JPH04264193A

JPH04264193A - 調光材料およびそれを含む調光素子

Info

Publication number: JPH04264193A
Application number: JP2481891A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ozawa; 鉄男尾澤; Noriyuki Okabe; 憲幸岡部
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1992-09-18

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、調光材料およびそれを
用いる調光素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶とそれを保持する高分子よりなる調
光材料は、電界無印加時には、高分子の屈折率と液晶の
屈折率との差により、入射光が散乱する為、液晶層はく
もり状態となり、また電界が印加されると液晶がその電
場方向に向って整列する為に、高分子の屈折率と液晶の
屈折率とが、近い値となる為、透明状態になる。

【０００３】この様な性質を利用した調光素子が種々提
案されており、例えば特許公表昭和５８年第５０１６３
１号、特許公表昭和６１年第５０１３４５号、特許公表
昭和６３年第５０１５１２号、特許公開平成１年第２６
８７８６号公報等に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような調光素子に
は、通常■耐光性、■耐熱性、■耐水性等の耐久性、電
圧感受性、応答速度等が要求されるが、前記提案は、こ
れらの要求を満足し得る特性を有するものとは言えなか
った。本発明は、上述の課題を解決するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶とそれを
保持する高分子よりなり、電界の印加の有無により、光
の透過、散乱を制御する調光材料において、該液晶が、
前記請求項１において一般式〔Ｉ〕、〔ＩＩ〕及び〔Ｉ
ＩＩ　〕で示されるアントラキノン系色素を少なくとも
一種含有することを特徴とする調光材料およびそれを用
いた調光素子を要旨とするものである。

【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
使用するアントラキノン系化合物を表わす一般式〔Ｉ〕
、〔ＩＩ〕及び〔ＩＩＩ　〕において、Ｒ１　における
置換されていてもよいアミノ基としては−ＮＨＡ１　〔
Ａ１　は水素原子、炭素数１〜１８のアルコキシ基で置
換されていてもよい炭素数１〜１８のアルキル基、シク
ロアルキル基（例えば炭素数１〜８のアルキル基で置換
されていてもよいシクロヘキシル基、シクロペンチル基
、ビシクロヘキシル基、デカヒドロナフチル基）、アリ
ール基（例えば、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数
１〜１８のアルコキシ基もしくはフッ素原子、クロル原
子、ブロム原子等のハロゲン原子で置換されていてもよ
いフェニル基、ビフェニル基、シクロヘキシルフェニル
基、インダニル基、テトラヒドロナフチル基又はナフチ
ル基）、アラルキル基（炭素数１〜１８のアルキル基も
しくはアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基
又はフェネチル基）を表わす。〕が挙げられ、−Ｓ−Ｒ
９　のＲ９　としては、アリール基（例えば、炭素数１
〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８のアルコキシ基、
シクロヘキシル基、アルキルシクロヘキシル基もしくは
フッ素原子、クロル原子、ブロム原子等のハロゲン原子
で置換されていてもよいフェニル基、炭素数１〜１８の
アルキル基で置換されていてもよいビフェニル基、又は
ナフチル基）、複素環残基（例えば炭素数１〜１８のア
ルキル基で置換されていてもよいピリジン環またはピリ
ミジン環）が挙げられる。

【０００７】Ｒ２　、Ｒ３　、Ｒ４　における置換され
ていてもよいアミノ基としては、Ｒ１　で挙げた−ＮＨ
Ａ１　が挙げられる。また、アルキルチオ基のアルキル
基としては炭素数１〜１８のアルキル基が挙げられる。Ｒ５　、Ｒ６　、Ｒ７　におけるハロゲン原子としては
クロル原子、ブロム原子、フッ素原子等が挙げられ、置
換されていてもよいアルキル基としては、炭素数１〜８
のアルコキシ基、炭素数１〜１８のアルキル基もしくは
アルコキシ基で置換されていてもよいフェニル基で置換
されていてもよい炭素数１〜１８のアルキル基が挙げら
れ、置換されていてもよいアリールオキシ基としては、
−Ｏ−Ａ２　（Ａ２　としては例えば、炭素数１〜１８
のアルキル基、炭素数１〜１８のアルコキシ基もしくは
フッ素原子、クロル原子、ブロム原子等のハロゲン原子
で置換されていてもよいフェニル基、ビフェニル基、シ
クロヘキシルフェニル基、テトラヒドロナフチル基又は
ナフチル基が挙げられる。）が挙げられる。

