JP7279346B2 - Light control film, light control device - Google Patents
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本発明は、液晶を用いた調光フィルムに関する。 The present invention relates to a light control film using liquid crystal.
調光フィルムは、一対の透明電極の間に液晶層を備え、透明電極に印加する電圧の変更によって液晶層中の液晶分子の配向する方向を変える。液晶分子の配向する方向が変化することにより、調光フィルムの透明度が変化する。調光フィルムの型式は、配向膜を有しないノーマルモードと、配向膜を有するリバースモードとに大別される。ノーマルモードは、駆動電圧の印加によって液晶層の透過率を上げ、駆動電圧の印加の停止によって液晶層の透過率を下げる。リバースモードは、駆動電圧の印加によって液晶層の透過率を下げ、駆動電圧の印加の停止によって液晶層の透過率を上げる(特許文献1,2参照)。 The light control film has a liquid crystal layer between a pair of transparent electrodes, and changes the orientation direction of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer by changing the voltage applied to the transparent electrodes. The transparency of the light control film changes by changing the orientation direction of the liquid crystal molecules. Types of light control films are broadly classified into a normal mode that does not have an alignment film and a reverse mode that has an alignment film. In the normal mode, the transmittance of the liquid crystal layer is increased by applying the driving voltage, and the transmittance of the liquid crystal layer is decreased by stopping the application of the driving voltage. In the reverse mode, the transmittance of the liquid crystal layer is decreased by applying the drive voltage, and the transmittance of the liquid crystal layer is increased by stopping the application of the drive voltage (see Patent Documents 1 and 2).
調光フィルムは、例えばガラス等の透明基材に固定することにより、窓ガラスや展示ウィンドウ、間仕切りなどに採用することが可能となる。機械的強度の付与のため、調光フィルムは、とくに合わせガラスの形態で使用されることが多い。合わせガラスの形態とは、調光フィルムを一対のガラス板で挟み、それぞれを中間膜で接着した形態である。 By fixing the light control film to a transparent base material such as glass, for example, it can be used for window glass, exhibition windows, partitions, and the like. For imparting mechanical strength, light management films are often used, especially in the form of laminated glass. The form of laminated glass is a form in which a light control film is sandwiched between a pair of glass plates and adhered to each other with an interlayer film.
調光フィルムの基材としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが一般的である。また、合わせガラスの中間膜にはPVB(ポリビニルブチラール)樹脂が多用されている。PVBは、ガラスとの接着性には優れるが、PETなど樹脂との接着性は低いという問題がある。 A polyethylene terephthalate (PET) film is generally used as the base material of the light control film. In addition, PVB (polyvinyl butyral) resin is often used for the interlayer film of laminated glass. PVB has excellent adhesion to glass, but has a problem of low adhesion to resins such as PET.
本発明の目的は、中間膜としてPVBを用いた合わせガラスに好適な調光フィルムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light control film suitable for laminated glass using PVB as an interlayer.
上記課題を解決するための本発明による調光フィルムは、第1の基材フィルムと、前記第1の基材フィルムの上に形成された第1の透明電極と、を有する第1の透明電極フィルムと、第2の基材フィルムと、前記第2の基材フィルムの上に形成された第2の透明電極と、を有する第2の透明電極フィルムと、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極とを対向させて配置された前記第1の透明電極フィルムと前記第2の透明電極フィルムとの間に挟持された液晶層と、を備え、前記第1の基材フィルムおよび前記第2の基材フィルムの、表面自由エネルギーが50mN/m以上であることを特徴とする。 A light control film according to the present invention for solving the above problems is a first transparent electrode having a first base film and a first transparent electrode formed on the first base film. a second transparent electrode film having a film, a second base film, and a second transparent electrode formed on the second base film; the first transparent electrode and the second transparent electrode; a liquid crystal layer sandwiched between the first transparent electrode film and the second transparent electrode film arranged to face two transparent electrodes, wherein the first base film and the The surface free energy of the second base film is 50 mN/m or more.
