JPH02199424A - 調光フイルムの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［利用分野］ 本発明は調光フィルムに関する。液晶材料は電界や熱を
加えることにより光線の透過を制御できるので、電卓の
表示素子やテレビ画面などに応用されている。近年、建
物の窓が大面積化しているため、窓の透視性を任意にコ
ントロールすることができれば安全性、居住性、その他
を目的とした広範な応用が期待される。しかしながら従
来の前記の如き応用を目脂して開発された液晶材料含有
素子は、上記の如き目的を達成する上では、全く不向き
のものである。

本発明者らは、上記の如き目的に適した液晶材料を用い
た構成体を得るべく鋭意研究し、本発明に到達したもの
でおる。

［発明の構成］ 本発明は、第１の透明導電性フィルムの透明導電性層上
に、液晶材料を含有する溶媒からなる液状媒体を塗布し
て液状媒体薄層を形成し、しかるのち液状媒体層から溶
媒を除去して液晶材料層を形成し、その上に更に第２の
透明導電性フィルムをその透明導電性層が液晶材料層側
を向くように配置せしめることからなる調光フィルムの
製造法であって、当該第１の透明導電性フィルムの液晶
材料層側の面か平滑な面を持ち、更に透明導電性フィル
ムが面積還元平面性Ｙ　［ｍ］が一辺Ｘ　［ｍ］の面積
に対し Ｙ≦０．０４．５　　Ｘ の性質を有するものであることを特徴とする調光フィル
ムの製造法でおる。

本発明にお【プる第１及び第２の透明導電性フィルムは
、可撓性透明フィルム及び透明導電性層よりなる。

本発明におＧプる透明導電性フィルムの可撓性透明フィ
ルムは、主として有機高分子フィルムからなるものであ
るが、かかる有機高分子化合物としては、耐熱性を有す
る透明な有機高分子化合物であれば特に限定しない。通
常耐熱性としては、好ましくは１００°Ｃ以上、特に好
ましくは１３０℃以上のものであって、例えば、ポリイ
ミド、ポリエテルスルホン、ポリスルホン、ポリパラバ
ン酸。

ポリヒダントインを始めとし、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルホキシ
レート、ポリジアリルフタレート、ポリカー小ネー１〜
等のポリエステル系樹脂、延伸硬質塩ビ、延伸ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂及び芳
香族ポリアミド、セルローストリアセテート等が挙げら
れる。もちろんこれらはホモポリマー、コポリマーとし
て、又、単独又はブレンドとしても使用しうる。

かかる有機高分子化合物の成型物の形状は特に限定され
るものではないが、通常シート状、フィルム状のものが
好ましく、中でもフィルム状のものは巻取り可能でおり
、又連続生産が可能である為、特に好ましい。更にフィ
ルム状のものが使用される場合においては、フィルムの
厚さは６〜５００μｍが好ましく、更には１２〜１２５
μｍが好ましい。

これらのフィルム又はシートは透明性を損わない程度に
おいて顔料を添加したり、又、表面加工例えばサンドマ
ット加工等を施してもよい。

又、これらのフィルム又はシートは単独でもラミネート
して用いてもよい。

更に、その上に形成される透明導電層との密着性を向上
させるため透明導電層形成前にフィルム上に中間層を形
成してもよい。中間層としては例えば有機ケイ素化合物
、チタンアルキルエステル。

ジルコニウムアルキルエステル等の有機金属化合物の加
水分解により生成された層が好ましく用いられる。該中
間層は、多層構成としてもよい。

該中間層は、フィルム上に塗布後、乾燥し、加熱、イオ
ンボンバード或いは紫外線、β線、γ線などの放射線に
より硬化させる。

また該中間層の塗布には、透明フィルムや塗工液の形状
、性質に応じてドクターナイフ、バーコター、グラビア
ロールコータ−、カーテンコター、リバースロールコー
タ−、ナイフコータなどの公知の塗工機械を用いる塗工
法、スプレ法、浸漬法などが用いられる。

該中間層の厚さとしては、１００〜１０００人が好まし
く、特に２００〜９００人が好ましい。１００人未満の
場合には、連続層を形成しないため密着性向上効果がな
い。又、１０００人をこえると、クラックや剥離を生じ
たりして好ましくない。

又、本発明における透明導電性フィルムは例えばインジ
ウム酸化物よりなる透明導電性層上に耐スクラッチ性を
向上させるといういわゆる表面保護の目的のために保護
層を積層させてもよい。

