JPH116988A - Temperature sensitive liquid crystal light modulating element and automatic temperature control system used it - Google Patents

Temperature sensitive liquid crystal light modulating element and automatic temperature control system used it

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JPH116988A
JPH116988A JP9158569A JP15856997A JPH116988A JP H116988 A JPH116988 A JP H116988A JP 9158569 A JP9158569 A JP 9158569A JP 15856997 A JP15856997 A JP 15856997A JP H116988 A JPH116988 A JP H116988A
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JP
Japan
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liquid crystal
light control
temperature
polymer
control device
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Application number
JP9158569A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Yamamoto
雅夫 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the new temperature sensitive liquid crystal light modulating element and the automatic temperature control system used it automatically executing a light modulating operation in accordance with the variation of temperature. SOLUTION: The liquid crystal light modulating element 39 is composed by pinching a high polymer distributed liquid crystal 37 between a pair of glass substrates 31, 31 provided a transparent electrode 33. When respective solubility parameters of an oligomer material and monomer material forming a high polymer matrix 35 are described with (SP) olig, (SP) mono and the solubility parameter of a liquid crystal material is described with (SP) LC, the high polymer distributed liquid crystal 37 is composed of respective materials satisfying the relation of (SP) olig > (SP) LC + 2 or (SP) olig < (SP) LC - 2...(1) and moreover satisfying the relation of (SP) mono > (SP) LC + 2 or (SP) mono < (SP) LC - 2...(2).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、温度に感応して、
白濁状態と透明状態のうちの一方の状態から他方の状態
へ変化する特性を有する液晶を備え、この液晶の特性に
よって調光動作を行うようにした温度感応性液晶調光素
子及びこの調光素子を用いた自動温度制御システムに関
するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a temperature-sensitive
A temperature-sensitive liquid crystal light control device comprising a liquid crystal having a characteristic of changing from one of a cloudy state and a transparent state to another state, and performing a light control operation by the characteristics of the liquid crystal, and the light control device The present invention relates to an automatic temperature control system that uses an automatic temperature control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶を利用した調光ガラス窓など
の調光素子は、室内の温度変化をセンサにより検出し、
検出結果に基づき液晶の駆動電圧を制御して自動的に調
光動作を行ったり、あるいは単に人為的に液晶の駆動電
圧を調整して調光動作を行っている。そこで、従来から
センサなどを使用せずに、温度変化に対応して自動的に
調光動作を行う調光素子が所望されていた。
2. Description of the Related Art A conventional light control device such as a light control glass window using a liquid crystal detects a temperature change in a room by a sensor.
The dimming operation is performed automatically by controlling the driving voltage of the liquid crystal based on the detection result, or simply by artificially adjusting the driving voltage of the liquid crystal. Therefore, there has been a demand for a light control element that automatically performs a light control operation in response to a temperature change without using a sensor or the like.

【0003】一方、近年、液晶分子の屈折率とほぼ同じ
屈折率を有する高分子にネマチック液晶を分散保持させ
た高分子分散型液晶(PDLC)をデバイスに応用しよ
うとする研究開発が盛んに行われている。そして、特
に、上記所望されている事項等に鑑み、高分子分散型液
晶を用いて、かつ、温度変化に対応して自動的に調光動
作を行う液晶調光素子を実現すべく、開発が行われてい
る。
On the other hand, in recent years, research and development for applying a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) in which a nematic liquid crystal is dispersed and held in a polymer having a refractive index substantially equal to the refractive index of liquid crystal molecules to a device has been actively carried out. Have been done. In particular, in view of the above-mentioned demands, developments have been made to realize a liquid crystal light control device that uses a polymer-dispersed liquid crystal and performs a light control operation automatically in response to a temperature change. Is being done.

【0004】ここで図11を参照して、高分子分散型液
晶を調光素子に応用する場合の基礎となる高分子分散型
液晶の表示原理を説明する。電圧無印加状態では、図1
1(a)に示すように、液晶24の分子軸がランダムな
方向を向くため液晶領域の屈折率が周囲の高分子マトリ
クス25の屈折率と異なり、液晶素子に入った入射光2
2は散乱光23となり、その結果、散乱状態(白濁状
態)が得られる。一方、透明電極層21にしきい値以上
の電界を印加すると、図11(b)に示すように、液晶
24の分子軸が電界方向に配列し、基板に垂直に入射し
た光に対しては、液晶領域の屈折率が周囲の高分子マト
リクス25の屈折率とほぼ一致するため、光の散乱が生
じず透過光26となり、その結果、透明状態が得られ
る。
Referring now to FIG. 11, a description will be given of a display principle of a polymer-dispersed liquid crystal, which is a basis when the polymer-dispersed liquid crystal is applied to a light control device. In the state where no voltage is applied, FIG.
As shown in FIG. 1A, since the molecular axis of the liquid crystal 24 is oriented in a random direction, the refractive index of the liquid crystal region is different from that of the surrounding polymer matrix 25, and the incident light 2
2 becomes scattered light 23, and as a result, a scattered state (white turbid state) is obtained. On the other hand, when an electric field equal to or more than the threshold is applied to the transparent electrode layer 21, the molecular axes of the liquid crystal 24 are arranged in the direction of the electric field as shown in FIG. Since the refractive index of the liquid crystal region substantially matches the refractive index of the surrounding polymer matrix 25, the light is not scattered and becomes the transmitted light 26. As a result, a transparent state is obtained.

【0005】そこで、このような表示動作を有する高分
子分散型液晶を利用して、温度変化に対応して自動的に
調光動作を行う調光素子を実現するためには、白濁状態
から透明状態(あるいは透明状態から白濁状態)に変化
する電圧の値が温度変化に対応して変化する特性を有す
る高分子分散型液晶を製造することができればよいこと
が理解される。換言すれば、高分子分散型液晶の温度依
存性を制御できればよいことになる。
Therefore, in order to realize a dimming device that automatically performs dimming operation in response to a change in temperature by using a polymer dispersed liquid crystal having such a display operation, it is necessary to change from a cloudy state to a transparent state. It is understood that a polymer-dispersed liquid crystal having a characteristic in which a voltage value that changes from a transparent state (or a transparent state to a cloudy state) changes in response to a temperature change may be manufactured. In other words, it is only necessary to control the temperature dependency of the polymer-dispersed liquid crystal.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ここで、高分子分散型
液晶の温度依存性に関し考察すると、高分子分散型液晶
の温度依存性は、高分子材料のTg点(ガラス転移温
度)と相関性があることが示唆されており(例えば、第
19回液晶化学討論会、予稿集P.48 参照)、かかる観
点から、温度依存性は、高分子材料の熱運動性、特に液
晶/高分子界面での熱運動が関与していると考えられ
る。従って、高分子分散型液晶の温度依存性を制御する
には、液晶と高分子間に働く界面規制力を制御すること
が重要である。
Considering the temperature dependence of the polymer dispersed liquid crystal, the temperature dependence of the polymer dispersed liquid crystal has a correlation with the Tg point (glass transition temperature) of the polymer material. (See, for example, the 19th Symposium on Liquid Crystal Chemistry, Proceedings, p. 48). From this viewpoint, the temperature dependence is determined by the thermal kinetics of the polymer material, especially the liquid crystal / polymer interface. Is considered to be involved in thermal movements in Therefore, in order to control the temperature dependence of the polymer-dispersed liquid crystal, it is important to control the interface regulating force acting between the liquid crystal and the polymer.

【0007】しかし、残念なことに界面規制力を自由に
制御するのは難しく、高分子分散型液晶の散乱−透過特
性の温度依存性を改善することに関して、未だ明確な具
体的対策がないのが現状である。そのため、高分子分散
型液晶を用いて、かつ、温度変化に対応して自動的に調
光動作を行う液晶調光素子は、現在のところ存在してい
ないのが実情である。
Unfortunately, however, it is difficult to freely control the interfacial regulating force, and there is still no specific concrete measure for improving the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal. Is the current situation. Therefore, at present, there is no liquid crystal light control device that uses a polymer-dispersed liquid crystal and performs a light control operation automatically in response to a temperature change.