上記調光フィルムの、第1の基材フィルムおよび第2の基材フィルムに、PETフィルムが用いられる。 A PET film is used for the first base film and the second base film of the light control film.
上記調光フィルムの少なくとも片面に、接着性樹脂からなる中間膜を介して、調光フィルムよりも剛性が高く厚みの大きい透明板を積層一体化してなる調光装置としても良い。 A light control device may be formed by laminating and integrating a transparent plate having a higher rigidity and a larger thickness than the light control film on at least one side of the light control film via an intermediate film made of an adhesive resin.
上記調光装置において、調光フィルムと、中間膜との界面における、JIS K 6850(1999)で規定される引張りせん断接着強さが5N/25mm2以上であると良い。 In the light control device, the interface between the light control film and the intermediate film preferably has a tensile shear bond strength of 5 N/25 mm 2 or more as defined in JIS K 6850 (1999).
さらに中間膜がPVB樹脂を含む中間膜であると良い。 Furthermore, it is preferable that the intermediate film is an intermediate film containing PVB resin.
本発明によれば、中間膜としてPVB樹脂を用いた合わせガラスに好適な調光フィルムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light control film suitable for the laminated glass using PVB resin as an intermediate film can be provided.
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明するが、本発明は以下の説明によって限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited by the following description.
<調光フィルム>
図1に示すように、調光フィルム100は、一対の透明電極フィルム15、15と液晶層13と、給電部110とを備える。各透明電極フィルム15は、フィルム基材11と透明電極12とをこの順に備えた多層体である。一対の透明電極フィルム15、15は、各透明電極12を液晶層13と対向させ、液晶層13を挟持する。
<Light control film>
As shown in FIG. 1 , the
フィルム基材11は、ロール・トゥ・ロール(roll to roll)方式での製造に適した実質的に透明なフレキシブルフィルム基材であれば、いずれも用いることができる。本実施形態では、ポリエチレンテレフタレート(PET)を採用する。PETフィルムには、紫外線吸収剤,安定剤などが添加されてあっても良い。
フィルム基材11は、液晶層13と接する面とは反対側の面が50mN/m以上の表面自由エネルギーを有する。これに加えてフィルム基材11の、液晶層13と接する面の表面自由エネルギーが50mN/m以上であってもよい。表面自由エネルギーが50mN/m以上の面を有するフィルム基材は、例えば未処理のPETフィルムにコロナ処理やプラズマ処理などを施すことや、親水性ハードコート層を形成することによって作製される。
The
透明電極12は、従来公知の透明性を有する電極材料であればいずれも用いることができ、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)導電膜、酸化錫導電膜、酸化亜鉛導電膜、高分子導電膜などからなる電極である。透明電極12は、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的気相成長法(PVD法)、各種化学的気相成長法(CVD法)、各種塗布法等を用いることにより形成することができる。また、透明電極12のパターニングが必要な場合には、エッチング法、リフトオフ法、レーザトリミング法、各種マスクを用いる方法など、任意の方法によって透明電極12のパターニングを行うことができる。
The
液晶層13は、例えば、ポリマーネットワーク型液晶(PNLC)であり、液晶分子と、三次元の網目状に形成された樹脂からなるポリマーネットワークとを含み、ポリマーネットワークが有する空隙に液晶分子が保持されている。液晶層13は、ポリマー分散型液晶(PDLC)など、他の構造であってもよい。
The
液晶分子には、ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などの従来公知の液晶分子を用いることができる。中でも、低電圧での駆動ならびに散乱特性などを考慮すると、誘電率の異方性が高く、屈折率の異方性の大きいものが好ましい。液晶分子は
、ポリマーネットワークを形成する重合反応に供するエチレン基などの官能基を有していてもよい。
Conventionally known liquid crystal molecules such as nematic liquid crystals, smectic liquid crystals, and cholesteric liquid crystals can be used as the liquid crystal molecules. Among them, in consideration of driving at a low voltage and scattering characteristics, a material having a high anisotropy of dielectric constant and a large anisotropy of refractive index is preferable. The liquid crystal molecules may have functional groups such as ethylene groups that undergo polymerization reactions to form polymer networks.
