JP2022159271A - 調光シート、調光装置及び調光シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成によれば、調光シートが正常に動作する温度範囲を拡張できる。
上記構成によれば、調光層に含まれる液晶化合物の含有率が十分となり、低温時や高温時であっても調光シートが正常に動作する。
上記課題を解決するための調光シートの製造方法は、液晶分散型の調光シートの製造方法であって、透明電極層及び透明支持層を含む積層体の前記透明電極層に、アクリレート及び液晶組成物を含む感光性組成物を塗布する工程と、前記感光性組成物が塗布された前記積層体と他の前記積層体との間に前記感光性組成物が位置するように重ねた状態で特定波長の光を照射し、前記アクリレートを硬化させる工程と、を含み、前記液晶組成物における液晶化合物のネマチック‐等方相転移温度が110℃以上140℃以下であり、前記アクリレートが、以下の一般式(2)で表されるアクリレートとトリアクリル酸ペンタエリスリトールとを含み、R2が炭素数1以上12以下である飽和アルキル基であり、前記飽和アルキル基が直鎖アルキル基であるアクリレートと、前記飽和アルキル基がビシクロアルキル基であるアクリレートとを含む。
[調光装置の基本構造]
図1を参照して調光シート及び調光装置の基本構造を説明する。
調光層11は、樹脂組成物及び液晶組成物を含む。調光層11は、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)である。高分子分散型液晶は、高分子を含む樹脂組成物に複数の液晶分子を含むドメインを分散させたものである。なお、調光層11は、例えば、高分子ネットワーク型液晶(PNLC:Polymer Network Liquid Crystal)、カプセル型ネマティック液晶(NCAP:Nematic Curvilinear Aligned Phase)であってもよく、それらを組み合わせた構造であってもよい。高分子ネットワーク型液晶は、3次元の網目状を有した高分子ネットワークを備え、高分子ネットワークが有する空隙に、配向粒子として液晶分子を保持する。カプセル型ネマティック液晶層は、カプセル状を有した液晶組成物を樹脂層のなかに保持する。なお、調光層11は、液晶分散型の調光層に対応する。
第1透明電極層12Aおよび第2透明電極層12Bの各々は、導電性を有する透明な層である。透明電極層12A,12Bを構成する材料としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ(CNT)、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)を含むポリマー、Ag合金薄膜を含む多層膜等が挙げられる。
「R1」で示される連結基は、炭素数1以上12以下である飽和アルキル基である。樹脂組成物は、R1が直鎖アルキル基である部分を含む。樹脂組成物は、R1がビシクロアルキル基である部分をさらに含んでもよい。重合度「n」は2以上500である。以下、連結基が直鎖アルキル基で表される重合体を「第1アクリル重合体」という。また、連結基がビシクロアルキル基を有する重合体を「第2アクリル重合体」という。
調光シート10Nについて、標準的な製造方法を説明する。第1透明電極層12Aを表面に備えた第1透明支持層13Aからなるシートと、第2透明電極層12Bを表面に備えた第2透明支持層13Bからなるシートとを準備する。第1透明電極層12A及び第2透明電極層12Bは、スパッタリング、真空蒸着、コーティング等の公知の薄膜形成方法によって形成される。
R2で示される連結基は、炭素数1以上12以下である飽和アルキル基である。アクリレートは、R2が直鎖アルキル基であるアクリレートを含む。アクリレートは、R2がシクロアルキル基、ビシクロアルキル基、あるいはトリシクロアルキル基であるアクリレートをさらに含んでもよい。
積層体は、例えば、ロール・ツー・ロール方式の利用により大判のシート状に形成される。積層体が、調光シート10Nの貼付対象に応じた所望の形状に切り出され、切り出されたシートに対して第1端子部15A及び第2端子部15Bが形成されることによって、調光シート10Nが形成される。
(1)液晶組成物が充填される空隙を区画する樹脂組成物が、上記の一般式(1)で表される繰り返し単位を含むため、アクリレートを重合させて樹脂組成物を形成する際に、ネマチック‐等方相転移温度が110℃以上140℃以下の液晶化合物と、アクリレートとの相溶性が得られる。そして、樹脂組成物の全体にわたり、アクリレートの重合体から液晶組成物を均一に相分離させることが可能となる。結果として、調光シート10が正常に動作する温度範囲を拡張できる。
