JPH0267501A - 光制御板の製造方法 - 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散乱する光制御
板の製造方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５７−１８９４８９号
公報に示されているものがある。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。

また、特願昭６２−３１６４６０　　（Ｓ　６２．１２
．１４出願）「光制御板およびその製造方法」に見られ
るような、それぞれの屈折率に差がある分子内に１個以
上の重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物からなる
光重合性組成物に特定方向から光を照射して硬化させる
ことによって製造される光制御板がある。この場合、光
源として棒状ランプが用いられ、硬化した樹脂板は光源
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、生成した樹脂板は屈折率の異なる領域が、あ
る方向に配向した状態で存在しており、特定角度より入
射した光はこの構造により散乱されるものと考えられて
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 前記した光制御板の製造方法においては、光重合性組成
物である被照射体の光源の短軸方向（以後、これを被照
射体の長さ方向と称する）の長さが光源から見て、被照
射体の視角が２０°以上の角度をもつようになると、被
照射体への光の入射角度が長さ方向の位置によって異な
るために、製造された光制御板は、長さ方向の位置によ
って散乱する入射光の角度が明白に異なる。例えば、垂
直方向の入射光が散乱されるように製造した光制御板で
あっても、光源から見て、視角が２０°以上になる部分
では垂直方向の入射光は散乱されることなく透過する。

このように、前記の光制御板の製造方向では、散乱する
入射光の角度が一定な光制御板の長さが著しく制限され
るという問題点があった。換言すれば、散乱する入射光
の角度が一定な大面積の光制御板を製造することができ
ない。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、散乱する入射光の入射角度が一定な光制御板
の製造方法を提供するものである。

すなわち本発明は、それぞれ分子内に重合性炭素−炭素
結合を有し、かつ互に屈折率が異なるすくなくとも２種
の化合物を含有する光重合性組成物を所定の長さおよび
巾を有する膜状体に維持することと、線状光源を、前記
膜状体に対向して前記光源の長軸方向が前記長さ方向を
横切って伸びるように配置することと、前記膜状体の巾
方向位置によってあらかじめ定めた角度で前記光源から
の光を前記膜状体の一部分に照射するための照射角度限
定手段を前記光源と前記膜状体との間に配置することと
、前記光源および前記限定手段に対して前記膜状体をそ
の長さ方向に相対移動させながら前記膜状体の長さ全体
にわたって所定の照射角度で前記光源からの光を照射し
て前記膜状体を硬化させることを含む特定の入射角度で
入射する光を選択的に散乱する光制御板の製造方法であ
る。

本発明において用いられる重合性炭素−炭素二重結合を
有する化合物としては分子内にアクリロイル基、メタア
クリロイル基、ビニル基あるいはアリル基等を有するも
のが好適である。この化合物として、例えば、ポリエス
テルアクリレート、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、ある
いはビスフェノールＡジアクリレート、２．２−ビス（
４−アクリロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル
）プロパンなどの多官能性アクリレートあるいはこれら
のアクリレートに対応するメタクリレート類、または、
テトラヒドロフルフリルアクリレート、エチルカルピト
ールアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルア
クリレート、イソボルニルアクリレート、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−３−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、フェニルアクリ
レート、トリブロモフェニルアクリレート、フェノキシ
エチルアクリレート、トリブロモフェノキシエチルアク
リレート、ベンジルアクリレート、ｐ−ブロモベンジル
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単官能性アクリレ
ートに対応するメタクリレート類、または、スチレン、
ｐ−クロロスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルアセテ
ート、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニ
ルナフタレン等のビニル化合物、あるいは、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート、ジアリリデンペン
タエリスリトール、トリアリルイソシアヌレート、ジア
リルフタレート、ジアリルイソフタレート等のアリル化
合物などがあげられる。

これらの化合物は、モノマーまたはオリゴマーとしても
使用できる。

本発明では、これらの化合物から選ばれる少なくとも２
種を混合物として使用するが、それらの単独重合体の屈
折率はそれぞれ異なっていなければならず、それらの屈
折率差が大きいほど得られる樹脂のヘイズ率は高くなる
。少なくとも２種の化合物はすくなくとも０．０１、よ
り好ましくは少なくとも０．０５の屈折率差を有するこ
とが好ましい。３種またはそれ以上の種類の化合物を使
用するときはそれらの単独重合体のいずれか２つの屈折
率の差が上記条件を満足しておればよい。すくなくとも
０．０１の屈折率差を有する２種の化合物の混合率は重
量比率で１０：９０−９０：１０の範囲にあることが好
ましい。またこれらの樹脂の相溶性は、ある程度低い方
が好ましい。もし相溶性があまり高い場合には、得られ
る樹脂が完全に均一になってしまいヘイズ（白濁）が発
生しない。