液晶層13は、ノーマルモードとリバースモードのいずれであってもよい。ノーマルモードの液晶層13は、電圧印加(ON)により透過状態となり、電圧除去(OFF)により散乱状態となる。リバースモードの液晶層13は、電圧除去(OFF)により透過状態となり、電圧印加(ON)により散乱状態となる。
The
調光フィルム100にリバースモードの液晶層13を用いる場合は、調光フィルム100は各透明電極12と液晶層13との間に配向膜を有する。配向膜は、液晶層の配向方式(TN方式、VA方式、IPS方式、OCB方式など)に応じて、電圧除去(OFF)時に透過状態を呈する分子配向となるものが選定され、従来公知の水平配向膜,垂直配向膜のいずれかの配向膜が用いられる。
When the reverse mode
リバースモードのPNLCによる液晶層13を具備する調光フィルムの製造にあたっては、液晶と光重合性化合物(モノマー)との混合物を一対の透明電極フィルム15(フィルム基材11に透明電極12、配向層(不図示)が積層されてなる)の間に挟む。次いで、一定の条件下で紫外線を照射することにより、光重合によって液晶中の光重合性化合物を高分子に変化させる。光重合および架橋結合により、微細なドメイン(高分子の空隙)を無数に有するポリマーネットワークが液晶中に形成される。一方、ノーマルモードの調光フィルムの製造にあたっては、フィルム基材11に透明電極12と配向層とが積層されてなる透明電極フィルム15に代えて、フィルム基材11に透明電極12が積層されて配向層が積層されていない透明電極フィルム15が用いられて、同様の手順によってなされる。
In the production of a light control film having a
液晶層13には、スペーサが導入されてあっても良い。スペーサを導入することにより、液晶層13の厚さを均一に保つことが可能となる。
Spacers may be introduced into the
スペーサとしては、特に限定するものではないが、粒状の樹脂スペーサや、粒状のガラススペーサなどを好適に用いることができる。 Although the spacer is not particularly limited, a granular resin spacer, a granular glass spacer, or the like can be preferably used.
給電部110は、リード線を通じて外部からの給電を行なうために形成される。各給電部110は、例えば、ハーフカットにより透明電極12を露出させ、露出した透明電極12表面に導電ペースト、導電テープを積層し、導電テープ上にハンダを形成し、リード線に連結して形成される。
液晶層13が第1状態(液晶分子が、調光フィルム100が不透過を呈するように配列した状態)であるとき、液晶層13の全光線透過率は、10%以下であり、ヘイズ値は、80%以上であることが好ましい。液晶層13が第2状態(液晶分子が、調光フィルム100が透過を呈するように配列した状態)であるとき、液晶層13の全光線透過率は、80%以上であり、ヘイズ値は、10%以下であることが好ましい。なお、各層の全光線透過率は、JIS K 7361-1(ISO 13468-1))に準拠する方法によって測定することができる。また、各層のヘイズ値は、JIS K 7361(ISO 14782)に準拠する方法によって測定することができる。
When the
調光フィルム100の周縁部には、液晶層13を水分、酸、紫外線などから守るためのシール部14が塗布形成により設けられている。
A sealing
シール部14に用いられる材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン-チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポ
リマーなどの硬化性樹脂を用いることができる。シール部14に用いられる硬化性樹脂の硬化型は、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型などのいずれでもよい。シール部14は、色素やフィラー類などが添加されてあっても良い。添加される色素は、耐候性等を考慮すると、顔料系の色素が望ましい。
As the material used for the sealing
シール部14は、更に紫外線吸収剤を含み、紫外線遮蔽機能を有することが好ましい。シール部14の膜厚を150μmとした際に、波長380nmの光(紫外線)の透過率が、0~60%の範囲であることが好ましい。これにより、調光フィルム100の周縁部から紫外線が入射することによって液晶層13が劣化するのを防ぐことができる。紫外線吸収剤は、従来公知のものから任意に選択して用いることができる。例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムなどの無機系紫外線吸収剤やベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系等の有機系紫外線吸収剤などを適宜選定し、単独あるいは2種以上の混合物として用いることができる。
Preferably, the
