JPH02304418A - 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Φ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。

本発明賃らは、上記の如き目的に適した液晶材料を用い
た構成体を（りるべく鋭意研究し、本発明に到達したち
のである。

［発明の構成］ 本発明は、 ／２／Ｌの順序で配置されてなる調光フィルｌえであり
、就中 （２絶縁性薄層３−が厚さ０．００１〜０．２μｍの有
機高分子樹脂薄層である上記第１項の調光フィルム、 （３）透明導電性層２が非晶質の金属酸化物からなるも
のである上記第１項の調光フィルム、及び（４）金属酸
化物がインジウム酸化物を主体とするものである上記第
３項の調光フィルムである。

本発明における透明フィルム１は、主として有機高分子
化合物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金属化合物であれ
ば特に限定しない。通常耐熱性としては、好ましくは１
００℃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−ナフレ
タンジカルポ午シレート２ポリジアリルフタレート、ポ
リカーボネート等のポリＸ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
イミド、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つる。

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、史には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く鵞、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性層との密着性を向
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。中間病としてはだとば有機ケイ素化合
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１１ｉ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０−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。

本発明を構成する透明フィルム１とその上に形成される
透明導電性層、２−をあわせて、透明導電性フィルムと
呼び、又、本発明における透明ＩＩｌ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１層をｌａ層させてもよい。

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。

本発明の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かできる。

■　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ａ？膜： ■　■の金属７ｉＲ膜と、■の金属酸化物薄膜との組合
せにより、ある波長！［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　／Ｂｉ　　
２　０３　　、　　Ｚｎ　　Ｓ／Δ（Ｊ　　／Ｚｎ　　
Ｓ。

Ｔｉ　０２　／Δ（＋　／Ｔ！　０２　、　Ｓ！　０２
　、　（ＡＬＩ及び／又はＡＱ　）　／　Ｓｉ　０２　
、　Ｚｒ　０２　、　ＡＵ　”ＣＬＩ　／Ｚｒ　０２　
、　　Ｉｎ　２０３　／Ａｇ−Ｃｌ　／１１１２０３、
　Ｔｉ　０２　／Ａ（１・Ｃ１／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、液状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ｍ能も備え
るかにより膜厚が異る。

一般的に金ｆｆ１ｉＪ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１０＜１〜２００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ＯＡ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、前記金属酸化物層で前記金属層を挟Ｉν、だ構
成の一層又は複数層とする事ム出来る。

本発明に用いられる透明導°心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あ
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１＃電性層の膜厚は十分な導電性を得るためには、
３０Å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（する
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、８周波加熱
方式、７４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瞬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がス甲独か或いはアルゴ
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８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・さる。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
応性ガス中独、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てものを用いる。

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らある
。

本願発明において用いられる透明導電性層としての金属
酸化物は結晶性あるいは非結晶性のどちらの６のも使用
できるが、非結晶性のものは液晶材料層との反応が起こ
りやすく、該反応によって導電性をそこなわれやすく、
本願発明の効果が顕著である。

ここで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］ピークとを同時にソするものであり、好ま
しくは更に［４００３ビーク又は［４４０１ビークを同
時に呈するものである。

［２２２］　、　　［４００Ｆ　、　　［４４０１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７ｎ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法が適用できる
。好ましい適用例を下記に示す。

■　高分子成形物の温度を１００℃以下どして従来公知
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Ｃ加熱処理することにより結晶質の透
明＋９電性層に転化する。

■　高分子成型物を１００〜２５０℃に加熱した状ｇ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、＾分子成を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。

本発明に於る絶縁性薄層３−は、導電性を損わない厚さ
で、液晶材料層４−と透明導電性層２−との間の化学反
応を防止する かかる目的を達成するための膜厚は０．００１〜０．２
μｍ、好ましくは０．００５〜０．１μｍが用いられる
。その材質は、主として右目高分子樹脂であり、有機シ
ラン系化合物、有機りし１ム系化合物。

ポリイミド系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、ポリエス
テル系樹脂、アクリル樹脂等が好ましい。

それらの化合物樹脂は単独で使用してもよく、又は混合
物として、更には２層以上にｖ４層して使用される。

本発明に特に好ましく使用される具体例としては、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリクＯロシラン、ビニ
ルトリス（β−メトキシ−エトキシ）シラン、γ−クリ
シトキシプロビルートリビルト、リーメトキシシラン、
β−（３，４−■ボキシシクロへキシル）−エチルトリ
メトキシシラン。

γ−グリシドキシプロビルートリメトキシシラン。

γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（ア
ミノエチル）−γ−アミノプロピルートリメトキシシラ
ン、Ｎ−ビス（β−ヒドロキシエチル）−γ−アミツブ
Ｏビルートリエ、トキシシラン。

γ−りＯロブ０ビルメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルートリメトキシシラン、ｎ（ジフト４−シメヂル
シリルブロビル）−エヂレンジアミン。

