JPH0418521A - マイクロカプセフ型調光素子 - 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、例えば、透過型のサンシェードとしても利用
することができるマイクロカプセル型調光素子に関する
。

［従来の技術］ 従来の調光素子を例えば自動車のフロントガラスやりャ
ガラスにサンシェードとして組み込み使用する場合、強
度を向上するため、対向する透明板間に、透明電極と接
して挟持される透明樹脂層に分散される透明マイクロカ
プセル内に液晶を封入した液晶方式のものや、分散媒と
分散媒中に分散された偏光性物質を封入した粒子分散方
式のものを用いることが考えられる。

また、従来、特公昭５７−２５８１１号公報にはマイク
ロカプセルを用いた表示素子が開示され、特公昭５５−
１３０１１号公報には光透過量を変える表示素子が開示
され、特開平１−２６７５２５号公報には多色表示素子
が開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来のマイクロカプセル型調光素子を、例えば自動
車のフロントガラスあるいはりャガラスにサンシェード
として組み込み使用した場合、電圧非印加時に遮光とし
、電圧印加時に採光とすることができるが、入射光の透
過率を、電圧非印加時と電圧印加時とで変化（調光）Ｖ
ることができない。また採光しようとして電圧を印加し
た時にマイクロカプセルの表面で入射光が散乱しヘーズ
（１０％程度のヘーズ値）を発生させるため、表示部で
曇り、視界が不鮮明となる。なお、前記ヘズは透明基板
、透明電極、透明樹脂層等の表面でも発生する。

また、特公昭５７−２５８１１号公報に開示されたもの
は、正に帯電した一方の面と、負に帯電した他方の面を
異なる色に着色したエレクトレットを液体とともにマイ
クロカプセル中に封じて、外部電界により１８０°反転
させることにより２色に変化できるが、入射光を反射さ
せる方式であり、透過型のサンシェードとしては使用で
きない。

なお、特公昭５５−１３０１１号公報に開示されたもの
は、光透過量を変えることができるが、セル内の流体懸
濁液が電界または磁界の作用時に、熱勾配を発生させて
セル内に流体懸濁液流を発生させる手段を必要とし、表
示素子全体が複雑となることや、熱勾配が素早く得られ
ないので２色変化の切替の応答性が悪くサンシェードと
しては適さない。

また、特開平１−２６７５２５号公報に開示されたもの
は、透明基板上の透明電極に一種類または多種類の色彩
の電気泳動粒子を付着させて着色表示するものであるた
め、透過型のサンシェードとしては使用できない。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので例えば、
自動車のサンシェードにも用いることができ、電圧非印
加時と電圧印加時にそれぞれ入射光の透過率を変化でき
、ヘーズを減少させたマイクロカプセル型調光素子を提
供することを目的とする。

１課題を解決するための手段］ マイクロカプセル型調光素子は、間隔を隔てて互いに対
向する透明基板と、 該透明基板の互いに対向する表面にそれぞれ形成された
透明電極と、 該透明電極と接して該透明基板の間に挟持され２色性染
料が添加された液晶あるいは分散媒と該分散媒中に分散
された偏光性物質を封入した透明マイクロカプセルを含
む透明樹脂層とよりなり、透明基板、透明電極、透明樹
脂層及び透明マイクロカプセルの外殻の少なくともひと
つは、Ｍ色されていることを特徴とする。

透明基板は、例えば樹脂フィルム、無機ガラス板、樹脂
ガラス板等を用いることができる。また透明基板は、自
動車のフロントガラスやリヤガラスの形状を備えた無機
ガラス板や樹脂カラス板で形成することもできる。

対向する透明電極は、それぞれの透明基板の互いに対向
する表面に直接形成したＩＴＯ（インジウム−チン−オ
キサイド）、二酸化錫等の透明導電性材料を用いること
ができる。

透明樹脂層は、その層中に分散された後で述べる透明マ
イクロカプセルを０．５〜１０ｗｔ％程度に一体的に保
持するとともに、対向する透明電極間に、例えば一対の
透明基板に挟持される。

