KR102328764B1 - 액정 조광 부재, 광 투과성 도전 필름, 및 액정 조광 소자 - Google Patents

액정 조광 부재, 광 투과성 도전 필름, 및 액정 조광 소자 Download PDF

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Abstract

액정 조광 부재는, 투명 기재와, 광 투과성 도전층과, 액정 조광층을 차례로 구비하고, 광 투과성 도전층은, 제 1 무기 산화물층과, 금속층과, 제 2 무기 산화물층을 차례로 구비한다.

Description

액정 조광 부재, 광 투과성 도전 필름, 및 액정 조광 소자
본 발명은, 액정 조광 (調光) 부재, 그것에 사용하기 위한 광 투과성 도전 필름, 및 그것을 구비한 액정 조광 소자에 관한 것이다.
최근, 냉난방 부하의 저감이나 의장성 등의 관점에서, 스마트 윈도우 등으로 대표되는 액정 조광 소자의 수요가 높아지고 있다. 액정 조광 소자는, 건축물이나 탈것의 창유리, 칸막이, 인테리어 등의 각종 용도에 사용되고 있다.
액정 조광 소자로서는, 예를 들어 기체 (基體) 와, 도전막과, 액정－수지 복합체를 차례로 구비하는 액정 조광 소자가 제안되어 있다 (예를 들어 하기 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2009-133921호
한편, 특허문헌 1 의 액정 조광 소자에서는, 도전막으로서 인듐주석 복합 산화물 (ITO) 이 사용된다. 인듐주석 복합 산화물 (ITO) 은, 근적외선 반사 특성이 낮기 때문에, 차열성이 열등하다. 그래서, 특허문헌 1 의 액정 조광 소자가, 태양광의 영향을 받는 환경 (옥외 등) 에서 이용되는 경우에는, 특허문헌 1 의 액정 조광 소자의 액정－수지 복합체가, 태양광의 열에 의해 열화된다는 문제가 있다.
또한, 이러한 문제를 해소하기 위해서, 기체의 표면에 태양광 등의 열선을 차단하기 위한 IR 반사층을 첩부하는 것도 검토된다. 그러나, 이와 같은 경우에는, IR 반사층의 두께에 대응하여 액정 조광 소자의 두께가 증가하고, 또한, 제조 비용이 증대된다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 투명 기재의 표면에 IR 반사층을 첩부하지 않아도, 근적외선 반사 특성이 우수한 액정 조광 부재, 그것에 사용하기 위한 광 투과성 도전 필름, 및 그것을 구비한 액정 조광 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명 [1] 은, 투명 기재와, 광 투과성 도전층과, 액정 조광층을 차례로 구비하고, 상기 광 투과성 도전층은, 제 1 무기 산화물층과, 금속층과, 제 2 무기 산화물층을 차례로 구비하는 액정 조광 부재를 함유하고 있다.
이 액정 조광 부재에서는, 광 투과성 도전층은, 근적외선 영역의 반사율이 높은 금속층을 구비한다. 그래서, 광 투과성 도전층은, 예를 들어, 도전성 산화물만으로 이루어지는 경우와 비교해서 근적외선의 평균 반사율이 높아, 태양광 등의 열선을 액정 조광층으로부터 효율적으로 차단할 수 있어서, 태양광의 영향을 받는 환경 (옥외 등) 에서 이용할 수 있다.
또한, 이 액정 조광 부재에서는, 투명 기재의 표면에 IR 반사층을 첩부하지 않아도, 근적외선 반사 특성이 우수하다. 그래서, 액정 조광 부재의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
본 발명 [2] 는, 상기 제 2 무기 산화물층은, 결정립을 함유하는 상기 [1] 에 기재된 액정 조광 부재를 함유하고 있다.
이 액정 조광 부재에 따르면, 광 투과성 도전층은, 결정립을 함유하는 제 2 무기 산화물층을 구비한다. 그래서, 액정 조광층이, 용매로서 물을 함유하는 경우에는, 그 물이, 제 2 무기 산화물층을 두께 방향으로 통과시켜 금속층에 침입하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명 [3] 은, 상기 제 2 무기 산화물층이, 비정질부 및 결정질부를 갖는 반결정질막인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 액정 조광 부재를 함유하고 있다.
이 액정 조광 부재에 따르면, 제 2 무기 산화물층이, 비정질부 및 결정질부를 갖는 반결정질막이다. 그래서, 습열 내구성이 한층 더 우수하다.
본 발명 [4] 는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 액정 조광 부재에 사용하기 위한 광 투과성 도전 필름으로서, 투명 기재와, 광 투과성 도전층을 차례로 구비하고, 상기 광 투과성 도전층은, 제 1 무기 산화물층과, 금속층과, 제 2 무기 산화물층을 차례로 구비하는, 광 투과성 도전 필름을 포함하고 있다.
이 광 투과성 도전 필름에서는, 광 투과성 도전층은, 근적외선 영역의 반사율이 높은 금속층을 구비한다. 그래서, 광 투과성 도전 필름이, 상기 액정 조광 부재에 사용되는 경우에는, 광 투과성 도전층은, 예를 들어, 도전성 산화물만으로 이루어지는 경우와 비교해서 근적외선의 평균 반사율이 높아, 태양광 등의 열선을 액정 조광층으로부터 효율적으로 차단할 수 있어서, 태양광의 영향을 받는 환경 (옥외 등) 에서 이용할 수 있다.
또한, 이 광 투과성 도전 필름에서는, 투명 기재의 표면에 IR 반사층을 첩부하지 않아도, 근적외선 반사 특성이 우수하다. 그래서, 광 투과성 도전 필름의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
본 발명 [5] 는, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 액정 조광 부재와, 상기 투명 기재에 대하여 상기 액정 조광층의 반대측의 표면에 형성되는 전극 기판을 구비하는, 액정 조광 소자를 포함하고 있다.
이 액정 조광 소자는, 상기한 액정 조광 부재를 구비한다. 그래서, 액정 조광 소자는, 태양광 등의 열선을 액정 조광층으로부터 효율적으로 차단할 수 있어서, 태양광의 영향을 받는 환경 (옥외 등) 에서 이용할 수 있다.
또한, 이 액정 조광 소자는, 상기한 액정 조광 부재를 구비한다. 그래서, 액정 조광 소자의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 액정 조광 부재, 그것에 사용하기 위한 광 투과성 도전 필름, 및 그것을 구비한 액정 조광 소자에 따르면, 투명 기재의 표면에 IR 반사층을 첩부하지 않아도, 근적외선 반사 특성이 우수하다. 그래서, 액정 조광 부재의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 액정 조광 부재의 일 실시형태의 단면도를 나타낸다.
도 2(a) ∼ (b) 는, 도 1 에 나타내는 광 투과성 도전 필름의 일부 확대도를 나타내고, 도 2(a) 는, 제 2 무기 산화물층이 완전 결정질막인 경우의 모식도를 나타내고, 도 2(b) 는, 제 2 무기 산화물층이 반결정질막인 경우의 모식도를 나타낸다.
도 3 은, 도 1 에 나타내는 액정 조광 부재를 구성하는 본 발명의 광 투과성 도전 필름의 일 실시형태의 단면도를 나타낸다.
도 4 는, 도 1 에 나타내는 액정 조광 부재를 구비하는 본 발명의 액정 조광 소자의 일 실시형태의 단면도를 나타낸다.
도 5 는, 액정 조광 부재의 변형예로서, 투명 기재의 상면에, 제 1 무기 산화물층이 직접 배치된 액정 조광 부재의 단면도를 나타낸다.
도 6 은, 액정 조광 부재의 변형예로서, 무기물층이 보호층 및 제 1 무기 산화물층의 사이에 개재된 액정 조광 부재의 단면도를 나타낸다.
도 1 에 있어서, 지면 상하 방향은 상하 방향 (두께 방향, 제 1 방향) 으로서, 지면 상측이 상측 (두께 방향 일방측, 제 1 방향 일방측), 지면 하측이 하측 (두께 방향 타방측, 제 1 방향 타방측) 이다. 도 1 에 있어서, 지면 좌우 방향은 좌우 방향 (폭 방향, 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향) 이고, 지면 좌측이 좌측 (제 2 방향 일방측), 지면 우측이 우측 (제 2 방향 타방측) 이다. 도 1 에 있어서, 종이 두께 방향은 전후 방향 (제 1 방향 및 제 2 방향에 직교하는 제 3 방향) 이고, 지면 앞쪽이 전측 (제 3 방향 일방측), 지면 안쪽이 후측 (제 3 방향 타방측) 이다. 구체적으로는 각 도면의 방향 화살표에 준거한다.
1. 액정 조광 부재
액정 조광 부재는, 소정 두께를 갖는 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 이루며, 두께 방향과 직교하는 소정 방향 (전후 방향 및 좌우 방향, 즉 면 방향) 으로 연신되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면 (2 개의 주면) 을 갖는다. 액정 조광 부재는, 예를 들어 조광 장치에 구비되는 조광 패널 등의 일 부품으로, 요컨대 조광 장치는 아니다. 즉, 액정 조광 부재는, 조광 장치 등을 제작하기 위한 부품으로, LED 등의 광원이나 외부 전원을 포함하지 않고, 부품 단독으로 유통되어 산업상 이용 가능한 디바이스이다.
구체적으로는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 액정 조광 부재 (1) 는, 두께 방향에 있어서 차례로 투명 기재 (2) 와, 보호층 (3) 과, 광 투과성 도전층 (4) 과, 액정 조광층 (5) 을 구비하는 적층 필름이다. 요컨대, 액정 조광 부재 (1) 는, 투명 기재 (2) 와, 투명 기재 (2) 의 상측에 배치되는 보호층 (3) 과, 보호층 (3) 의 상측에 배치되는 광 투과성 도전층 (4) 과, 광 투과성 도전층 (4) 의 상측에 배치되는 액정 조광층 (5) 을 구비한다. 바람직하게는 액정 조광 부재 (1) 는, 투명 기재 (2) 와, 보호층 (3) 과, 광 투과성 도전층 (4) 과, 액정 조광층 (5) 만으로 이루어진다. 이하, 각 층에 대해서 상세히 서술한다.
