JPH02208629A - 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、置傘の
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
来の前記分如き応用を１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］ 本発明は、紫外線及び／又は赤外線を吸収しうる透明フ
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。

上記紫外線及び／又は赤外線を吸収しうる透明フィルム
は、紫外線吸収剤及び／又は赤外線吸収剤を混入した透
明フィルムを使用することができる。

透明導電性層としてインジウム酸化物を主体とする結晶
性透明導電性層を使用することができる。

本発明における第１及び第２の透明導電性フィルムは、
紫外線及び／又は赤外線を吸収しうる透明フィルム及び
その上に形成された透明導電性層からなる。

紫外線及び／又は赤外線を吸収しうる透明フィルムは、
有機高分子化合物中に主として紫外線吸収剤及び／又は
赤外線吸収剤を混入させた有機高分子フィルムである。

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、ポリアリーレンエステルを始めとし、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膜リ
アミド、セルローストリアセテート等が挙げられる。も
ちろんのこと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おる為、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６〜５００μｌ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性層との密着性を向
上させるため透明導電性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（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人を越えると、クランクや剥離を生じ
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Ｗｉ層としては、Ｔｉ０ｚ、　５ｎＯｚ、５ｉ
Ｏｚ。

ＺｒＱ２．　ＺｎＱ等の透明酸化物、Ｓｉ３Ｎ４　、　
ＴｉＮ等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
な誘起化合物重合体あるいは、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
性膜を積層した構成にしてもよく、あるいは有機高分子
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２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よい。

紫外線吸収剤としては、２．４−ジヒドロキシベンゾフ
ェノン、２，２°−ジヒドロキシ−４，４°−ジメトキ
シベンゾフェノン等のベンゾフェノン系、２−（２°−
ヒドロキシ−３，５°−ターシャルアミルフェニル）ベ
ンゾトリアゾール、　２−　（２°−ヒドロキシ−５−
メチルフェニル〉ベンゾトリアゾール等のベンゾトリア
ゾール系、ｐ−オクチルフェニルサリシレート等のサリ
チル酸系、２−エチルヘキシル１−２−シアノ−３，３
゛−ジフェニルアクリレート等のアクリロニトリル系が
挙げられる。特にヒドロキシベンゾトリアゾール系が望
ましい。

透明フィルムへの該紫外線吸収剤の含有」は該フィルム
に対して１ｇ／ｍ以上１００ｇ／ＴＩｉ以下である。

１ａ／ｍ未満では、紫外線遮断効果が少なくなり、又１
００Ｍ　ｒｄを越えると、層成構成体を使用中に析出し
て外観を損うことがある。

かかる紫外線吸収剤を透明フィルムに含有させる方法と
しては、透明フィルムペレットに混合して溶融成型する
方法、紫外線吸収剤を透明な樹脂に分散させ透明フィル
ムの表面に塗布する方法があり、いずれの方法によって
も前述の含有量になるように調整すればよい。

近赤外線吸収剤としては、特公昭４Ｂ−３４５２号公報
に見られるような一般式 ％式％ Ｓ：イオウ原子 Ｒ：アルキル基 Ｍ：金属原子 で示されるビス［シス−１，２−ビス（アルキル）エチ
レン−１，２−ジチオレート］金属鏡体化合物、あるい
はＪ、八ｍ、　Ｃｈｅｍ、　Ｓｏｃ、、　８８．４３　
（１９６６）に■。

Ｂ、　Ｇｒａｌ／らによって示されるビス（トルエン−
３゜４−ジチオール）金属錯体化合物等が好ましく用い
られる。例えば三井東圧ファイン側の近赤外線吸収剤［
ＩＲＡＢＳＯＲＢＥＲＰＡ−１ｏｏｉ、　ｐ＾−１００
２，ＰＡ１００３゜ＰＡ−１００５，ＰＡ−１００６］
等は簡便に本発明に用いることができる。

又特に［ビス（１−メチル−３，４−ジチオフェルレー
ト）ニッケルコテトラブチルアンモニウム。

［ビス（１−メチル−３，４−ジチオフェルレート）プ
ラチナコテトラブチルアンモニウム、ｒビス（１−メチ
ル−３，４−ジチオフェルレート）コバルトコテトラブ
チルアンモニウム、［ビス（１−メチル−３，４−ジチ
オフェルレート）カッパーコテトラブチルアンモニウム
等のＮｉ、　Ｐｔ、　Ｃｏ、　Ｃｕ等を金属核とした３
、４−ジチオフェルレート系錯体が本発明には好適に用
いられる。透明フィルムへの該吸収剤の量は０．０１ａ
／ｍ以上１０ＭＴｄＬ４下になるように厚さに応じて調
整すればよい。０．０１　（Ｊ／Ｔｄ以下の含有量では
、近赤外線の遮断効果が充分でなく、一方１０ＭＴｄ以
上では、可視光の透過率が減少し、暗くなると同時に成
型性も悪い。

