JP2000155308A - 電気的制御可能な光学的特性可変組立体 - Google Patents

電気的制御可能な光学的特性可変組立体

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気伝導性の層2、3を備えた機能性フィル
ム1を含む、光の散乱/透過が可変である電気的に制御
可能な組立体であり、当該フィルム1が、媒体中に懸濁
している、二色性の色素を伴う液晶又は粒子の形態、特
に偏光粒子の形態の、「能動」要素を有する組立体であ
って、寿命・耐久性の向上したものを提供する。 【解決手段】 能動要素のうちの少なくとも一部のもの
の光還元、とりわけ二色性色素又は偏光粒子それ自体の
光還元による劣化を防止/補償するための手段を一つ以
上備えた組立体とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的特性が可変
である電気制御可能な組立体(system)に関し、
より具体的に言えば、光の散乱及び/又は光の透過を適
当な給電の効果により変更することができるグレージン
グ(glazing)ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】特定の
性質を必要に応じ調節することができる、いわゆる「ス
マート」グレージングの要望が、実際に増大している。
グレージングの光の散乱のレベルを制御あるいは変更す
ることは、とりわけそれが透明になるよう、あるいは反
対に散乱性になって、グレージングの他方の側の個人又
は物体が見分けられるのを防ぐように、グレージングを
通しての可視性の度合いを制御するのを可能にする。そ
のようなグレージングには様々な用途があり、例えば、
建物内、とりわけオフィス内の部屋の間、あるいは陸
上、航空もしくは海上交通機関の二つの領域/区画間の
内部間仕切りにそのようなグレージングを備えつけるこ
と、又はショーウィンドーもしくは展示キャビネット、
あるいは任意のタイプの容器に取り付けることを検討す
ることが可能である。一般に、そのようなグレージング
は、建物又は交通機関の任意の窓(列車の窓、船舶の舷
窓、又は航空機の客室窓)に取り付けるのに使用するこ
ともできる。
【0003】現時点において、光の散乱/透過を電気的
に制御可能である種々の系統の機能系がある(以下、
「機能系」と呼ぶ)。
【0004】第一の系列の機能系は、液晶グレージング
の用語で知られている。これは、二つの導電性層の間に
配置された、ポリマー材料に基づくフィルムと、この材
料中に分散されている液晶、とりわけ正の誘電異方性を
有するネマチック液晶とを使用することに基礎を置く。
フィルムに電圧を印加すると、液晶は好ましい方向に配
向して、それにより視覚を可能にする。電圧が印加され
なければ、液晶は整列されず、フィルムは拡散性とな
り、視覚を妨げる。そのようなフィルムの例は、とりわ
けヨーロッパ特許第0238164号明細書と、米国特
許第4435047号、同第4806922号及び同第
4732456号各明細書に記載されている。このタイ
プのフィルムは、2枚のガラス基材の間に積層して取り
入れられると、サン−ゴバン・ビトラージュ社により
“Priva−Lite”の商標名で市販されている。
実際、“NCAP”(ネマチック曲線整合相(Nema
ticCurvilinearly Aligned
Phase))又は“PLDC”(ポリマー分散液晶
(Polymer Dispersed Liquid
Crystal))として知られる液晶を基にした任意
の装置(組立体)を使用することが可能である。
【0005】もう一つの系列は、オプティカルバルブ
(optical valve)の用語で一般に呼ばれ
るものであり、これは一般に、微小液滴が分散してい
る、随意に架橋した、ポリマーマトリクスを含むフィル
ムを包含し、これらの微小液滴は電界又は磁界の作用を
受けて好ましい方向に移動する特性を有する粒子を含有
している。これらのフィルムの両側に配置された導電層
の端子に印加される電位と配向可能な粒子の濃度及び性
質とに特に依存して、これらのフィルムは可変の光学的
特性を有する。例えば、国際出願第93/09460号
パンフレットには、架橋可能なポリオルガノシロキサン
マトリクスと無機又は有機の配向可能な粒子、より詳し
く言えば光を吸収する粒子、例えばポリヨージド粒子
等、とを含むフィルムを基にしたオプティカルバルブが
開示されている。フィルムに電圧が印加されると、これ
らの粒子は電圧が印加されていないときよりもはるかに
少なく光を遮り、従ってこの系は、光の透過率が可変で
あって一般にやはり変更することができる光の散乱を伴
うグレージングを得るのを可能にする。
【0006】オプティカルバルブを使おうとあるいは液
晶系を使おうと、これらの系は通常、ポリマーフィルム
の形態をしている。それに電力を供給するためには、そ
れを通常は、例えばスズをドープした酸化インジウム
(ITO)タイプ又はフッ素をドープした酸化スズ
(F:SnO2 )タイプのドープした金属酸化物製の、
特に透明である、二つの電気伝導性層の間に配置する。
更に、通常は、その二つの導電層を有するフィルムの面
の少なくとも一方に、例えばその面のおのおのに、キャ
リヤ/保護基材を備える。これは一般に透明である。そ
れは、硬質又は半硬質であるように選ぶことができ、ま
た、無機又は有機材料製、例えばガラス製、あるいはポ
リメチルメタクリレート(PMMA)タイプのアクリル
系ポリマー製でよい。それは軟質であってもよく、殊に
ポリエチレンテレフタレートPET製でもよい。こうし
て、容易に取り扱うことのできる軟質シートの形をし
た、PET/ITO/機能性フィルム/ITO/PET
タイプの構造を有することが可能である。次に、このア
センブリ(集成体)(ポリマー+電気伝導性層/少なく
とも一つのキャリヤ基材)を、ポリビニルブチラールP
VB又はエチレン−酢酸ビニルEVAタイプあるいは特
