JP6771643B2 - 液晶フィルムセル及びその用途 - Google Patents

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０１６年１１月２５日に出願された大韓民国特許出願第１０−２０１６−０１５８４０１号及び２０１７年１１月２４日に出願された大韓民国特許出願第１０−２０１７−０１５８２５２号に基づく優先権の利益を主張し、該当大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。

技術分野
本出願は、液晶フィルムセル及びその用途に関する。

液晶フィルムセルは、一般的に、上部基材フィルム、液晶層及び下部基材フィルムを順に含む（大韓民国特許公開第１０−２００８−０１０２０７２号）。しかし、従来の液晶フィルムセルは、高温で基材フィルムの膨張により問題点が発生する。第１の問題点は、高温での基材フィルムの膨張と液晶層の膨張との差により気泡（ａｉｒ ｂｕｂｂｌｅ）が発生する点である。第２の問題点は、高温での基材フィルムの膨張により液晶フィルムセルのセルギャップが維持されない点である。自動車用ウィンドウ、例えば、後面ガラスまたは側面ガラス、あるいは自動車用サンルーフなどのように基材フィルムが外に露出している場合、セルギャップが維持されない際に重力により液晶と染料とが液晶フィルムセルの下側に積層され、上部は透過度が上昇し、下部は透過度が減少する不良が発生するようになる。このような問題は、液晶フィルムセルのサイズが大きくなるほど一層発生しやすくなり、液晶フィルムセルの製品化のためには必ず解決しなければならない問題である。

本出願の課題は、高温での基材フィルムの膨張を制御して高温で液晶フィルムセルのセルギャップを維持することで、高温耐久性を改善し、重力の不良を無くすことができる液晶フィルムセルを提供することである。

本出願は、上記課題を解決し得る液晶フィルムセルに関する。前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルム、液晶層及び第２基材フィルムを順に含んでいてもよい。前記液晶フィルムセルは、膨張制御層をさらに含んでいてもよい。前記膨張制御層は、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの一面に配置されてもよい。前記膨張制御層は、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムとは２５℃〜１２０℃の温度における膨張率が異なってもよい。

本出願の前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに前記基材フィルムとは高温膨張率が異なる膨張制御層を適用することによって、高温で前記基材フィルムの膨張を制御することができ、これによって、高温でセルギャップを効果的に維持することで、高温耐久性が改善され、重力の不良を無くすことができる。以下、本出願の液晶フィルムセルを具体的に説明する。

前記膨張制御層は、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの一面に配置されてもよい。一例として、前記膨張制御層は、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの一面に直接形成されていてもよい。

本明細書において「ＡがＢに直接形成されている」とは、ＡとＢとの間に他の媒介体を介することなくＡとＢが互いに接して形成されたことを意味し得る。前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの一面に形成され、温度が上昇するによって液晶フィルムセルの内部にフィルムが変形されるように設計することにより、セルギャップを維持することができる。特に、液晶フィルムセルが大型化するほど内部に変形する力が大きくなるので、セルギャップを一層安定して維持することができる。高温でセルギャップを安定して維持するようになると、高温耐久性及び重力の不良を解消し得る。

前記膨張制御層は、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムとは２５℃〜１２０℃の温度における膨張率が異なってもよい。本明細書において「２５℃〜１２０℃の温度における膨張率が異なる」とは、２５℃〜１２０℃の温度の全範囲における膨張率が異なることを意味するか、２５℃〜１２０℃の温度範囲のうち一部の範囲または特定温度における膨張率が異なることを意味し得る。本出願の一実施例によると、前記膨張制御層は、１２０℃の温度で第１基材フィルム及び第２基材フィルムとは膨張率が異なってもよい。本明細書で前記２５℃〜１２０℃の温度における膨張率は、熱膨張係数測定器（ＴＭＡ）により測定した熱膨張率を意味し得る。前記２５℃〜１２０℃の温度における膨張率は、下記の発明を実施するための具体的な内容の項目で記述する＜高温膨張率の測定＞の方法によって測定することができる。

本明細書において、膨張率は、基材フィルム乃至膨張制御層の長さ変化に基づいた膨張率であってもよい。前記膨張率は、下記数式１で計算し得る。

［数１］
Ｅ＝｛Ｌ［１２０℃］−Ｌ［２５℃］｝／Ｌ［２５℃］×１００

上記数式１で、Ｅは、基材フィルム乃至膨張制御層の膨張率であり、Ｌ［２５℃］は、基材フィルム乃至膨張制御層の２５℃での長さであり、Ｌ［１２０℃］は、基材フィルム乃至膨張制御層を２５℃から５℃ずつ昇温させて１２０℃で１０時間放置した後の長さを意味し得る。前記長さは、縦方向または横方向の長さを意味し得、Ｌ［２５℃］及びＬ［１２０℃］は、各々同一の方向の長さを意味する。膨張制御層のＥ値が負数である場合、収縮性制御フィルムと称し、膨張制御層のＥ値が正数である場合、膨張性制御フィルムと称し得る。前記膨張率の測定に用いられる基材フィルムの面積は、１０ｍｍ×５ｍｍであり、厚さは、１００μｍであってもよく、膨張制御層の面積は、１０ｍｍ×５ｍｍであり、厚さは、１μｍであってもよい。