また、相溶性が極端に低くなり過ぎると光硬化する以前
に相分離が生じるため得られる樹脂のヘイズ率が上昇し
過ぎて全面ヘーズとなり、全く光制御機能を示さなくな
る。

本発明において、光制御樹脂板は上記の化合物の混合物
および必要に応じて光重合開始剤を含む光重合性組成物
を膜状体に維持し、線状光源からの光、好ましくは紫外
線を照射することにより得られる。ここで用いられる光
重合開始剤は特に限定されるものではなく、通常の光重
合で使用されているものならどのようなものでもよい。

例えば、ベンゾフェノン、ベンジル、ミヒラーズ・ケト
ン、２−クロロチオキサントン、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−メチルプロピオフェノン
、１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトンなどが
あげられる。

本発明において、上記光重合性組成物を基板上に塗布す
るかあるいは、光重合用の照射光に対して透明な２枚の
板状体を所定の間隔を隔てて設けたセル中に前記組成物
を封入することにより膜状体が維持される。

本発明における「膜状体」の語は、その厚みに比して相
対的に大きな寸法の表面積を有するものを指し、シート
状体を含むものとして定義する。

この膜状体は通常２５μｍ〜１０００μｍの厚み、２０
Ｃ１１〜２００Ｃ１１１の巾および２０Ｃｒｎ〜数百ｍ
の長さを有する。

本発明において、基板上に塗布されるかまたは、セル中
に封入される光重合性組成物の膜厚は、ある程度厚くな
ければならず、少゛なくとも２５μｍ必要であり、好ま
しい膜厚は１００μｍ、さらに好ましくは２００μｍ以
上である。即ち、本発明によれば、紫外線照射により硬
化した膜状体の内部に特定方向からの入射光のみを散乱
する特殊な構造を有する層が形成される。この層は、屈
折率の異なる微小構造が、特定方向に平行に配列して並
んだ構造を有しているものと考えられる。光重合性組成
物の膜厚があまりに小さいとこの微小構造の層の形成が
妨げられる。この膜厚が大になるに従って、微小構造の
層の厚みも大となり光散乱性能（ヘーズ率）が高くなる
ので好ましい。

本発明で使用される線状光源は、膜状体の光重合性組成
物の光重合に寄与する紫外線その他の光を発するもので
あって、被照射位置（膜状体の表面）から見て光源が線
状の形状をなしているものである。被照射位置から見た
光源の大きさは、光源の長軸方向の視角Ａがすくなくと
も８°、好ましくはすくなくとも１２°であり、光源の
短軸方向の視角Ｂが多くともＡ／４、より好ましくは多
くともＡ／１０であるようのものが好ましい。棒状の紫
外線ランプは好ましい線状照射光源の１つである。長さ
約４０ｃｍ、太さ約２ＣＩ１１の棒状紫外線ランプ（３
ＫＷ）を例えば水平に保った１０ｃｍＸ１０ｃｍの膜状
体部分の上方４０ｃｍにランプが膜面に平行になるよう
に配置したとき、上記視角Ａは約５４°であり、視角Ｂ
は約３°であって、本発明における好適な線状光源であ
る。このような線状光源の他に、被照射位置から見て、
光源がみかけ上、線状になるようなもの、例えば点光源
を多数個連続して線状にならべたもの、またはレーザ光
などからの光を回転鏡および凹面鏡を用いて走査（被照
射位置の１点について異なる多数の角度から照射）する
ようにした装置も線状光源として使用することができる
。

照射光が紫外線の場合、棒状紫外線ランプは、紫外線を
発生するものなら特に限定されるものではないが、通常
は水銀ランプあるいはメタルハライドランプなどが取扱
の容易さを考慮した場合好適である。

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。

ここで選択的光散乱機能を有する光制御板について詳述
する。

水平に置かれた前記光重合性組成物の膜状体の上方に、
例えば約４０１上方で膜面中央から立てた垂直面から測
ってＺ＝約４５°傾斜した位置に前記線状光源を、その
光源の長さ方向が前記垂直面に平行になるようにかつ水
平に配置して光を照射し、膜の硬化反応を生じさせると
、作成された膜には異方性が生じる。すなわち、第１２
図に示すように膜の断面を見ると、内部に微小構造の層
２３が形成される。この層の厚みｄ２は約２５〜５００
０μＩであり、表面からの層の深さｄｌは０−１００μ
ｍである。