定のポリウレタンPUの有機ポリマーの少なくとも一つ
の接合層を使って、ガラスタイプの少なくとも一つの透
明な硬質基材に積層することができる。
【0007】液晶グレージングに他の機能を追加する試
みが、とりわけ光の散乱のレベルばかりでなく、色素を
利用して光の透過のレベルも変更することができるよう
に、なされている。例えばヨーロッパ特許第01566
15号明細書とヨーロッパ特許第0121415号明細
書には、例として、多色性タイプの色素が記載されてお
り、それらは液晶の液滴に溶解され、それにより電圧が
印加されていないときには濃く着色しているだけでなく
拡散性であり、そして電圧が印加されると透明なばかり
でなく不拡散性になるグレージングを得るのを可能にす
る。こうして、屋外の用途の場合においてより魅力的な
そのようなグレージングを、例えば建物の外面用のグレ
ージングとしてあるいは自動車のサンルーフとして利用
して、「スクリーン」効果を得ることができる。
【0008】ところが、これらの屋外用途はグレージン
グをかなりの応力にさらす。そして追加の色素を有する
機能系(例えば液晶グレージング等)あるいは、とりわ
け二色性タイプであることにより、それ自体が色素効果
を提供する偏光粒子を有する機能系は、それらのないも
のよりも著しく寿命が短い傾向があり、これはそれらを
屋外で使用した場合になお一層著しい、ということが分
かっている。
【0009】従って、本発明の目的は、この欠点を、光
の散乱/透過を電気的に制御可能である機能系を改良す
ることにより、最も詳しく言えば二色性の色素あるいは
色素効果のある偏光粒子を使用するものを改良すること
により取り除くことであり、改良点は殊にそれらの寿命
を増大させ且つそれらの耐久性を増大させようとするこ
とであった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の主題は、第一
に、電気伝導性の層を備えた機能性フィルムを含む、光
の散乱/透過が可変である電気的に制御可能な組立体
(system)である。このフィルムは、媒体中に懸
濁している、二色性の色素を伴う液晶の形態(液晶系)
か又は粒子の形態、特に偏光粒子の形態(オプティカル
バルブ系)の、いわゆる「能動」要素(“activ
e” element)を有する。本発明はまた、この
能動要素のうちの少なくとも一部のものの光還元、とり
わけ二色性色素(液晶系の場合)又は偏光粒子それ自体
(オプティカルバルブ系の場合)のそれによる劣化を防
止/補償するための手段を一つ以上備えた組立体を提供
する。
【0011】これは、本発明がこれらの系を早いうちに
老化させる機構を発見したからであり、これはそれらの
系が強烈な及び/又は長期の紫外線にさらされると二色
性色素と偏光粒子を不可逆的に劣化させる傾向のある光
還元機構であった。従って、解決策は、この劣化に対抗
するための手段を使用することにあり、これらの手段は
この光還元を防止しようとするか、あるいは好ましく
は、還元/劣化した形態の色素を恒久的に再酸化し、こ
うしてそれらが被る光化学的な還元を「補償」すること
により、それらをいわば「再生」するのを可能にしよう
というものであった。
【0012】第一の態様によれば、光還元による劣化を
防止する手段は、ドープされた金属酸化物を基にした導
電性層を含む多構成要素層の形態の二つの導電性層のう
ちの少なくとも一方を利用することを含み、当該層は化
学的性質を異にする少なくとも一つのバリヤ層によって
機能性層から物理的に隔離される。
【0013】「多構成要素(multicompone
nt)」層という用語は、本発明の趣旨においては電気
伝導性の「層」を一緒に形成する異なる材料製の少なく
とも二つの層が重なったものを意味すると理解すべきで
ある。当のドープされた金属酸化物は、ドープされた酸
化スズ、とりわけフッ素をドープされた酸化スズF:S
nO2 、スズをドープされた酸化インジウムITO、又
は例えばアルミニウムをドープされた、酸化亜鉛でよ
く、これらの材料は全て周知である。
【0014】「物理的に隔離」なる用語は、機能性フィ
ルムとドープされた金属酸化物の層との直接の接触のな
いことを意味すると理解すべきである。発明者らは、実
際のところ、系の早期の劣化の原因であると思われるも
のはこの直接の接触であることに気づいたが、これを説
明する一つの仮説は、金属酸化物はそれと隣接するフィ
ルムの劣化を引き起こすのに十分な光触媒作用の特性を
有するのであろうというものである。従って、本発明が
提供する解決策は、ドープされた金属酸化物から作製さ
れた電気伝導性層をその欠点に悩まされることなく使用
しつづけることができるためにバリヤ層を利用すること
にある(これは、これらの層の、とりわけCVDタイプ
の熱分解による又は真空スパッタリングによる製造は、
十分に制御され、そしてそれらは電気伝導度と透明性と
の最良のバランスを提供するので、これらの層は更に大
変有利だからである)。
【0015】このバリヤ層は、本質的に金属製でよく、
とりわけニッケルもしくはクロム、又はニッケル−クロ
ム合金製でよい。この場合、この層は電気的な観点から
はやはり伝導性であるが、それは好ましくは、グレージ
ングの外観が光学的に非常に大きく変更されるのを防止
して、そのため多構成要素の伝導層の透明性のレベルが
保持されるように、比較的薄くなるように選ばれる。
【0016】例えば、バリヤ層は導電性がほとんどある
いは少しもない材料、例としてケイ素又はケイ素の誘導
体、とりわけ二酸化ケイ素、から製作されるように選ん
でもよい。ここでもやはり、それを、上述の物理的な隔
離のために十分な厚みができる限り薄くなるように選ぶ
のが有利である。窒化ケイ素Si3 4 、酸窒化ケイ素
SiON又は窒化アルミニウムAlNを選ぶこともでき
る。酸化ケイ素は、限定することなしに、非光触媒作用
の酸化物を基にした誘電体の系列の好ましい例である。
【0017】光触媒活性が全く実質的にないバリヤ層
は、一般に、厚みが10nm未満、とりわけ5nm未