前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムと２５℃〜１２０℃の温度における膨張率差が−３０％〜３０％であってもよい。これによって、前記膨張制御層は、温度の上昇に従って液晶フィルムセルの内部に基材フィルムが変形されるように設計することにより、セルギャップを効果的に維持することができる。

前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対する前記膨張制御層の２５℃〜１２０℃の温度における膨張率の比は、１：０．７〜１：１．３であってもよい。これによって、前記膨張制御層は、温度の上昇に従って液晶フィルムセルの内部に基材フィルムが変形するように設計することにより、セルギャップを効果的に維持することができる。

前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの外部面に配置されるか、または内部面に配置されてもよい。本明細書において「第１または第２基材フィルムの外部面」とは、液晶層が配置された方向の面とは反対面を意味し得る。本明細書において「第１または第２基材フィルムの内部面」とは、液晶層が配置された方向の面を意味し得る。

前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの外部面に配置されるかまたは内部面に配置されるかによって、前記膨張制御層と前記第１または第２基材フィルムとの高温膨張率の関係を調節し得る。

一例として、前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの外部面に配置されてもよい。この場合、前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対して、２５℃〜１２０℃の温度における膨張率がさらに小さい収縮性制御フィルムであってもよい。この場合、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対する前記収縮性制御フィルムの２５℃〜１２０℃の温度における膨張率の比は、１：０．９９９〜１：０．７であってもよい。一例として、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムと膨張性制御フィルムとの膨張率差の絶対値は、０．１％〜３０％であってもよく、具体的に、１％以上、２％以上、３％以上、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上または１０％以上であってもよく、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１３％以下または１１％以下であってもよい。これによって、前記膨張制御層は、温度の上昇に従って液晶フィルムセルの内部に基材フィルムが変形されるように設計することにより、セルギャップを効果的に維持することができる。

他の一例として、前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの内部面に配置されてもよい。この場合、前記膨張制御層は、第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対して、２５℃〜１２０℃の温度における膨張率がさらに大きい膨張性制御フィルムであってもよい。この場合、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対する前記膨張性制御フィルムの２５℃〜１２０℃の温度における膨張率の比は、１：１．００１〜１：１．３であってもよい。一例として、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムと膨張性制御フィルムとの膨張率差の絶対値は、０．１％〜３０％であってもよく、具体的に、１％以上、２％以上、３％以上、４％以上、５％以上、６％以上、７％以上、８％以上または９％以上であってもよく、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１３％以下、１１％以下または１０％以下であってもよい。これによって、前記膨張制御層は、温度の上昇に従って液晶フィルムセルの内部に基材フィルムが変形されるように設計することにより、セルギャップを効果的に維持することができる。

一例として、前記膨張制御層は、第１基材フィルム及び第２基材フィルムの各々の一面に配置されてもよい。他の一例として、前記膨張制御層は、第１基材フィルム及び第２基材フィルムのうちいずれか一方の基材フィルムの一面に配置されてもよい。

本出願の第１実施例によると、前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルム、液晶層及び第２基材フィルムを順に含み、前記第１基材フィルムの外部面及び第２基材フィルムの外部面に各々第１収縮性制御フィルム及び第２収縮性制御フィルムを含んでいてもよい。

本出願の第２実施例によると、前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルム、液晶層及び第２基材フィルムを順に含み、前記第１基材フィルムの外部面に第１収縮性制御フィルムを含んでいてもよい。

本出願の第３実施例によると、前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルム、液晶層及び第２基材フィルムを順に含み、前記第２基材フィルムの外部面に第２収縮性制御フィルムを含んでいてもよい。

本出願の第４実施例によると、前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルム、液晶層及び第２基材フィルムを順に含み、前記第１基材フィルムの内部面及び第２基材フィルムの内部面に各々第１膨張性制御フィルム及び第２膨張性制御フィルムを含んでいてもよい。

本出願の第５実施例によると、前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルム、液晶層及び第２基材フィルムを順に含み、前記第１基材フィルムの内部面に第１膨張性制御フィルムを含んでいてもよい。

