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JP2015532982A - Pdlc層を有している可変光散乱システム - Google Patents

Pdlc層を有している可変光散乱システム Download PDF

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JP2015532982A JP2015538522A JP2015538522A JP2015532982A JP 2015532982 A JP2015532982 A JP 2015532982A JP 2015538522 A JP2015538522 A JP 2015538522A JP 2015538522 A JP2015538522 A JP 2015538522A JP 2015532982 A JP2015532982 A JP 2015532982A
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Abstract

本発明は、二つの電極の間に配置されたPDLC層を含み、かつ透明状態と半透明状態の間で切替わる可変光散乱システムに関する。このPDLC層は、ポリマーマトリクス中に分散したマイクロドロップレットを形成している液晶混合物を含有している。このポリマーマトリクスは、ビニル化合物を含有している光重合性組成物から得られる。本発明はまた、30Vrms未満の切替え電圧で作動し、透明状態と半透明状態の間で切替わる可変光散乱システムの使用に関する。

Description

本発明は、可変光学特性を有している電気制御可能なグレージングの技術分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、支持体によって支持されている二つの電極の間に配置されたPDLC層を含んでいる、可変光散乱システムに関する。
グレージングは、好適な電力供給の効果によって変更することができるある種の特性を有することで知られている。ある種の特性とは、特に、電磁放射線の一定の波長の範囲の透過、吸収、又は反射あるいは光の散乱であり、電磁放射線とは、特に、可視光及び/若しくは赤外光である。
現在、商業利用可能であり、かつ透明状態と散乱状態の間を切替えることができるグレージングは、機能性フィルムを含む。この機能性フィルムは、液晶ドロップレットが組み込まれている層に隣接した電極を支持しているプラスチックシートの形をしている2つの支持体から構成されている。これらのアセンブリ全体が、中間層によって又は接着接合することによって、ガラス基材に、若しくは二つのガラス基材の間に、積層加工されている。当該フィルムに電力が供給された場合には(オン状態)、液晶は優先軸(favoured axis)に沿った方向に配向し、これは機能性フィルムを介して見ることを可能にする。電力が切れている場合には(オフ状態)、液晶ドロップレットが整列を欠き、フィルムが散乱状態になり、かつ見通しを妨げる。
出願人は、機能性フィルムの技術を使用せずに液晶を含む、新規の切替え可能なグレージングを開発してきた。この切替え可能なグレージングは、ポリマーマトリクス中に分散した多数の液晶ドロップレットを優先配向なしに含有している層(以下、PDLC(高分子分散型液晶)層)を含んでいる。PDLC層は、二つのガラス基材の間に直接的に封入されている。基材とPDLC層とで形成されたアセンブリは、接着剤の周辺ビード又は封止ガスケットの手段によって封止されている。国際公開第2012/028823号及び国際公開第2012/045973号は、かかるグレージングを開示している。この技術の使用は、使用する材料の節約によって安価であり、かつ電気光学的な観点から良好な性能である、グレージングの製造を可能にする。
機能性フィルムに組み込まれ、又は二つのガラス基材の間に直接封入されている液晶に基づく層を含む、切替え可能なグレージングは、高い動作電圧を要求する無視できない欠点を有している。正弦波形状の動作電圧の実効値は、典型的には、50Vrms(rms:二乗平均平方根)超である。実際には、動作電圧の低下は、消費電力の減少及び/又は停電の制限(短絡のリスクの減少)に繋がる利点に加えて、より高い安全性を要求する用途、例えば、浴室用途などへのかかるシステムの使用の想定を可能にする。
− 本発明によるならば、切替え電圧とは、5%未満のヘイズ値が得られる発端の正弦波信号の実効電圧であり、当該ヘイズ値は、ASTM D1003規格にしたがって測定される、
− 本発明によるならば、動作電圧とは、得られるヘイズ値の指定なしで透明状態を得るために、機能性フィルムの供給者によって推奨される正弦波信号の実効電圧である。
したがって、切替え電圧は、低いヘイズを有するために、最小の動作電圧に相当する。ヘイズは、2.5°超の角度で散乱した透過光の量に相当する。液晶は、印加した電圧が高い場合には、さらに良好に整列する(したがって、より小さなヘイズとなる)。印加した電圧が不十分な場合には、PDLC層は散乱性を残し、かつ白いブルームを生成することがある。当該白いブルームは、不透明の印象の主な原因となる。
したがって、切替え電圧の低下は、可変光散乱システムの光学的特性及び性能を犠牲にして行うべきでない。特に、可変光散乱システムの光学的特性及び性能とは、透明状態においてヘイズがないこと、透明状態における良好な光透過性、散乱状態における適度な光透過性、かつ散乱状態における、視野角によらない良好な隠蔽性である。散乱状態におけるグレージングの隠蔽性は、それを介して見通すことを許さない能力に相当する。
その結果として、切替え電圧を低くするのと同時に、可変光散乱システムの光学的特性を改善するために、出願人は、それらの複雑なシステムを支配しているメカニズムに関心を持ってきた。
マトリクス中に分散している散乱体を含有している散乱システムは、それらが含有している散乱体のサイズ及び密度に応じて、いろいろに、光を散乱する。本発明の可変光散乱システムは、散乱状態において、体積中に分散している散乱体としての液晶ドロップレットを含有している散乱層に相当する。これらの散乱体は、散乱層で形成された媒体を通過する光がミー散乱を受けるような、寸法及び密度を有していなければならない。この現象を観察するために、散乱体のサイズは、可視範囲の波長より大きくなければならず、典型的には、1又は数μmである。
このタイプの散乱層に垂直入射で照明を当てた場合には、透過で散乱した光の空間分布は、等方的でなく、かつ散乱体の形状(球、円柱、プレート等)、それらのサイズ、及びそれらの密度に強く依存する。
所定の散乱層について、透過におけるその散乱の指標(indicatrice)を決定することが可能である。これは、垂直入射で散乱層を照らすこと、そして透過において、初期の照射方向に対する角度の関数としての散乱光線の強度を測定することにある。散乱の指標は、異方性透過分布関数すなわちBTDFを測定する装置、例えば、STIL社製のREFLETベンチ等を用いて、測定することができる。入射光側とは反対側の半球中にある−90°〜90°の弧を横切る透過光を測定することによって得られるこの指標は、ピークを持つ形状の曲線を形成する。それら散乱の指標から抽出することができる情報は、ピーク頂点の高さと、ピーク基部の形状及び幅から得られる。約0°を中心とするピーク頂点は、垂直入射の角度に対応し、そこでは、散乱していない光が存在している。
ミー散乱によって説明される散乱を有している複数の散乱層間には、違いが生じなければならない。散乱体のサイズ及び密度に応じて、かつ、PDLC層の厚さにも応じて、散乱の指標は、様々な形状となる。
散乱層が、大きいサイズの散乱体を含有している、すなわち、散乱層の散乱体の密度が低くなる場合には、散乱の指標は、準三角のピークに近い形状を有する。当該三角形の基部の半値幅は、臨界角(絶対値)に相当する。この臨界角を超えて光線が散乱することは、事実上ない。この場合には、透過における散乱の指標は、まさしく前方に位置していると見なされる。
対照的に、散乱層がより小さな粒子を含有している場合には、散乱の指標は、二つの主な部分に分けることができる。「ベース」と呼ばれる曲線に重なり、ベルの形を有するピークが得られる。この場合には、光線は、広角度で散乱することができる。この場合には、透過における散乱の指標は前方に位置しづらくなると、見なされる。