満、例えば0.5〜3nmであるように選ばれる。(所
望ならば、異なる性質の二つのバリヤ層を重ねることも
可能である)。より根本的な解決策は、ドープされた金
属酸化物を基にした電気伝導性の層を、機能性フィルム
の少なくとも片面上では、使用しないこと、及びそれを
酸化物を基にしない導電性材料と取り替えることにあ
る。
【0018】この態様の具体的なものは、 1)ITO、 2)NiCr又はSiO2 バリヤ層、 3)機能性フィルム、 4)NiCr又はSiO2 バリヤ層、 5)ITO、 を含み、機能性フィルムの両側に同一の「複層(bil
ayer)」導電性層のある系(例えば、二つの軟質基
材の間又は軟質基材と硬質基材との間に配置された)で
よい。
【0019】二つの複層のうちの一方は、金属の単層、
例えば金−チタン合金、あるいは金属の多重層、例えば
NiCr/Au/NiCrと取り替えてもよい。機能性
フィルムの片側の多構成要素層とドープされた金属酸化
物製の標準的な導電性層とを併用するのも可能であり、
本発明によればもはや単一の導電性層は系により長い寿
命を与える。
【0020】二つの複層の代わりに、この金属の単層又
は多重層を使ってもよい。このとき、劣化を防止する手
段は、少なくとも一つの本質的に金属の電気伝導性層を
選ぶ(従って二つの導電性層のうちの少なくとも一方に
おいては、ドープされた金属酸化物製の材料を用いるこ
とを完全に回避することにより)ことを含む。実際、通
常のドープされた酸化物の電気伝導性層を、あるいはそ
れら二つのうちの少なくとも一方を、金属層と取り替え
ることは、系の寿命をかなり増加させることが分かった
が、この正確な理由は完全には分かっていない。
【0021】この態様には、実施が簡単であるという利
点があり、薄い金属タイプの層を堆積(成長)させるの
に利用できる技術はそれらのパラメーター、とりわけそ
れらの化学的性質、密度そして厚さを、所望の特性、最
も詳しく言うとこの場合には透明性と組み合わされた十
分なレベルの電気伝導性、を得るように効果的に制御す
るのを可能にする。もっと詳しく言えば、磁場に支援さ
れるスパッタリングによる堆積(成長)の手法を挙げる
ことができる。
【0022】金属層は、銀又は金を基にすることがで
き、あるいはより一般的には貴金属又はそれらのうちの
少なくとも一つを含有する合金を基にすることができ
る。この場合、層はその面のうちの少なくとも一つ(好
ましくは両方の面)により薄い保護(及び/又は「固着
作用(anchoring)」の役割を有する)層を、
とりわけ、NiCrもしくはイコネル(Iconel)
タイプの、Ni合金、又は鋼タイプの、やはり金属製の
ものを、備えることが望ましい。
【0023】金属層は、金−チタン合金を基にしてもよ
い。この合金は、チタンが金を安定化して上述の保護層
を随意とし、不要にさえすることができるので、特に有
利である。
【0024】第二の態様(これは第一の態様に代わるも
のあるいはそれとの組み合わせである)によれば、劣化
を防止する手段は、電気伝導層を設けたフィルムをその
面の少なくとも一つで、酸素透過性のポリマー材料を基
にしたシートと接触させることを含む。系の寿命を、こ
のようにしてかなり増大させることができることが分か
った。単純化し/挿絵で説明するような言い方をすれ
ば、それは正に、あたかもこのシートがフィルムのため
の酸素「貯蔵体」として働くようなものであり、あるい
は酸素源からやって来る酸素がそれを通り抜けるのを可
能にするようなものであって、これが紫外線が色素に及
ぼす還元作用を「補償」する酸化作用を有するのであ
る。
【0025】有利には、ポリマー材料を基礎材料とする
シートは、ASTM D 1434の標準規格により測
定して、少なくとも10、とりわけ少なくとも20又は
40cm3 /cm2 /mm/cmHgの酸素透過度を有
する。それは、特に、ポリカーボネートの系列に属し、
透過度がおよそ55cm3 /cm2 /mm/cmHg
の、1又は2種以上のポリマー(とりわけしなやか/柔
軟性タイプのもの)を基にすることができる。
【0026】比較として、標準的に使用されるポリエチ
レンテレフタレート(PET)シートの透過度は0.3
cm3 /cm2 /mm/cmHgである。
【0027】「シート」という用語は、広い意味に取る
べきであり、すなわちそれは、機能性フィルムのための
キャリヤ基材、及び/又は保護シート、及び/又は硬質
基材への積層を可能にする、より一般的に言えば、多重
グレージング及び/又は積層グレージングタイプのグレ
ージングユニットへの組み込みを可能にする、シートで
よい。従って、一般に、このシートはしなやか/柔軟性
である。
【0028】実際には、機能性フィルムと酸素透過性シ
ートとの間に配置される電気伝導性層は酸素の移動を可
能にする程度の「多孔度」を有することが好ましい。同
様に、機能性フィルムへ向けて酸素を徐々に放出するこ
とができるように、透過性シートに酸素を十分捕捉する
ようにしてもよい。従って、このフィルムは更新可能な
酸素源と少なくとも部分的に接触していることが望まし
い。このフィルムと例えば酸素を透過させない硬質基材
との間に透過性シートをグリップするように、アセンブ
リ(機能性フィルム+電気伝導性層+酸素透過性シー
ト)をグレージングユニットに組み込もうとする場合
(積層グレージングユニット)には、シート中の酸素の
例えば毛細管を用いての補充を確実にするため、透過性
シートに周縁部の通気手段を設けることを考えることが
可能である。
【0029】上述のアセンブリを絶縁用二重グレージン
グ又は側壁動的(parietally dynami
c)グレージングタイプの多重グレージングユニットに
組み込もうとする場合には、透過性シートは、好ましく
は「通気性」グレージングタイプの空気補充装置を設け
て、空気層タイプの、中間ガス層と接触させるように配
置することができる。
【0030】本発明の好ましい態様は、硬質基材/中間
シート/保護シート/電気伝導性層を有する機能性フィ
