JPH03156402A - 光制御板の製造法 - 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〉 本発明は特定角度からの入射光のみを選択的に散乱する
光制御板の製造法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来プラスチックやガラスより成る透明体は、どの角度
からの光に対しても透明なものしかなかった。そこで特
定の角度からの光のみを透過するものとしては、プラス
チックの透明シート及び不透明シートを交互に貼り合せ
たプラスチックブロックより切り出した配向膜や、感光
性樹脂を用いて透明基板上に格子や縞等の模様をなすレ
リーフを設け、さらにその上に透明基板等を組み合わせ
る、いわゆる「遮光板」が−船釣に用いられていた。こ
の遮光板としては例えば特開昭５７−１８９４３９号公
報に示されているものがある。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、これら従来の配向膜や遮光板は、その製造方法
が煩雑であるために高価であり、又膜質が均一にならな
いという問題点を有していた。これに対して、屈折率に
差のある重合性化合物を特定の紫外線硬化条件で硬化す
ることより、極めて容易に特定角度からの入射光のみを
選択的に散乱する均一な膜質の光制御板を得る製造法が
提案されている。

この制御板においては、特定角度からの入射光に対し高
い散乱、例えば曇価で表すと８０％以上を必要とし、一
方他の角度の入射光に対しては高い透明性を必要とする
。

これらの膜は膜中に深さ方向に沿い、層状微小構造体が
数〜十数μｍの間隔で比較的規則正しく並んで生成して
いる。入射角度に依存する曇価の発現はこの特異的な層
状微小構造体に起因している。また、この層状微小構造
体は膜表面（硬化時素外光が直接照射される面）から数
十〜数百μｍ（樹脂組成により異なる）の間は見られな
い。

この膜中の無層部の厚みが曇価の発現性に大きな影響を
及ぼす。つまり、この無層部の厚みが薄い程膜は薄膜で
高曇価を示す。しかしながら、例えば特開昭６３−３０
９９０２号公報に示された光制御板用組成物においても
この無層部の厚みが約５０μｍあり、最高曇価が８０％
を超えるためには３００μｍ以上の膜厚が必要である。

一方、照射条件にの変更によって曇価の向上を図る場合
、例えば硬化用棒状ランプと硬化試料表面までの距離を
大きく取ったり、照射光を平行光にしたり、また点光源
を使用する場合等は、曇価は向上するものの、入射光の
角度に対する曇価の依存性は著しく損なわれ、透明であ
るべき領域での透明度に問題が残る。このような場合に
おいても膜中の層構造に幾分変化がみられるものの、膜
表面の無層部の厚みは変化していない。

つまり、薄膜における十分な機能の発現は大変に困難で
あり、さらに薄膜で十分な機能を発現させるためには膜
中の無層部の厚みをできるだけ薄くする必要がある。

この種の光学材料に対する機能性の付与が重要視される
現状において材料の薄膜化は高機能発現に大きな寄与を
もつと共に、コスト面においてもメリットは大きく、切
望されるところであった。

本発明者らは、特定の角度を成す入射光のみを選択的に
散乱透過する均一な膜質を有する光制御板の製造方法で
あって、薄膜においても高度な散乱とその入射光角度依
存性を両有する製造方法を見い出すべく検討した結果、
本発明を完成した。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、 光重合性組成物に特定方向から紫外線を照射して硬化さ
せ特定角度範囲の入射光のみを選択的に散乱透過する光
制御板を製造する方法において、該組成物に微量の紫外
線吸収剤を添加することを特徴とする光制御板の製造法
を提供する。

本発明は、光制御板用組成物に紫外線吸収剤を添加する
ことにより、周期的に形成される屈折率の異なる層状微
小構造体を紫外線照射表面のより近傍から形成させるこ
とができ、薄膜においても高度な散乱とその入射光角度
依存性を両有する光制御板が製造できることを見出した
ものである。

以下、本発明について詳述する。

本発明に使用の光制御板用組成物としては、例えば特開
昭６３−３０９９０２号公報、特願平１−２４７４１４
および１−２４７４１５号明細書等に記載の光制御板側
の光重合性組成物が使用できる。すなわち、それらの例
としては（Ｉ）屈折率が異なる２種以上の（Ａ）重合性
二重結合を有するモノマーまたは（Ｂ）オリゴマーの組
合せ、または（ＩＩ）これらのモノマーまたはオリゴマ
ーで硬化前後で屈折率が異なるもの、または（ＩＩ［）
これら（Ａ）または（Ｂ）と屈折率がこれらと異なる光
重合性を有しない化合物との組成物等が使用できる。特
に上記の屈折率差は０．０１以上の組合せが好ましい。

