JP2017116844A - 調光フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光配向層を適用して調光フィルムを作製する場合に、液晶材料の配向性の劣化による光学特性の劣化を有効に回避できるようにする。
【解決手段】透明フィルム材による基材６に透明電極１１、配向層１３を作製して第１の積層体５Ｄを作製する第１の積層体作製工程と、透明フィルム材による基材１５に少なくとも配向層１７を作製して第２の積層体５Ｕを作製する第２の積層体作製工程と、液晶材料を間に挟んで、第１及び第２の積層体５Ｄ、５Ｕを積層して一体化する積層一体化工程とを備える。第１及び第２の積層体作製工程は、配向層１３、１７の塗工液を前記基材６、１５に塗工する塗工工程と、塗工工程により作製された塗工層を乾燥させる乾燥工程と、直線偏光の紫外線の照射により前記乾燥工程により乾燥された前記塗工層を露光して、光配向層による配向層１３、１７を作製する露光工程とを備える。露光工程より前の工程に、前記第１及び第２の積層体５Ｄ、５Ｕに係る基材６、１５の含水率を低減する含水率低減工程を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する電子ブラインド等に利用可能な調光フィルムに関する。

従来、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する調光フィルムに関する工夫が種々に提案されている（特許文献１、２）。このような調光フィルムの１つに、液晶を利用したものがある。この液晶を利用した調光フィルムは、透明電極、配向層を作製した透明フィルム材により液晶材料を挟持して液晶セルが作製され、この液晶セルを直線偏光板により挟持して作成される。これによりこの調光フィルムでは、液晶に印加する電界の可変により液晶の配向を可変して外来光を遮光したり透過したりし、さらには透過光量を可変したりし、これらにより外来光の透過を制御する。

調光フィルムにおいては、ポリイミド樹脂層により代表される樹脂層をラビング処理して作製されるラビング処理による配向層、直線偏光の紫外線の照射により光配向の手法を適用して作製される光配向層等を配向層に適用することができる。ここで光配向層は、ラビング処理による配向層のような機械的な表面処理が不要であることにより、塵等の発生を有効に回避することができる。これにより光配向層を適用して調光フィルムを作製することにより、簡易な工程管理により塵等による欠点の発生を有効に回避して調光フィルムを生産することができると考えられる。

しかしながら調光フィルムに光配向層を適用すると、液晶材料の配向性が劣化する場合があり、その結果、光学特性が劣化する場合がある。具体的には、例えばＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式により液晶セルを構成して、透明電極の駆動により電界を印加して入射光を透過させる場合には、透過率が低下する場合がある。

特開平０３−４７３９２号公報 特開平０８−１８４２７３号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、光配向層を適用して調光フィルムを作製する場合に、液晶材料の配向性の劣化による光学特性の劣化を有効に回避できるようにすることを目的とする。

（１） 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第１の積層体を作製する第１の積層体作製工程と、
透明フィルム材による基材に少なくとも配向層を作製して第２の積層体を作製する第２の積層体作製工程と、
液晶材料を間に挟んで、前記第１及び第２の積層体を積層して一体化する積層一体化工程とを備え、
前記第１及び第２の積層体作製工程は、
前記配向層の塗工液を前記基材に塗工する塗工工程と、
前記塗工工程により作製された塗工層を乾燥させる乾燥工程と、
直線偏光の紫外線の照射により前記乾燥工程により乾燥させた前記塗工層を露光して、光配向層による前記配向層を作製する露光工程とを備え、
前記露光工程より前に、前記第１及び第２の積層体に係る基材の含水率を低減する含水率低減工程を備える調光フィルムの製造方法。

（１）によれば、基材の吸湿を低減して光配向層を作製することができ、基材の吸湿による光配向層の配向規制力の劣化を有効に回避することができる。これにより配向規制力の劣化による液晶材料の配向性の劣化を有効に回避することができ、この液晶材料の配向性の劣化による光学特性の劣化を有効に回避することができる。

（２） （１）において、
前記含水率低減工程は、
前記第１及び第２の積層体に係る基材の含水率を０．０１３０％以下に低減する調光フィルムの製造方法。

（２）によれば、より具体的構成により液晶材料の配向性の劣化による光学特性の劣化を有効に回避することができる。

（３） 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第１の積層体を作製する第１の積層体作製工程と、
透明フィルム材による基材に少なくとも配向層を作製して第２の積層体を作製する第２の積層体作製工程と、
液晶材料を間に挟んで、前記第１及び第２の積層体を積層して一体化する積層一体化工程とを備え、
前記第１及び第２の積層体作製工程は、
前記配向層の塗工液を前記基材に塗工する塗工工程と、
前記塗工工程により作製された塗工層を乾燥させる乾燥工程と、
直線偏光の紫外線の照射により前記乾燥工程により乾燥させた前記塗工層を露光して、光配向層による前記配向層を作製する露光工程とを備え、
前記露光工程において、前記紫外線の照射に係る前記第１及び第２の積層体の基材の含水率が０．０１３０％以下である調光フィルムの製造方法。