【０００８】Ｒ５　、Ｒ６　、Ｒ７　における置換され
ていてもよいフェニル基の置換基としては、例えば、炭
素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８のアルコキ
シ基、炭素数１〜１８のアルコキシアルコキシ基、また
はフッ素原子、クロル原子、ブロム原子等のハロゲン原
子が挙げられ、−ＣＯＸＲ１０におけるＲ１０で示され
る置換されていてもよいアルキル基としては、例えば炭
素数１〜８のアルコキシ基又はテトラヒドロフリル基で
置換されていてもよい炭素数１〜１８のアルキル基が挙
げられ、置換されていてもよいアリール基としては、例
えば、炭素数１〜１８のアルキル基、炭素数１〜１８の
アルコキシ基もしくはフッ素原子、クロル原子、ブロム
原子等のハロゲン原子で置換されていてもよいフェニル
基、ビフェニル基、シクロヘキシルフェニル基、ナフチ
ル基もしくはテトラヒドロナフチル基が挙げられ、置換
されていてもよいアラルキル基としては、炭素数１〜１
８のアルキル基、炭素数１〜１８のアルコキシ基もしく
はフッ素原子、クロル原子、ブロム原子等のハロゲン原
子で置換されていてもよいベンジル基、フェネチル基等
が挙げられ、置換されていてもよいシクロアルキル基と
しては炭素数１〜８のアルキル基又はアルコキシ基で置
換されていてもよいシクロペンチル基、シクロヘキシル
基、ビシクロヘキシル基又はデカヒドロナフチル基が挙
げられる。

【０００９】Ｒ８　で表わされる置換されていてもよい
アルキル基、置換されていてもよいシクロアルキル基、
置換されていてもよいアリール基としては、それぞれＲ
１０で挙げたものを挙げることが出来る。Ｒ１１で表わ
される置換されていてもよいアルキル基も、Ｒ１０で例
示したものを挙げることができる。

【００１０】このようなアントラキノン系色素の中で好
ましいものとしては下記の一般式〔ＩＶ〕、一般式〔Ｖ
〕、一般式〔ＶＩ〕

【００１１】

【化４】

【００１２】（式中、Ｒ９　は前記一般式〔Ｉ〕におけ
ると同意義を示し、Ｒ２　′、Ｒ４　′は、水素原子又
は−ＳＲ９　を示す。）

【００１３】

【化５】

【００１４】〔式中、Ａ１　は、前記一般式〔Ｉ〕にお
けると同意義を示し、Ｒ５　′は−ＣＯＸＲ１０（Ｘ，
Ｒ１０は一般式〔Ｉ〕におけると同意義を示す。）又は
置換されていてもよいアリールオキシ基（一般式〔Ｉ〕
のＲ５　におけると同意義を示す。）を示し、Ｒ６　′
は水素原子、シアノ基又は−ＣＯＸＲ１０を示し、Ｒ７
　′は水素原子、ハロゲン原子（Ｒ７　におけると同意
義を示す。）又は−ＣＯＸＲ１０を示し、Ｒ２　″は水
素原子、−ＯＨ、−ＮＨＡ１　または−Ｓ−Ｒ９　（Ｒ
９　は一般式〔Ｉ〕におけると同意義を示す。）を示す
。〕

【００１５】

【化６】

【００１６】〔式中、Ａ１　は前記一般式〔Ｉ〕におけ
ると同意義を示し、Ｒ５　″、Ｒ６　″、Ｒ７　″は水
素原子、−ＳＲ９　（Ｒ９　は一般式〔Ｉ〕におけると
同意義を示す。）、アリールオキシ基（一般式〔Ｉ〕の
Ｒ５　、Ｒ６　、Ｒ７　におけると同意義を示す。）又
は置換されていてもよいフェニル基（一般式〔Ｉ〕のＲ
５　、Ｒ６　、Ｒ７　におけると同意義を示す。）を示
し、Ｒ２　″′、Ｒ４　″′は−ＯＨ又は−ＮＨＡ１　
を示す。〕の構造のアントラキノン系化合物が挙げられ
る。