2. 투명 기재
투명 기재 (2) 는, 액정 조광 부재 (1) 의 전극 기판의 일부이고, 액정 조광 부재 (1) 의 최하층으로, 액정 조광 부재 (1) 의 기계 강도를 확보하는 지지재이다. 투명 기재 (2) 는, 보호층 (3) 과 함께 광 투과성 도전층 (4) 및 액정 조광층 (5) 을 지지한다.
투명 기재 (2) 는, 예를 들어 고분자 필름으로 이루어진다.
고분자 필름은, 투명성 및 가요성을 갖는다. 고분자 필름의 재료로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 예를 들어, 폴리메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴 수지 (아크릴 수지 및/또는 메타크릴 수지), 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로올레핀폴리머 등의 올레핀 수지, 예를 들어, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리아릴레이트 수지, 멜라민 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리스티렌 수지, 노르보르넨 수지 등을 들 수 있다. 이들 고분자 필름은, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다. 투명성, 가요성, 내열성, 기계 특성 등의 관점에서, 바람직하게는 올레핀 수지나 폴리에스테르 수지를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 시클로올레핀폴리머나 PET 를 들 수 있다.
투명 기재 (2) 의 두께는, 예를 들어 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또한, 예를 들어 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.
또한, 투명 기재 (2) 는, 바람직하게는 제 1 무기 산화물층 (6) 의 비정질성을 유지하는 관점에서, 미량의 물을 함유하고 있다. 요컨대, 투명 기재 (2) 에서는, 바람직하게는 고분자 필름이 물을 함유하고 있다.
3. 보호층
보호층 (3) 은, 액정 조광 부재 (1) 의 전극 기판의 일부이고, 광 투과성 도전층 (4) 이나 액정 조광층 (5) 의 상면에 스크래치를 잘 발생시키지 않게 하기(즉, 우수한 내찰상성을 얻기) 위한 찰상 보호층이다. 또한, 보호층 (3) 은, 광 투과성 도전층 (4) 을 배선 패턴 등의 패턴 형상으로 형성한 경우에는, 패턴의 시인 (視認) 을 억제하기 위해서, 액정 조광 부재 (1) 의 광학 물성을 조정하는 광학 조정층이기도 하다.
보호층 (3) 은, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있으며, 투명 기재 (2) 의 상면 전체면에, 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
보호층 (3) 은, 수지 조성물로 형성되어 있다.
수지 조성물은, 예를 들어 수지, 입자 등을 함유한다. 수지 조성물은, 바람직하게는 수지를 함유하고, 보다 바람직하게는 수지만으로 이루어진다.
수지로서는, 경화성 수지, 열가소성 수지 (예를 들어 폴리올레핀 수지) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 경화성 수지를 들 수 있다.
경화성 수지로서는, 예를 들어, 활성 에너지선 (구체적으로는 자외선, 전자선 등) 의 조사에 의해 경화되는 활성 에너지선 경화성 수지, 예를 들어, 가열에 의해 경화되는 열 경화성 수지 등을 들 수 있고, 바람직하게는 활성 에너지선 경화성 수지를 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 수지는, 예를 들어, 분자 중에 중합성 탄소－탄소 이중 결합을 갖는 관능기를 갖는 폴리머를 들 수 있다. 그러한 관능기로서는, 예를 들어 비닐기, (메트)아크릴로일기 (메타크릴로일기 및/또는 아크릴로일기) 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 수지로서는, 예를 들어, 측사슬에 관능기를 함유하는(메트)아크릴 수지 (아크릴 수지 및/또는 메타크릴 수지) 등을 들 수 있다.
이들 수지는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
입자로서는, 예를 들어 무기 입자, 유기 입자 등을 들 수 있다. 무기 입자로서는, 예를 들어 실리카 입자, 예를 들어 산화지르코늄, 산화티탄 등으로 이루어지는 금속 산화물 입자, 예를 들어 탄산칼슘 등의 탄산염 입자 등을 들 수 있다. 유기 입자로서는, 예를 들어 가교 아크릴 수지 입자 등을 들 수 있다.
보호층 (3) 의 두께는, 예를 들어 0.01 ㎛ 이상, 바람직하게는 1 ㎛ 이상이고, 또한, 예를 들어 10 ㎛ 이하, 바람직하게는 5 ㎛ 이하이다. 보호층 (3) 의 두께는, 예를 들어 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해 측정된다.
4. 광 투과성 도전층
광 투과성 도전층 (4) 은, 액정 조광 부재 (1) 의 전극 기판의 일부이고, 외부 전원 (도시하지 않음) 으로부터의 전류를, 액정 조광층 (5) 에 전계를 가하기 위한 도전층이다. 또한, 광 투과성 도전층 (4) 은, 투명 도전층이기도 하다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 광 투과성 도전층 (4) 은, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있으며, 보호층 (3) 의 상면 전체면에, 보호층 (3) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
광 투과성 도전층 (4) 은, 두께 방향에 있어서 투명 기재 (2) 측에서부터 차례로 제 1 무기 산화물층 (6) 과, 금속층 (7) 과, 제 2 무기 산화물층 (8) 을 구비한다. 요컨대, 광 투과성 도전층 (4) 은, 보호층 (3) 상에 배치되는 제 1 무기 산화물층 (6) 과, 제 1 무기 산화물층 (6) 상에 배치되는 금속층 (7) 과, 금속층 (7) 상에 배치되는 제 2 무기 산화물층 (8) 을 구비하고 있다. 광 투과성 도전층 (4) 은, 바람직하게는 제 1 무기 산화물층 (6) 과, 금속층 (7) 과, 제 2 무기 산화물층 (8) 만으로 이루어진다.
광 투과성 도전층 (4) 의 표면 저항값은, 예를 들어 40 Ω/□ 이하, 바람직하게는 30Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 20Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 15Ω/□ 이하이고, 또한, 예를 들어 0.1Ω/□ 이상, 바람직하게는 1Ω/□ 이상, 보다 바람직하게는 5Ω/□ 이상이다.
광 투과성 도전층 (4) 의 표면 저항값은, 예를 들어 광 투과성 도전 필름 (9) 의 광 투과성 도전층 (4) 표면에 대하여 JIS K7194 (1994 년) 의 4 탐침법에 준거하여 측정함으로써 얻어진다.
광 투과성 도전층 (4) 의 비저항은, 예를 들어, 2.5×10－4 Ω·cm 이하, 바람직하게는 2.0×10－4 Ω·cm 이하, 보다 바람직하게는 1.1×10－4 Ω·cm 이하이고, 또한, 예를 들어 0.01×10－4 Ω·cm 이상, 바람직하게는 0.1×10－4 Ω·cm 이상, 보다 바람직하게는 0.5×10－4 Ω·cm 이상이다.
광 투과성 도전층 (4) 의 비저항은, 광 투과성 도전층 (4) 의 두께 (제 1 무기 산화물층, 금속층 (7), 제 2 무기 산화물층 (8) 의 총 두께) 와, 광 투과성 도전층 (4) 의 표면 저항값을 사용하여 산출된다.
또한, 광 투과성 도전층 (4) 의 근적외선 (파장 850 ∼ 2500 nm) 의 평균 반사율은, 예를 들어 10 ％ 이상, 바람직하게는 20 ％ 이상, 보다 바람직하게는 50 ％ 이상이고, 또한, 예를 들어 95 ％ 이하, 바람직하게는 90 ％ 이하이다.
광 투과성 도전층 (4) 의 두께, 즉, 제 1 무기 산화물층 (6), 금속층 (7) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 의 총 두께는, 예를 들어 20 nm 이상, 바람직하게는 40 nm 이상, 보다 바람직하게는 60 nm 이상, 더욱 바람직하게는 80 nm 이상이고, 또한, 예를 들어 150 nm 이하, 바람직하게는 120 nm 이하, 보다 바람직하게는 100 nm 이하이다.
5. 제 1 무기 산화물층
제 1 무기 산화물층 (6) 은, 투명 기재 (2) 에 함유되는 물에서 유래되는 수소나, 보호층 (3) 에 함유되는 유기물에서 유래되는 탄소가, 금속층 (7) 에 침입하는 것을 방지하는 배리어층이다. 또한, 제 1 무기 산화물층 (6) 은, 후술하는 제 2 무기 산화물층 (8) 과 함께, 금속층 (7) 의 가시광 반사율을 억제하여, 광 투과성 도전층 (4) 의 가시광 투과율을 향상시키기 위한 광학 조정층이기도 하다. 제 1 무기 산화물층 (6) 은, 바람직하게는 후술하는 금속층 (7) 과 함께, 광 투과성 도전층 (4) 에 도전성을 부여하는 도전층으로, 보다 바람직하게는 투명 도전층이다.
제 1 무기 산화물층 (6) 은, 광 투과성 도전층 (4) 에 있어서의 최하층으로, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있으며, 보호층 (3) 의 상면 전체면에, 보호층 (3) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
제 1 무기 산화물층 (6) 을 형성하는 무기 산화물로는, 예를 들어 In, Sn, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Cu, Pd, W, Fe, Pb, Ni, Nb, Cr 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속으로 형성되는 금속 산화물 등을 들 수 있다. 금속 산화물에는, 필요에 따라 추가로 상기 군에 개시된 금속 원자를 도프할 수 있다.
무기 산화물로는, 바람직하게는 표면 저항값을 저하시키는 관점, 및 우수한 투명성을 확보하는 관점에서, 산화인듐을 함유하는 산화물 (산화인듐 함유 산화물) 을 들 수 있다. 산화인듐 함유 산화물은, 금속 원소로서 인듐 (In) 만을 함유하고 있어도 되고, 또한, 인듐 (In) 이외의 (반)금속 원소를 함유하고 있어도 된다. 산화인듐 함유 산화물은, 바람직하게는 주금속 원소가 인듐 (In) 이다. 주금속 원소가 인듐인 산화인듐 함유 산화물은, 우수한 배리어 기능을 가지며, 물 등의 영향으로 인한 금속층 (7) 의 부식을 바람직하게 억제하기 쉽다.