かかる保護層としては、Ｔ！０２．５ｎ０２．　Ｓ！Ｑ
２゜ＺｒＱ２．　ＺｎＱ等の透明酸化物、Ｓｉ３　Ｎ＜
　、ＴｉＮ等の窒化物或いはアクリロニトリル樹脂、ス
チレン樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂等の
透明な有機化合物重合体或いは、有機ケイ素化合物。

チタンアルキルエステル、ジルコニウムアルキルエステ
ル等の有機金属化合物等を用いることができる。

かかる保護膜の厚さは透明導電性層の特性を低下させな
い範囲で任意に設けることが可能である。

また本発明における透明導電性フィルムは、有機高分子
フィルムの両面に必要に応じて中間層を介して透明導電
性層を積層した構成にしてもよく、或いは有機高分子フ
ィルムの片面に必要に応じて中間層を介して透明導電性
層を積層した構成において、透明導電性層を積層した面
と反対面において透明性を損わない範囲で接着性１表面
硬度、光学特性等を改善する目的で、例えば前述したう
うかんそうと同種の層や、酸化物層、窒化物層、硫化物
層、炭化物層や有機物層を設けてもよい。

本発明の透明導電性層は金属及び又は金属酸化物薄膜よ
りなる。金属薄膜単独或いは金属酸化物薄膜単独である
こともできるし、それらの組合せであることもできる。

本発明に用いる透明導電性層の特性は、波長５５０ｎｍ
における透過率が５０％以上、好ましくは６０％以上、
表面抵抗値が１〜１０００Ω／口、好ましくは５−５０
０Ω／口である。

より具体的には以下の如きものを挙げることができる。

■　金、銅、銀、アルミニウム、パラジウム等の単独或
いは合金金属薄膜： ■　酸化インジウム、酸化スズ等の金属酸化物薄膜： ■　■の金属薄膜と、■の金属酸化物薄膜との組合せに
より、ある波長領域における透明性を改善したちの： 特に上記■の構成体の代表的なものは、例えば真空蒸着
１反応性蒸着、化学コーティング法又はスパッタリング
法を用いて形成されたＢ！２０３／ＡＵ／Ｂｉ２Ｏ３，
ＺｎＳ／Ａ（ＩＩ／ＺｎＳ、　Ｔｉ０ｚ／Ａｇ／Ｔｉ０
ｚ、　５ｉ０２／（ＡＵ及び／又はＡｇ）　／　５ｉＯ
ｚ、　Ｚｒ０ｚ／Ａｇ・Ｃｕ／Ｚｒ０ｚ、　Ｉｎ２０３
／　Ａｇ・Ｃｕ／　Ｉｎ２０３．　Ｔｉ０ｚ／　Ａｇ・
Ｃｕ／ＴｉＱ２が挙げられる。又金属酸化物薄膜は、金
属薄膜の片面のみであってもよい。

これら金属薄膜及び金属酸化物薄膜の膜厚は、通常数十
〜数千への範囲であり、液晶材料の駆動電極としてのみ
使用するか、断熱性能を兼ねるために赤外反射能も備え
るかにより膜厚が異なる。

−船釣に金属薄膜を使用する前記■及び■の場合、その
膜厚は駆動電極のみの機能の場合５０〜１００人、赤外
反射能も必要な場合は１００〜２００人程度が普通であ
る。

■の金属酸化物のみの場合は、駆動電極のみの機能の場
合１５０〜３００人、赤外反射能も備える場合０．２〜
０．５μｍ程度が普通である。

■の場合の金属酸化物は、光の干渉に関与する機能のみ
であるので導電性は必要なく膜厚は１００〜３００Ａ程
度でおる。

金属薄膜は、薄い膜厚で導電性、赤外反射能の機能を発
現することができ、基板フィルム側の電極材料としては
適している。しかしながら、膜厚が厚くなると透明性が
下るので■の例で示したように、金属酸化物の積層によ
り透過率アップを計ることが好ましい。

更に又、前記金属酸化物層で前記金属層を挟んだ構成の
一層又は複数層とすることもできる。

本発明に用いられる透明導電層は主としてインジウム酸
化物を含む層がとりわけ好適である。インジウム酸化物
層は本来透明な電気絶縁体であるが、■微量の不純物を
含有する場合、■わずかに酸素不足になっている場合等
に半導体になる。好ましい半導体金属酸化物としては、
例えば、不純物として錫又はフッ素を含む酸化インジウ
ムを挙げることができる。特に好ましくは、酸化錫を２
〜２０ｗｔ％含むインジウム酸化物の層である。