ｄｌの厚みは膜の硬化反応が生じる雰囲気によって変化
する。

ここで膜の厚みｄ３は通常は２５〜５０００μｍである
。平面図である第１３図及び側面図である第１４図に示
すように、微小構造層２３は線状照射源２５に平行な方
向にのびる多数の細長い微小体２４から構成される。第
１３図のＡ−Ａ線で切った断面図である第１５図に示す
ようにこの微小体２４の各々は照射源から光の照射方向
Ｚよりも小さい角度Ｚ′だけ傾斜していることが観察さ
れる。

この角度Ｚ′は、照射した光が膜内を屈折し進行する屈
折角にほぼ等しい。各微小体２４のピッチｄ５は０．１
〜２０μｍである。この膜の光選択散乱性は、第１６図
において、照射源からの照射角Ｚに等しい角度Ｙｌで入
射する光、及び膜の反対側で照射角Ｚに等しい角Ｙ２で
入射する光は最も強く散乱される。言い替えればその角
度で膜を通して向こう側を見たとき、最も白濁して視界
が妨げられる。入射する光は必ずしも第１６図の紙面に
平行な入射光だけでななく、前記入射角Ｙ１またはＹ２
の光線を含みかつ紙面に垂直な平面内を通って膜に入射
する光（紙面に投影して測った入射角がＹｌまたはＹ２
に等しい入射光）も最も強く散乱される。そして種々の
入射角の光に対するヘーズ率は第１７図に示すように、
Ｚの入射角の近傍において最大である山形のグラフ形状
を示す。

もし照射光源の大きさが小さくなり、前記視角で表して
、長軸方向の視角Ａが５°未溝になったときは、重合後
の膜はもはや異方性を示さなくなり、どの方向の入射光
に対しても散乱するようになる。このように照射光源と
して点光源または、実質的に平行な光を用いて重合した
膜は無方向性の光散乱を示すようになる。

また逆に照射光源の大きさが次第に大きくなると、ヘー
ズ率のグラフの山の高さが低くなり、照射光源の大きさ
が前記視角で表して、短軸方向の視角Ｂが１００°より
も大きくなったときは、もはや異方性を示さなくなる。

すなわち、照射され重合された膜は、どの方向から見て
も透明であり、選択的な光散乱を示さなくなる。

このように線状照射源を用いて重合した膜が選択的光散
乱特性を示す理由は明かではないが、次のように推定す
ることができる。第１５図において、微小体２４とそれ
らの間にある物質２６とはおそらく異なる屈折率を有し
ており、（この異なる屈折率は、膜の原料として用いる
光重合性の化合物の単独重合体の屈折率差と深い関連が
あると考えられる）、微小体の傾斜角Ｚ′に近い角度で
膜内に入ってきた光は屈折率の異なる領域の境界で回折
しその結果散乱光となると考えられる。

照射光源が面光源または拡散光源である場合には、この
ような微小構造は形成されることはなく、膜は透明であ
って選択的な光散乱を示さない。また照射光源が点光源
である場合には、膜内には微小構造は形成されるものの
、線状照射源の場合のような規則性がなくランダムに配
置し、従って、どのような入射光に対しても方向性のな
い光散乱を与える膜となるのではないかと考えられる。

本発明において、線状光源を、前記膜状体に対向して前
記光源の長軸方向が前記長さ方向を横切って伸びるよう
に、好ましくは長軸方向が膜状体の長さ方向に直交しか
つ膜状体の表面に平行になるように、配置する。

膜状体は、それが光制御機能を有したときの異方性の説
明を容易にするために、長さおよび巾を有するものとし
て記述する。膜状体はその巾よりも短い長さを有してい
てもよい。

そして、前記膜状体の巾方向位置によってあらかじめ定
めた角度で前記光源からの光を前記膜状体の一部分に照
射するための照射角度限定手段を前記光源と前記膜状体
との間に配置する。照射角度限定手段としては、もし膜
状体の全１１にわたって−様な角度で光照射すべきとき
は、先端縁部が膜状体の中方向に伸び本体が膜状体の進
行の上手方向に伸びるように設けた光遮蔽板をあげるこ
とができる。

