JPH0456920A - 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〕 この発明は、電圧を印加したり切ったりすることによっ
て透明および不透明の状態を可逆的に制御できるため、
住宅やオフィスなどの窓２間仕切りなどの遮蔽用途に利
用される他、ショーウィンドなどのデイスプレィ、サイ
ンなどの表示用途等にも利用される調光素子に関する。

〔従来の技術〕

調光素子としては、透明ポリマー中に液晶が分散してな
る複合膜が対向する１対の透明電極間に挿入された構造
の調光素子がある。

このような調光素子を作製する際、ポリマー中に液晶を
分散固定してなる複合膜を形成する方法としては、（７
）液晶とモノマーの均一溶液中の七ツマ−を光重合・硬
化させるか、あるいは、加熱重合・硬化させることによ
り相分離を行って、ポリマー中に液晶を分散固定する方
法、（イ）液晶とポリマーと溶剤の均一溶液から溶剤を
除去することにより相分離を行って、ポリマー中に液晶
を分散固定する方法、等が提案されている。

上記方法によって調光素子を作製する際、液晶が相分離
過程で析出して液晶粒子が形成され、この液晶粒子がポ
リマー中に分散固定されるのであるが、同時に、多くの
液晶が分子もしくは少数の液晶分子の集合体の状態でポ
リマー中に取り残される、いわば、ポリマー中に熔けた
状態で取り残される。液晶は、前者の粒子状態になった
ものは電場印加時に配向するが、後者の分子もしくは少
数の液晶分子の集合体の状態になったものは、電場印加
時においても配向することができず、調光素子の電場印
加前後の光透過率の変化に寄与しない。

〔発明が解決しようとする課題〕

液晶を含む複合膜は、このように作製するしか仕方がな
いのであるが、従来は、たとえば、窓、間仕切り、ショ
ーウィンド等の向こう側の景色の視認性を変化させる程
度の使用においてさえ、高価な液晶が多量に使用されて
いる複合膜を施工箇所の全面にわたって使用していたた
め、−製造コストが高くつくという問題があった。

このような事情に鑑み、この発明は、上述した従来の調
光素子とほぼ同等の性能を有し、しかも製造コストが低
い調光素子を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕 前記課題を解決するため、この発明にかかる調光素子は
、液晶と透明媒体との複合膜が対向する１対の透明電極
間に挿入された構造の調光素子において、前記複合膜が
、透明媒体中に液晶が粒子状に分散してなる液晶分散相
（以下、単に「液晶分散相」と称する。）と液晶を全く
含まない透明媒体相（以下、単に「透明媒体相Ｊと称す
る。）とを、前記両電極の面に平行な方向に分散配置す
ることによって形成されたものであることを特徴とする
。

液晶分散相と透明媒体相とを両電極の面に平行な方向に
分散配置して複合膜を形成する方法としては、電場無印
加時の不透明性と電場印加時の透明性が得られるような
ものであれば、特に限定されない。たとえば、第１図に
みるように、液晶分散相ｌと透明媒体相２とをストライ
プ調に分散配置するようにバターニングするとか、第３
図にみるように、透明媒体相７の中に液晶分散相６を水
玉調に分散配置するようにバターニングするとかするの
である。この場合、透明媒体相が水玉になっていてもよ
い。第１図のバターニングでは、図の左右方向では両相
１．２が交互に分散配置されているが、図の上下方向で
は分散配置されていない。他方、第３図のバターニング
では、両相６．７は、図の上下左右あらゆる方向に分散
配置されている。このように、この発明では、前記両電
極の面に平行な方向とは、一方向のみであってもよいし
、複数の方向であってもよいのである。

前記両相の配置の割合（面積割合）としては、特に限定
されないが、前記両相の合計（複合膜全体）に対し、液
晶分散相が５０面積％強であることが好ましい。

複合膜は、前記液晶分散相と透明媒体相によって、第１
図、第３図のような規則的模様にバターニングされたも
のであることが好ましいが、必ずしも規則的模様を有す
る必要はない。バターニングの方法としては、特に限定
されないが、たとえば、あらかじめ、感光性樹脂の写真
法またはスクリーン印刷法によって透明電極上に前記両
相のうちのいずれか一方の相のパターンを形成した後、
同パターンの形成により生じた電極上の凹部を他方の相
で充填する方法等が挙げられる。また、パターン形状の
具体的寸法としては、特に限定されないが、たとえば、
前記ストライプ調パターンの場合は、前記両相１．２に
よるストライプ幅がＬ／５＝５００μ未満であることが
好ましい。一方、前記水玉調パターンの場合は、水玉の
サイズが直径０．０１〜１ｍ１程度であることが好まし
い。なお、複合膜中の前記両相によるパターンの形状に
よっては、電極のバターニングなしに、電場無印加およ
び電場印加によって文字や図形等を表示したり消したり
することも可能である。