【0008】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であり、高分子分散型液晶の散乱−透過特性の温度依存
性を制御し、温度に感応して、白濁状態と透明状態のう
ちの一方の状態から他方の状態へ変化する特性を有する
高分子分散型液晶を得て、この液晶の特性によって調光
動作を行うようにした新規な温度感応性液晶調光素子及
びそれを用いた自動温度制御システムを提供することを
目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and controls the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of a polymer-dispersed liquid crystal. A novel temperature-sensitive liquid crystal light control device that obtains a polymer-dispersed liquid crystal having a characteristic of changing from one state to the other and performs a light control operation based on the characteristics of the liquid crystal, and an automatic light control device using the same. It is an object to provide a temperature control system.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、高分子分散
型液晶の形成に用いる液晶材料と高分子材料の溶解性
(相溶性)に注目し、多くの実験を行った結果、高分子
分散型液晶の散乱−透過特性の温度依存性は液晶材料と
高分子材料の溶解性(相溶性)、あるいは液晶材料と高
分子化合物間の濡れ特性に強く依存していることを見い
出した。そして、かかる特性を有する高分子分散型液晶
を利用して、以下の構成の温度変化に対応して自動的に
調光動作を行う液晶調光素子及びそれを用いた自動温度
制御システムを完成した。
Means for Solving the Problems The present inventor paid attention to the solubility (compatibility) of a liquid crystal material and a polymer material used for forming a polymer-dispersed liquid crystal, and as a result of conducting many experiments, the polymer was It has been found that the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the dispersed liquid crystal strongly depends on the solubility (compatibility) of the liquid crystal material and the polymer material or the wetting characteristics between the liquid crystal material and the polymer compound. Using a polymer-dispersed liquid crystal having such characteristics, a liquid crystal light control device that automatically performs light control in response to a temperature change having the following configuration and an automatic temperature control system using the same have been completed. .

【0010】請求項1記載の液晶調光素子の発明は、電
極を設けた一対のガラス基板間に、液晶が挟持されてお
り、この液晶は、温度に感応して、白濁状態と透明状態
のうちの一方の状態から他方の状態へ変化する特性を有
し、この液晶の特性によって調光動作を行うようにした
温度感応性液晶調光素子であって、前記液晶が、高分子
マトリクス中に液晶滴が分散保持された高分子分散型液
晶であり、高分子マトリクスを形成するオリゴマー材料
及びモノマー材料の溶解度パラメーターをそれぞれ(S
P)olig、(SP)monoと記述し、液晶材料の
溶解度パラメーターを(SP)LCと記述した場合、
(SP)oligと(SP)LCとが以下の第(1)式
の関係 (SP)olig>(SP)LC+2 または(SP)olig<(SP)LC−2 … (1) を満たし、かつ、(SP)monoと(SP)LCとが
以下の第(2)式の関係 (SP)mono>(SP)LC+2 または(SP)mono<(SP)LC−2 … (2) を満たすことを特徴とする。
In the liquid crystal light control device according to the first aspect of the present invention, a liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates provided with electrodes, and the liquid crystal changes between a cloudy state and a transparent state in response to temperature. A temperature-sensitive liquid crystal dimming element having a characteristic of changing from one of the states to the other, and performing a dimming operation by the characteristics of the liquid crystal, wherein the liquid crystal is contained in a polymer matrix. It is a polymer-dispersed liquid crystal in which liquid crystal droplets are dispersed and held, and the solubility parameters of the oligomer material and the monomer material forming the polymer matrix are set to (S
When P) olig and (SP) mono are described, and the solubility parameter of the liquid crystal material is described as (SP) LC,
(SP) olig and (SP) LC satisfy the following expression (1): (SP) olig> (SP) LC + 2 or (SP) olig <(SP) LC-2 (1), and (SP) mono and (SP) LC satisfy the following expression (2): (SP) mono> (SP) LC + 2 or (SP) mono <(SP) LC-2 (2) And

【0011】上記構成に従えば、第(1)式及び第
(2)式の関係を満たすことにより、液晶材料と高分子
材料の相溶性が悪く、液晶/高分子界面での相互作用が
小さくなる。その結果、高分子分散型液晶の液晶滴内の
液晶分子は高分子マトリクスの熱運動性の影響を受け易
いものとなり、散乱−透過特性の温度依存性が大きい高
分子分散型液晶を得られる。従って、このような高分子
分散型液晶を使用した調光素子では、温度変化に対応し
て自動的に調光動作を行うことが可能となる。
According to the above configuration, by satisfying the relations of the expressions (1) and (2), the compatibility between the liquid crystal material and the polymer material is poor, and the interaction at the liquid crystal / polymer interface is small. Become. As a result, the liquid crystal molecules in the liquid crystal droplets of the polymer-dispersed liquid crystal are easily affected by the thermal mobility of the polymer matrix, and a polymer-dispersed liquid crystal having large temperature dependence of scattering-transmission characteristics can be obtained. Therefore, in a dimming device using such a polymer dispersed liquid crystal, it is possible to automatically perform a dimming operation in response to a temperature change.

【0012】請求項2記載の液晶調光素子の発明は、電
極を設けた一対のガラス基板間に、液晶が挟持されてお
り、この液晶は、温度に感応して、白濁状態と透明状態
のうちの一方の状態から他方の状態へ変化する特性を有
し、この液晶の特性によって調光動作を行うようにした
温度感応性液晶調光素子であって、前記液晶が、高分子
マトリクス中に液晶滴が分散保持された高分子分散型液
晶であり、高分子マトリクスの表面張力をγpolyと
し、液晶材料の表面張力をγLCとした場合、γpol
yとγLCとが以下の第(3)式の関係 γLC>γpoly … (3) を満たすことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal light control device, wherein a liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates provided with electrodes, and the liquid crystal is in a white turbid state and a transparent state in response to temperature. A temperature-sensitive liquid crystal dimming element having a characteristic of changing from one of the states to the other, and performing a dimming operation by the characteristics of the liquid crystal, wherein the liquid crystal is contained in a polymer matrix. When a polymer dispersed liquid crystal in which liquid crystal droplets are dispersed and held, and the surface tension of the polymer matrix is γpoly and the surface tension of the liquid crystal material is γLC, γpol
It is characterized in that y and γLC satisfy the following relationship (3): γLC> γpoly (3)

【0013】上記構成に従えば、第(3)式の関係を満
たすことにより、液晶分子は液晶/高分子界面で濡れに
くい状態となり、界面規制力は小さくなる。その結果、
高分子分散型液晶の液晶滴内の液晶分子は高分子マトリ
クスの熱運動性の影響を受け易いものとなり、散乱−透
過特性の温度依存性が大きい高分子分散型液晶を得られ
る。従って、このような高分子分散型液晶を使用した調
光素子では、温度変化に対応して自動的に調光動作を行
うことが可能となる。
According to the above configuration, by satisfying the relationship of the expression (3), the liquid crystal molecules are hardly wet at the liquid crystal / polymer interface, and the interface regulating force is reduced. as a result,
The liquid crystal molecules in the liquid crystal droplets of the polymer-dispersed liquid crystal are easily affected by the thermal mobility of the polymer matrix, and a polymer-dispersed liquid crystal having a large temperature dependence of scattering-transmission characteristics can be obtained. Therefore, in a dimming device using such a polymer dispersed liquid crystal, it is possible to automatically perform a dimming operation in response to a temperature change.

【0014】請求項3記載の液晶調光素子の発明は、請
求項1または請求項2に記載の構成に加えて、一対のガ
ラス基板の少なくとも一方のガラス基板の外側表面に、
カラーフィルターを備えるようにしたことを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the structure of the first or second aspect, at least one of the pair of glass substrates has an outer surface.
The color filter is provided.

