JP5614415B2 - 調光フィルム - Google Patents

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Description

本発明は、調光機能を有する調光フィルムに関する。
光調整懸濁液を含む調光硝子は、エドウィン・ランド(Edwin.Land)により最初に発明されたもので、その形態は、狭い間隔を有する2枚の透明導電性基材の間に、液体状態の光調整懸濁液を注入した構造になっている(例えば、特許文献1及び2参照)。エドウィン・ランドの発明によると、2枚の透明導電性基材の間に注入されている液状の光調整懸濁液は、電界を印加していない状態では懸濁液中に分散されている光調整粒子のブラウン運動により、入射光の大部分が光調整粒子により反射、散乱又は吸収され、ごく一部分だけが透過することになる。
即ち、光調整懸濁液に分散されている光調整粒子の形状、性質、濃度及び照射される光エネルギーの量により、透過、反射、散乱又は吸収の程度が決められる。前記構造の調光硝子を用いた調光窓に電界を印加すると、透明導電性基材を通じて光調整懸濁液に電場が形成され、光調整機能を表す光調整粒子が分極を起こし、電場に対して平行に配列され、光調整粒子と光調整粒子の間を光が透過し、最終的に調光硝子は透明になる。しかし、このような初期の調光装置は、実用上、光調整懸濁液内での光調整粒子の凝集、自重による沈降、熱による色相変化、光学密度の変化、紫外線照射による劣化、基材の間隔維持及びその間隔内への光調整懸濁液の注入が困難等であるために、実用化が難しかった。
ロバート・エル・サックス(Robert.L.Saxe)、エフ・シー・ローウェル(F.C.Lowell)、又はアール・アイ・トンプソン(R.I.Thompson)は、調光窓の初期問題点、即ち、光調整粒子の凝集及び沈降、光学密度の変化等を補完した調光硝子を用いた調光窓を開示している(例えば、特許文献3〜9参照)。これらの特許等では、針状の光調整結晶粒子、結晶粒子分散用懸濁剤、分散調整剤及び安定剤等からなる液体状態の光調整懸濁液によって、光調整粒子と懸濁剤の密度を殆ど同様に合わせて光調整粒子の沈降を防止しながら、分散調整剤を添加して光調整粒子の分散性を高めることにより光調整粒子の凝集を防止し、初期の問題点を解決している。
しかし、これらの調光硝子もやはり従来の調光硝子のように、2枚の透明導電性基材の間隔内に液状の光調整懸濁液を封入した構造になっているため、大型製品製造の場合、2枚の透明導電性基材の間隔内への均一な懸濁液の封入が困難で、製品上下間の水圧差による下部の膨張現象が起こりやすい問題がある。また、外部環境、例えば、風圧によって基板の間隔が変化することにより、その結果、光学密度が変化して色相が不均質になり、又は透明導電性基材の間に液体をためるための周辺の密封材が破壊され、光調整材料が漏れる問題がある。また、紫外線による劣化、透明導電性基材の周辺部と中央部間の電圧降下により、応答時間にむらが発生する。
これを改善する方法として、液状の光調整懸濁液を硬化性の高分子樹脂の溶液と混合し、重合による相分離法、溶媒揮発による相分離法、又は温度による相分離法等を利用してフィルムを製造する方法が提案されている(例えば、特許文献10参照)。
一方、これまでの調光硝子で囲まれた空間内部では、用いられる透明導電性樹脂基材の表面抵抗率が小さく電波透過性が低いため、テレビや携帯電話、電波を利用したリモコン装置等が充分機能しないという問題点がある。
米国特許第1,955,923号明細書 米国特許第1,963,496号明細書 米国特許第3,756,700号明細書 米国特許第4,247,175号明細書 米国特許第4,273,422号明細書 米国特許第4,407,565号明細書 米国特許第4,422,963号明細書 米国特許第3,912,365号明細書 米国特許第4,078,856号明細書 特開2002−189123号公報
本発明は、自動車等の車載用あるいは建築用窓ガラス等に用いられる調光フィルムに関する。
自動車・電車・飛行機等の車載用あるいは建築用窓ガラス等に用いられる調光フィルムの透明導電層は、電気抵抗の低い透明導電層である。低い電気抵抗は同時に高い電波反射性をもたらすため、車内や部屋の中に持ち込んだテレビや携帯電話、電波を利用したリモコン装置等が充分機能しないという問題点がある。
また、透明導電性樹脂基材の透明導電層と透明樹脂基材との密着性についても問題がある。
本発明者等は、鋭意検討した結果、透明導電性樹脂基板の透明導電層を有機バインダー中に導電性高分子を含有させた構成とすることより上記課題を解決できることを見出した。
即ち本発明は以下の通りである。
(1)透明導電層と透明樹脂基材とを有する透明導電性樹脂基材を2つ、及び、前記2つの透明導電性樹脂基材の透明導電層側で挟持された調光層を有し、
前記調光層が、樹脂マトリックスと前記樹脂マトリックス中に分散した光調整懸濁液とを含む調光フィルムであって、
前記透明導電層は、有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなる調光フィルム。
(2)前記導電性高分子が、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)記載の調光フィルム。
(3)前記有機バインダー樹脂が、重合性モノマーあるいはオリゴマーを熱あるいは光で硬化させた樹脂である上記(1)又は(2)記載の調光フィルム。
(4)前記有機バインダー樹脂の全部又は一部が、水酸基含有(メタ)アクリレートである上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の調光フィルム。
(5)前記有機バインダー樹脂の全部又は一部が、ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートである上記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の調光フィルム。
(6)前記透明導電層の表面抵抗率値が1000Ω/□以上である透明導電層から成る上記(1)〜(5)のいずれか一つに記載の調光フィルム。
(7)500MHz以上の周波数領域における電波シールド性が5dB以下である上記(1)〜(6)のいずれか一つに記載の調光フィルム。
本発明の調光フィルムは、電波透過性に優れ、調光フィルムで囲まれた空間内部でも、テレビや携帯電話、電波を利用したリモコン装置などが充分機能させることができる。また、特定の有機バインダー樹脂を用いることで、透明導電性樹脂基材の透明導電層と透明樹脂基材の密着性を良好とすることができる。
本願の開示は、2010年1月26日に出願された特願2010−14191号に記載の主題と関連しており、それらの開示内容は引用によりここに援用される。
本発明の調光フィルムの一態様の断面構造概略図である。 図1の調光フィルムの電界が印加されていない場合の作動を説明するための概略図である。 図1の調光フィルムの電界が印加されている場合の作動を説明するための概略図である。 調光フィルムの端部の状態を説明するための概略図である。液滴3の中の光調整粒子10は図示を省略した。 1kHz〜1GHzの周波数領域における電波シールド効果測定結果(実施例1〜3及び比較例1、2)を示す図である。 1〜18GHzの周波数領域における電波シールド効果測定結果(実施例1〜3及び比較例1)を示す図である。
本発明の調光フィルムは、樹脂マトリックスと、樹脂マトリックス中に分散した光調整懸濁液とを含む調光層が、2つの透明導電性樹脂基材の透明導電層側で挟持された調光フィルムであり、透明導電層が、有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなることを特徴とする。
調光層は、一般に、調光材料を用いて形成することが可能である。本発明における調光材料は、樹脂マトリックスとしての、エネルギー線を照射することにより硬化する高分子媒体と、光調整粒子が流動可能な状態で分散媒中に分散した光調整懸濁液とを含有する。光調整懸濁液中の分散媒が、高分子媒体及びその硬化物と相分離しうるものであることが好ましい。
該調光材料を用いて、有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなる透明導電層を有する透明導電性樹脂基材2つの間に透明導電層側で、高分子媒体から形成された樹脂マトリックス中に光調整懸濁液が分散した調光層を挟持させることにより、本発明の調光フィルムが得られる。
すなわち、本発明の調光フィルムの調光層では、液状の光調整懸濁液が、高分子媒体が硬化した固体状の樹脂マトリックス内に微細な液滴の形態で分散されている。光調整懸濁液に含まれる光調整粒子は、棒状又は針状であることが好ましい。
このような調光フィルムに電界を印加すると、樹脂マトリックス中に分散されている光調整懸濁液の液滴中に浮遊分散されている、電気的双極子モーメントをもつ光調整粒子が、電界に対し平行に配列されることにより、液滴が入射光に対して透明な状態に転換され、視野角度による散乱、又は透明性低下が殆どない状態で入射光を透過させる。
本発明においては、透明導電層を有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有させる構成とすることによって、従来の調光フィルムの問題点(即ち、電波透過性が小さいため調光フィルムで囲まれた空間内部においてテレビや携帯電話、電波を利用したリモコン装置等が充分機能しない、あるいはETCの使用が制限されるといった問題)が解決される。
本発明において、透明導電層の表面抵抗率は1000Ω/□以上であることが好ましく、2000Ω/□以上であることがさらに好ましい。また、この調光フィルムの電波シールド性は500MHz以上の周波数領域において5dB以下であることが好ましく、3dB以下であることがさらに好ましい。
透明導電層は、表面抵抗率が1000Ω/□以上となれば、用いる材料に特に制限はないが、例えば、導電性高分子にポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。
また、有機バインダー樹脂に、重合性モノマーあるいはオリゴマーを熱あるいは光で硬化させた樹脂を用いることが好ましい。この有機バインダー樹脂の全部又は一部は水酸基含有(メタ)アクリレートやペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートから成ることがさらに好ましい。
表面抵抗率の調整について詳しくは後述する。
以下、各層構成及び調光フィルムについて説明する。
<透明導電性樹脂基材>
本発明による調光材料を利用して調光フィルムを製造するときに使用される透明導電性樹脂基材としては、透明樹脂基材に有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなる透明導電層がコーティングされており、透明樹脂基材と透明導電層を合わせた光透過率が80%以上である透明導電性樹脂基材を使用することができる。なお、光透過率はJIS K7105の全光線透過率の測定法に準処して測定することができる。
(透明導電層)
まず、本発明において透明導電層に用いられる材料について説明する。
透明導電層は、有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなるものであれば用いる材料に特に制限はないが、透明導電層に用いられる導電性高分子の材料の例としては、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体等が挙げられ、これらの少なくとも1種を導電性高分子として用いる。
導電性高分子として使用される材料の例としては、具体的には、下記(式a)〜(式d)で表される化合物(ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体1、ポリアニリン誘導体2、ポリピロール誘導体)が挙げられるが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
・ポリチオフェン誘導体
Figure 0005614415
上記式aで示されるポリチオフェン誘導体として、ポリスチレンスルホン酸(式aの上部分)に示される構造単位を有する重量平均分子量30000〜75000のポリマが好ましく、また、ポリ−3,4−エチレンジオキシチオフェン(式aの下部分)は、チオフェンユニットで5〜15量体のものが好ましい。
上記式aで示される入手可能なポリチオフェン誘導体としては、H.C.スタルク(株)製の製品名:Clevios PH 1000(ポリスチレンスルホン酸(式aの上部分)に示される構造単位を有する重量平均分子量:40000で、チオフェンユニット:5〜10量体)、H.C.スタルク(株)製の製品名:Clevios S V3、(ポリスチレンスルホン酸(式aの上部分)に示される構造単位を有する重量平均分子量:40000で、チオフェンユニット:5〜10量体)等が挙げられる。
・ポリアニリン誘導体1
Figure 0005614415
上記式bで示されるポリアニリン誘導体1として、重量平均分子量15000〜100000で、Xがスルホン酸系化合物のドーパントであるものが好ましく挙げられる。
上記式bで示される入手可能なポリアニリン誘導体1として、オルメコン社製の製品名:NX−D103X(X=スルホン酸系化合物)、NW−F102ET(X=スルホン酸系化合物)等が挙げられる。
・ポリアニリン誘導体2
Figure 0005614415
上記式cで示されるポリアニリン誘導体2として、重量平均分子量2000〜100000で、Rが−OCHであるものが好ましく挙げられる。
上記式cで示される入手可能なポリアニリン誘導体2として、三菱レイヨン(株)製の製品名:aquaPASS(登録商標)−01x(重量平均分子量:10000で、x=1、y=1)等が挙げられる。
・ポリピロール誘導体
Figure 0005614415