[変形例]
上記実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・調光シート10は、不透明状態において、画像を投影されるスクリーンとして用いられてもよい。不透明状態における遮光率が高い調光シート10であるほど、投影のための光の透過を抑えて画像を明瞭に映すことの可能なスクリーンの実現が可能である。
図3を参照して、上記実施形態の一例である実施例1~12及び比較例1~4について具体的に説明する。なお、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
[実施例1]
調光層を形成するための感光性組成物に含有される、第1アクリル重合体を形成するためのアクリレートを、アクリル酸メチルとした。アクリル重合体として、感光性組成物の全固形分量に対し、アクリル酸メチル(東京化成工業製)16mol%、ペンタエリスリトールトリアクリレート(製品名:A-TMM-3L、新中村化学工業株式会社製)11mol%、ウレタンアクリレート(製品名CN929、サートーマー製)21mol%を添加した。第2アクリル重合体を形成するためのアクリレートは添加しなかった。また、重合開始剤として、感光性組成物の全固形分量に対し、1‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(製品名:Irg184、BASF製)1mol%を添加した。
第1アクリル重合体を形成するためのアクリレートをアクリル酸ドデシル(東京化成工業製)16mol%とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
第1アクリル重合体を形成するためのアクリレートをアクリル酸メチルとし、含有率を11mol%とした。また、第2アクリル重合体を形成するためのアクリレートとして、イソボルニルアクリレート(製品名:A-IB、新中村化学工業株式会社製)18mol%を添加した。さらに、ペンタエリスリトールトリアクリレートの含有率を6mol%、ウレタンアクリレートの含有率を13mol%に変更した以外は実施例1と同様にして調光シートを得た。
第1アクリル重合体を形成するためのアクリレートを、アクリル酸ドデシル(同上)11mol%とした。また、第2アクリル重合体を形成するためのアクリレートとして、イソボルニルアクリレート(製品名:A-IB、新中村化学工業株式会社製)18mol%を添加した。さらに、ペンタエリスリトールトリアクリレートの含有率を6mol%、ウレタンアクリレートの含有率を13mol%に変更した以外は実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例1における液晶のネマチック‐等方相転移温度を125℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例2における液晶のネマチック‐等方相転移温度を125℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例3における液晶のネマチック‐等方相転移温度を125℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例4における液晶のネマチック‐等方相転移温度を125℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
[実施例9]
実施例1における液晶のネマチック‐等方相転移温度を140℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例2における液晶のネマチック‐等方相転移温度を140℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例3における液晶のネマチック‐等方相転移温度を140℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例4における液晶のネマチック‐等方相転移温度を140℃とした以外は、実施例1と同様にして調光シートを得た。
[比較例1]
液晶のネマチック‐等方相転移温度を100℃とした以外は、実施例3と同様にして調光シートを得た。
液晶のネマチック‐等方相転移温度を100℃とし、第1アクリル重合体及び第2アクリル重合体を形成するためのアクリレートを添加せず、ペンタエリスリトールトリアクリレートの含有率を15mol%、ウレタンアクリレートの含有率を33mol%に変更した以外は実施例1と同様にして調光シートを得た。
液晶のネマチック‐等方相転移温度を150℃とした以外は、実施例3と同様にして調光シートを得た。
