JPH04113316A

JPH04113316A - 液晶調光材

Info

Publication number: JPH04113316A
Application number: JP23274090A
Authority: JP
Inventors: Morio Sato; 守夫佐藤
Original assignee: Pilot Corp; Pilot Pen Co Ltd
Current assignee: Pilot Corp
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1992-04-14

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、液晶物質を利用して光学的性質を変化させる
、液晶調光材に関する。

〔従来の技術〕

最近、ガラス窓等に照射された光を通過あるいは遮断さ
せるために、液晶物質を利用してガラス窓を透明状態あ
るいは不透明状態に電気的に変化させる調光材に関する
発明がなされており、なかでも電極付基材間に液晶物質
をいかに存在させるかにおいて、多種の発明がなされて
いる。例えば、特開昭６３−１３７２１１号の公報に記
載されているように、 ■熱硬化性又は照射硬化性樹脂液中に液晶物質を溶解あ
るいは分散し、その塗膜を硬化させてなるもの、 ■水溶性樹脂溶液又は樹脂ラテックス中に液晶物質を乳
化分散し、その塗膜を乾燥させてなるもの、■有機溶媒
可溶性樹脂を有機溶剤に溶解すると共に、液晶物質を有
機溶剤に溶解もしくば分散し、その塗膜を乾燥させてな
るものがある。

しかし、前述の■の方法では、硬化性樹脂としてエポキ
シ樹脂等の熱硬化性樹脂を使用した場合、樹脂は時間の
経過、特定温度で時々刻々と硬化が進むため作業時間、
硬化温度、硬化時間などをどの位に設定、あるいは限定
するかなどの生産管理上の問題がある。あるいは硬化性
樹脂として照射硬化性樹脂を使用した場合、樹脂を光重
合させるために紫外線や電子線などを照射するだめの光
源を有した特殊な装置を必要とする。また、こうした硬
化性樹脂を用いて大面積の液晶調光材を得ようとすると
、それらに付随する樹脂を硬化させるために必要な温度
を得るための装置や紫外線や電子線などを照射する装置
も大型なものが必要となり、液晶調光材を作製するため
の原価も高くなるという問題がある。

前述の■の方法では、乾燥性が悪いため製造上に問題が
あり、得られた液晶調光材は他の方法で得られた液晶調
光材のものより耐水性が劣り、その結果、物理的性質が
低下してしまうという問題がある。

前述の■の方法では、得られた液晶調光材は、経時的に
マトリックスポリマーが液晶物質に膨潤しやすく、液晶
調光材としての性能が低下してくるという問題がある。

また、有機溶媒可溶性樹脂に粘着性がないため基材との
接着性が劣り、湾曲状に使用した場合に、基材と液晶物
質を分散した樹脂層が剥離し、その部分の電圧印加の有
無による光学的性質の変化を起こさせることができない
と、いう問題がある。

従来のこうした方法では、製造面、性能面で、各々一長
一短があり、両者を満足するような液晶調光材を得るこ
とはできなかった。

〔本発明が解決しようとする課題］本発明は上記問題点を改良するもので、面積が大きいも
のでも簡単な方法で安価に製造でき、湾曲面に使用して
も基材と液晶物質を分散した樹脂層が剥離しない接着性
能の良い、かつ経時的にも遮光性能、物理的性能が低下
しない液晶調光材を得ることを目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

ところで、ビニル系化合物を重合硬化させる方法として
レドックス重合法というものがあることは知られている
。これは酸化剤としての過酸化物のほかに、更に還元剤
を存在させる重合法で、この系においては２成分間の酸
化還元反応によって活性遊離基を容易に生成するので、
加熱したり、電子線や紫外線などの外部からのエネルギ
ーを必要とせず、室温で重合可能となる利点がある。

本発明者はこの点に鑑み、種々実験・検討した結果、ビ
ニル系化合物と液晶物質の溶解物を挟持し、レドックス
重合によりビニル系化合物を硬化させてなる液晶調光材
は、前述の諸問題を解決することを確認し、本発明を見
出した。