【００１７】本発明において使用するアントラキノン系
化合物はその構造中に４−置換シクロヘキシル基或いは
６−又は２，６−置換デカヒドロナフチル基を有する場
合はそれらの基はトランス置換体である方が好ましい。一般式〔Ｉ〕のアントラキノン系色素の具体例としては
、以下の表１および表２のものを挙げることが出来る。

【００１８】尚、表１においてＲ１　〜Ｒ７　は前記一
般式〔Ｉ〕に対応し、表２においてＲ１　〜Ｒ４　、Ｒ
７　、Ｒ８　、Ｙ、Ｚは前記一般式〔ＩＩ〕に対応し、
表３においてはＲ１　〜Ｒ４　、Ｒ７　、Ｒ８　は前記
一般式〔ＩＩＩ　〕に対応する。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】

【表４】

【００２３】

【表５】

【００２４】

【表６】

【００２５】

【表７】

【００２６】

【表８】

【００２７】

【表９】

【００２８】

【表１０】

【００２９】

【表１１】

【００３０】

【表１２】

【００３１】（上記表１、表２及び表３において、４−
置換シクロヘキシル基、２−置換デカヒドロナフチル基
、２，６−置換デカヒドロナフチル基はトランス置換体
を示す。）かかる前記一般式〔Ｉ〕で表わされるアント
ラキノン系色素は、例えば、有機合成化学協会編染料便
覧（丸善株式会社，１９５９年発行）、細田豊著，新染
料化学（技報堂，１９５８年発行）等に記載の方法によ
り容易に合成させる、既知物質である。

【００３２】一方、使用する液晶としては、ネマチック
液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶から成る
群から選ばれる１種以上の混合物が使用出来る。液晶を
保持する高分子としては、具体的にはポリエチレン、ポ
リアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ
化ビニル等ビニル化合物及びビニル化合物の付加重合体
、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニルデン、シアン化ビニ
リデン、フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン共重
合体、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重
合体、シアン化ビニリデン／酢酸ビニル共重合体等ビニ
ル化合物又はフッソ系化合物の共重合体、ポリトリフル
オロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキ
サフルオロプロピレン等フッ素を含む化合物、ナイロン
６、ナイロン６６等ポリアミド、ポリイミド、ポリウレ
タン、ポリペプチド、ポリエチレンテレフタレート等ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、
ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等ポリ
エーテル、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルブチラール等を挙げることが出来る。

【００３３】これ等の高分子は単独で用いても、適宜組
合せて用いても構わない。また、本発明の液晶と、それ
を保持する高分子よりなる調光材料の製造法としては、
例えば次の■〜■の方法があり、いずれの方法にも、前
記一般式〔Ｉ〕〔ＩＩ〕及び〔ＩＩＩ　〕のアントラキ
ノン系色素を使用する。

【００３４】■　　高分子の多孔体に液晶を含浸する含
浸法。■　　水溶性高分子の水溶液中に液晶を微小な液
滴状にエマルジョン化した後、透明電極を有する基板上
にキャストする乳化法。■　　液晶と高分子をそれらの
共通溶媒に溶解後、キャストする溶媒キャスト法。■　
　液晶とそれを保持する高分子のプレポリマー（高分子
化する前の物質（例えばモノマー）の総称）の均一溶液
を作り、これを重合によって相分離して相分離構造を形
成する重合法。調光材料中に占める液晶の比率は５〜９
５重量％であることが好ましく、更に好ましくは４０〜
９５重量％である。