【0015】このような構成により、カラーフィルター
の色彩を適宜選択すれば、希望する色彩による調光が可
能となる。
With this configuration, if the colors of the color filters are appropriately selected, light control with a desired color can be performed.

【0016】請求項4記載の自動温度制御システムの発
明は、請求項1または請求項2に記載の液晶調光素子を
調光ガラス窓として使用し、この調光ガラス窓に一定の
基準電圧を印加する通電装置を設け、室内の温度変化に
対応して調光ガラス窓を通過する太陽光を調光して室内
温度を制御することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an automatic temperature control system, wherein the liquid crystal light adjusting device according to the first or second aspect is used as a light control glass window, and a constant reference voltage is applied to the light control glass window. It is characterized in that a current applying device for applying the voltage is provided, and the room temperature is controlled by dimming sunlight passing through the light control glass window in response to a change in the room temperature.

【0017】このような構成により、室内の温度変化に
対応して、自動的に調光ガラス窓を通過する太陽光が調
光される。従って、特別なセンサなどを必要とせずに、
自動的に室内温度を一定に制御することができる。
With this configuration, the sunlight passing through the light control glass window is automatically controlled in response to a change in the temperature in the room. Therefore, without the need for special sensors
The room temperature can be automatically controlled to be constant.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明に係る温度感応性液晶調光
素子は、電極を設けた一対のガラス基板間に、液晶が挟
持されており、この液晶は、温度に感応して、白濁状態
と透明状態のうちの一方の状態から他方の状態へ変化す
る特性を有している。そして、本発明に係る液晶調光素
子は、上記液晶の特性を利用して、調光動作を行うもの
である。従って、本発明に係る液晶調光素子は、一般的
な液晶素子を利用した公知の調光素子と基本的構造にお
いて同一であるが、調光素子に利用される液晶が、上記
特性を有する点において、決定的な違いがあり、かかる
特性を有する液晶を用いる点において、本発明は、その
最大の特徴がある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a temperature-sensitive liquid crystal light control device according to the present invention, a liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates provided with electrodes. And a state in which the transparent state changes from one state to the other state. The liquid crystal light control device according to the present invention performs a light control operation by utilizing the characteristics of the liquid crystal. Therefore, the liquid crystal light control device according to the present invention has the same basic structure as a known light control device using a general liquid crystal device, but the liquid crystal used for the light control device has the above characteristics. In the present invention, there is a decisive difference, and the present invention has the greatest feature in using a liquid crystal having such characteristics.

【0019】以下に、本発明に使用される液晶を具体的
に詳述する。この液晶は、高分子マトリクス中に液晶滴
が分散保持された高分子分散型液晶であり、高分子マト
リクスを形成するオリゴマー材料及びモノマー材料の溶
解度パラメーターをそれぞれ(SP)olig、(S
P)monoと記述し、液晶材料の溶解度パラメーター
を(SP)LCと記述した場合、(SP)oligと
(SP)LCとが第(1)式の関係を満たし、かつ、
(SP)monoと(SP)LCとが第(2)式の関係
を満たす各オリゴマー材料、モノマー材料及び液晶材料
により製造されている。
The liquid crystal used in the present invention will be specifically described below. This liquid crystal is a polymer-dispersed liquid crystal in which liquid crystal droplets are dispersed and held in a polymer matrix. The solubility parameters of the oligomer material and the monomer material forming the polymer matrix are (SP) olig, (S
When P) mono is described and the solubility parameter of the liquid crystal material is described as (SP) LC, (SP) olig and (SP) LC satisfy the relationship of the formula (1), and
(SP) mono and (SP) LC are made of each oligomer material, monomer material and liquid crystal material satisfying the relationship of the formula (2).

【0020】また、他の実施の形態の液晶としては、高
分子マトリクス中に液晶滴が分散保持された高分子分散
型液晶であり、高分子マトリクスの表面張力をγpol
yとし、液晶材料の表面張力をγLCとした場合、γp
olyとγLCとが第(3)式の関係を満たす材料から
製造されたものであってもよい。
The liquid crystal according to another embodiment is a polymer dispersed liquid crystal in which liquid crystal droplets are dispersed and held in a polymer matrix, and the surface tension of the polymer matrix is γpol
y and the surface tension of the liquid crystal material is γLC, γp
Poly and γLC may be manufactured from a material satisfying the relationship of the formula (3).

【0021】上記実施の形態及び他の実施の形態の高分
子分散型液晶は、散乱−透過特性が温度によって変化す
る。換言すれば、当該高分子分散型液晶は、白濁状態か
ら透明状態(あるいは透明状態から白濁状態)に変化す
る電圧の値(しきい値)が、温度変化に対応して変化す
る特性を有するものである。
In the polymer-dispersed liquid crystals of the above embodiment and other embodiments, the scattering-transmission characteristics change with temperature. In other words, the polymer-dispersed liquid crystal has a characteristic that a voltage value (threshold) that changes from a cloudy state to a transparent state (or from a transparent state to a cloudy state) changes in response to a temperature change. It is.

【0022】これは、次の作用によると考えられる。第
(1)式及び第(2)式の関係を満たす材料から構成さ
れた高分子分散型液晶では、液晶材料と高分子材料の相
溶性が悪く、液晶/高分子界面での相互作用が小さくな
っていると考えられる。従って、液晶滴内の液晶分子は
高分子マトリクスの熱運動性の影響を受け易く、その結
果、散乱−透過特性の温度依存性が大きくなると考えら
れる。(反対に液晶材料と高分子材料の相溶性が良好
で、界面相互作用が大きい場合、液晶分子に及ぼす高分
子マトリクスの熱運動性の影響が緩和され、散乱−透過
特性の温度依存性が小さくなると考えられる。)
This is considered to be due to the following operation. In a polymer-dispersed liquid crystal composed of a material satisfying the relationship of the formulas (1) and (2), the compatibility between the liquid crystal material and the polymer material is poor, and the interaction at the liquid crystal / polymer interface is small. It is thought that it has become. Therefore, it is considered that the liquid crystal molecules in the liquid crystal droplet are easily affected by the thermal mobility of the polymer matrix, and as a result, the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics is increased. (Conversely, when the compatibility between the liquid crystal material and the polymer material is good and the interface interaction is large, the effect of the thermal mobility of the polymer matrix on the liquid crystal molecules is reduced, and the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics is small. It is considered to be.)

【0023】また、第(3)式の関係を満たす材料から
構成された高分子分散型液晶では、液晶分子は液晶/高
分子界面で濡れにくい状態となり、界面規制力は小さく
なる。その結果、液晶滴内の液晶分子は高分子マトリク
スの熱運動性の影響を受け易く、散乱−透過特性の温度
依存性が大きくなると考えられる。(反対に液晶/高分
子界面での濡れ特性が良好な場合、界面相互作用が大き
くなり、液晶分子に及ぼす高分子マトリクスの熱運動性
の影響が緩和され、散乱−透過特性の温度依存性が小さ
くなると考えられる。)
In a polymer-dispersed liquid crystal composed of a material satisfying the relationship of the formula (3), the liquid crystal molecules are hardly wet at the liquid crystal / polymer interface, and the interface regulating force is reduced. As a result, it is considered that the liquid crystal molecules in the liquid crystal droplet are easily affected by the thermal mobility of the polymer matrix, and the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics is increased. (Conversely, if the wetting property at the liquid crystal / polymer interface is good, the interface interaction increases, the effect of the thermal mobility of the polymer matrix on the liquid crystal molecules is reduced, and the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics is reduced. It is thought to be smaller.)