上記式dで示されるポリピロール誘導体として、重量平均分子量50000〜300000のものが好ましく挙げられる。
上記式dで示される入手可能なポリピロール誘導体として、日本曹達(株)製の製品名:SSPY(重量平均分子量:200000)等が挙げられる。
また、本発明において上記の導電性高分子の他に、無機酸化物系の導電性粒子を併用することも可能である。無機酸化物系の導電性粒子としては、ZnO、GaドープZnO(GZO)、AlドープZnO(AZO)、FドープZnO(FZO)、InドープZnO(IZO)、BaドープZnO(BZO)、SnO、InドープSnO(ITO)、SbドープSnO(ATO)、FドープSnO(FTO)等が挙げられ、あるいは、これらの混合物からなる粒子であっても構わない。また、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
また、本発明において透明導電層に用いられる導電性高分子以外の導電性粒子は金属カーボンナノチューブ(CNT)であっても良い。
導電性高分子と併用される導電性粒子の平均粒径は10〜500nmであることが透明性の観点から好ましく、10〜200nmであることがさらに好ましい。平均粒径が10nm未満であると導電性粒子の分散が困難になることがある。
導電性粒子の平均粒径は、BET法による比表面積測定装置より測定した比表面積より、下記式を用いて算出された粒径である。
平均粒径(nm)=6000/(密度[g/cm]×比表面積[m/g])
上記範囲の平均粒径を有する導電性粒子は、市販品を適宜選択すればいい。
透明導電層の有機バインダー樹脂の全部又は一部として、以下に示す(a)〜(c)の材料を用いることが可能である。それによって透明導電層と透明樹脂基材の密着性が良好となる。
(a)分子内に水酸基を有する(メタ)アクリレートを含有する材料
(b)ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートを含有する材料
(c)分子内に1つ以上の重合性基を有するリン酸エステル
なお、有機バインダー樹脂全体に対する、水酸基含有(メタ)アクリレートやペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレート等は、20質量%以上であることが好ましい。
各材料について、以下に説明する。
(a)分子内に水酸基を有する(メタ)アクリレートを含有する材料
透明導電層形成に用いる分子内に水酸基を有する(メタ)アクリレートの具体的な例としては、(式1)〜(式8)で表される化合物が挙げられるが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
水酸基を有する(メタ)アクリレートは、さらには水酸基とペンタエリスリトール骨格とを有する(メタ)アクリレートであることが好ましい。なお、「水酸基とペンタエリスリトール骨格とを有する(メタ)アクリレート」とは、(メタ)アクリレート分子内に水酸基があればペンタエリスリトールの水酸基は全て置換されていても構わないが、好ましくはペンタエリスリトールの少なくとも一つの水酸基が無置換であるものを示す。
ペンタエリスリトール骨格については、下記(b)材料の段落で説明する。
Figure 0005614415
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分子内に水酸基を有する(メタ)アクリレートとして好ましくは、上記式3〜8に示すように、さらにペンタエリスリトール骨格を有する(メタ)アクリレートが挙げられる。
本発明において用いられる分子内に水酸基を有する(メタ)アクリレートは、公知の方法で合成することが出来る。例えば、エポキシエステルの場合、エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを不活性ガス中でエステル化触媒と重合禁止剤の存在下に反応させることにより得ることができる。
不活性ガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素等が挙げられる。これらは単独又は併用して使用することができる。
エステル化触媒としては、トリエチルアミン、ピリジン誘導体、イミダゾール誘導体等の三級窒素を含有する化合物、トリメチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等のリン化合物、又はテトラメチルアンモニウムクロライド、トリエチルアミン等のアミン塩等が用いられる。添加量は0.000001〜20質量%、好ましくは0.001〜1質量%である。
重合禁止剤としてはハイドロキノン、ターシャリーブチルハイドロキノン等のそれ自体公知の重合禁止剤が用いられる。使用量は0.000001〜0.1質量%の範囲から選択される。
エポキシエステルの例としては、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート(商品名:アロニックスM−5700、東亞合成(株)製、あるいは、商品名:エポキシエステルM−600A、共栄社化学(株)製)、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート(商品名:ライトエステルG−201P、共栄社化学(株)製)、グリセリンジグリシジルエーテルアクリル酸付加物やプロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物等のジグリシジルエーテル(メタ)アクリル酸付加物(商品名:エポキシエステル80MFA(グリセリンジグリシジルエーテルアクリル酸付加物)、エポキシエステル40EM(エチレングリコールジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物)、エポキシエステル70PA(プロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物)、エポキシエステル200PA(トリプロピレングリコールジグリシジルエーテルアクリル酸付加物)、エポキシエステル3002M(ビスフェノールAプロピレンオキシド2mol付加物ジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物)、エポキシエステル3002A(ビスフェノールAプロピレンオキシド2mol付加物ジグリシジルエーテルアクリル酸付加物)、エポキシエステル3000MK(ビスフェノールAジグリシジルエーテルメタクリル酸付加物)、エポキシエステル3000A(ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物)等(以上、共栄社化学(株)製))等が挙げられる。
また、水酸基とペンタエリスリトール骨格とを有する(メタ)アクリレートの場合、ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトール等と、アクリル酸又はメタクリル酸と、を空気中でエステル化触媒及び重合禁止剤の存在下に反応させることにより得られる。ペンタエリスリトール又はジペンタエリスリトールに対してアクリル酸あるいはメタクリル酸を付加させる反応方法としては、特公平5−86972号公報、特開昭63−68642号公報に記載された公知のものが適用できる。
分子内に水酸基を有する(メタ)アクリレートの市販品としては、特にライトエステルHOP、ライトエステルHOA、ライトエステルHOP−A、ライトエステルHOB、ライトエステルHO−MPP、ライトエステルP−1M、ライトエステルP−2M、ライトエステルG−101P、ライトエステルG−201P、ライトエステルHOB−A、ライトエステルHO−HH、ライトアクリレートHOA−HH、HOA−MPL、HOA−MPE、ライトアクリレートP−1A、ライトアクリレートPE−3A(以上、共栄社化学(株)製)、アロニックスM−215、アロニックスM−305、アロニックスM−306、アロニックスM−451、アロニックスM−403、アロニックスM−400、アロニックスM402、アロニックスM−404、アロニックスM−406(以上、東亞合成(株)製)等が挙げられる。
(b)ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートを含有する材料
ここで、「ペンタエリスリトール骨格」とは、下記式(e)に示す構造を示す。「ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレート」とは、具体的には、ウレタンアクリレート分子内に存在するペンタエリスリトールの水酸基の少なくとも1つの水素がカルバモイル基で置換され、且つ少なくとも1つの水酸基が(メタ)アクリル酸でエステル化された構造を有する。このとき、カルバモイル基、(メタ)アクリル酸も置換基を有していてもよい。なお、カルバモイル基で置換された水酸基と、(メタ)アクリル酸でエステル化された水酸基が、下記(式e)で示される同一のペンタエリスリトール骨格に結合する水酸基である必要はない。
Figure 0005614415
また、本発明におけるペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートは、ペンタエリスリトール骨格として、酸素を介して2つつながったジペンタエリスリトールを有することも好ましい。その場合も、ペンタエリスリトールの水酸基の少なくとも1つの水素がカルバモイル基で置換され、且つ少なくとも1つの水酸基が(メタ)アクリル酸でエステル化されたものである。このとき、カルバモイル基、(メタ)アクリル酸も置換基を有していてもよい。
さらには、IPDI(3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート)も同時に含有することがより好ましい。また、このウレタンアクリレートはさらに分子内に水酸基を含有することが好ましい。
ここで、「IPDI(3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート)骨格」とは、下記(式f)に示す構造を示す。
Figure 0005614415
ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレート、好ましくはペンタエリスリトール骨格とIPDI骨格とを含有するウレタンアクリレートは、具体的には、下記(式9)〜(式15)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005614415
Figure 0005614415
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なお、(式13)〜(式15)においてRは、全て同じでも異なっていてもよい、下記に示されるものであり、少なくとも一つ以上がHであることが好ましい。
Figure 0005614415
ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートは公知の方法で合成することが出来る。例えば、一般的にウレタンアクリレートは、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物等の水酸基と、水酸基含有(メタ)アクリレートとを公知の方法で反応させて得られることから、ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートも同様に、例えば、以下の製法1〜製法4のいずれかで製造することが可能である。
(製法1):ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物及びペンタエリスリトール骨格含有(メタ)アクリレートを一括して仕込んで反応させる方法。
(製法2):ポリオール化合物及びポリイソシアネート化合物を反応させ、次いでペンタエリスリトール骨格含有(メタ)アクリレートを反応させる方法。
(製法3):ポリイソシアネート化合物及びペンタエリスリトール骨格含有(メタ)アクリレートを反応させ、次いでポリオール化合物を反応させる方法。
(製法4):ポリイソシアネート化合物及びペンタエリスリトール骨格含有(メタ)アクリレートを反応させ、次いでポリオール化合物を反応させ、最後にまたペンタエリスリトール骨格含有(メタ)アクリレートを反応させる方法。
また、これらの反応には触媒を用いてもよく、例えば、ラウリル酸ジブチル錫等の錫系の触媒、三級アミン系触媒等が用いられる。
上記製法1〜製法4において用いられるペンタエリスリトール骨格含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記製法1〜製法4において用いられるポリイソシアネート化合物としては、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート)、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(2−イソシアネートエチル)フマレート、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネート、4−ジフェニルプロパンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。
ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートは、ペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートを含む市販品を用いることもでき、例えば、UA−306H、UA−306I、UA−306T、UA−510H(共栄社化学(株)製)、HA−7903−11(日立化成工業(株)製)等が挙げられる。
ペンタエリスリトール骨格とIPDI骨格の両方を含有するウレタンアクリレートは、上記製法1〜製法4のうち、ポリイソシアネート化合物としてイソホロンジイソシアネートを用いることにより得ることができる。
