液晶滴より遥か
に大きい粒径の液滴（以下、大液晶滴と記す）となって
分散する。この大液晶滴が分散する部分は、可視光にお
ける散乱に関与する小液晶滴が少ないので、小液晶滴の
分散する白濁部より淡い白濁状態を呈する。

本発明の模様入り調光材は、上記のように光線照射部分
と光線非照射部分の光硬化速度の差を利用して、小液晶
滴が分散する白濁部と大液晶滴が分散する淡い白濁部（
以下、淡白濁部という〉を備えた液晶層を形成したもの
であり、透明電極間に電圧を印加しない状態では、上記
の白濁部と淡白濁邪のコントラストによって白濁模様又
は透明すかし模様が発現している。そして透明電極間に
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、白濁部の小液晶滴も淡白濁部の大液晶
滴も、その常光屈折率が光硬化型樹脂マトリックスの屈
折率と同−又は近似するため、液晶層全体が透明となっ
て模様が消失する。

〔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１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電極
基材３ａ、３ｂ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程度のシート状調光材
であって、液晶ＴｆＪ１には白濁部４ａ、４ｂ、４ｃと
淡白濁部４０が形成されており、また、上側透明電極２
ａの一側縁（左側縁）と下側透明電極２ｂの他側縁（右
側縁）にはＳ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、６ｂ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、硬化した光硬化型樹脂マトリックス
中に液晶を分散させたもので、具体的にはアクリル系樹
脂、アクリル変性エポキシ系樹脂、アクリル変性ウレタ
ン系樹脂、エンチオール系樹脂などの光硬化型樹脂マト
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
で分散させた厚さ１０〜５０μ程度の液晶層が好適であ
る。そのなかでも、光硬化型樹脂マトリックスの屈折率
と液晶の通常光屈折率との差が０．０２以内となるよう
に調製された液晶層は、電圧印加時の透明度（光線透過
率）が極めて高くなるので特に好適である。また、液晶
層の厚みを均一にするために光硬化型樹脂マトリックス
の屈折率と同一もしくは近似した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粉を含有させた液晶
層も好適である。

液晶層ｌの白濁部４ａ、４ｂ、４ｃは、後述するように
光硬化型樹脂マトリックスを速やかに光硬化させ、相分
離した液晶を１μ程度のほぼ均一な粒径の小液晶滴とし
て分散させたものであり、この小液晶滴の異常光屈折率
と光硬化型樹脂マトリックスの屈折率が異なるため、電
圧を印加しないときには入射光が散乱されて白濁状態を
呈している。これに対し淡透明部４０は、後述するよう
に光硬化型樹脂マトリックスを徐々に硬化させ、相分離
した液晶を成長させながら液晶の大部分を粒径の大きい
大液晶滴として分散させたものであり、可視光における
散乱に関与する小液晶滴が少なく、小液晶滴より淡い白
濁状態を呈している。

この液晶層１の上下両面に積層される透明電極材３ａ、
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樹脂フィルムよ
り威る透明基材の片面に、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、２ｂ
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、左側縁の集電極部５ａは、液晶層
１の左側縁と下側透明電極材３ｂの左側縁を切除して上
側透明電極２ａの左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、下側透明電極２ｂと
短絡しないように形成されており、右側縁の集電極部５
ｂは、液晶層１の右側縁と上側透明電極材３ａの左側縁
を切除して下側透明電極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、鋼、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、調光付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ープ等が使用される。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ときには、液晶層１の白
濁部４ａ、４ｂ、４ｃが小液晶滴の異常光屈折率と光硬
化型樹脂マトリックスの屈折率との差によって光を散乱
し、大液晶滴を含む淡白濁部４０が光を殆ど散乱させな
いで透過するため、両者のコントラストにより第１図に
示すような白濁模様を発現している。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、液晶分子が電界方向に配向し、白濁部４ａ、
４ｂ、４ｃの小液晶滴も淡白濁部４０の大液晶滴も、そ
の常光屈折率が光硬化型樹脂マトリックスの屈折率と同
−又は近似し、液晶層１全体が透明となって白濁模様が
消失する。そして、再び電圧無印加の状態に戻すと、液
晶分子が無配向となり、光を散乱する白濁部４ａ、４ｂ
、４ｃと光を透過する淡白濁部４０とのコントラストに
より白濁模様が発現する。

尚、上記実施例では、液晶層１の白濁部４ａ。

４ｂ、４ｃを丸、三角、四角等の模様形状に形成して電
圧無印加時に白濁模様を発現させるように構成している
が、逆に淡白濁部４０を丸、三角、四角等の模様形状に
形成してすかし模様を発現させるように構成してもよい
ことは言うまでもない。

以上のように、本発明の模様入り調光材は、白濁模様又
はすかし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淡白濁部４０
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）に示すように
、液晶を溶解した光硬化型樹脂液を前述の透明電極材３
ａ、３ｂの間に挟み込むことによって、厚さ１０〜５０
μ程度の光硬化型樹脂液層１′　（以下、樹脂液層と記
す）の上下両面に透明電極材３ａ、３ｂを積層したシー
ト状の積層体を作製する。

上記の樹脂液としては、既述した光硬化型の未硬化樹脂
にネマチック液晶を既述の配合割合で溶解すると共に、
これに適量の硬化剤及び触媒を配合したもの、更には既
述のマイクロピースやガラス粉を配合したものが使用さ
れる。特に、光硬化型樹脂の硬化後の屈折率と液晶の常
光屈折率との差が０．０２以内となるように調製された
樹脂液は、光硬化によって電圧印加時の透明度（光線透
過率）が極めて高い液晶層を形成することができるので
、好適に使用される。