本出願の第６実施例によると、前記液晶フィルムセルは、第１基材フィルム、液晶層及び第２基材フィルムを順に含み、前記第２基材フィルムの内部面に第２膨張性制御フィルムを含んでいてもよい。

前記第１基材フィルム及び／又は第２基材フィルムとしては、ガラス基材、結晶性または非結晶性シリコンフィルム、石英またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）フィルムなどの無機系フィルムやプラスチックフィルムなどを用いることができる。第１基材フィルムまたは第２基材フィルムとしては、光学的に等方性の基材、または位相差層のように光学的に異方性の基材を用いることができる。

本出願の一実施例によると、前記第１基材フィルム及び／又は第２基材フィルムとしては、プラスチックフィルムを用いることができる。前記プラスチックフィルムは、ポリマーを含んでいてもよい。前記プラスチックフィルムの具体的な例として、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）または非晶質フッ素樹脂などを含む基材フィルムが挙げられるが、これらに制限されるものではない。基材には、必要に応じて、金、銀、二酸化ケイ素または一酸化ケイ素などのケイ素化合物のコーティング層や、反射防止層などのコーティング層が存在してもよい。

前記第１基材フィルム及び／又は第２基材フィルムの膨張率は、本出願の目的を考慮して適切に選択してもよい。一例として、前記第１基材フィルム及び／又は第２基材フィルムの１２０℃の温度における膨張率は、−３０％〜３０％、−２０％〜２０％、−１０％〜１０％、−５％〜５％、−３％〜３％、−１％〜１％、−０．５％〜０．５％であってもよい。この場合、液晶フィルムセルの構造安定化の側面で有利であり得る。第１基材フィルムと第２基材フィルムの膨張率は、互いに同一であるかまたは異なってもよい。

前記第１基材フィルム及び／又は第２基材フィルムの厚さは、本出願の目的を考慮して適切に選択してもよい。一例として、前記第１基材フィルム及び／又は第２基材フィルムの厚さは、５０μｍ〜３００μｍ、６０μｍ〜２５０μｍ、７０μｍ〜２００μｍ、８０μｍ〜１５０μｍまたは９０μｍ〜１１０μｍであってもよい。前記第１基材フィルム及び／又は第２基材フィルムの厚さが上記範囲である場合、液晶フィルムセルの構造安定化の側面で有利である。

前記膨張制御層の膨張率は、本出願の目的を考慮して適切に選択してもよい。一例として、前記膨張制御層が第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの外部面に配置される場合、２５℃〜１２０℃の温度における膨張率は、−３０％以上〜３０％未満であってもよい。前記膨張率は、具体的に、−３０％以上、−２５％以上、−２０％以上、−１５％以上、−１３％以上または−１１％以上であってもよく、３０％未満、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、５％以下、０％以下、−５％以下、−７％以下または−９％以下であってもよい。

他の一例として、前記膨張制御層が第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの内部面に配置される場合、２５℃〜１２０℃の温度における膨張率は、−３０％超過〜３０％以下であってもよい。前記膨張率は、具体的に、−３０％超過、−２５％以上、−２０％以上、−１５％以上、−１０％以上、−５％以上、０％以上、５％以上、７％以上または９％以上であってもよく、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１３％以下または１１％以下であってもよい。この場合、液晶フィルムセルの構造安定化の側面で有利であり得る。

前記膨張制御層の厚さは、本出願の目的を考慮して適切に選択してもよい。一例として、前記膨張制御層の厚さは、０．５μｍ〜３００μｍであってもよい。前記厚さは、０．５μｍ以上または１μｍ以上であってもよく、１００μｍ以下、８０μｍ以下、６０μｍ以下、４０μｍ以下、２０μｍ以下、１０μｍ以下、５μｍ以下または３μｍ以下であってもよい。前記膨張制御層の厚さが上記範囲である場合、液晶フィルムセルの構造安定化の側面で有利である。

前記膨張制御層はポリマーを含んでいてもよい。例えば、前記膨張制御層は、エポキシ系ポリマーまたはアクリル系ポリマーを含んでいてもよい。一例として、前記膨張制御層が収縮性制御フィルムである場合、エポキシ系ポリマーを含んでいてもよい。他の一例として、前記膨張制御層が膨張性制御フィルムである場合、アクリル系ポリマーを含んでいてもよい。

前記膨張制御層は、前記エポキシ系ポリマーまたはアクリル系ポリマー、開始剤及び溶媒を含む組成物を基材にコーティングして乾燥し、溶媒を除去した後に紫外線の硬化を通じて製造し得る。