第1アクリル重合体及び第2アクリル重合体を形成するためのアクリレートを添加せず、ペンタエリスリトールトリアクリレートの含有率を11mol%、ウレタンアクリレートの含有率を21mol%に変更した以外は実施例1と同様にして調光シートを得た。
実施例1~12及び比較例1~4の調光シートについて、調光シートが設置される空間の温度を「-30℃」~「100℃」の範囲で変えながら、透光駆動時の変化を確認した。ヘイズメータによって測定されるヘイズは温度に左右される傾向があるため、判定用装置30を作製した。
図6は実施例1~12及び比較例1~4の評価結果である。実施例1及び実施例2の調光シートは、-30℃~23℃の低温時~常温時において、透明駆動時の透明状態が「〇」であった。また、90℃~100℃の高温時においても不透明駆動時の不透明状態が「△」であり、不透明状態として十分なヘイズとなった。
10…調光シート
11…調光層
12A,12B…透明電極層
13A,13B…透明支持層
Claims (10)
- 液晶分散型の調光シートであって、
樹脂組成物及び液晶組成物を含む高分子分散型液晶又は高分子ネットワーク型液晶を有する調光層と、
前記調光層を挟む一対の透明電極層と、
前記調光層及び一対の前記透明電極層を挟む一対の透明支持層と、を備え、
前記液晶組成物における液晶化合物のネマチック‐等方相転移温度が110℃以上140℃以下であり、
前記樹脂組成物は、
以下の一般式(1)で表される繰り返し単位を含むアクリル重合体を含み、
前記アクリル重合体は分岐構造を有し、
R1が飽和アルキル基であり、
前記アクリル重合体は、前記飽和アルキル基として、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、及びトリシクロアルキル基のうち少なくとも一つを含む、
調光シート。
- R1が炭素数1以上12以下である前記飽和アルキル基である、請求項1に記載の調光シート。
- 前記アクリル重合体は前記ビシクロアルキル基を含む
請求項1又は2に記載の調光シート。 - 前記ビシクロアルキル基はイソボルニル基を含む
請求項3に記載の調光シート。 - -30℃以上100℃の温度下で、不透明状態のヘイズが85%以上、且つ透明状態のヘイズが6.0%以下である
請求項1~4のいずれか1項に記載の調光シート。 - 前記調光層に含まれる前記液晶化合物の含有率が50重量%以上である
請求項1~5のいずれか一項に記載の調光シート。 - 前記アクリル重合体は、R1である前記飽和アルキル基が、直鎖アルキル基である部分を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の調光シート。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の調光シートと、
前記透明電極層への駆動電圧の印加を制御する制御部と、
を備える調光装置。 - 液晶分散型の調光シートの製造方法であって、
透明電極層及び透明支持層を含む積層体の前記透明電極層に、アクリレート及び液晶組成物を含む感光性組成物を塗布する工程と、
前記感光性組成物が塗布された前記積層体と他の前記積層体との間に前記感光性組成物が位置するように重ねた状態で特定波長の光を照射し、前記アクリレートを硬化させる工程と、を含み、
前記液晶組成物における液晶化合物のネマチック‐等方相転移温度が110℃以上140℃以下であり、
前記アクリレートが、以下の一般式(2)で表されるアクリレートを含み、R2が飽和アルキル基であり、
前記飽和アルキル基として、シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、及びトリシクロアルキル基のうち少なくとも一つを含む、調光シートの製造方法。
- 液晶分散型の調光シートの製造方法であって、
透明電極層及び透明支持層を含む積層体の前記透明電極層に、アクリレート及び液晶組成物を含む感光性組成物を塗布する工程と、
前記感光性組成物が塗布された前記積層体と他の前記積層体との間に前記感光性組成物が位置するように重ねた状態で特定波長の光を照射し、前記アクリレートを硬化させる工程と、を含み、
前記液晶組成物における液晶化合物のネマチック‐等方相転移温度が110℃以上140℃以下であり、
前記アクリレートが、以下の一般式(2)で表されるアクリレートを含み、
R2が炭素数1以上12以下である飽和アルキル基であり、
前記飽和アルキル基が直鎖アルキル基であるアクリレートの含有率が10mol%以上20mol%以下である、調光シートの製造方法。
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