【0024】尚、高分子マトリクスの形成材料である、
オリゴマー、モノマーは、光または熱により重合を開始
させる重合開始剤を含むものである。また、モノマー材
料としては、光または熱により重合硬化し、かつ第
(2)式を、または第(3)式を満たすものであれば特
に限定されないが、2−エチルヘキシルアクリレート、
2−ヒドロキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリ
コールドアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジアクリレート、トリプロピ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レートなど一般に市販されているアクリル系モノマー、
さらには広く、アクリル系以外の市販品も応用可能であ
る。
The material for forming the polymer matrix is as follows:
The oligomer and the monomer include a polymerization initiator that initiates polymerization by light or heat. The monomer material is not particularly limited as long as it is polymerized and cured by light or heat and satisfies the formula (2) or the formula (3), but is not particularly limited to 2-ethylhexyl acrylate,
2-hydroxyethyl acrylate, neopentyl glycol acrylate, hexanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, generally commercially available acrylic monomers such as trimethylolpropane triacrylate,
Further, a wide variety of non-acrylic commercial products can be applied.

【0025】また、オリゴマーも第(1)式を、または
第(3)式を満たすものであれば特に限定されず、ウレ
タンアクリレート系、エステルアクリレート系、エポキ
シアクリレート系などが利用できる。また、重合開始剤
もダロキュア1173(チバガイキ(株)製)、ダロキ
ュア4265やイルガキュア184、イルガキュア65
1など広く利用できる。
The oligomer is not particularly limited as long as it satisfies the formula (1) or the formula (3), and urethane acrylates, ester acrylates, epoxy acrylates and the like can be used. Further, the polymerization initiator is also Darocure 1173 (manufactured by Ciba Gaiki Co., Ltd.), Darocure 4265, Irgacure 184, and Irgacure 65.
1, etc. can be widely used.

【0026】このようにして、本発明者は、高分子分散
型液晶の散乱−透過特性の温度依存性を制御し、温度に
感応して、白濁状態と透明状態のうちの一方の状態から
他方の状態へ変化する特性を有する高分子分散型液晶を
製造することができた。そして、この液晶を調光素子に
応用することにより、温度変化に対応して自動的に調光
動作を行うことができる新規な温度感応性液晶調光素子
を実現できた。尚、調光素子としては、前記一対のガラ
ス基板の少なくとも一方のガラス基板の外側表面に、カ
ラーフィルターを備えるようにしてもよい。このように
すれば、カラーフィルターの色彩を適宜選択することに
より、希望する色彩による調光が可能となる。
In this way, the present inventor controls the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the polymer-dispersed liquid crystal, and responds to temperature by changing from one of the cloudy state and the transparent state to the other. Thus, a polymer-dispersed liquid crystal having the property of changing to a state was obtained. Then, by applying this liquid crystal to a light control device, a novel temperature-sensitive liquid crystal light control device capable of automatically performing a light control operation in response to a temperature change was realized. In addition, as the light control element, a color filter may be provided on an outer surface of at least one of the pair of glass substrates. In this way, by appropriately selecting the color of the color filter, light control with a desired color can be performed.

【0027】更に、本発明者は、かかる温度感応性液晶
調光素子を調光ガラス窓に利用して、室内温度を自動的
に一定に保つ自動温度制御システムを完成させた。図1
は本発明に係る室内温度を自動的に一定に保つ自動温度
制御システムの概略図である。部屋10の窓部には、調
光ガラス窓11が配置されている。この調光ガラス窓1
1には、通電装置12が接続されており、調光ガラス窓
11に一定の電圧が印加されている。なお、この調光ガ
ラス窓11は、散乱状態(白濁状態)から透過状態(透
明状態)へ切り替わる電圧が、高温になるほど高くなる
ものが利用されている。また、この調光ガラス窓11に
関連して、調光ガラス窓11が、室内温度にのみ影響を
受け、室外温度に影響を受けないように、例えば調光ガ
ラス窓11の室外側に透明な防温体(図示せず)などが
設けられている。
Further, the present inventor has completed an automatic temperature control system for automatically keeping the room temperature constant by using such a temperature-sensitive liquid crystal light control device for a light control glass window. FIG.
1 is a schematic diagram of an automatic temperature control system according to the present invention for automatically keeping a room temperature constant. A light control glass window 11 is arranged in the window of the room 10. This dimmable glass window 1
1 is connected to a power supply device 12, and a constant voltage is applied to the light control glass window 11. The light control glass window 11 used is such that the voltage at which the state switches from the scattering state (white turbid state) to the transmission state (transparent state) increases as the temperature increases. Further, in relation to the light control glass window 11, the light control glass window 11 is, for example, transparent on the outdoor side of the light control glass window 11 so as to be affected only by the room temperature and not by the outdoor temperature. A heat insulator (not shown) and the like are provided.

【0028】このような構成の自動温度制御システムに
おいて、先ず、室内温度が高く、高分子分散型液晶のし
きい値が、調光ガラス窓11に印加されている電圧値よ
り大きい場合を想定する。このような初期状態では、調
光ガラス窓11は透過状態であり、太陽光13は調光ガ
ラス窓11を通過して部屋10を照射している。このよ
うな状態で、太陽光13によって、室内温度が上昇しは
じめると、これに応じてしきい値が高くなっていく。こ
のため、高分子分散型液晶の透過率が自動的に低下し、
調光ガラス窓11を通過する太陽光13が遮断され、室
内温度の上昇が抑えられる。反対に、室内温度が低下す
ると、これに応じてしきい値が低くなっていく。このた
め、高分子分散型液晶の透過率が上昇し、太陽光13が
入射し室内温度が自動的に上昇する。こうして、調光ガ
ラス窓に一定電圧を印加しておくだけで、調光ガラス窓
が室内の温度変化に対応して自動的に調光動作を行なう
ことができ、これにより、部屋10の室内温度を一定に
制御することが可能となる。
In the automatic temperature control system having such a configuration, first, it is assumed that the room temperature is high and the threshold value of the polymer dispersed liquid crystal is higher than the voltage value applied to the light control glass window 11. . In such an initial state, the light control glass window 11 is in a transmission state, and the sunlight 13 irradiates the room 10 through the light control glass window 11. In such a state, when the room temperature starts to rise due to the sunlight 13, the threshold value increases accordingly. For this reason, the transmittance of the polymer-dispersed liquid crystal automatically decreases,
The sunlight 13 passing through the light control glass window 11 is shut off, and an increase in room temperature is suppressed. Conversely, when the room temperature decreases, the threshold value correspondingly decreases. For this reason, the transmittance of the polymer-dispersed liquid crystal increases, the sunlight 13 enters, and the room temperature automatically increases. Thus, only by applying a constant voltage to the light control glass window, the light control glass window can automatically perform the light control operation in response to a change in the room temperature. Can be controlled to be constant.

【0029】なお、調光ガラス窓に用いる高分子分散型
液晶としては、散乱状態(白濁状態)から透過状態(透
明状態)へ切り替わる電圧が、高温になるほど高くなる
上記したタイプ以外に、散乱状態(白濁状態)から透過
状態(透明状態)へ切り替わる電圧が、高温になるほど
低くなるタイプも利用することができる。また、液晶調
光ガラス窓は上記した部屋の窓に限らずまた、電子レン
ジやホットプレート等の窓部への応用など幅広い分野に
利用することも可能である。更に、本発明に係る調光素
子は、調光ガラス窓に利用する以外にも、その他、例え
ば光学機器の部品や、温度制御システム以外の他の調光
システムなど、広範囲に利用することが可能である。
As the polymer-dispersed liquid crystal used for the light control glass window, in addition to the above-mentioned type, in which the voltage at which the state switches from the scattering state (white turbid state) to the transmission state (transparent state) increases as the temperature increases, the scattering state becomes higher. A type in which the voltage at which the voltage changes from (white turbid state) to transmissive state (transparent state) becomes lower as the temperature becomes higher can also be used. Further, the liquid crystal light control glass window is not limited to the above-mentioned room window, and can be used in a wide range of fields such as application to windows such as microwave ovens and hot plates. Furthermore, the dimming element according to the present invention can be widely used in addition to the dimming glass window, for example, a component of an optical device, a dimming system other than the temperature control system, and the like. It is.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。 (実施例1)図2は本発明に係る液晶調光素子の断面模
式図である。図中、31,32は一対のガラス基板であ
り、この基板31,32の内側表面には、それぞれイン
ジウム・錫酸化物よりなる透明電極33と絶縁膜34が
形成されている。一対の基板31、32は、互いの透明
電極33が所定の間隔を空けて対向するように配置さ
れ、対向透明電極33間に、高分子マトリクス35中に
液晶滴36が分散保持された高分子分散型液晶37が配
置されている。また、スペーサ兼シール樹脂38により
対向する透明電極33が貼り合わされ、高分子分散型液
晶37は封止されて、液晶調光素子39が形成されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments. Embodiment 1 FIG. 2 is a schematic sectional view of a liquid crystal light control device according to the present invention. In the figure, reference numerals 31 and 32 denote a pair of glass substrates, and on the inner surfaces of the substrates 31 and 32, a transparent electrode 33 made of indium / tin oxide and an insulating film 34 are formed, respectively. A pair of substrates 31 and 32 are arranged such that their transparent electrodes 33 face each other at a predetermined interval, and a polymer matrix in which liquid crystal droplets 36 are dispersed and held in a polymer matrix 35 between the opposed transparent electrodes 33. Dispersion type liquid crystal 37 is arranged. Further, the transparent electrodes 33 facing each other are bonded together by a spacer / seal resin 38, and the polymer dispersed liquid crystal 37 is sealed to form a liquid crystal light adjusting element 39.