透明基板、透明電極、透明樹脂層及び透明マイクロカプ
セルの外殻の少なくともいずれかひとつのものは着色し
て着色透明状態のものとして用いられる。前記着色には
、種々の色彩のうち、目的に応じた色彩をもつ着色剤を
用いることができる。

また、着色剤として例えば水溶性有機顔料や、水溶性有
機染料などを用いることができる。

また、前記着色剤は、透明マイクロカプセル内に封じ込
められ後でｊホベる液晶に添加される２色性染料の色彩
や、偏光性物質がもつ色彩あるいは偏光性物質を着色覆
る着色剤の色彩と、互いに異なる色彩のものを種々、組
合わせて用いたり、同じ色彩のものを用いたりすること
ができる。なお、互いに異なる色彩を選択した場合には
、電圧非印加時の入射光は両者の混合色に着色される。

また、互いに同じ色彩を選択した場合には、電圧非印加
時と電圧印加時の入射光は同じ色彩で濃淡に着色される
。

透明樹脂層は、例えばポリビニルブチラール等の透明樹
脂により形成された厚さ０．２〜１．０ｍｍのシート状
のものや板状のものが使用できる。

また透明樹脂層を形成する透明樹脂材料は、透明基板間
に介在されその破損を防止する中間樹脂層と異なる材料
や同じ材料を用いることができる。

透明マイクロカプセルは、直径が数μｍ〜５０μｍより
なり、着色された透明外殻でおる透明膜壁により形成さ
れた微小空間内に、２色性染料が添加された液晶を封じ
込めたものや、分散媒と、偏光性物質とを封じ込めたも
のが用いられる。透明マイクロカプセルは、前記樹脂層
中に分散され封じ込められて保持されて対向する透明基
板に覆われる際、この透明基板との接触による損傷を防
ぐため前記透明樹脂層の厚みよりも小さいことが好まし
い。

液晶は、ネマチック液晶が用いられ、液晶に添加された
２色性染料としては、使用目的とする色彩、例えばアゾ
メチン系（黄色）、アン］・ラキノン系（赤紫色）、ア
ゾ系（橙色）、メロシアニン系（青緑色）の色素を用い
ることができる。

分散媒は、例えば液状フタル酸エステルを単独で用いる
ことができる。また、液状フタル酸エステルは、界面活
性剤と酸化防止剤とのうち、いずれか一方あるいは両方
を組合せて用いることか好ましい。

偏光性物質は、透明マイクロカプセルの単位毎に前記分
散媒中に分散され使用される針状、根状等の結晶粒子で
、例えばジヒドロシンコニジン硫酸塩化ヨウ化物が使用
できる。この偏光性物質は、それ自体が使用目的とする
色彩をもつものや、染料、顔料により使用目的とづる色
彩に着色されたものを用いることができる。

［作用及び効果］ マイクロカプセル型調光素子によれば、透明基板、透明
電極、透明樹脂層及び透明マイクロカプセルの外殻の少
なくともひとつは、着色されている。

このため、入射光は、透明基板、透明電極、前記透明樹
脂層及び透明マイクロカプセルの外殻等を透過したとき
いずれか一方に着色されるとともに、透過率を減少させ
る。ここにおいて、電圧非印加時には、透明マイクロカ
プセル内の液晶と偏光性物質は、ランダム状態となるた
め、これにより入射光の一部が吸収されて２色性染料あ
るいは偏光性物質の色素に着色されるので入射光は、前
記透明基板、透明電極、透明樹脂層及び透明マイクロカ
プセルの外殻等の少なくともひとつの色彩との混合色に
着色された着色透過光となり透過率が低くなる。

また電圧印加時には、透明マイクロカプセル内の液晶あ
るいは偏光性物質は、配向状態となるため、入射光はこ
れらの配向間隙を透過し、かつ透明基板、透明電極、透
明樹脂層及び透明マイクロカプセルの外殻等の少なくと
もひとつの色彩に着色された着色透過光となり前記電圧
非印加時より透過率が高くなる。

従って、本発明の調光素子は、電圧非印加時と電圧印加
時とで入射光が異なる色彩に着色されあるいは透過率を
変化させることができる。さらに前記２色変化すること
で調光素子の意匠性を向上させることができ、サンシェ
ードに適するものとなる。