　モノマー（Ａ）の具体例としてはテトラヒドロフルフ
リルアクリレート、エチルカルヒト−ルアクリレート、
ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、フェニ
ルカルピトールアクリレート、ノニルフェノキシエチル
アクリレート、２−ヒドロキシ−８−フェノキシプロピ
ルアクリレート、ω−ヒドロキシヘキサノイルオキシエ
チルアクリレート、アクリロイルオキシエチルサクシネ
ート、アクリロイルオキシエチルフタレート、トリブロ
ムフェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリ
レート、２−エチルへキシルアクリレート、ラウリルア
クリレート、２、２．３．３−テトラフルオロプロピル
アクリレート、ならびにこれらのアクリレートに対応す
るメタアクリレート、およびＮ−ヒニルピロリドン、Ｎ
アクリロイルモルフォリンなどかあげられる。これらの
モノマーは上記の条件を満たせば、単独または１昆合し
て使用することができる。

オリゴマー（Ｂ）としては例えばポリオールポリアクリ
レート、変性ポリオールポリアクリレート、イソシアヌ
ル酸骨格のポリアクリレート、メラミンアクリレート、
ヒダントイン骨格のポリアクリレート、ポリブタジェン
アクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリ
レートなどがあげられる。これらのオリゴマーは（Ａ）
と同様に上記条件を満たせば単独または混合して使用す
ることができる。

さらに紫外線吸収剤としては２−ヒドロキシ４−メトキ
シベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベ
ンゾフェノン、２−（２°−ヒドロキシ−５゛−メチル
フェニル）ベンゾチアゾール、２〜（２′−ヒドロキシ
−３°−ｔｅｒｔ−ブチル−５′メチルフエニル）−５
−クロロベンゾチアゾールなどがあげられる。これらの
紫外線吸収剤は単独あるいは２種以上の混合物として使
用することができ、その使用量としては組成物に対して
通常５０〜５０００ｐｐｍ　、望ましくは１００゛〜ｔ
ｏｏｏｐｐｍの範囲である。

上記の組成物を第１図に示すような光硬化装置で硬化さ
せることにより、特定の角度をなす入射光を選択的に散
乱する光制御板が作成される。また、性能発現に支障の
ない範囲で熱硬化機構の併用も可能である。なお硬化に
際して該組成物を例えば、基板上に塗布するか、又はセ
ル中に封入して膜状の形状にし、ついで特定方向から紫
外線を照射して硬化させる方法が好ましい。この方法に
より所望の角度をなす入射光を選択的に散乱する光制御
板を作ることができる。又、セル中に封入し、０□を遮
断できる場合は必ずしも光重合開始剤は必要としないが
、硬化性向上のためには以下のような光重合開始剤の添
加が好ましい。

光重合開始剤として例えばベンゾフェノン、ベンジル、
ミヒラーズケトン、２−タロロチオキサントン、２，４
−ジエチルチオキサントン、ベンゾインエチルエーテル
、ジェトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケター
ル、２−ヒドロキシ−２メチルプロピオフエノン、ｌ−
ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトンなどが例示さ
れる。

光重合において用いる光源は、光重合に寄与する紫外線
を発するものであって、被照射位置（膜面）から見て光
源が線状の形状をなしているものであり、棒状のランプ
は好ましい線状照射光源の１つである。

線状光源を用い、その照射条件を調節すると、生成した
シート状の硬化物は光源の長軸と短軸方向に対して異方
性を示し、光源の長軸方向を軸として回転させた場合に
のみ、特定角度の光を散乱する。

すなわち、生成したシート状（膜状）の重合硬化物は屈
折率の異なる領域が、ある方向に配向した状態で周期的
に存在しており、特定の角度より入射した光は屈折率の
異なる領域の境界で全反射し散乱するものと考えられる
。

この屈折率の異なる領域は、本発明に使用の化合物の硬
化度の違いによって生成しているものと思われ、硬化度
による屈折率差が大きければ大きい程、生成した光制御
板の光散乱能は高くなるものと考えられる。したがって
分子内に重合性炭素−炭素二重結合を１つしか有しない
化合物及び分子内に重合性炭素−炭素二重結合を複数有
する化合物であってもその硬化前後の屈折率差か０．旧
以下である化合物は、硬化度の差による屈折率差がつき
にくいため十分な散乱能を有しないものと考えられる。

〈発明の効果〉 光制御膜はその膜中に深さ方向に沿い層状微小構造体が
数〜十数μｍの間隔で比較的規則正しく並んで生成して
いる。入射光角度に依存する曇価の発現はこの特異的な
層状微小構造体かに起因している。また、この層状微小
構造体は膜表面（硬化時光が直接照射される面）から数
十〜数百μｍ（樹脂組成により異なる）の間は見られな
い。この膜中の無層部の厚みが曇価の発現性に大きな影
響を及ぼす。つまり、この無層部の厚みが薄い程膜は薄
膜で高曇価を示す。本発明によれば光制御仮相重合性組
成物に紫外線吸収剤を添加することにより、より薄膜で
も高曇価を示す光制御板を製造することができる。

従来、例えば特開昭６３−３０９９０２号公報に示され
た光制御板用組成物においてもこの無層部の厚みは約５
０μｍあり、その結果曇価が８０％を超えるためには３
００μｍ以上の膜厚が必要であった。本発明の製造法に
より製造した光制御板においては膜中の無層部の厚みを
大幅に薄くことができる。したがって、３００μｍ以下
の膜厚でも８０％以上の曇価を発現することができる。

