KR20220161317A - 고분자 분산형 액정 필름, 에멀젼 및 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법 - Google Patents

고분자 분산형 액정 필름, 에멀젼 및 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법 Download PDF

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히로유키 타케모토
진 요시카와
마사노리 오츠카
마리코 히라이
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 의하면, 두께의 유니포머티가 우수한 PDLC층을 갖고, PDLC층으로부터의 액정 누설이 억제된 PDLC 필름이 제공된다. 본 발명의 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법은, 제 1 투명 도전성 필름에, 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 에멀젼을 도포해서 도포층을 형성하는 것, 상기 도포층을 건조시켜서 폴리머 매트릭스와 상기 폴리머 매트릭스 중에 분산된 액정 입자를 포함하는 고분자 분산형 액정층을 형성하는 것, 및, 상기 고분자 분산형 액정층 상에 제 2 투명 도전성 필름을 적층하는 것을 포함하는 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법으로서, 상기 폴리머 입자가 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자를 포함하고, 상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 크다.

Description

고분자 분산형 액정 필름, 에멀젼 및 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법
본 발명은 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 에멀젼, 상기 에멀젼을 사용한 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법 및 상기 에멀젼을 이용하여 얻어지는 고분자 분산형 액정 필름에 관한 것이다.
한쌍의 투명 전극층의 사이에 고분자 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal; 이하, 「PDLC」라고 칭하는 경우가 있다)층을 갖는 PDLC 필름은 전압의 인가량에 따라, PDLC층에 있어서의 투과광의 산란 정도를 변화시킬 수 있고, 예를 들면 전압 인가 상태와 무인가 상태를 스위칭함으로써, 광을 산란시키는 상태(산란 상태)와 광을 투과시키는 상태(비산란 상태 또는 투명 상태)를 스위칭할 수 있다. 최근, 이러한 PDLC 필름의 기능을 이용해서 블라인드나 커튼 용도, 디스플레이 용도, 투사 스크린 용도 등의 여러 용도로의 전개가 진행되고 있다.
PDLC 필름의 제조 방법으로서는 종래, 모노머와 액정 화합물의 혼합액을 한쌍의 투명 도전성 필름 사이에 충전후, UV 조사 등에 의해 모노머를 중합시켜서 중합 유기 상분리를 발생시킴으로써, 폴리머 매트릭스 중에 액정 화합물이 분산된 PDLC층을 형성하는 방법이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1).
여기에서, PDLC 필름의 광확산성은 PDLC층의 두께에 비례하는 점에서 PDLC층의 두께의 불균일은 표시 품위의 불균일로 연결될 수 있다. 그 때문에 PDLC층의 두께의 균일성(유니포머티)은 중요하며, 특히 디스플레이 용도에 있어서는 그 중요도가 높다. 그러나, 투명 도전성 필름 사이에 상기 혼합액을 충전할 때의 라미네이트 롤의 진원도의 변형이나, 롤 심의 약간의 어긋남에 의해, PDLC층의 두께에 불균일이 생길 수 있다. 또한 중합전의 혼합액은 유동하기 쉬운 점에서, 한쌍의 투명 도전성 필름 사이로의 충전후이며 중합전에 있어서는 혼합액이 면내에서 유동하여 두께의 유니포머티가 악화되는 경우가 있다.
상기 문제에 대하여, 이미 폴리머화된 수지 입자와 액정 입자가 용매 중에 분산된 에멀젼을 균일한 두께로 투명 도전성 필름 상에 도포하고, 용매를 건조함으로써 두께의 유니포머티가 우수한 PDLC층을 형성하는 기술이 제안되어 있다. 상기 기술의 구체예로서는 수중에 유화한 액정 입자와 폴리머 입자가 분산된 에멀젼을 도포하는 것이 알려져 있다(특허문헌 2 또는 특허문헌 3).
일본 특허 제2550627호 공보 일본 특허 제2608543호 공보 일본 특허 제5355879호 공보
상기 에멀젼을 이용하여 제작된 PDLC 필름에 있어서는 액정 입자 중에 포함되는 액정 화합물이 PDLC층의 단부로부터 서서히 누출된다라는 문제(액정 누설)가 생길 수 있다. 액정 누설은 주위를 오염시킬 뿐만 아니라, 액정 누설에 따라서 PDLC 필름의 특성자신도 변화되어 버린다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 주된 목적은 두께의 유니포머티가 우수한 PDLC층을 갖고, PDLC층으로부터의 액정 누설이 억제된 PDLC 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 1개의 국면에 의하면, 제 1 투명 도전성 필름에 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 에멀젼을 도포해서 도포층을 형성하는 것, 상기 도포층을 건조시켜서 폴리머 매트릭스와 상기 폴리머 매트릭스 중에 분산된 액정 입자를 포함하는 고분자 분산형 액정층을 형성하는 것, 및, 상기 고분자 분산형 액정층 상에 제 2 투명 도전성 필름을 적층하는 것을 포함하는 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법으로서, 상기 폴리머 입자가 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자를 포함하고, 상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 제조 방법이 제공된다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름의 1.3배∼20배이다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름이 10nm∼100nm이다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 50nm∼500nm이다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 에멀젼이 레벨링제 및/또는 가교제를 더 포함한다.