前記膨張制御層の高温膨張率は、当業界における公知の方法によって調節できる。一例として、前記膨張制御層の膨張率は、前記組成物内の前記ポリマーの組成と前記膨張制御層の厚さの調節を通じて調節し得る。前記膨張制御層のポリマーの含量は、０．１重量％〜５０重量％であってもよい。前記ポリマーの含量は、膨張制御層を形成するための組成物でポリマー単量体、例えば、エポキシ系単量体またはアクリル系単量体の含量を意味し得る。上記含量は、具体的に、０．１重量％以上、０．５重量％以上、１重量％以上、２重量％以上、３重量％以上または４重量％以上であってもよく、５０重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、２０重量％以下、１０重量％以下、８重量％以下または６重量％以下であってもよい。上記で単量体以外の残余重量％は、溶媒にしてその合計が１００重量％であってもよい。前記溶媒としては、公知の有機溶媒、例えば、トルエン溶媒を用いることができる。上述のように、前記膨張制御層の厚さは、０．５μｍ〜３００μｍの範囲内で目的とする膨張率によって適切に調節できる。

前記膨張制御層は、無機化合物を含んでいなくてもよい。前記無機化合物としては、金属や、ホウ素、ケイ素などの非金属が挙げられ、前記金属または非金属の酸化物、硫化物、窒化物などが挙げられる。本出願では、ポリマーを含む膨張制御層を用いて高温で基材フィルムの膨張を制御することで、高温で液晶フィルムセルのセルギャップを維持して高温耐久性が改善され、重力の不良を無くすことができる液晶フィルムセルを提供するにおいて一層有利であり得る。

前記液晶層は、液晶化合物及び異方性染料を含んでいてもよい。前記液晶層は、外部電圧の印加によって配向を転換し得る。前記液晶層は、外部電圧の印加によって前記液晶及び異方性染料の整列を転換し得る。前記液晶層は、外部電圧の印加によって透過度を可変し得る。前記液晶層は、異方性染料の整列方向と前記整列方向に垂直な方向に対して、各々非等方性の光吸収特性を示し得る。例えば、異方性染料は、光の吸収率が偏光方向によって変わる物質であって、長軸方向に偏光された光の吸収率が大きいと、ｐ型染料と称し、短縮方向に偏光された光の吸収率が大きいと、ｎ型染料と称し得る。一例として、ｐ型染料が用いられる場合、染料の長軸方向に振動する偏光は吸収され、染料の短縮方向に振動する偏光は吸収が少ないため透過させることができる。

前記液晶化合物としては、外部電圧の印加によってその配向方向が変更され得る液晶化合物を特に制限することなく用いることができる。前記液晶としては、例えば、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）液晶、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）液晶またはコレステリック（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）液晶などを用いることができる。また、外部電圧の印加によってその配向方向が変更されるように、前記液晶は、例えば、重合性基または架橋性基を有していない化合物であってもよい。

前記液晶化合物及び異方性染料は、垂直配向、水平配向、傾斜配向、スプレイ配向、ハイブリッド配向またはツイスト配向の状態で液晶層内に存在していてもよい。

本明細書において「垂直配向状態」とは、全ての液晶分子の方向子が液晶層の平面に対して垂直に配列された状態、例えば、９０度〜８５度、９０度〜８６度、９０度〜８７度、９０度〜８８度、９０度〜８９度、好ましくは、約９０度を成す配列状態を意味し得る。

本明細書において「水平配向状態」とは、全ての液晶分子の方向子が液晶層の平面に対して平行に配列された状態、例えば、０度〜５度、０度〜４度、０度〜３度、０度〜２度、０度〜１度、好ましくは、０度を成す配列状態を意味し得る。

本明細書において「傾斜配向状態」とは、全ての液晶分子の方向子が液晶層の平面に対して一定の傾斜角を有するように配列された状態を意味し得る。

本明細書において「スプレイ配向状態」とは、液晶分子のチルト角が液晶層の厚さ方向に沿って漸進的に変化するように配列された状態を意味し得る。

本明細書において「ハイブリッド配向状態」とは、液晶分子のチルト角が液晶層の厚さ方向に沿って漸進的に変わり、液晶層のいずれか１つの面では液晶層の平面に対して垂直に配列されるが、他の面では液晶層の平面に対して平行に配列された状態を意味し得る。

本明細書において「ツイスト配向状態」とは、全ての液晶分子の方向子が液晶層の平面に対して平行であるが、隣接する液晶分子の方向子が液晶層の厚さ方向に少しずつ角度が変わり、螺旋軸に沿ってねじれている形態の配列状態を意味し得る。一例として、ツイスト配列状態は、液晶層の厚さ方向に沿って最上部の液晶分子の方向子が最下部の液晶分子の方向子に対して、約９０度または約１８０度〜約２７０度にねじれ得る。