本発明に用いられる主としてインジウム酸化物よりなる
透明導電層の膜厚は十分な導電性を得るためには、３０
Å以上であることが好ましく、５０Å以上であれば更に
好ましい。また、十分に透明度の高い被膜を得るために
は、５００Å以下であることが好ましく、４００Ａ以下
がＪ：り好ましい。

このインジウム酸化物を含む層は真空蒸着法。

スパッタリングはう、イオンブレーティング法等によっ
て形成することができる。

真空蒸着法には、インジウムを主成分とする合金又は酸
化インジウムを主成分とする成型物を用いることができ
る。前者においては真空槽内に酸素ガス等の反応性ガス
を導入して反応性蒸着を行なう。後者においては、真空
槽内に微量の酸素カス等の反応性ガスを導入するか或い
はカス導入をせずに蒸着を行なう。

蒸着材料の加熱手段としては抵抗加熱方式、高周波加熱
方式、電子ビーム加熱方式等公知の方法が適用できる。

高速で組成ずれなく膜形成を行なう方法としては電子ビ
ーム加熱方式が好ましい。

スパッタリング法には、インジウムを主成分とする合金
又は、酸化インジウムを主成分とする焼粘体をターゲッ
トとして用いることができる。前者においては、アルゴ
ン等の不活性ガス及び酸素ガス等の反応性カスを真空槽
内に導入して、反応性スパッタリングを行なう。後者に
おいては、アルゴン等の不活性カス単独か或いはアルゴ
ン等の不活性カスに微量の酸素ガス等の反応性ガスを混
合したものを用いてスパッタリングを行なう。スパッタ
リングの方式は直流又は高周波二極スパッタ、直流又は
高周波マグネトロンスパッタ、イオンビームスパッタ等
公知の方式が適用できる。中でもマグネｌ−ロン方式は
基板へのプラズマ衝撃が少なく、高速製膜が可能で好ま
しい。

又、イオンブレーティング法には、インジウムを主成分
とする合金又は、酸化インジウムを主成分とする成型物
を用いることかできる。前者においては酸素ガス等の反
応性ガス単独、或いは反応性ガスとアルゴン等の不活性
ガスの混合ガスを真空槽内に導入して反応性イオンブレ
ーティングを行なう。後者においては、アルゴン等の不
活性ガス単独か或いは不活性ガスに微量の酸素カス等の
反応性ガスを混合したものを用いる。

ここでイオンブレーティング法とは蒸発粒子及び／又は
導入ガスの一部をイオン化しつつ膜形成を行なうもので
あり、イオン化の手段としては、直流、交流、高周波、
マイクロ波等を印加する方法がある。又蒸発源近くにイ
オン化電極を設け、導入ガスを必要としない方法もある
。

前記の如く導電性層を形成する場合、使用するフィルム
により異なるが、通常８０°Ｃ以上、特にｉｏｏ’ｃ以
上の温度にフィルムが昇温するとフィルム自体へ変形を
きたす。又、導電性層を形成後、アニール処理等を行な
うと同様に変形を発生し、しばしば液晶層の形成が困難
となるので、本発明範囲になるように条件を設定するこ
とが肝要である。本発明法は特に結晶質ＩＴＯをもつ導
電性フィルムの場合に効果を奏する。

本発明における液晶化合物はネマチック型、コレステリ
ック型、スメクチック型のいずれもが用いられる。

ネマチック型としては、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタ
ルアミド）、ポリ（ｐ−ベンズアミド）。

ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール）。

ポリ（ｐ−フェニレンベンゾビスチアゾール）等の高分
子液晶、或いは４°−メトキシベンジリデン−４−ブチ
ルアニリン、４〜シアノ−４゛−ヘキソキシビフェニル
、シアノビフェニル化合物、シアノフェニルシクロヘキ
サン化合物、シアノシクロへキシルシクロヘキサン化合
物などの化合物が挙げられる。

これらの化合物は、駆動特性、安定性などを調整するた
めに数種混合されて使用される場合が多い。又、それら
混合された商品も多数市販されており、これらも適用で
きる。