また、市販品を用いることもでき、ペンタエリスリトール骨格とIPDI骨格との両方を含有するウレタンアクリレートを含む市販品として、具体的には下記に例示できる。
AY42−151(フィラーとしてSiO微粒子含有、東レ・ダウコーニング(株)製)、UVHC3000(フィラー非含有、モメンンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社製)、UVHC7000(フィラー非含有、モメンンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社製)等が挙げられる。
(c)分子内に1つ以上の重合性基を有するリン酸エステル
透明導電層を形成するための材料として、分子内に1つ以上の重合性基を有するリン酸エステルが挙げられ、好ましくは分子内に1つ以上の重合性基を有するリン酸モノエステルあるいはリン酸ジエステルが挙げられる。分子内に1つ以上の重合性基を有するリン酸エステルは、通常、エステル部分に重合性基を有し、好ましくは1つのエステル部分に1つの重合性基を有する。分子内の重合性基の個数は1個又は2個であることが好ましい。また、リン酸エステルは、好ましくは、分子内に(ポリ)エチレンオキサイド、(ポリ)プロピレンオキサイド等の(ポリ)アルキレンオキサイド構造を有する。
重合性基として、エネルギー線の照射により重合する基が好ましく、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基等のエチレン性不飽和二重結合を有する基がある。
より具体的には、透明導電層を形成するための材料は、分子内に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するリン酸モノエステルあるいはリン酸ジエステルであることが好ましい。
(メタ)アクリロイルオキシ基を有するリン酸モノエステルあるいはリン酸ジエステルの例としては、(式16)または(式17)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005614415
(式中、Rはそれぞれ独立に炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐アルキレン基を示し、mは1以上の整数であり、nは1または2である。Xは、それぞれ独立に
Figure 0005614415
から選択される。)
mは好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6である。
Figure 0005614415
(式中、R及びRはそれぞれ独立に炭素数1〜4個の直鎖もしくは分岐アルキレン基を示し、l及びmはそれぞれ独立に1以上の整数であり、nは1または2である。Xは、それぞれ独立に
Figure 0005614415
から選択される。)
lは好ましくは1〜10、より好ましくは1〜5である。mは好ましくは1〜5、より好ましくは1〜2である。
また、これらの(メタ)アクリロイルオキシ基を有するリン酸モノエステルあるいはリン酸ジエステルは混合して用いられても良く、他の(メタ)アクリレート等と混合して用いられても良い。
(メタ)アクリロイルオキシ基を有するリン酸モノエステルあるいはリン酸ジエステルの市販品としては、下記式(g)に示すPM−21(日本化薬(株)製)、下記式(h)に示すホスマーPP、下記式(i)に示すホスマーPE、下記式(j)に示すホスマーM(以上、ユニケミカル(株)製)、下記式(k)に示すP−1M、下記式(l)に示すP−2M(以上、共栄社化学(株)製)等が挙げられる。なお、ホスマーMとP−1Mは、下記式に示される様に主成分として含まれるリン酸エステルは同じ化合物である。
Figure 0005614415
有機バインダー樹脂としては、上記(a)〜(c)の材料に代えて、あるいは上記(a)〜(c)の材料と併用して、重合性モノマーあるいはオリゴマーも使用可能である。重合性モノマーあるいはオリゴマーとしては、(メタ)アクリレートが挙げられる。
重合性モノマーあるいはオリゴマーとしての(メタ)アクリレートの具体的な例としては、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ノナエチレングリコールジメタクリレート、テトラデカエチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジメタクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物のジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ノナエチレングリコールジアクリレート、テトラデカエチレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物のジアクリレート、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物のジアクリレート、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチルロールプロパントリアクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス(アクロキチエチル)イソシアヌレート、フェニルグリシジルエーテルアクリレートウレタンプレポリマー等を単独あるいは混合して用いても良い。なお、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
これらの(メタ)アクリレートの市販品としては、ライトエステルEG、ライトエステル2EG、ライトエステル3EG、ライトエステル4EG、ライトエステル9EG、ライトエステル14EG、ライトエステル1,4BG、ライトエステルNP、ライトエステル1,6HX、ライトエステル1,9ND、ライトエステル1.10DC、ライトエステルDCP−M、ライトエステルBP−2EMK、ライトエステルBP−4EM、ライトエステルBP−6EM、ライトエステルTMP、ライトアクリレート3EG−A、ライトアクリレート4EG−A、ライトアクリレート9EG−A、ライトアクリレート14EG−A、ライトアクリレートPTMGA−250、ライトアクリレートNP−A、ライトアクリレートMPD−A、ライトアクリレート1,6HX−A、ライトアクリレートBEPG−A、ライトアクリレート1,9ND−A、ライトアクリレートMOD−A、ライトアクリレートDCP−A、ライトアクリレートBP−4EA、ライトアクリレートBP−4PA、ライトアクリレートBA−134、ライトアクリレートBP−10EA、ライトアクリレートHPP−A、ライトアクリレートTMP−A、ライトアクリレートTMP−3EO−A、ライトアクリレートTMP−6EO−3A、ライトアクリレートPE−4A、ライトアクリレートDPE−6A、AT−600、AH−600(以上、共栄社化学(株)製)、アロニックスM−215、アロニックスM−220、アロニックスM−225、アロニックスM−270、アロニックスM−240、アロニックスM−310、アロニックスM−321、アロニックスM−350、アロニックスM−360、アロニックスM−370、アロニックスM−315、アロニックスM−325、アロニックスM−327(以上、東亞合成(株)製)等が挙げられる。
透明導電層形成に重合性モノマーあるいはオリゴマーを用いる場合、透明導電層に用いる有機バインダー樹脂全体が、熱重合開始剤あるいは光重合開始剤を用いて硬化させて薄膜とすることが好ましい。熱硬化法、光硬化法は、特に制限はなく、通常の各硬化法を適用することができる。
本発明に用いられる熱重合開始剤としては、熱により分解してラジカルを生成して重合性化合物の重合を開始し得るものであればよく、有用なラジカル開始剤は既知の開始剤であり、有機過酸化物、アゾニトリル等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。有機過酸化物には、アルキルパーオキシド、アリールパーオキシド、アシルパーオキシド、アロイルパーオキシド、ケトンパーオキシド、パーオキシカボネート、パーオキシカーボキシレート等が含まれる。
アルキルパーオキシドとしては、ジイソプロピルパーオキシド、ジターシャリーブチルパーオキシド、ジターシャリーアミルパーオキシド、ターシャリーブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ターシャリーアミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ターシャリーブチルヒドロ−パーオキシド等が挙げられる。アリールパーオキシドとしては、ジクミルパーオキシド、クミルヒドロパーオキシド等が挙げられる。アシルパーオキシドとしては、ジラウロイルパーオキシド等が挙げられる。アロイルパーオキシドとしては、ジベンゾイルパーオキシド等が挙げられる。ケトンパーオキシドとしては、メチルエチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド等を挙げることができる。
アゾニトリルとしては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソプロピルニトリル等が挙げられる。
熱重合開始剤の市販品としては、特にパーロイルIB、パークミルND、パーロイルNPP、パーロイルIPP、パーロイルSBP、パーオクタND、パーロイルTCP、パーロイルOPP、パーヘキシルND、パーブチルND、パーブチルNHP、パーヘキシルPV、パーブチルPV、パーロイル355、パーロイルL、パーオクタO、パーロイルSA、パーヘキサ25O、パーヘキシルO、ナイパーPMB、パーブチルO、ナイパーBMT、ナイパーBW、パーヘキサMC、パーヘキサTMH(以上、日油(株)製)、アゾ化合物、特に、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチル−ブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド)及び/又はジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジメチル2,2’−アゾイソブチレート等が挙げられる。
光重合開始剤としては、光照射により分解してラジカルを発生して重合性化合物の重合を開始し得るものであればよく、例えばアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
光重合開始剤の市販品としては、イルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア500、イルガキュア2959、イルガキュア127、イルガキュア754、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア379EG、イルガキュア1300、イルガキュア819、イルガキュア819DW、イルガキュア1800、イルガキュア1870、イルガキュア784、イルガキュアOXE01、イルガキュアOXE02、イルガキュア250、イルガキュアPAG103、イルガキュアPAG108、イルガキュアPAG121、イルガキュアPAG203、ダロキュア1173、ダロキュアMBF、ダロキュアTPO、ダロキュア4265、ダロキュアEDB、ダロキュアEHA(以上、チバ・ジャパン(株)製)、C0014、B1225、D1640、D2375、D2963、M1245、B0103、C1105、C0292、E0063、P0211、I0678、P1410、P1377、M1209、F0362、B0139、B1275、B0481、D1621、B1267、B1164、C0136、C1485、I0591、F0021、A0061、B0050、B0221、B0079、B0222、B1019、B1015、B0942、B0869、B0083、B2380、B2381、D1801、D3358、D2248、D2238、D2253、B1231、M0792、A1028、B0486、T0157、T2041、T2042、T1188、T1608(以上、東京化成工業(株)製)等が挙げられる。
透明導電層の表面抵抗率は1000Ω/□以上であることが好ましく、2000Ω/□以上であることがさらに好ましい。
表面抵抗率を1000Ω/□以上とするには、導電性高分子として上記高分子を用い、後述するようにドーパントを調整することにより達成できる。
表面抵抗率の測定は、低抵抗率計(商品名:ロレスタ−EP、(株)ダイアンインスルメンツ製)を用いて四探針プローブで行う。なお、表面抵抗率の測定は、透明導電層の有機バインダー樹脂が硬化性の樹脂である場合は、硬化後に測定する。
(透明樹脂基材)
本発明における透明樹脂基材としては、例えば、高分子フィルム等を使用することができる。
上記高分子フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系フィルム、ポリプロピレン等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、アクリル樹脂系のフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリカーボネートフィルム等の樹脂フィルムが挙げられるが、ポリエチレンテレフタレートフィルムが、透明性に優れ、成形性、接着性、加工性等に優れるので好ましい。
透明樹脂基材にコーティングされる透明導電層の厚みは、10〜5,000nmであることが好ましく、透明樹脂基材の厚みは特に制限はない。例えば、高分子フィルムの場合には10〜200μmが好ましい。
基材の間隔が狭く、異物質の混入等により発生する短絡現象を防止するために、透明導電層の上に数nm〜1μm程度の厚さの透明絶縁層が形成されている透明導電性樹脂基材を使用してもよい。