本明細書において用語「光軸」とは、遅相軸を意味し得、液晶が棒（ｒｏｄ）状である場合、液晶の長軸方向の軸を意味し得、液晶が円盤（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）状である場合、平面の法線方向の軸を意味し得る。

前記液晶は、配向がスイッチング可能なように液晶層内に存在していてもよい。本明細書において「配向がスイッチング可能である」とは、液晶の整列方向が電圧の印加のような外部信号の印加によって変更され得ることを意味する。

前記液晶化合物及び異方性染料の配向状態は、前記配向状態のうち少なくとも２以上の配向状態の間をスイッチングし得る。本出願の一実施例によると、前記液晶化合物及び異方性染料は、垂直配向状態及び水平配向状態の間をスイッチングし得る。例えば、液晶層は、初期状態で垂直配向状態及び水平配向状態のうちいずれか一方の状態を具現でき、電圧の印加のような外部作用により他方の状態にスイッチングされ得る。上記で外部作用を除去する場合、液晶層は、初期状態の配向状態にスイッチングされ得る。本明細書における用語「初期状態」とは、電圧の無印加状態、すなわち、外部電圧のように液晶層の配向に影響を及ぼし得る外部作用が存在していない状態を意味し得る。

本明細書において用語「染料」とは、可視光領域、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍ波長の範囲内で少なくとも一部または全体の範囲内の光を集中的に吸収及び／又は変形させることができる物質を意味し得、用語「異方性染料」とは、前記可視光領域の少なくとも一部または全体の範囲で光の異方性吸収が可能である物質を意味し得る。

前記異方性染料としては、例えば、液晶の整列状態に応じて整列され得る特性を有するものとして知られている公知の染料を選択して用いることができる。異方性染料としては、例えば、黒色染料（ｂｌａｃｋ ｄｙｅ）を用いることができる。このような染料としては、例えば、アゾ染料またはアントラキノン染料などが公知にされているが、これらに制限されるものではない。

前記異方性染料の二色比（ｄｉｃｈｒｏｉｃ ｒａｔｉｏ）は、例えば、５以上、６以上または７以上であってもよい。本明細書において用語「二色比」とは、例えば、ｐ型染料である場合、染料の長軸方向に平行である偏光の吸収を、前記長軸方向に垂直な方向に平行である偏光の吸収で除する値を意味し得る。異方性染料は、可視光領域の波長範囲内、例えば、約３８０ｎｍ〜７００ｎｍまたは約４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内で少なくとも一部の波長またはいずれか一つの波長において前記二色比を満たし得る。前記二色比の上限は、例えば、２０以下、１８以下、１６以下または１４以下程度であってもよい。

前記異方性染料の液晶層内の割合は、目的とする物性、例えば、液晶層の目的とする透過度乃至反射度可変特性によって適切に選択してもよい。前記液晶層は、異方性染料を０．１重量％〜５重量％で含んでいてもよい。

前記液晶層は、セルギャップを維持する一つ以上のスペーサを含んでいてもよい。前記スペーサは、液晶層内で前記液晶化合物及び異方性染料が存在していない領域に存在していてもよい。前記スペーサは、前記液晶層の両面に接する部材に接して存在していてもよい。前記液晶層の両面に接する部材は、前記第１及び第２基材フィルムであるか、または後述する第１及び２配向膜であるか、または後述する第１及び第２電極層であってもよい。

前記スペーサは、ボール状のスペーサまたはコラム状のスペーサであってもよい。本出願の一実施例によると、前記スペーサとしてボール状のスペーサを用いることができる。

前記スペーサは、硬化性樹脂を含んでいてもよい。前記硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂などを用いることができる。前記スペーサのサイズは、目的とするセルギャップのサイズを考慮して適切に選択してもよい。

前記液晶層は、側面にシーラントをさらに含んでいてもよい。前記シーラントは、液晶層から液晶が漏れることを防止しつつ、セルギャップを一定間隔で維持させて堅く接合する役割をし得る。前記シーラントは、前記液晶層の両面に接する部材に隣接して存在していてもよい。前記液晶層の両面に接する部材は、第１及び第２基材フィルムであるか、または後述する第１及び第２配向膜であるか、または後述する第１及び第２電極層であってもよい。

前記シーラントは、硬化性樹脂を含んでいてもよい。前記硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂などを用いることができる。

前記液晶フィルムセルは、前記液晶層の両面に配置された第１配向膜及び第２配向膜をさらに含んでいてもよい。前記第１配向膜は、第１基材フィルムと液晶層との間に配置されてもよい。前記第２配向膜は、第２基材フィルムと液晶層との間に配置されてもよい。このような配向膜は、液晶層内の液晶化合物及び異方性染料の初期整列状態を制御することができる配向力を有する。前記配向膜としては、垂直配向膜または水平配向膜を用いることができる。前記配向膜としては、例えば、ラビング配向膜のように接触式配向膜または光配向膜化合物を含み直線偏光の照射などのような非接触式方式によって配向特性を示し得るものであって、公知の配向膜を用いることができる。

前記液晶フィルムセルは、液晶層の両面に配置された第１電極層及び第２電極層をさらに含んでいてもよい。前記第１電極層は、第１基材フィルムと液晶層との間に配置されてもよい。前記液晶フィルムセルが第１配向膜を含む場合、前記第１電極層は、前記第１配向膜と液晶層との間に配置されてもよい。前記第２電極層は、第２基材フィルムと液晶層との間に配置されてもよい。前記液晶フィルムセルが第２配向膜を含む場合、前記第２電極層は、前記第２配向膜と液晶層との間に配置されてもよい。

本出願は、前記液晶フィルムセルの用途に関する。一例として、本出願は、前記液晶フィルムセルを含むウィンドウに関する。他の一例として、本出願は、前記液晶フィルムセルを含むサンルーフに関する。

前記ウィンドウまたはサンルーフは、車両用ウィンドウまたは車両用サンルーフであってもよい。前記車両用ウィンドウは、後面ガラス、側面ガラスなどを含んでいてもよい。前記サンルーフは、車両の天井に存在する固定されたかまたは作動（ベンディングまたはスライディング）する開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）であって、光または新気が車両の内部に流入されるように機能する装置を総称する。上記のようなウィンドウまたはサンルーフを構成する方式は特に制限されず、前記液晶層が用いられる限り、通常の方式が適用され得る。

本出願の液晶フィルムセルは、基材フィルムに前記基材フィルムとは高温膨張率が異なる膨張制御層を適用することによって、高温での基材フィルムの膨張を制御することができ、これによって、高温でセルギャップを効果的に維持することで、高温耐久性が改善され、重力の不良を無くすことができる。

実施例１の液晶フィルムセルの構造である。 実施例２の液晶フィルムセルの構造である。 実施例３の液晶フィルムセルの構造である。 実施例４の液晶フィルムセルの構造である。 実施例５の液晶フィルムセルの構造である。 実施例６の液晶フィルムセルの構造である。 比較例１の液晶フィルムセルの構造である。 実施例１の液晶フィルムセルの高温での変形を示した図である。 比較例１の液晶フィルムセルの高温での変形を示した図である。 ＴＭＡ装備の詳細図である。

以下、実施例及び比較例を通じて上記内容をより具体的に説明するが、本出願の範囲は、下記に提示された内容によって制限されるものではない。

＜高温膨張率の測定＞
基材フィルム及び膨張制御層に対して、ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＱ４００商品名のＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ）装備を用いて、２５℃〜１２０℃の条件下で、試料に５℃の温度を変化させつつ示される熱膨張率の変化を測定する方式で、高温膨張率を測定した。前記熱膨張率の変化は、試料の長さ変化に基づいており、実施例及び比較例の項目において膨張率は、１２０℃の温度で１０分間放置した後に測定した膨張率を意味する。

具体的に、熱膨張率は、熱膨張係数測定器（ＴＭＡ）により測定する。ＴＭＡとは、試料（Ｓａｍｐｌｅ）を与えられた温度条件で加熱または冷却した場合、与えられた荷重下で示される試料の変形を温度及び時間の関数として測定する測定法である。図１０に示したように、温度による熱変形がほとんどない石英ステージとプローブとの間で試料を押す力は、０．０５Ｎであり、調節が可能である。温度を制御しつつ試料によるプローブの位置変化をＬＶＤＴの電気信号で測定する。高分子試料の場合、ガラス転移温度または溶融現象が起きる場合、熱膨張率の変化を伴うので、斜めの変化を通じて転移温度の測定が可能である。

−力の印加範囲：０．００１Ｎ〜２Ｎ
−温度範囲：−１５０〜１０００℃
−解像度：１５ｎｍ
−感度：２０ｎｍ以下

＜実施例１＞
下記の製作方法によって図１の構造を有する実施例１の液晶フィルムセルを製作した。

第１及び第２基材フィルム４１、４２としては、１２０℃の温度で膨張率が０．１％であり、厚さが１００μｍであるプラスチックフィルムを用いた。前記第１及び第２基材フィルムは、キャスティング方法を用いて製造されたＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルムである。