ルム/保護シート/中間シート/硬質基材の順になった
ものを含む積層グレージングユニットの形をしている。
【0031】初めに述べたように、硬質基材はガラス、
PMMA等のアクリル系、又は硬質ポリカーボネートタ
イプのものでよい。中間シートは、PVB、EVA又は
PUタイプの熱可塑性ポリマー製であり、機能性フィル
ムのための保護シートは軟質でよく、PET又は軟質ポ
リカーボネートタイプのものでよい(機能性フィルムの
両側の電気伝導性層は単層又は少なくとも二つの層の積
重体でよい)。
【0032】本発明の第二の好ましい態様は、硬質基材
/中間シート/保護シート/電気伝導性層を有する機能
性フィルム/保護シート/中間ガス層/硬質基材の順に
なったものを含む、二重グレージングタイプの多重グレ
ージングユニットの形をしている。
【0033】本発明はまた、電気伝導性層を備え、好ま
しくは面のおのおのに少なくとも一つの保護シートを備
えた機能性フィルムがぴんと張って多重グレージングユ
ニットの二つの硬質基材を分離している中間ガス層に保
持されている組立体の、二重グレージングタイプの多重
グレージングの構成にも関する。
【0034】この組立体は、様々なやり方で、特に、グ
レージングユニットの周縁部の周りに配置された、とり
わけ二つの基材の間にそれらの周縁部の周りで配置され
た、締結・引張(fastening and ten
sioning)手段とくさび、スペーサ又はフレーム
タイプの機械的位置決め手段とを用いて、一緒に締結す
ることができる。多重グレージングユニットは更に、系
が位置する中間ガス領域へのアクセスのために、例えば
特に機械的な蝶番装置により、開放できるように設計す
ることができる。このとき、系は、取りはずしできるよ
うに設計することができ、こうして、機能系と、必要な
らば随意にグレージングユニット自体の硬質基材を、容
易に交換、クリーニング又は修繕できる機能化した二重
グレージングユニットが提供される。
【0035】好ましくは、中間ガス層のための周縁シー
ル手段も設けられる。ガス層のガス(空気)を補充しな
ければならないならば、開放可能であるように設計され
ている場合にはグレージングユニットを定期的に開放す
るようにしておくことが可能であり、あるいは毛細管を
備えた、シール(デシケーター付き)タイプの、周縁シ
ール手段を設けることが可能である。
【0036】この多重グレージング構造は、「ガス層側
の」保護シートとして非常に酸素透過性のシートを選ぶ
ことにより、通気性グレージングタイプの構成において
好ましく補充可能である空気の形をした、中間ガスを用
いて、第二の態様を実施するのに特に適している。
【0037】従って、組立体が積層グレージングユニッ
トであろうと多重グレージングユニットであろうと、本
発明によれば、いわゆる「保護」シートのうちの少なく
とも一つを(軟質)ポリカーボネート又はPlexig
las(商標)タイプの酸素透過性シートの形でもって
選び、及び/又は電気伝導性層のうちの少なくとも一つ
を、Ag又はAuタイプの金属材料製とするように選ぶ
ことが可能である。
【0038】これらの保護シートはまた、機能性フィル
ムのための柔軟性キャリヤ基材としても働く。
【0039】本発明による組立体には、好ましくは、能
動要素への、特に二色性色素への、紫外線の有害な影響
を弱めるために、UVフィルターが設けられる。UVフ
ィルターの一つの態様は、上記の積層/多重グレージン
グ構造においては、UVフィルター特性を有するポリマ
ー、例えば、適切な処理を受けた、ポリウレタンPV、
ポリビニルブチラールPVB又はエチレン−酢酸ビニル
EVAの、1以上のシートを用いて、外側ガラス(硬質
基材)を追加の硬質基材とともに積層することにあり、
そして随意に、このようにして第二のガラスも積層する
ことにある。殊に積層構造の場合における、もう一つの
態様は、機能性フィルムを保護するためのシートのうち
の少なくとも一つと硬質基材のうちの一つとの間におけ
る中間シートとしてUVフィルター特性を有するポリマ
ーのシートを少なくとも一つ使用することにある。多重
グレージングユニットの少なくとも片側に積層すること
も、スクリーンの機能性を提供することができる。
【0040】実際の機能性フィルムの種々の構成要素を
以下に説明する。好ましくは、液晶タイプの能動要素
は、媒体中に分散した液滴の形をとっており、これらの
液滴には二色性色素が溶解している。これは、これらの
色素は実際のところは異方性の吸光係数を持つ有機分子
であるので、電気的に制御されるやり方でもってグレー
ジングユニットの光の吸収(従って光の透過)を変更す
ることあるいはその光の散乱を変更することが所望され
る場合には光散乱用の能動要素を色素と緊密に関係させ
ることが必要だからである。
【0041】これらの二色性色素は、例えば、ジアゾキ
ノン誘導体又はアントラキノン誘導体の系列から選ばれ
る多色性色素タイプのものでよい。
【0042】有利には、光散乱用能動要素(すなわち偏
光粒子又は液晶)に関する二色性色素の重量百分率は、
0.1〜3%、とりわけ0.5〜2%の範囲内になるよ
うに選ぶことができる。この比率は、液滴への色素の溶
解度の範囲、液滴の大きさ、使用する能動要素の種類及
び使用する媒体の種類に依存する組立体の色抜き(bl
eached)/透明状態での光透過の意図する値、等
を含めた多数のパラメーターのために、いくつかの理由
から賢明である。
【0043】液晶に関しては、これらは“NCAP”タ
イプ、とりわけ“Priva−Lite”グレージング
ユニットで用いられるものでよく、あるいは“PDL
C”タイプでよく、それらは先に言及したものである。
一般に、それらの複屈折(birefringenc
e)は0.1〜0.2であり、そしてとりわけ使用する
媒体に応じて、媒体のポリマーがポリウレタン(PU)
タイプである場合には約0.1寄りに、またそれがポリ
ビニルアルコール(PVA)タイプである場合には約
