JP2007011126A - Optical functional film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電圧の印加により光透過率が変わる光機能性フィルムに関するものである。 The present invention relates to an optical functional film whose light transmittance is changed by application of a voltage.
電圧の印加により光透過率が変わる光機能性モジュールについては、例えば、下記特許文献1に開示されている。この公報に記載の光機能性モジュールは、対面する一対の透明基板の間に流動性を有する電気絶縁性媒体が収容されて構成されており、電気絶縁性媒体には電界配列性粒子が含まれている。また、各透明基板の内側には透明導電層が成膜されており、この透明導電層間に電圧を印加可能な構成となっている。
前述した従来の光機能性モジュールにおいては、薄型化を図るために単に透明基板を薄くした場合、流動性を有する電気絶縁性媒質を収容するのに十分な強度を確保することができない。そのため、透明基板の材料に例えばガラス材やアクリル材のような高強度材を採用することが考えられる。しかしながら、透明基板が高強度である場合には、可撓性が極めて小さく、その結果、使用できる用途が大きく制限されてしまう。従って、様々な用途への応用することができる薄くて破損しにくく可撓性に優れたフィルム状の光機能性モジュール(すなわち、光機能性フィルム)が切望されている。 In the conventional optical functional module described above, when the transparent substrate is simply thinned in order to reduce the thickness, it is not possible to secure sufficient strength to accommodate the electrically insulating medium having fluidity. Therefore, it is conceivable to employ a high-strength material such as a glass material or an acrylic material for the material of the transparent substrate. However, when the transparent substrate has a high strength, the flexibility is extremely small, and as a result, the applications that can be used are greatly limited. Therefore, a thin film-like optical functional module (that is, an optical functional film) that can be applied to various uses and is not easily damaged and excellent in flexibility is desired.
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、高強度及び高可撓性を有し、且つ、薄型化が図られた光機能性フィルムを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an optical functional film having high strength and high flexibility and being thinned. .
本発明に係る光機能性フィルムは、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルムと、一対の電極フィルム間に充たされた透光性及び可撓性を有する樹脂と、電極フィルムとの間に樹脂が介在するように一層に敷きつめられ、且つ、電界配列効果又は電界配向効果を有する固体粒子と電気絶縁性媒質とを収容する複数の透光性カプセルとを備えることを特徴とする。 An optical functional film according to the present invention includes a pair of translucent and flexible electrode films, a translucent and flexible resin filled between the pair of electrode films, and an electrode film. And a plurality of light-transmitting capsules containing solid particles having an electric field alignment effect or an electric field orientation effect and an electrically insulating medium. .
この光機能性フィルムは、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルムを備え、且つ、透光性及び可撓性を有する樹脂を備えているため、可撓性の向上が図られている。そして、一対の電極フィルムの間には、固体粒子と電気絶縁性媒質とを収容する複数の透光性カプセルが介在しており、この透光性カプセルによって電極フィルム同士が互いに支持し合うため、この光機能性フィルムにおいては強度の向上も図られている。加えて、これらの透光性カプセルは一層となるように敷きつめられているため、光機能性フィルムの薄型化も実現されている。 Since this optical functional film includes a pair of electrode films having translucency and flexibility and also includes a resin having translucency and flexibility, the flexibility is improved. Yes. And, between the pair of electrode films, a plurality of translucent capsules containing solid particles and an electrically insulating medium are interposed, and the electrode films support each other by this translucent capsule. In this optical functional film, the strength is also improved. In addition, since these translucent capsules are spread so as to become one layer, the optical functional film is also made thinner.
また、各電極フィルムが互いの対向面側に透光性導電膜が設けられた透光性樹脂フィルムであることが好ましい。電極フィルムがこのような構成の場合、実際に透光性及び可撓性を有する電極フィルムが得られる。 Moreover, it is preferable that each electrode film is a translucent resin film in which a translucent conductive film is provided on the opposite surface side. When the electrode film has such a configuration, an electrode film having translucency and flexibility is actually obtained.
さらに、透光性カプセルが透光性樹脂で構成されていることが好ましく、透光性カプセルに収容された固体粒子の形状が略球状であることが好ましい。 Furthermore, the translucent capsule is preferably made of a translucent resin, and the solid particles accommodated in the translucent capsule are preferably substantially spherical.
本発明によれば、高強度及び高可撓性を有し、且つ、薄型化が図られた光機能性フィルムが提供される。 According to the present invention, an optical functional film having high strength and high flexibility and having a reduced thickness is provided.