【００３５】本発明の調光材料において前記一般式〔Ｉ
〕〜〔ＩＩＩ　〕のアントラキノン系色素は単独で用い
ても適宜組合せて用いても構わない。また、液晶に含ま
れる一般式〔Ｉ〕のアントラキノン系色素の割合は、溶
解している範囲であれば、いずれの割合でも構わないが
、０．０１〜１０．０重量％の範囲が好適に用いられる
。また、必要に応じて界面活性剤、光安定化剤等の添加
剤を併用することが出来る。

【００３６】このような本発明の調光材料を用い、一方
が透明な、内面に電極を有する一対の基板の間に挟持さ
せることによって本発明の他の目的である調光素子をつ
くる。電極としてはＩＴＯ等の透明電極が用いられ、電
極用基板としては、ガラスまたはポリエステル等のプラ
スチック板のような透明基板が挙げられる。

【００３７】一対の透明な電極基板を使用する場合には
、透過型調光素子として使用出来、一方が透明で他方が
不透明な電極基板を使用する場合には、不透明な電極基
板の後に反射性層を置くことにより、反射型調光素子と
して使用出来る。本発明による調光素子は、表示装置、
調光窓、鏡、サングラス、メモリー等、光の透過または
反射を利用した装置に使用することが出来る。

【００３８】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
が本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

【００３９】実施例１１，６−ヘキサンジオールジアクリレート１ｇ、重合開
始剤として、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセト
フェノン０．０２ｇ、液晶として市販のビフェニル系ネ
マチック液晶Ｅ−８　（商品名、ＢＤＨ社製）９ｇ、前
記表１Ｎｏ．１４のアントラキノン系色素０．１ｇを混
合して均一溶液を得、この溶液を、１０μｍのセルギャ
ップを持ったＩＴＯ付ガラスセルに注入し、紫外線照射
装置により露光した。与えたエネルギーは９００ｍＪ／
ｃｍ２　に相当する。

【００４０】得られた調光素子に電圧を印加しない場合
（ｂ：０Ｖ）と１００Ｖの交流（５０Ｈｚ，正弦波）を
印加した場合（ａ）の透過率スペクトルを図１に示す。

【００４１】尚、図１に示すごとく、６００ｎｍの波長
で見ると、１００Ｖ印加時と無印加時で５０％の透過率
変化を示した。

【００４２】実施例２紫外線硬化型ジアクリレートＫＡＹＡＲＡＤ　　ＭＡＮ
ＤＡ（商品名　　日本化薬社製）４ｇ、重合開始剤とし
て２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン０
．０２ｇ、液晶として前記実施例１と同じ市販のＥ−８
　（商品名，ＢＤＨ社製）６ｇ、実施例１で使用したア
ントラキノン系色素０．１ｇを混合して均一溶液を得、
この溶液を１０μｍのセルギャップを持ったＩＴＯ付ガ
ラスセルに注入し、紫外線照射装置により露光した。与
えたエネルギーは９００ｍＪ／ｃｍ２　に相当する。

【００４３】本素子は６００ｎｍにおいて、１００Ｖ交
流（５０Ｈｚ，正弦波）印加時と無印加時で４７％の透
過率変化を示した。

【００４４】実施例３〜１０実施例１と同様にして、下記表４に示すアントラキノン
系色素を含む調光材料をそれぞれ形成し、これを用いた
調光素子を作成して１００Ｖ交流（５０Ｈｚ，正弦波）
印加時と無印加時の透過率変化を測定した。その結果を
表４に示す。重合開始剤は全て実施例１で使用した２，
２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを使用し
た。

【００４５】

【表１３】

【００４６】実施例１１実施例１の均一溶液をガラスセルに封入する代りに、直
径１０μｍのプラスチック（ジビニルベンゼン共重合体
）球をスペーサーとして作成したＩＴＯ付プラスチック
（ポリエチレンテレフタレート）フィルムセル間に封入
し、他は実施例１と同様にして処理して調光素子を作成
した。本素子は、６００ｎｍにおいて、１００Ｖ交流（
５０Ｈｚ，正弦波）印加時と無印加時で３５％の透過率
変化を示した。