산화인듐 함유 산화물은, 단수 또는 복수의 (반)금속 원소를 불순물 원소로서 함유함으로써, 도전성, 투명성, 내구성을 한층 더 향상시킬 수 있다. 제 1 무기 산화물층 (6) 중의, 주금속 원소 In 의 원자수에 대한 불순물 금속 원소의 함유 원자수비 (불순물 금속 원소의 원자수/In 의 원자수) 는, 예를 들어 0.50 미만이고, 바람직하게는 0.40 이하, 보다 바람직하게는 0.30 이하, 더욱 바람직하게는 0.20 이하이고, 또한, 예를 들어 0.01 이상, 바람직하게는 0.05 이상, 보다 바람직하게는 0.10 이상이다. 이로써, 투명성, 습열 내구성이 우수한 무기 산화물층이 얻어진다.
산화인듐 함유 산화물로는, 구체적으로는 예를 들어, 인듐아연 복합 산화물 (IZO), 인듐갈륨 복합 산화물 (IGO), 인듐갈륨아연 복합 산화물 (IGZO), 인듐주석 복합 산화물 (ITO) 을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 인듐주석 복합 산화물 (ITO) 을 들 수 있다. 본 명세서 중에서의 "ITO" 란, 적어도 인듐 (In) 과 주석 (Sn) 을 함유하는 복합 산화물이면 되고, 이것들 이외의 추가 성분을 함유해도 된다. 추가 성분으로는, 예를 들어 In, Sn 이외의 금속 원소를 들 수 있고, 예를 들어, 상기 군에 개시된 금속 원소, 및 이것들의 조합을 들 수 있다. 추가 성분의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 5 질량％ 이하이다.
ITO 에 함유되는 산화주석 (SnO2) 의 함유량은, 산화주석 및 산화인듐 (In2O3) 의 합계량에 대하여 예를 들어 0.5 질량％ 이상, 바람직하게는 3 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 6 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 8 질량％ 이상, 특히 바람직하게는 10 질량％ 이상이고, 또한, 예를 들어 35 질량％ 이하, 바람직하게는 20 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 15 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 13 질량％ 이하이다. 산화인듐의 함유량 (In2O3) 은, 산화주석 (SnO2) 의 함유량의 잔부이다.
ITO 에 함유되는 In 에 대한 Sn 의 원자수비 Sn/In 은, 예를 들어 0.004 이상, 바람직하게는 0.02 이상, 보다 바람직하게는 0.03 이상, 더욱 바람직하게는 0.04 이상, 특히 바람직하게는 0.05 이상이고, 또한, 예를 들어 0.4 이하, 바람직하게는 0.3 이하, 보다 바람직하게는 0.2 이하, 더욱 바람직하게는 0.10 이하이다. In 에 대한 Sn 의 원자수비는, X 선 광전자 분광법 (ESCA : Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) 에 의해 구할 수 있다. In 과 Sn 의 원자수비를 상기 범위로 함으로써, 환경 신뢰성이 우수한 막질을 얻기 쉽다.
제 1 무기 산화물층 (6) 은 바람직하게는 결정립을 함유하지 않는다. 즉, 제 1 무기 산화물층 (6) 은 바람직하게는 비정질이다. 이로써, 제 1 무기 산화물층 (6) 표면의 젖음성을 향상시키고, 후술하는 금속층 (7) 을 제 1 무기 산화물층 (6) 의 상면에 보다 확실히 얇고 또한 균일하게 성막할 수 있다. 그래서, 광 투과성 도전층 (4) 의 막질을 양호하게 하고, 습열 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서,「결정립을 함유하지 않는다」란, 제 1 무기 산화물층 (6) 을, 200,000 배에서의 단면 TEM 화상을 사용하여 관찰한 경우에, 두께 방향과 직교하는 면 방향 (좌우 방향 또는 전후 방향) 500 nm 의 범위에 있어서 결정립이 관찰되지 않는 것을 말한다.
제 1 무기 산화물층 (6) 에 있어서의 무기 산화물의 함유 비율은, 예를 들어 95 질량％ 이상, 바람직하게는 98 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 99 질량％ 이상이고, 또한, 예를 들어 100 질량％ 이하이다.
제 1 무기 산화물층 (6) 의 두께 T1 은, 예를 들어 5 nm 이상, 바람직하게는 20 nm 이상, 보다 바람직하게는 30 nm 이상이고, 또한, 예를 들어 100 nm 이하, 바람직하게는 60 nm 이하, 보다 바람직하게는 50 nm 이하이다. 제 1 무기 산화물층 (6) 의 두께 T1 이 상기 범위이면, 광 투과성 도전층 (4) 의 가시광 투과율을 높은 수준으로 조정하기 쉽다. 제 1 무기 산화물층 (6) 의 두께 T1 은, 예를 들어 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해 측정된다.
6. 금속층
금속층 (7) 은, 제 1 무기 산화물층 (6) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 과 함께, 광 투과성 도전층 (4) 에 도전성을 부여하는 도전층이다. 또한, 금속층 (7) 은, 광 투과성 도전층 (4) 의 표면 저항값을 저감시키는 저저항화층이기도 하다. 또한, 금속층 (7) 은, 높은 IR 반사율 (근적외선의 평균 반사율) 을 부여하기 위한 IR 반사층이기도 하다.
금속층 (7) 은, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있으며, 제 1 무기 산화물층 (6) 의 상면에, 제 1 무기 산화물층 (6) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
금속층 (7) 을 형성하는 금속은, 표면 저항이 작은 금속이면 한정적이지 않지만, 예를 들어, Ti, Si, Nb, In, Zn, Sn, Au, Ag, Cu, Al, Co, Cr, Ni, Pb, Pd, Pt, Cu, Ge, Ru, Nd, Mg, Ca, Na, W, Zr, Ta 및 Hf 로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종의 금속으로 이루어지거나, 또는 그것들의 2 종 이상의 금속을 함유하는 합금을 들 수 있다.
금속으로서, 바람직하게는 은 (Ag), 은 합금을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 은 합금을 들 수 있다. 금속이 은 또는 은 합금이면, 광 투과성 도전층 (4) 의 저항값을 작게 할 수 있는 것에 더하여, 근적외선 영역 (파장 850 ∼ 2500 ㎚) 의 평균 반사율이 특히 높은 광 투과성 도전층 (4) 이 얻어져, 옥외에서 사용되는 액정 조광 소자에도 바람직하게 적용할 수 있다.
은 합금은 은을 주성분으로서 함유하고, 기타 금속을 부성분으로서 함유하고 있다. 부성분의 금속 원소는 한정적이지 않다. 은 합금으로는, 예를 들어, Ag-Cu 합금, Ag-Pd 합금, Ag-Pd-Cu 합금, Ag-Pd-Cu-Ge 합금, Ag-Cu-Au 합금, Ag-Cu-In 합금, Ag-Cu-Sn 합금, Ag-Ru-Cu 합금, Ag-Ru-Au 합금, Ag-Nd 합금, Ag-Mg 합금, Ag-Ca 합금, Ag-Na 합금, Ag-Ni 합금, Ag-Ti 합금, Ag-In 합금, Ag-Sn 합금 등을 들 수 있다. 습열 내구성의 관점에서, 은 합금으로서, 바람직하게는 Ag-Cu 합금, Ag-Cu-In 합금, Ag-Cu-Sn 합금, Ag-Pd 합금, Ag-Pd-Cu 합금 등을 들 수 있다.
은 합금에 있어서의 은의 함유 비율은, 예를 들어 80 질량％ 이상, 바람직하게는 90 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 95 질량％ 이상이고, 또한, 예를 들어 99.9 질량％ 이하이다. 은 합금에 있어서의 기타 금속의 함유 비율은, 상기한 은의 함유 비율의 잔부이다.
금속층 (7) 의 두께 T3 은, 광 투과성 도전층 (4) 의 투과율을 높이는 관점에서, 예를 들어 1 nm 이상, 바람직하게는 5 nm 이상이고, 또한, 예를 들어 30 nm 이하, 바람직하게는 20 nm 이하, 보다 바람직하게는 10 nm 이하이다. 금속층 (7) 의 두께 T3 은, 예를 들어 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해 측정된다.
7. 제 2 무기 산화물층
제 2 무기 산화물층 (8) 은, 액정 조광층 (5) 에, 용매로서 함유되는 물 (후술) 등이 금속층 (7) 에 침입하는 것을 방지하는 배리어층으로, 특히, 물에 의한 시간 경과에 따른 금속층 (7) 의 변색을 억제하는 배리어층이다. 또한, 제 2 무기 산화물층 (8) 은, 금속층 (7) 의 가시광 반사율을 억제하여, 광 투과성 도전층 (4) 의 가시광 투과율을 향상시키기 위한 광학 조정층이기도 하다. 제 2 무기 산화물층 (8) 은, 바람직하게는 금속층 (7) 과 함께, 광 투과성 도전층 (4) 에 도전성을 부여하는 도전층이고, 보다 바람직하게는 투명 도전층이다.
제 2 무기 산화물층 (8) 은, 광 투과성 도전층 (4) 에 있어서의 최상층으로, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있으며, 금속층 (7) 의 상면 전체 면에, 금속층 (7) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
제 2 무기 산화물층 (8) 을 형성하는 무기 산화물은, 제 1 무기 산화물층 (6) 에서 예시한 무기 산화물을 들 수 있고, 바람직하게는 산화인듐을 함유하고, 보다 바람직하게는 산화인듐 함유 산화물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 주금속 원소가 인듐 (In) 인 산화인듐 함유 산화물을 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 ITO 를 들 수 있다.
제 2 무기 산화물층 (8) 을 형성하는 무기 산화물은, 제 1 무기 산화물층 (6) 을 형성하는 무기 산화물과 동일하거나 상이해도 되지만, 에칭성이나 습열 내구성의 관점에서, 바람직하게는 제 1 무기 산화물층 (6) 과 동일한 무기 산화물이다.
제 2 무기 산화물층 (8) 이 산화인듐 함유 산화물로 이루어지는 경우, 제 2 무기 산화물층 (8) 중의, 주금속 원소 In 의 원자수에 대한 불순물 금속 원소의 함유 원자수비 (불순물 금속 원소의 원자수/In 의 원자수) 는, 제 1 무기 산화물층 (6) 에 있어서의「불순물 금속 원소의 원자수/In 의 원자수」와 동일 또는 그 이상 (예를 들어 0.001 이상) 이다.