また、入射光の一部は透明基板、透明電極、透明樹脂層
及び透明マイクロカプセルの外殻の少なくともひとつに
着色された色彩により吸収されて散乱（乱反射）が減少
され、４ノーンシエードとして使用時のへイズを低下す
ることができるので視認性が向上できる。

なお、本発明のマイクロカプセル型調光素子では、液晶
あるいはサスペンションを月じ込めた透明マイクロカプ
セルが透明樹脂層に分散されこの透明樹脂層は、第１、
第２透明基板間に挟持されているので破損しにくく、ま
た一部が破損した場合であっても、各透明マイクロカプ
セル毎に液晶あるいはサスペンションを備えているので
、その一定量が保持でき、調光素子としての機能が損わ
れることがない。また製造時におりるカラス間のキャッ
プの調整か容易となるとともに、セルの面積が大きくな
ることによる透明基板の変形ヤソリなどの構造上の問題
を低減することができる。

［実施例］ （実施例１） 本実施例１のマイクロカプセル型調光素子Ａ（以下、調
光素子と称す）は、斜視として示す第６図及び断面で示
す第７図のように自動車のフロントガラスＢのサンシェ
ードとして用いられる。

この調光素子△は、断面として示す第１図のように、互
いに所定間隔を隔てて対向して配設された第１透明基板
１及び第２透明基板２と、前記第１透明基板１の内側表
面１０及び第２透明基板２の内側表面２０に形成された
第１透明電極３及び第２透明電極４と、前記第１透明電
極３及び第２透明電極４と接するとともに前記第１透明
基板１及び第２透明基板２の間に挟持された透明樹脂層
５と、前記透明樹脂層５に含有された透明マイクロカプ
セル６とよりなる。

第１透明基板１及び第２透明基板２は、透明なガラス板
からなる。また、第１透明電極３及び第２透明電極４は
、互いに対向する第１透明基板１及び第２透明基板２の
内側表面１０及び２０に真空蒸着により形成された厚ざ
３００２のＩＴＯよりなり、前記第１透明基板１の内側
表面１０側より第２透明基板２の内側表面２０側への光
の透過方向に対してほぼ垂直な面状となっている、いわ
ゆる面状電極と称される。なお、第１、第２透明電極３
及び４には、互いに対向する面の端部に印加電圧を伝達
するための導電性テープ７．７が接着されている。また
この導電性テープ７．７は交流電源７０及び開閉装置７
１を備えた電気回路７２に接続されるとともに、第１、
第２透明基板１．２の端部間に充填された囲路の絶縁性
シール部材により固定保持されている。

透明樹脂層５は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）より
なり、黄色の水溶性有機顔料（ピグメントイエロー１０
０）が０．０５Ｗ１％添加され着色された黄色の透明体
となっている。この透明樹脂層５は、透明マイクロカプ
セル６を多数含んだ状態で前記第１透明基板１及び第２
透明基板２の間に挟持され保持されている。

透明マイクロカプセル６は、透明膜壁６０と、この透明
膜壁６０に封じ込められた液晶６１と、この液晶６１に
混入された２色性染料６２とよりなる。前記透明膜壁６
０は、黄色の水溶性有機顔料（ピグメントイエロー１０
０）が後で述べるように０．０５Ｗ↑％添加され黄色に
着色されている。また前記液晶６１としては、ネマチッ
ク液晶（メルク社製　ＺＬＩ−１８４０）が用いられて
いる。２色性染料６２としては、青色の２色性染料（三
井東圧化学製　Ｍ１３７）が用いられ、前記液晶６１に
０．５Ｗ１％が添加されている。

次に前記透明マイクロカプセル６の製造工程を第５図に
基づいて説明する また、予め原料として前記青色の２色性染料が０．５Ｗ
１％添加された液晶−クロロホルム溶液１０ｑと、黄色
の水性有機顔料（ピグメントイエロー１００＞が０．０
５ｗｔ％添加されたゼラチン８％水溶液１５ｍ５１！及
びアラビアゴム８％水溶液１５ｒｒｌの混合液とが用意
される。そしてこれ等の各原料は、第５図に示されるよ
うに順次乳化工程、ＰＨ調整工程、複合コアセルベーシ
ョン工程、冷却工程を経て透明膜壁６０が黄色で、青色
の２色性染料６２が添加された液晶６１を備えた透明マ
イクロカプセル６が１ｑられる。

