JPH0481716A - 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１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〕

従来、調光素子としては、対向する１対の透明電極の間
に、有機ポリマー等の透明媒体とネマチック液晶等の液
晶との複合膜が挿入された構造の調光素子がある。たと
えば、以下に説明するような調光素子がある。

第２図（ａ）は、調光素子の従来例を表す。図にみるよ
うに、この調光素子１は、対向する１対の透明電極１１
の間に、透明媒体相１２中に液晶相工３が分散してなる
複合膜１４が挿入された構造を有する。透明電極１１は
、透明基板１１１の表面に透明導電膜１１２を積層して
なるものである。

複合膜１４は、透明媒体相１２中に、多数の液晶相１３
が粒子状の独立セルの状態で分散してなるものである。

第２図（ｂ）は、調光素子の別の従来例を表す。図にみ
るように、この調光素子２は、透明基板２１１の表面に
透明導電膜２１２を積層してなる透明電極２１と複合膜
２４との組み合わせについては、前記従来例の調光素子
ｌと同様であるが、複合膜２４内の相構成が異なる。す
なわち、複合膜２４は、液晶相２３が複合膜２４内に所
々空隙をあけた連続状態で分散し、その空隙部分を透明
媒体相２２で埋められた相構成を有する。

これらの調光素子においては、電圧無印加時には、液晶
相内の液晶のうち、液晶相と透明媒体相との界面近傍に
存在する液晶が透明媒体相に影響を受けて前記界面に沿
って配向し、複数の液晶ドメインからなるマルチドメイ
ンを形成する。一方、電圧印加時には、液晶相内の液晶
は、電界方向に沿って配列・配向し、マルチドメインを
形成しない。厳密に言うと、前記液晶相と透明媒体相と
の界面近傍に存在する液晶は、透明媒体相に影響を受け
て配列が妨げられるか、マルチドメインを形成するには
至らない。このように、電圧無印加時には、液晶の配向
が乱れ、液晶相の光を散乱する度合が大きくなるので、
調光素子の光透過率が低下し、調光素子が不透明になる
。一方、電圧印加時には、液晶の配向がほぼそろってい
るため、調光素子の光透過率が増大し、調光素子か透明
になる。調光素子は、このことを利用して、両電極間に
電圧を印加したり切ったりすることによって、光透過率
（透明および不透明の状態）を可逆的に制御することが
できるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来例の調光素子ｌでは、前述したよう
に、電圧無印加時に、透明媒体相１２と液晶相１３との
界面近傍の液晶が同界面に沿って配向するのであるが、
この効果は、液晶相１３内部の液晶にも影響があるため
、同液晶の配向の乱れ（無秩序さ）が小さくなりがちで
あって、液晶相１３内部での光散乱が抑えられる傾向に
ある。

そのため、前記調光素子ｌは、ガラスセル中に液晶を単
独で封入し、偏光板を使用したＴＮまたはＳＴＮモード
の調光素子に比べ、電圧印加時と無印加時の間の光透過
率のコントラスト（以下、これを単に「コントラスト」
と称する）が悪いという欠点があった。

一方、前記別の従来例の調光素子２の場合、前記調光素
子１に比べれば、複合膜中の液晶の含有割合が多く、透
明媒体の含有量が少ないため、液晶の配向に対する透明
媒体の影響が小さく、電圧無印加時の液晶の配向の乱れ
が大きいので、コントラストが良い。ところが、調光素
子２の場合、液晶相２３が連続分散した複合膜２４を有
するため、素子を任意のサイズに切断して利用する際、
切断の度に素子端面からの液晶のモレを防ぐシールを必
要とするため、手間がかかる。しかも、調光素子の施工
箇所の全面に液晶を使用する必要があるため、高価な液
晶を多量に使用しなけれ：ぼならず、コストが高くつく
という欠点があった。

このような事情に鑑み、この発明にかかる調光素子は、
従来品に比べて、コントラストが良く、しかも低コスト
で製造することができる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
、少なくとも一方が透明な対向する１対の電極の間に、
透明媒体と液晶との複合膜が挿入された構造の調光素子
において、前記複合膜か、液晶の配向を乱すための第１
の透明媒体相を液晶相中に分散してなる液晶セルを第２
の透明媒体相中に分散固定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ものである。

