JPS63137211A

JPS63137211A - 調光材及びその製造方法

Info

Publication number: JPS63137211A
Application number: JP28554686A
Authority: JP
Inventors: Chikakazu Inaba; 稲葉　周和; Hidemi Ito; 秀己伊藤; Sumihito Nakagawa; 純人中川; Koichi Iwata; 宏一瀬
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-06-09

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】良粟よｑ机且分見本発明は、光学的性質に差を生じさせることができるブ
ラインド゛、ドーム、ディスプレイ等を農作するような
場合に好適に用いられる調光材及びその製造方法に関す
る。

従迷４ｕ幻紅電子的に光学的性質に差を生じさせる調光技術の代表例
としては、ＴＮ型液晶の旋光性やエレクトロクロミック
現象を利用した光シャンクー等が）知られている。

前者のＴＮ型液晶の旋光性を利用した光シヤツターは、
透明電極を形成した二枚の電極基板の間にＴＮ型液晶を
封入し、更にその両側から二枚の偏光板で挟んだ基本構
造をしており、また後者のエレクトロクロミック現象を
利用した光シャンターは、酸化タングステン等のエレク
トロクコミック膜を二枚の電極基板で挟んだ構造をして
いる。

弗」Ｌ好解−：１しようとする間屯しかしながら、ＴＮ型液晶の旋光性を利用した光シヤツ
ターの場合は、電極基板の間に封入した液晶層の厚みが
調光性能に敏感にご響するため、液晶層の厚みを一様に
する必要がある。それ故、液晶層を一様な厚みに形成し
にくい大面積の光シャソターを製造することは極めて難
しく、たとえ製造できたとしてもコスト面で採算が合わ
ない。

また、エレクトロクロミック現象を利用した光シャンタ
ーの場合は、エレクトロクロミック膜を真空蒸着やスパ
ンタリング等の乾式法でＭ膜するのが主流となっている
ので、型膜のプロセスや装置等が高度且つ複雑となり、
所期の調光特性を得るためにはシビアな制御が要求され
る。従って、この場合も、大面、債のものを製造するこ
とが困難であり、また当初の調光性能を長期にわたって
維持することができないという問題もある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、面積が大きいものでも筒中な方法で安価
に製造し得る調光材、及びその製造方法を提供すること
にある。

ＪｊＵ　　占をｒ　するための− 上記目的を達成するため、本発明の調光材は、樹脂マト
リクス中に液晶配合物を分散させた樹脂皮膜とすること
を要旨としている。

更に具体的に説明すると、液晶配合物としては電卓、時
計、軍載用メーターパネル等の表示用液晶セルに汎用さ
れているビフェニル系、エステル系、シップ塩基系、ピ
リミジン系等の各種の液晶配合物が全て使用可能であり
、例えば、日本ロシュｊｌ荀裂０）ＲＯＴＮ　　６１９
．同ＲＣ）−ＴＮ−４０３、同ＲＯ−ＴＮ−６０５、チ
ッ７Ｑ１９のＬＩＸＯＮ　　Ｘ−１等が好適に用いられ
る。また、二色性染料を添加した液晶配合物、例えば日
本ロシュ■隊のＧ／Ｈ−ＭＩＸＴＵＲＥＳ　１２７０等
も勿論使用可能である。

一方、７トリクスを形成する樹脂としては、液晶配合物
の通常光屈折率と同−又は近似した屈折率を有するもの
が使用される。両者の屈折率差の許容範囲は、調光材と
して望まれる透明度の大小によって左右されるが、屈折
率差があまり大きいと、後述するように電圧印加時でも
光の散乱が生じて調光材が曇り、電圧無印加時との差が
見られなくなる。従って、両者の屈折率差が好ましくは
０．０５以下、一層好ましくは０．０３以下、特に好ま
しくは０．０１以下となるような樹脂を選択して使用す
ることが必要である。具体的には、上記の屈折率条件を
満足するエポキシ樹脂その他の熱硬化性樹脂；紫外線、
放射線、電子線等の照射で硬化するアクリル酸エステル
、メタクリル酸エステル、エン・チオール系樹脂その他
の照射硬化性樹脂；ポリビニルアルコールその他の水溶
性４Ｍ脂；ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂その他の乳
化性樹脂；ポリ塩化ビニルその他の有機溶剤可溶性樹脂
など、殆ど全ての樹脂が使用可能である。