なお、前記乳化工程で乳化された原料には、４０′Ｃの
蒸溜水６０ｍ１が加えられ、ＰＨ調整工程でＰＨ４，、
Ｏに調整された後、さらに４０℃の蒸溜水１００ｄが加
えられる。また、複合コアセルベーション工程後の原料
には３０％ホルマリン１１ｎ！！が加えられ、冷却工程
で５°Ｃにまで冷却される。

得られたマイクロカプセル６ａは、乾燥後、顔料（ピグ
メントイエロー１００＞を０．０５ｗｔ％添加したポリ
ビニルブチラール膜に埋込んだ。

そして、２枚のＩＴＯ付きガラス板の中へ上記のポリビ
ニルブチラール膜を封入し、調光素子Ａを作製した。こ
の調光素子Ａは、第７図に示されるように自動車のフロ
ントガラスＢの外側ガラスＢ１と内側ガラスＢ２どの間
に、中間膜Ｃを形成するポリビニルブチラールとともに
挟持され、いわゆる安全ガラスに組み込まれたものとな
る。

実施例１の調光素子Ａは、第１図に示される第１透明電
極３及び第２透明電極４とに電圧が印加されない電圧非
印加時に、透明マイクロカプセル６の液晶６１は、ラン
ダムな状態となっている。

これに伴って２色性染料６２の方向も同じものとなる。

そして２色性染料６２の青色が見えるとともに、調光素
子Ａへの入射光Ｒ１は、前記２色性染料６２の青色と、
透明膜壁６０の黄色と、透明樹脂層５の黄色との混合色
（緑色）に着色された透過光Ｒ２となる。このとき例え
ば入射光Ｒ１の光量を１００とした場合の透過光Ｒ２の
光量は３０となり減光され、入射光Ｒ１の透過率は３０
％となる。

そして第１透明電極３及び第２透明電極４にＡＣ２０Ｖ
の電圧が印加されると、透明マイクロカプセル６の液晶
６１は、電界方向に平行な配向状態となり、これに伴っ
て２色性染料６２の方向も変わる。そして２色性染料６
２に青色が見えず透明となるため調光素子Ａへの入射光
Ｒ１は、透明膜壁６０の黄色と、透明樹脂層５の黄色に
着色された透過光Ｒ２となる。このときの入射光Ｒ１の
透過率は前記電圧非印加時の透過率３０％より高い５０
％となる。

このため調光素子へは、電圧非印加時に透明な緑色に表
示され、かつ、入射光Ｒ１の透過光量を減少させサンシ
ェードとして役立つ。そしてこの調光素子Ａは、電圧印
加時に、青色透明から黄色透明へすばやく変色し、可逆
的な応答を示し、かつ入射光Ｒ１の透過光量を前記電圧
印加時にり増加させたサンシェードとして役立つ。

また、実施例１の調光素子Ａによればサンシェードとし
て用いた場合に発生するヘーズを減少できる。すなわち
、透明マイクロカプセル６の表面での入射光Ｒ１の散乱
は、入射光Ｒ１の一部が着色された透明膜壁６０の色素
で吸収されることにより低下でき、散乱によるヘイズを
減少させ、サンシェードの曇りを防止できる。従って視
認性が向上できる。またガラスをハンマーで破損させた
場合もガラスおよび液が飛散せず安全カラスの機能も具
備していた。

（実施例２） 本実施例２のマイクロカプセル型調光素子Ａ１（以下、
調光素子と称す）は、透明マイクロカプセル６ａの構成
が前記実施例１の透明マイクロカプセル６と異なる以外
は、実施例１と同じである。

すなわち、前記透明マイクロカプセル６ａは、実施例１
の透明マイクロカプセル６の透明膜壁６０に封じ込めら
れた液晶６１と青色の２色性染料の代りに、分散媒６１
ａと青色の色彩をもつ偏光性物質６２ａを、黄色に着色
された透明膜壁６０ａに封じ込めたものである。