前記液晶セル内では、液晶相は、連続している。第１の
透明媒体相は、液晶相中に粒子状に独立分散していても
よいし、少なくとも一部が連続分散していてもよい。

このような液晶セルとしては、特に限定されるわけでは
ないが、たとえば、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂等
を殻壁とする中空セルの中空部分に液晶相と第１の透明
媒体相の二相を封入してマイクロカプセル化したものが
好ましい。このような液晶セルであれば、液晶相と第１
の透明媒体相との混合相が、カプセルの殻壁によって外
部から保護された状態で第２の透明媒体相中に分散され
るため、液晶相と第１の透明媒体相との混合相中に第２
の透明媒体相が混しって液晶セルの構造が破壊される恐
れが少なくなるので、好都合だからである。

液晶セルの大きさとしては、電圧無印加時に充分に光を
散乱する程度であればよく、特に限定されない。

この発明で用いられる第１の透明媒体相を構成する透明
媒体および第２の透明媒体相を構成する透明媒体は、同
一のものであってもよいし、異なるものであってもよい
。それらの材質としては、特に限定はされないが、たと
えば、従来の調光素子に用いられている透明有機ポリマ
ーの他、ゾル・ゲル法等により得られる透明無機ポリマ
ー等か挙げられる。完全な固体であってもよいし、ゲル
状態のものであってもよい。ただし、屈折率については
、液晶との間に一定の制約条件があることは言うまでも
ない。

この発明で用いられる液晶としては、電界下で配向する
ものであれば、特に限定されず、たとえば、ネマチック
液晶、スメクチ・ツク液晶等が挙げられる。

この発明で用いられる電極としては、特に限定はされな
いが、たとえば、透明基材上に真空蒸着法、スパッタリ
ング法またはゾル・ゲル法などの手法で、スズとインジ
ウムの酸化物（ＩＴＯ）等からなる透明導電膜を形成し
たもの等が挙げられる。このような電極の透明基材とし
ては、特に限定はされないが、ガラスや透明なプラスチ
ックフィルム等が好ましい。具体的には、ガラスの場合
、ソーダガラスやホウケイ酸ガラス等が、また、プラス
チックフィルムの場合は、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）やアクリル樹脂などのフィルム等がそれぞれ
挙げられるが、特に限定はされない。また、この電極に
必要な電気抵抗値については、特に限定はされず、要は
電極として作用するものであればよいのであるが、通常
、０〜数百Ωの範囲のものが使用される。なお、この発
明の調光素子では、両電極のうち、少なくとも一方の電
極が透明、たとえば、紫外線や可視光線を通過するもの
であればよい。すなわち、一方の電極が透明電極で、他
方の電極が、アルミニウム、金、ニッケル、銅などの金
属等の不透明体であってもよく、そのような調光素子の
場合は、透過光ではなく、反射光に対して作用すること
になる。もちろん、両電極とも透明であってもよい。

前記液晶セルが第２の透明媒体相中に分散してなる複合
膜を製膜する方法としては、特に限定はされず、混合分
散、相分離、マイクロカプセル化などの相形成方法を適
宜組み合わせることによって行われる。たとえば、下記
■〜■のような方法等が挙げられる。

■　液晶、第１の透明媒体相を構成する透明媒体および
第２の透明媒体相を構成する透明媒体を、それら三相を
溶解する溶剤を用いて均一に混合した後、溶剤を除去す
ることによって、液晶相、第１の透明媒体相および第２
の遇明媒体相の三相を同時に相分離形成する方法。

■　前記方法■において、前記第１の透明媒体相を構成
する透明媒体の代わりにその前駆体を用い、溶剤を除去
して、液晶と前記前駆体との混合相と、第２の透明媒体
相とを相分離形成させた後、前記前駆体を透明媒体に変
化させて、液晶相と第１の透明媒体相の相分離形成を行
う方法。

■　液晶と、第１の透明媒体相を構成する透明媒体の前
駆体との均一混合物を内包したマイクロカプセルを第２
の透明媒体相中に分散固定した後、前記前駆体を反応等
により透明媒体に変化させて、前記マイクロカプセル内
に液晶相と第１の透明媒体相を相分離形成させる方法。

■　液晶と、第１の透明媒体相を構成する透明媒体の前
駆体との均一混合物からの相分離により形成した液晶相
と第１の透明媒体相とを内包したマイクロカプセルを第
２の透明媒体相中に分散固定する方法。

ここで、前記方法■〜■における透明媒体の前駆体とは
、化学反応等によって透明媒体に変化可能で、しかも、
変化前は、液晶に対し高い相溶性を有するが、変化後は
、液晶との相溶性か低下するものを指す。たとえば、透
明媒体かポリマーの場合、七ツマ−、オリゴマー、硬化
剤、触媒などの混合物等が挙げられるが、これに限定さ
れるものではない。