マトリクスを形成する樹脂が熱硬化性又は照射硬化性樹
脂である場合は、その樹脂液中に液晶配合物を溶解ある
いは分散し、その塗膜を硬化させることを要旨とする本
発明の第一の型造方法によって、容易且つ安価に本発明
調光材を製造することができる。この場合、液晶配合物
と熱硬化性又は照射硬化性樹脂液は、ホモミキサーやホ
モジナイザー等の攪拌機で混合され、バーコーターやド
クターブレード等で基材上に一定の厚みに塗布される。

この混合の際、必要な硬化剤が同時に添加されることは
言うまでもない。このように液晶配合物と樹脂液を攪１
１２混合すると、液晶配合物が樹脂液に溶解もしくは分
散して均一となる。次いで、基材上の塗膜を加熱するか
、又は紫外線や放射線や電子線を照射して樹脂を硬化さ
せる。このとき、塗膜の樹脂中に溶解している液晶配合
物は５、樹脂が架橋硬化するにつれて次第に不溶性どな
り、最終的に樹脂が硬化した状態では樹脂マトリクス中
にほぼ球状の独立した液滴となって分岐する。また、塗
膜の樹脂中に液晶配合物が最初から液滴となって分散し
ている場合は、そのまま硬化する。

従って、マトリクス樹脂が熱硬化性又は照射硬化性樹脂
である場合には、本発明調光材は、樹脂マトリクス中に
液晶配合物がほぼ球状の独立した液滴となって分散した
構造の樹脂皮膜となる。

このような樹脂皮膜より成る調光材は、後述するように
電圧を印加すると液滴状の液晶配合物中の液晶分子が配
向し、加熱すると該液晶配合物が等方性液体状態に変化
するので、両面に電極を設ける必要は必ずしもないが、
例えばブラインド、ドーム、ディスプレイ等の調光材と
して使用する場合には、第１図に示すように樹脂皮膜１
の両面に透明電極２．２が対向して設けられる。この透
明電極２，２を設ける手段としては、透明導電性ガラス
や透明導電性フィルムの債眉、透明導電性塗料の塗布、
全屈や全屈酸化物の蒸着等、所望の手段を採用すること
ができる。透明電極の形成は樹脂皮膜１の硬化後に行っ
てもよいが、透明導電性ガラスや透明導電性フィルムで
電極を形成する場合は、該ガラス又はフィルムの上に前
述の液晶配合物を溶解あるいは分散した熱硬化性又は照
射硬化性樹脂液を塗布し、その塗膜の上に該ガラス又は
フィルムを接着してから、加熱又は紫外線等の照射によ
り塗膜を硬化させるのが望ましい。なお、第１図中、３
は独立したほぼ球状の液滴の状態で分散した液晶配合物
を模式的に示している。

マトリクスを形成する樹脂が水溶性樹脂又は乳化性樹脂
である場合は、その水溶液又はラテックス中に液晶配合
物を乳化分散し、その塗膜を乾燥させることを要旨とす
る本発明の第二の製造方法によって、′８易且つ安価に
本発明調光材を！！ｉ！！造することができる。即ち、
これらの樹脂水溶液又はラテックスに液晶配合物を添加
して攪Ｉｖ混合すると、液晶配合物がほぼ球状に乳化分
散して乳化液となり、これを基材に塗布して塗膜を乾燥
させると、最初はぼ球状に乳化分散していた液晶配合物
は、塗膜が乾燥するにつれて樹脂マトリクスの間に閉じ
込められ、最終的にはほぼ球状のまま、或いは押しつぶ
された状態の液滴となって樹脂マトリクス中に分散する
。

従って、マトリクス樹脂が水溶性樹脂又は乳化性樹脂で
ある場合には、本発明の調光材は、樹脂マトリクス中に
液晶配合物がほぼ球状ないしは押しつぶされた状態の液
滴として分散した構造の樹脂皮膜となる。

尚、塗膜の乾燥手段としては加温乾燥、自然乾燥、送風
乾燥、減圧乾燥等、所望の手段が採用可能であり、また
、必要に応じてこの調光材の両面にも前述の如き透明電
極２．２が形成されることは言うまでもない。

更に、マトリクスを形成する樹脂が有機溶剤可溶性樹脂
である場合は、該樹脂を有機溶剤に溶解すると共に液晶
配合物を該有機溶剤に溶解もしくは分散し、その塗膜を
乾燥させることを要旨とする本発明の第三の製造方法に
よりて、容易且つ安価に本発明調光材を製造することが
できる。即ち、有機溶剤可溶性樹脂と液晶配合物を有機
溶剤に加えて型押混合すると、該樹脂が有機溶剤に溶解
すると共に液晶配合物が該有機溶剤に溶解或いは分散し
て均一になり、これを基材に塗布して塗膜を乾燥させる
と、最初溶解あるいは分散している液晶配合物が最終的
に液滴ないしは連続層ドメインを形成して樹脂マトリク
ス中に分散する。