【0031】なお、図2では、液晶滴36が高分子マト
リクス35中に島状に独立して点在しているが、液晶滴
36の存在はこれに限られるものではない。例えば、液
晶滴の一部が相互に接触し連なった状態で存在していて
もよい。
In FIG. 2, the liquid crystal droplets 36 are scattered independently in the form of islands in the polymer matrix 35, but the existence of the liquid crystal droplets 36 is not limited to this. For example, a part of the liquid crystal droplets may exist in a state of being in contact with each other and continuing.

【0032】図3は液晶調光素子の製造過程の状態を示
した斜視図である。図3を参照して、液晶調光素子の製
造方法を以下に説明する。インジウム・錫酸化物よりな
る透明電極33と絶縁膜34を形成した2枚のガラス板
(ガラス基板31,32)を用意し、その片方のガラス
基板(例えば下側ガラス基板32)の表面にスペーサ兼
シール樹脂38として直径13μmのガラス繊維を分散
した酸無水物硬化型エポキシ樹脂を4辺の端に5mm幅
で印刷した。なお、一辺は開口部40として1mm幅残
した。次に、上側ガラス基板31と下側ガラス基板32
を対向させ、この状態で加圧し、140℃で4時間加熱
して硬化接着し、空セルを完成した。
FIG. 3 is a perspective view showing the state of the manufacturing process of the liquid crystal light adjusting device. With reference to FIG. 3, a method of manufacturing the liquid crystal light adjusting device will be described below. Two glass plates (glass substrates 31 and 32) on which a transparent electrode 33 made of indium tin oxide and an insulating film 34 are formed are prepared, and a spacer is provided on one of the glass substrates (for example, a lower glass substrate 32). As the sealing resin 38, an acid anhydride-curable epoxy resin in which glass fibers having a diameter of 13 μm were dispersed was printed on the four edges at a width of 5 mm. In addition, one side was left 1 mm wide as the opening 40. Next, the upper glass substrate 31 and the lower glass substrate 32
Were pressed in this state, and heated and bonded at 140 ° C. for 4 hours to complete an empty cell.

【0033】次に、液晶材料として、組成成分が溶解度
パラメーター約9.5の材料で構成されるTL213
(メルク(株)製)を75.0グラム、高分子形成モノ
マーとして、パーフロロオクチルエチルアクリレートF
A108(共栄社化学(株)製;溶解度パラメーター約
5.7)を20.0グラム、オリゴマーとしてKAYA
RAD PEG400DA(日本化薬(株)製;溶解度
パラメーター約7)を4.5グラム、光重合開始剤とし
てダロキュア1173(チバガイキ(株)製)を0.5
gを用意し、各材料を加え合わせ重合性組成物41を形
成した。従って、この実施例1においては、明らかに、
(SP)olig<(SP)LC−2、かつ、(SP)
mono<(SP)LC−2であり、第(1)式及び第
(2)式を満足している。
Next, as a liquid crystal material, TL213 composed of a material having a solubility parameter of about 9.5.
(Manufactured by Merck Ltd.) as perfluorooctylethyl acrylate F as a polymer-forming monomer.
A108 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .; solubility parameter: about 5.7) was 20.0 g, and KAYA was used as an oligomer.
4.5 g of RAD PEG400DA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; solubility parameter: about 7) and 0.5 of Darocure 1173 (manufactured by Cibagaiki Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator.
g was prepared, and the respective materials were added to form a polymerizable composition 41. Therefore, in the first embodiment,
(SP) olig <(SP) LC-2 and (SP)
mono <(SP) LC-2, which satisfies the expressions (1) and (2).

【0034】次に、重合性組成物41を25℃で十分撹
拌した後、25℃で前記した空セルに、その開口部40
から、注入し、注入完了後、開口部40を封止した後、
25℃で365nmの紫外光(24.5mW/cm2 )
を100秒照射し、高分子分散型液晶がガラス基板1
1,12間に挟持された液晶調光素子を完成した。
Next, the polymerizable composition 41 is sufficiently stirred at 25 ° C., and the opening 40 is inserted into the empty cell at 25 ° C.
From the injection, after the injection is completed, after sealing the opening 40,
365 nm ultraviolet light (24.5 mW / cm @ 2) at 25 DEG C.
For 100 seconds, and the polymer-dispersed liquid crystal is
A liquid crystal light control device sandwiched between the first and second liquid crystal devices was completed.

【0035】次に、このように完成した液晶調光素子の
駆動電圧の温度依存性を、10℃、20℃、30℃の3
つの温度条件で、液晶評価装置(LCD−5000、大
塚電子(株)製)を用いて評価した。なお、測定周波数
は30Hz,受光角は2.8゜で行った。測定結果は図
4に示されている。この図4から明らかなように、散乱
状態(白濁状態)から透過状態(透明状態)へ切り替わ
る電圧が、高温になるほど高くなっており、例えば、5
ボルト印加時の透過率に着目すると、10℃で約90
%、20℃で約50%、30℃で約5%であった。この
ことは、温度変化に対応して調光動作を行う温度感応性
液晶調光素子が実現できたことを意味する。
Next, the temperature dependence of the driving voltage of the liquid crystal light control device completed as described above is determined by measuring the temperature dependence of 10 ° C., 20 ° C., and 30 ° C.
Evaluation was performed using a liquid crystal evaluation device (LCD-5000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) under two temperature conditions. The measurement was performed at a measurement frequency of 30 Hz and a light receiving angle of 2.8 °. The measurement results are shown in FIG. As is clear from FIG. 4, the voltage at which the state changes from the scattering state (opaque state) to the transmission state (transparent state) becomes higher as the temperature becomes higher.
Focusing on the transmittance at the time of applying a volt, about 90 at 10 ° C.
%, About 50% at 20 ° C, and about 5% at 30 ° C. This means that a temperature-sensitive liquid crystal light control device that performs a light control operation in response to a temperature change has been realized.