散乱層が、散乱の分析結果が前方に位置するようなサイズ及び密度を有している粒子を含有している場合には、透過における散乱の指標の分析は、事実上、光線が臨界値を超える角度で散乱することは無いということを示すことができる。この場合には、光線の初期方向に対して散乱層を通過する光線の平均角度偏差の小さいことが、低い隠蔽性をもたらす。対照的に、散乱層が、まさしく前方に位置していないという、散乱の分析結果を有している場合には、光線の初期方向に対して散乱層を通過する光線のより大きな平均角度偏差が、より良い隠蔽性を得ることを可能にすると考えられる。
散乱状態において良好な隠蔽性を得るためには、液晶ドロップレットのサイズ及び密度を、そしてまた散乱層の厚さも、最適化することが要求される。
可変光散乱システムの場合では、低い動作電圧で十分な透明状態を得ることは、散乱状態における隠蔽性の改善を犠牲にして行うべきでない。しかしながら、PDLC層を含む可変光散乱システムは、複雑なシステムであり、このシステムの各特性は、切替え電圧の減少又は増加に影響しかねない。隠蔽性及び切替え電圧に影響するいくつかの特性は、共通している。切替え電圧に影響する特性の中で、言及できるものとしては、下記を挙げることができる:
− 液晶ドロップレットのサイズ、密度、及び形態、
− 液晶ドロップレット及びポリマーマトリクスの品質、特に、他方に一方の成分がないこと、
− PDLC層の作製のプロセスで生じた残留不純物、例えば、イオン種の存在、
− PDLC層の厚さ、
− 液晶の性質。
それらの特性の中で、いくつかは、PDLC層の作製のプロセス、出発材料の選択、又はそれらの両方に依存する。
PDLC層の作製のプロセスは、ポリマーマトリクス中に分散している液晶ドロップレットを形成するための、相分離ステップを含む。PDLC層の前駆体組成物中の成分の性質と濃度、温度及び操作条件、特に重合反応速度は、得られたマイクロドロップレットの形態に影響し、特にそれらのサイズ、それらの形状、それらの純度を決定し、及び場合によりそれらの相互連結(開放又は閉鎖の多孔性)を決定する。
その結果として、PDLC層を含む可変光散乱システムの切替え電圧を低下させることは、出発成分のみならず、前記PDLC層の作製のプロセスにも依存する。作製プロセスのパラメーター及び/又はPDLC層の特性と、切替え電圧の低減及び隠蔽性の改善とを、単純に相互に関連付けることはできない。
したがって、改善された光学的特性、特に、視野角によらず良好な隠蔽性と、また透明状態の正視においてより良好な品質とを有している、より低コストで切替え電圧の低い新規の可変光散乱システムを、開発する必要がある。
したがって、本発明は、二つの電極の間に配置されたPDLC層を含み、透明状態と半透明状態の間で切替わる可変光散乱システムに関する。このPDLC層は、ポリマーマトリクス中に分散したマイクロドロップレットを形成する液晶混合物を含み、かつ下記の基準、すなわち、
− ポリマーマトリクスは、ビニル化合物を含有している光重合性組成物から得られる、
− 液晶混合物及び光重合性組成物の総重量に対して、液晶混合物の重量の割合は、40%と70%の間である、
− PDLC層は、5μmと25μmの間の厚さを有する、
− ポリマーマトリクス中に分散した液晶ドロップレットの平均径は、0.25μmと2.00μmの間である、
という基準を充足する。
驚くべきことに、特許請求の範囲に記載の特徴を兼ね備える本発明の可変光散乱システムは、得られる所望の特性に貢献し、特に、印加される低い実効電圧、特に、30Vrms未満、20Vrms未満、又は15Vrms未満の実効電圧でさえ優れた透明性と、散乱状態における良好な隠蔽性とを有している。それらの有利な特性は、特に、約15μmの厚さを有しているPDLC層があることによって、得られる。PDLC層は、好ましさの増す順に、10〜20μm又は12〜17μmの厚さを有している。
本発明はまた、30Vrms未満の切替え電圧で作動するかかるシステムの使用に関する。
ラジカル光重合性組成物から出発する重合反応誘起の相分離によって得られるPDLC層の選択は、最終生成物のイオン性汚染を低減すること、ひいては、液晶ドロップレットでの電界の遮蔽を制限することを可能にする。PDLC層中のイオン性不純物の存在は、透明状態への切替えをするために、より高い電圧の印加を必要とする。これは、これらの不純物が、各液晶ドロップレットでの有効電界を低下させる傾向を有しているためである。ラジカル重合は、出発化合物としてのイオン種を必要としない。このタイプの重合は、イオン種も生じない。その結果として、ラジカル重合の場合には、イオン種が液晶に溶解する可能性及び電界の遮蔽に関与する可能性がない。
ドロップレットの平均寸法によって、かつ(ポリマーマトリクス中に溶解している液晶が非常に少量であることを受け入れることによって)光重合性組成物に対する液晶混合物の、重量による相対的割合によって、PDLC層中のドロップレットの密度を間接的に推定することができる。PDLC層中における、ドロップレットの平均サイズと、サイズ及び分布に関するそれらの均一性とは、重合条件に強く依存している。
ドロップレットのサイズ及び密度と、PDLC層の多孔性のタイプ(閉鎖、開放、又は半開放)と、切替え電圧との間の関係は、複雑である。
閉鎖の多孔性の球状ドロップレットに対する切替え電圧は、ドロップレットのサイズが増加すると、減少すると考えられる。
しかしながら、ドロップレットのサイズの増加は、散乱状態における良好な隠蔽性を得ることを犠牲にする。
ドロップレットの密度の増加は、隠蔽性を改善する。しかしながら、ドロップレットの密度の増加はまた、複数の前記ドロップレットの間の相互連結(開放又は半開放の多孔性)のリスクを増大させる。実験は、開放の多孔性が切替え電圧の増加をもたらすことを示しているようである。これは、閉鎖の多孔性が、PDLC層の体積に対するポリマーマトリクス/液晶混合物の界面面積の割合を、開放の多孔性の場合よりかなり低くするという事実によって、説明されると考えられる。しかしながら、特にこの界面に位置している液晶は、ポリマーマトリクスによってある程度「ブロック」されており、簡単に切替えし難い。
液晶混合物と光重合性組成物の割合比と、液晶ドロップレットのサイズとの選択から生じる、本発明にしたがって用いられるPDLC層の特定の形態の選択は、切替え電圧の低減及び光学的特性の改善に貢献する。本発明にしたがって用いられるPDLC層の形態は、互いの液晶ドロップレットの優れた個別化又は非合体によって定義することができる。本質的には、それらの液晶ドロップレットは、閉鎖の多孔性を有し、かつ液晶混合物及びポリマーマトリクスの間の界面で、ブロックされる可能性のある液晶をより小さな割合で含有している。この特定の形態の選択によって、光学的特性、例えば、良好な隠蔽性などを得ることを害することなく、切替え電圧を低くすることを可能にする折合いがうまくつけられる。
想定することができる種々の化合物の中からポリマーマトリクスの構成成分モノマー、オリゴマー、又はプレポリマーとしてビニル化合物を特に選択すると、ターゲットとする液晶ドロップ密度に向かって架橋している間に、優れた相分離を得ることが可能になる。これは、小さな寸法、具体的には、マイクロメーターのオーダーであることを考慮しても、均一である寸法のドロップレットを有しているPDLC層をもたらし、このPDLC層の密度は高い。液晶は、ドロップレット中に良好に分布し、かつポリマーマトリクス中に独立に分散していない。
したがって、液晶が希釈されてポリマーマトリクス中に見出されることは、ほとんどなく、かつモノマー又はプレポリマーが液晶ドロップレット中に見出されることも、ほとんどない。このようにして、液晶の誘電異方性を低減し、ひいては、液晶を整列させるために高電圧の使用を必要とする可能性がある、液晶ドロップレット内の残留モノマー又はプレポリマーの存在は、抑制される。また、このようにして、ドロップレットに属することなく、ポリマーマトリクス中に溶解している液晶の存在も、抑制される。なお、ポリマーマトリクス中に溶解している液晶は、電力を供給したときに切替えを行うことができない。