本発明における透明導電層は、透明導電層を形成する材料(有機バインダー樹脂及び導電性高分子等)を混合して、透明樹脂基材に塗布することにより得られる。透明導電層を形成する材料の混合方法は、混合して溶解すれば特に限定はないが、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレート等の有機バインダー樹脂をまずアルコール等に溶解させた状態で、導電性高分子を混合する方法が好ましい。
導電性高分子の粒径は、小さすぎると抵抗が大きくなる傾向があり、大きすぎると均一な成膜ができない傾向があるため、平均粒径50〜200nmが好ましい。
ここで、導電性高分子の平均粒径は動的光散乱法による測定で計測した値である。この方式を利用した具体的な装置としては、例えば、Malvern社製のゼータサイザー ナノS等が挙げられる。
透明導電層を形成する材料(有機バインダー樹脂及び導電性高分子等)を混合した後、バーコーター法、マイヤーバーコーター法、アプリケーター法、ドクターブレード法、ロールコーター法、ダイコーター法、コンマコーター法、グラビアコート法、マイクログラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法、カーテンコート法等を単独または組み合わせて用いて、透明樹脂基材に塗布することにより透明導電層を得ることができる。
なお、塗布する際は必要に応じて適当な溶剤で希釈し、透明導電層を形成する材料の溶液あるいは分散液を用いてもよい。溶剤を用いた場合には、透明樹脂基材上に塗布した後乾燥を要する。
本発明における透明導電層形成に用いる溶剤としては、透明導電層を形成する材料を溶解あるいは分散し、透明導電層形成後に乾燥等により除去できるものであればよく、水、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−メトキシエタノール、プロピレングリコール、ジメチルスルホキシド等を用いることができ、これらの混合溶剤でも良い。
透明導電層の表面抵抗率は、主に導電性高分子のドーパントの量、有機バインダー樹脂量、層厚、溶剤の種類等によって制御することができる。具体的には、ドーパントの量を少なくすると、表面抵抗率は小さくなる傾向がある。導電性高分子と有機バインダー樹脂の配合割合は、導電性高分子と有機バインダー樹脂の合計に対して、導電性高分子が20〜80質量%が好ましく、25〜60質量%がより好ましい。
なお、導電性高分子のドーパントとしては、例えば上記(式a)で示されるポリチオフェン誘導体の場合は、ポリスチレンスルホン酸が好ましいドーパントとして挙げられる。上記(式b)及び上記(式c)で示されるポリアニリン誘導体の場合、ドデシルベンゼンスルホン酸等のスルホン酸系化合物が好ましいドーパントとして挙げられる。上記(式d)で示されるポリピロール誘導体の場合は、2,3,6,7−テトラシアノ−1,4,5,8−テトラアザナフタレンが好ましいドーパントとして挙げられる。
<調光層>
本発明における調光層は、樹脂マトリックスと該樹脂マトリックス中に分散した光調整懸濁液とを含む調光材料からなる。なお、樹脂マトリックスは、高分子媒体からなり、光調整懸濁液は、光調整粒子が流動可能な状態で分散媒中に分散したものである。高分子媒体及び分散媒(光調整懸濁液中の分散媒)としては、高分子媒体及びその硬化物と分散媒とが、少なくともフィルム化したときに互いに相分離しうるものを用いる。互いに非相溶又は部分相溶性の高分子媒体と分散媒とを組み合わせて用いることが好ましい。
(高分子媒体)
本発明において用いられる高分子媒体は、(A)エチレン性不飽和結合を有する置換基を持つ樹脂及び(B)光重合開始剤を含み、紫外線、可視光線、電子線等のエネルギー線を照射することにより硬化するものが挙げられる。
(A)エチレン性不飽和結合を有する樹脂としては、シリコーン系樹脂(「ポリシロキサン樹脂」ともいう)、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂等が合成容易性、調光性能、耐久性等の点から好ましい。これらの樹脂は、置換基として、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基を有することが、調光性能、耐久性等の点から好ましい。
前記シリコーン系樹脂の具体例としては、例えば、特公昭53−36515号公報、特公昭57−52371号公報、特公昭58−53656号公報、特公昭61−17863号公報等に記載の樹脂を挙げることができる。
前記シリコーン系樹脂は、例えば、両末端シラノール基含有ポリジメチルシロキサン、両末端シラノール基含有ポリジフェニルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、両末端シラノール基含有ポリメチルフェニルシロキサン等の両末端シラノール基含有シロキサンポリマー;トリメチルエトキシシラン等のトリアルキルアルコキシシラン;(3−アクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン等のエチレン性不飽和結合含有シラン化合物等を、2−エチルヘキサン錫等の有機錫系触媒の存在下で、脱水素縮合反応及び脱アルコール反応させて合成される。シリコーン系樹脂の形態としては、無溶剤型が好ましく用いられる。すなわち、シリコーン系樹脂の合成に溶剤を用いた場合には、合成反応後に溶剤を除去することが好ましい。
なお、シリコーン系樹脂の製造時の各種縮合原料の仕込み配合において、(3−アクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン等のエチレン性不飽和結合含有シラン化合物の量は、ポリシロキサン樹脂の構造単位の縮合原料総量(原料シロキサン及びシラン化合物総量)の2.0〜8.0質量%とすることが好ましく、2.3〜6.9質量%とすることがより好ましい。エチレン性不飽和結合含有シラン化合物の量は、2.0質量%未満であると最終的に得られる樹脂のエチレン性不飽和結合濃度が所望の濃度より低くなりすぎる傾向があり、8.0質量%を超えると得られる樹脂のエチレン性不飽和結合濃度が所望の濃度より高くなりすぎる傾向がある。
前記アクリル系樹脂は、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸アリールエステル、(メタ)アクリル酸ベンジル、スチレン等の主鎖形成モノマーと、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸イソシアナトエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル等のエチレン性不飽和結合導入用官能基含有モノマー等を共重合して、プレポリマーを一旦合成し、次いで、このプレポリマーの官能基と反応させるべく(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸イソシアナトエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸等のモノマーを前記プレポリマーに付加反応させることにより得ることができる。
また、前記ポリエステル樹脂は、特に制限はなく、公知の方法で容易に製造できるものが挙げられる。
これら(A)エチレン性不飽和結合を有する樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって得られるポリスチレン換算の重量平均分子量は、35,000〜60,000であることが好ましく、37,000〜58,000であることがさらに好ましく、40,000〜55,000であることがより好ましい。
エチレン性不飽和結合を有する樹脂のエチレン性不飽和結合を含有する構造単位量は、構造単位量全体の1.3〜5.0質量%であることが好ましく、1.5〜4.5質量%であることがさらに好ましい。
(A)エチレン性不飽和結合を有する樹脂のエチレン性不飽和結合濃度は、NMRの水素の積分強度比から求められる。また、仕込み原料の樹脂への転化率がわかる場合は計算によっても求められる。
高分子媒体に用いる、(B)光重合開始剤としては、光照射により分解してラジカルを発生して重合性化合物の重合を開始し得るものであればよく、例えばアセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
光重合開始剤の市販品としては、イルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア500、イルガキュア2959、イルガキュア127、イルガキュア754、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア379EG、イルガキュア1300、イルガキュア819、イルガキュア819DW、イルガキュア1800、イルガキュア1870、イルガキュア784、イルガキュアOXE01、イルガキュアOXE02、イルガキュア250、イルガキュアPAG103、イルガキュアPAG108、イルガキュアPAG121、イルガキュアPAG203、ダロキュア1173、ダロキュアMBF、ダロキュアTPO、ダロキュア4265、ダロキュアEDB、ダロキュアEHA(以上、チバ・ジャパン(株)製)、C0014、B1225、D1640、D2375、D2963、M1245、B0103、C1105、C0292、E0063、P0211、I0678、P1410、P1377、M1209、F0362、B0139、B1275、B0481、D1621、B1267、B1164、C0136、C1485、I0591、F0021、A0061、B0050、B0221、B0079、B0222、B1019、B1015、B0942、B0869、B0083、B2380、B2381、D1801、D3358、D2248、D2238、D2253、B1231、M0792、A1028、B0486、T0157、T2041、T2042、T1188、T1608(以上、東京化成工業(株)製)が挙げられる。
(B)光重合開始剤の使用量は、上記(A)樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部であることが好ましく、0.2〜10質量部であることがより好ましい。
また、上記(A)エチレン性不飽和結合を有する置換基をもつ樹脂の他に、有機溶剤可溶型樹脂又は熱可塑性樹脂、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000〜100,000のポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等も高分子媒体の構成材料として併用することができる。
また、高分子媒体中には、ジブチル錫ジラウレート等の着色防止剤等の添加物を必要に応じて添加してもよい。さらに、高分子媒体には、溶剤が含まれていてもよく、溶剤としては、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘプタン、シクロヘキサン、エチルアセテート、エタノール、メタノール、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル等を用いることができる。
(光調整懸濁液)
光調整懸濁液中の分散媒としては、上記高分子媒体及びその硬化物である樹脂マトリックスと相分離するものが用いられる。好ましくは、光調整粒子を流動可能な状態で分散させる役割を果たし、また、光調整粒子に選択的に付着被覆し、高分子媒体との相分離の際に光調整粒子が相分離された液滴相に移動するように作用し、電気導電性がなく、高分子媒体とは親和性がなく、調光フィルムとした際に高分子媒体から形成される樹脂マトリックスとの屈折率が近似した液状共重合体を使用する。
液状共重合体として例えば、フルオロ基及び/又は水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーが好ましく、フルオロ基及び水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーがより好ましい。このような共重合体を使用すると、フルオロ基、水酸基のどちらか1つのモノマー単位は光調整粒子に親和性があり、残りのモノマー単位は高分子媒体中で光調整懸濁液が液滴として安定に維持するために働くことから、光調整懸濁液内に光調整粒子が分散しやすく、相分離の際に光調整粒子が相分離される液滴内に誘導されやすい。
このようなフルオロ基及び/又は水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーとしては、メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、アクリル酸3,5,5−トリメチルヘキシル/アクリル酸2−ヒドロキシプロピル/フマール酸共重合体、アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、アクリル酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、アクリル酸1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、アクリル酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸1H,1H,2H,2H−ヘプタデカフルオロデシル/アクリル酸ブチル/アクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸ブチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸ヘキシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸オクチル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸デシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸ウンデシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸ドデシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸トリデシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸テトラデシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸ヘキサデシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体、メタクリル酸オクタデシル/メタクリル酸2−ヒドロキシエチル共重合体等が挙げられる。