第１及び第２膨張制御層である第１及び第２収縮性制御フィルム５１、５２としては、１２０℃の温度で膨張率が−１０％であり、厚さが１μｍであるエポキシ系ポリマーフィルムを用いた。具体的に、前記第１及び第２膨張制御層は、エポキシ系単量体５重量％、トルエン溶媒９５重量％及び光開始剤（Ｉｇａｃｕｒｅ９０７）を適正量で含む溶液をバーコーター＃３番を用いて前記基材フィルムにコーティングした後、１００℃の乾燥オーブンに２分間乾燥し、１０００ｍＪの強度及び３ｍ／ｍｉｎの速度でＵＶ−Ａ及びＵＶ−Ｂを有するＵＶ光を通過させつつ製造した。

第１及び第２配向膜２１、２２としては、光開始剤（Ｉｇａｃｕｒｅ９０７）及びオレフィンを含む組成物をコーティングした後、ＵＶ硬化を通じて厚さ３μｍの配向膜を準備した。

第１及び第２電極層３１、３２は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ−ｏｘｉｄｅ）を２０μｍの厚さに蒸着して製造した。

液晶層１０は、Ｍｅｒｃｋ社製の液晶及びＭｅｒｃｋ社製の異方性染料を１００：２の重量比で含み、１０μｍのスペーサ８０を用いてセルギャップが１０μｍになるようにし、側面にシーラント７０を適用して製作した。

実施例１の液晶フィルムセルは、前記第１及び第２基材フィルム、第１及び第２膨張制御層、第１及び第２配向膜、第１及び第２電極層と液晶層を、図１の積層手順によってＯＤＦ（ｏｎｅ−ｄｒｏｐ ｆｉｌｌｉｎｇ）方式で積層して製作した。製作された液晶フィルムセルは、幅が５００ｍｍであり、高さが１０００ｍｍである。

＜実施例２＞
実施例１で第２収縮性制御フィルムを除外し、第１収縮性制御フィルム５１を第１基材フィルムの外部にのみ配置した以外は、実施例１と同一の方式で図２の構造を有する液晶フィルムセルを製作した。

＜実施例３＞
実施例１で第１収縮性制御フィルムを除外し、第２収縮性制御フィルム５２を第２基材フィルムの外部にのみ配置した以外は、実施例１と同一の方式で図３の構造を有する液晶フィルムセルを製作した。

＜実施例４＞
第１及び第２収縮性制御フィルムの代りに、第１及び第２膨張性制御フィルム６１、６２として、１２０℃の温度で膨張率が１０％であり、厚さが１μｍであるアクリル系ポリマーフィルムを用いた以外は、実施例１と同一の方式で図４の構造を有する液晶フィルムセルを製作した。前記第１及び第２膨張性制御フィルムは、エポキシ系単量体の代りに、アクリル系単量体を５重量％で用いた以外は、実施例１の第１及び第２収縮性制御フィルムの製造方法と同一の方法で製造した。

＜実施例５＞
実施例４で第２膨張性制御フィルムを除外し、第１膨張性制御フィルム６１を第１基材フィルムの内部にのみ配置した以外は、実施例４と同一の方式で図５の構造を有する液晶フィルムセルを製作した。

＜実施例６＞
実施例４で第１膨張性制御フィルムを除外し、第２膨張性制御フィルム６２を第２基材フィルムの内部にのみ配置した以外は、実施例４と同一の方式で図６の構造を有する液晶フィルムセルを製作した。

＜比較例１＞
実施例１で第１及び第２膨張制御層を積層しない以外は、実施例１と同一の方式で図７の構造を有する液晶フィルムセルを製作した。

＜高温耐久性及び重力の不良の評価＞
実施例１、実施例２及び比較例１の液晶フィルムセルを恒温恒湿オーブン（ｖｏｔｓｃｈ社製のＶＴ３０００）に１２０℃の温度で立てておく方式で高温耐久性及び重力の不良を評価した。図８は、実施例１の液晶フィルムセルの高温での変形を示す模式図であり、図９は、比較例１の液晶フィルムセルの高温での変形を示す模式図である。高温耐久性及び重力の不良は、液晶フィルムセルの高さに対する透過率を測定することで評価し、その結果を下記表１に記載した。