（３）によれば、基材の吸湿を低減して光配向層を作製することができ、基材の吸湿による光配向層の配向規制力の劣化を有効に回避することができる。これによりこの配向規制力の劣化による液晶材料の配向性の劣化を有効に回避することができ、この液晶材料の配向性の劣化による光学特性の劣化を有効に回避することができる。

本発明によれば、光配向層を適用して調光フィルムを作製する場合に、液晶材料の配向性の劣化による光学特性の劣化を有効に回避することができる。

本発明の第１実施形態に係る調光フィルムを示す断面図である。 図１の調光フィルムの製造工程を示すフローチャートである。

〔第１実施形態〕
〔調光フィルム〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る調光フィルムを示す断面図である。この調光フィルム１は、建築物の窓ガラス、ショーケース、屋内の透明パーテーション等の調光を図る部位に、粘着剤層等により貼り付けて使用され、印加電圧の可変により透過光の光量を制御する。

この調光フィルム１は、液晶を利用して透過光を制御するフィルム材あり、直線偏光板２、３により調光フィルム用の液晶セル４を挟持して構成される。ここで直線偏光板２、３は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素等を含浸させた後、延伸して直線偏光板としての光学的機能を果たす光学機能層が形成され、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の透明フィルム材による基材により光学機能層を挟持して作製される。直線偏光板２、３は、クロスニコル配置により、紫外線硬化性樹脂等による接着剤層により液晶セル４に配置される。なお直線偏光板２、３には、それぞれ液晶セル４側に光学補償に供する位相差フィルム２Ａ、３Ａが設けられるものの、位相差フィルム２Ａ、３Ａは、必要に応じて省略してもよい。

液晶セル４は、後述する透明電極への印加電圧により透過光の偏光面を制御する。これにより調光フィルム１は、透過光を制御して種々に調光を図ることができるように構成される。

〔液晶セル〕
液晶セル４は、フィルム形状による第１及び第２の積層体である下側積層体５Ｄ及び上側積層体５Ｕにより液晶層８を挟持して構成される。下側積層体５Ｄは、透明フィルム材による基材６に、透明電極１１、スペーサ１２、配向層１３を作製して形成される。上側積層体５Ｕは、透明フィルム材による基材１５に、透明電極１６、配向層１７を積層して形成される。液晶セル４は、この上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄに設けられた透明電極１１、１６の駆動により、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式により液晶層８に設けられた液晶材料の配向を制御し、これにより透過光の偏光面を制御する。

なおＶＡ方式に代えて、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式等の駆動方式を適用するようにしてよい。なおＩＰＳ方式により駆動する場合、上側積層体５Ｕ又は下側積層体５Ｄの透明電極１１又は１６の何れか一方が省略され、他方の透明電極のパターンニングにより液晶材料に駆動用の電界を印加する。

基材６、１５は、この種のフィルム材に適用可能な種々の透明フィルム材を適用することができるものの、光学異方性の小さなフィルム材を適用することが望ましい。この実施形態において、基材６、１５は、ポリカーボネートフィルムが適用されるものの、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルム等を適用してもよい。

透明電極１１、１６は、この種のフィルム材に適用される各種の電極材料を適用することができ、この実施形態ではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）による透明電極材により形成される。スペーサ１２は、液晶層８の厚みを規定するために設けられ、各種の樹脂材料を広く適用することができるものの、この実施形態ではフォトレジストにより作製され、透明電極１１を作製してなる基材６の上に、フォトレジストを塗工して露光、現像することにより作製される。なおスペーサ１２は、上側積層体５Ｕに設けるようにしてもよく、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄの双方に設けるようにしてもよい。またスペーサ１２は、配向層１３の上に設けるようにしてもよい。またスペーサは、いわゆるビーズスペーサを適用してもよい。