これらの(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が1,000〜20,000であることが好ましく、2,000〜10,000であることがより好ましい。
これらの(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーの原料となるフルオロ基含有モノマーの使用量は、原料であるモノマー総量の6〜12モル%であることが好ましく、より効果的には7〜8モル%である。フルオロ基含有モノマーの使用量が12モル%を超える場合には、屈折率が大きくなり、光透過率が低下する傾向がある。また、これらの(メタ)アクリル酸エステルオリゴマーの原料となる、水酸基含有モノマーの使用量は0.5〜22.0モル%であることが好ましく、より効果的には1〜8モル%である。水酸基含有モノマーの使用量が22.0モル%を超える場合には、屈折率が大きくなり、光透過性が低下する傾向がある。
本発明に使用される光調整懸濁液は、分散媒中に光調整粒子が流動可能に分散したものである。光調整粒子としては、例えば、高分子媒体、又は高分子媒体中の樹脂成分、即ち上記の(A)エチレン性不飽和結合を有する置換基をもつ樹脂等と親和力がなく、また光調整粒子の分散性を高めることができる高分子分散剤の存在下で、光調整粒子の前駆体であるピラジン−2,3−ジカルボン酸・2水和物、ピラジン−2,5−ジカルボン酸・2水和物、ピリジン−2,5−ジカルボン酸・1水和物からなる群の中から選ばれた1つの物質とヨウ素及びヨウ化物を反応させて作ったポリヨウ化物の針状小結晶が、好ましく用いられる。使用しうる高分子分散剤としては、例えば、ニトロセルロース等が挙げられる。ヨウ化物としては、ヨウ化カルシウム等が挙げられる。
このようにして得られるポリヨウ化物としては、例えば、下記一般式 CaI(C)・XHO (X:1〜2)
CaI(C・cHO (a:3〜7、b:1〜2、c:1〜3)
で表されるものが挙げられる。これらのポリヨウ化物は針状結晶であることが好ましい。
また、調光フィルム用光調整懸濁液に用いる光調整粒子として米国特許第2,041,138号明細書(E.H.Land)、米国特許第2,306,108号明細書(Landら)、米国特許第2,375,963号明細書(Thomas)、米国特許第4,270,841号明細書(R.L.Saxe)及び英国特許第433,455号明細書に開示されている光調整粒子も、使用することができる。これらの特許によって公知とされたポリヨウ化物の結晶は、ピラジンカルボン酸、又はピリジンカルボン酸の1つを選択して、ヨウ素、塩素又は臭素と反応させることにより、ポリヨウ化物、ポリ塩化物又はポリ臭化物等のポリハロゲン化物とすることによって作製されている。これらのポリハロゲン化物は、ハロゲン原子が無機質又は有機質と反応した錯化合物で、これらの詳しい製法は、例えば、サックスの米国特許第4,422,963号明細書に開示されている。
サックスが開示しているように、光調整粒子を合成する過程において、均一な大きさの光調整粒子を形成させるため、及び、特定の分散媒内での光調整粒子の分散性を向上させるため、上述したように高分子分散剤としてニトロセルロースのような高分子物質を使用することが好ましい。しかしながら、ニトロセルロースを用いると、ニトロセルロースで被覆された結晶が得られ、このような結晶を光調整粒子として用いる場合、光調整粒子は相分離の時に分離される液滴内に浮遊せず、樹脂マトリックス内に残存することがある。これを防ぐためには、高分子媒体の(A)エチレン性不飽和結合を有する置換基をもつ樹脂として、シリコーン系樹脂を用いることが好ましく、シリコーン系樹脂を用いた場合には、フィルム製造の際に光調整粒子が相分離により形成された微細な液滴内へ容易に分散、浮遊し、その結果、より優れた可変能力を得ることができる。
本発明において、光調整粒子の粒子サイズは、調光フィルムとしたときの印加電圧に対する応答時間と、光調整懸濁液中の凝集及び沈殿との関係から、以下のサイズが好ましい。
光調整粒子の長径は、225〜625nmが好ましく、250〜550nmがより好ましく、300〜500nmがさらに好ましい。
光調整粒子の短径に対する長径の比率、すなわちアスペクト比は3〜8が好ましく、3.3〜7がより好ましく、3.6〜6がさらに好ましい。
本発明における光調整粒子の長径と短径は、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡等の電子顕微鏡で光調整粒子を撮影し、撮影した画像より任意に50個の光調整粒子を抽出し、各光調整粒子の長径と短径を平均値として算出することができる。ここで、長径とは、上記撮影した画像により二次元視野内に投影された光調整粒子について、最も長い部分の長さとする。また、短径とは、上記長径に直交する最も長い部分の長さとする。
また、本発明における光調整粒子の粒子径を評価する方法として、光子相関法や動的光散乱法の原理を用いた粒度分布計を用いることができる。この方法では直接粒子の大きさや形状を計測するのではなく、粒子を球状と仮定して相当径を評価することになり、SEM観察とは異なる値となる。特に、シスメックス株式会社製ゼータサイザーナノシリーズを用い、Z averageとして出力される相当径を粒子径とした場合に、光調整粒子の粒子径(以下、「粒度分布測定により求められる粒子径」ともいう)は135〜220nmが好ましく、140〜210nmがより好ましく、145〜205nmがさらに好ましい。
このZ average値は例えば光相関法や動的光散乱法に基づいた、違う粒度分布計の測定値、具体的には上述の透過型電子顕微鏡等の電子顕微鏡で測定される光調整粒子の長径、短径とよい相関を示すことが知られおり、粒子径を評価する指標として適当である。
本発明に使用される光調整懸濁液は、光調整懸濁液の全質量に対し、光調整粒子を1〜15質量%含有することが好ましく、2〜10質量%含有することがより好ましい。また、光調整懸濁液の全質量に対し、分散媒を30〜99質量%含有することが好ましく、50〜96質量%含有することがより好ましい。
また、調光材料は、光調整懸濁液を、高分子媒体100質量部に対して、1〜100質量部含有することが好ましく、4〜70質量部含有することがより好ましく、6〜60質量部含有することがさらに好ましく、8〜50質量部含有することが特に好ましい。
本発明における高分子媒体の屈折率と分散媒の屈折率は近似していることが好ましい。具体的には、本発明における高分子媒体と分散媒との屈折率の差は、好ましくは0.005以下、より好ましくは0.003以下である。
(調光材料)
調光材料は、高分子媒体100質量部に対して、光調整懸濁液を通常1〜100質量部、好ましくは6〜70質量部、より好ましくは6〜60質量部含有する。
<調光フィルム>
本発明の調光フィルムは、調光材料を用いて形成することが可能である。調光材料は、高分子媒体から形成された樹脂マトリックスと、樹脂マトリックス中に分散した光調整懸濁液とからなり、調光層を形成する。調光層は、有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなる透明導電層を有する2枚の透明導電性樹脂基材の透明導電層側で挟持されている。
調光フィルムを得るためには、まず、液状の光調整懸濁液を、高分子媒体と均質に混合し、光調整懸濁液が高分子媒体中に液滴状態で分散した混合液からなる調光材料を得る。
具体的には、以下の通りである。光調整粒子を溶媒に分散した液と光調整懸濁液の分散媒を混合し、ロータリーエバポレーター等で溶媒を留去し、光調整懸濁液を作製する。光調整粒子を分散するための溶媒としては、酢酸イソアミル等が用いられる。
次いで、光調整懸濁液及び高分子媒体を混合し、光調整懸濁液が高分子媒体中に液滴状態で分散した混合液(調光材料)とする。
この調光材料を、透明導電性樹脂基材の透明導電層上に一定な厚さで塗布し、必要に応じて調光材料に含有される溶剤を乾燥除去した後、高圧水銀灯等を用いて紫外線を照射し高分子媒体を硬化させる。その結果、硬化高分子媒体からなる樹脂マトリックス中に、光調整懸濁液が液滴状に分散されている調光層ができ上がる。高分子媒体と光調整懸濁液との混合比率を様々に変えることにより、調光層の光透過率を調節することができる。
このようにして形成された調光層の上にもう一方の透明導電性樹脂基材を透明導電層側で密着させることにより、調光フィルムが得られる。あるいは、この調光材料を透明導電性樹脂基材の透明導電層上に一定な厚さで塗布し、必要に応じて調光材料中の溶剤を乾燥除去した後、もう一方の透明導電層を有する透明導電性樹脂基材でラミネートした後に紫外線を照射し、高分子媒体を硬化させてもよい。2枚の透明導電性樹脂基材の両方の上に調光層を形成し、それを調光層同士が密着するようにして積層してもよい。調光層の厚みは、5〜1,000μmが好ましく、20〜100μmがより好ましい。
調光層となる調光材料の塗布には、例えば、バーコーター、アプリケーター、ドクターブレード、ロールコーター、ダイコーター、コンマコーター等の公知の塗工手段を用いることができる。調光材料を塗布する際は、必要に応じて、適当な溶剤で希釈してもよい。溶剤を用いた場合には、透明導電性樹脂基材上に塗布した後に乾燥を要する。
調光材料の塗布に用いる溶剤としては、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘプタン、シクロヘキサン、エチルアセテート、エタノール、メタノール、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル等を用いることができる。
液状の光調整懸濁液が、固体の樹脂マトリックス中に微細な液滴形態で分散されている調光層を形成するためには、調光材料をホモジナイザー、超音波ホモジナイザー等で混合して高分子媒体中に光調整懸濁液を微細に分散させる方法、高分子媒体中の樹脂成分の重合による相分離法、調光材料に含まれる溶剤揮発による相分離法、又は温度による相分離法等を利用することができる。
樹脂マトリックス中に分散されている光調整懸濁液の液滴の大きさ(平均液滴径)は、通常0.5〜100μm、好ましくは0.5〜20μm、より好ましいくは1〜5μmである。液滴の大きさは、光調整懸濁液を構成している各成分の濃度、光調整懸濁液及び高分子媒体の粘度、光調整懸濁液中の分散媒の高分子媒体に対する相溶性等により決められる。
平均液滴径は、例えば、SEMを用いて、調光フィルムの一方の面方向から写真等の画像を撮影し、任意に選択した複数の液滴直径を測定し、その平均値として算出することができる。また、調光フィルムの光学顕微鏡での視野画像をデジタルデータとしてコンピュータに取り込み、画像処理インテグレーションソフトウェアを使用し算出することも可能である。
この調光フィルムの電波シールド性は500MHz以上の周波数領域において5dB以下であることが好ましく、3dB以下であることがさらに好ましい。これは、透明導電層の表面抵抗率を1000Ω/□以上とすることで達成できる。
電波シールド性の測定方法は、以下のようにして行う。
関西電子工業振興センターにて、大きさ200mm×200mm、厚さ340μmの試験片でKEC法を用いて測定する。
上記の方法によれば、電場の形成により任意に光透過率が調節できる調光フィルムが提供される。この調光フィルムは、電場が形成されていない場合にも、光の散乱のない鮮明な着色状態を維持し、電場が形成されると透明な状態に転換される。この能力は、20万回以上の可逆的反復特性を示す。透明な状態においての光透過率増進と、着色された状態における鮮明度の増進のためには、液状の光調整懸濁液の屈折率と、樹脂マトリックスの屈折率を一致させることが好ましい。
調光フィルムを作動させるための使用電源は交流で、10〜100ボルト(実効値)、
30Hz〜500kHzの周波数範囲とすることができる。
本発明の調光フィルムは、電界に対する応答時間を、消色時には1〜50秒以内、着色時には1〜100秒以内とすることができる。また、紫外線耐久性は、750W紫外線等を利用した紫外線照射試験の結果、250時間が経過した後にも安定な可変特性を示し、−50℃〜90℃で長時間放置した場合にも、初期の可変特性を維持することが可能である。
従来技術である液晶を使用した調光フィルムの製造において、水を用いたエマルジョンによる方法を使用すると、液晶が水分と反応して光調整特性を失うことが多く、同一の特性のフィルムを製造しにくいという問題がある。本発明においては、液晶ではなく、光調整粒子が光調整懸濁液内に分散されている液状の光調整懸濁液を使用するため、液晶を利用した調光フィルムとは異なり、電界が印加されていない場合にも光が散乱せず、鮮明度が優れて視野角の制限のない着色状態を表す。そして、光調整粒子の含量、液滴形態や層厚を調節したり、又は電界強度を調節することにより、光可変度を任意に調節できる。また、本発明の調光フィルムは、液晶を用いないことから、紫外線露光による色調変化及び可変能力の低下、大型製品特有の透明導電性基材の周辺部と中央部間に生ずる電圧降下に伴う応答時間差も解消される。