ラジカル重合を含むPDLC層の作製プロセスの選択、出発化合物の特定の割合及び性質、並びに重合条件の組み合わせからは、システムの光学的特性及び性能を害することなく、切替え電圧を低減することを可能にする、最適な厚さ、ドロップレット密度、及び形態を有しているPDLC層が得られることになる。
本発明の可変光散乱システムは、有利に、透明状態と散乱状態の間でほとんど変化しない光透過率を有している。好ましくは、可変光散乱システムは、
− 透明状態での光透過率TLonと半透明状態での光透過率TLoffとの、(TLon−TLoff)で定義される光透過率の変化が、35%未満、好ましくは30%未満、より好ましくは25%未満であり、かつ/又は
− 透明状態でのヘイズHonと半透明状態でのヘイズHoffとの、(Hoff−Hon)で定義されるヘイズの変化が、90%超、好ましくは95%超、より好ましくは97%超であり、かつ/又は
− 透明状態において、ASTM D1003規格にしたがって測定した光透過率TLonが、75%以上、好ましくは80%以上であり、及びASTM D1003規格にしたがって測定した透過でのヘイズHonが、5%以下、好ましくは3%以下であり、かつ/又は
− 散乱状態において、ASTM D1003規格にしたがって測定した光透過率TLoffが、50%以上、好ましくは60%以上であり、及びBYK社製のHazeGard Plus ヘイズメーターを用いて測定した透過でのヘイズHoffが、95%以上、好ましくは88%以上であり、かつ/又は
− 散乱状態及び透明状態において、ISO 9050:2003規格(D65光源、視野角2°)にしたがって測定した光反射率RLが、30%未満、好ましくは25%未満、及びさらに好ましくは20%未満であり、
− 透明状態での光反射率RLonと半透明状態での光反射率RLoffとの、(RLon−RLoff)で定義される光反射率の変化が、15%未満、好ましくは10%未満、より好ましくは5%未満である。
ヘイズ及び透過率の値(H及びTL)は、%で、BYK社製のHazeGard Plus ヘイズメーターによって測定される。光反射率RLは、ISO 9050:2003規格(D65光源、視野角2°)にしたがって測定される。上記透明状態、すなわち、オン状態で与えられた光透過率、光反射率、及びヘイズの値は好ましくは、30Vrms、好ましくは20Vrms、より好ましくは15Vrmsの印加電圧で、得られるのが好ましい。
散乱状態においては、入射光のほとんどは散乱方式で透過し、かつ入射光の極一部は液晶ドロップレットによって、反射し、又は後方散乱する。
液晶を含有しているPDLC層は、液晶混合物及び光重合性組成物を含有しているPDLC層の前駆体組成物を調製し、続いて前記組成物の架橋又は重合によって、得ることができる。光重合性組成物は、モノマー、オリゴマー、及び/又はプレポリマー、並びに重合開始剤を含有している。PDLC層のこの前駆体組成物は、「層」形状の電極で被覆された支持体上に被着される。支持体によって支持されている第二電極で、前記層を挟み込む。UV光の照射によって硬化している間に、液晶がマイクロドロップレットの形で組み込まれて、ポリマーマトリクスが形成される。したがって、PDLC層は、ラジカル光重合で誘起された相分離ステップによって、得られる。
本発明で用いられる液晶は、周囲温度で好ましくはネマチックであり、正の誘電異方性を有している。本発明で好適である液晶及び液晶混合物の例は、特に、欧州特許出願公開第0564869号明細書及び欧州特許出願公開第0598086号明細書に開示されている。
本発明で特に好適である液晶混合物としては、4−((4−エチル−2,6−ジフルオロフェニル)−エチニル)−4’−プロピルビフェニルと、2−フルオロ−4,4’−ビス(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)ビフェニルとの混合物を含み、製品番号MDA−00−3506で、Merck社から販売されている製品を使用することができる。
ネマチック液晶は、複屈折性材料である。液晶又は液晶混合物の複屈折性Δnは、材料の二つの主な指標、通常光屈折率nと異常光屈折率nとの差異に対応する(Δn=n−n)。
液晶は、ドロップレット中においてランダムな方向に配向している。したがって、印加電界がない場合には、n =1/3(n +2n )の関係で定義される液晶ドロップレットの平均屈折率を算出することができる。
ポリマーマトリクスはまた、屈折率nを有している。
好ましくは、PDLC層は、下記の条件、すなわち、
− 液晶の通常光屈折率と異常光屈折率との差異は、0.2と0.3の間である、
− 液晶又は液晶混合物と、ポリマーマトリクスとは、それぞれ、実質的に等価な、通常光屈折率と、屈折率とを有する、
− 液晶混合物の通常光屈折率と、ポリマーマトリクスの屈折率の間の差異は、0.050未満、好ましくは0.010未満である、
− 液晶混合物の平均屈折率と、ポリマーマトリクスの屈折率との差異は、0.100超、好ましくは0.125超である、
を充足する。
− 本発明によるならば、「実質的に等価な屈折率」とは、550nmの波長において複数の屈折率の間の差異の絶対値が0.050以下、好ましくは0.015未満、より好ましくは0.010未満である場合をいう。
− 本発明によるならば、「異なる屈折率」とは、550nmの波長においてそれらの屈折率の間の差異の絶対値が0.050超、好ましくは0.100以上、より好ましくは0.125超である場合をいう。
液晶ドロップレットは、好ましさの増す順に、0.25μmと1.80μmの間、0.60μmと1.30μmの間、又は0.70μmと1.00μmの間の平均径(境界値を含む)を有している。
液晶混合物及び光重合性組成物の総重量に対する液晶混合物の重量の割合は、50%と65%の間であるのが有利である。
光重合性組成物は、PDLC層のポリマーマトリクスの前駆体組成物に対応する。この組成物は、放射線、好ましくはUV放射線の作用の下、ラジカル経路を経て重合又は架橋することができる化合物を含む。
「ビニル化合物」の表現は、本発明の目的において、少なくとも一つの(CH=CR)−ビニル官能基を含むモノマー、オリゴマー、プレポリマー、又はポリマーを意味することを理解されたい。この官能基は、光重合条件にさらされると、ソリッド構造で提供されるポリマーネットワークを与える。本発明によれば、ビニル化合物と表現するものとしては、少なくとも一つの(CH=CH−CO−O−)官能基又は(CH=C(CH)−CO−O−)官能基を含む、アクリル及びメタクリル化合物を挙げることができる。
したがって、ビニル化合物又はビニル基を含む化合物としては、アクリロイル若しくはメタアクリロイル、アリル、又はビニルベンゼン基を含むモノマー類、オリゴマー類、プレポリマー類、及びポリマー類を挙げることができる。ビニル基を含むそれらの化合物は、単官能性又は多官能性であってよい。特に、モノアクリレート類、ジアクリレート類、N−置換アクリルアミド類、N−ビニルピロリドン類、スチレン及びその誘導体、ポリエステルアクリレート類、エポキシアクリレート類、ポリウレタンアクリレート類、並びにポリエーテルアクリレート類を挙げることができる。
本発明によれば、光硬化性ビニル基を含む種々の化合物を用いることができる。しかしながら、(メタ)アクリレート基を含む化合物を用いることが好ましい。これは、それらが、特に高い硬化速度で、照射によるポリマーマトリクスと液晶の間の優れた相分離を可能にし、ひいては、安定かつ均質な生成物の製造を可能にするためである。
本発明による好適なビニル化合物は、例えば、欧州特許出願公開第0272585号明細書に開示されており、特に、アクリレートオリゴマー類である。ビニル化合物は、好ましくはアクリレート化合物若しくはメタクリレート化合物又は(メタ)アクリレート化合物である。用語「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味すると理解されたい。
本発明の光重合性組成物は、好ましくは、アクリレート及び/又はメタクリレート(以下、(メタ)アクリレート)化合物を含む。本発明で用いられる(メタ)アクリレート化合物は、単官能及び多官能(メタ)アクリレート類、例えば、単官能、二官能、三官能、又は多官能(メタ)アクリレート類から選択してよい。かかるモノマー類の例としては、