以下、添付図面を参照して本発明に係る光機能性フィルムを実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments that are considered to be the best for carrying out an optical functional film according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same or equivalent element, and the description is abbreviate | omitted when description overlaps.
(第1実施形態)
図1に示すように、第1実施形態に係る光機能性フィルム10は、対面する一対の電極フィルム12A,12Bと、これらの電極フィルム12A,12Bの間に充たされた樹脂14と、複数のカプセル16とを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the optical
一対の電極フィルム12A,12Bそれぞれは、PETフィルム(透光性樹脂フィルム)18A,18BとITO膜(透光性導電膜)20A,20Bとで構成されている。より具体的には、電極フィルム12A,12Bは、互いの対向面12a側にITO膜20A,20Bが設けられたPETフィルム18A,18Bとなっている。また、PETフィルム18A,18B及びITO膜20A,20Bは共に透明であり高い透光性を有している。そのため、PETフィルム18A,18BとITO膜20A,20Bとで構成された電極フィルム12A,12Bも透光性を有している。さらに、電極フィルム12A,12Bの厚さは125μmであるため可撓性を十分に有している。なお、電極フィルム12A,12Bの厚さは100μm〜1000μmの範囲で適宜変更してもよい。
Each of the pair of
樹脂14は、電極フィルム12A,12Bの間に介在しており、ITO膜20A,20Bに接している。樹脂14は、透光性及び可撓性を有するシリコーン樹脂で構成されている。この樹脂14の厚さは、電極フィルム12A,12Bの離間距離によってある程度規定され、60μmとなっている。なお、樹脂14の厚さは、10μm〜500μmの範囲で適宜変更してもよい。
The
複数のカプセル(透光性カプセル)16は樹脂14に含有されており、各カプセル16の移動は樹脂14によってある程度拘束されている。また、各カプセル16は、電極フィルム12A,12Bの離間距離を一定の長さに保持するスペーサとして機能し、電極フィルム12A,12BのITO膜20A,20B同士が接触してショート不良を起こす事態を抑制していると共に、電極フィルム12A,12Bの対面方向の構造強度を強化している。各カプセル16は、ゼラチン(透光性樹脂)で構成されており透光性を有している。また、各カプセル16は直径50μmの球状となっている。そして、各カプセル16は互いに積み重ならないように、電極フィルム12A,12Bの間に一層に敷きつめられている。なお、このカプセル16の径よりも樹脂14の厚さのほうが大きいため、各カプセル16は樹脂14が介在するようにして電極フィルム12A,12Bの間に配列されている。なお、各カプセル16の径は、樹脂14の厚さよりも小さければ、1μm〜50μmの範囲で適宜変更してもよい。
A plurality of capsules (translucent capsules) 16 are contained in the
各カプセル16の中には、電界配列効果を有する固体粒子として球状のTiO2粒子(固体粒子)22が複数個収容されており、且つ、電気絶縁性媒質としてトルエン24が収容されている。TiO2粒子22はトルエン24中に略均一に混ざっており、TiO2粒子22がトルエン24中で乳化した状態(以下、エマルジョン状態と称す。)となっている。TiO2粒子22の径は、例えば、0.1nm〜100nmの範囲から選択される。
Each
次に、以上のような構成を有する光機能性フィルム10を作製する手順について、図2を参照しつつ説明する。
Next, a procedure for producing the optical
まず、所定量のTiO2粒子22及びトルエン24を秤量し(S1)、これらを攪拌機で攪拌してエマルジョン状態のTiO2粒子22及びトルエン24を得る(S2)。そして、エマルジョン状態のTiO2粒子22及びトルエン24に所定の界面活性剤を所定量(例えば、0.05w%)を添加し、その後さらに攪拌し、ゼ−タ電位を調整する(S3)。その後、エマルジョン状態のTiO2粒子22及びトルエン24をカプセル16に収容するカプセル処理をおこなう(S4)。
First, a predetermined amount of TiO 2 particles 22 and
TiO2粒子22及びトルエン24を収容したカプセル16を樹脂14と混合し(S5)、その混合物を、予め用意した一方の電極フィルム12Aに印刷する(S6)。その後、混合物が印刷された電極フィルム12Aにもう一方の電極フィルム12Bを貼り合わせて加圧する(S7)。最後に、混合物を介して貼り合わされた一対の電極フィルム12A,12Bを乾燥させることにより(S8)上記光機能性フィルム10の作製が完了する。
なお、適宜、光機能性フィルム10全体をポリエチレンフィルムを覆うラミネート処理を施してもよい。
In addition, you may perform the lamination process which covers the polyethylene film for the optical
以下、上述した光機能性フィルム10を使用する態様について説明する。
Hereinafter, the aspect which uses the optical