従って、マトリクス樹脂が有機溶剤可溶性樹脂である場
合には、本発明の調光材は、樹脂マトリクス中に液晶配
合物が液滴ないしは連続層ドメインの状態で分散した構
造の樹脂皮膜となる。

なお、有機溶剤として揮発性のものが使用されることは
勿論であり、、また、このような調光材も必要に応じて
両面に前述の如き透明電極２，２が形成されることは言
うまでもない。

文具■詐■ 以上のような本発明の調光材は、電極を介して電圧を印
加することにより光学的性質に差を生じさせることがで
きる。今、樹脂マトリクス中に液晶配合物がほぼ球状の
独立した液滴となって分散した構造の樹脂皮膜より成る
調光材を例にとって第２図及び第３図を参照しながら説
明すると、第２図に示す電圧無印加状態では、液晶配合
物中の液晶分子４（又は液晶配合物を構成する液晶分子
４）が、液滴状に分散した液晶配合物（以下、液晶配合
物液滴と記す）３中で自由な状態で不規則に配列してい
る。この液晶配合物液滴３の異常光屈折率がマトリクス
樹脂１ａの屈折率と異なっているため、入射した光は液
晶配合物液滴３とマトリクス樹脂１ａとの界面５で散乱
され、或いは屈折されて液晶配合物液滴３内に入射し、
更に該液滴３内部で散乱され、該液滴３から出てくる光
があらゆる方向を向いているので、樹脂皮膜１はスリガ
ラスのように白濁する。この場合、液晶配合物液滴３が
二色性染料を含むものであると、光は該染料に吸収され
るので、樹脂皮膜ｌは着色して見える。

これに対し、第３図に示す電圧印加状態では、液晶分子
４が電界に沿って配向し、液晶配合物液１ｍ　３の通常
光屈折率がマｌ−’Ｊクス樹脂１ａの屈折率と同−又は
近似している時には、両者は光学的に同−又は近似物質
となるので、樹脂皮膜１は透明に見える。しかし、液晶
配合物液滴３とマトリクス樹脂１ａの屈折率差が大きい
と、電圧印加時でも光の散乱が起こり、電圧無印加時と
の差が見られなくなる。従って、既述したように屈折率
差が好ましくは０．０５以下、一層好ましくは０゜０３
以下、特に好ましくはｏ、ｏｉ以下となるように樹脂を
選択使用することが必要となるのである。

以上のような作用は、液晶配合物が押しつぶされた形状
の液滴や連続層ドメインとして分散している場合にも、
はぼ同様に発揮されることは言うまでもない。

また、本発明の調光材は、後述の実施例１１から明らか
なように、加熱によって液晶配合物が等方性液体状態と
なり、この液体は液晶配合物の通常光屈折率に一致する
屈折率を持つので不適切から透明に変化する。

なお、本発明の調光材は、既述のように液晶分子４の配
列により光の散乱度合が変化するので、従来のＴＮ型液
晶の旋光性を利用した光シヤツターのように偏光板を設
けることが不要となる。更に本発明の調光材は樹脂マト
リクス中に液晶配合物が分散した溝造の樹脂皮膜より成
るので、樹脂皮膜の厚さがある程度不均一であっても色
むらや干渉縞等の問題は生じない。また、液晶分子４と
７トリクス樹脂１ａの界面５における相互作用と電界の
強さの関係から、印加電圧を変えることにより液晶分子
４の配向度が変化するため、印加電圧を連続的に変化さ
せることにより散乱度合を連続的に変化調整することが
できる（第４図参照）」津以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

（実施例１〜４〕１合度５７０、ケン化度８１．５％のポリビニルアルコ
ール樹脂（クラレ０荀製のＰＶＡ−４０５）を蒸留水に
溶解して濃度７正皿％の樹脂水溶液を調装し、この樹脂
水／ｇ液を基材に塗布、乾燥して形成した皮膜の屈折率
をアツベ屈折率計で測定したところ、１．５０１であっ
た。

このポリビニルアルコール樹脂の７％水溶液２０ｇに、
非イオン系界面活性剤としてポリオキシエチレンソルビ
タンモノラウレート（東邦化学エヱＣＡ１裂のツルポン
Ｔ−２０）０．０７２ｇを加え、更に下記第１表に掲げ
た４種類の液晶配合物３．５ｇをそれぞれ加えてホモジ
ナイザーにより回転数４０００ｒｐｍで５分間攪拌し、
４種類の混合物を得た。