− 単官能(メタ)アクリレート類、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−又はtert−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、カプロラクトンアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレートなど、
− 二官能(メタ)アクリレート類、例えば、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレンジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなど、
− 三官能(メタ)アクリレート類、例えば、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、エトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリプロピレングリコールトリアクリレートなど、
− より高官能性の(メタ)アクリレート類、例えば、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチルプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレート、又はヘキサ(メタ)アクリレートなど、
を挙げることができる。
好ましくは、光重合性組成物は、少なくとも一種の単官能ビニル化合物、好ましくはアクリレートモノマー、少なくとも一種の二官能ビニル化合物、好ましくはジアクリレートモノマー、及び少なくとも一種の単官能、二官能、又は多官能ビニルオリゴマー、好ましくはアクリレートオリゴマーを含む。
光重合性組成物は、光重合性組成物の総重量に対する重量で、
− 30%〜95%、好ましくは35%〜60%、より好ましくは40%〜55%の単官能ビニル化合物、
− 1%〜35%、好ましくは10%〜25%、より好ましくは5%〜25%の二官能ビニル化合物、
− 1%〜50%、好ましくは20%〜40%、より好ましくは25%〜35%の単官能、二官能、又は多官能ビニルオリゴマー、
− 0%〜15%、好ましくは5%〜10%の少なくとも一種のメルカプタン化合物、
を含有している。
一実施形態によれば、光重合性組成物は、光重合性組成物の総重量に対する重量で、好ましさの増す順に、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上のビニル化合物を含有している。
したがって、溶媒を全く使用しない限りにおいて、一度架橋したポリマーマトリクスは、ビニル化合物の重合によって得られたポリマーを50%以上含有している。好ましくは、ポリマーマトリクスは、ビニル化合物の重合によって得られたポリマーを、好ましさの増す順に、ポリマーマトリクスの総重量に対する重量で、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、92%以上、95%以上で、含有している。
有利な一実施形態によれば、ビニル化合物を含有している光重合性組成物は、光重合性組成物の総重量に対する重量で、好ましさの増す順に、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上のアクリレート化合物及び/又はメタクリレート化合物を含有している。
光重合性組成物はまた、光重合性組成物の総重量に対する質量で、0.01%〜5%の光開始剤を含有してもよい。本発明で好適な光開始剤としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタノンを挙げることができる。
重合性組成物は、他の重合可能なコモノマー類を含有してもよい。
光重合性組成物の例としては、Nematel社から販売されている製品MXM035から得られた組成物を挙げることができる。この製品は、
− 二種のアクリレートモノマー、エチルヘキシルアクリレート及びヘキサンジオールジアクリレートと、アクリレートオリゴマー類との混合物、
− メルカプタン、
− それらのUV重合用の光開始剤、
を含有している。
アクリレート及びメルカプタンに基づく組成物の他の例は、米国特許第4,891,152号明細書、欧州特許出願公開第0564869号明細書、及び欧州特許出願公開第0598086号明細書に開示されている。
PDLC層はまた、スペーサを含む。スペーサは、ガラスで、例えば、ガラスビーズなどで作製してもよく、又は硬質プラスチックで、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)若しくはジビニルベンゼンポリマーなどから作製してもよい。これらのスペーサは、好ましくは透明であり、かつポリマーマトリクスの屈折率と実質的に等しい光学指数を有しているのが好ましい。スペーサは、非導電性材料で作製される。
複数の電極は、それぞれ、好ましくはガラス基材から選択される支持体によって、支持されている。支持体は、それらの端部で封止ガスケットにより互いに取り付けられている。
電極を支持している支持体は、封止ガスケットによって、端部で取り付けられている。好ましくは、封止ガスケットは、PDLC層を形成しているポリマーマトリクスと同様の性質の材料から選択され、換言すれば、ビニル化合物、好ましくは(メタ)アクリレート化合物に基づく。
本発明の別の対象は、透明状態と半透明状態の間で切替わる可変光散乱システムを有している、電気制御可能なグレージングである。この可変光散乱システムは、マイクロドロップレットを形成している液晶を含有しているPDLC層を含み、このマイクロドロップレットは、二つの電極の間に配置されているポリマーマトリクス中に分散している。これらの電極は支持体によって各々支持され、前記支持体は、ガラス、好ましくは無機ガラスの板である。この支持体は、電極の横に位置するそれらの面の端部で、封止ガスケット、好ましくは架橋ポリマーに基づく封止ガスケットによって、保持されている。
最終的に、本発明は、30Vrms未満、好ましくは20Vrms未満、より好ましくは15Vrms未満の切替え電圧の印加を特徴とする、上記で定義したように透明状態と半透明状態の間で切替わる可変光散乱システムの使用に関する。
PDLC層は二つの電極に隣接し、電極は散乱層と接している。各電極は、少なくとも一つの導電性層を含む。導電性層は、透明導電性酸化物(TCO)、すなわち、良好な導体であるとともに可視スペクトルにおいて透明である材料、例えば、スズをドープした酸化インジウム(ITO)、アンチモンをドープした若しくはフッ素をドープした酸化スズ(SnO:F)、又はアルミニウムをドープした酸化亜鉛(ZnO:Al)等を含むことができる。ITOに基づく導電性層は、50〜200オーム/スクエアの表面抵抗を有している。
これらの酸化物系導電性層は、数多の公知技術、例えば、マグネトロンスパッタリング、蒸着、ゾル−ゲル技術、及びまた気相成長技術(CVD)等によって、基材の上又は中間層の上に直接50〜100nmの程度の厚さで、被着させるのが好ましい。
導電性層はまた、金属層、好ましくは薄層又は薄層のスタックでよく、TCC(透明導電膜)と呼ばれ、例えば、Ag、Al、Pd、Cu、Pd、Pt、In、Mo、Auから作られ、典型的には、2nmと50nmの間の厚さを有することができる。
導電性層を含む電極は、電源に繋がれる。
電極は、例えば、一例としてインジウムスズ酸化物(ITO)から作られ、約20〜400nmの厚さを有する透明な導電性層を含む。ITO層は、5Ω/□と300Ω/□の間の電気表面抵抗を有している。ITOから作られた層の代わりに、同じ目的で、第一及び/又は第二電極用に、表面抵抗が同等な銀を含有している他の導電性酸化物層又はスタックを使用することもできる。
この場合、電極の導電性層を基材の一つの面上に直接被着し、こうして電極を支持している基材を形成することができる。基材は、ガラス基材、例えば、平坦なフロートガラスの板でよい。電極支持体がガラス基材である場合には、DIAMANT(登録商標)又はPlanilux(登録商標)としてサン−ゴバングラス社から販売されているガラス基材から選択することができる。ガラス基材は、0.4mmと12mmの間、好ましくは0.7mmと6mmの間の厚さを有するのが好ましい。
また、本発明は、本発明の可変光散乱システムと、それぞれが可変光散乱システムの電極を支持している二つの支持体とを含む電気制御可能なグレージングに関する。