配向層１３、１７は、光配向層により形成される。ここでこの光配向層に適用可能な光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができるものの、この実施形態では、一旦配向した後には、紫外線の照射によって配向が変化しない、例えば光２量化型の材料を使用する。この光２量化型の材料については、「Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ， Ｋ．Ｓｃｈｍｉｔｔ， Ｖ． Ｋｏｚｉｎｋｏｖ ａｎｄ Ｖ． Ｃｈｉｇｒｉｎｏｖ ： Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．， ３１， ２１５５ （１９９２）」、「Ｍ． Ｓｃｈａｄｔ， Ｈ． Ｓｅｉｂｅｒｌｅ ａｎｄ Ａ． Ｓｃｈｕｓｔｅｒ ： Ｎａｔｕｒｅ， ３８１， ２１２（１９９６）」等に開示されている。

液晶層８は、この種の調光フィルムに適用可能な各種の液晶材料を広く適用することができる。なお液晶セル４は、液晶層８を囲むように、シール材１９が配置され、このシール材１９により上側積層体５Ｕ、下側積層体５Ｄが一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。

〔製造工程〕
図２は、調光フィルムの製造工程を示すフローチャートである。この製造工程は、電極作製工程ＳＰ２おいて、フォトリソグラフィーの手法を適用して、基材６、１５の上に透明電極１１、１６をそれぞれ作成する。この製造工程は、続いてスペーサ作製工程ＳＰ３において、基材６にフォトレジスト膜を作製した後、露光、現像処理し、これによりスペーサ１２を作製する。

この製造工程は、続く配向層作製工程ＳＰ４において、スペーサ１２を作製してなる基材６の上に、また透明電極１６を作製してなる基材１５の上に、光配向層による配向層１３、１７を作製する。

この製造工程は、この配向層作製工程ＳＰ４における塗工工程ＳＰ４−１において、基材６及び１５の上に、それぞれ光配向層に係る塗工液を塗工した後、続く乾燥工程ＳＰ４−２において、この塗工液の溶剤を飛散させて塗工層を乾燥させる。続いてこの製造工程は、含水率低減工程ＳＰ４−３において、基材６、１５の含水率を一定値以下に低減し、これにより液晶材料の配向性の劣化を防止する。ここでこの一定値は、０．０３７５％以下により実用上十分に液晶材料の配向性の劣化を防止できるものの、好ましくは０．２０１％以下により配向性の劣化を防止することができ、より好ましくは０．０１３０％以下により配向性の劣化を防止することができる。

すなわち透明フィルム材による基材６、１５は、液晶表示パネルに適用される基材であるガラス板材とは異なり、吸湿性を備えている。この吸湿性により調光フィルムでは、光配向層に係る塗工液を塗工して乾燥させても、その後の時間経過により、光配向層における配向規制力が劣化し、その影響により、液晶層８を構成する液晶材料の配向性が劣化する。この実施形態では、これにより透明電極１１、１６間に電圧を印加して液晶材料を水平配向させて入射光を透過させる場合に、十分に透過率を確保することが困難になる。

ここでこのような配向性の劣化は、直線偏光による紫外線の照射により光配向層を作製する時点で、基材６、１５の含水率を、上述した一定値以下とすることにより、十分に防止することができる。なおこれによりこの含水率低減工程においては、必要に応じて、乾燥工程等の前に設けるようにしてもよい。

ここでこのように含水率を例えば０．０１３０％以下する為には、基材６、１５を加熱することが必要である。これに対して乾燥工程ＳＰ４−２においては、塗工層を作製してなる基材を加熱して塗工層を乾燥させる。これによりこの実施形態では、含水率低減工程ＳＰ−３を乾燥工程ＳＰ４−２の後に設けることにより、基材６、１５の含水率を効率良く低減して確実に配向性の劣化を防止できるようにする。これによりこの実施形態では、透光時における透過率を充分に確保できるようにする。

具体的に含水率低減工程は、基材６、１５のガラス転位点温度Ｔｇ以下の温度による環境に、より好ましくは基材６、１５のガラス転位点温度Ｔｇより１０℃以上低い温度による環境に、１時間以上、より好ましくは２時間以上、含水率低減対象を放置することにより、含水率を一定値以下とする。なおこの温度及び時間の条件にあっては、含水率低減工程により含水率の低減を開始する時点の基材６、１５の含水率、含水率低減工程における換気の条件等により種々に変更することができる。

この実施形態では、このようにして含水率低減工程ＳＰ４−３により基材６、１５の含水率を低減すると、続く露光工程ＳＰ４−４において、直線偏光の紫外線の照射により光配向膜の塗工層を露光し、これにより光配向層により配向層１３、１７を作製する。

