JPH02205818A - 調光フイルム - 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上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
である。

［発明の構成１ 本発明は、可撓性透明フィルムの少くとも片面に透明導
電性膜が設けられた第１の透明導電性フィルムの透明導
電膜の両対辺に電極そ設置し、第２の透明導電性フィル
ムの透明導電膜の少なくとも１辺に電極を設置して、液
晶材料層の両面を上記透明導電膜が、液晶材料層の両面
に接するように挾み込んだ調光フィルムにおいて、第１
の透明導電性膜の電極間に通電時は、第２の透明導電性
フィルムには電圧印加しない様に第１の配線をし、第１
の透明導電性フィルムの片方の電極と第２の透明導電性
フィルムの電極間に電圧印加する様に第２の配線を設け
、第１の配線と第２の配線を切り換える様になしてある
調光フィルムである。

本発明におけ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℃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
、ポリエーテルスルホン、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−ナフタレンジカルボキシ
レート、ポリジアリルフタレート、ポリカーボネート等
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あり
、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
ット加工等をほどこしてもよい。

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
成しても良い。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。鎖中
ｒへ層は、多層構成としても良い。

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、バーコーター、グラビ
アロールコータ−、カーテンコーター、ナイフコーター
などの公知の塗工機械を用いる塗工法、スプレー法、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膜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、Ｔｉ　０２　、　Ｓｎ　０２　
。

Ｓｉ　０２　、Ｚｒ　０２　、Ｚｎ　Ｏ等の透明酸化物
。

Ｓｉ３Ｎ４．ＴｉＮ等の窒化物ある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事
ができる。

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

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
性膜を積層した構成にしても良く、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
膜を積層した構成において、透明導電性膜を積層した面
と反対面において透明性を損わない範囲で接着性２表面
硬度、光常時性等を改善する目的で、例えば前述した中
間層と同種の層や、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良い。

本発明の透明導電性膜は金属及び／又は金属酸化物薄膜
よりなる。金属薄膜単独ある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。

本発明で用いる透明導電層の特性は、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５〜５００
Ω／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
いは合金金属簿膜： ■　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もの： 特に上記■の構成体の代表的なものは、例えば真空蒸着
９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Ｂｉ　２０３／Ａｕ　／Ｂ！　２
０３　、　Ｚｎ　Ｓ／ＡＩＪ　／Ｚｎ　ｓ。

Ｔｉ　Ｏ２／ＡＯ／Ｔｉ　０２　、　Ｓｉ　０２　／　
（ＡＵ及び／又はＡＱ　）　／Ｓｉ　Ｏｚ　、　７ｒ　
０２　／ＡＱＣｕ　／Ｚｒ　０２　、　　［ｎ　２０３
　／ＡＩＪ　−Ｃｕ　／Ｉｎ　ｚ　Ｏａ　、　Ｔｉ　０
２　／Ａ！ＩＩ　・Ｃｕ　／Ｔｉ　０２が挙げられる。

又金属酸化物′Ｏａ膜は金属薄膜の片面のみであっても
良い。

これら金属ＷＩ膜及び金属酸化物薄膜の膜厚は、通常数
十〜数千人の範囲であり、液晶材料の駆動電極としての
み使用するか、電流を通し発熱体として使用するか、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
が異る。

−船内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、および発熱体
として使用する場合は５０〜２００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、発熱体としてのみの機能の場合２
００〜５０００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１００〜３００人程
度である。

金属薄膜は、薄い膜厚で導電性、赤外反９１能の機能を
発現する事ができ、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事が好ましい。

更に又、前記金属酸化物で前記金属層を挾んだ構成の一
層又は複数層とする事も出来る。

本発明に用いられる透明導電性膜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あげることが
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膜である。

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以下である事が好ましく、４００Å以下
がより好ましい。

このインジウム酸化物を含む層は真空蒸着法。

スパッタリング法、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
槽内に微量の酸素ガス等の反応性ガスを導入するか或い
はガ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式が適用できる。

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結体をターゲッ
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ガスを真空槽
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ガス単独か或いはアルゴ
ン等の不活性ガスに微徨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。中でもマグネトロン方式は基
板へのプラズマ衝撃が少く、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
を用いることができる。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ｙ！ｉｌの酸素ガス
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
。

本発明における液晶材料はネマチック型、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、あるいは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あげられる。

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茨い。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材料は、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。

本発明の液晶層は、これら液晶材料はそのままで用いる
ごともできるし、高分子化合物などの固体物質中に包含
させることもできる。包含する方法としては、単純に高
分子化合物と液晶材料を溶剤などと共に混合し、電極を
備えたプラスチックフィルム基板などに塗布した後、溶
剤をとばして該基板フィルム上に液晶材料を包含した高
分子化合物の膜として形成する方法、あらかじめ液晶材
料をマイクロカプセル化しておきその後に高分子化合物
及び溶剤と混合して塗布、乾燥する方法などがあり、任
意の方法が選択される。この場合、液晶層の膜厚は数μ
ｍ〜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μ乳の膜厚が好ましい。

上記の中でも液晶材料は高分子材料等の固体物質中に数
μｍの大きさに球状に包含される事が好ましい。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５
０〜１００Ｖ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事なく透過する。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事ができ、調光窓。