電気制御可能な液晶グレージングは、いずれでも、すなわち、建設部門でも自動車部門でも、すなわち、グレージングを介して見ることを所定の機会に防止せねばならないときにはいつでも、使用することができ、特に、
− 建造物の内部において(二つの部屋の間又はスペースで)、地上、空中、又海上輸送手段において(二つの区画の間又はタクシー中で)、内部パーティションとして、
− ガラス張りのドア、窓、天井、又はタイル(床、天井)として、
− 地上、空中、又は海上輸送手段の、側面の窓又は屋根として、
− 映写幕として、
− ショーウィンドウ又は展示ケース、特にカウンターのショーウィンドウ又は展示ケースとして、
用いることができる。
本発明のグレージングは、パーティション及び他の窓(扇形窓タイプ)の全部又は一部を形成することができる。
電気制御可能なグレージングの取り付けは、一般的に、
− フレーム内へのグレージングの取り付け、及び
− グレージングに特有の電源の取り付け、
を必要とする。
これらの取り付けは、慣例的に、各技術分野の熟練工、例えば、ガラス工及び電気技師によって、個別に行われる。
本発明の可変光散乱システムを含む電気制御可能なグレージングは、良好な光学的特性を維持するのと同時に、低い転流電圧を有している。この場合、電力消費は、嵩張らない電源の使用を可能にするのに十分に少ない。したがって、本発明の電気制御可能なグレージングを「すぐに使える」装置に組み込むことができる。前記グレージングの取り付けが簡単になり、かつそのコストが低減する。
したがって、本発明は、上記で定義したグレージングと、フレームと、電源とを含む装置にも関する。電源は、フレーム中に含まれている。
電源は、電流を、適切なパラメータ(電力、電圧)の下、安定かつ一定の方式で、可変光散乱システムに供給するため、電力網からそれを送るシステムに相当する。その低減されたサイズのため、電源を、フレームの内部、例えば、脇柱の中に配置することができる。
第一の変形によれば、電源は、電力網に接続することができる電源プラグを含む電源リード線に繋がれる。装置は、電源プラグを幹線にただ接続するだけで、容易に取り付け、かつスイッチを入れることができるという点において、すぐに使える。
電源は、フレーム内部に取り付けるのに十分に小さく、かつ幹線電源に繋げるよりむしろバッテリーで作動してよい。バッテリー電源を有しているという事実が、取り付け後の即座の使用を可能にする。
第二の変形によれば、電源は、バッテリー電源である。装置はまた、バッテリー受け入れ用の区画を含む。この区画は、フレーム上に配置され、例えば、フレームの脇柱にアクセス可能な、開閉可能のはね蓋を含むことができる。はね蓋は、バッテリー区画へのアクセスと、必要ならばバッテリーの取り替えとを可能にする。
電源が装置内に既に含まれているため、取り付けの際に、電気技師を動員する必要は、もはやない。有利なことに、装置への電源の組み込みは、取り付けの際そしてまた輸送の際の取扱いについて、装置をより頑強にする。最終的に、万が一故障した場合には、故障が電源に起因するのか、あるいは電気制御可能なグレージングに起因するのかにかかわらず、原因を調査するために、装置を容易に取り外し、交換することができる。
装置はまた、フレームに取り付けられたスイッチを含むことができる。スイッチは、プラグに繋がり、かつ電源に繋げることができる。スイッチは、押しボタン、又は遠隔操作で作動させることができる赤外線受信機でよい。
大きな寸法の構造物を、いくつかの装置を隣り合わせて設置することによって製造することができる。各装置が赤外線受信機を含む場合には、それらを一気に制御することによって、又は時間をかける周期的なプログラムにしたがうことによって、全く同一の遠隔操作を、それらの赤外線受信機に個別に行うことができる。
フレームの選択は、例えば、ガラス戸、窓、又はパーティションとしてのグレージングの用途に応じて行う。
図4は、ガラス戸又は窓タイプのコンポーネント6に組み込まれる、本発明の装置を示している。装置は、電気制御可能なグレージング1と、フレーム2と、電源3と、フレーム2の脇柱に固定されたスイッチ4と、ドア又は窓を開けるのに近い側に設置され、かつ電源プラグを含む電源コード5とを、含む。
図5は、ガラス戸又は窓タイプのコンポーネント6に組み込まれる、本発明の装置を示している。装置は、電気制御可能なグレージング1と、フレーム2と、電源3と、フレーム2の脇柱に固定されたスイッチ4と、バッテリー受け入れ用の区画7とを、含む。
図1は、可変光散乱システムSDLV1、SDLV2、及びSDLV3を走査型電子顕微鏡で撮影した際の三つの像、A、B、及びCを示している。 図2は、印加する実効電圧(Vrms)の関数として、可変光散乱システムSDLV1、SDLV2、及びSDLV3のヘイズ(%)の変化を示すグラフである。 図3は、印加する実効電圧(Vrms)の関数として、可変光散乱システムSDLV1、SDLV2、及びSDLV3のヘイズ(%)の変化を示すグラフである。 図4は、ガラス戸又は窓タイプのコンポーネント6に組み込まれる、本発明の装置を示している。 図5は、ガラス戸又は窓タイプのコンポーネント6に組み込まれる、本発明の装置を示している。
I.使用した材料
使用した透明基材は、サン−ゴバン社から販売されているPlanilux(登録商標)ガラスである。
それらの基材は、3.85mmの厚さを有している。電極は、約50〜200オーム/スクエアの表面抵抗を有しているITO(スズをドープした酸化インジウムの層)で構成されている。
使用する液晶混合物は、製品番号MDA−00−3506で、Merck社から販売されている製品に対応し、この製品は、
− 4−((4−エチル−2,6−ジフルオロフェニル)エチニル)−4’−プロピルビフェニル、及び
− 2−フルオロ−4,4’−ビス(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)ビフェニル、
を含有している。
この液晶混合物は、下記の特性、すなわち、
− 通常光屈折率:1.5164、
− 異常光屈折率:1.7738、
− 複屈折性:0.2574、
を有している。
光重合性組成物は、Nematel社から販売されている製品MXM035から得られる。この製品は、二つのパートA及びB中に、
− 二種のアクリレートモノマー、すなわち、エチルヘキシルアクリレート及びヘキサンジオールジアクリレートと、アクリレートオリゴマーとの混合物(パートB)、
− メルカプタン(パートA)、
− それらのUV重合用の光開始剤(パートA)、
を含有している。
かかる光重合性組成物を架橋することから生じるポリマーマトリクスは、(液晶ドロップレットなしで)1.482の屈折率を有している。
スペーサは、15μmの平均径を有しているSekisui Micropearlの名称で販売されているビーズである。
封止ガスケットは、光硬化性アクリレート系接着剤から成る。
II.可変光散乱システムの作製
PDLC層の前駆体組成物の作製:
− 光重合性組成物を、パートA及びBの総重量に対して、13.5重量%のパートA及び86.5重量%のパートBを混合することによって、製品MXM035から調製し、
− 液晶混合物及び光重合性組成物の総重量に対して、47.5重量%の光重合性組成物及び52.5重量%の液晶混合物MDA−00−3506を混合し、
− 液晶混合物及び光重合性組成物の総重量に対して、0.3重量%のSekisui Micropearlスペーサを添加した。
電極で被覆した支持体の作製:
ITOの層を、Planilux(登録商標)ガラスの上に、マグネトロンプロセスによって、被着した。
可変光散乱システムの作製:
− 封止ガスケットとして用いられるアクリレート系接着剤を、支持体の端部に適用し、
− PDLC層の前駆体組成物を、支持体によって支持されている電極上に被着し、
− 電極で被覆した第二支持体を、第一のものの上に配置して、互いに向き合った二つの導電体層をPDLC層の前駆体組成物の層で分離し、
− 二つのガラスを一緒にプレスし、
− このアセンブリをUV光線に暴露する。
電極を支持しているガラス基材の間にある前駆体層の封入のさらなる詳細については、それらの作製プロセスを明確に記載している国際公開第2012/028823号及び国際公開第2012/045973号を参照することができる。