제 2 무기 산화물층 (8) 이 ITO 로 이루어지는 경우, ITO 에 함유되는 산화주석 (SnO2) 의 함유량 및 In 에 대한 Sn 의 원자수비는, 제 1 무기 산화물층 (6) 과 동일하다.
제 1 무기 산화물층 (6) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 모두가 ITO 로 이루어지는 경우, 제 2 무기 산화물층 (8) 에 함유되는 산화주석 (SnO2) 의 함유량은, 바람직하게는 제 1 무기 산화물층 (6) 에 함유되는 산화주석 (SnO2) 의 함유량과 동등 수준 또는 그 이상 (예를 들어 0.1 질량％ 이상) 이다. 구체적으로는 제 2 무기 산화물층 (8) 에 함유되는 산화주석 (SnO2) 의 함유량 (S2) 의, 제 1 무기 산화물층 (6) 에 함유되는 산화주석 (SnO2) 의 함유량 (S1) 에 대한 비율 (S2/S1) 은, 예를 들어 1.0 이상, 바람직하게는 1.2 이상이고, 또한, 예를 들어 3.0 이하, 바람직하게는 2.5 이하이다.
ITO 에 함유되는 산화주석 (SnO2) 의 함유량을 상기 범위로 함으로써, ITO 막의 결정화도를 조정할 수 있다. 특히, ITO 막 내의 산화주석의 함유량을 많게 함으로써, 가열에 의한 ITO 막의 완전 결정화를 억제하여, 반결정질막을 얻기 쉽다.
또한, 제 2 무기 산화물층 (8) 에 함유되는 In 에 대한 Sn 의 원자수비 Sn/In 은, 바람직하게는 제 1 무기 산화물층 (6) 에 함유되는 In 에 대한 Sn 의 원자수비와 동등 또는 그 이상 (구체적으로는 0.001 이상) 이다. 제 2 무기 산화물층 (8) 에 있어서의 산화주석 (SnO2) 의 함유량, 혹은 In 에 대한 Sn 의 원자수비를, 제 1 무기 산화물층 (6) 의 그것들과 동등 또는 그 이상으로 함으로써, 제 2 무기 산화물층 (8) 의 결정화도를 높게 할 수 있다.
제 2 무기 산화물층 (8) 에 있어서의 무기 산화물의 함유 비율은, 예를 들어 95 질량％ 이상, 바람직하게는 98 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 99 질량％ 이상이고, 또한, 예를 들어 100 질량％ 이하이다.
제 2 무기 산화물층 (8) 은, 결정립 (10) 을 함유한다 (도 2(a) 또는 도 2(b) 참조). 이로써, 결정립 (10) 은, 막 구조가 안정되어 있고, 물을 투과하기 어렵기 때문에, 액정 조광층 (5) 에, 용매로서 함유되는 물 (후술) 이 제 2 무기 산화물층 (8) 을 통과시켜 금속층 (7) 에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 그래서, 광 투과성 도전층 (4) 의 내습 내구성을 양호하게 할 수 있다.
구체적으로는 제 2 무기 산화물층 (8) 은 결정질막이다. 결정질막으로는, 예를 들어 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 측단면도 (특히, 단면 TEM 화상) 에 있어서, 면 방향 전체에 연속하여 결정립 (10) 을 함유하는 완전 결정질막이어도 되고, 또한, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 비정질부 (11) (결정화되지 않은 부분) 및 결정질부 (12) (즉, 결정립 (10) 으로 이루어지는 부분) 를 함유하는 반결정질막이어도 된다. 후술하는 제 2 결정립 (10b) 을 함유할 수 있고, 습열 내구성이 한층 더 우수하다는 관점에서, 바람직하게는 반결정질막을 들 수 있다.
본 발명에 있어서「결정립을 갖는다」라 함은, 제 2 무기 산화물층 (8) 을, 200,000 배에서의 단면 TEM 화상을 사용하여 관찰한 경우에, 면 방향 500 nm 의 범위에 있어서 적어도 1 개 이상의 결정립 (10) 을 갖는 것을 말한다. 상기 범위에 있어서, 결정립 (10) 의 수는, 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 3 이상, 더욱 바람직하게는 5 이상이고, 또한, 바람직하게는 50 이하, 보다 바람직하게는 40 이하, 더욱 바람직하게는 30 이하의 결정립 (10) 을 갖는다.
또한, 제 2 무기 산화물층 (8) 의 상면을, 100,000 배에서의 평면 TEM 화상으로 관찰한 경우에, 결정립 (10) 이 차지하는 면적 비율은, 예를 들어 5 ％ 이상, 바람직하게는 10 ％ 이상, 보다 바람직하게는 20 ％ 이상이고, 또한, 예를 들어 100 ％ 이하, 바람직하게는 90 ％ 이하, 보다 바람직하게는 80 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 70 ％ 이하, 특히 바람직하게는 60 ％ 이하이다.
또, 평면 TEM 화상에서 결정립이 차지하는 면적 비율을 산출할 때, 상기 기재된 조건에서 제 1 무기 산화물층 (6) 의 단면 TEM 화상을 확인하고, 제 1 무기 산화물층 (6) 내에 결정립이 존재하지 않음을 확인한 후, 평면 TEM 화상을 관찰하는 것으로 한다. 평면 TEM 화상만으로는, 제 1 무기 산화물층 (6) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 의 어느 층에 존재하는 결정립인지의 판단이 어려운 경우가 있다. 그래서, 본 발명에서는, 단면 TEM 화상에서 제 1 무기 산화물층 (6) 에 결정립이 존재하지 않음을 확인한 후, 평면 TEM 화상을 관찰함으로써, 제 2 무기 산화물층 (8) 의 결정립 (10) 을 관찰할 수 있는 것으로 판단한다.
제 2 무기 산화물층 (8) 에 함유되는 결정립 (10) 의 크기는, 예를 들어 3 nm 이상, 바람직하게는 5 nm 이상, 보다 바람직하게는 10 nm 이상이고, 예를 들어, 200 nm 이하, 바람직하게는 100 nm 이하, 보다 바람직하게는 80 nm 이하, 더욱 바람직하게는 50 nm 이하이다. 제 2 무기 산화물층 (8) 의 관찰 면적 내에 있어서, 상기 범위 이외의 결정립을 함유하고 있어도 되지만, 그 면적 비율은 바람직하게는 30 ％ 이하, 보다 바람직하게는 20 ％ 이하이다. 보다 바람직하게는 제 2 무기 산화물층 (8) 에 함유되는 결정립 (10) 은 전부 상기 범위의 크기의 결정립으로 이루어진다. 결정립 (10) 의 크기는, 제 2 무기 산화물층 (8) 을 200,000 배에서의 단면 TEM 화상을 사용하여 관찰한 경우에, 각 결정립 (10) 이 취할 수 있는 길이의 최대값이다.
제 2 무기 산화물층 (8) 에 함유되는 결정립 (10) 중에서 가장 큰 결정립 (10) (최대 결정립) 의 크기는, 예를 들어 10 nm 이상, 바람직하게는 20 nm 이상이고, 또한, 예를 들어 200 nm 이하, 바람직하게는 100 nm 이하이다.
결정립의 형상은 한정적이지 않고, 예를 들어 단면에서 보았을 때 대략 삼각 형상, 단면에서 보았을 때 대략 사각 형상 등을 들 수 있다.
결정립 (10) 으로는, 두께 방향으로 제 2 무기 산화물층 (8) 을 관통하는 제 1 결정립 (10a), 및 두께 방향으로 제 2 무기 산화물층 (8) 을 관통하지 않는 제 2 결정립 (10b) 을 들 수 있다.
제 1 결정립 (10a) 은, 그 상단이 제 2 무기 산화물층 (8) 의 상면으로부터 노출되고, 또한, 그 하단이 제 2 무기 산화물층 (8) 의 하면으로부터 노출되도록 성장된 결정립이다. 제 1 결정립 (10a) 의 두께 방향 길이는, 제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께와 동일하다.
제 2 결정립 (10b) 은, 그 상단 및 하단의 적어도 일단이 제 2 무기 산화물층 (8) 의 표면 (상면 또는 하면) 으로부터 노출되지 않도록 성장된 결정립이다. 제 2 결정립 (10b) 은, 바람직하게는 그 상단이 제 2 무기 산화물층 (8) 의 상면으로부터 노출되고, 또한, 그 하단이 제 2 무기 산화물층 (8) 의 하면으로부터 노출되지 않도록 형성되어 있다.
제 2 결정립 (10b) 의 두께 방향 길이의 평균은, 제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께 (T2) 보다 짧고, 예를 들어, 제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께 100 ％ 에 대하여 예를 들어 98 ％ 이하, 바람직하게는 90 ％ 이하, 보다 바람직하게는 80 ％ 이하이고, 또하, 예를 들어 5 ％ 이상, 바람직하게는 10 ％ 이상, 보다 바람직하게는 20 ％ 이상이다.
제 2 무기 산화물층 (8) 은, 바람직하게는 제 2 결정립 (10b) 을 갖는다. 이로써, 결정립 (10) 의 입계가 두께 방향으로 관통하지 않기 때문에, 물이 입계를 따라서 제 2 무기 산화물층 (8) 을 두께 방향으로 통과하는 것을 억제할 수 있다.
제 1 결정립 (10a) 의 수는, 예를 들어 0 이상, 바람직하게는 1 이상이고, 또한, 예를 들어 30 이하, 바람직하게는 10 이하이다.
제 2 결정립 (10b) 의 수는, 바람직하게는 제 1 결정립 (10a) 의 수보다 많고, 구체적으로는 바람직하게는 1 이상, 보다 바람직하게는 2 이상, 더욱 바람직하게는 3 이상이고, 또한, 바람직하게는 50 이하, 보다 바람직하게는 40 이하, 더욱 바람직하게는 30 이하이다.
제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께 T2 는, 예를 들어 5 nm 이상, 바람직하게는 20 nm 이상, 더욱 바람직하게는 30 nm 이상이고, 또한, 예를 들어 100 nm 이하, 바람직하게는 60 nm 이하, 보다 바람직하게는 50 nm 이하이다. 제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께 T2 가 상기 범위이면, 광 투과성 도전층 (4) 의 가시광 투과율을 높은 수준으로 조정하기 쉽다. 제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께 T2 는, 예를 들어 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해 측정된다.