【0036】(実施例2)この実施例2では、20℃で
の表面張力が29.4dyne/cm の液晶材料(チッ素
(株)製;MT5524)を82.00グラム、高分子
形成モノマーとして、ラウリルアクリレート(ナカライ
テスク(株)製)を9.54グラム、オリゴマーとして
M6100(東亜合成化学(株)製)を8.08グラ
ム、光重合開始剤としてダロキュア1173(チバガイ
キ(株)製)を0.38gを用いて、実施例1に記載し
た同様の方法で液晶調光素子を作製した。こうしてでき
あがった高分子マトリクスの表面張力を高分子分散型液
晶から液晶のみをイソプロピルアルコールで洗浄、乾燥
後、濡れ性試験薬で測定したところ、臨界表面張力は2
0℃で26.5dyne/cm であった。従って、この実施例
2においては、明らかに、γLC>γpolyであり、
第(3)式を満足している。
Example 2 In Example 2, 82.00 grams of a liquid crystal material (MT5524, manufactured by Nissan Corporation) having a surface tension of 29.4 dyne / cm at 20 ° C. was used as a polymer-forming monomer. 9.54 g of lauryl acrylate (manufactured by Nakarai Tesque Co., Ltd.), 8.08 g of M6100 (manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.) as an oligomer, and Darocure 1173 (manufactured by Cibagaiki Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator. Using 0.38 g, a liquid crystal light control device was produced in the same manner as described in Example 1. The surface tension of the polymer matrix thus completed was measured using a wettability test agent after washing and drying only the liquid crystal from the polymer-dispersed liquid crystal with isopropyl alcohol.
It was 26.5 dyne / cm at 0 ° C. Therefore, in Example 2, γLC> γpoly is clearly satisfied.
Equation (3) is satisfied.

【0037】次に、このように完成した液晶調光素子の
駆動電圧の温度依存性を、10℃、20℃、30℃の3
つの温度条件で、液晶評価装置(LCD−5000、大
塚電子(株)製)を用いて評価した。なお、測定周波数
は30Hz,受光角は2.8゜で行った。測定結果は図
5に示されている。この図5から明らかなように、散乱
状態(白濁状態)から透過状態(透明状態)へ切り替わ
る電圧が、高温になるほど高くなっている。例えば、5
ボルト印加時の透過率に着目すると、10℃で約90
%、20℃で約60%、30℃で約5%であった。この
ことは、この実施例2においてもまた、実施例1と同様
に温度変化に対応して調光動作を行う温度感応性液晶調
光素子が実現できたことを意味する。
Next, the temperature dependence of the drive voltage of the liquid crystal light control device completed in this manner was determined by measuring the temperature dependence of 10 ° C., 20 ° C., and 30 ° C.
Evaluation was performed using a liquid crystal evaluation device (LCD-5000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) under two temperature conditions. The measurement was performed at a measurement frequency of 30 Hz and a light receiving angle of 2.8 °. The measurement results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 5, the voltage at which the state changes from the scattering state (opaque state) to the transmission state (transparent state) increases as the temperature increases. For example, 5
Focusing on the transmittance at the time of applying a volt, about 90 at 10 ° C.
%, About 60% at 20 ° C, and about 5% at 30 ° C. This means that a temperature-sensitive liquid crystal light control device that performs a light control operation in response to a temperature change can be realized in the second embodiment as well as in the first embodiment.

【0038】(実施例3)この実施例3では、液晶材料
として、組成成分が溶解度パラメーター約9.5の材料
で構成されるTL213(メルク(株)製)を75.0
グラム、高分子形成モノマーとして、パーフロロオクチ
ルエチルアクリレートFA108(共栄社化学(株)
製;溶解度パラメーター約5.7)を20.0グラム、
オリゴマーとしてM6100(東亜合成化学(株)製;
溶解度パラメーター約12)を8.08グラム、光重合
開始剤としてダロキュア1173(チバガイキ(株)
製)を0.38gを用いて、実施例1に記載したのと同
様の方法で液晶調光素子を作製した。従って、この実施
例3においては、明らかに、(SP)olig>(S
P)LC+2、かつ、(SP)mono<(SP)LC
−2であり、第(1)式及び第(2)式を満足してい
る。
Example 3 In Example 3, 75.0 TL213 (manufactured by Merck Ltd.) composed of a material having a solubility parameter of about 9.5 was used as a liquid crystal material.
Gram, as a polymer-forming monomer, perfluorooctylethyl acrylate FA108 (Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
20.0 grams, with a solubility parameter of about 5.7)
M6100 (produced by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.) as an oligomer;
A solubility parameter of about 12) was set to 8.08 g, and Darocur 1173 (Cibagaiki Co., Ltd.) was used as a photopolymerization initiator.
) Was used in the same manner as described in Example 1 to produce a liquid crystal light control device. Therefore, in the third embodiment, (SP) olig> (S
P) LC + 2 and (SP) mono <(SP) LC
−2, which satisfies the expressions (1) and (2).

【0039】次に、このように完成した液晶調光素子の
駆動電圧の温度依存性を、10℃、20℃、30℃の3
つの温度条件で、液晶評価装置(LCD−5000、大
塚電子(株)製)を用いて評価した。なお、測定周波数
は30Hz,受光角は2.8゜で行った。
Next, the temperature dependence of the driving voltage of the liquid crystal light control device completed as described above was determined by measuring the temperature dependence of 10 ° C., 20 ° C., and 30 ° C.
Evaluation was performed using a liquid crystal evaluation device (LCD-5000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) under two temperature conditions. The measurement was performed at a measurement frequency of 30 Hz and a light receiving angle of 2.8 °.

【0040】測定結果は図6に示されている。この図6
から明らかなように、散乱状態(白濁状態)から透過状
態(透明状態)へ切り替わる電圧が、高温になるほど高
くなっている。例えば、5ボルト印加時の透過率に着目
すると、10℃で約90%、20℃で約50%、30℃
で約5%であった。このことは、この実施例3において
もまた、実施例1,2と同様に温度変化に対応して調光
動作を行う温度感応性液晶調光素子が実現できたことを
意味する。
FIG. 6 shows the measurement results. This figure 6
As is clear from FIG. 5, the voltage at which the state changes from the scattering state (white turbid state) to the transmission state (transparent state) increases as the temperature increases. For example, focusing on the transmittance when 5 volts are applied, about 90% at 10 ° C., about 50% at 20 ° C., and 30 ° C.
Was about 5%. This means that a temperature-sensitive liquid crystal light control device that performs a light control operation in response to a temperature change can be realized in the third embodiment as in the first and second embodiments.

【0041】(比較例1)液晶材料として、組成成分が
溶解度パラメーター約9.5の材料で構成されるTL2
13(メルク(株)製)を75.0グラム、高分子形成
モノマーとして、2−エチルヘキシルアクリレート(ナ
カライテスク(株)製;溶解度パラメーター約9.5)
を20.0グラム、オリゴマーとしてKAYARAD
HDDA(日本化薬(株)製;溶解度パラメーター約
9)を4.5グラム、光重合開始剤としてダロキュア1
173(チバガイキ(株)製)を0.5gを用意し、実
施例1に記載したのと同様の方法で液晶調光素子を作製
した。従って、この比較例1は、第(1)式及び第
(2)式のいずれも満足していない。
(Comparative Example 1) TL2 composed of a material having a solubility parameter of about 9.5 as a liquid crystal material
7 (manufactured by Merck) and 2-ethylhexyl acrylate (manufactured by Nacalai Tesque, Inc .; solubility parameter: about 9.5) as a polymer-forming monomer.
20.0 grams, KAYARAD as oligomer
4.5 g of HDDA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd .; solubility parameter: about 9), Darocur 1 as a photopolymerization initiator
0.5 g of 173 (manufactured by Ciba Gaiki Co., Ltd.) was prepared, and a liquid crystal light adjusting device was manufactured in the same manner as described in Example 1. Therefore, Comparative Example 1 does not satisfy either of the expressions (1) and (2).

【0042】次に、このように完成した液晶調光素子の
駆動電圧の温度依存性を、10℃、20℃、30℃の3
つの温度条件で、液晶評価装置(LCD−5000、大
塚電子(株)製)を用いて評価した。なお、測定周波数
は30Hz,受光角は2.8゜で行った。その結果を図
7に示した。この図7から明らかなように、散乱−透過
特性は殆ど温度依存性の無いものであった。
Next, the temperature dependence of the drive voltage of the liquid crystal light control device completed as described above was determined by measuring the temperature dependence of 10 ° C., 20 ° C., and 30 ° C.
Evaluation was performed using a liquid crystal evaluation device (LCD-5000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) under two temperature conditions. The measurement was performed at a measurement frequency of 30 Hz and a light receiving angle of 2.8 °. The result is shown in FIG. As is clear from FIG. 7, the scattering-transmission characteristics have almost no temperature dependence.