本発明において、前記光源および前記限定手段に対して
前記膜状体を例えばコンベア上に載置してその長さ方向
に移動させながら前記光源からの光を照射する。上記の
光遮蔽板の下を通過してその先端縁部から出てきた膜状
体部分は光源位置と先端縁部との位置から定まる所定の
角度で光照射され、硬化する。光源位置を固定している
場合には、光遮蔽板の先端縁部の位置（又は形状）を調
整することにより光照射角度を制御することができ、膜
状体の長さ方向に沿って一定の照射角度が得られる。従
って硬化後の膜状体はその長さ方向に沿って、選択的光
散乱のための一定の光入射角度を持つことができる。

光源および前記限定手段を固定して前記膜状体を移動さ
せる代わりに、膜状体を固定し、光源および前記限定手
段を移動させてもよい。しかしながら、長い帯状の膜状
体の照射処理をおこなうには前者の方法が好都合である
。

照射角度を限定することができる前記光遮蔽体はできだ
け膜状体に接近して配置するのが照射角度を限定するた
めに好ましい。照射角度限定手段として膜状体の巾方向
に開口するスリットを有する光遮蔽体を用いることもで
きる。その際スリット中としては、用いる重合組成物の
重合速度、膜状体の相対移動速度、光照度等に応じて適
当な値を決めることができる。

〈発明の効果〉 本発明の光制御板の製造方法によれば製造しようとする
光制御板の長さに制限されることなく、一定の散乱され
る入射光の入射角度を有する光制御板を連続的に製造す
ることかできる。すなわち、必要に応じた大面積の光制
御板を製造することができる。また連続した帯状の膜状
体に、その長さ方向に沿って一定の散乱入射角を付与せ
しめることができるので、この選択散乱機能を有する帯
状の膜状体を所望の寸法に切断して光制御板を組み立て
ることができる。

〈実施例〉 以下本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１ 平均分子量２０００のポリプロピレングリコールとトル
エンジイソシアネート及び２−ヒドロキシエチルアクリ
レートの反応によって得たポリエーテルウレタンアクリ
レート（屈折率１．４８１）１００部に対してＮ−ビニ
ルピロリドン（屈折率１．５０９）１００部およびベン
ジルジメチルケタール６部を添加混合した重合性組成物
を、０．５鶴厚のスペーサをはさんだ長さ５００ｍ、巾
３００ｍｍの２枚のガラス板の間に注入して厚みが５０
０μｍの重合性組成物の膜状体を形成する。第１図およ
び第２図に示すように、このガラス板４をコンベア３の
上にその進行方向がガラス板の長さ方向（ＡＢ）に平行
になるように水平に置き、４００鶴／分の速さで移動さ
せる。コンベアの上方にコンベア面から４００鶴の高さ
に棒状紫外線ランプ１　　（８０Ｗ／ａｍ、　　２ｋｗ
、　ランプ直径２ｃｔａ、ランプ長２５ｃｎ）をその長
さ方向が水平でかつコンベア進行方向に直交するように
配置する。コンベア上のガラス板４のすぐ上に、光遮蔽
板２を配置する。

光遮蔽板２の先端部５は紫外線ランプ直下よりコンベア
進行下手方向にα＝１０°の角度傾斜した所にコンベア
進行方向に直交するように位置し、光遮蔽板２の本体は
コンベア進行の上手方向に伸びている。

コンベア３上でガラス板４を移動させながら紫外線ラン
プからの光を照射させることにより、ガラス板４の中の
重合性組成物の膜状体は重合硬化し、光制御板が得られ
る。

ＪＩＳＫ−６７１４に準じ積分球式光′ｆａ透過率測定
装置により光制御板の各部分の全光線透過率および散乱
光透過率を測定しヘーズ率（曇価）を求めた。

光制御板をその辺ＢＣに平行な軸のまわりに傾けて光を
辺ＢＣに直角な方向から入射させながら入射光と光制御
板との角度を変化させて、上記価を算出した。ヘーズ率
の入射光角度依存性を第３図に示す。

図において横軸の入射光の角度は光制御板のＢＣ辺側か
ら光制御板の表面に平行な光を０°、光制御板の表面Ｓ
に向けて垂直な入射光を９０°として表わしている。８
０°の角度で入射した光に対するヘーズ率が最も高い値
を示している。光制御板のいずれの部分について測定し
ても第３図のヘーズ率の曲線は変わらなかった。上記の
８０”の角度を保ったまま、入射光の位置を光制御板の
長さ方向に変化させ、た場合の光制御板の長さ方向のヘ
ーズ率の位置依存性を第４図に示す。光制御板に対して
８０゛の角度で光を入射した場合のへ一ズ率は光制御板
の長さ方向について一定であることが第４図かられかる
。