最も高い曇価を示すものについては１５０μｍ程度の薄
膜においても８０％以上の高曇価を発現する。

またこの様な散乱は、特定角度の入射光に対してのみ起
こり、それ以外の角度においては極めて高い透明性をも
つ。つまり、薄膜においても高度な散乱とその入射角度
依存性を両有するものである。すなわち、本発明により
比較的簡単な方法で特定の角度をなす入射光のみを選択
的に散乱する均一な膜質の光制御板で薄膜においても高
度な散乱とその入射角度依存性を両有するものの製造が
可能となった。

本発明により製造した光制御板は、プラスチックシート
状であるが、これをガラス板や他のプラスチックシート
等にコートしても使用できる。そしてこれらを用いて窓
材、車輌、デイスプレィ、鏡、温室など多方面への応用
が期待できる。

〈実施例〉 以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、
実施例における“部”は“重量部”を意味する。

実施例　ｌ 平均分子量１０００のポリ一二チレングリコールとへキ
サメチレンジイソシアネートおよび２−ヒドロキンエチ
ルアクリレートの反応によって得られたポリエーテルウ
レタンアクリレート（屈折率１．４８３）・１０部に対
して ６０部、２−ヒドロキシ−２−プロピオフェノン１．５
部および紫外線吸収剤として２−（２°−ヒドロキシ−
３°−ｔｅｒｔ−ブチル−５°−メチルフェノール）−
５−クロロ−ベンゾチアゾール１６０ｐｐｍを添加混合
した樹脂組成物をガラス板上に３００μｍの厚さで塗布
し、第１図のような装置を用いて紫外線照射した。すな
わち、照射は反射ミラー１を備えたランプ長４０ｃｍ、
強度８０Ｗ／ｃｍの水銀棒状ランプ２を用い、ランプ直
下にスリット幅１．５ｃｍのスリット３およびランプ軸
上のベルトコンベア５上にスリット幅３ｃｍのスリット
４を装備した装置を使用して、組成物を塗布したサンプ
ル６をベルトコンベア５に載せ、照射距離を５０ｃｍ、
コンベア速度１５０ｍｍ／分の速さで移動させて照射を
行った。

得られた硬化膜の曇価の入射光角度依存性を第２図に示
すようにして測定した。また、光学顕微鏡を用い、膜断
面のブラインド状層構造の観察を行ったところ、微小層
状構造体は表面から約６０μｍのところに発現していた
。また曇価を表１に示した。

実施例　２ 平均分子量１０００のポリテトラメチレングリコールと
へキサメチレンジイソシアネートおよび２−ヒドロキシ
エチルアクリレートの反応によって得られたポリエーテ
ルウレタンアクリレート（屈折率１、４８３　）４０部
に対して ６０部、２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェノ
ン１．５部および紫外線吸収剤として２−（２’ヒドロ
キシ−３’　−ｔｅｒｔ−ブチル−５゛−メチルフェノ
ール）−５−クロロ−ベンゾチアゾール１６０ｐｐｍを
添加混合した樹脂組成物をガラス板上に３００μｍの厚
さで塗布し、実施例１と同様にして硬化させ、硬化シー
トを得、実施例１と同様にして曇価の測定を行った。結
果を表１に示す。

実施例　３ 平均分子量１０００のポリテトラメチレングリコールと
トルエンジイソシアネートおよび２−ヒドロキシエチル
アクリレートの反応によって得られたポリエーテルウレ
タンアクリレート（屈折率１．４８３）３０部に対して ２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェノン３部及
び紫外線吸収剤として２−（２°−ヒドロキシ−３’　
−ｔｅｒｔ−ブチル−５゛−メチルフェノール）５−ク
ロロ−ベンゾチアゾール１２０ｐｐｍを添加混合した樹
脂組成物をガラス板上に１５０μｍの厚さで塗布し、実
施例１と同様にして硬化させ、硬化シートを得、実施例
１と同様にして曇価の測定を行った。結果を表１に示す
。

比較例　ｌ 紫外線吸収剤を使用しない以外は実施例１と同じように
して硬化シートを得、実施例１と同様にして曇価の測定
を行った。また、同様に膜断面の光学顕微鏡による観察
を行ったところ、微小層状構造体は表面から約１３０μ
ｍと実施例１より深いところに発現していた。また曇価
を表１に示す。

比較例　２ 紫外線吸収剤を使用しない以外は実施例２と同じように
して硬化シートを得、実施例１と同様にして曇価の測定
を行った。

比較例　３ 紫外線吸収剤を使用しない以外は実施例２と同じように
して硬化シートを得、実施例１と同様にして曇価の測定
を行った。

表　　１

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例、比較例で用いられた紫外線照射装置の
側面図を示す。 第２図は実施例、比較例における曇価の測定方法を表す
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光重合性組成物の膜状体に特定方向から紫外線を照射し
   て該組成物を硬化させ、特定角度範囲の入射光のみを選
   択的に散乱透過する光制御板を製造する方法において、
   該組成物に紫外線吸収剤を添加することを特徴とする光
   制御板の製造法