본 발명의 다른 국면에 의하면, 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 고분자 분산형 액정층 형성용 에멀젼으로서, 상기 폴리머 입자가 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자를 포함하고, 상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 에멀젼이 제공된다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름의 1.3배∼20배이다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름이 10nm∼100nm이다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 50nm∼500nm이다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 에멀젼은 레벨링제 및/또는 가교제를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 국면에 의하면, 제 1 투명 도전성 필름과, 고분자 분산형 액정층과, 제 2 투명 도전성 필름을 이 순서로 갖고, 상기 고분자 분산형 액정층이 상기 고분자 분산형 액정층 형성용 에멀젼을 상기 제 1 투명 도전성 필름에 도포하고, 건조시킴으로써 형성되는 고분자 분산형 액정 필름이 제공된다.
1개의 실시형태에 있어서, 상기 고분자 분산형 액정층의 두께가 1㎛∼15㎛이다.
본 발명에 있어서는, 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 에멀젼으로서, 상기 폴리머 입자로서 제 1 폴리머 입자와 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 평균 입자지름을 갖는 제 2 폴리머 입자를 포함하는 에멀젼을 도포 및 건조시켜서 PDLC층을 제작한다. 이것에 의해, 두께의 유니포머티가 우수한 PDLC층으로서, 액정 누설이 억제된 PDLC층을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 1개의 실시형태에 있어서의 PDLC 필름의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시형태에는 한정되지 않는다. 또, 본 명세서 중에서 수치범위를 나타내는 「∼」은 그 상한 및 하한의 수치를 포함한다.
A. 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법
본 발명의 1개의 국면에 의하면, 제 1 투명 도전성 필름에, 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 에멀젼(이하, 「에멀젼 도공액」이라고 칭하는 경우가 있다)을 도포해서 도포층을 형성하는 것(공정 A), 상기 도포층을 건조시켜서 폴리머 매트릭스와 상기 폴리머 매트릭스 중에 분산된 액정 입자를 포함하는 PDLC층을 형성하는 것(공정 B), 및, 상기 PDLC층 상에 제 2 투명 도전성 필름을 적층하는 것(공정 C)을 포함하는 PDLC 필름의 제조 방법이 제공된다. 상기 제조 방법에 있어서는 폴리머 입자로서 제 1 폴리머 입자와, 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 평균 입자지름을 갖는 제 2 폴리머 입자를 포함하는 에멀젼을 사용한다. 이러한 에멀젼 도공액을 도포 및 건조시킴으로써, 두께의 유니포머티가 우수한 PDLC층을 갖고, PDLC층으로부터의 액정 누설이 억제된 PDLC 필름을 얻을 수 있다.
본 발명을 하등 한정하는 것은 아니지만, 상기 효과가 발휘되는 메커니즘은 이하와 같이 추측될 수 있다. 즉, 에멀젼 도공액을 사용한 PDLC층의 제작에 있어서는 용매의 증발에 의해 폴리머 입자가 완전하게(간극 없이) 서로 융착하는 것은 아니고, 융착 입자간에 미소한 간극이 형성된다. 그 결과, 액정 화합물은 폴리머 매트릭스 중에 완전하게 밀봉되지 않고, 상기 간극을 통해서 PDLC층의 단부로부터 서서히 누출된다. 여기에서, 에멀젼 도공액에 포함되는 폴리머 입자의 입자지름이 작은 경우, 입자가 빈틈없이 응집해서 서로 융착하는 점에서, 지름이 작은 간극이 형성되는 한편, 요철이 적고, 비교적 직선적인 간극이 형성되고(결과적으로, 단부까지의 경로 길이가 짧아진다), 결과적으로 액정 누설이 생기기 쉽다. 또한 에멀젼 도공액에 포함되는 폴리머 입자의 입자지름이 큰 경우, 밀집 정도가 성긴 상태에서 입자가 서로 융착하는 점에서, 만곡이 크고, 곡선적인 간극이 형성되는(결과적으로, 단부까지의 경로 길이가 길어진다) 한편, 지름이 큰 간극이 형성되고, 결과적으로, 액정 누설이 생기기 쉽다. 이것에 대하여 입자지름이 작은 폴리머 입자와 큰 폴리머 입자를 조합해서 사용함으로써, 폴리머 매트릭스간에 형성되는 간극을 지름이 작고, 또한, 곡선적인 것으로 할 수 있고, 결과적으로, 액정 누설이 억제된다고 추측된다.