コレステリック型としては、コレステリルリル−ト、コ
レステリルオレエート、セルロース。

セルロース誘導体、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリペプチド等が
ある。

スメクチック型としては、ポリエステル等がある。

本発明における液晶化合物は正の誘電異方性を備えたネ
マチック型の液晶が好ましい。

本発明の液晶材料は、上述した液晶化合物そのままで用
いることもできるし、高分子化合物などの固体物質中に
包含させた形で用いることもできる。すなわち本発明の
液晶材料は上述した液晶化合物とそれを包埋しうるマト
リックス樹脂からなる。これらマトリックス樹脂として
は、ポリエチレン、ポリメタクリル酸エステル、ポリス
チレン。

ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル
ニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリ
アミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、フッ素
樹脂、シリコン樹脂等の単独又は混合物が用いられる。

液晶化合物は高分子化合物等の固体物質中に数μｍの大
きさに球状に包含されていることが好ましい。

公知の通り液晶層はこのような状態で電極に電圧を印加
しない場合、液晶材料が全体としてランダムに配向する
ために入射してくる光を散乱する。

そして電極に所定例えば５０〜１００Ｖの直流ないし交
流電圧を印加すると液晶材料の持つ誘電異方性により液
晶材料は電場に平行に配向し、入射する光を散乱するこ
となく透過する。この現象により積層構成の調光フィル
ムは電圧のオン、オフにより光の透過量を調整すること
ができ、調光窓、調光カーテン、更には表示材料などと
して使用できる。

かかる液晶材料は溶媒によって液状媒体として透明導電
性層上に塗布され、液状媒体層を形成し、しかるのち液
状媒体層から溶媒を除去して液晶材料層を形成する。

溶媒としては、メチルエチルケトン、アセトン。

メチルイソブチルケトン等のケトン類、エタノル、ブタ
ノール等のアルコール類、シクロヘキサノン、ベンゼン
、トルエン、キシレン等の炭化水素類、等のものが用い
られる。これらは後述する塗工方法によって適宜選択し
、単独或いは混合して用いられる。

この場合において、液状媒体は、液晶化合物とマトリッ
クス樹脂の重量比が１７３〜５／１及び液晶化合物とマ
トリックス樹脂の合計１０重量部に対し２０〜２００重
量部の溶媒からなることが好ましい。

塗布及び溶媒の除去は、液晶材料液の形状、性質に応じ
て、ドクターナイフ、バーコーター、グラビアロールコ
ータ−、カーテンコーター、リバースロールコータ−、
ナイフコーター等の公知の塗工機械を用いる塗工法、ス
プレー塗工法、浸漬塗工法、スピンコード法、或いはス
クリーン印刷法、スタンピング印刷法等により塗工し、
しかる後、加熱することにより溶媒を蒸発させることに
よる方法等により達成できる。

この場合の液晶材料層の膜厚は数μｍ〜数百μｍの範囲
で任意に選ばれるが、コスト、透明性の点などから数十
μｍの膜厚が好ましい。

上記の方法で液晶材料層を塗布する透明導電性フィルム
の液晶材料層側の面は平滑な表面性を有していなければ
ならない。平滑な面とは長さ１０ｍｍという微少長さ当
りの凹凸量を目安とする。表面の凹凸量（あらざ）は一
般には表面の傾き、真直度、うねり及び所謂微少長さ当
りのあらさ等によりなるが、本発明の明細書でいう平滑
とは微少長さ（１０ｍｍ）当りのあらさで規定するもの
である。

該必らさば、東京精密■製万能表面形状測定機すフコム
３０Ｂにより測定することができる。そのあらさば最大
値で１０μｍ以下、好ましくは８μｍ以下でる。即ち、
この平滑な面はこの凹凸が存在している第１の透明導電
性フィルムに液晶材料層。

第２の透明導電性フィルムを配置した場合、それぞれの
透明導電性フィルムの導電性層が短絡するか、又は液晶
材料層の寿命が短くなること等を防止する目的があり、
上記あらさを有するものを本願発明の調光フィルムに用
いることができる。

液晶材料層を塗布する透明導電性フィルムの液晶材料層
側の面は、面積還元平面性Ｙ　［ｍ］が一辺Ｘ　［ｍ］
の面積に対しＹ≦０．０４５　Ｘの性質を有するもので
あることが望ましい。

面積還元平面性Ｙ　［ｍ］とは、観測される凹又は凸の
中心を対角線の交点とする一辺Ｘ　［ｍ］の正方形にフ
ィルムを切り出して平面の上においたとき、全周辺にお
いて当該平面に面接触する部分か実質的に存在しなくな
るようなＸ　［ｍ］を選び出した場合の、当該平面から
の凹又は凸中心の高さを表わす。