제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께 T2 의, 제 1 무기 산화물층 (6) 의 두께 T1 에 대한 비 (T2/T1) 는, 예를 들어 0.5 이상, 바람직하게는 0.75 이상, 또한, 예를 들어 1.5 이하, 바람직하게는 1.25 이하이다. 비 (T2/T1) 가 상기한 하한 이상이고, 또한, 상기한 상한 이하이면, 습열 환경하여도 금속층 (7) 의 열화를 한층 더 억제할 수 있다.
제 2 무기 산화물층 (8) 의 두께 T2 의, 금속층 (7) 의 두께 T3 에 대한 비 (T2/T3) 는, 예를 들어 2.0 이상, 바람직하게는 3.0 이상이고, 또한, 예를 들어 10 이하, 바람직하게는 8.0 이하이다.
8. 액정 조광층
액정 조광층 (5) 은, 광 투과성 도전층 (4) 에 전계를 인가함으로써, 광 투과율이나 색채를 변화시키는 조광층이다.
액정 조광층 (5) 은, 액정 조광 부재 (1) 의 최상층으로, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있으며, 광 투과성 도전층 (4) 의 상면 전체면에, 광 투과성 도전층 (4) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
액정 조광층 (5) 은, 액정 재료를 포함하고, 바람직하게는 액정 캡슐을 포함하고 있다.
액정 재료로서는, 공지된 재료 등을 들 수 있고, 예를 들어 네마틱 액정 분자, 스멕틱 액정 분자, 콜레스테릭 액정 분자 등을 들 수 있다.
이들 액정 재료는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
액정 캡슐은, 미소 입자이고, 상기한 액정 재료를 내포하고 있다.
또한, 이와 같은 액정 재료 및 액정 캡슐은, 투명 수지 및/또는 분산매에 의해 분산되어 있다. 요컨대, 액정 재료 및 액정 캡슐은, 바람직하게는 고분자 에멀젼에 의해 분산되어 있다.
투명 수지는, 액정 재료 및 액정 캡슐을 분산시키는 매트릭스 수지로서, 공지된 수지 재료 등을 들 수 있고, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 들 수 있다. 이들 투명 수지는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
용매로서는, 예를 들어, 물, 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소계 화합물, 예를 들어, 클로로포름, 디클로로메탄, 사염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소계 화합물, 예를 들어, 페놀, 파라클로로페놀 등의 페놀계 화합물, 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라하이드로푸란, 아니솔, 디옥산, 테트라하이드로푸란 등의 에테르계 화합물, 예를 들어, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-펜타논, 3-펜타논, 2-헥사논, 3-헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 2,6-디메틸-4-헵타논, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤계 화합물, 예를 들어, n-부탄올이나 2-부탄올, 시클로헥산올, 이소프로필알코올, t-부틸알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올 등의 알코올계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 에멀젼 형성의 관점에서, 바람직하게는 알코올계 화합물, 물, 보다 바람직하게는 물을 들 수 있다. 이들 용매는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
이와 같은 투명 수지 및 용매는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있고, 바람직하게는 용매로서 물을 사용한다.
또한, 이와 같은 액정 조광층 (5) 에서는, 투명 수지 및/또는 용매의 굴절률이, 액정 분자에 있어서의 장축 방향의 굴절률과 동일해지도록 조정되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 전계가 인가되어 있지 않은 경우에는, 액정 캡슐에 내포된 액정 분자는, 액정 캡슐의 내벽을 따라 정렬된다. 그래서, 액정 분자의 배향 방향이 불균일해져, 액정 캡슐과 투명 수지 및/또는 용매와의 계면에서 굴절률의 부정합이 발생하여 광이 산란한다. 이로써, 액정 조광층 (5) 은 불투명해진다.
또한, 전계가 인가되어 있는 경우에는, 액정 캡슐에 내포된 액정 분자는, 전계의 방향과 평행하게 정렬된다. 투명 수지 및/또는 용매의 굴절률이, 액정 분자에 있어서의 장축 방향의 굴절률과 동일해지도록 조정되어 있기 때문에, 액정 캡슐 및 투명 수지의 계면에서 굴절률의 부정합이 발생하지 않는다. 이로써, 액정 조광층 (5) 은 투명해진다.
액정 조광층 (5) 의 두께는, 예를 들어 0.1 ㎛ 이상 5000 ㎛ 이하이다.
9. 광 투과성 도전 필름
액정 조광 부재 (1) 를 구성하는 부재 중, 투명 기재 (2), 보호층 (3) 및 광 투과성 도전층 (4) 은, 본 발명의 광 투과성 도전 필름 (9) 의 일 실시형태를 구성한다.
즉, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 광 투과성 도전 필름 (9) 은, 두께 방향에 있어서 차례로 투명 기재 (2) 와, 보호층 (3) 과, 광 투과성 도전층 (4) 을 구비하는 적층 필름이다. 요컨대, 광 투과성 도전 필름 (9) 은, 투명 기재 (2) 와, 투명 기재 (2) 의 상측에 배치되는 보호층 (3) 과, 보호층 (3) 의 상측에 배치되는 광 투과성 도전층 (4) 을 구비한다. 바람직하게는 광 투과성 도전 필름 (9) 은, 투명 기재 (2) 와, 보호층 (3) 과, 광 투과성 도전층 (4) 만으로 이루어진다.
광 투과성 도전 필름 (9) 은, 소정 두께를 갖는 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 이루며, 면 방향으로 연신되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면을 갖는다. 광 투과성 도전 필름 (9) 은, 액정 조광 부재 (1) 를 제작하기 위한 부품으로, 구체적으로는 액정 조광 부재 (1) 에 사용되는 전극 기판이다. 광 투과성 도전 필름 (9) 은, 액정 조광층 (5) 을 포함하지 않고, 부품 단독으로 유통되어 산업상 이용 가능한 디바이스이다. 또한, 광 투과성 도전 필름 (9) 은, 가시광을 투과하는 필름으로서, 투명 도전성 필름을 포함한다.
광 투과성 도전 필름 (9) 은, 열 수축된 광 투과성 도전 필름 (9) 이어도 되고, 비가열, 즉, 미수축된 광 투과성 도전 필름 (9) 이어도 된다. 내굴곡성이 우수한 관점에서, 바람직하게는 열 수축된 광 투과성 도전 필름 (9) 이다.
광 투과성 도전 필름 (9) 의 총 두께는, 예를 들어 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또한, 예를 들어 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 200 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.
10. 액정 조광 부재의 제조 방법
다음으로, 액정 조광 부재 (1) 를 제조하는 방법을 설명한다.
액정 조광 부재 (1) 를 제조하려면, 먼저, 광 투과성 도전 필름 (9) 을 제작하고, 이어서, 광 투과성 도전 필름 (9) 에 액정 조광층 (5) 을 배치한다.
광 투과성 도전 필름 (9) 은, 예를 들어 투명 기재 (2) 상에, 보호층 (3) 과 광 투과성 도전층 (4) 을 상기한 순서로 배치함으로써 얻어진다.
이 방법에서는, 도 1 이 참조되는 바와 같이, 먼저 투명 기재 (2) 를 준비한다.
투명 기재 (2) (고분자 필름) 에 있어서의 수분량은 한정적이지 않지만, 예를 들어 10 ㎍/㎠ 이상, 바람직하게는 15 ㎍/㎠ 이상이고, 또한, 예를 들어 200 ㎍/㎠ 이하, 바람직하게는 170 ㎍/㎠ 이하이다. 수분량이 상기한 하한 이상이면, 제 1 무기 산화물층 (6) 에 수소 원자 등을 부여하고, 후술하는 가열에 의해 제 1 무기 산화물층 (6) 이 결정화되는 것을 억제하여, 제 1 무기 산화물층 (6) 의 비정질성을 유지하기 쉽다. 또한, 수분량이 상기한 상한 이하이면, 가열 공정 등에 의해 결정립 (10) 을 함유하는 제 2 무기 산화물층 (8) 을 확실히 얻을 수 있다. 투명 기재 (2) 에 있어서의 수분량은, JIS K 7251 (2002 년) B 법－수분 기화법에 준하여 측정된다.
또한, 투명 기재 (2) (고분자 필름) 에 함유되는 물의, 투명 기재 (2) 에 대한 함유량은, 예를 들어 0.05 질량％ 이상, 바람직하게는 0.1 질량％ 이상이고, 또한, 예를 들어 1.5 질량％ 이하, 바람직하게는 1.0 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 질량％ 이하이다.
또, 상기한 물의 일부 또는 전부는, 이후에 설명하는 탈가스 처리에 있어서 외부로 방출된다.
이어서, 수지 조성물을 투명 기재 (2) 의 상면에, 예를 들어 습식에 의해 배치한다.
구체적으로는 먼저 수지 조성물을 투명 기재 (2) 의 상면에 도포한다. 그 후, 수지 조성물이 활성 에너지선 경화성 수지를 함유하는 경우에는, 활성 에너지선을 조사한다.
이로써, 필름 형상의 보호층 (3) 을, 투명 기재 (2) 의 상면 전체면에 형성한다. 요컨대, 투명 기재 (2) 와 보호층 (3) 을 구비하는 보호층이 부착된 투명 기재 (14) 를 얻는다.
그 후, 필요에 따라 보호층이 부착된 투명 기재 (14) 를 탈가스 처리한다.
보호층이 부착된 투명 기재를 탈가스 처리하려면, 보호층이 부착된 투명 기재를, 예를 들어 1×10-1 ㎩ 이하, 바람직하게는 1×10-2 ㎩ 이하, 또한, 예를 들어 1×10-6 ㎩ 이상의 감압 분위기하에 방치시킨다. 탈가스 처리는, 예를 들어, 건식 장치에 구비되는 배기 장치 (구체적으로는 터보 분자 펌프 등) 를 사용하여 실시된다.
이 탈가스 처리에 의해, 투명 기재 (2) 에 함유되는 물의 일부나 보호층 (3) 에 함유되는 유기물의 일부가 외부로 방출된다.
이어서, 광 투과성 도전층 (4) 을 보호층 (3) 의 상면에, 예를 들어 건식에 의해 배치한다.
구체적으로는 제 1 무기 산화물층 (6), 금속층 (7) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 의 각각을, 차례로 건식에 의해 배치한다.