調光フィルム100は、パーテーションなど多くの用途においては、剛性を有する透明部材と粘着剤等により一体化された形態で用いられる。衝撃に対する耐性がとくに求められる用途においては、合わせガラス200の形態で用いられる。合わせガラス200の形態とは、一対のガラス板150、150の間に、調光フィルム100が挟み込まれ、各ガラス板150と調光フィルム100が中間膜160によって接着された形態である。中間膜160には、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂等のポリビニルアセタール樹脂を用いることができる。合わせガラス200は、例えば、ガラス板150と中間膜160、調光フィルム100、中間膜160、ガラス板150をこの順に積層して得た積層体を、真空バック中に入れ、減圧下で加熱して圧着する方法により製造される。
The
フィルム基材として、一方の面にコロナ処理を施したPETフィルムを用意した。フィルム基材の、コロナ処理を施した面の表面自由エネルギーは、50.1mN/mであった。フィルム基材の、コロナ処理を施した面とは反対の面に、透明電極を形成し、これを透明電極フィルムとした。この透明電極フィルムを2枚用いて、透明電極フィルム、液晶層、透明電極フィルムがこの順に重なった積層体を作製した。このとき各透明電極フィルムは、その透明電極が形成された面が液晶層と接するように配置された。この積層体を実施例1とした。 A PET film having one surface subjected to corona treatment was prepared as a film substrate. The surface free energy of the corona-treated surface of the film substrate was 50.1 mN/m. A transparent electrode was formed on the surface of the film substrate opposite to the corona-treated surface, and this was used as a transparent electrode film. Using two sheets of this transparent electrode film, a laminate was produced in which a transparent electrode film, a liquid crystal layer, and a transparent electrode film were laminated in this order. At this time, each transparent electrode film was arranged so that the surface on which the transparent electrode was formed was in contact with the liquid crystal layer. This laminate was designated as Example 1.
一方の面にコロナ処理を施したPETフィルムを、一方の面にプラズマ処理を施したPETフィルムと代えた以外は実施例1と同じ構成の積層体を実施例2とした。実施例2に用いたPETフィルムの、プラズマ処理を行った面の表面自由エネルギーは、59.3mN/mであった。 Example 2 was a laminate having the same structure as that of Example 1, except that the PET film having one surface subjected to corona treatment was replaced with a PET film having one surface subjected to plasma treatment. The surface free energy of the plasma-treated surface of the PET film used in Example 2 was 59.3 mN/m.
一方の面にコロナ処理を施したPETフィルムを、一方の面に「親水・防曇性ハードコート剤LAF2700」(トーヨーケム株式会社製)による親水性ハードコート層を形成したPETフィルムと代えた以外は実施例1と同じ構成の積層体を実施例3とした。実施例3に用いたPETフィルムの、ハードコート層の表面自由エネルギーは、57.1mN/mであった。 Except that the PET film with corona treatment on one side was replaced with a PET film with a hydrophilic hard coat layer formed with "Hydrophilic anti-fogging hard coat agent LAF2700" (manufactured by Toyochem Co., Ltd.) on one side. A laminate having the same structure as that of Example 1 was used as Example 3. The surface free energy of the hard coat layer of the PET film used in Example 3 was 57.1 mN/m.