III.可変光散乱システムの特徴
Figure 2015532982
ドロップレットの平均寸法及びドロップレットの密度を変えるために、暴露条件、すなわち、UV露光パワー及びUV露光時間を変える。
図1は、可変光散乱システムSDLV1、SDLV2、及びSDLV3を走査型電子顕微鏡で撮影した際の三つの像、A、B、及びCを示している。
図2及び3は、印加する実効電圧(Vrms)の関数として、可変光散乱システムSDLV1、SDLV2、及びSDLV3のヘイズ(%)の変化を示すグラフである。
最適な可変光散乱システムは、球状ドロップレット及び15Vrmsの切替え電圧を有しているSDLV1である。SDLV3は、切替え電圧を確実に増加させることになる、より小さな寸法のドロップレットを有している。これは、界面面積/体積の比の増加に起因している可能性がある。
IV.すぐに使える装置
4mmガラスを重ねたSDLV1タイプの可変光散乱システムを含む電気制御可能なグレージングは、35kg/mの重量を持つ。30Vrmsのグレージングのmあたりの電力消費は、1W/mである。12Vrmsでの、グレージングのmあたりの電力消費は、0.16W/mである。以下、グレージングペインと呼ぶ、寸法20×20cmの寸法を有している正方形のグレージングは、
− 重量:1.4kg、
− 電力消費:6.4mW、すなわち、0.53mAの電流、
という特徴を有している。
その結果として、12Vrmsで0.53mAの電流が流れるAAバッテリー電源(1Aの程度の容量)により給電されるグレージングペインを含む装置は、24時間中24時間で78日超(1000mAh/0.53mA = 1875h)のバッテリー寿命を有している。
同一条件の下、バッテリー電源及び1mのアクティブグレージングペインを含む装置は、3日のバッテリー寿命を有している。
同一条件の下、バッテリー電源及び1mのアクティブグレージングペインを含む装置は、3日のバッテリー寿命を有している。本発明の実施態様の一部を以下の項目[1]−[24]に記載する。
[項目1]
二つの電極の間に配置されたPDLC層を含み、透明状態と半透明状態の間で切替わる可変光散乱システムであって、
前記PDLC層は、ポリマーマトリクス中に分散したマイクロドロップレットを形成している液晶混合物を含み、かつ下記の基準、すなわち、
− 前記ポリマーマトリクスは、ビニル化合物を含有している光重合性組成物から得られる、
− 前記液晶混合物及び前記光重合性組成物の総重量に対して、前記液晶混合物の重量の割合は、40%と70%の間である、
− 前記PDLC層は、5μmと25μmの間の厚さを有する、
− 前記ポリマーマトリクス中に分散した前記液晶ドロップレットの平均径は、0.25μmと2.00μmの間である、
という基準を充足する可変光散乱システム。
[項目2]
前記PDLC層が、10μmと20μmの間の厚さを有していることを特徴とする、項目1に記載の可変光散乱システム。
[項目3]
前記液晶混合物が、4−((4−エチル−2,6−ジフルオロフェニル)エチニル)−4’−プロピルビフェニルと、2−フルオロ−4,4’−ビス(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)ビフェニルとを含有していることを特徴とする、項目1又は2に記載の可変光散乱システム。
[項目4]
前記液晶混合物の通常光屈折率と前記ポリマーマトリクスの屈折率との差が、0.050未満であることを特徴とする、項目1〜3のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目5]
前記液晶混合物の平均屈折率と前記ポリマーマトリクスの屈折率との差が、0.100超であることを特徴とする、項目1〜4のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目6]
前記液晶ドロップレットの前記平均径が、0.70μmと1.00μmの間であることを特徴とする、項目1〜5のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目7]
前記液晶混合物及び前記光重合性組成物の総重量に対して、前記液晶混合物の重量の割合が、50%と65%の間であることを特徴とする、項目1〜6のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目8]
前記ビニル化合物が、アクリレート化合物又はメタクリレート化合物であることを特徴とする、項目1〜7のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目9]
前記光重合性組成物が、下記を含有していることを特徴とする、項目1〜8のいずれか一項に記載の可変光散乱システム:
− 少なくとも一種の単官能ビニル化合物、好ましくはアクリレートモノマー、
− 少なくとも一種の二官能ビニル化合物、好ましくはジアクリレートモノマー、
− 少なくとも一種の単官能、二官能、又は多官能ビニルオリゴマー、好ましくはアクリレートオリゴマー。
[項目10]
前記光重合性組成物が、前記光重合性組成物の総重量に対する重量で、下記を含有していることを特徴とする、項目1〜9のいずれか一項に記載の可変光散乱システム:
− 30%〜95%の単官能ビニル化合物、
− 1%〜35%の二官能ビニル化合物、
− 1%〜50%の単官能、二官能、又は多官能ビニルオリゴマー、
− 0%〜15%の少なくとも一種のメルカプタン化合物。
[項目11]
前記ビニル化合物を含有している前記光重合性組成物が、前記光重合性組成物の総重量に対して、50%以上のアクリレート化合物及び/又はメタクリレート化合物を含有していることを特徴とする、項目1〜10のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目12]
前記PDLC層が、スペーサを更に含むことを特徴とする、項目1〜11のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目13]
複数の前記電極が、それぞれ、ガラス基材から選択される支持体によって支持されていることを特徴とする、項目1〜12のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目14]
前記支持体が、それらの端部で封止ガスケットにより互いに取り付けられていることを特徴とする、項目13に記載の可変光散乱システム。
[項目15]
透明状態での光透過率TL on と半透明状態での光透過率TL off との、(TL on −TL off )で定義される光透過率の変化が、35%未満であることを特徴とする、項目1〜14のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目16]
透明状態でのヘイズH on と半透明状態でのヘイズH off との、(H off −H on )で定義されるヘイズの変化が、90%超であることを特徴とする、項目1〜15のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
[項目17]
下記を有していることを特徴とする、項目1〜16のいずれか一項に記載の可変光散乱システム:
− 透明状態において、ASTM D1003規格にしたがって測定して75%以上の光透過率TL on 及び透過における5%以下のヘイズH on 、かつ/又は
− 散乱状態において、ASTM D1003規格にしたがって測定して50%以上の光透過率TL off 及びBYK社製のHazeGard Plus ヘイズメーターを用いて測定して透過における95%以上のヘイズH off 、かつ/又は
− 散乱状態及び透明状態において、ISO 9050:2003規格にしたがって測定して厳密に30%未満の光反射率RL。
[項目18]
30Vrms未満の切替え電圧を印可することを特徴とする、透明状態と半透明状態との間で切替わる、項目1〜17のいずれか一項に記載の可変光散乱システムの使用。
[項目19]
項目1〜17のいずれか一項に記載の可変光散乱システムと、前記可変光散乱システムの電極を各々で支持している二つの支持体とを含む、電気制御可能なグレージング。
[項目20]