調光カーテンなどとして使用できる。

本発明における調光フィルムにおいては、第１の透明導
電性フィルムの両対辺に電極を設け、通電により発熱体
として使用できる様に第１の配線を設けてあり、又、第
２の透明導電性フィルムは調光フィルムの機能のため、
電極は最少１辺に設け、第１の透明導電性フィルムの通
電用の電極の１方との間に電圧印加できる様に第２の配
線が設置されている。通常、調光フィルムは、ボ時、電
圧印加により透明にする様な使用方法は考えられず、必
要な時のみ電圧印加し、透明にし、透視できる様にする
使用方法が液晶材料の耐久性の点から普通である。

よって、通常、液晶材料間には電場は必要でない。よっ
て本発明においては第１の透明導電性フィルムの機能を
有効に使用するには、液晶材料間に電場をかけない時は
透明導電性フィルムを発熱体として使用し、その機能を
最大限に生かすことが可能である。第１の配線と第２の
配線は、スイッチにより切り換えて、同時に入らない様
にしておかなければ調光フィルムとしての機能を果し得
ない。

本発明の調光フィルムにおいては、調光フィルムに２つ
の機能があり、スイッチの切り換えという簡単な操作で
、調光フィルムでありながら発熱体であるという特徴を
有している。よって、その効果は大きく、建物や車輌の
窓等においては、調光機能以外に発熱体として結露防止
効果をもたすことができる。又、陳列ケース等において
結露防止効果があり、調光可能をもった窓を有する扉を
つけることも可能となる。勿論、冷房強化により、通常
より低い温度に調整されている実験室や保温倉庫等の昨
や窓に使用できることは言うまでもない。又、発熱体と
して、常時、澗められているため低温時においても液晶
の変化は早いという利点がある。

以下、実施例により、更に具体的に説明する。

実施例 無色透明な二輪延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ム（厚み１２５μ）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２Ｘ１０−５Ｔ　ｏｒｒ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　１Ｏ−３Ｔ　ｏｒｒに保持し、１
ｎ３ｎターゲツト（３方５ｗｔ％）を用いて、反応性ス
パッタリングを行ない有機ケイ素化合物層上にＩＴＯ膜
からなる透明導電層を形成した。

第１の透明導電層としては、ＴＴＯ膜厚を４００人とし
、その表面抵抗１１０Ω／口、波長５５０ｎｉの透過率
は７９％とした。又、第２の透明導電層としてはＩＴＯ
膜厚を２７０人としその表面抵抗３００Ω／口、波長５
５０ｎｍの透過率は８４％であった。

次に第１の透明導電性フィルムをｅｏ、、　Ｘ　ｓｏ、
、の大きさに切り、ＩＴＯ膜上の両辺に発熱体としての
電極を設け、その電極にリード線を取り付けた。

リード線間の抵抗値は１６８Ωであった。

続いて、上記第１の透明導電性フィルムのＩＴ０膜面上
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：
　　１，３）のメチルエチルケトン溶液を塗工した後、
１００℃２分間乾燥し、厚さ１１μｍの液晶材料層を形
成した。

次に第２の透明導電性フィルムを６０ｃｔａ　Ｘ　６０
ＣＩＲの大きさに切り、ＩＴＯ膜上の１辺に電極をとり
付け、その電極にリード線をとりつけた後、第１の透明
導電性フィルム上の液晶材料層側に第２の透明ＩＩ性フ
ィルムのＩＴＯ膜面を向けて貼り合わせ、発熱体の機能
を有する調光フィルムを作成した。

続いて、第１の透明導電性フィルムのリード線間に交流
１００Ｖを通電出来る様に第１の配線をし、第１のスイ
ッチ取り付け、又、第２の透明ＩＪＮ性フィルムのリー
ド線と第１の透明導電性フィルムのリード線の１方との
間に交流１００Ｖの電圧が印加出来る様に第２の配線を
し、第２のスイッチを取りつけた。第１の配線、第２の
配線に取りつけられている第１のスイッチと第２のスイ
ッチは連動させてあり、双方同時に入らない様にしであ
る。

第１のスイッチを１閉ＯＮＩにして通電したところ、約
５分後、調光フィルムの温度が１１℃上昇した。又、第
２のスイッチを１閉ＯＮ＋にしたところ（当然筒１のス
イッチは１間ＯＦＦ＋となり、調光フィルムの温度は低
下してくる）、可視光透過率が４％から６０％まで瞬時
にして変化し、良好な透視性を有していた。更に第２の
スイッチを開ＯＦＦ＋としたところ、再び調光フィルム
は発熱体としての機能を発揮し、上記の温度まで上昇し
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可撓性透明フィルムの少くとも片面に透明導電性
   膜が設けられた第１の透明導電性フィルムの透明導電膜
   の両対辺に電極を設置し、第２の透明導電性フィルムの
   透明導電膜の少なくとも１辺に電極を設置して、液晶材
   料層の両面を上記透明導電膜が、液晶材料層の両面に接
   するように挾み込んだ調光フィルムにおいて、第１の透
   明導電性膜の電極間に通電時は、第２の透明導電性フィ
   ルムには電圧印加しない様に第１の配線をし、第１の透
   明導電性フィルムの片方の電極と第２の透明導電性フィ
   ルムの電極間に電圧印加する様に第２の配線を設け、第
   １の配線と第２の配線を切り換える様になしてある調光
   フィルム。