건식으로는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등을 들 수 있다. 바람직하게는 스퍼터링법을 들 수 있다. 구체적으로는 마그네트론 스퍼터링법을 들 수 있다.
스퍼터링법에서 사용되는 가스로서는, 예를 들어 Ar 등의 불활성 가스를 들 수 있다. 또한, 필요에 따라 산소 등의 반응성 가스를 병용할 수 있다. 반응성 가스를 병용하는 경우에, 반응성 가스의 유량비는 특별히 한정되지 않고, 반응성 가스의 유량의, 불활성 가스의 유량에 대한 비로, 예를 들어 0.1/100 이상, 바람직하게는 1/100 이상이고, 또한, 예를 들어 5/100 이하이다.
구체적으로는 제 1 무기 산화물층 (6) 의 형성에 있어서, 가스로서, 바람직하게는 불활성 가스 및 반응성 가스가 병용된다. 금속층 (7) 의 형성에 있어서, 가스로서, 바람직하게는 불활성 가스가 단독 사용된다. 제 2 무기 산화물층 (8) 의 형성에 있어서, 가스로서, 바람직하게는 불활성 가스 및 반응성 가스가 병용된다.
제 1 무기 산화물층 (6) 이나 제 2 무기 산화물층 (8) 이, 산화인듐을 함유하는 경우, 각 층의 저항 거동은, 반응성 가스의 도입량에 의존하여 변화하고, 반응성 가스 도입량 (x 축)－표면 저항값 (y 축) 의 그래프에 있어서, 아래로 볼록해지는 포물선을 그린다. 이 때, 제 1 무기 산화물층 (6) 이나 제 2 무기 산화물층 (8) 이 함유하는 반응성 가스의 양은, 저항값이 최소값 (즉, 포물선의 변곡점) 부근이 되는 도입량인 것이 바람직하고, 구체적으로는 저항값이 최소값이 되는 도입량±20 ％ 의 도입량인 것이 바람직하다.
스퍼터링법을 채용하는 경우, 타깃재로서는, 각 층을 구성하는 상기 서술한 무기 산화물 또는 금속을 들 수 있다.
스퍼터링법에서 사용되는 전원에는 한정되지는 않고, 예를 들어, DC 전원, MF/AC 전원 및 RF 전원의 단독 사용 또는 병용을 들 수 있고, 바람직하게는 DC 전원을 들 수 있다.
또한, 바람직하게는 제 1 무기 산화물층 (6) 을 스퍼터링법으로 형성할 때, 투명 기재 (2) (및 보호층 (3)) 를 냉각시킨다. 구체적으로는 투명 기재 (2) 의 하면을, 냉각 장치 (예를 들어 냉각 롤) 등에 접촉시켜, 투명 기재 (2) (및 보호층 (3)) 를 냉각시킨다. 이로써, 제 1 무기 산화물층 (6) 을 형성할 때에, 스퍼터링에 의해 발생하는 증착열 등으로 투명 기재 (2) 에 함유되는 물, 및 보호층 (3) 에 함유되는 유기물이 다량으로 방출되어, 물이 제 1 무기 산화물층 (6) 에 과잉으로 함유되는 것을 억제할 수 있다. 냉각 온도는, 예를 들어 －30 ℃ 이상, 바람직하게는 －10 ℃ 이상이고, 또한, 예를 들어 60 ℃ 이하, 바람직하게는 40 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 30 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 20 ℃ 이하, 특히 바람직하게는 0 ℃ 미만이다. 또한, 바람직하게는 제 1 무기 산화물층 (6), 금속층 (7) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 은 모두 상기 온도 범위에서 냉각되면서 스퍼터링 형성된다. 이로써, 금속층 (7) 의 응집이나 제 2 무기 산화물층 (8) 의 과잉 산화를 억제할 수 있다.
이로써, 제 1 무기 산화물층 (6), 금속층 (7) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 이, 두께 방향에 있어서 차례로 형성된 광 투과성 도전층 (4) 을 보호층 (3) 상에 형성하여, 광 투과성 도전층 적층체가 얻어진다. 이 때, 성막 직후 (예를 들어 광 투과성 도전층 적층체 형성 후 24 시간 이내) 의 제 1 무기 산화물층 (6) 및 제 2 무기 산화물층 (8) 은 모두 결정립 (10) 을 함유하고 있지 않다.
이어서, 제 2 무기 산화물층 (8) 이 결정립 (10) 을 함유하는 경우에는, 제 2 무기 산화물층 (8) 에 결정립 (10) 을 발생시키는 결정화 공정을 실시한다. 결정화 공정은, 결정립 (10) 을 형성할 수 있으면 한정적이지 않지만, 예를 들어 가열 공정을 들 수 있다. 즉, 광 투과성 도전층 적층체를 가열한다.
또, 가열 공정은, 상기 결정립 (10) 을 발생시키는 것을 목적으로 한 가열뿐만 아니라, 광 투과성 도전층 적층체의 컬 제거나, 은 페이스트 배선의 건조 형성 등에 수반되어 부수적으로 실시되는 가열이어도 된다.
가열 온도는 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어 30 ℃ 이상, 바람직하게는 40 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 80 ℃ 이상이고, 또한, 예를 들어 180 ℃ 이하, 바람직하게는 150 ℃ 이하이다.
가열 시간은 한정적이지 않고, 가열 온도에 따라 설정되지만, 예를 들어, 1 분 이상, 바람직하게는 10 분 이상, 보다 바람직하게는 30 분 이상이고, 또한, 예를 들어 4000 시간 이하, 바람직하게는 100 시간 이하이다.
가열은, 대기 분위기하, 불활성 분위기하, 진공하의 어느 것에서 실시해도 되지만, 결정화를 용이하게 하는 관점에서, 바람직하게는 대기 분위기하에서 실시한다.
이 가열 공정에 의해 제 2 무기 산화물층 (8) 이 결정화되고, 제 2 무기 산화물층 (8) 내에 결정립 (10) 이 존재한다. 특히, 제 2 무기 산화물층 (8) 이 결정립 (10) 을 함유하는 경우에는, 제 2 무기 산화물층 (8) 은, 투명 기재 (2) 와 제 2 무기 산화물층 (8) 의 사이에 개재되는 금속층 (7) 이, 결정화를 저해하는 투명 기재 (2) 로부터의 물이나 보호층 (3) 으로부터의 유기물을 배리어하고, 또한, 가열 공정시에 노출되어 있음으로써 결정화에 필요한 산소를 받아들이기 쉽기 때문에, 제 2 무기 산화물층 (8) 은 용이하게 결정화할 수 있다. 또, 제 1 무기 산화물층 (6) 은, 물이나 유기물의 영향이 크고, 또한, 산소를 받아들이기 어렵기 때문에, 결정립 (10) 의 성장이 저해되어 비정질성을 유지한다.
이로써, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 두께 방향에 있어서 투명 기재 (2) 와, 보호층 (3) 과, 광 투과성 도전층 (4) (제 1 무기 산화물층 (6), 금속층 (7) 및 제 2 무기 산화물층 (8)) 을 차례로 구비하고, 제 2 무기 산화물층 (8) 만이 결정립 (10) 을 함유하는 광 투과성 도전 필름 (9) 이 얻어진다.
이어서, 광 투과성 도전 필름 (9) 에, 액정 조광층 (5) 을 배치한다.
액정 조광층 (5) 은, 공지된 재료를 사용할 수 있다.
액정 조광층 (5) 과 제 2 무기 산화물층 (8) 이 접촉하도록, 액정 조광층 (5) 을 광 투과성 도전 필름 (9) 의 상면에 배치한다.
이로써, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투명 기재 (2) 와, 보호층 (3) 과, 광 투과성 도전층 (4) 과, 액정 조광층 (5) 을 두께 방향에 있어서 차례로 구비하는 액정 조광 부재 (1) 가 얻어진다.
또, 상기한 제조 방법을 롤 투 롤 방식으로 실시할 수 있다. 또한, 일부 또는 전부를 배치 방식으로 실시할 수도 있다.
또한, 광 투과성 도전층 (4) 은, 필요에 따라 에칭에 의해 배선 패턴 등의 패턴 형상으로 형성할 수도 있다.
11. 작용 효과
액정 조광 부재 (1) 에 따르면, 광 투과성 도전층 (4) 은, 근적외선 영역의 반사율이 높은 금속층 (7) 을 구비한다. 그래서, 광 투과성 도전층 (4) 은, 예를 들어 도전성 산화물만으로 이루어지는 경우와 비교해서 근적외선의 평균 반사율이 높아, 태양광 등의 열선을 액정 조광층 (5) 으로부터 효율적으로 차단할 수 있어서, 태양광의 영향을 받는 환경 (옥외 등) 에서 이용할 수 있다.
또한, 액정 조광 부재 (1) 에 따르면, 광 투과성 도전층 (4) 이 도전성을 갖기 때문에, 전극으로서 사용할 수 있다. 또한, 액정 조광 부재 (1) 에서는, 투명 기재 (2) 의 표면에 IR 반사층을 첩부하지 않아도, 근적외선 반사 특성이 우수하다. 그래서, 액정 조광 부재의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 액정 조광 부재 (1) 에 따르면, 투명 기재 (2) 의 표면에 IR 반사층을 첩부하지 않아도, 근적외선 반사 특성이 우수하다. 그래서, 액정 조광 부재 (1) 의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
액정 조광 부재 (1) 에 따르면, 광 투과성 도전층 (4) 은, 결정립 (10) 을 함유하는 제 2 무기 산화물층 (8) 을 구비한다. 그래서, 액정 조광층 (5) 이, 용매로서 물을 함유하는 경우에는, 그 물이, 제 2 무기 산화물층 (8) 을 두께 방향으로 통과시켜 금속층 (7) 에 침입하는 것을 억제할 수 있다.
액정 조광 부재 (1) 에 따르면, 제 2 무기 산화물층 (8) 이, 비정질부 (11) 및 결정질부 (12) 를 갖는 반결정질막이다. 그래서, 습열 내구성이 한층 더 우수하다.