項目19に記載の電気制御可能なグレージングと、フレームと、前記フレーム内に含まれている電源とを含む、装置。
[項目21]
前記電源が、電源プラグを含む電源リード線に繋がっていることを特徴とする、項目20に記載の装置。
[項目22]
前記電源が、バッテリー電源であることを特徴とする、項目20に記載の装置。
[項目23]
前記バッテリー電源受け入れ用の区画を更に含むことを特徴とする、項目22に記載の装置。
[項目24]
前記フレームに取り付けられたスイッチを更に含むことを特徴とする、項目20〜23のいずれか一項に記載の装置。

Claims (24)

  1. 二つの電極の間に配置されたPDLC層を含み、透明状態と半透明状態の間で切替わる可変光散乱システムであって、
    前記PDLC層は、ポリマーマトリクス中に分散したマイクロドロップレットを形成している液晶混合物を含み、かつ下記の基準、すなわち、
    − 前記ポリマーマトリクスは、ビニル化合物を含有している光重合性組成物から得られる、
    − 前記液晶混合物及び前記光重合性組成物の総重量に対して、前記液晶混合物の重量の割合は、40%と70%の間である、
    − 前記PDLC層は、5μmと25μmの間の厚さを有する、
    − 前記ポリマーマトリクス中に分散した前記液晶ドロップレットの平均径は、0.25μmと2.00μmの間である、
    という基準を充足する可変光散乱システム。
  2. 前記PDLC層が、10μmと20μmの間の厚さを有していることを特徴とする、請求項1に記載の可変光散乱システム。
  3. 前記液晶混合物が、4−((4−エチル−2,6−ジフルオロフェニル)エチニル)−4’−プロピルビフェニルと、2−フルオロ−4,4’−ビス(トランス−4−プロピルシクロヘキシル)ビフェニルとを含有していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の可変光散乱システム。
  4. 前記液晶混合物の通常光屈折率と前記ポリマーマトリクスの屈折率との差が、0.050未満であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  5. 前記液晶混合物の平均屈折率と前記ポリマーマトリクスの屈折率との差が、0.100超であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  6. 前記液晶ドロップレットの前記平均径が、0.70μmと1.00μmの間であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  7. 前記液晶混合物及び前記光重合性組成物の総重量に対して、前記液晶混合物の重量の割合が、50%と65%の間であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  8. 前記ビニル化合物が、アクリレート化合物又はメタクリレート化合物であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  9. 前記光重合性組成物が、下記を含有していることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の可変光散乱システム:
    − 少なくとも一種の単官能ビニル化合物、好ましくはアクリレートモノマー、
    − 少なくとも一種の二官能ビニル化合物、好ましくはジアクリレートモノマー、
    − 少なくとも一種の単官能、二官能、又は多官能ビニルオリゴマー、好ましくはアクリレートオリゴマー。
  10. 前記光重合性組成物が、前記光重合性組成物の総重量に対する重量で、下記を含有していることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の可変光散乱システム:
    − 30%〜95%の単官能ビニル化合物、
    − 1%〜35%の二官能ビニル化合物、
    − 1%〜50%の単官能、二官能、又は多官能ビニルオリゴマー、
    − 0%〜15%の少なくとも一種のメルカプタン化合物。
  11. 前記ビニル化合物を含有している前記光重合性組成物が、前記光重合性組成物の総重量に対して、50%以上のアクリレート化合物及び/又はメタクリレート化合物を含有していることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  12. 前記PDLC層が、スペーサを更に含むことを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  13. 複数の前記電極が、それぞれ、ガラス基材から選択される支持体によって支持されていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  14. 前記支持体が、それらの端部で封止ガスケットにより互いに取り付けられていることを特徴とする、請求項13に記載の可変光散乱システム。
  15. 透明状態での光透過率TLonと半透明状態での光透過率TLoffとの、(TLon−TLoff)で定義される光透過率の変化が、35%未満であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  16. 透明状態でのヘイズHonと半透明状態でのヘイズHoffとの、(Hoff−Hon)で定義されるヘイズの変化が、90%超であることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の可変光散乱システム。
  17. 下記を有していることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の可変光散乱システム:
    − 透明状態において、ASTM D1003規格にしたがって測定して75%以上の光透過率TLon及び透過における5%以下のヘイズHon、かつ/又は
    − 散乱状態において、ASTM D1003規格にしたがって測定して50%以上の光透過率TLoff及びBYK社製のHazeGard Plus ヘイズメーターを用いて測定して透過における95%以上のヘイズHoff、かつ/又は
    − 散乱状態及び透明状態において、ISO 9050:2003規格にしたがって測定して厳密に30%未満の光反射率RL。
  18. 30Vrms未満の切替え電圧を印可することを特徴とする、透明状態と半透明状態との間で切替わる、請求項1〜17のいずれか一項に記載の可変光散乱システムの使用。
  19. 請求項1〜17のいずれか一項に記載の可変光散乱システムと、前記可変光散乱システムの電極を各々で支持している二つの支持体とを含む、電気制御可能なグレージング。
  20. 請求項19に記載の電気制御可能なグレージングと、フレームと、前記フレーム内に含まれている電源とを含む、装置。
  21. 前記電源が、電源プラグを含む電源リード線に繋がっていることを特徴とする、請求項20に記載の装置。
  22. 前記電源が、バッテリー電源であることを特徴とする、請求項20に記載の装置。
  23. 前記バッテリー電源受け入れ用の区画を更に含むことを特徴とする、請求項22に記載の装置。
  24. 前記フレームに取り付けられたスイッチを更に含むことを特徴とする、請求項20〜23のいずれか一項に記載の装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018116273A (ja) * 2017-01-13 2018-07-26 日東電工株式会社 光学積層体
JP2020173399A (ja) * 2019-04-12 2020-10-22 凸版印刷株式会社 調光シート、および、調光シートの製造方法
CN116529659A (zh) * 2020-11-13 2023-08-01 凸版印刷株式会社 调光片

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2952372A1 (fr) * 2014-06-04 2015-12-09 AGC Glass Europe Vitrage comprenant un film à cristaux liquides