光機能性フィルム10を使用する際には、例えば、一方の電極フィルム12Bの側から被覆物(例えば、印刷書類、ガラス板等)26に貼り付ける(図1参照)。そして、図3に示した回路30により、一対の電極フィルム12A,12B間に電圧を印加する。なお、図3において、符号32は直流電源、符号34はスイッチ、符号36はパイロットランプ、符号38はDC−DCコンバーター、符号40は可変抵抗器を示している。
When the optical
回路30のスイッチ34をオンにして、電極フィルム12A,12B間に電圧を印加すると、電極フィルム12A,12B間に生じた電界により、図4に示すように、カプセル16内のTiO2粒子22が誘電分極をおこして電界方向(つまり、光機能性フィルム10の厚さ方向)に配列する。
When the
その結果、カプセル16内がエマルジョン状態では反射されていた光Pは、カプセル16を通過するようになる。すなわち、電圧印加前には極めて低かった光機能性フィルム10の透光具合は、電圧の印加によって向上する。
As a result, the light P reflected in the
なお、TiO2粒子22の配列性は印加電圧が増加する程高くなるため、印加電圧を増加するにつれて光機能性フィルム10の透光具合も向上することとなる。
Since the sequence of the TiO 2 particles 22 becomes higher as the applied voltage increases, it becomes possible to improve light transmission state of the optical
スイッチ34をオフにして光機能性フィルム10への電圧の印加を停止すると、カプセル16内のTiO2粒子22の配列が崩れて、光機能性フィルム10の透光具合が元の極めて低い状態に戻る。
When the application of voltage to the optical
つまり、この光機能性フィルム10によれば、電極フィルム12A,12B間への電圧の印加及び印加電圧の大きさの制御をおこなうことにより、被覆物26を適宜可視化させたり、その見え方の程度を調整することができる。一例として、被覆物26がガラス板である場合には、この光機能性フィルム10を電気応答型のブラインドとして利用することが可能である。なお、光機能性フィルム10の電極フィルム12A,12B間の電界強度は、0.1〜10(kV/mm)の範囲から選択することが好ましい。
That is, according to this optical
以上で詳細に説明したように、光機能性フィルム10は、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルム12A,12Bを備えており、且つ、透光性及び可撓性を有する樹脂14を備えている。そのため、ガラス材やアクリル材のような高強度材が採用された光機能性モジュールに比べて可撓性が向上している。
As described in detail above, the optical
また、一対の電極フィルムの間に介在する複数のカプセル16はスペーサとして機能しており、電極フィルム12A,12B同士はカプセル16を介して互いに支持し合っている。そのため、この光機能性フィルム10においては強度の向上も実現されている。加えて、これらのカプセル16は一層となるように敷きつめられているため、カプセル16を複数層に配列させた場合に比べて、光機能性フィルム10の薄型化も実現されている。それにより、光機能性フィルム10は、高強度及び高可撓性を有し、且つ、薄型化が実現されており、換言すると、薄くて破損しにくく、且つ、可撓性に優れたものとなっている。
The plurality of
また、従来の光機能性モジュールは、透明基板の間に固体粒子と電気絶縁性媒質とを直接収容していたために、固体粒子が局所的に凝集してしまうような場合があり得る。しかしながら、上述した光機能性フィルム10においては、所定の割合で混合したTiO2粒子22とトルエン24とをカプセル内に収容しているため、TiO2粒子22が偏在するような事態が回避されており均質化が図られている。
In addition, since the conventional optical functional module directly accommodates the solid particles and the electrically insulating medium between the transparent substrates, the solid particles may locally aggregate. However, in the optical
(第2実施形態)
続いて、本発明の第2実施形態に係る光機能性フィルム10Aについて、図5及び図6を用いて説明する。
(Second Embodiment)
Subsequently, an optical
第2実施形態に係る光機能性フィルム10Aの構成は、第1実施形態に係る光機能性フィルム10のTiO2粒子22が電界配向効果を有するTiO2片(固体粒子)22Aになっている点でのみ異なる。すなわち、光機能性フィルム10Aにおけるカプセル16には、電界配向効果を有する固体粒子として、薄片状のTiO2片22Aが、乱雑に配向した状態で複数個収容されており、且つ、電気絶縁性媒質としてトルエン24が収容されている。TiO2片22Aは、第1実施形態に係るTiO2粒子22同様、トルエン24中に略均一に混ざっており、TiO2片22Aがトルエン24中でエマルジョン状態となっている。TiO2片22Aの長さは、例えば、0.1nm〜100nmの範囲から選択される。
The configuration of the optical
この光機能性フィルム10Aを使用する態様について、第1実施形態と同様である。すなわち、一方の電極フィルム12Bの側から被覆物26に貼り付け、図3に示した回路30により一対の電極フィルム12A,12B間に電圧を印加する。
About the aspect which uses this optical