一方の面にコロナ処理を施したPETフィルムを、加工処理を施さない未処理のPETフィルムと代えた以外は実施例1と同じ構成の積層体を比較例とした。比較例に用いたPETフィルムの表面自由エネルギーは、43.8mN/mであった。 A laminate having the same structure as that of Example 1 was used as a comparative example, except that the PET film having one surface subjected to corona treatment was replaced with an untreated PET film having no processing treatment. The surface free energy of the PET film used in the comparative example was 43.8 mN/m.
表面自由エネルギーは、水、ジヨードメタン、ヘキサデカンの3種の溶媒に対する接触角から求めた。接触角は、接触角計(CA-X型、協和界面科学株式会社製)を用い、J
IS R 3257に準拠する方法により測定した。
The surface free energy was determined from the contact angles with respect to three solvents, water, diiodomethane, and hexadecane. The contact angle is measured using a contact angle meter (CA-X type, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
Measured by a method conforming to ISR 3257.
実施例1~3および比較例の各積層体を、ポリビニルブチラール樹脂を含む中間膜を介して2枚のガラス板の間に挟み込み、合わせガラスの形態に加工した。各合わせガラスついて、PVB樹脂との接着界面における接着強さの指標となるせん断剥離力を測定した。せん断剥離力は、引張試験機(EZ-LX、島津製作所製)を用いて、JIS K 6850(1999)に準拠する方法により測定した。 Each of the laminates of Examples 1 to 3 and Comparative Example was sandwiched between two glass plates via an intermediate film containing a polyvinyl butyral resin, and processed into a laminated glass. For each laminated glass, the shear peel strength, which is an index of the adhesive strength at the adhesive interface with the PVB resin, was measured. The shear peel strength was measured by a method based on JIS K 6850 (1999) using a tensile tester (EZ-LX, manufactured by Shimadzu Corporation).
5N/25mm以下の比較例は、PET基材と中間膜との界面におけるせん断剥離力(接着強さ)が5N/25mm以下であった。一方、PET基材の表面自由エネルギーが50mN/m以上の実施例1~3は、PET基材と中間膜との界面におけるせん断剥離力(接着強さ)が5N/25mm以上であり、調光フィルムと中間膜との接着力が高いことが示された。 Comparative examples with a thickness of 5 N/25 mm or less had a shear peel strength (adhesive strength) of 5 N/25 mm or less at the interface between the PET substrate and the intermediate film. On the other hand, in Examples 1 to 3 in which the surface free energy of the PET substrate is 50 mN/m or more, the shear peel strength (adhesion strength) at the interface between the PET substrate and the interlayer film is 5 N/25 mm or more, and the light control It was shown that the adhesion between the film and the interlayer was high.
以上により、本発明による調光フィルムは、合わせガラスの形態に適している。 As described above, the light control film according to the present invention is suitable for the form of laminated glass.
100 調光フィルム
15 透明電極フィルム
11 フィルム基材
12 透明電極
13 液晶層
14 シール部
110 給電部
200 合わせガラス
150 ガラス板
160 中間膜
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
さらに、前記第1の基材フィルムから前記第1の透明電極と前記液晶層の周縁部に沿って設けられた硬化性樹脂を用いたシール部、を備え、
前記第1の基材フィルムおよび前記第2の基材フィルムの
前記液晶層と反対側の面の、表面自由エネルギーが50mN/m以上であることを特徴とする調光フィルム。 a first transparent electrode film having a first base film and a first transparent electrode formed on the first base film; a second base film; a second transparent electrode formed on a substrate film; and a second transparent electrode film having the first transparent electrode and the second transparent electrode facing each other. and a liquid crystal layer sandwiched between the transparent electrode film of and the second transparent electrode film,
Furthermore, a sealing portion using a curable resin provided along the peripheral edge portion of the first transparent electrode and the liquid crystal layer from the first base film,
A light control film, wherein the surfaces of the first base film and the second base film opposite to the liquid crystal layer have a surface free energy of 50 mN/m or more.
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