【００４７】実施例１２ポリビニルブチラール０．５ｇ、液晶として市販のビフ
ェニル系ネマチック液晶Ｅ−４４　（商品名，ＢＤＨ社
製）０．５ｇ、実施例１で使用したアントラキノン系色
素５ｍｇをテトラヒドロフラン４．５ｇとジオキサン４
．５ｇより成る混合溶媒に添加し、均一溶液をつくる。

【００４８】この溶液を、ＩＴＯ付ポリエチレンテレフ
タレートのＩＴＯ上にアプリケーターにて、乾燥状態に
て厚みが８μｍになるようにキャスティングした。次に
、このものを、８０℃で３０分乾燥した。このようにし
て得られた液晶と高分子より成る層上に対面の電極とし
て、ＩＴＯ付ポリエチレンテレフタレートを５ｋｇ／ｃ
ｍ２　の条件で圧着して、調光素子を作成した。本素子
は、６００ｎｍにおいて、１００Ｖ交流（５０Ｈｚ，正
弦波）印加時と無印加時で５０％の透過率変化を示した
。

【００４９】実施例１３ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）０．５ｇ、液
晶として前記実施例１２と同じ市販のＥ−４４　（商品
名，ＢＤＨ社製）０．５ｇ、実施例１で使用したアント
ラキノン系色素１０ｍｇをジメトキシエタン５．４ｇと
トルエン３．６ｇより成る混合溶媒に添加し、均一溶液
をつくる。

【００５０】この溶液を使用し、他は実施例１２と同様
にして調光素子を作成した。この素子は６００ｎｍにお
いて、１００Ｖ交流（５０Ｈｚ，正弦波）印加時と無印
加時で４４％の透過率差を示した。

【００５１】

【発明の効果】本発明によって得られる調光材料は、耐
光性、耐熱性、耐水性等が良好であり、該調光材料を使
用した調光素子は表示装置、調光窓、メモリー等に有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】透過率スペクトルである。

【符号の説明】

横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は透過率（％）を表わし、ａ
は１００Ｖ交流（５０Ｈｚ，正弦波）を印加した時の透
過率、ｂは電圧を印加しない時（０Ｖ）の透過率を示す
。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　液晶とそれを保持する高分子よりなり
、電界の印加の有無により、光の透過、散乱を制御する
調光材料において、該液晶が、下記一般式〔Ｉ〕、〔Ｉ
Ｉ〕及び〔ＩＩＩ　〕で示されるアントラキノン系色素
を少なくとも一種含有することを特徴とする調光材料。【化１】【化２】【化３】｛式中、Ｒ１　は置換されていてもよいアミノ基、ヒド
ロキシル基または−Ｓ−Ｒ９　（Ｒ９　は置換されてい
てもよいアリール基または複素環残基を示す。）を示し
、Ｒ２　、Ｒ３　、Ｒ４　はそれぞれ独立して水素原子
、ヒドロキシル基、置換されていてもよいアミノ基、ア
ルキルチオ基、−Ｓ−Ｒ９　を示し、Ｒ５　、Ｒ６　、
Ｒ７　はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、置
換されていてもよいアルキル基、置換されていてもよい
アリールオキシ基、置換されていてもよいフェニル基、
−Ｓ−Ｒ９　、−ＣＯＸＲ１０（Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−ま
たは−ＮＨ−を示し、Ｒ１０は置換されていてもよいア
ルキル基、置換されていてもよいアリール基、置換され
ていてもよいアラルキル基または置換されていてもよい
シクロアルキル基を示す。）、シアノ基を示し、Ｙ及び
Ｚはそれぞれ独立して酸素原子、硫黄原子又は＝Ｎ−Ｒ
１１（Ｒ１１は水素原子または置換されていてもよいア
ルキル基を示す。）を示し、Ｒ８　は水素原子、置換さ
れていてもよいアルキル基、置換されていてもよいシク
ロアルキル基または置換されていてもよいアリール基を
示す。但し、Ｒ１　がアミノ基の場合、Ｒ５　、Ｒ６　
、Ｒ７　の少なくとも１つは水素原子ではない。｝
【請求項２】　　少くとも一方が透明な、内面に電極を
有する一対の基板間に、請求項（１）に記載の調光材料
を挟持して構成されることを特徴とする調光素子。