光機能性フィルム10Aにおいては、電極フィルム12A,12B間に電圧が印加されると、電極フィルム12A,12B間に生じた電界により、図6に示すように、カプセル16内のTiO2片22Aが誘電分極をおこして電界方向(つまり、光機能性フィルム10Aの厚さ方向)に起立するように配向する。
In the optical
その結果、第1実施形態同様に第2実施形態においても、カプセル16内がエマルジョン状態では反射されていた光Pは、カプセル16を通過するようになる。すなわち、電圧印加前には極めて低かった光機能性フィルム10Aの透光具合は、電圧の印加によって向上する。なお、TiO2片22Aの配向性は印加電圧が増加する程高くなるため、印加電圧を増加するにつれて光機能性フィルム10Aの透光具合も向上することとなる。
As a result, also in the second embodiment as in the first embodiment, the light P reflected in the
スイッチ34をオフにして光機能性フィルム10Aへの電圧の印加を停止すると、カプセル16内のTiO2片22Aの配向が乱れ、光機能性フィルム10Aの透光具合が元の極めて低い状態に戻る。
When the
つまり、この光機能性フィルム10Aも、光機能性フィルム10のように、電極フィルム12A,12B間への電圧の印加及び印加電圧の大きさの制御をおこなうことにより、被覆物26を適宜可視化させたり、その見え方の程度を調整することができる。
In other words, the optical
以上で詳細に説明したように、光機能性フィルム10Aも、光機能性フィルム10同様、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルム12A,12Bを備えており、且つ、透光性及び可撓性を有する樹脂14を備えている。そのため、ガラス材やアクリル材のような高強度材が採用された光機能性モジュールに比べて可撓性が向上している。また、一対の電極フィルムの間に介在する複数のカプセル16により、電極フィルム12A,12B同士が互いに支持し合っている。そのため、この光機能性フィルム10Aにおいても強度の向上が実現されている。加えて、これらのカプセル16は一層となるように敷きつめられているため、カプセル16を複数層に配列させた場合に比べて、光機能性フィルム10Aの薄型化も実現されている。それにより、光機能性フィルム10Aも、光機能性フィルム10同様、薄くて破損しにくく、且つ、可撓性に優れたものとなっている。
As described in detail above, the optical
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、カプセル16に収容される固体粒子は、球状や薄片状のものに限らず、鱗状のものや針状のものであってもよい。また、固体粒子の構成材料は、TiO2に限らず、BaTiO3やその他の誘電体材料の中から適宜選択可能である。カプセルに収容される電気絶縁性媒質は、トルエンに限らず、ジエチルベンゼン、シリコーン樹脂、イソパラフィン等に適宜変更可能である。電極フィルム間に介在する樹脂は、シリコーン樹脂に限らず、ポリビニルアルコールやエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等に適宜変更可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the solid particles accommodated in the
10,10A…光機能性フィルム10、12A,12B…電極フィルム、14…樹脂、16…カプセル、18A,18B…PETフィルム、20A,20B…ITO膜、22…TiO2粒子、22A…TiO2片、24…トルエン。
10, 10A ... optical
Claims (4)
前記一対の電極フィルム間に充たされた透光性及び可撓性を有する樹脂と、
前記電極フィルムとの間に前記樹脂が介在するように一層に敷きつめられ、且つ、電界配列効果又は電界配向効果を有する固体粒子と電気絶縁性媒質とを収容する複数の透光性カプセルとを備える、光機能性フィルム。 A pair of electrode films having translucency and flexibility;
A translucent and flexible resin filled between the pair of electrode films;
A plurality of translucent capsules that are arranged in one layer so as to interpose the resin between the electrode films and contain solid particles having an electric field alignment effect or an electric field orientation effect and an electrically insulating medium; , Light functional film.
The optical functional film as described in any one of Claims 1-3 whose shape of the said solid particle accommodated in the said translucent capsule is substantially spherical shape.
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- 2005-07-01 JP JP2005193788A patent/JP2007011126A/en active Pending
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