そして前記黄色に着色された透明膜壁６０ａ内には、ジ
トリデシルフタレートを主とする分散媒６０と、主とし
てジヒドロシンコニジン硫酸塩化ヨウ化物針状結晶より
なる偏光性物質６２ａとが封入されている。

以下に透明マイクロカプセル６ａの作成方法を詳細に説
明する。

まず５００ＣＣのエルレンマイヤーフラスコに水１６８
．０ｇ、９７％硫酸１５．０ｇ、シンコニジン４０．Ｏ
Ｑ、及び塩化パラジウムの２％水溶液１５０ｃｃを磁力
撹拌機で撹拌しながら挿入した。

フラスコ中の空気は、水柱８０〜１０００ｍの加圧下に
挿入する水素で置換した。水素化反応はパラジウムが完
全に還元されるまで緩慢に進行し、この間充分に撹拌し
た。

反応生成物をパラジウムから濾別し、撹拌しながら水６
００ｃｃに希釈した。反応生成物に充分な撹拌下に約２
５０の５０％苛性ソーダを急激に加えてＰＨ９〜ゴＯに
した。そのｔＵ１０分間撹拌を続けた。ジヒドロシンコ
ニジンの無定形結晶を真空濾過し、水で充分に洗浄した
。次いで生成物をできるだけ水分がなくなるまでつき固
めてから、広げて空気中で乾燥した。生成物は５０％エ
タノール水から０〜２℃で８〜１０時間結晶させた。

生成物は濾別して最少量の５０％冷エタノール水テ洗浄
し８２℃で４時間乾燥してジヒドロシンコニジンを１ｑ
た。

ジヒドロシンコニジン３．０６Ω、９７％硫酸０．６０
Ｇ、２−エトキシエタノール２０．０ｇ、水１０．ＯＱ
の溶液と、ニトロセルロース１４゜１７ｑ、２−エトキ
シエタノール２８．３５ｇ、トリクレジルフォスフェー
ト１０．ＯＱの溶液を混合し、よく撹拌した。この溶液
にヨウ化カルシウム０．４０Ｑ、ヨウ素３．０４Ｑ、ｎ
−プロパツール１２．Ｏｃａ、ｌ〜リクレジルフｔスフ
エート３５．０ｇの溶液を一気に加え、激しく撹拌した
。

３０分の撹拌後、液をガラス板上に広げて揮発性成分を
除去した。

このペース１〜状物質１００ＣＩをトリルアセテート１
５０Ｃ１中に入れ、超音波でよく分散させて懸濁液を作
製した。

そして、この懸濁液を株式会社日立製作所製高速冷却遠
心器タイプ５ＣＲ２０Ｂ、ＲＰＲ−２０２０−タを用い
、１８０００回転／分（遠心加速度、３９９１７ｇ＞で
３０分遠心分離をし、上澄み液を捨てた。

さらに沈澱物を２０００回転／回転速心加速度、４、９
２　ｇ＞で５分間遠心分離し、沈澱物を捨てた。

この上澄み液を１８０００回転／分で３０分間遠心分離
をし、沈澱物を回収した。この沈澱物にジトリデシルフ
タレート６０Ωを加え、超音波で分散させた。その後、
ドデカン４０Ｑを加えよく混合させサスペンションを得
た。そして本実施例２の場合には、実施例１の液晶−ク
ロロホルム溶液１０ｇの代りに、前記得られたサスペン
ションの内、１０ｇを使用する以外は、実施例と同様第
１２図の示すように乳化工程、ＰＨ調整工程、複合コア
セルベーション工程、冷却工程を経てマイクロカプセル
化させる。そして透明膜壁６０ａが黄色で、分散媒６１
と分散媒６１ａ中に分散し青色の偏光性物質６２ａを備
えた透明マイクロカプセル６ａが１ｑられる。得られた
透明マイクロカプセル６ａは、乾燥後、顔料（ピグメン
トイエロ１００）を０．０５ｗｔ％添加したポリビニル
ブチラール膜に埋込んだ。そして、２枚のＩＴＯ付きガ
ラス板の中へ上記のポリビニルブチラールを封入し、第
８図に示されるように、調光素子Ａ１が作製され、実施
例１と同様に使用される。