本発明は前記目的を達成するために、一対の電極付基材
間に、レドックス重合の開始剤で重合硬化し、硬化物の
屈折率が使用する液晶物質の常光屈折率に一致するよう
に選ばれたビニル系化合物と液晶物質の溶解物を挟持し
、レドックス重合によりビニル系化合物を重合硬化させ
て、液晶物質と硬化物との相分離を固定化してなる液晶
調光材である。

本発明においてレドックス重合の開始剤で重合硬化する
ビニル系化合物としては、その種類には特に制限はなく
、公知の少なくとも１つのエチレン性二重結合を有する
化合物がある。特に好ましいものは、二重結合を２つ以
上もつモノマー又はオリゴマーで、重合硬化するとき三
次元化するため、液晶への膨潤・溶解が起こりに＜＜、
得られた液晶調光材としての耐熱性、耐久性などの性能
の低下が起こらない。例えば、ポリエチレングリコール
ジ（メタ）アクリレ−１−、トリメチロールプロパント
リ（メタ）アクリレートなどのエステル（メタ）アクリ
レート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡジア
クリレ−１へなどのビスフェノールＡ型、Ｆ型、ノボラ
ック型脂環型、ビスフェノールＡ−アルキレンオキサイ
ド付加物、多価アルコール型などのエポキシ樹脂に（メ
タ）アクリル酸を反応させることにより得られるエポキ
シ（メタ）アクリレート及びフェニルグリシジルエーテ
ルアクリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタ
ンプレポリマーなどのポリオールと、ジ又はポリイソシ
アネートと、ヒドロキシル基含有（メタ）アクリレート
とを反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレート
などがある。

また、単官能モノマーとしては、メタアクリル酸、ブチ
ルアクリレート、２−エチレンへキシルアクリレート、
２−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルメタア
クリレート、ジエチルアミノエチルメタアクリレートな
どの（メタ）アクリル酸およびエステル、（メタ）アク
リルアミド類、無水マレイン酸及びエステル、スチレン
類、ビニルエーテル及びエステル、Ｎ−ビニル複素環類
、アリルエーテル及びエステルなどがある。

多官能の（メタ）アクリルオリゴマーには高粘性のもの
があるが、単官能モノマーは希釈剤として、または硬化
性、接着性、相分離時のドメインの生成に関係するため
、多官能のものと単官能のものを併用すると有利である
。

なお、液晶調光材として、液晶物質に電界が印加されて
いない状態は、液晶物質の液滴または連続層ドメインの
光軸はランダムに配列するため、つまり、液晶物質の異
常光屈折率とマトリックスポリマーの屈折率差が大きい
ため、調光材に入射した光の散乱によって、不透明白濁
状態となる。

電界が印加された状態では、液晶物質の液滴または連続
層ドメインの光軸は、電界方向に配列し、液晶物質の常
光屈折率とマトリックスポリマーの屈折率が等しくなる
ため、液晶調光材に入射した光の散乱が減少し、透明に
なり易い。従って、液晶物質の常光屈折率とマトリック
スポリマーの屈折率差は小さい方が好ましい。本液晶調
光材においては、単官能モノマー、多官能モノマー（ま
たはオリゴマー）など、各種、広範囲な材料が単独また
は組み合わせて使用できるために、充分に対応できる。

また、レドックス重合開始剤で、ビニル系化合物を重合
硬化させて液晶物質と硬化物との相分離を固定化してい
るが、硬化時、一対の電極付基材を接着する効果も有し
ているため、湾曲状に使用しても基材と液晶物質を分散
した樹脂層が剥離しない。

レドックス重合の開始剤としては、過酸化物（酸化剤）
として、過酸化水素、過硫酸カリなどの過硫酸塩、過酸
化ベンゾイルやクメンハイドロパーオキサイドなどの有
機過酸化物がある。また、還元剤としては、鉄（ｎ）イ
オン、亜流酸塩、メルカプタン類、スルフィン酸類、第
３級アミン類、ナフテン酸の重金属塩などがある。

レドックス重合の抑制剤または禁止剤（以下、８〜単に抑制剤という。）としては、例えば、ハイドロキノ
ン、ｐ−ベンゾキノン、ｐ−メトキシフェノール、ｔ−
ブチルカテコール、ニトロベンゼンなどがある。ビニル
系化合物とレドックス重合の開始剤からなる速い反応系
において、酸素による重合禁止作用は、上記抑制剤を添
加することで、さらに優れた安定効果を有しており、液
晶調光材の製造過程における安定性を増している。