表１は、幅が５００ｍｍであり、高さが１０００ｍｍである液晶フィルムセルを恒温恒湿オーブンに立てておいた状態で、１２０℃の温度で２時間放置後に重力の不良を測定した結果である。重力の不良は、高温でフィルム膨張によるセルギャップの変化により液晶及び異方性染料が重力によって底の方に流れ落ちる現象を意味する。膨張性制御フィルム（基材フィルムの内側）や収縮性制御フィルム（基材フィルムの外側）を用いることによって重力の不良の発生を防止でき、上記表１に示した透過率の測定を通じて位置ごとにセルギャップの変化を測定することができる。例えば、透過率が０．５％である場合、液晶及び異方性染料を含む層の厚さが１０μｍであり、透過率が２０％である場合、液晶及び異方性染料を含む液晶層の厚さが７μｍであり、透過率が０．１％である場合、液晶及び異方性染料を含む液晶層の厚さが２０μｍであることを意味する。膨張制御層のない比較例１の場合には、重力の不良が発生し、高さによる液晶及び異方性染料の含量が変わることにより透過率のバラ付きが発生する。しかし、膨張制御層が含まれた実施例１の場合には、高さによる均一な液晶及び異方性染料の含量を維持するので、高さによる透過率が一定である。

１０：液晶層
２１、２２：第１及び第２配向膜
３１、３２：第１及び第２電極層
４１、４２：第１及び第２基材フィルム
５１、５２：第１及び第２収縮性制御フィルム
６１、６２：第１及び第２膨張性制御フィルム
７０：シーラント
８０：スペーサ
１０１：ロード（Ｌｏａｄ）
１０２：ＬＶＤＴ（Ｌｉｎｅａｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）
１０３：位置に関する信号（Ｓｉｇｎａｌ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）
１０４：サーモカップル（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）
１０５：プローブ（Ｐｒｏｂｅ）
１０６：サンプル（Ｓａｍｐｌｅ）
１０７：ファーネス（Ｆｕｒｎａｃｅ）

Claims (15)

1. 第１基材フィルム、液晶化合物および異方性染料を含む液晶層及び第２基材フィルムを順に含み、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの一面に配置され、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムとは２５℃〜１２０℃の温度における膨張率が異なる膨張制御層を含み、
   ２５℃〜１２０℃の温度における前記膨張率は、以下の数式１によって計算され、
   前記膨張制御層は、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの外部面に配置され、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対して、２５℃〜１２０℃の温度における膨張率がさらに小さい収縮性制御フィルムであり、且つ−５％以下の膨張率を有する、または、
   前記膨張制御層は、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムの内部面に配置され、前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対して、２５℃〜１２０℃の温度における膨張率がさらに大きい膨張性制御フィルムであり、且つ５％以上の膨張率を有し、
   第１または第２基材フィルムの外部面は、液晶層が配置された方向の面とは反対面を意味し、第１または第２基材フィルムの内部面は、液晶層が配置された方向の面を意味することを特徴とする、液晶フィルムセル：
   ［数式１］
   Ｅ＝｛Ｌ［１２０℃］−Ｌ［２５℃］｝／Ｌ［２５℃］×１００
   上記数式１で、Ｅは、基材フィルム乃至膨張制御層の膨張率であり、Ｌ［２５℃］は、基材フィルム乃至膨張制御層の２５℃での長さであり、Ｌ［１２０℃］は、基材フィルム乃至膨張制御層を０．０５Ｎの荷重下で２５℃から５℃ずつ昇温させて１２０℃で１０分間放置した後の長さを意味する。
2. 前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムと前記膨張制御層との２５℃〜１２０℃の温度における膨張率差は、−３０％〜３０％である（ただし、０％を除く）ことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
3. 前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムと前記膨張制御層との２５℃〜１２０℃の温度における膨張率の比は、１：０．７〜１：１．３である（ただし、１：１を除く）ことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
4. 前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対する前記収縮性制御フィルムの２５℃〜１２０℃の温度における膨張率差の絶対値は、０．１％〜３０％の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
5. 前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムに対する前記膨張性制御フィルムの２５℃〜１２０℃の温度における膨張率差の絶対値は、０．１％〜３０％であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
6. 前記膨張制御層は、第１基材フィルム及び第２基材フィルム各々の一面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
7. 前記膨張制御層は、第１基材フィルム及び第２基材フィルムのうちいずれか一方の基材フィルムの一面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
8. 前記第１基材フィルムまたは第２基材フィルムは、プラスチックフィルムを含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
9. 前記膨張制御層は、エポキシ系ポリマーまたはアクリル系ポリマーを含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
10. 前記液晶層は、セルギャップを維持するスペーサを含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
11. 前記液晶層は、側面にシーラントを含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
12. 前記液晶層の両面に各々配置された第１配向膜及び第２配向膜をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
13. 前記液晶層の両面に各々配置された第１電極層及び第２電極層をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶フィルムセル。
14. 請求項１に記載の液晶フィルムセルを含むことを特徴とする、ウィンドウ。
15. 請求項１に記載の液晶フィルムセルを含むことを特徴とする、サンルーフ。

Images