攪拌中に止した気泡を除くため、これらの混合物を減圧
して脱泡し、次いで各混合物をバーコーターにより透明
導電性フィルム上に塗布して５０℃で１時間乾燥し、下
記第１表に記載の膜厚を有する４種類の樹脂皮膜を形成
した。更に、これらの皮膜上に対向電極となるもう１枚
の透明導電性フィルムをラミネートして実施例１〜４の
電極付き調光材を得た。

これらの調光材の電圧無印加時（０■）のヘーズと１０
０Ｖ、６０Ｈｚ印加時のヘーズ（ＪＩＳＫ７１０５によ
り測定）を下記第１表に示す。この第工表から明らかな
ように、これらの調光材は電界の作用により光学的性質
に変化を示す。

また、実施例１の調光材について、電圧をＯＶから１０
０Ｖまで連続的に変化させた時のヘーズの変化を第４図
のグラフに示す。

（以下余白）須−」−一表〔実施例５〕重合度６２０、ケン化度８７．４％のポリビニルアルコ
ール樹脂（ユニチカ化成■製のｕｐ−。

５０Ｇ）を実施例１と同様にして成膜し、その屈折率を
測定したところ、１．５１７であった。

−このポリビニルアルコール樹脂を実施例１で用いた樹
脂に代えて使用した以外は実施例１と同様にして電極付
き調光材を得た。

この調光材の乾燥樹脂皮膜の厚さは４６μｍであり、０
Ｖ時のヘーズは９１．４％、１００　Ｖ。

６０Ｈｚ印加時のヘーズは５５．３％であった。

〔実施例６〕液晶配合物として、実施例１で用いた液晶配合物３．５
ｇに、黒色二色性染料を４％添加した液晶配合物（日本
ロシュ＠製のＧ／Ｈ−ＭＩ　ＸＴＵＲＥＳ１２７０）１
．４ｇを加えたこと以外は実施例１と同様にした電極付
き調光材を得た。

この調光材の乾燥樹脂皮膜の厚さは２０μｍであり、０
７時のヘーズは９０．１％、１００Ｖ。

６０Ｈｚ印加時のヘーズは４３．８％であった。

また、実施例１の調光材では、０７時と１００Ｖ時の全
光線透過率がいずれも約８０％で殆ど変化が見られない
が、本実施例の調光材では、全光線透過率が０７時に５
１６６％、１００Ｖ印加時に６８．２％と変化した。こ
れは、０７時に染料が液晶配合物と共に不規則に配列し
ているため光の吸収が大きく透過率が減少し、１００Ｖ
印加時には染料が配向して光の吸収が小さくなるために
透過率が増加するからである。

〔実施例７〕ウレタン系高分子微粒子を水に分散した不揮発分３２％
のラテックス（第一工業製薬＠製のスーパーフレックス
１００）を基材に塗布し、８０℃で１時間乾燥して形成
した皮膜の屈折率を測定したところ、１．５２４であっ
た。

このラテックス５ｇに実施例１で用いた液晶配合物４ｇ
を加え、ホモジナイザーにより回転数４００Ｏｒｐｍで
５分間攪拌して混合物を得た。この混合物をバーコータ
ーにより透明導電性フィルム上に塗布して８０℃で１時
間乾燥し、形成された樹脂皮膜の上に対向電極となる透
明導電性フィルムをラミネートして電極付き調光材を得
た。

この調光材の乾燥樹脂皮膜の厚さは５４μｍであり、Ｏ
Ｖ時ノヘーズは７４．４％、１００ｖ印加時のヘーズは
４０．３％であった。

〔実施例８〕重合度１０００のポリ塩化ビニル樹脂をテトラヒドロフ
ランに溶解し、基材に塗布して乾燥後の皮膜の屈折率を
測定したところ、１．５２９であった。

このポリ塩化ビニル樹脂０．１ｇをテトラヒドロフラン
１ｍｌに溶解し、マグネチックスクーラーで攪拌しなが
ら実施例１で用いた液晶配合物０．２ｇ加えて溶解し、
混合物を得た。この混合物をバーコーターにより透明導
電性フィルム上に塗布して５０℃で１５分間乾燥し、形
成された樹脂皮膜の上に対向電極となる透明導電性フィ
ルムをラミネートして電極付き調光材を得た。