レドックス重合の促進剤としては、サッカリンなどのス
ルホアミド化合物がある。

液晶物質としては種々のものがあるが、液晶調光材とし
て使用する環境の温度を考慮すると、ネマチック相やス
メクチック相を示すものが好ましい。更には誘電異方性
が正のものの方がＤＳ効果等を生じないので好ましい。

また、液晶物質は単独または配合物からなるものがある
が、動作温度範囲、複屈折性等の種々の要求性能を満た
すには配合物の方がよく、例えば、Ｅ７、Ｅ８およびＥ
４４（ＢＤＨ社製）、ＲＯ−ＴＮ−４０３（日本ロシュ
■製）、ＮＥＭ４４２９　（富士色素■製）などがある
。

電極付基材とは、プラスチックフィルムやガラス板等の
基材に、金属や金属酸化物などを蒸着などの方法で導電
層を固着したものである。これを用いて挟持する場合は
、少なくとも一方は透明でなければならない。導電層は
パターニングしてもよい。

液晶調光材の製造における補助材料として、光の透過状
態のムラを少な（するために、電極付基材間に配置し、
その間隔を一定にする、ガラスやプラスチックからなる
スペーサーがある。具体的には、一方の電極付基材上に
、ビニル系化合物、レドックス重合の開始剤、抑制剤ま
たは禁止剤、液晶物質などからなる溶解物にスペーサー
を含有させたものを塗工し、他方の電極付基材を重ね合
わせた後に、加圧し、その後硬化させることにより、均
一な基材間隔が得られる。

本発明では、ビニル系化合物、レドックス重合の開始剤
、抑制剤、液晶物質及びスペーサーからなる混合物に染
料または顔料を添加することによリ、または、カラーフ
ィルターを組み合わせることにより、各色彩を有した透
明あるいは不透明の光学的性質を変化させられる液晶調
光材を得ることができる。

次に、本発明の液晶調光材の製造方法を述べる。

前述した一方の電極付基材に、ビニル系化合物、レドッ
クス重合の開始剤、抑制剤、液晶物質及びスペーサーか
らなる混合物を電極付基材に塗工し、他方の電極付基材
でその塗工した溶解物を挟持し、一定の厚みの層を形成
する。挟持されると、空気の供給がストップされ層中の
酸素が消費されて、層中のラジカル濃度が増大して重合
が開始され、液晶物質と硬化物との相分離が固定化され
て液晶調光材となる。電極付基材間のギャップは液晶調
光材としての透明・不透明のコントラストおよび電圧の
印加状態を考慮すると、２〜５０μｍが好ましい。

〔実施例〕

本発明の実施例を述べるが、本発明は本実施例によって
限定されるものではない。

実差華↓ ビニル系化合物としてウレタンアクリレートＡＴ−６０
０（共栄社油脂化学工業■製）１．８ｇとｎ−ブチルア
クリレート１．２ｇ、レドックス重合の開始剤としてベ
ンゾイルパーオキサイド０゜１ｇとＮ、　Ｎ−ジメチル
アニリン０．０５　ｇ、抑制剤としてｐ−ベンゾキノン
０．００１　ｇ、液晶物質としてＥ７（ＢＤＨ社製、ネ
マチック液晶、常光屈折率１．５２１　）　７．０　ｇ
、スペーサーとしてＭＢＸ−１２３（積木化成品工業■
製、１２μｍ球状粒子）０．００５ｇ、からなる混合物
を調製した。これを１０ｃｍＸ１０ｃｍの大きさの厚み
が１２５μｍのＴＴＯ透明導電フィルム（Ｃ’ＥＬＥＣ
Ｋ−ＬＣ、ダイセル化学工業■製）に塗工し、前述と同
様のＩＴＯ透明導電フィルムを重ね合わせて、加圧し、
室温に放置した。約３０分後に前述の混合物の液晶物質
と硬化物の相分離が固定され、本発明の白濁透明な液晶
調光材を得た。