本発明による調光フィルムに電界が印加されていないときには、光調整懸濁液内の光調整粒子のブラウン運動のため、光調整粒子の光吸収、2色性効果による鮮明な着色状態を示す。しかし、電界が印加されると、液滴又は液滴連結体の中の光調整粒子が電場に平行に配列され、透明な状態に転換される。
また、フィルム状態であるがため、液状の光調整懸濁液をそのまま使用する従来技術による調光硝子の問題点、即ち、2枚の透明導電性樹脂基材の間への液状の懸濁液の注入の困難性、製品の上下間の水圧差による下部の膨張現象、風圧等の外部環境による基材間隔の変化による局部的な色相変化、透明導電性基材の間の密封材の破壊による調光材料の漏洩が解決される。
また、液晶を利用した従来技術による調光窓の場合には、液晶が紫外線により容易に劣化し、またネマチック液晶の熱的特性によりその使用温度の範囲も狭い。更に、光学特性面においても、電界が印加されていない場合には光散乱による乳白色の半透明な状態を示し、電界が印加される場合にも、完全には鮮明化せず、乳濁状態が残存する問題点がある。従って、このような調光窓では、既存の液晶表示素子で動作原理として利用されている光の遮断及び透過による表示機能が不可能である。しかし、本発明による調光フィルムを使用すれば、このような問題点が解決できる。
本発明の調光フィルムは、電波透過性に優れ、調光フィルムで囲まれた空間内部でも、テレビや携帯電話、電波を利用したリモコン装置、あるいはETC等を充分機能させることができる。
本発明の調光フィルムは、例えば、室内外の仕切り(パーティッション)、建築物用の窓硝子/天窓、電子産業および映像機器に使用される各種平面表示素子、各種計器板と既存の液晶表示素子の代替品、光シャッター、各種室内外広告および案内標示板、航空機/鉄道車両/船舶用の窓硝子、自動車用の窓硝子/バックミラー/サンルーフ、眼鏡、サングラス、サンバイザー等の用途に好適に使用することができる。適用法としては、本発明の調光フィルムを直接使用することも可能であるが、用途によっては、例えば、本発明の調光フィルムを2枚の基材に挟持させて使用したり、基材の片面に貼り付けて使用したりしてもよい。前記基材としては、例えば、ガラスや、上記透明樹脂基材と同様の高分子フィルム等を使用することができる。
本発明による調光フィルムの構造及び動作を図面により更に詳しく説明すると、下記の通りである。
図1は、本発明の一態様の調光フィルムの構造概略図で、調光層1が、有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなる透明導電層5aがコーティングされている2枚の透明樹脂基材5bからなる透明導電性樹脂基材4の間に挟まれている。スイッチ8の切り換えにより、電源7と2枚の透明導電層5aの接続、非接続を行う。調光層1は、高分子媒体としての前記(A)エチレン性不飽和結合を有する置換基をもつ樹脂を紫外線硬化させたフィルム状の樹脂マトリックス2と、樹脂マトリックス2内に液滴3の形態で分散されている液状の光調整懸濁液からなる。
図2は、図1に示した調光フィルムの作動を説明するための図面で、スイッチ8が切られ、電界が印加されていない場合を示す。この場合には、液状の光調整懸濁液の液滴3を構成している分散媒9の中に分散している光調整粒子10のブラウン運動により、入射光11は光調整粒子10に吸収、散乱又は反射され、透過できない。しかし、図3に示すように、スイッチ8を接続して電界を印加すると、光調整粒子10が印加された電界によって形成される電場と平行に配列するため、入射光11は配列した光調整粒子10間を通過するようになる。このようにして、散乱及び透明性の低下のない光透過機能が付与される。
以下、本発明の実施例及びその比較例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(光調整粒子の製造例)
ヨウ素(JIS試薬特級、和光純薬工業(株)製)と酢酸イソペンチル(試薬特級、和光純薬工業(株)製)から8.5質量%ヨウ素の酢酸イソペンチル溶液を、また硝酸セルロース1/4LIG(商品名:ベルジュラックNC社製)と酢酸イソペンチルから20.0質量%硝酸セルロースの酢酸イソペンチル溶液を調製した。ヨウ化カルシウム水和物(化学用、和光純薬工業(株)製)を加熱乾燥して無水化して酢酸イソペンチルに溶解させ、20.9質量%ヨウ化カルシウム溶液を調整した。300mlの四口フラスコに撹拌機と冷却管を備え、ヨウ素溶液を65.6g、硝酸セルロース溶液を82.93g、を加え水浴温度を35〜40℃としてフラスコを加熱した。フラスコ内容物の温度が35〜40℃となった後、脱水メタノール(試薬特級、和光純薬工業(株)製)を7.41g、精製水(和光純薬工業(株)製)を0.525g加えて撹拌した。ヨウ化カルシウム溶液を15.6g、次いでピラジン−2,5−ジカルボン酸(日化テクノサービス(株)製)を3.70g加えた。水浴温度を42〜44℃として4時間撹拌した後、放冷した。
得られた光調整粒子は粒度分布測定で求められる粒子径139nm、SEM観察で長軸259nm、アスペクト比4.1であった。また、得られた合成液を9260Gで5時間遠心分離後、傾斜して上澄み液を除き、底部に残存した沈殿にこの沈殿の質量の5倍の酢酸イソペンチルを加え超音波で沈殿を分散し、液全体の質量を測定した。この分散した液を1g金属プレートに秤量し、120℃1時間で乾燥後、再び質量を測定し、不揮発分比%を求めた。この不揮発分比と液全体の質量から全不揮発分量、すなわち沈殿収量4.15gを求めた。
(光調整懸濁液の製造例)
前記の(光調整粒子の製造例)で得た光調整粒子45.5gを、光調整懸濁液の分散媒としてのアクリル酸ブチル(和光特級、和光純薬工業(株)製)/メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル(工業用、共栄社化学工業(株)製)/アクリル酸2−ヒドロキシエチル(和光1級、和光純薬工業(株)製)共重合体(モノマーモル比:18/1.5/0.5、重量平均分子量:2,000、屈折率1.4719)50gに加え、撹拌機により30分間混合した。次いで酢酸イソアミルをロータリーエバポレーターを用いて133Paの真空で80℃、3時間減圧除去し、光調整粒子の沈降及び凝集現象のない安定な液状の光調整懸濁液を製造した。
(エネルギー線硬化型シリコーン系樹脂(ポリシロキサン樹脂)の製造例)
ディーンスタークトラップ、冷却管、撹拌機、加熱装置を備えた四つ口フラスコに、(3−アクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン(商品名:KBM−5102、信越化学工業(株)製)15.0g、蒸留水1.9g、酢酸(和光純薬工業(株)製)0.04g、質量比でエタノール/メタノール=9/1の混合溶媒8.9gを仕込み、65℃に昇温して5時間反応させた。反応溶液を40℃以下まで冷却した後、100Paに減圧して70℃まで昇温して2時間、脱溶工程を行った。その後、室温まで冷却してアルコキシシランのメトキシ基の一部をシラノール基へ変換した化合物14.0gを得た。また、シラノールへの変換率は54.5%であった。
[シラノールへの変換率の測定方法]
アルコキシシランのシラノールへの変換率は、赤外分光測定における水酸基由来のピーク(3435cm−1付近)の強度(A)とアルコキシ基由来のピーク(2835cm−1付近)の強度(B)から変換率=A/(A+B)×100により求められる。ジメトキシシランをシラノールに変換後の赤外分光測定より、(A)がAbs=0.250、(B)がAbs=0.211であったことから、変換率は54.5%と算出した。
ディーンスタークトラップ、冷却管、撹拌機、加熱装置を備えた四つ口フラスコに、両末端シラノール基含有ポリジメチルシロキサン(商品名:X−21−3114、信越化学工業(株)製)48.0g、両末端シラノール基含有ポリメチルフェニルシロキサン(商品名:X−21−3193B、信越化学工業(株)製)170.0g、前記KBM−5102のメトキシ基をシラノール基に変換したもの9.0g、ビス(2−エチルヘキサン酸)錫(商品名:KCS−405T、城北化学工業(株)製)0.01gを仕込み、ヘプタン中100℃で5時間リフラックスし、反応を行った。温度を50℃まで冷却し、トリメチルエトキシシラン(商品名:KBM−31、信越化学工業(株)製)109.0gを添加し、再び85℃において2時間リフラックスしてエンドキャップ反応させた。次いで温度を75℃に冷却してリン酸ジエチル(別名:エチルアシッドホスフェート)(商品名:JP−502、城北化学工業(株)製)0.01g(脱水縮合触媒ビス(2−エチルヘキサン酸)錫に対して100質量部に対して100質量部)を添加し20分攪拌した後30℃まで冷却した。次いでメタノールを210g、エタノールを90g添加し20分攪拌した。12時間静置した後アルコール層を除去し、100Paに減圧して115℃に昇温し5時間、脱溶を行い、重量平均分子量46,700、粘度16,000のポリシロキサン樹脂(屈折率1.4745)148.8gを得た。
この時、ポリシロキサン樹脂の構造単位の縮合原料総量(原料シロキサン及びシラン化合物総量)に対するKBM−5102のメトキシ基をシラノール基に変換したものの割合は、2.7質量%であった。
また、NMRの水素積分比からこの樹脂の3−アクリロキシプロピルメチルシロキサンの構造単位量(エチレン性不飽和結合濃度)は、1.9質量%であった。なお、エチレン性不飽和結合濃度は下記の方法により測定した。
[エチレン性不飽和結合濃度の測定方法]
3−アクリロキシプロピルメチルシロキサンの構造単位量は、NMRの水素積分比から算出した(エチレン性不飽和結合の水素の6ppm近傍の積分値、フェニル基の水素の7.5ppm近傍の積分値、及びメチル基の水素の0.1ppm近傍の積分値を使用)。測定溶媒はCDClとした。
上記で製造した樹脂において、NMRの水素積分比から算出した(ジフェニルシロキサンのメチル基由来H):(ジメチルシロキサンのフェニル基由来H):(3−アクリロキシプロピルメチルシロキサンのビニル基に結合するH)=10.00:27.89:0.61、であった。各構造単位に含まれる水素数は、ジフェニルシロキサンが10個、ジメチルシロキサンが6個、3−アクリロキシプロピルメチルシロキサンのビニル基に結合する水素が3個であるから、全体の中の3−アクリロキシプロピルメチルシロキサンの構造単位量(エチレン性不飽和結合濃度)は1.9質量%と算出した。
(実施例1)
上記(エネルギー線硬化型シリコーン系樹脂の製造例)で得たエネルギー線硬化型シリコーン系樹脂10g、光重合開始剤としてのビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド(チバ・スペシャルティ・ケミカルス(株)製)0.2g、着色防止剤としてのジブチル錫ジラウレート0.3gに、前記(光調整懸濁液の製造例)で得た光調整懸濁液2.5gを添加し、1分間機械的に混合し、調光材料を製造した。
一方、透明導電層はPETフィルム(コスモシャインA4100、東洋紡績(株)製、厚み125μm)に、導電性高分子として、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(CLEVIOS S V3、H.C.スタルク(株)製、ポリスチレンスルホン酸(上記式aの上部)に示される構造単位を有する重量平均分子量:40,000で、チオフェンユニット:5〜10量体)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトールトリアクリレート混合物(商品名:アロニックスM−305、東亞合成(株)製)(上記化合物の(式4))を用い、導電性高分子30質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂70質量%となるように1,2−プロパンジオール・エタノール・水混合溶剤(質量比で40:40:20)に分散させ、アプリケーター方を用いてギャップ6μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
透明導電層の表面抵抗率は1200Ω/□であった。
透明導電層を形成した透明導電性樹脂基材の透明導電層上に、上記で得られた調光材料を全面塗布し、次いでその上に同様に透明導電層を形成した同じ透明導電性樹脂基材を透明導電層が調光材料の塗布層に向くようにして積層して密着させ、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cmの紫外線を前記積層した透明導電性樹脂基材のPETフィルム側から照射し、光調整懸濁液が球形の液滴として紫外線硬化した樹脂マトリックス内に分散形成されたフィルム状の厚み90μmの調光層が透明導電性樹脂基材に挟まれた厚み340μm調光フィルムを製造した。
次いで、この調光フィルムの端部から調光層を除去し、端部の透明導電層を電圧印加用の通電をとるために露出させた(図4参照)。調光フィルム中の光調整懸濁液の液滴の大きさ(平均液滴径)は、平均3μmであった。調光フィルムの光透過率は、交流電圧を印加しない場合(未印加時)は1.0%であった。また、50Hzの交流電圧100V(実効値)の印加時の調光フィルムの光透過率は48%であり、電界印加時と電界未印加時の光透過率の比が48と大きく、良好であった。
目視により調光フィルム端部(調光層が除去され透明導電層が露出した部分)を観察したところ、調光フィルムの厚み方向中心部へ向かっての透明導電性樹脂基材の曲がりこみは、きわめて小さかった(図4)。
なお、調光フィルムの光透過率、周波数100kHz〜18GHzにおける電波シールド性(透過性)、表面抵抗率値の評価は下記のように測定した。図5に1kHz〜1GHzの周波数領域における電波シールド効果の測定結果(実施例1〜3及び比較例1、2)を示す。図6に1〜18GHzの周波数領域における電波シールド効果の測定結果(実施例1〜3及び比較例1)を示す。
結果を表1に示す。
[調光フィルムの光透過率の測定方法]
分光式色差計SZ−Σ90(日本電色工業(株)製)を使用し、A光源、視野角2度で測定したY値(%)を光透過率とした。なお、電界印加時と未印加時の光透過率を測定した。