【0043】(比較例2)実施例2を構成する各材料の
うち、モノマー材料を2−エチルヘキシルアクリレート
に、オリゴマー材料をM1600(東亜合成化学(株)
製)に変え、その他の構成は実施例2と同様とし、実施
例2と同様の方法で液晶調光素子を作製した。この液晶
調光素子の高分子マトリクスの表面張力を実施例2に記
載したのと同様の方法で評価したところ、臨界表面張力
は20℃で30.5dyne/cm であった。従って、第
(3)式を満足していない。
Comparative Example 2 Of the materials constituting Example 2, the monomer material was 2-ethylhexyl acrylate and the oligomer material was M1600 (Toa Gosei Chemical Co., Ltd.)
The other configurations were the same as in Example 2, and a liquid crystal light modulating device was manufactured in the same manner as in Example 2. When the surface tension of the polymer matrix of this liquid crystal light control device was evaluated by the same method as described in Example 2, the critical surface tension was 30.5 dyne / cm at 20 ° C. Therefore, Expression (3) is not satisfied.

【0044】また、この液晶調光素子の駆動電圧の温度
依存性を10℃、20℃、30℃の3つの温度条件で、
液晶評価装置(LCD−5000、大塚電子(株)製)
を用いて評価した。なお、測定周波数は30Hz,受光
角は2.8゜で行った。その結果を図8に示した。この
図8から明らかなように、殆ど温度依存性の無いもので
あった。
Further, the temperature dependence of the driving voltage of the liquid crystal light control device was determined under three temperature conditions of 10 ° C., 20 ° C., and 30 ° C.
Liquid crystal evaluation device (LCD-5000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.)
Was evaluated using The measurement was performed at a measurement frequency of 30 Hz and a light receiving angle of 2.8 °. The result is shown in FIG. As is clear from FIG. 8, there was almost no temperature dependency.

【0045】上記実施例1〜3及び比較例1,2の測定
結果を根拠として、総合的に判断すると、オリゴマー材
料、モノマー材料及び液晶材料が、第(1)式及び第
(2)式の関係を満たすか、あるいは、第(3)式の関
係を満たすことが、液晶調光素子の温度依存性を確立で
きるための必須の要件であると、結論づけされる。
Comprehensively judging based on the measurement results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the oligomer material, the monomer material and the liquid crystal material were determined by the formulas (1) and (2). It is concluded that satisfying the relationship or satisfying the relationship of Expression (3) is an essential requirement for establishing the temperature dependence of the liquid crystal light control device.

【0046】尚、上記実施例1〜3及び比較例1,2に
おいて、溶解度パラメーターは、材料の凝集エネルギー
と分子量及び密度から算出した値を用いたが、各温度に
おける分子容(または、その逆数の密度)の値と蒸発熱
から求めた値、あるいは表面張力と分子容から求めた値
を用いてもよい。また、本発明に係る高分子分散型液晶
の重量割合は、本実施例1〜3に記載したものに限定さ
れるものでない。
In the above Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the solubility parameter used was a value calculated from the cohesive energy, molecular weight and density of the material, but the molecular volume at each temperature (or the reciprocal thereof) was used. Density) and a value obtained from heat of evaporation, or a value obtained from surface tension and molecular volume. The weight ratio of the polymer-dispersed liquid crystal according to the present invention is not limited to those described in Examples 1 to 3.

【0047】また、本実施例1〜3では、オリゴマー材
料、モノマー材料、液晶材料は一種類で使用している
が、本発明はこれに限定されるものではなく、第(1)
式及び第(2)式の関係を満足するか、または第(3)
式の関係を満足する材料であれば、数種の材料を混合し
て用いても構わない。
In the first to third embodiments, the oligomer material, the monomer material, and the liquid crystal material are used as one type. However, the present invention is not limited to this, and the first (1)
The relationship between the expression and the expression (2) is satisfied or the expression (3)
As long as the material satisfies the relationship of the formula, several kinds of materials may be mixed and used.

【0048】次に、本発明に係る自動温度制御システム
について、実施例により更に詳しく説明する。具体的に
は、図1の自動温度制御システムにおいて、上記の実施
例1、実施例2及び比較例1、比較例2の各液晶調光素
子を調光ガラス窓として、それぞれ部屋の窓部に取り付
けた。各調光ガラス窓には常時5ボルトの電圧を印加
し、日の出から日没まで一日の部屋内部の温度変化調べ
た。
Next, the automatic temperature control system according to the present invention will be described in more detail with reference to examples. Specifically, in the automatic temperature control system of FIG. 1, each of the liquid crystal light control devices of Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 is a light control glass window, Attached. A voltage of 5 volts was constantly applied to each light control glass window, and the temperature change inside the room during the day from sunrise to sunset was examined.

【0049】その結果を図9、図10に示した。図9は
実施例1及び実施例2の各液晶調光素子を調光ガラス窓
として使用した場合の温度変化を示したものであり、図
9中において、丸印は実施例1の液晶調光素子を調光ガ
ラス窓に使用した場合であり、三角印は実施例2の液晶
調光素子を調光ガラス窓に使用した場合である。また、
図10は比較例1及び比較例2の各液晶調光素子を調光
ガラス窓として使用した場合の温度変化を示したもので
あり、図10中において、丸印は比較例1の液晶調光素
子を調光ガラス窓に使用した場合であり、三角印は比較
例2の液晶調光素子を調光ガラス窓に使用した場合であ
る。図9、図10より、明らかに、比較例1、比較例2
の液晶調光素子を使用した場合に比べ、実施例1、実施
例2の液晶調光素子を使用した場合の方が、部屋内部の
温度変化が格段に小さく、快適な環境が得られた。
The results are shown in FIGS. FIG. 9 shows a temperature change when each of the liquid crystal light control devices of the first and second embodiments is used as a light control glass window. In FIG. 9, circles indicate liquid crystal light control of the first embodiment. The device is used for a light control glass window, and the triangle mark indicates the case where the liquid crystal light control device of Example 2 is used for a light control glass window. Also,
FIG. 10 shows a temperature change when each of the liquid crystal light control devices of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was used as a light control glass window. In FIG. The device is used for a light control glass window, and the triangle mark indicates the case where the liquid crystal light control device of Comparative Example 2 is used for a light control glass window. From FIGS. 9 and 10, it is apparent that Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were used.
In comparison with the case where the liquid crystal light control device of Example 1 was used, the temperature change inside the room was remarkably smaller when the liquid crystal light control device of Example 1 or 2 was used, and a comfortable environment was obtained.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、調光素子
の高分子分散型液晶を、高分子マトリクスを形成するオ
リゴマー材料及び液晶材料の溶解度パラメーターが第
(1)式の関係を満たし、かつ、モノマー材料及び液晶
材料の溶解度パラメータが第(2)式の関係を満足する
各オリゴマー材料、モノマー材料及び液晶材料を用いて
作製することにより、温度変化に対応して自動的に調光
動作を行うこと新規な温度感応性液晶調光素子を実現す
ることができる。
As described above, according to the present invention, the polymer-dispersed liquid crystal of the light modulating element can be used to make the polymer material forming the polymer matrix and the solubility parameter of the liquid crystal material satisfy the relationship of the formula (1). In addition, by using the oligomer material, the monomer material, and the liquid crystal material having the solubility parameters of the monomer material and the liquid crystal material satisfying the relationship of the expression (2), the light control is automatically performed according to the temperature change. Performing the operation can realize a novel temperature-sensitive liquid crystal light control device.

【0051】また、調光素子の高分子分散型液晶を、高
分子マトリクスと液晶材料の各表面張力が第(3)式の
関係を満足する各オリゴマー材料、モノマー材料及び液
晶材料を用いて作製することによってもまた、上記と同
様な温度変化に対応して自動的に調光動作を行うこと温
度感応性液晶調光素子を実現することができる。
Further, a polymer-dispersed liquid crystal of the light control device is manufactured using each oligomer material, monomer material and liquid crystal material whose surface tension of the polymer matrix and the liquid crystal material satisfies the relationship of the formula (3). By doing so, it is also possible to realize a temperature-sensitive liquid crystal light control device in which the light control operation is automatically performed in response to the same temperature change as described above.