この発明で用いられる透明電極としては、特に限定され
ないが、たとえば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）
膜付きフィルムやネサガラス等が挙げられる。

この発明で用いられる液晶としては、特に限定されるわ
けではないが、正の誘電率異方性を持つものが好ましく
、ネマティック液晶、スメクティツク液晶、コレステリ
ンク液晶のいずれであってもよい。

この発明で用いられる透明媒体としては、透明ポリマー
であれば、特に限定されないが、たとえば、光硬化性ポ
リマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー等が挙げ
られる。ただし、それらの屈折率については、前記液晶
との間に一定の制約があるため、たとえば、１．４〜１
．６程度のものが好ましい。

液晶分散相の調製方法としては、特に限定されず、前述
した従来の調光素子中の複合膜の形成方法と同様の方法
を用いることができるが、たとえば、均一溶液からの相
分離法、液晶が封入されたマイクロカプセルを前記光硬
化性ポリマーや熱硬化性ポリマーに添加混合する方法等
が挙げられる〔作　　　用〕 透明媒体相と液晶分散相とを両電極の面に平行な方向に
分散配置することによって複合膜を形成するようにする
と、透明媒体相に置き換えた分だけ液晶分散相の使用面
積が減少し、調光素子の性能を実質的に低下させること
なく液晶の使用量を少なくすることができる。

〔実　施　例〕

次に、この発明にかかる調光素子の具体的な実施例を説
明するが、この発明は、下記実施例に限定されない。

第１実施例にかかる調光素子は、第１図にみるような、
液晶分散相１と透明媒体相２とによってストライプ調に
バターニングされた構造の複合膜３を有する。それら両
相１．２が形成するストライプ幅は等しく、Ｌ／Ｓ＝１
０ｍである。それゆえ、両相の面積比は、１：ｌである
。

第２図（ａ）〜（ｄｌは、上述した第１実施例の調光素
子の作製方法を表す。まず、図（ａ）にみるように、透
明基板４１の表面に透明導電膜４２を形成させてなる透
明電極４を２枚用意する。次に、そのうちの１枚の透明
電極４の透明導電膜４２側表面に光重合・硬化性モノマ
ーを塗布し、マスクを利用して前記モノマーを部分的に
紫外線重合・硬化させた後、未硬化部分を除去すること
によって、図（ｂｌにみるように、電極４上に液晶を全
く含まない透明媒体（ポリマー）相２のパターンを形成
させる。次に、このパターンの形成によって電極４上に
生じた凹部Ａに、前記光重合・硬化性上ツマ−と液晶と
の混合熔解物を充填した後、紫外線照射を行うことによ
って、図（Ｃ１にみるように、電極４上に液晶分散相１
と透明媒体相２とからなる複合１！ｉ！３を形成させる
。その後、前記のようにして作製したもう１枚の透明電
極４の透明導電膜４２側表面に接着剤５を塗布し、これ
を、図（ｄＪにみるように、複合膜３上に張りつけるこ
とによって調光素子が得られる。

第３図は、第２実施例にかかる調光素子の複合膜を表す
。この複合膜８は、図にみるように、多数のド−／　）
状の液晶分散相６が放射状に等間隔で分散配置され、そ
れら液晶分散相６間の空隙に透明媒体相７が充填された
構造を有する。

以下に、この発明のさらに具体的な実施例を比較例と併
せて説明する。

実施例１−１ メタクリル酸メチルモノマー２０重量部、エポキシアク
リルオリゴマー（昭和高分子■製、ＶＲ７７）３０重量
部、２−ヒドロキシエチルアクリレート５０重量部およ
び光重合開始剤（ダロキュア１１１６）１重量部を混合
してなる光重合・硬化性上ツマー溶液を、ＩＴＯ膜付き
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのＩ　
Ｔ　Ｏ膜（１１１表面に厚さ２０Ｊｒｍになるように塗
布し、これに、ストライプ幅Ｌ／Ｓ−１０ｎのストライ
プ調にパターニングされたマスクをかぶせて、５００Ｗ
の超高圧水銀灯で約２０分間紫外線を照射した。重合・
硬化終了後、メタノールで、未重合・硬化部分を洗浄除
去して、重合・硬化物（液晶を全く含まない透明媒体相
）の幅Ｌ／５＝ＩＯｎのストライプ調パターンを形成さ
せた。この硬化物の屈折率は、１．５２０であった。

次に、上記で用いたものと同様の光重合・硬化性モノマ
ー溶液１００重量部に、液晶（ロジック■製、ＲＯ−Ｔ
Ｎ−４０３）を６０重量部加えてよく溶解させた溶液を
、上記硬化物のストライブ間の凹部に充填し、上記と同
様の条件で紫外線照射し複合膜を形成した。その複合膜
上に、接着剤を塗布したＩＴＯ膜付きフィルムを張りつ
けて、調光素子を得た。