0.2寄りに、変えることができる。
【0044】この媒体は、実際のところ好ましくは、P
U(ラテックス)及び/又はPVA系列からのポリマー
を基にし、これは一般に、水性相中で水に関して15〜
50重量%の範囲のポリマー比率で調製される。
【0045】偏光粒子を有する系に関して先に見たよう
に、偏光粒子は光散乱効果を、とりわけ光の透過に作用
する着色効果と結び付けた。
【0046】光を散乱する能動要素は、有利には、平均
直径が0.5〜3μm、とりわけ1〜2.5μmの液滴
の形をしており、これらは媒体中に分散されている。液
滴の大きさは、当の媒体中における能動要素の乳化性を
含め、多数のパラメーターに依存する。好ましくは、こ
れらの液滴は、媒体のうちの一般に水性である溶媒を除
いた媒体の、120〜220重量%、とりわけ150〜
200重量%に相当する。
【0047】特に好ましくは、液晶は、媒体がポリウレ
タンラテックスを基にしている場合には直径がおよそ
2.5μmである(複屈折約0.1)、また媒体が更に
ポリビニルアルコールを基にしている場合には直径がお
よそ1μmである(複屈折約0.2)、液滴の形でもっ
て選ばれる。液滴の大きさは、選ばれた条件、とりわけ
エマルションを作るのに使用する攪拌の時間と強さ、及
び/又はエマルションにする混合物の温度条件により調
節することができる混合物の粘度により、及び/又は界
面活性剤タイプの添加剤の添加により、特にエマルショ
ンを調製する際に、選択することができる。色素を添加
してもエマルションの平衡が変化する。
【0048】媒体がポリウレタンラテックスである場合
には、例えば、エマルションにしようとする配合物を冷
却(例えば15℃未満、とりわけ5〜10℃まで)する
のが有利であろう。
【0049】所望の液滴直径のエマルションが得られた
なら、適当な安定剤を加えることによりそれをこれらの
条件下で固める。
【0050】光散乱能動要素と光透過能動要素の組み合
わせ、すなわち着色用偏光粒子又は液晶と一緒にした二
色性色素は、所望に応じて拡散用又は不拡散用になり透
明又は黒っぽくなることができるグレージングユニット
を得るのを可能にする。これらのグレージングユニット
は、例えば、電圧を印加された状態と電化の印加なしの
状態の間で少なくとも3のコントラスト、あるいは少な
くとも5又は10以上のコントラストさえ、有すること
ができる。コントラストは、一番透き通った/一番透明
な状態(従って一般に電圧を印加された状態に対応する
状態)でのグレージングユニットの光透過率の一番暗く
て/一番不透明の状態(電圧印加のない状態)での光透
過率に対する比に関係して定義される。
【0051】これらの双機能性組立体には、本発明によ
り高められる耐久性が屋外での適用を可能にする、建物
用の外側グレージング、屋根用グレージング、サンルー
フタイプの自動車窓ガラスの場合においてとりわけ、そ
してまた、とりわけ間仕切り用の、屋内グレージングの
場合にも、既に述べた多くの用途がある。それらはま
た、列車、飛行機又は船舶タイプの任意の輸送手段の窓
/舷窓の装備に用いることもできる。
【0052】もう一つの興味深い用途は、全ての表示装
置又は表示スクリーンに関連する。
【0053】
【実施例】以下、添付の図面により例示される限定する
ものでない例によって本発明を詳しく説明する。
【0054】〔例1〕この例は、図1に図解的に示した
積層グレージングユニット(示された種々の材料は明快
にする目的から縮尺どおりに描かれてはいない)に関係
する。
【0055】その概略の構造は次のとおりである。すな
わちそれは、面のうちの一方にスズをドープした酸化I
TOから作られて透明な電気伝導性層2を備え、そして
面のうちの他方に透明な導電性層NiCr/Au/Ni
Crの積重体3であって、二つのNiCr層の厚みが1
nmそしてAu層の厚みが6nmのものを備えた、実際
の機能性フィルム1を含む。
【0056】この導電性の多層フィルム1、2、3に
は、厚さ175μmのPETの2枚のシート4、5が設
けられ、そして2枚のガラス板8、9(厚さ2mmの透
明シリカ−ソーダ−石灰ガラス製)に、片側は厚さ0.
76mmのPVBの中間シート6で、そして他方の側は
UV防止処理したPVBの2枚のシート7、11で、積
層される(給電装置は、図示せずここで詳しく説明しな
い既知のやり方で製作される)。
【0057】フィルム1の厚みは30μmである。それ
は、NCAPタイプの液晶の微小滴をポリウレタン(P
U)(溶媒なし)に対して165%の重量比率で分散さ
せた、水中で調製した40重量%ポリウレタンの形をし
た媒体からなり、この液晶の平均直径は1.5μm、そ
して複屈折は0.1である。これらの微小滴は、溶解し
ておりそして電圧を印加されていない状態で濃い黒色を
与える、多色性タイプの二色性色素を1重量%含有して
いる。このフィルムは、色素を溶解した液晶と媒体と
で、勢いよくかき混ぜながら、エマルションを作り、次
にこのエマルションを前もって電気伝導用のITO層を
設けたPETシート上へ流延してフィルムを形成するこ
とにより得られる。媒体から溶媒を除去するためにフィ
ルムを乾燥後に、金属層を設けた別のPETシートとと
もにカレンダーにかける。
【0058】この構造は、本発明の第一の態様、すなわ
ち通常のITO導電層の一つを金属導電層で取り替えた
ものを例示する。
【0059】電圧を印加すると、このグレージングは、
曇り度が最高で8%の、不拡散状態になり、D65光源下
での光透過率の値TL が40%の、透明状態になる。電
圧を印加しないと、それは、曇り度が少なくとも96%
の拡散状態となり、そしてT L が10%の暗色となる。
こうして、およそ4のコントラストCが得られる。(曇
り度は、拡散透過率の全透過率に対する比として定義さ
れ、どちらの透過率も550nmで測定される)。
【0060】従って、ここでのグレージングユニット
は、この事例ではPVBシート6と同様の、PVBの標
準的な中間シートの代わりをする、おのおのが厚さ0.