この調光材の乾燥樹脂皮膜の厚さは１２μｍであり、０
７時のヘーズは８３．７％、１００Ｖ印加持のヘーズは
６４．９％であった。

〔実施例９〕エポキシ当９１４５の脂肪族系エポキシ樹脂（ナガセ化
成工業０＠製のブナコールＥＸ−３１４）と活性水素当
口９５の変性脂肪族ポリアミン系硬化剤（三井石油化学
側裂のエボミノクＱ−６１０）を理論比で混合して基材
に塗布し、６０℃で３０分間硬化させて形成した樹脂皮
膜の屈折率を測定したところ、１．５３０であった。

このエポキシ樹脂０．６０４ｇ、ａ硬化剤０．　３９６
ｇをマグネチソクスクーラーで攪拌しながら、実施例４
で用いた液晶配合物０．５ｇを徐々に加えて溶解し、混
合物を得た。この混合物を透明導電性ガラス上に塗布し
、更に対向電極となる透明導電性ガラスを接着した後、
６０℃で６０分間硬化させて電極付き調光材を得た。

この調光材の硬化皮膜の厚さは３０μｍであり、０■時
のヘーズは９１．０％、１００Ｖ印加時のヘーズは３３
．１％であった。

〔実施例１０〕エン・ヂオール系紫外線硬化型樹脂（尼電化工業（４１
裂のオプトマーＢＹ−３００）を基材に塗布し、高圧水
銀灯により紫外線を３０秒照射して形成した皮膜の屈折
率を測定したところ、１．５３８であった。

この紫外線硬化型樹脂２ｇをマグネチソクスクーラーで
攪拌しながら、実施例４で用いた液晶配合物１ｇを徐々
に加えて溶解させ、更にガラスピーズ（東芝バロティー
ニＩＩ製）０．１　ｇを加えて混合物を得た。この混合
物を透明導電性フィルム上に塗布し、その上に対向電極
となる透明導電性フィルムを接着した後、高圧水銀灯で
紫外線を２分照射して硬化させ、電極付き調光材を得た
。

この調光材の硬化樹脂皮膜の厚さは３．７μｍであり、
０■時のヘーズは９４゜４％、１００■印加時のヘーズ
は３２．７％であった。

〔実施例１１〕実施例１，２，３，５，６．１０”ｉ：’ｉ−７た電極
イー」き調光材の樹脂皮膜と同一組成の樹脂皮膜のみか
らなる調光材を加熱し、不透明から透明に変化する温度
を測定した。その結果は以下の通りであった。

実施例１と同一組成皮膜の調光材　１０２．５℃実施例
２と同一組成皮膜の調光材　　７８．５℃実施例３と同
一組成皮膜の調光材　　５９．５℃実施例５と同一組成
皮膜の調光材　１０２．０℃実施例６と同一組成皮膜の
調光材　１０２．５℃実施例１０と同一組成皮膜の調光
材　　８５．０℃光ユ■羞来以上の説明から明らかなように、本発明の調光材はいず
れも、液晶配合物と樹脂との混合物を塗布し、塗膜を加
熱又は紫外線等の照射により硬化させるか、乾燥させる
だけで、大きな面積のものでも極めて簡単且つ安価に製
造することができ、偏光板等を設ける必要もなく、また
高度で複雑な装置等も一切必要ないので、頗る経済的で
ある。

しかも、樹脂皮膜の厚さがある程度不均一であっても色
むらや干渉縞等の問題は生じず、更に印加電圧を変える
ことにより連続的に光学的性質を変化させられるので、
所望の透過率や散乱率に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電極付き調光材の模式
断面図、第２図及び第３図はそれぞれ電圧無印加時及び
電圧印加時における本発明調光材の作用を説明する模式
断面図、第４図は本発明の第一実施例の電圧とヘーズの
関係を示すグラフである。１・・・樹脂皮膜、１ａ・・・マトリクス樹脂、２・・
・電極、３・・・液滴状に分散された液晶配合物（液晶
配合物液滴）、４・・・液晶分子、５・・・界面。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂マトリクス中に液晶配合物を分散させた樹脂
皮膜より成ることを特徴とする調光材。
（２）熱硬化性又は照射硬化性樹脂液中に液晶配合物を
溶解あるいは分散し、その塗膜を硬化させることを特徴
する調光材の製造方法。
（３）水溶性樹脂水溶液または樹脂ラテックス中に液晶
配合物を乳化分散し、その塗膜を乾燥させることを特徴
とする調光材の製造方法。
（４）有機溶剤可溶性樹脂を有機溶剤に溶解すると共に
液晶配合物を該有機溶剤に溶解もしくは分散し、その塗
膜を乾燥させることを特徴とする調光材の製造方法。