【0052】更に、上記温度感応性液晶調光素子を、調
光ガラス窓として使用することで、自動的に温度を制御
できるシステムが実現可能となる。
Further, by using the temperature-sensitive liquid crystal light control device as a light control glass window, a system capable of automatically controlling the temperature can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る室内温度を自動的に一定に保つ自
動温度制御システムの概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of an automatic temperature control system according to the present invention for automatically keeping a room temperature constant.

【図2】本発明に係る液晶調光素子の断面模式図であ
る。高分子分散型液晶を用いて作製したデバイスの表示
原理を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a liquid crystal light control device according to the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a display principle of a device manufactured using a polymer-dispersed liquid crystal.

【図3】本発明に係る液晶調光素子の製造過程の状態を
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state of a manufacturing process of the liquid crystal light adjusting device according to the present invention.

【図4】実施例1の液晶調光素子の散乱−透過特性の温
度依存性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the liquid crystal light adjusting device of Example 1.

【図5】実施例2の液晶調光素子の散乱−透過特性の温
度依存性を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the liquid crystal light control device of Example 2.

【図6】実施例3の液晶調光素子の散乱−透過特性の温
度依存性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the liquid crystal light adjusting device of Example 3.

【図7】比較例1の液晶調光素子の散乱−透過特性の温
度依存性を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the liquid crystal light control device of Comparative Example 1.

【図8】比較例2の液晶調光素子の散乱−透過特性の温
度依存性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the temperature dependence of the scattering-transmission characteristics of the liquid crystal light adjusting device of Comparative Example 2.

【図9】実施例1及び実施例2の各液晶調光素子を調光
ガラス窓として使用した自動温度制御システムにおける
部屋内の温度変化を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a temperature change in a room in an automatic temperature control system using each of the liquid crystal light control devices of Example 1 and Example 2 as a light control glass window.

【図10】比較例1及び比較例2の各液晶調光素子を調
光ガラス窓として使用した自動温度制御システムにおけ
る部屋内の温度変化を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a temperature change in a room in an automatic temperature control system using each of the liquid crystal light control devices of Comparative Examples 1 and 2 as a light control glass window.

【図11】高分子分散型液晶を調光素子に応用する場合
の基礎となる高分子分散型液晶の表示原理を説明するた
めの図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a display principle of a polymer dispersed liquid crystal which is a basis when the polymer dispersed liquid crystal is applied to a light control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11: 調光ガラス窓 12: 通電装置 13: 太陽光 31,32: ガラス基板 33: 透明電極 35: 高分子マトリクスス 36: 液晶滴 37: 高分子分散型液晶 39: 液晶調光素子 41: 重合性組成物 11: dimming glass window 12: conducting device 13: sunlight 31, 32: glass substrate 33: transparent electrode 35: polymer matrix 36: liquid crystal drop 37: polymer dispersed liquid crystal 39: liquid crystal dimming element 41: polymerization Composition

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電極を設けた一対のガラス基板間に、液晶
が挟持されており、この液晶は、温度に感応して、白濁
状態と透明状態のうちの一方の状態から他方の状態へ変
化する特性を有し、この液晶の特性によって調光動作を
行うようにした温度感応性液晶調光素子であって、 前記液晶が、高分子マトリクス中に液晶滴が分散保持さ
れた高分子分散型液晶であり、高分子マトリクスを形成
するオリゴマー材料及びモノマー材料の溶解度パラメー
ターをそれぞれ(SP)olig、(SP)monoと
記述し、液晶材料の溶解度パラメーターを(SP)LC
と記述した場合、(SP)oligと(SP)LCとが
以下の第(1)式の関係 (SP)olig>(SP)LC+2 または(SP)olig<(SP)LC−2 … (1) を満たし、 かつ、(SP)monoと(SP)LCとが以下の第
(2)式の関係 (SP)mono>(SP)LC+2 または(SP)mono<(SP)LC−2 … (2) を満たすことを特徴とする温度感応性液晶調光素子。
A liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates provided with electrodes, and the liquid crystal changes from one of a cloudy state and a transparent state to the other state in response to temperature. A temperature-sensitive liquid crystal light control device that performs a light control operation by the characteristics of the liquid crystal, wherein the liquid crystal is a polymer dispersion type in which liquid crystal droplets are dispersed and held in a polymer matrix. The solubility parameters of the oligomer material and the monomer material which are liquid crystal and form the polymer matrix are described as (SP) olig and (SP) mono, respectively, and the solubility parameter of the liquid crystal material is (SP) LC
When (SP) olig and (SP) LC are expressed by the following expression (1), the following equation (1) is used: (SP) olig> (SP) LC + 2 or (SP) olig <(SP) LC-2 (1) And (SP) mono and (SP) LC satisfy the following expression (2): (SP) mono> (SP) LC + 2 or (SP) mono <(SP) LC-2 (2) A temperature-sensitive liquid crystal light control device, characterized by satisfying the following.
【請求項2】電極を設けた一対のガラス基板間に、液晶
が挟持されており、この液晶は、温度に感応して、白濁
状態と透明状態のうちの一方の状態から他方の状態へ変
化する特性を有し、この液晶の特性によって調光動作を
行うようにした温度感応性液晶調光素子であって、 前記液晶が、高分子マトリクス中に液晶滴が分散保持さ
れた高分子分散型液晶であり、高分子マトリクスの表面
張力をγpolyとし、液晶材料の表面張力をγLCと
した場合、γpolyとγLCとが以下の第(3)式の
関係 γLC>γpoly … (3) を満たすことを特徴とする温度感応性液晶調光素子。
2. A liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates provided with electrodes, and the liquid crystal changes from one of a cloudy state and a transparent state to the other state in response to temperature. A temperature-sensitive liquid crystal light control device that performs a light control operation by the characteristics of the liquid crystal, wherein the liquid crystal is a polymer dispersion type in which liquid crystal droplets are dispersed and held in a polymer matrix. When the surface tension of the polymer matrix is γpoly and the surface tension of the liquid crystal material is γLC, γpoly and γLC satisfy the following expression (3): γLC> γpoly (3) Characteristic temperature-sensitive liquid crystal light control device.
【請求項3】前記一対のガラス基板の少なくとも一方の
ガラス基板の外側表面に、カラーフィルターを備えるよ
うにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の温度感応性液晶調光素子。
3. The temperature-sensitive liquid crystal light control device according to claim 1, wherein a color filter is provided on an outer surface of at least one of the pair of glass substrates. .
【請求項4】請求項1または請求項2に記載の液晶調光
素子を調光ガラス窓として使用し、この調光ガラス窓に
一定の基準電圧を印加する通電装置を設け、室内の温度
変化に対応して調光ガラス窓を通過する太陽光を調光し
て室内温度を制御することを特徴とする自動温度制御シ
ステム。
4. The liquid crystal light control device according to claim 1 or 2 is used as a light control glass window, and an energizing device for applying a constant reference voltage to the light control glass window is provided to change the temperature of the room. An automatic temperature control system, wherein the indoor temperature is controlled by dimming sunlight passing through a dimming glass window corresponding to the temperature.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013524279A (en) * 2010-03-29 2013-06-17 レイブンブリック,エルエルシー Polymer-stabilized thermotropic liquid crystal device
JP2017166157A (en) * 2016-03-14 2017-09-21 大日本印刷株式会社 Opening device
WO2020211553A1 (en) * 2019-04-17 2020-10-22 京东方科技集团股份有限公司 Transparent display device and manufacturing method and driving method therefor, and temperature induction window
JP2023130568A (en) * 2022-03-08 2023-09-21 凸版印刷株式会社 Light control sheet, photosensitive composition and manufacturing method of light control sheet

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