CN104950459A (zh) * 2015-05-27 2015-09-30 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 一种视角增强型指向性背光裸眼立体显示装置
EP4083696A1 (en) * 2015-06-30 2022-11-02 Gauzy Ltd. Advanced polymer dispersed liquid crystal (pdlc) for a display projection screens
CN106367082A (zh) * 2016-08-22 2017-02-01 江苏和成显示科技股份有限公司 一种具有驱动电压低、对比度高的显示器件
ES2922627T3 (es) * 2017-01-13 2022-09-19 Nitto Denko Corp Película de control de luz
TWI632401B (zh) * 2017-06-22 2018-08-11 友達光電股份有限公司 顯示裝置
HUE055362T2 (hu) 2017-07-27 2021-11-29 Saint Gobain Jármûablak meghatározott cseppecskenagyság eloszlású PDLC-filmmel a koronaeffektus csökkentésére
CN110095896A (zh) * 2018-01-29 2019-08-06 北京大学 一种基于液晶/高分子复合材料的调光膜的制备方法
IT201800005680A1 (it) * 2018-05-24 2019-11-24 Illuminazione a luce bianca regolabile
CN108957826A (zh) * 2018-08-18 2018-12-07 深圳市华科创智技术有限公司 一种pdlc调光材料、调光膜及其制备方法
US11598986B2 (en) * 2018-09-27 2023-03-07 Saint-Gobain Glass France Electrically controllable device having variable diffusion by liquid crystals, and method for same
CN110596800B (zh) 2019-09-29 2022-02-15 重庆京东方显示照明有限公司 用于光扩散膜的基膜、光扩散膜、显示装置及其制备方法
KR102151969B1 (ko) * 2019-12-11 2020-09-04 주식회사 지투비 투과도 가변창의 제조방법 및 그에 의해 제조된 투과도 가변창
CN113710474A (zh) 2020-03-13 2021-11-26 法国圣戈班玻璃厂 具有投影元件和功能元件的复合玻璃板
FR3108990A1 (fr) * 2020-04-01 2021-10-08 Saint-Gobain Glass France Dispositif electrocommandable a diffusion variable par cristaux liquides et son procede
CN114672322A (zh) * 2022-04-15 2022-06-28 深圳市高仁电子新材料有限公司 一种pdlc调光材料、调光膜及调光膜的制备方法
KR20250024595A (ko) * 2023-08-10 2025-02-19 주식회사 리비콘 잔상이 개선된 고분자 분산 액정 디스플레이

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0135620B1 (ko) * 1985-09-17 1998-04-22 유겐 피. 웬닝거 액정 광변조 재료, 액정 광변조 장치 및 액정 광변조 재료의 제조방법
WO1987001822A1 (en) * 1985-09-17 1987-03-26 Kent State University Liquid crystal light-modulating materials
EP0272585B1 (en) 1986-12-23 1997-03-12 Asahi Glass Company Ltd. Liquid crystal optical device and process for its production.
US4891152A (en) 1987-12-28 1990-01-02 Hughes Aircraft Company Dispersion of liquid crystal droplets in a photopolymerized matrix and devices made therefrom
EP0564869A1 (en) 1992-03-31 1993-10-13 MERCK PATENT GmbH Electrooptical liquid crystal systems
GB9211731D0 (en) 1992-06-03 1992-07-15 Merck Patent Gmbh Electrooptical liquid crystal system
US5641426A (en) * 1994-04-29 1997-06-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Light modulating device having a vinyl ether-based matrix
AUPO816097A0 (en) * 1997-07-22 1997-08-14 Sustainable Technologies Australia Limited Combined electrochromic and photovoltaic smart window devices and methods
US7754295B2 (en) * 2006-06-29 2010-07-13 Industrial Technology Research Institute Single substrate guest-host polymer dispersed liquid crystal displays
JP5162867B2 (ja) * 2006-09-19 2013-03-13 富士ゼロックス株式会社 液晶含有組成物、液晶含有組成物の製造方法、及び液晶表示素子
WO2011043100A1 (ja) * 2009-10-09 2011-04-14 シャープ株式会社 表示パネル、表示システム、携帯端末、電子機器
FR2964473B1 (fr) 2010-09-03 2012-08-17 Saint Gobain Vitrage multiple a diffusion variable par cristaux liquides, son procede de fabrication
CN102385188B (zh) * 2010-09-06 2013-07-24 北京众智同辉科技有限公司 塑胶型液晶膜及其制造方法
FR2965641B1 (fr) 2010-10-04 2013-10-11 Saint Gobain Vitrage multiple a diffusion variable par cristaux liquides, son procede de fabrication

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018116273A (ja) * 2017-01-13 2018-07-26 日東電工株式会社 光学積層体
JP2020173399A (ja) * 2019-04-12 2020-10-22 凸版印刷株式会社 調光シート、および、調光シートの製造方法
JP7310247B2 (ja) 2019-04-12 2023-07-19 凸版印刷株式会社 調光シート、および、調光シートの製造方法
CN116529659A (zh) * 2020-11-13 2023-08-01 凸版印刷株式会社 调光片
JP7533512B2 (ja) 2020-11-13 2024-08-14 Toppanホールディングス株式会社 調光シート

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