[電波透過性の測定方法:100kHz〜1GHz]
関西電子工業振興センターにて、大きさ200mm×200mm、厚さ340μmの試験片でKEC法を用いて測定した。
[電波透過性の測定方法:1GHz〜18GHz]
キーコム(株)にて、レーダ用レドームを用いて、350mm×350mm、厚さ340μmの試験片でカバー透過減衰量測定システムにより測定した。
[表面抵抗率値の測定方法]
表面抵抗率は低抵抗率計ロレスタ−EP((株)ダイアインスルメンツ製)を用いて四探針プローブで測定した。
[調光層の接着強度の測定方法]
接着強度の測定は小型卓上試験器(精密万能試験器)、EZ−S((株)島津製作所製)を使用し、調光フィルムの調光層から透明導電性樹脂基材を、90°ピール、ロード加重50N、引き上げスピード50mm/minで引き剥がすように行い、接着強度を測定した。
[剥離モードの評価方法]
上記接着強度の測定後に得られた、透明導電性樹脂基材を引き剥がした調光フィルムにおいて、調光フィルムからの透明導電性樹脂基材の剥離の仕方を下記のように評価基準を設け評価した。2枚の透明導電性樹脂基材の両方に調光層が残っていて、引きはがし時に調光層内部で破壊が起きている場合を凝集破壊とし、また、片方の透明導電性樹脂基材のみに調光層が残っていて、引きはがし時に調光層自体は破壊されない(基材のみが剥がれる)場合を界面剥離とした。
(実施例2)
透明導電層を塗布する際のアプリケーターのギャップを5μmにしたことを除いては、実施例1と同様にして調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1450Ω/□であった。
(実施例3)
透明導電層を塗布する際のアプリケーターのギャップを3μmにしたことを除いては、実施例1と同様にして調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1850Ω/□であった。
(比較例1)
透明導電性樹脂基材として、ITOの透明導電層がコーティングされているPETフィルム(商品名:300R、東洋紡績(株)製、厚み125μm)を用いたことを除いては、実施例1と同様にして調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
ITOの表面抵抗率は300Ω/□であった。
(比較例2)
一方の透明導電性樹脂基材として、比較例1で用いたITO透明導電層(表面抵抗率300Ω/□)を、もう一方の透明導電性樹脂基材として実施例3で用いた透明導電層(表面抵抗率1850Ω/□)を用いたことを除いては、実施例1と同様にして調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
(比較例3)
透明導電層は、PETフィルム(コスモシャインA4100、東洋紡績(株)製、厚み125μm)に、ポリエチレンジオキシチオフェン、DMSO:5%添加水分散品(Baytron P HC V4、ティーエーケミカル(株)製)を、アプリケーター法を用いてギャップ3μmの条件で塗布し、空気中で180℃/10min乾燥させて透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得たことを除いては、実施例1と同様にして調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1200Ω/□であった。
(比較例4)
透明導電層を塗布する際のアプリケーターのギャップを4μmにしたことを除いては、比較例3と同様にして調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1500Ω/□であった。
(比較例5)
透明導電層を塗布する際のアプリケーターのギャップを5μmにしたことを除いては、比較例3と同様にして調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1800Ω/□であった。
Figure 0005614415
表1に示すとおり、実施例1〜3では500MHz以上の周波数領域における電波シールド性が5dB以下であり、電波透過性を大幅に向上できた。また、密着性も良好であった。
一方、比較例1及び2では電波シールド性が5dB以上であり電波透過性が低かった。比較例2の結果から、2枚の透明導電性樹脂基材の両方の表面抵抗率が1000Ω/□以上でないと、良好な電波透過性が得られないことも判った。
(実施例4)
導電性高分子として、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(CLEVIOS S V3、H.C.スタルク(株)製、ポリスチレンスルホン酸(上記式aの上部)に示される構造単位を有する重量平均分子量:40,000で、チオフェンユニット:5〜10量体)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトールイソホロンジイソシアネートウレタンプレポリマー(商品名:UA−306I、共栄社化学(株)製、上記(式11)で表される化合物)を用い、導電性高分子40質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂60質量%となるように1,2−プロパンジオール・エタノール・水混合溶剤(質量比で40:40:20)に分散させた導電性高分子分散液を調整した。この分散液に、光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)をUA−306Iに対して4質量%になるように添加した。この時、導電性高分子と有機バインダー樹脂を合わせた固形分濃度が50質量%になるように調整した。アプリケーター方を用いてこの分散液をギャップ10μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
これを用いて実施例1と同様に調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1350Ω/□であった。
(実施例5)
導電性高分子として、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(CLEVIOS S V3)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトール骨格を有するウレタンアクリレートを含有する材料(商品名:HA7903−11、日立化成工業(株)製、上記(式13)で表される化合物と上記(式14)で表される化合物を主とする混合物)を用い、導電性高分子80質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂20質量%となるように1,2−プロパンジオール・エタノール・水混合溶剤(質量比で40:40:20)に分散させた導電性高分子分散液を調整した。この分散液に、光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)をHA7903−11に対して4質量%になるように添加した。この時、導電性高分子と有機バインダー樹脂を合わせた固形分濃度が35質量%になるように調整した。アプリケーター方を用いてこの分散液をギャップ10μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
これを用いて実施例1と同様に調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1150Ω/□であった。
(実施例6)
導電性高分子として、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(CLEVIOS S V3)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトール骨格及びIPDI骨格含有のウレタンアクリレートを含有する材料(商品名:AY42−151、東レ・ダウコーニング(株)製、上記(式13)で表される化合物と上記(式14)で表される化合物を主とする混合物)を、導電性高分子80質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂20質量%となるように1,2−プロパンジオール・エタノール・水混合溶剤(質量比で40:40:20)に分散させた導電性高分子分散液を調整した。この時、導電性高分子と有機バインダー樹脂を合わせた固形分濃度が35質量%になるように調整した。アプリケーター方を用いてこの分散液をギャップ10μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
これを用いて実施例1と同様に調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1100Ω/□であった。
(実施例7)
導電性高分子として、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(CLEVIOS S V3)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトール骨格及びIPDI骨格含有のウレタンアクリレートを含有する材料(商品名:UVHC3000、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社製、上記(式13)で表される化合物と上記(式14)で表される化合物を主とする混合物)を用い、導電性高分子80質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂20質量%となるように1,2−プロパンジオール・エタノール・水混合溶剤(質量比で40:40:20)に分散させた導電性高分子分散液を調整した。この時、導電性高分子と有機バインダー樹脂を合わせた固形分濃度が35質量%になるように調整した。アプリケーター方を用いてこの分散液をギャップ10μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
これを用いて実施例1と同様に調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1150Ω/□であった。
(実施例8)
導電性高分子として、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(CLEVIOS S V3)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトール骨格及びIPDI骨格含有のウレタンアクリレートを含有する材料(商品名:UVHC7000(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社製、上記(式13)で表される化合物と上記(式14)で表される化合物を主とする混合物)を用い、導電性高分子80質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂20質量%となるように1,2−プロパンジオール・エタノール・水混合溶剤(質量比で40:40:20)に分散させた導電性高分子分散液を調整した。この時、導電性高分子と有機バインダー樹脂を合わせた固形分濃度が35質量%になるように調整した。アプリケーター方を用いてこの分散液をギャップ10μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
これを用いて実施例1と同様に調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は1200Ω/□であった。
(実施例9)
導電性高分子として、ポリアニリン(NW−F102ET、オルメコン社製)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトール骨格を有するウレタンアクリレートを含有する材料(商品名:HA7903−11、日立化成工業(株)製)を、導電性高分子75質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂25質量%となるように1−メトキシ−2−プロパノール/イソプロピルアルコール混合溶剤(質量比で70:30)に分散させた導電性高分子分散液を調整した。この分散液に、光重合開始剤(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)をHA7903−11に対して4質量%になるように添加した。この時、導電性高分子と有機バインダー樹脂を合わせた固形分濃度が3質量%になるように調整した。アプリケーター方を用いてこの分散液をギャップ25μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
これを用いて実施例1と同様に調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は2550Ω/□であった。
(実施例10)
導電性高分子として、ポリアニリン(NW−F102ET、オルメコン社製)、有機バインダー樹脂としてペンタエリスリトール骨格及びIPDI骨格含有のウレタンアクリレートを含有する材料(商品名:UVHC7000、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ合同会社製)を、導電性高分子75質量%(固形分換算)及び有機バインダー樹脂25質量%となるように1−メトキシ−2−プロパノール/イソプロピルアルコール混合溶剤(質量比で70:30)に分散させた導電性高分子分散液を調整した。この時、導電性高分子と有機バインダー樹脂を合わせた固形分濃度が3質量%になるように調整した。アプリケーター方を用いてこの分散液をギャップ25μmの条件で塗布し、空気中で100℃/1min乾燥後、UV照射500mJ/cm(メタルハライドランプ)で光硬化して透明導電層を作製し、透明導電性樹脂基板を得た。
