JPH02208627A - 調光フィルム - 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指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］ すなわち本発明は、ガスバリヤ−加工された透明フィル
ム及びその上に形成された透明導電性層からなる第１の
透明導電性フィルム、その上に配置された液晶材料層及
びその上に配置された第２の透明導電性フィルムからな
り、上記第１及び第２の透明導電性フィルムはその透明
導電性層が液晶材料層を向くように配置されているもの
である調光フィルムである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明において用いられる第１の透明導電性フィルムは
ガスバリヤ−加工された透明フィルムおよびその上に形
成された透明導電性層からなるものである。

ここでガスバリヤ−加工された透明フィルムはガスバリ
ヤ−加工された可撓性透明フィルムであり、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。

かかる可撓性透明フィルムのガスバリヤ−加工は主とし
て空気特に酸素の透過率を低下せしめるものであり、そ
れは片面であっても両面であってもよい。

ガスバリヤ−加工の方法としては、上記の如く、酸素透
過性の低い高分子樹脂の薄層を形成する方法が挙げられ
る。

該高分子樹脂層としては、アクリロニトリル成分、ビニ
ルアルコール成分または、ハロゲン化ビニリデン成分を
６０モル％以上含有する重合体が好ましく用いられる。

該高分子樹脂層の厚さは１〜５０μｍ１好ましくは２〜
３０μｍである。１μ風未満では耐通気性能が不十分で
あり、５０μｍを越えると複合基板を形成する際にカー
ルが発生したりして好ましくない。

該高分子樹脂層と透明フィルム基板との密着性等を向上
させる目的で、透明フィルム基板上に、あらかじめ下地
層を形成しても良く、また、該ガスバリヤ−層としての
高分子樹脂層の耐薬品性等を向上させる目的で、該高分
子樹脂層上に保護層を形成しても良い。かかる保護層と
しては、フェノキシエーテル型架橋性樹脂、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂また
はウレタン樹脂から選ばれた架橋性樹脂の硬化物が好ま
しく用いられる。

また、耐通気性能を有する層として前記高分子樹脂層と
金属または金属化合物層例えばチタン。

窒化ケイ素層等とを組合わせたものを用いることもでき
る。

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。該中
間層は、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Ｏ−ルコーター、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。

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ｍ薄膜単独あるいは金属酸化物薄膜単独で
ある事もできるし、それらの組合せである事もできる。

本発明で用いる透明導電層の特性は、波長５５００１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
いは合金金属薄ｍ： ■　酸化インジウム、酸化スズ等の金属酸化物薄膜： ■　■の金ｍ薄膜と、■の金属酸化１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ＢｉｚＯ３／ＡＬＩ　／Ｂｉ　２
０ａ　、Ｚｎ　Ｓ／Ａｇ／Ｚｎ　ｓ。

Ｔｔ　０２　／Ａｇ／Ｔｉ　０２　、　Ｓｔ　０２　／
　＜ＡＩＪ及び／又はＡ！ＩＩ　）　／Ｓｔ　０２　、
　Ｚｒ　０２　／ＡｇＣｕ　／Ｚｒ　０２　、　　ｌｎ
　ｚ　Ｏ３／Ａ（Ｊ　・Ｃ４ｌ　／Ｉｎ　２０３　、　
Ｔｔ　Ｏ２／ＡＱ−Ｃｕ　／Ｔｉ　０２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良い
。

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、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。

−膜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人程度が普通であ
る。

■の金属酸化物のみの場合は、駆Ｉ！Ｆｌ電橘のみの機
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１００〜３００人程
度である。

金属ｉ１膜は、薄い膜厚で導電性、赤外反射能の機能を
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。

本発明の第１の透明導電性フィルムにおいて用いられる
透明導電性層は主としてインジウム酸化物からなる結晶
性のものであることが好ましい。

また、主としてインジウム酸化物からなる結晶性の透明
導電性層とは、該透明導電性層のＸ線回折パターンが酸
化インジウムの［２２２］ピークを呈するものであり、
あるいは２θ−３２″付近を中心とする幅広ピークと酸
化インジウムの［２２２］ピークとを同時に呈するもの
であり、好ましくは更に［４００１ビーク又は［４４０
］ピークを同時に呈するものである。［２２２］　、　
　［４００Ｆ　、　　［４４０］のピークを同時に有す
る場合は抵抗安定性、耐久性等が特に優れている。

本発明のＸ線回折パターンを有する透明導電層を形成す
る方法は、真空蒸着法に限らずスパッタリング法、イオ
ンブレーティング法等の公知のＰＶＤ法が適用である。

好ましい適用例を下記に示す。

■　へ分子成形物の温度を１００℃以下として従来公知
の方法例えば真空蒸着法、スバツクリング法、イオンブ
レーティング法等で、先ず主として非晶質のインジウム
低級酸化物を含む層を形成した後、酸素雰囲気下１００
〜２５０℃の温度で加熱処理することにより結晶質の透
明導電性層に転化する。

■　高分子成形物を１００〜２５０℃に加熱した状態で
、従来公知の方法例えば真空蒸着法、スパッタリング法
、イオンブレーティング法等で、結晶質の透明導電性層
を形成する。

要は、高分子成形物の性質に応じて本発明のＸ線回折パ
ターンが得られる条件を実験的に求めることである。

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。中でもマグネトロン方式は基
板へのプラズマ衝撃が少く、高速ＩＩＩ！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微量の酸素ガス等の
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
。