76mmの2枚のUV防止処理したPVBシート7、1
1により形成された、UVフィルターを備えることが注
目される。この構成は、外部に面するのがガラス板9で
あるようなものである。
【0061】こうして形成されたグレージングユニット
を、黒色パネル上で0.55W/nm/m2 の波長34
0nmの連続放射線に90℃でさらすことにより、SA
E(自動車技術者協会)標準規格J1885の「日中」
サイクルに準拠して加速耐候試験にかけた。それは、2
40時間の暴露時間の間劣化に耐えた(すなわち、電圧
を印加しないときに、時間tでのグレージングユニット
の状態と初期時間t0での状態との(L* ,a*
* )測色系での差ΔE* はこの期間を通して5以下の
ままであった)。
【0062】〔比較例1〕比較として、NiCr/Au
/NiCr積重体の代わりに、第一のものと同じ第二の
ITO層を使用することを除き、あらゆる点で例1のグ
レージングユニットと同じであるグレージングユニット
について同じ試験を行った。この比較のグレージングユ
ニットは70時間だけ耐え、従って本発明による例1の
グレージングユニットよりも3倍以上短い寿命に相当し
ていた。
【0063】〔例2〕これもまた、図1に示した構造に
よる積層グレージングユニットに関係する。
【0064】この例では、別の種類の機能性フィルム1
を使用し、これがもっと大きいコントラストCを得るの
を可能にした。それは厚みが30μmであって、そして
PU+PVAラテックスに対しておよそ165%の重量
割合でNCAPタイプの液晶の液滴が分散した、水中で
調製した20重量%のPU及びPVAラテックスを含む
媒体からなり、この液晶はおよそ1μmの直径と、0.
2に等しい高複屈折を有する。例1におけるのと同じ黒
っぽい二色性色素をこれらの液滴に2%溶解させる。
【0065】このグレージングユニットは、電圧の印加
がないとき、不拡散状態であり、曇り度が最高で15
%、TL が30%である。電圧印加がないとき、それは
拡散性となって、曇り度は100%、TL は2%であ
る。こうして、15のコントラストCが達成される。
【0066】UVフィルターを備えたこのグレージング
ユニットを、例1におけるのと同じ加速耐候試験にかけ
た。それは同じ基準に従って200時間劣化に耐えた。
【0067】〔比較例2〕この比較例2は、NiCr/
Au/NiCr積重体よりも第二のITO導電層を使用
することを別として、例2と同じである。それは耐候試
験で60時間だけ耐え、従って本発明による例2におけ
るそれより3倍短い寿命に相当した。
【0068】〔例3〕この例は、図2に非常に概略的に
示した二重グレージングユニットに関係する。
【0069】それは、面のおのおのにITO層22、2
3を設けた機能性フィルム21(例1におけるのと同じ
機能性フィルム及び同じITO層)を含む。この多層フ
ィルム21、22、23は、面のうちの片方に例1のP
ET層4と同一のPETシート24を備え、そして面の
うちの他方に厚さ175μmの軟質ポリカーボネートの
シート25を備えている。このポリカーボネートシート
25と接触するITO層22は、十分な多孔性(酸素に
関して)を持つよう、スパッタリングにより付着され
る。
【0070】次に、PETシート24側には、UV防止
PVBの2枚のシート26、28(図1のシート7、1
1と同様)があり、その次にガラス基材27がある。ポ
リカーボネートシート25側には、次いで中間空気層3
1があり、続いてガラス板32(このグレージングユニ
ットにおける他のガラス板と同一)がある。
【0071】このガラス板32には、2枚のUV防止処
理されたPVBシート29、30(シート26、28と
同一)と他の2枚のガラス板と同一の第三のガラス板3
3も設けられる。明快にするのを目的として、フィルム
21のための給電系は示されておらず、この二重グレー
ジングユニットを取り付けるための系も示されていな
い。
【0072】従って、このグレージングユニットは、P
ETシートのうちの一つに替えて、酸素を非常によく透
過させそしてこの二重グレージングユニットの空気層と
恒久的に接している(好ましくはグレージングユニット
に空気層の空気の補充を可能にする開口を設けることに
より)ポリカーボネートのシートが用いられている、本
発明の第二の態様を例示している。
【0073】〔例4〕この例は、図3に非常に概略的に
示した二重グレージングユニットに関係している。
【0074】それは、先の例におけるのと同じ機能性フ
ィルム31を含み、これは一方の面にNiCr/Au/
NiCr導電層の積重体32(例1におけるとおり)
を、そして次に先の例におけるようにPETシート33
を備え、他方の面には、当該フィルム面上の、NiCr
製のおよそ8nmのバリヤ層34と、これに続く例3の
層22と同様のITO層35を含む導電層の積重体を備
えている。この積重体は、シート33と同一のもう一つ
のPETシート36で被覆される。このアセンブリは二
重グレージングユニットのペイン間の空間に、二重グレ
ージングユニットのペイン間の空間にやはりぴんと張っ
て保持されている熱輻射反射層を設けたPETフィルム
に関係する米国特許第5784853号明細書で提案さ
れたのと同様の構成に従って、ポリマーを基にしたスペ
ーサー42により固定された周縁中空スペーサー40、
41を使って取り付けられる。これらのスペーサー及び
装備される周縁部のシール系のための材料の選定に関し
ては、この米国特許明細書が参照される。こうして、ガ
ス層(好ましくは空気又は酸素層)は、本発明の機能性
組立体の両側の二つの領域43、44に分離される。
【0075】外側の硬質基材はUV防止特性を有するE
VAシート47と一緒に積層された2枚のガラス基材4
5、46からなる。内側の硬質基材48は、一体式のガ
ラス基材である。あるいはまた、それは外側硬質基材と
同じようにして積層してもよい。
【0076】有利には、二重グレージングユニットの周
縁部の構成は、必要なら硬質基材の内面をクリーニング
し及び/又は領域43、44の空気を補充し及び/又は