なおフォトレジストによるスペーサに代えてビーズスペーサを適用する場合には、スペーサー作製工程ＳＰ２が省略され、これに代えて乾燥工程ＳＰ４−２の前に、若しくは乾燥工程ＳＰ４−２の後の含水率低減工程ＳＰ４−３の前又は後に、ビーズスペーサの配置工程が設けられ、このビーズスペーサの配置工程にてビーズスペーサを散布してビーズスペーサが配置され、その後、露光処理される。

この製造工程は、続く封止工程ＳＰ５において、配向層１３を作製してなる基材６に、ディスペンサーを使用して枠形状によりシール材１９を塗布した後、この枠形状により囲まれる所定位置に、ディスペンサーを使用して液晶層８に係る液晶材料を滴下する。その後、この製造工程は、基材６、１５を積層した後、押圧して加熱し、これにより液晶層８を挟持するようにして、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄをシール材１９により貼り合せて一体化し、液晶セル４を作製する。さらにこの液晶セル４に直線偏光板２、３を貼合して調光フィルム１を作製する。

〔実施例１〕
この実施例１では、両面にハードコート層が作製されてなる厚み１００μｍによるポリカーボネートフィルム材を基材６、１５に適用し、上述の第１実施形態の構成により調光フィルムを作製した。なお含水率低減工程は、配向層に係る塗工液を塗工して乾燥させた後、９０℃の環境に２時間放置して実行した。この含水率低減工程の開始時及び終了時における基材６、１５の含水率は０．０３７５％及び０．０１３０％であった。またこの調光フィルムでは、電界印加時における透過率は３５．５％であり、これにより充分に配向性を確保できていることが確認された。

〔実施例２〕
この実施例２では、含水率低減工程を、９０℃３時間の条件により実行した点を除いて、実施例１と同様にして調光フィルムを作製した。この実施例２では含水率低減工程の開始時及び終了時における基材６、１５の含水率は０．０３７５％及び０．０２２８％であった。またこの調光フィルムでは、電界印加時における透過率は３５．０％であり、これにより充分に配向性を確保できていることが確認された。

〔比較例〕
この比較例では、含水率低減工程を省略して、実施例１と同一に調光フィルムを作製した。この比較例おいて、光配向層の作製に係る露光時における基材６、１５の含水率は０．０５３４％であった。またこの比較例では、電界印加時における透過率は３２．０％であり、これにより配向性の劣化が確認された。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々に変更することができる。

１ 調光フィルム
２、３ 直線偏光板
２Ａ、３Ａ 接着剤層
４ 液晶セル
５Ｄ 下側積層体
５Ｕ 上側積層体
６、１５ 基材
８ 液晶層
１１、１６ 透明電極
１３、１８ 配向膜
１９ シール材

Claims (3)

1. 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第１の積層体を作製する第１の積層体作製工程と、
   透明フィルム材による基材に少なくとも配向層を作製して第２の積層体を作製する第２の積層体作製工程と、
   液晶材料を間に挟んで、前記第１及び第２の積層体を積層して一体化する積層一体化工程とを備え、
   前記第１及び第２の積層体作製工程は、
   前記配向層の塗工液を前記基材に塗工する塗工工程と、
   前記塗工工程により作製された塗工層を乾燥させる乾燥工程と、
   直線偏光の紫外線の照射により前記乾燥工程により乾燥させた前記塗工層を露光して、光配向層による前記配向層を作製する露光工程とを備え、
   前記露光工程より前に、前記第１及び第２の積層体に係る基材の含水率を低減する含水率低減工程を備える
   調光フィルムの製造方法。
2. 前記含水率低減工程は、
   前記第１及び第２の積層体に係る基材の含水率を０．０１３０％に低減する
   請求項１に記載の調光フィルムの製造方法。
3. 透明フィルム材による基材に透明電極、配向層を作製して第１の積層体を作製する第１の積層体作製工程と、
   透明フィルム材による基材に少なくとも配向層を作製して第２の積層体を作製する第２の積層体作製工程と、
   液晶材料を間に挟んで、前記第１及び第２の積層体を積層して一体化する積層一体化工程とを備え、
   前記第１及び第２の積層体作製工程は、
   前記配向層の塗工液を前記基材に塗工する塗工工程と、
   前記塗工工程により作製された塗工層を乾燥させる乾燥工程と、
   直線偏光の紫外線の照射により前記乾燥工程により乾燥させた前記塗工層を露光して、光配向層による前記配向層を作製する露光工程とを備え、
   前記露光工程において、前記紫外線の照射に係る前記第１及び第２の積層体の基材の含水率が０．０１３０％以下である
   調光フィルムの製造方法。

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