광 투과성 도전 필름 (9) 에 따르면, 광 투과성 도전층 (4) 은, 근적외선 영역의 반사율이 높은 금속층 (7) 을 구비한다. 그래서, 광 투과성 도전 필름 (9) 이, 상기한 액정 조광 부재 (1) 에 사용되는 경우에는, 광 투과성 도전층 (4) 은, 예를 들어 도전성 산화물만으로 이루어지는 경우와 비교해서 근적외선의 평균 반사율이 높아, 태양광 등의 열선을 액정 조광층 (5) 으로부터 효율적으로 차단할 수 있어서, 태양광의 영향을 받는 환경 (옥외 등) 에서 이용할 수 있다.
또한, 광 투과성 도전 필름 (9) 에서는, 광 투과성 도전층 (4) 이 도전성을 갖기 때문에, 전극으로서 사용할 수 있다. 또한, 투명 기재 (2) 의 표면에 IR 반사층을 첩부하지 않아도, 근적외선 반사 특성이 우수하다. 그래서, 광 투과성 도전 필름 (9) 의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
12. 액정 조광 소자
액정 조광 소자 (13) 는, 소정 두께를 갖는 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 이루며, 두께 방향과 직교하는 소정 방향 (전후 방향 및 좌우 방향, 즉 면 방향) 으로 연신되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면 (2 개의 주면) 을 갖는다. 액정 조광 소자 (13) 는, 예를 들어, 조광 장치에 구비되는 조광 패널 등의 일 부품으로, 요컨대 조광 장치는 아니다. 즉, 액정 조광 소자 (13) 는, 조광 장치 등을 제작하기 위한 부품으로, LED 등의 광원이나 외부 전원을 포함하지 않고, 부품 단독으로 유통되어 산업상 이용 가능한 디바이스이다.
구체적으로는 도 4 에 나타내는 바와 같이, 액정 조광 소자 (13) 는, 액정 조광 부재 (1) 및 전극 기판 (상측 전극 기판) (14) 을 구비하는 적층 필름이다. 요컨대, 액정 조광 소자 (13) 는, 액정 조광 부재 (1) 와 액정 조광 부재 (1) 의 상측에 배치되는 전극 기판 (14) 을 구비한다. 바람직하게는 액정 조광 소자 (13) 는, 액정 조광 부재 (1) 와 전극 기판 (14) 만으로 이루어진다. 이하, 각 층에 대해서 상세히 서술한다.
전극 기판 (14) 은, 상기 서술한 광 투과성 도전 필름 (9) 이고, 두께 방향에 있어서 차례로 광 투과성 도전층 (4), 보호층 (3) 및 투명 기재 (2) 를 구비한다. 전극 기판 (14) 은, 액정 조광 부재 (1) 의 상측에 배치되어 있다. 구체적으로는 전극 기판 (14) 은, 액정 조광층 (5) 의 상면 (하측의 광 투과성 도전 필름 (9) 의 투명 기재 (2) 에 대하여 반대측의 표면) 의 전체면에, 액정 조광층 (5) 의 상면과 광 투과성 도전층 (4) 의 하면이 접촉하도록 배치되어 있다.
즉, 액정 조광 소자 (13) 에서는, 2 장의 광 투과성 도전 필름 (9) 이, 각각의 광 투과성 도전층 (4) 이 액정 조광층 (5) 의 표면 (하면 또는 상면) 과 접촉하도록 대향 배치되어 있다.
액정 조광 소자 (13) 는, 상기한 액정 조광 부재 (1) 를 구비한다. 그래서, 액정 조광 소자 (13) 는, 태양광 등의 열선을 액정 조광층 (5) 으로부터 효율적으로 차단할 수 있어서, 태양광의 영향을 받는 환경 (옥외 등) 에서 이용할 수 있다.
또한, 액정 조광 소자 (13) 는, 상기한 액정 조광 부재 (1) 를 구비한다. 그래서, 액정 조광 소자 (13) 의 두께를 얇게 할 수 있고, 또한, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
13. 변형예
변형예에 있어서, 상기한 실시형태와 동일한 부재 및 공정에 대해서는, 동일한 참조 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.
액정 조광 부재 (1) 의 일 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 보호층 (3) 을, 투명 기재 (2) 및 제 1 무기 산화물층 (6) 의 사이에 개재시키고 있다. 그러나, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 1 무기 산화물층 (6) 을 투명 기재 (2) 의 상면에 직접 배치할 수도 있다. 요컨대, 액정 조광 부재 (1) 는, 두께 방향에 있어서 차례로 투명 기재 (2), 광 투과성 도전층 (4) 및 액정 조광층 (5) 을 구비하고 있다. 한편, 액정 조광 부재 (1) 는, 보호층 (3) 을 구비하지 않는다.
액정 조광 부재 (1) 의 일 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 무기 산화물층 (6) 을 보호층 (3) 의 상면에 직접 배치하고 있다. 그러나, 예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 무기물층 (15) 을, 보호층 (3) 및 제 1 무기 산화물층 (6) 의 사이에 개재시킬 수도 있다.
무기물층 (15) 은, 보호층 (3) 과 함께 광 투과성 도전층 (4) 에 있어서의 배선 패턴의 시인을 억제하도록, 액정 조광 부재 (1) 의 광학 물성을 조정하는 광학 조정층이다. 무기물층 (15) 은, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 가지고 있으며, 보호층 (3) 의 상면 전체면에, 보호층 (3) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다. 무기물층 (15) 은, 소정의 광학 물성을 가지며, 예를 들어, 산화물, 불화물 등의 무기물로 조제되어 있다. 무기물층 (15) 의 두께는, 1 nm 이상, 바람직하게는 5 nm 이상, 보다 바람직하게는 10 nm 이상이고, 또한, 예를 들어 200 nm 이하, 바람직하게는 80 nm 이하, 보다 바람직하게는 40 nm 이하, 더욱 바람직하게는 25 nm 이하이다.
액정 조광 부재 (1) 의 일 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 광 투과성 도전층 (4) 은, 제 1 무기 산화물층 (6) 과, 금속층 (7) 과, 제 2 무기 산화물층 (8) 만을 구비하고 있다. 그러나, 예를 들어 도시되어 있지 않지만, 제 2 무기 산화물층 (8) 의 상면에, 추가로 제 2 금속층과 제 3 무기 산화물층을 차례로 배치할 수도 있고, 나아가서는, 제 3 무기 산화물층의 상면에, 제 3 금속층과 제 4 무기 산화물층을 배치할 수도 있다.
또한, 도시되어 있지 않지만, 투명 기재 (2) 의 상면 및/또는 하면에는, 예를 들어, 오염 방지층, 밀착, 발수층, 반사 방지층, 올리고머 방지층 등의 기능층을 배치할 수도 있다.
기능층은, 바람직하게는 상기한 수지 조성물을 함유하고, 보다 바람직하게는 수지 조성물로 이루어진다.
또한, 광 투과성 도전층 (4) 과 액정 조광층 (5) 의 사이에는, 절연층 (도시하지 않음) (바람직하게는 두께가 50 nm 이하) 이 전부 또는 일부에 배치되어 있어도 된다. 절연층은, 예를 들어 수지 조성물이나 무기 산화물 등으로 이루어진다.
액정 조광 부재 (1) 의 일 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 액정 조광 부재 (1) 는, 투명 기재 (2) 를 구비하고 있지만, 투명 기재 (2) 는, 다른 착색 기재 (도시하지 않음) 와 첩합 (貼合) 되어 있어도 된다. 예를 들어, 투명 기재 (2) 의 광 투과성 도전층 (4) 의 반대측에, 편광자나 편광 필름을 배치해도 된다. 편광자나 편광 필름은, 예를 들어 점착층 혹은 접착층을 개재하여 투명 기재 (2) 에 첩합시킬 수 있다.
이와 같은 기능층은, 필요한 기능에 따라 적절히 선택된다.
또, 상기 변형예는, 액정 조광 부재 (1) 에 대해서 설명했지만, 광 투과성 도전 필름 (9) 및 액정 조광 소자 (13) 에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 액정 조광 소자 (13) 에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 상측 전극 기판 (14) 으로서 본 발명의 광 투과성 도전 필름 (9) 를 사용하고 있지만, 예를 들어, 도시되어 있지 않지만, 상측 전극 기판 (14) 은, 투명 기재 (2) 와 단일 도전층으로 구성할 수도 있다. 단일 도전층으로는, 예를 들어 ITO 막 (결정질 ITO 막, 비정질 ITO 막), IGO 막, IGZO 막 등을 들 수 있다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 또, 본 발명은 실시예 및 비교예에 전혀 한정되지 않는다. 또한, 이하의 기재에 있어서 사용되는 배합 비율 (함유 비율), 물성값, 파라미터 등의 구체적 수치는, 상기한 「발명을 실시하기 위한 형태」에 있어서 기재되어 있는, 그것들에 대응하는 배합 비율 (함유 비율), 물성값, 파라미터 등 해당 기재의 상한값 (「이하」,「미만」으로 정의되어 있는 수치) 또는 하한값 (「이상」,「초과」로 정의되어 있는 수치) 으로 대체할 수 있다.
[광 투과성 도전 필름]
실시예 1
(필름 기재의 준비 및 보호층의 형성)
먼저, 장척상 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름으로 이루어지고, 두께가 50 ㎛ 인 투명 기재를 준비하였다.
이어서, 투명 기재의 상면에, 아크릴 수지로 이루어지는 자외선 경화성 수지를 도포하고, 자외선 조사에 의해 경화시켜, 경화 수지층으로 이루어지고, 두께가 2 ㎛ 인 보호층을 형성하였다. 이로써, 투명 기재와, 보호층을 구비하는 보호층이 부착된 투명 기재 롤을 얻었다.
(제 1 무기 산화물층의 형성)
이어서, 보호층이 부착된 투명 기재 롤을 진공 스퍼터 장치에 설치하여, 미반송시의 기압이 2×10-3 ㎩ 가 될 때까지 진공 배기하였다 (탈가스 처리). 이 때, 스퍼터링 가스 (Ar 및 O2) 를 도입하지 않은 상태에서, 보호층이 부착된 투명 기재의 일부를 반송하고, 1×10-2 ㎩ 까지 기압이 올라가는 것을 확인하였다. 이로써, 보호층이 부착된 투명 기재 롤에 충분한 양의 가스가 잔존하고 있음을 확인하였다.