また、前述したような方法による複合膜の製膜は、通常
は、目的の調光素子の電極を支持体として行われる。

〔作　　　用〕

液晶相中に第１の透明媒体相を分散させてなる液晶セル
を第２の透明媒体相中に分散固定して複合膜を形成する
ようにすると、電圧無印加時に、液晶セル外部の第２の
透明媒体相と液晶相との界面近傍の液晶は、同界面に沿
って配向し、液晶セル内部の第１の透明媒体相と液晶相
との界面近傍の液晶は、同界面に沿って配向する。液晶
相と前記第１の透明媒体相との界面および液晶相と第２
の透明媒体相との界面の方向は、総体的に一致しないた
め、液晶の配向が乱れ（液晶ドメインが細かくなり）、
光を散乱させる度合が強くなり、電圧無印加時の光透過
率が向上する。

〔実　施　例〕

以下に、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図（ａ）は、第１実施例を表す。図にみるように、
この調光素子３は、対向する１対の透明電極３１の間に
、液晶と透明媒体との複合膜３４が挿入された構造を有
する。透明電極３１は、透明基板３１１の表面に透明導
電膜３１２をＨ！層してなるものである。複合膜３４は
、第２の透明媒体相３２中に、多数の液晶セル３３が独
立分散してなるものである。第１図（ｂ）は、液晶セル
３３の構造を表す。液層セル３３は、液晶相３３１中に
粒子状の第１の透明媒体相３３２が独立分散した構造を
有する。

次に、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− ネマチック液晶（日本メルク社製、Ｅ−８）１００部に
対し、光重合性組成物３０部を均一熔解したものを、メ
ラミン−ホルムアルデヒド樹脂を殻壁材としてインサイ
チュ−（Ｉｎ−Ｓｉｔｕ　）縮重合法を用いてマイクロ
カプセル化した。その粒径は１５〜２８ｘで、内包率は
、６３〜７８重量％であった。

このようにして得られたマイクロカプセル化液晶セル８
０部を、光重合性組成物（スリーボンド社製、ＡＶ！？
−２００）　　１００部中に加え均一に混合分散させた
。次に、この混合物の一部を、２枚のネサガラスの間に
６Ｏｎのスペーサーを介して挿入し、５００Ｗの超高圧
水銀灯で約２０分間紫外線を照射して、重合・硬化を行
うことによって、調光素子を作製した。

一比較例１− 実施例１において、マイクロカプセル化液晶セルとして
、ネマチック液晶（日本メルク社製、Ｅ８）のみを内包
したものを用いた以外は、実施例１と同様にして、調光
素子を作製した。

実施例１および比較例１で得られた調光素子について、
電圧無印加時の光透過率（Ｔ１）と電圧印加時の光透過
率（Ｔ２）を測定し、コントラスト（−Ｔ　、／Ｔ　、
）を求めた。それらの結果を第１表に示した。

第１表にみるように、実施例１にかかる調光素子は、比
較例２にかかる調光素子に比べて、電圧印加時の光透過
率はほぼ同等であるが、電圧無印加時の光透過率が低下
しているため、コントラストが向上していることがわか
る。

〔発明の効果〕

この発明にかかる調光素子は、従来品に比べて、コント
ラストが向上したものとなっており、しかも液晶の使用
量が少なくてすむため、低コストで製造することができ
る。また、素子端面からの液晶のもれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは、この発明の第１実施例である調光素子
を表す側断面図、同図ｔｂ）は、前記第１実施例の調光
素子中の液晶セルの構造を表す側断面図、第２図（ａ）
は、従来例である調光素子を表す側断面図、同図（ｂｌ
は、別の従来例である調光素子を表す側断面図である。 ３・・・調光素子　３１・・・電極　３２・・・第２の
透明媒体相　３３・・・液晶セル　３３１・・・液晶相
　３３２・・・第１の透明媒体相　３４・・・複合膜代
理人　弁理士　　松　本　武　音 楽１図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　少なくとも一方が透明な対向する１対の電極の間に
   、透明媒体と液晶との複合膜が挿入された構造の調光素
   子において、前記複合膜が、液晶の配向を乱すための第
   １の透明媒体相を液晶相中に分散してなる液晶セルを第
   ２の透明媒体相中に分散固定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　複合膜中の相構成が、均一相からの相分離によって
   形成されたものである請求項１記載の調光素子。 ３　液晶セルが、液晶相と第１の透明媒体相を内包した
   マイクロカプセルである請求項１記載の調光素子。 ４　マイクロカプセル内の液晶相と第１の透明媒体相と
   が、均一相からの相分離によって形成されたものである
   請求項３記載の調光素子。 ５　第１の透明媒体相の少なくとも一部が連続相である
   請求項１から４までのいずれかに記載の調光素子。