実施例２ 平均分子！２０００のポリテトラメチレンエーテルグリ
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たポリエーテル
ウレタンアクリレート（屈折率１．４９０）１００部に
対してトリブロムフェノキシエチルアクリレート１００
部およびベンジルジメチルケタール６部を添加混合した
樹脂組成物を長さ５００ｍ、巾３００鶴のガラス板の上
に流し出して３００μｍの厚さの膜状体を形成する。

第５図に示すように、光遮蔽板としてコンベア進行方向
に対して直角に伸びる巾１００ｍｍのスリット開口を有
するものを紫外線ランプの直下に配置し、上記ガラス板
７を用いる以外は実施例１と同様に照射して、光制御板
が得られる。この光制御板のヘーズ率の入射角度依存性
および光制御板の長さ方向のヘーズ率の位置依存性＝（
９０”の角度で光を入射、入射角＝０°）はそれぞれ第
６図および第７図に示す。

第７図からヘーズ率が−様な大面積の光制御板が得られ
ていることがわかる。

実施例３ ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート（屈折率１．
５６０）１００部に対して２．２．３．３−テトラフル
オロプロピルアクリレート１００部（屈折率１．３６３
）およびベンジルジメチルケタール６部を添加混合した
樹脂組成物を実施例２と同様にして硬化させ、光制御板
を得た。製作した光制御板の入射角０°　（９０°の角
度で入射）のときのヘーズ率位置依存性を第８図に示す
。

第８図からヘーズ率が−様な大面積の光制御板が得られ
ていることがわかる。

比較例１ 実施例１と同じ重合性組成物を０．５　ｍｍ厚のスペー
サをはさんだガラス板間に注入し、幅３００　ｍｍ、長
さ５００鶴の被照射体とする。

第９図に示すように、これを水平面に対して辺ＡＢが１
０°の角度を有するように固定し、長さ方向の中心部の
直上４００　ｍｌの位置に水銀ランプをその長さ方向が
辺ＡＢに直角になるように水平に固定して、照射し硬化
させる。製作した光制御板のヘーズ率の入射角度依存性
および位置依存性（入射角０°）はそれぞれ第１０図に
および第１１図に示す。第１Ｏ図においてＰ、　Ｑ、　
Ｒは光制御板への光入射位置がそれぞれ第１１図のＰ、
　　Ｑ。

Ｒに対応して、辺ＢＣのすぐ近く、中央、辺ＡＤのすぐ
近くの位置におけるヘーズ率を示している。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の一つの実施例
を示す側面図および斜視図、第３図および第４図はこの
実施例によって製造した光制御板の光散乱特性を示すグ
ラフ、第５図は本発明の他の実施例を示す側面図、第６
図および第７図はこの実施例によって製造した光制御板
の光散乱特性を示すグラフ、第８図は本発明の別の実施
例によって製造した光制御板の光散乱特性を示すグラフ
、第９図は比較例を示す側面図、第１０図および第１１
図はこの比較例によって製造した光制御板の光散乱特性
を示すグラフ、第１２図〜第１６図は本発明を原理的に
理解するための概略図である。 １・・・線状光源、２，６・・・照射角度限定手段、３
・・・コンベア、４．７・・・膜状化

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ分子内に重合性炭素−炭素結合を有し、かつ互
   に屈折率が異なるすくなくとも２種の化合物を含有する
   光重合性組成物を所定の長さおよび巾を有する膜状体に
   維持することと、線状光源を、前記膜状体に対向して前
   記光源の長軸方向が前記長さ方向を横切って伸びるよう
   に配置することと、前記膜状体の巾方向位置によってあ
   らかじめ定めた角度で前記光源からの光を前記膜状体の
   一部分に照射するための照射角度限定手段を前記光源と
   前記膜状体との間に配置することと、前記光源および前
   記限定手段に対して前記膜状体をその長さ方向に相対移
   動させながら前記膜状体の長さ全体にわたって所定の照
   射角度で前記光源からの光を照射して前記膜状体を硬化
   させることを含む特定の入射角度で入射する光を選択的
   に散乱する光制御板の製造方法。