実施例２の調光素子Ａ１は、第８図に示される第１透明
電極３及び第２透明電極４に電圧が印加されない電圧非
印加時に、透明マイクロカプセル６ａの分散媒６１ａ中
の偏光性物質６２ａは、ランダムな状態となり吸収効果
が強く働いて着色して見えるため、調光索子△１への入
射光は、前記偏光性物質６２ａの青色と、透明膜壁６０
ａの黄色と、透明樹脂層５の黄色との混合色（緑色）に
着色された透過光となる。かつこのとぎの入射光Ｒ１の
透過率は約２０％である。

そして第１透明電極３及び第２透明電極４にＡＣ３０Ｖ
の電圧が印加されると透明マイクロカプセル６ａの分散
媒６１ａ中の偏光性物質６２ａは電界方向に平行な配向
状態となるため、調光素子Ａ１への入射光Ｒ１は、偏光
性物質６２ａに着色されず、透明膜壁６０ａの黄色と、
透明樹脂層５の黄色に着色される。かつこのときの入射
光Ｒ１の透過率は約４０％である。

従って、本実施例２の調光素子△１は、実施例１と同様
な作用効果が得られる。

なあ、上記第１、第２実施例では透明マイクロカプセル
の透明膜壁及び透明樹脂層に着色した場合を示したが、
これに限定されるものではなく、上記透明膜壁、透明樹
脂層に加えて透明基板、透明電極に着色することや、そ
れ等のうちひとつおるいは３つに着色することもできる
。

また、透明基板、透明電極、透明樹脂層及び透明マイク
ロカプセルの外殻の少なくともひとつを着色する場合、
着色剤に代えてそれ等の表面に着色膜や、着色層などを
設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は、本発明の実施例１のマイクロカプセ
ル型調光素子の説明図である。第１図は、電圧非印加時
状態にある調光素子を縦断して示す縦断面図である。第
２図は、第１図にあけるマイクロカプセルを拡大して示
す拡大縦断面図である。 第３図は、電圧印加時状態にある調光素子を縦断して示
す縦断面図である。第４図は、第３図におけるマイクロ
カプセルを拡大して示す拡大縦断面図である。第５図は
、マイクロカプセル化の製造工程を示す図である。第６
図は、第１図におけるマイクロカプセル型調光素子を、
自動車のフロントガラスにサンシェードとして用いた使
用例を示す斜視図である。第７図は、第６図における縦
断面図である。第８図〜第１１図は、本発明の実施例２
のマイクロカプセル型調光素子の説明図である。第８図
は、電圧非印加時状態にある調光素子を縦断して示す縦
断面図である。第９図は、第８図におけるマイクロカプ
セルを拡大して示す拡大縦断面図である。第１０図は、
電圧印加時状態にある調光素子を縦断して示す縦断面図
である。第１１図は、第１０図にあけるマイクロカプセ
ルを拡大して示１拡大縦断面図である。第１２図は、マ
イクロカプセル化の製造工程を示す図である。 １・・・第１透明基板　　　２・・・第２透明基板３．
３ａ・・・第１透明電極 ４．４ａ・・・第２透明電極 ５．５ａ・・・透明樹脂層 ６．６ａ・・・マイクロカプセル ６０．６０ａ・・・透明膜壁 ６１・・・液晶　　　　　　６１ａ・・・分散媒６２・
・・２色性染料　　　６２ａ・・・偏光性物質第５図 第１ 第２図 第６図 第７図 第３図 第４図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）間隔を隔てて互いに対向する透明基板と、該透明
   基板の互いに対向する表面にそれぞれ形成された透明電
   極と、 該透明電極と接して該透明基板の間に挟持され、２色性
   染料が添加された液晶、あるいは分散媒と該分散媒中に
   分散された偏光性物質を封入した透明マイクロカプセル
   を含む透明樹脂層とよりなり、透明基板、透明電極、透
   明樹脂層及び透明マイクロカプセルの外殻の少なくとも
   ひとつは、着色されていることを特徴とするマイクロカ
   プセル型調光素子。