この液晶調光材の電圧印加（ＡＣｌｏｏＶ、５０Ｈｚ）
前後のヘーズ（ＪＴＳ　　Ｋ７１０５により測定）は各
々、８９．３％、１３．２％であった。

なお、ビニル系化合物としてのウレタンアクリレートＡ
Ｔ−６００とｎ−ブチルアクリレートをレドックス重合
の開始剤で、重合硬化させた硬化物の屈折率は１．５２
６であった。

災旌尉又ビニル系化合物としてアロニツクスＭ２１０（東亜合成
化学工業■製、エポキシアクリレ−））２．１ｇと２−
エチルへキシルアクリレート０．９ｇ、レドックス重合
の開始剤としてクメンハイドロパーオキサイド０．１５
ｇとラウリルメルカプタン０．０８　ｇ、促進剤として
す・ンカリン０．００５　ｇ、抑制剤としてハイドロキ
ノン０゜００２ｇ、液晶物質としてＥ８　（ＢＤＨ社製
、ネマチック液晶、常光屈折率１．５２５）７．０　ｇ
、スペーサーとしてＭＢＸ−１２３（積木化成品工業■
製、１２μｍ球状粒子）０．００５ｇからなる混合物を
調製した。以下、実施例１と同様にして、本発明の白濁
透明な液晶調光材を得た。

この液晶調光材の電圧印加（ＡＣｌｏｏＶ、５〇七）前
後のヘーズ（ＪＩＳ　　Ｋ７１０５により測定）は各々
、９１．２％、１６．５％であった。

なお、ビニル系化合物としてのアロニツクスＭ２１０と
２−エチルへキシルアクリレートをレドックス重合の開
始剤で、重合硬化させた硬化物の屈折率は１．５２９で
あった。

実施拠主ビニル系化合物としてウレタンアクリレートＵＡ−３６
０Ｔ（共栄社油脂化学工業■製）１．８ｇと２−ヒドロ
キシエチルメタアクリレート１．２ｇ、レドックス重合
の開始剤としてベンゾイルパーオキサイド０．１ｇとＮ
、Ｎ−ジメチルアニリン０．０５　ｇ、抑制剤としてｐ
−ベンゾキノン０゜００１ｇ、液晶物質としてＥ８　（
ＢＤＨ社製、ネマチック液晶、常光屈折率１．５２５）
７．０ｇ、スペーサーとしてＭＢＸ−１２３（積木化成
品工業■製、１２μｍ球状粒子）０．００５ｇ、からな
る混合物を調製した。以下、実施例１と同様にして、本
発明の白濁透明な液晶調光材を得た。

この液晶調光材の電圧印加（ＡＣｌｏｏＶ、５０セ）前
後のヘーズ（ＪＩＳ　　Ｋ７１０５により測定）は各々
、８９．８％、２５．８％であった。

なお、ビニル系化合物としてのウレタンアクリレートＵ
Ａ−３６０Ｔと２−ヒドロキシエチルメタアクリレート
をレドックス重合の開始剤で、重合硬化させた硬化物の
屈折率は１．５２９であった。

〔発明の効果〕

本発明の液晶調光材は、ビニル系化合物をレドックス重
合の開始剤で効果させ、液晶物質と硬化物の相分離を固
定化するので、ビニル系化合物を硬化させるために、必
要な温度を得るための装置や紫外線等を照射する装置を
必要としないので、従来のものに比べて安価に、また製
造過程において安定性がよいので、簡易に、広い面積の
ものを製造することができる。

本発明の液晶調光材を湾曲面に使用しても、ビニル系化
合物をレドックス重合の開始剤で効果させたものは接着
性が良いので、基材と液晶物質を分散した樹脂層が剥離
しない。

また本発明の液晶調光材は、ビニル系化合物のマトリッ
クスポリマーは三次元化されているので液晶物質に膨潤
しにくく、遮光性能、物理的性能の経時安定性が良い。

Claims

【特許請求の範囲】

一対の電極付基材間に、レドックス重合の開始剤で重合
硬化し、その硬化物の屈折率が使用する液晶物質の常光
屈折率に一致するように選ばれたビニル系化合物と液晶
物質の溶解物を挟持し、レドックス重合によりビニル系
化合物を硬化させて、液晶物質と前記硬化物との相分離
を固定化してなる液晶調光材。