メタクリレートクロミッククロリドがあり、単独で、又
は２種以上混合して使用される。

又上記有機シラン系化合物を多量体としたブライマーも
好ましく使用される。

上記絶縁性薄層、Ｓ−は、透明導電層えの上に従来公知
の方法により形成される。尚上記絶縁性薄層工を形成す
るに当り作業性を＾めるためにコ［１イダルシリ力微粒
子等を適ｍ混入させてもよい。

本発明における液晶材料層上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−７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−４１−
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ｌ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
混合された商品ら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、ポリベブヂド等が
ある。

スメチック型としては、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。

本発明の液晶材料層は、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
分子化合物と液晶化合物を溶剤などと共に混合し、電極
を備えたプラスブックフィルム基板等に塗布した後、溶
剤をとばして該基板フィルム上に液晶化合物を包含した
高分子化合物の膜を形成する方法、あらかじめ液晶化合
物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、乾燥する方法及び多孔質高分
子フィルムに液晶を含浸させるＩｊ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（１息に選ばれるが、コスト、
透明性の点などから数十μｍのＩＩ厚が好ましい。

上記の中でも液晶化合物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せる事が好ましい。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、液晶化合物が全体としてランダムに配向す
るために入）１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
ると液晶の持つ誘電異方性により液晶は電場に平行に配
向し、入用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、Ａ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。

［発明の効采コ 本発明の調光フィルムは上述した、透明フィルム１．透
明導電性層、？−１絶縁性ａ層β−及び液晶材料層Ａ−
が土−／　２　／　３　／先／３／２／＃の順序で配置
される。

かかる本発明によれば絶縁性７ｆＪ層３ユの存在で、透
明導電性層、？−と液晶店先との相互作用が抑制される
ため、調光フィルムの耐久性が格段に向上する。この効
果は透明導電性層−？−が非晶７１のものであるときに
特に著しい。

［実施例］ 以下実施例により更に具体的に説明する。

実施例 無色透明な二軸延伸ポリエヂレンテレフタレートフイル
ム（厚み１２５μ）を、スパッタリング装置内の！３　
ｔｆｉｉ保持台に固定し、真空槽内を２Ｘ１０−５Ｔ　
ｏｒｒまで排気した。Ａｒ　／　０２　　（０２２５％
）混合ガスを真空槽内に導入し、圧力を４Ｘ１０−３に
保持し、Ｉｎ　、Ｓｎターゲット（Ｓｎ５ｗｔ％）を用
いた反応性スパッタリングを行ない、１１−０膜からな
る透明導電層（膜厚２９０人）を形成した。得られた透
明導電性フィルムの波長５５０ｎｍの透過率は８１％、
抵抗値は２８０Ω／口であった。

次に、該透明導電性フィルムのＩＴＯ股上に、γ−プリ
シドキシブロビルトリメトキシシラン（信越化学＠製Ｋ
ＢＭ−４０３）５部、メチルエヂルケトン７０部、ブタ
ノール１５部、イソプロピルアルコール１０部からなる
溶液を用いてバーコータ一方法で連続的に塗工し、１２
０℃１分間乾燥した。得られた絶縁性薄層の膜厚は、蛍
光Ｘ線法により測定したところ０．０膜μｍであった。

次に、得られた第１の透明導電性フィルムのＩＴ　０１
１０−１：に、アクリル樹脂（三菱レーヨン■製ＬＲ５
７４）と液晶（Ｂ　Ｄ　Ｈ？ｆ：　Ｅ　−３１）との混
合物（固形分換算比で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１０．５
μｍの液晶材料層を形成した。しかる後に、上記と同様
に絶縁性４層を設けた第２の透明導電性フィルムのＩＴ
ＯＩＩＡ面側を第１の液晶材料層に向けて貼り合わせる
ことにより調光フィルムを作成した。

得られた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５８％（いずれも波長Ｓ５０ｎｍ
　、平行光線透過率）であり、優れた調光能力を示した
。又、電圧印加（交流）を繰り返し行ない耐久性を調べ
たところ、１０００回繰り返しにおいても前述の初期性
能を維持しており、良好な耐久性を示した。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明フィルム￥１￥、透明導電性層￥２￥、絶縁
   性薄層￥３￥及び液晶材料層￥４￥が、￥１￥／￥２￥
   ／￥３￥／￥４￥／￥３￥／￥２￥／￥１￥の順序で配
   置されてなる調光フィルム。
2. （２）絶縁性薄層￥３￥が厚さ０．００１〜０．２μｍ
   の有機高分子樹脂薄層である請求項１記載の調光フィル
   ム。
3. （３）透明導電性層￥２￥が非晶質の金属酸化物からな
   るものである請求項１記載の調光フィルム。
4. （４）金属酸化物がインジウム酸化物を主体とするもの
   である請求項３記載の調光フィルム。