機能系を交換するためにペイン間の空間にアクセスでき
るようにするよう設計することができる。それには、外
側にUVフィルターを設ける。別のものを内側に設けて
もよい。そのようなグレージングユニットの寿命は、P
Cシート25の代わりにPETシートを有することを除
いてあらゆる点で同じであるグレージングユニットより
もおよそ少なくとも3倍長いことが分かった。
【0077】この例では、NiCrバリヤ層は任意のも
のである。それを省略する場合には、液晶フィルムの片
側には標準的なITO導電層があり、そして他の側には
本発明による導電層があって、この構成は組立体の寿命
を明らかに増加させるのに既に十分である。
【0078】結論として、本発明は、散乱を電気的に制
御可能でありそして二色性色素又は偏光粒子を含有して
いるグレージングユニットの早過ぎる劣化を、その二色
性色素/二色性偏光粒子の光還元を抑制/防止/補償す
るための種々の手段を利用することにより、いかにして
減らすかを知るのを可能にする。
【0079】本発明の二つの態様を組み合わせてもよい
ことは言うまでもないことであり、すなわち機能性フィ
ルムが導電性金属層と酸素透過性ポリマーシートの両方
を有するようにすることが可能である。従って、本発明
による導電性層を一つ使用し、他の層を標準のままにし
ておくか、あるいは本発明による導電性層を二つ使用す
ることが可能である。本発明による層は、液晶フィルム
(好ましくは光触媒作用の特性のない材料を基にする)
との界面においてドープされた金属酸化物を基にした材
料を「バリヤ」と一緒に含んでもよく、あるいはこの種
の材料を完全に省略してもよく、本発明の発見はこの材
料と液晶フィルムとのいずれの直接の接触もなくすこと
である。前に示したもののうちのこのほかの限定的でな
い態様は、組立体の保護シートのうちの少なくとも一つ
の酸素透過性のレベルを変更することにある。
【0080】本発明は、グレージングユニットが太陽の
紫外線に特にさらされる屋外向け用途を提供することに
より、特に応力のかかる配置でも、すなわち水平又は斜
めの位置(サンルーフ、ルーフ窓ガラス等)でも、その
ようなグレージングユニットの用途を広げることを可能
にする。本発明は、高コントラストのグレージングの場
合においても及び/又は色素の量が比較的多い場合にも
有効であることが判明している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による積層グレージングユニットの図で
ある。
【図2】本発明による二重グレージングユニットの図で
ある。
【図3】本発明による別の二重グレージングユニットの
図である。
【符号の説明】
1、21…機能性フィルム 2、3、22、23…電気伝導性層 4、5、24、25、33、36…保護シート 6、10、11、26、28…中間シート 8、9、27、32、45、46、48…硬質基材 25…酸素透過性シート 31…中間ガス層

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性の層(2、3、22、23)を備
    えた機能性フィルム(1、21)を含む、光の散乱及び
    /又は透過が可変である電気的に制御可能な組立体であ
    り、当該フィルムが、媒体中に懸濁している、二色性色
    素を伴う液晶、あるいは偏光粒子の形態の、能動要素を
    有するものである電気的制御可能な組立体であって、当
    該能動要素のうちの少なくとも一部のものの光還元によ
    る劣化、とりわけ二色性色素の劣化及び/又は偏光粒子
    のそれ、を防止/補償する1以上の手段を備えているこ
    とを特徴とする電気的制御可能な組立体。
  2. 【請求項2】 光還元による劣化を防止する前記手段
    が、F:SnO2 又はITOタイプのドープされた金属
    酸化物を基にした導電性層を含む多構成要素層の形をし
    た二つの電気伝導性層のうちの少なくとも一方を利用す
    ることを含み、当該層が化学的性質を異にする少なくと
    も一つのバリヤ層により前記機能性フィルム(1、2
    1)から物理的に切り離されていることを特徴とする、
    請求項1記載の組立体。
  3. 【請求項3】 前記バリヤ層が本質的に金属製であり、
    とりわけニッケル−クロム合金製であり、あるいはケイ
    素又は光触媒作用のない例えば酸化ケイ素の如き誘電体
    又はSi3 4 又はAlN又はSiONを基にしている
    ことを特徴とする、請求項2記載の組立体。
  4. 【請求項4】 前記バリヤ層の厚みが5nm未満、とり
    わけ0.5〜3nmであることを特徴とする、請求項2
    又は3記載の組立体。
  5. 【請求項5】 光還元による劣化を防止する前記手段
    が、本質的に金属の単層又は多構成要素層の形でもって
    二つの導電性層のうちの少なくとも一方(3)を選択す
    ることを含むことを特徴とする、請求項1記載の組立
    体。
  6. 【請求項6】 本質的に金属製の導電性層(3)が銀又
    は金を基にして選ばれ、そして好ましくはその面のうち
    の少なくとも一方に、とりわけ鋼又はNiCr合金タイ
    プのやはり金属製である、より薄い保護層を備えている
    ことを特徴とする、請求項5記載の組立体。
  7. 【請求項7】 前記本質的に金属製の導電性層が金−チ
    タン合金を基にして選ばれることを特徴とする、請求項
    5記載の組立体。
  8. 【請求項8】 光還元による劣化を防止する前記手段
    が、導電性層(21、22、23)を備えたフィルム
    を、その面のうちの少なくとも一方で、酸素透過性のポ
    リマー材料を基にしたシート(25)と接触させること
    を含むことを特徴とする、請求項1から7までのいずれ
    か一つに記載の組立体。
  9. 【請求項9】 ポリマー材料を基にした前記シート(2
    5)が、ASTMD 1434標準規格に従って少なく