一実施例１−２− イソブチルアクリレート４０重量部、エポキシアクリル
オリゴマー（昭和高分子■製、ＶＲ９０）１０重量部、
２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロビルアクリレート
（共栄社油脂■製、Ｍ２Ｏ３）５０重量部および光重合
開始剤（プロキュア１１７３）１重量部を混合してなる
光重合・硬化性モノマー溶液を、ネサガラス上に厚さ２
０ｍになるように塗布し、これに、ストライプ幅Ｌ／５
＝１０μのストライプ状にパターニングされたマスクを
かぶせて、５００Ｗの超高圧水銀灯で約１８分間紫外線
を照射した。重合・硬化終了後、メタノールで、未重合
・硬化部分を洗浄除去して、重合・硬化物（液晶を全く
含まない透明媒体相）の幅Ｌ／Ｓ＝１０１ｒｍのストラ
イブを形成させた。

この硬化物の屈折率は、１．５００であった。

次に、環状脂肪族エポキシ樹脂（ダイセル化学工業■製
、セロキサイド２０２１）３３ｍ量部とフッ素化エポキ
シ樹脂（セントラルガラス＠製、ＢＩＳＡＦＧ）３３重
量部との混合物に液晶（日本メルク社製、Ｅ−４４）６
０重量部を加えた後、さらに硬化剤として複素環式アミ
ン（油化シェルエポキシ側型、エボメートＮ０Ｏ２）３
３重量部を加えて溶解させた。この溶液を、上記硬化物
のストライプ間の凹部に注型した後、８０℃に加熱して
樹脂を硬化させて複合膜を形成させた。この複合膜上に
、接着剤を塗布したネサガラスを張りつけて、調光素子
を得た。

一実施例１−３一 実施例１−１と同様にして、ＩＴＯ膜付きＰＥＴフィル
ム上に、液晶を全く含まない透明媒体相の幅Ｌ／５＝１
０μのストライプ調パターンを形成させた。

次に、２−ヒドロキシエチルアクリレート１００重量部
に、液晶を含有した粒径３ｎのマイクロカプセル（日本
メルク社製、液晶Ｅ−８）６０重量部と光重合開始剤（
プロキュア１１１６）１重量部を添加混合してなる溶液
を、上記ストライプ調パターンの凹部に流しこんだ後、
ＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルムで覆い、５００Ｗの超高圧
水銀灯で約２０分間紫外線を照射して、調光素子を得た
比較例 液晶（Ｂ本メルク社製、Ｅ−４４）６０重量部、メタク
リル酸メチルモノマー２０重量部、エポキシアクリルオ
リゴマー（昭和高分子■製、ＶＲ７７）３０重量部、２
−ヒドロキシエチルアクリレート５０重量部および光重
合開始剤（プロキュア１１１Ｂ）１重量部を混合してな
る光硬化性物を、間隔２０ｎで対向する１対のＩＴＯＩ
ＩＩ付きＰＥＴフィルムによって挟持した。これに５０
０Ｗの超高圧水銀灯で約１８分間紫外線を照射して、調
光素子を得た。

実施例１−１〜１−３および比較例で得られた調光素子
の電場無印加時の視認性を調べた。視認性は、調光素子
の表面から１一離れた距離に写真を置き、調光素子を通
して写真が視認できるがどうかで評価した。それらの結
果を第１表に示した。なお、下記第１表中、液晶含有量
は、比較例で得られた調光素子中の液晶含有量を１００
％としたときの各調光素子中の液晶含有量である。

第１表にみるように、実施例１−１〜１−３で得られた
調光素子は、液晶含有量が、比較例で得られた調光素子
の半分であるにもかかわらず、比較例で得られた調光素
子とほぼ同等の性能を有することがわかる。

〔発明の効果〕

この発明にかかる弱光素子は、従来品とほぼ同等の性能
を有するものであり、しかも、液晶の使用量が従来品に
比べて少ないため、製造コストが低いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例にかかる調光素子の複
合膜を表す平面図、第２図（ａ）ないしｆｄ）は、前記
第１実施例に−かかる調光素子の作製方法を工程順に表
す側断面図、第３図は、この発明の第２実施例にかかる
調光素子の複合膜を表す平面図である。 １．６・・・液晶分散相　２．７・・・透明媒体相　３
．８・・・複合膜　４・・・透明電極 代理人　弁理士　　松　本　武　彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　液晶と透明媒体との複合膜が対向する１対の透明電
   極間に挿入された構造の調光素子において、前記複合膜
   が、透明媒体中に液晶が粒子状に分散してなる液晶分散
   相と液晶を全く含まない透明媒体相とを、前記両電極の
   面に平行な方向に分散配置することによって形成された
   ものであることを特徴とする調光素子。 ２　液晶と透明媒体との複合膜が、液晶分散相と透明媒
   体相とによってパターニングされてなるものである請求
   項１記載の調光素子。