本発明に用いられる透明導電膜は主としてインジウム酸
化物を含む層である。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
透明導電性層の膜厚は十分な導電性を得るためには、３
０Å以上であることが好ましく、５０Ａ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。

本発明で用いられる第２の透明導電性フィルムはガスバ
リヤ−加工をしない透明フィルム及びその上に形成され
た透明導電性層からなるものであってもよく、ここで透
明フィルムおよび透明導電性層は第１の透明導電性フィ
ルムに用いられるものと同じである。また、第２の透明
導電性フィルムに用いられる透明フィルムもガスバリヤ
−加工されたものであることが好ましい。

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股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！ＩＩＩとしては、Ｔｉ　０２　、　Ｓｎ　０
２　。

Ｓｉ　０２　、Ｚｒ　０２　、　ｚｎ　Ｏ等の透明酸化
物。

Ｓｉ　３　Ｎ４　、　Ｔｉ　Ｎ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ｒ！１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Ｉ！５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。

本発明における液晶材料層の液晶はネマチック型、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。

液晶材料層は、これら液晶を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１に液晶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、或いは多孔質フィルム中に液晶を含
浸させる方法などがあり、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μ
ｍの膜厚が好ましい。

上記の中でも液晶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
液晶材料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〜
１００■の直流ないし交流電圧を印加すると液晶の持つ
誘電異方性により液晶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ｌ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。

かかる本発明によれば、液晶材料層の耐久性が高められ
長期に安定した調光フィルムを得ることができる。

以下、実施例により更に具体的に説明する。

実施例に 軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム厚さ５０μ
ｍの片面をコロナ放電処理した後に、下記組成の耐透気
性高分子樹脂溶液を、ドクターナイフを用い、ギャップ
１５０μで塗布した後７０℃で１０分間乾燥後、更に１
３０℃２０分間熱処理した。得られた耐透気性能を有す
る層の厚さは１５μｍであった。

また、複合基板の酸素透過率（ＡＳＴＭ　　Ｄ−１４３
４−６６に準じて測定）は、２　ｃｃ／　ｒｔｔ　−２
４ｈｒ　−ａｔｍであった。

耐透気性高分子樹脂溶液 エチレン／ビニルアルコール共重合体　　　２０部（モ
ル比３０／　７０　：日本合成化学ソアノール△）水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４８部イソブＯパノール　　　　　　
　　　　　　３２部メチロール化メラミン　　　　　　
　　　　４部（住友化学工業スミテックスレジン　Ｍ−
３）塩化マグネシウム溶液　　　　　　　　　　１部（
住友化学工業スミテックスアクセレレーヌＭＸ）得られ
た複合基板の耐通気性能を有する層を形成した而と反対
面に有機ケイ素化合物ｏ、３ｗｔ％含有するメタノール
、エタノール、イソプロパツール混合溶液を塗布し、１
３０℃１分間乾燥した。乾燥後の膜厚は３００人であっ
た。

引続いて、該基板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２　ｘ　１０’　Ｔ　ｏｒｒまで排
気した。Ａｒ１０２混合ガス（Ｏｚ２Ｓ％）を真空槽内
に導入し圧力を４　Ｘ　１０’　Ｔｏｒｒに保持し、１
ｎ３ｎターゲツト（Ｓｎ５ｗｔ％）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
ＩＩ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５５０ｔｖの透過率は８
３％、抵抗値は２８０Ω／口であり、酸素透過率はＩＴ
Ｏ膜形成前と変化がなかった。

次に該透明導電性フィルムのＩＴＯ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℃２分間乾燥し、厚
さ１０μｍ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ＩＴＯＩＩ面を貼り合わせることにより調光フィル
ムを作成した。

該調光フィルムは電圧無印加時の透過率が５％、電圧印
加時の透過率が６０％と優れた調光能力を示した。引続
いて該調光フィルムについて一２０℃から１００℃での
サイクル試験を実施したが外観変化がなく、試験前と同
様な調光能力が得られた。

のサイクル試験を実施した所、空気透過による黒点が発
生したため、電圧印加時の透過率が５５％に低下し、し
かも外観も極めて悪くなった。

特許出願人　帝　人　株　式　会　礼 式　　理　　人　　弁理士　　前　　１）　純　　博比
較例に 軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム厚さ５０μ
ｍ上に耐透気性能を有する層を設けない以外は全く同様
にしてＩＴＯＩｇからなる透明導電性層を３１０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２７０Ω／口であり、酸素透過率は５５
ｃｃ／　ｒｄ　・２４ｈｒ　−ａｔｍであった。

次に、実施例と全く同様にして調光フィルムを作成した
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガスバリヤー加工された透明フィルム及びその上
   に形成された透明導電性層からなる第１の透明導電性フ
   ィルム、その上に配置された液晶材料層及びその上に配
   置された第２の透明導電性フィルムからなり、上記第１
   及び第２の透明導電性フィルムはその透明導電性層が液
   晶材料層を向くように配置されているものである調光フ
   ィルム。
2. （２）ガスバリヤー加工がアクリロニトリル成分、ビニ
   ルアルコール成分又はハロゲン化ビニリデン成分を６０
   モル％以上含有する重合体の１〜５０μｍ厚さの塗布層
   である請求項１の調光フィルム。
3. （３）透明導電性層がインジウム酸化物を主体とする結
   晶性透明導電性層である請求項１の調光フィルム。