    とも10、とりわけ少なくとも20又は40cm3 /c
    2 /mm/cmHgの酸素透過性を有し、且つとりわ
    けポリカーボネート系列に属していることを特徴とす
    る、請求項8記載の組立体。
  10. 【請求項10】 酸素透過性のシート(25)が、前記
    機能性フィルム(21)を保護し、及び/又はキャリヤ
    基材として働き、及び/又はそれが多重及び/又は積層
    グレージングユニットに組み込まれる場合にはその積層
    又は集成を可能にすることを特徴とする、請求項8又は
    9記載の組立体。
  11. 【請求項11】 酸素透過性のシート(25)が、とり
    わけ積層グレージング構造においてはそれに周縁通気手
    段を設けることにより、及び/又は多重グレージング構
    造においてはそれを中間ガス層(31)と接して配置す
    ることによって特に、好ましくは更新可能な酸素源と、
    少なくとも部分的に接触していることを特徴とする、請
    求項8から10までの一つに記載の組立体。
  12. 【請求項12】 硬質基材(8)/中間シート(6)/
    保護シート(4)/導電性層を有する機能性フィルム
    (1、2、3)/保護シート(5)/中間シート(1
    0、11)/硬質基材(9)の順になったものを特に含
    む積層グレージングユニットの形をしていることを特徴
    とする、請求項1から11までの一つに記載の組立体。
  13. 【請求項13】 硬質基材(27)/中間シート(2
    6、28)/保護シート(24)/導電性層を有する機
    能性フィルム(21、22、23)/保護シート(2
    5)/中間ガス層(31)/硬質基材(32)の順にな
    ったものを特に含む、多重グレージングユニット、とり
    わけ二重グレージングユニット、の形をしていることを
    特徴とする、請求項1から11までの一つに記載の組立
    体。
  14. 【請求項14】 導電性層を備え、好ましくは面のおの
    おのに保護シート(33、36)を備えた、機能性フィ
    ルム(31)が、周縁部の周りで二つの硬質基材(4
    5、46、48)の間に配置された、くさび、フレーム
    又はスペーサタイプの、適当な機械的手段によって特
    に、グレージングユニットの二つの硬質基材を分離して
    いる中間ガス層にぴんと張って保持されていることを特
    徴とする、請求項1から11までの一つに記載の組立
    体。
  15. 【請求項15】 前記グレージングユニットが開放可能
    であり及び/又は前記機能性フィルムが取りはずし可能
    であることを特徴とする、請求項14記載の組立体。
  16. 【請求項16】 前記機能性フィルムを保護するための
    シートのうちの少なくとも一つ(25)が酸素透過性で
    あり、ポリカーボネートタイプであり、及び/又は前記
    導電性層のうちの少なくとも一つ(3)がAg又はAu
    タイプの金属製であることを特徴とする、請求項12又
    は15記載の組立体。
  17. 【請求項17】 硬質基材のうちの少なくとも一つを追
    加の硬質基材に積層する、又は機能性フィルムを保護す
    るためのシートと硬質基材のうちの一つとの間に配置さ
    れた、PVB、PU又はEVAタイプのポリマーを基に
    した少なくとも一つのフィルター用中間シート(7,1
    1;26,28;29,30)を特に含む、UVフィル
    ターを備えていることを特徴とする、請求項8から16
    までの一つに記載の組立体。
  18. 【請求項18】 前記液晶が媒体中に分散した液滴の形
    をとっており、これらの液滴内に前記二色性色素が溶解
    していることを特徴とする、請求項1から17までの一
    つに記載の組立体。
  19. 【請求項19】 前記二色性色素がジアゾキノン誘導体
    又はアントラキノン誘導体の系列から選ばれることを特
    徴とする、請求項1から18までの一つに記載の組立
    体。
  20. 【請求項20】 前記液晶に対する二色性色素の重量百
    分率が0.1〜3%、とりわけ0.5〜2%であること
    を特徴とする、請求項1から19までの一つに記載の組
    立体。
  21. 【請求項21】 前記媒体が、溶媒中で調製された、と
    りわけ水性相で析出した、当該溶媒に対し15〜50%
    の重量割合の、ポリウレタン系列及び/又はポリビニル
    アルコール系列の少なくとも1種のポリマーを含むこと
    を特徴とする、請求項1から20までの一つに記載の組
    立体。
  22. 【請求項22】 前記偏光粒子又は液晶が直径0.5〜
    3μm、とりわけ1〜2.5μmの液滴の形をしてお
    り、これらが前記媒体中に、とりわけ溶媒を除いた媒体
    に対して150〜200%の重量割合で、分散している
    ことを特徴とする、請求項1から21までの一つに記載
    の組立体。
  23. 【請求項23】 前記液晶が、ポリウレタンラテックス
    を基にした媒体中で直径がおよそ2.5μm、そしてポ
    リビニルアルコールを基にした媒体中で直径がおよそ1
    μmの、液滴の形をしていることを特徴とする、請求項
    1から22までの一つに記載の組立体。
  24. 【請求項24】 散乱状態と透明状態との間のコントラ
    ストCが少なくとも3、とりわけおよそ5以上であるこ
    とを特徴とする、請求項1から23までの一つに記載の
    組立体。
  25. 【請求項25】 光の散乱が変更可能であり且つ光の透
    過が変更可能である電気的に制御可能なグレージングユ
    ニットへの、又は表示スクリーンへの、請求項1から2
    4までの一つに記載の組立体の使用。
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