近赤外線吸収剤を含有させる方法としては前述の紫外線
吸収剤と同様の方法をとることができる。

混合溶融する方法はいうまでもないが、透明フィルムの
面に塗布する方法では、かかる近赤外線吸収剤を適当な
有機樹脂例えばアクリレート樹脂。

アクリル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、ポリエス
テル樹脂、酢酸ビニル樹脂、アセタール樹脂あるいはそ
れらの共重合組成物を適当な溶剤に溶解せしめた溶液に
混合あるいは溶解せしめ、塗工することによって適当な
濃度に近赤外線吸収剤を含有した層を有することができ
る。塗布量も成型法による場合と同様に該吸収剤が０．
０１〜１０　Ｍ尻となるようにすることが好ましい。

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。

本発明の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〜ｉ　ｏｏｏΩ／口、好ましくは５〜５００Ω
／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あ
るいは合金金属薄膜： ■　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
２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：＋　０３／ＡＵ／ＦＳ１２
０３．　ＺｎＳ／＾ＭＺｎ３．　ＴｆＯｚ／八ｇ／Ｔへ
０ｚ、　ＳＯ２／（ＡＵ及び／又はＡｇ）　／５ｉｎ２
．　Ｚｒ０ｚ／ＡＵ−Ｃｕ／１ｒ０２．　Ｉｎ２０３／
　ＡｇすＣｕ／　Ｉｎｚ　０３．　Ｔｉ０ｚ／　ＡＤ　
ＩＣｕ／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５０〜１００Ａ、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１００〜３００人程
度である。

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
下がるので■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性層は主としてインジウム
酸化物を含む層が好適である。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２〜２０
ｗｔ％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、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１ｑるた
めには、５００Å以下で′あることが好ましく、４００
Å以下がより好ましい。

本発明の透明導電性層は主としてインジウム酸化物から
なる結晶性のものがとりわけ好適である。

ここでインジウム以外に用いられる酸化物としては特に
限定はないが、錫等が挙げられる。

また、主としてインジウム酸化物からなる結晶性の透明
導電性膜とは、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［４００］ピーク又は［４４０
］ピークを同時に呈するものである。［２２２］　、　
　［４００］　、　　［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はう、イ
オンブレーティング法等の公知のＰＶＤ法が適用できる
。好ましい適用例を下記に示す。

■　高分子成型物の温度を１００℃以下として従来公知
の方法例えば真空蒸着法、スパッタリング法、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。

■　高分子成型物を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、高分子成型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層形成を行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
活性ガス甲類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層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層の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−フェニレンベンゾヒスオキサゾール）。

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、コレステリルリノレート、
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、ポリエステル等がおる。

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
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
分子化合物の膜を形成する方法、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俊に高分子化合物及び
溶剤と混合して塗布、乾燥する方法及び多孔質高分子フ
ィルム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。

蒸気の中でも液晶材料は高分子材料等の固体物質中に数
μｍの大きざに球状に包含されることが好ましい。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、
Ｉ！光カーテンなどとして使用できる。

本発明の調光フィルムにおいては、蒸気で説明した紫外
線及び／又は赤外線を吸収しうる透明フィルム、透明導
電性層及び液晶材料層が、紫外線及び／又は赤外線を吸
収しうる透明フィルム／透明導電性層／液晶材料層／透
明導電性層／紫外線及び／又は赤外線を吸収しつる透明
フィルムの順に配置されている。これにより、液晶材料
層に電界をかけ、液晶材料層の配向を電場に平行に配向
させるための電源として、近い電圧（例えば２００Ｖ以
下の商用電圧）で電界を得ることが可能となり、操作性
がよく、液晶材料層の応答性を高めることができる。更
に耐久性が著しく向上し長期間の使用に耐えうろことが
可能となる。

実施例 無色透明な二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィル
ム（厚み１００μ）に、アクリル樹脂（三菱レーヨン■
製、　ＬＲ５７４）に紫外線吸収剤（チバガイギー味、
チヌビン３２７）を１０％混合し、メチルエチルケトン
に溶解してバーコーターで塗布し、１３０℃下３分間乾
燥し、厚み２０μの紫外線を吸収できる層を持つ透明フ
ィルムを作成した。

引き続いて、該透明フィルムをツバツタリング装置内の
基板保持台に固定し真空槽内を２ｘｉｏ−ｓｒｏｒｒま
で排気した。Ａｒ１０ｚ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、ＩｎＳｎターゲット（Ｓｎ　５　ｗｔ％）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ＩＴＯｗＡからなる透明導電層を２８０人形成した
。

得られた透明導電性フィルムの波長５５０ｎｍの透過率
は８３％、抵抗値は３００Ω／口でめった。

次に該第１の透明導電性フィルムのｉ”’ｒｏｒｆＩＡ
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＝
２）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第２の透明導電性
フィルムのＩＴＯ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。

該調光フィルムは電圧無印加時の透過率が４％、電圧印
加時の透過率が６０％と優れた調光能力を示した。

又、電圧印加により、透明になった調光フィルムの波長
３７０ｎｍの透過率は１％であり、十分な紫外線吸収能
力をもった調光フィルムであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、紫外線及び／又は赤外線を吸収しうる透明フィルム
   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、上記紫外線及び／又は赤外線を吸収しうる透明フィ
   ルムが、紫外線吸収剤及び／又は赤外線吸収剤を混入し
   た透明フィルムである請求項１の調光フィルム。 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。