面積還元平面性Ｙ　［ｍｌが、大きい場合には、第１の
透明導電性フィルム上に液晶材料層形成時の膜厚斑を生
じ、又、第２の透明導電性フィルムが同様でおれば、隙
間なく配置させることか困難となる。

本発明は、上記の性質を有する第１の透明導電性フィル
ムの上に更に第２の透明導電性フィルムをその透明導電
性層が、液晶材料層側を向くように配置せしめることか
らなる調光フィルムの製造法でおる。

本発明においては、第２の透明導電性フィルムも第１の
透明導電性フィルムと同じ性質を有するものを使用する
ことができる。

実施例１〜２及び比較例１〜２ 無色透明な厚み１２５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレ
フタレートフィルムをスパッタリング装置内の基板保持
台に固定し、真空槽内を２Ｘ１０−５Ｔｏｒｒまで排気
した。Ａｒ１０２混合ガス（０２２５％）を真空槽内に
導入し圧力を４　Ｘ　１０−３　Ｔｏｒｒに保持し、Ｉ
ｎＳｎターゲット（Ｓｎ５ｗｔ％）を用いて、反応性ス
パッタリングを行ない、■ＴＯ膜からなる透明導電性層
を３００人形成した。

得られた透明導電性フィルムの５５０ｎｍの透過率は８
３％、抵抗値は２８０Ω／口であった。

次に該透明導電性フィルムの１ＴＯ膜上にアクリル樹脂
（三菱レーヨンＬＲ５７４）と液晶（ＢＤＨ社Ｅ−３７
）との混合物（固形分換算で１：１）のメチルエチルケ
トン溶液を塗工した後、１００’Ｃ，２分間乾燥し、厚
さ１３μｍの液晶材料層を形成した。

しかる後に、上記と同様に作成された透明導電性フィル
ムの１丁り膜面を貼り合わせることにより調光フィルム
を作成した。

透明導電性フィルムの液晶材料層側の表面性と、面積還
元平面性は表１に示すものを用いた。得られた調光フィ
ルムは電圧無印加時の透過率か５％。

電圧印加時の透過率が６０％と優れた調光能力を示した
。電源は交流電源として１００ｖを使用し、１秒間隔で
０Ｎ−ＯＦＦを繰り返して耐久性を比較した。

透明導電性フィルムの液晶材料層側の表面性と、面積還
元平面性が悪い比較例１〜２ではその部分での調光性能
が悪くなり、電圧印加時の透過率が徐々に低下した（比
較例１は表面性が悪く、比較例２は面積還元平面性が悪
い）。しかし該特性か良い実施例１〜２では電圧印加時
の透過率は正常であった。

＊東京精密■製　万能表面形状測定機ザーフコム３０Ｂ
により測定

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の透明導電性フィルムの透明導電性層上に、液
   晶材料を含有する溶媒からなる液状媒体を塗布して液状
   媒体薄層を形成し、しかるのち液状媒体層から溶媒を除
   去して液晶材料層を形成し、その上に更に第２の透明導
   電性フィルムをその透明導電性層が液晶材料層側を向く
   ように配置せしめることからなる調光フィルムの製造法
   であって、当該第１の透明導電性フィルムの液晶材料層
   側の面が平滑な面を持ち、更に透明導電性フィルムが面
   積還元平面性Ｙ［ｍ］が一辺Ｘ［ｍ］の面積に対し Ｙ≦０．０４５Ｘ の性質を有するものであることを特徴とする調光フィル
   ムの製造法。 ２、当該液晶材料が、液晶化合物とそれを包埋しうるマ
   トリックス樹脂とからなる請求項１の調光フィルムの製
   造法。 ３、当該液状媒体の液晶化合物とマトリックス樹脂の重
   量比が１／３〜５／１及び液晶化合物とマトリックス樹
   脂１０重量部に対し１０〜２００重量部の溶媒からなる
   ものである請求項１の調光フィルム。 ４、第２の透明導電性フィルムも、液晶材料層側の面が
   平滑な表面を持ち、更に透明導電性フィルムが面積還元
   平面性Ｙ［ｍ］が一辺Ｘ［ｍ］の面積に対し Ｙ≦０．０４５Ｘ の性質を有するものである請求項１〜３のいずれかの調
   光フィルムの製造法。