これを用いて実施例1と同様に調光フィルムを作製して、実施例1と同様に評価した。
透明導電層の表面抵抗率は2400Ω/□であった。
Figure 0005614415
表2に示すとおり、実施例4〜10では500MHz以上の周波数領域における電波シールド性が5dB以下であり、電波透過性を大幅に向上できた。また、接着強度も大きく、剥離も凝集破壊モードで生じており、調光性能を保持したまま密着性を大幅に向上できた。
本発明によれば、調光層と透明導電層との密着性がよく、且つ電波透過性に優れた調光フィルムを提供することができる。
1 調光層
2 樹脂マトリックス
3 液滴
4 透明導電性樹脂基材
5a 透明導電層
5b 透明樹脂基材
7 電源
8 スイッチ
9 分散媒
10 光調整粒子
11 入射光
12 調光層を除去して露出した透明導電層の表面
13 透明導電層に電圧印加する導線

Claims (7)

  1. 透明導電層と透明樹脂基材とを有する透明導電性樹脂基材を2つ、及び、前記2つの透明導電性樹脂基材の透明導電層側で挟持された調光層を有し、
    前記調光層が、樹脂マトリックスと前記樹脂マトリックス中に分散した光調整懸濁液とを含む調光フィルムであって、
    前記透明導電層は、有機バインダー樹脂及び導電性高分子を含有してなる調光フィルム。
  2. 前記導電性高分子が、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載の調光フィルム。
  3. 前記有機バインダー樹脂が重合性モノマーあるいはオリゴマーを熱あるいは光で硬化させた樹脂である請求項1又は2記載の調光フィルム。
  4. 前記有機バインダー樹脂の全部又は一部が水酸基含有(メタ)アクリレートである請求項1〜3のいずれか一項に記載の調光フィルム。
  5. 前記有機バインダー樹脂の全部又は一部がペンタエリスリトール骨格を含有するウレタンアクリレートである請求項1〜4のいずれか一項に記載の調光フィルム。
  6. 前記透明導電層の表面抵抗率値が1000Ω/□以上である透明導電層から成る請求項1〜5のいずれか一項に記載の調光フィルム。
  7. 500MHz以上の周波数領域における電波シールド性が5dB以下である請求項1〜6のいずれか一項に記載の調光フィルム。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011093339A1 (ja) * 2010-01-26 2011-08-04 日立化成工業株式会社 調光フィルム
JP6065373B2 (ja) * 2012-02-13 2017-01-25 日立化成株式会社 調光フィルムおよび調光フィルム用導電フィルム
JP2013164567A (ja) * 2012-02-13 2013-08-22 Hitachi Chemical Co Ltd 調光フィルム
JP6171609B2 (ja) * 2013-06-19 2017-08-02 東ソー株式会社 透明導電膜用塗工液及びこれを用いた透明導電膜
EP2957879B1 (en) * 2014-06-16 2018-04-11 Nxp B.V. Temperature monitoring
JP6573826B2 (ja) * 2014-12-16 2019-09-11 オート化学工業株式会社 一液型塗り床材

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001075122A (ja) * 1999-09-03 2001-03-23 Dainippon Ink & Chem Inc 表示記録媒体
JP2007525686A (ja) * 2003-02-13 2007-09-06 リサーチ フロンティアーズ インコーポレイテッド 懸濁粒子装置に供給された電圧を制御する方法及び装置
WO2008075772A1 (ja) * 2006-12-21 2008-06-26 Hitachi Chemical Co., Ltd. 調光フィルム及び調光ガラス
JP2009208542A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Toyota Infotechnology Center Co Ltd 電磁波遮蔽装置及び電磁波遮蔽体の制御方法

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2041138A (en) 1930-03-10 1936-05-19 Sheet Polarizer Company Inc Process of forming improved light polarizing bodies
US1955923A (en) 1932-08-11 1934-04-24 Land Edwin Herbert Light valve and method of operation
GB433455A (en) 1933-01-16 1935-08-15 Edwin Herbert Land Improvements in and relating to polarizing bodies
US1963496A (en) 1933-01-16 1934-06-19 Edwin H Land Light valve
US2306108A (en) 1939-05-04 1942-12-22 Polaroid Corp Method of manufacturing light polarizing material
US2375963A (en) 1943-05-07 1945-05-15 Polaroid Corp Process of manufacturing lightpolarizing material
JPS5336515B1 (ja) 1971-07-19 1978-10-03
US3912365A (en) 1971-07-26 1975-10-14 Research Frontiers Inc Method and apparatus for maintaining the separation of plates
US3756700A (en) 1972-02-09 1973-09-04 Research Frontiers Inc Method and apparatus for increasing optical density ratios of light valves
US4078856A (en) 1976-03-17 1978-03-14 Research Frontiers Incorporated Light valve
US4422963A (en) 1977-05-11 1983-12-27 Research Frontiers Incorporated Light valve polarizing materials and suspensions thereof
US4273422A (en) 1978-08-10 1981-06-16 Research Frontiers Incorporated Light valve containing liquid suspension including polymer stabilizing system
US4247175A (en) 1978-10-31 1981-01-27 Research Frontiers Incorporated Light valve containing improved light valve suspension
US4270841A (en) 1978-10-31 1981-06-02 Research Frontiers Incorporated Light valve containing suspension of perhalide of alkaloid acid salt
DE2948708C2 (de) 1979-02-02 1984-06-28 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Verfahren zur Herstellung von mit Pentaerythrittriacrylsäure- oder Pentaerythrittrimethacrylsäureestern modifizierten Organopolysiloxanen
JPS5674113A (en) 1979-11-22 1981-06-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Photosetting organopolysiloxane composition
US4407565A (en) 1981-01-16 1983-10-04 Research Frontiers Incorporated Light valve suspension containing fluorocarbon liquid
JPS59206465A (ja) 1983-05-10 1984-11-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 放射線硬化性オルガノポリシロキサン組成物
JPS62143940A (ja) 1985-12-17 1987-06-27 Sumitomo Chem Co Ltd コ−テイング用組成物及びそれを用いた合成樹脂成形品の製造方法
JPH0615630B2 (ja) 1986-09-10 1994-03-02 広栄化学工業株式会社 コ−テイング用組成物及び合成樹脂成形品
US5279932A (en) * 1989-09-13 1994-01-18 Fuji Photo Film Co., Ltd. Optical response element
JP2911665B2 (ja) 1991-09-25 1999-06-23 マツダ株式会社 エンジンのピストン及びその製造方法
JP3068393B2 (ja) * 1993-05-13 2000-07-24 日本電気株式会社 耐光性ポリアニリン遮光膜及びそれを用いた液晶表示素子
JP3165100B2 (ja) * 1998-02-09 2001-05-14 日本電気株式会社 液晶表示装置とその製造方法
JP2002189123A (ja) 2000-12-19 2002-07-05 Hitachi Chem Co Ltd 調光材料、調光フィルム及び調光フィルムの製造方法
US7041365B2 (en) * 2003-05-12 2006-05-09 3M Innovative Properties Company Static dissipative optical construction
JP4079068B2 (ja) * 2003-10-17 2008-04-23 株式会社日立製作所 情報記録媒体および情報記録方法
JP4479608B2 (ja) * 2005-06-30 2010-06-09 Tdk株式会社 透明導電体及びパネルスイッチ
JP5600874B2 (ja) * 2006-12-21 2014-10-08 日立化成株式会社 調光フィルム
EP2239601B1 (en) * 2008-01-23 2017-11-08 Hitachi Chemical Company, Ltd. Light control film comprising a primer layer formed by using a phosphoric ester
WO2009110563A1 (ja) * 2008-03-05 2009-09-11 日立化成工業株式会社 調光フィルムの製造方法及び調光フィルム
JP2009280654A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Fujifilm Corp 導電性ポリマー組成物、導電性ポリマー材料、及び導電性ポリマー材料の製造方法
JP2010014191A (ja) 2008-07-03 2010-01-21 Nok Corp 密封装置
EP2322986B1 (en) * 2008-08-19 2019-06-26 Hitachi Chemical Company, Ltd. Light-modulating film
EP2322985B1 (en) * 2008-08-19 2013-03-13 Hitachi Chemical Company, Ltd. Light-modulating film
EP2397894A4 (en) * 2009-02-13 2017-12-06 Hitachi Chemical Company, Ltd. Light modulation film
JP5621596B2 (ja) * 2009-02-13 2014-11-12 日立化成株式会社 調光フィルム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001075122A (ja) * 1999-09-03 2001-03-23 Dainippon Ink & Chem Inc 表示記録媒体
JP2007525686A (ja) * 2003-02-13 2007-09-06 リサーチ フロンティアーズ インコーポレイテッド 懸濁粒子装置に供給された電圧を制御する方法及び装置
WO2008075772A1 (ja) * 2006-12-21 2008-06-26 Hitachi Chemical Co., Ltd. 調光フィルム及び調光ガラス
JP2009208542A (ja) * 2008-03-03 2009-09-17 Toyota Infotechnology Center Co Ltd 電磁波遮蔽装置及び電磁波遮蔽体の制御方法

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