作製されたシート状積層体は、次の光硬化工程において
、模様パターン８を切り抜いたマスク材９を積層体片面
（上面）に重ね合わせ、光線照射装置ＩＯから光線をマ
スク材９越しに照射する。

照射する光線は、紫外線、白熱線、太陽光線、赤外線、
電子線など、樹脂液層１９を光硬化させることができる
光線であればよく、従って光線照射装置１０としては種
々の装置を使用できるが、照度や硬化時間などの点から
紫外線照射装Ｗ（ランプ）がＪｕｌである。また、マス
ク材９は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。

このようにマスク材９越しに光線を照射すると、樹脂液
層１゛の光線照射部分は光硬化型樹脂の架橋硬化が速や
かに進行し、溶解している液晶が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、液晶が１μ程度の
小さな粒径を有する略球状の小液晶滴となって樹脂マト
リックス中に均一に分散する。この小液晶滴が分散する
部分は、小液晶滴の異常光屈折率と硬化した光硬化型樹
脂マトリックスの屈折率とが異なるため、入射光が両者
の屈折率差により散乱されて白濁部４となる。

これに対しマスク材９で覆われた樹脂液層■１の光線非
照射部分は光硬化型樹脂の硬化が殆ど進行せず、光線照
射終了後にマスク材９を取り除くと、自然光や室内照明
光を受けて徐々に硬化が進行する。このように光硬化型
樹脂が徐々に架橋硬化すると、相分離を起こした液晶が
互いに合体して戒長し、硬化が完結した状態では、液晶
の大部分が前記の小液晶滴より遥かに粒径が大きい大液
晶滴（粒径２．０μ以上）となって分散する。この大液
晶滴が分散する部分は可視光の散乱に関与する小液晶滴
が少ないので、入射光があまり散乱されることなく透過
して淡白渦部４０となる。

光線照射条件は、樹脂液層１）の厚みや光硬化型樹脂の
種類等を考慮して、液晶が小液晶滴となって分散可能な
硬化速度で樹脂液層１′を光硬化させるに充分な光線照
射量を得ることができる条件を設定すればよいが、樹脂
液層１′のマスク部分まで光線が入り込むほど過酷な照
射条件は避けるべきである。光線照射条件の一例を挙げ
ると、２０Ｗ紫外線照射ランプ（東芝製ＦＬ２０Ｓ−Ｂ
Ｌ）を用いて既述のアクリル変性エポキシ系樹脂の樹脂
液層１）　（厚さ約２０μ）に紫外線を照射する場合、
照射時間が１〜１０分程度、照射距離が２０ｃｍ程度で
ある。かかる条件で紫外線を照射すると、既述したよう
に液晶が粒径１μ程度のほぼ均一な球状の小液晶滴とな
って分散し、電圧無印加時の曇り度が９０％程度の白濁
部４が形成される。かかる白濁部４は電圧印加時の透明
性が良く（曇り度が１０〜２０％程度）、白濁状態と透
明状態のコントラストが良好である。

尚、樹脂液層１′のマスク材９で被覆された部分は、自
然光や室内照明光で自然に硬化させればよいが、必要に
応じて補助的に弱い光線を照射してもよい。

上記のように光硬化速度を部分的に変えて樹脂液１）’
を硬化させることにより、白濁部４と淡白渦部４０を有
する液晶層１が形成された模様入り調光材は、次の集電
極部形成工程において、第３図（ハ）に示すように、一
方（上側）の透明電極材３ａの一側縁（右側縁）を切除
して他方（下側）の透明電極材３ｂの透明電極２ｂを帯
状に露出させ、該露出部に既述の導電性ペーストを塗布
して帯状の集電極部５ｂを形成し、該集電極部５ｂの一
端にリード接続用端子片６ｂ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（
下側）の透明電極材３ｂの他側縁（左側縁）を切除して
透明電極２ａの露出部に集電極部５ａを形成して端子片
６ａを接着する。

集電極部５ａ、５ｂの形成と端子片６ａ、６ｂの取付け
が終わった模様入り調光材は、第３図（ホ）に示すよう
に調光材温縁部分が既述の絶縁テープ７で被覆され、最
終製品となる。尚、絶縁テープ７による被覆は必ずしも
必要ではない。

上記の実施例では、丸、三角、四角等の模様パターン８
を切り抜いたマスク材９を積層体に重ね合わせて光線を
照射し、白濁部４を模様パターン状に形成しているが、
逆に模様パターン８の形状をしたマスク材を重ねて光線
を照射し、透明部４０を模様パターン状に形成してもよ
いことは言うまでもない。

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
等の透明プラスチック板やガラス板を、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、白濁模様又はすかし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
時には光が淡白渦部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、液晶層の白濁部及び淡白渦部の形成も本
発明製造方法により光線を部分照射するだけで極簡単に
行えるので、エツチング等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）〜（ホ）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。ｌ・・・液晶層、２ａ、２ｂ・・・透明電極、３ａ、３ｂ・・・透明電極材、４．４ａ、４ｂ、４ｃｍ白濁部、４０・・・淡白渦部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）硬化した光硬化型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材と
を少なくとも具備する調光材であって、上記液晶層は、
液晶が粒径の小さい液滴となって分散された白濁部と、
液晶が粒径の大きい液滴となって分散された淡い白濁部
を有することを特徴とする模様入り調光材。
（２）液晶を溶解させた光硬化型樹脂液層の両面に透明
電極材を積層し、この積層体の片面に模様パターンを形
成したマスク材を重ね合わせて、光線をマスク材越しに
積層体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。