이어서, 보호층이 부착된 투명 기재 롤을 조출 (繰出) 하면서, 경화 수지층의 상면에, 스퍼터링에 의해 비정질 ITO 로 이루어지고, 두께가 40 nm 인 제 1 무기 산화물층을 형성하였다.
구체적으로는 Ar 및 O2 를 도입한 기압 0.2 ㎩ 의 진공 분위기하 (유량비는 Ar : O2 ＝ 100 : 3.8) 에서 직류 (DC) 전원을 사용하여, 12 질량％ 의 산화주석과 88 질량％ 의 산화인듐의 소결체로 이루어지는 타깃을 스퍼터링하였다.
또, 스퍼터링에 의해 제 1 무기 산화물층을 형성할 때, 보호층이 부착된 투명 기재 롤의 하면 (구체적으로는 투명 기재의 하면) 을, －5 ℃ 의 냉각 롤에 접촉시켜, 보호층이 부착된 투명 기재 롤을 냉각시켰다.
(금속층의 형성)
Ag 합금으로 이루어지고, 두께가 8 nm 인 금속층을, 스퍼터링에 의해 제 1 무기 산화물층의 상면에 형성하였다.
구체적으로는 Ar 을 도입한 기압 0.4 ㎩ 의 진공 분위기에서, 전원으로서 직류 (DC) 전원을 사용하여, Ag 합금 (미츠비시 마테리알사 제조, 품번「No.317」) 을 스퍼터링하였다.
(제 2 무기 산화물층의 형성)
ITO 로 이루어지고, 두께가 38 nm 인 제 2 무기 산화물층을, 금속층의 상면에 스퍼터링에 의해 형성하였다.
구체적으로는 Ar 및 O2 를 도입한 기압 0.2 ㎩ 의 진공 분위기하 (유량비는 Ar : O2 ＝ 100 : 4.0) 에서 직류 (DC) 전원을 사용하여, 12 질량％ 의 산화주석과 88 질량％ 의 산화인듐의 소결체로 이루어지는 ITO 타깃을 스퍼터링하였다.
그 후, 대기 분위기하에서 80 ℃, 12 시간의 조건으로, 가열 공정을 실시하였다. 이로써, 제 2 무기 산화물층을 결정화하였다.
이로써, 투명 기재 상에, 두께 방향에 있어서 차례로 보호층, 제 1 무기 산화물층, 금속층 및 제 2 무기 산화물층이 형성된 광 투과성 도전 필름을 얻었다.
실시예 2
Ar 및 O2 의 유량비는 Ar : O2 ＝ 100 : 3.1 로 하고, 12 질량％ 의 산화주석과 88 질량％ 의 산화인듐의 소결체로 이루어지는 ITO 타깃을 스퍼터링함으로써, 제 2 무기 산화물층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 2 의 광 투과성 도전 필름을 얻었다.
실시예 3
제 2 무기 산화물층에 있어서의 가열 공정을 실시하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 3 의 광 투과성 도전 필름을 얻었다.
비교예 1
스퍼터시의 Ar 및 O2 의 유량비를 Ar : O2 ＝ 100 : 1.0 으로 하고, 제 2 무기 산화물층의 두께를 표 1 에 기재된 두께로 변경하고, 또한, 제 1 무기 산화물층 및 금속층을 형성하지 않고, 광 투과성 도전층을 형성하고, 그 후, 대기 분위기하에서 140 ℃, 1 시간의 가열 공정을 실시한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 1 의 광 투과성 도전 필름을 얻었다.
[액정 조광 소자]
(제조예 1)
실시예 1 의 광 투과성 도전 필름과 비교예 1 의 광 투과성 도전 필름을 준비하였다. 이어서, 네마틱 액정과 수지가 혼합된 도공액을 준비하였다. 이어서, 도공액을 실시예 1 의 광 투과성 도전 필름의 상면에 도포하여, 액정 조광층을 형성하였다. 그 후, 액정 조광층의 상면에 비교예 1 의 광 투과성 도전 필름을 적층시켜, 제조예 1 의 액정 조광 소자를 제조하였다.
얻어진 액정 조광 소자의 단부 (端部) 의 액정 조광층을 제거한 후, 도전성 구리박 점착 테이프 (테라오카 제작소 제조 상품명 No8323) 를 액정 조광층이 제거된 부분에 붙이고 전압을 가한 바, 전계의 유무에 따라 투과성의 변화가 시인되고, 조광 소자로서 기능하는 것을 확인하였다.
(제조예 2)
실시예 1 의 광 투과성 도전 필름을 실시예 2 의 광 투과성 도전 필름으로 변경한 것 이외에는, 제조예 1 과 동일하게 하여 제조예 2 의 액정 조광 소자를 제조하였다.
(제조예 3)
실시예 1 의 광 투과성 도전 필름을 실시예 3 의 광 투과성 도전 필름으로 변경한 것 이외에는, 제조예 1 과 동일하게 하여 제조예 3 의 액정 조광 소자를 제조하였다.
(제조 비교예 1)
비교예 1 의 광 투과성 도전 필름을 2 장 준비하고, 각각의 광 투과성 도전층이 액정 조광층의 표면 (상면 또는 하면) 과 접촉하도록 적층시킨 것 이외에는, 제조예 1 과 동일하게 하여 제조 비교예 1 의 액정 조광 소자를 제조하였다.
(측정)
(1) 두께
보호층, 제 1 무기 산화물층, 금속층 및 제 2 무기 산화물의 두께를, 투과형 전자 현미경 (히타치사 제조,「HF-2000」) 을 사용한 단면 관찰에 의해 측정하였다. 또한, 투명 기재의 두께를, 막후계 (Peacock 사 제조 디지털 다이얼 게이지 DG-205) 를 사용하여 측정하였다.
(2) 단면 TEM 에 의한 결정립의 관찰
투과형 전자 현미경 (히타치사 제조,「HF-2000」, 배율 200,000 배) 을 사용하여, 제 1 무기 산화물층 및 제 2 무기 산화물층의 단면을 관찰하였다. 그 때의 단면도의 면 방향 거리 500 nm 당에 있어서의 결정립의 수를 세었다. 또한, 무기 산화물층에 발생한 결정립의 최대 결정립의 길이를 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다.
(3) 평면 TEM 에 의한 결정립의 관찰
단면 TEM 에 의해 결정립이 확인된 각 실시예 및 비교예의 광 투과성 도전 필름에 있어서, 투과형 전자 현미경 (히타치사 제조,「H-7650」) 을 사용하여, 제 2 무기 산화물층의 상면을 관찰하여, 배율 : 100,000 배의 평면 화상을 얻었다. 다음으로, 제 2 무기 산화물층 전체의 면적에 대한 결정립 (결정화되어 있는 지점) 의 면적 비율을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 나타낸다. 또, 실시예 1 에 있어서는, 제 2 결정립의 수가 제 1 결정립의 수보다 많았다.
(4) 습열 내구성
각 실시예 및 각 비교예의 광 투과성 도전 필름을 10 cm×10 cm 의 사이즈로 잘라내고, 광 투과성 도전층 상에 점착층 (닛토 덴코사 제조,「CS9904U」) 을 형성하여, 유리 기판에 첩합시킨 후, 60 ℃, 95 ％RH 의 조건으로 240 시간 방치하였다. 그 후, 중앙 8 cm×8 cm 부분의 광 투과성 도전층의 상면을 육안으로 관찰하였다.
이 때, 이하의 기준에 의거하여 외관 평가를 실시하였다.
◎ : 백색의 점상 결점 (응집, 부식 지점) 이 관찰되지 않는다 (0 개).
○ : 백색의 점상 결점이 0 개 초과, 5 개 이하이다.
× : 백색의 점상 결점이 5 개 초과이다.
그 결과를 표 1 에 나타낸다.
(5) 근적외선 반사 특성
각 실시예 및 각 비교예의 광 투과성 도전 필름에 대해서, 근적외선 (파장 850 ∼ 2500 ㎚) 의 평균 반사율을 측정하였다.
이 때, 이하의 기준에 의거하여 평균 반사율의 평가를 실시하였다.
○ : 평균 반사율이 30 ％ 이상이다.
△ : 평균 반사율이 15 ％ 이상 30 ％ 미만이다.
× : 평균 반사율이 15 ％ 미만이다.
그 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure 112018092323787-pct00001
또, 상기 발명은, 본 발명의 예시된 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 불과하고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는, 후기하는 청구 범위에 포함된다.
산업상 이용가능성
본 발명의 액정 조광 부재, 광 투과성 도전 필름 및 액정 조광 소자는, 각종 공업 제품에 적용할 수 있고, 예를 들어, 건축물이나 탈것의 창유리, 칸막이, 인테리어 등의 각종 용도에 사용된다.
1 : 액정 조광 부재
2 : 투명 기재
4 : 광 투과성 도전층
5 : 액정 조광층
6 : 제 1 무기 산화물층
7 : 금속층
8 : 제 2 무기 산화물층
9 : 광 투과성 도전 필름
13 : 액정 조광 소자

Claims (5)

  1. 투명 기재와, 광 투과성 도전층과, 액정 조광층을 차례로 구비하고,
    상기 광 투과성 도전층은, 제 1 무기 산화물층과, 금속층과, 제 2 무기 산화물층을 차례로 구비하며,
    상기 제 1 무기 산화물층은 결정립을 함유하지 않으며,
    상기 제 2 무기 산화물층은 결정립을 함유하는 것을 특징으로 하는 액정 조광 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 무기 산화물층이, 비정질부 및 결정질부를 갖는 반결정질막인 것을 특징으로 하는 액정 조광 부재.
  3. 제 1 항에 기재된 액정 조광 부재에 사용하기 위한 광 투과성 도전 필름으로서,
    투명 기재와, 광 투과성 도전층을 차례로 구비하고,
    상기 광 투과성 도전층은, 제 1 무기 산화물층과, 금속층과, 제 2 무기 산화물층을 차례로 구비하며,
    상기 제 1 무기 산화물층은 결정립을 함유하지 않으며,
    상기 제 2 무기 산화물층은 결정립을 함유하는 것을 특징으로 하는 광 투과성 도전 필름.
  4. 제 1 항에 기재된 액정 조광 부재와,
    상기 투명 기재에 대하여 상기 액정 조광층의 반대측의 표면에 형성되는 전극 기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 조광 소자.
  5. 삭제
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