A-1. 공정 A
공정 A에 있어서는 제 1 투명 도전성 필름에 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 에멀젼을 도포해서 도포층을 형성한다.
A-1-1. 제 1 투명 도전성 필름
제 1 투명 도전성 필름은 대표적으로는 제 1 투명 기재와 그 일방측에 형성된 제 1 투명 전극층을 갖는다. 제 1 투명 도전성 필름은 필요에 따라서, 제 1 투명 기재의 편측 또는 양측에 하드 코팅층을 갖고 있어도 좋고, 또한 제 1 투명 기재와 제 1 투명 전극층 사이에 굴절률 조정층을 갖고 있어도 좋다.
제 1 투명 도전성 필름의 표면 저항값은 바람직하게는 1Ω/□∼1000Ω/□이며, 보다 바람직하게는 5Ω/□∼300Ω/□이며, 더욱 바람직하게는 10Ω/□∼200Ω/□이다.
제 1 투명 도전성 필름의 헤이즈값은 바람직하게는 20% 이하이며, 보다 바람직하게는 10% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.1%∼10%이다.
제 1 투명 도전성 필름의 전광선 투과율은 바람직하게는 30% 이상이며, 보다 바람직하게는 60% 이상이며, 더욱 바람직하게는 80% 이상이다.
제 1 투명 기재는 임의의 적절한 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 구체적으로는 예를 들면 필름이나 플라스틱 기재 등의 고분자 기재가 바람직하게 사용된다. 평활성 및 투명 전극층 형성용 조성물에 대한 흡습성이 우수하고, 또한 롤에 의한 연속 생산에 의해 생산성을 대폭 향상시킬 수 있기 때문이다.
제 1 투명 기재를 구성하는 재료는 대표적으로는 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름이다. 열가소성 수지로서는 예를 들면 폴리에스테르계 수지; 폴리노르보르넨 등의 시클로올레핀계 수지; 아크릴계 수지; 폴리카보네이트 수지; 셀룰로오스계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는 폴리에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지 또는 아크릴계 수지이다. 이들 수지는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수하다. 상기 열가소성 수지는 단독으로, 또는 2종 이상 조합해서 사용해도 좋다. 또한 편광판에 사용되는 광학 필름, 예를 들면 저위상차 기재, 고위상차 기재, 위상차판, 흡수형 편광 필름, 편광 선택 반사 필름 등을 제 1 투명 기재로서 사용하는 것도 가능하다.
제 1 투명 기재의 두께는 바람직하게는 200㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 3㎛∼100㎛이며, 더욱 바람직하게는 5㎛∼70㎛이다. 제 1 투명 기재의 두께를 200㎛ 이하로 함으로써, PDLC층의 기능을 충분히 발휘시킬 수 있다.
제 1 투명 기재의 전광선 투과율은 바람직하게는 30% 이상이며, 보다 바람직하게는 60% 이상이며, 더욱 바람직하게는 80% 이상이다.
제 1 투명 전극층은 예를 들면 인듐 주석 산화물(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 등의 금속산화물을 이용하여 형성될 수 있다. 바람직하게는 ITO를 포함하는 투명 전극층이 형성된다. ITO를 포함하는 투명 전극층은 투명성이 우수하다. 제 1 투명 전극층은 목적에 따라서 소망의 형상으로 패터닝될 수 있다.
제 1 투명 전극층의 광투과율은 바람직하게는 85% 이상이며, 보다 바람직하게는 87% 이상이며, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 이러한 범위의 광투과율을 갖는 투명 전극층을 사용함으로써, 투명상태에 있어서 높은 광투과율을 갖는다. 상기 광투과율은 높을수록 바람직하지만, 그 상한은 예를 들면 99%이다.
바람직하게는 제 1 투명 전극층은 결정립을 함유한다. 결정립을 함유함으로써 광투과율을 향상시킬 수 있다. 결정립의 형성 방법에 한정은 없지만, 예를 들면 대기하에서 가열함으로써 적합하게 결정립을 형성할 수 있다. 투명 전극층에 있어서의 결정립의 면적 점유율은 예를 들면 30% 이상, 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상이다. 상기 면적 점유율의 상한은 예를 들면 100%이다. 결정립의 면적 점유율이 상기 범위이면, 광투과율을 향상시킬 수 있다. 또, 결정립의 면적 점유율은 투과형 전자현미경(TEM)으로 투명 전극층의 표면을 관찰하고, 결정립 영역과 비결정 영역의 면적비로부터 산출할 수 있다.
제 1 투명 전극층의 표면 거칠기(Ra)는 예를 들면 0.1nm 이상이다. 제 1 투명 전극층의 표면 거칠기(Ra)가 0.1nm 미만인 경우, 기재와의 밀착성이 악화될 우려가 있다. 제 1 투명 전극층의 표면 거칠기(Ra)의 상한은 바람직하게는 1.2nm 미만이며, 보다 바람직하게는 1.0nm 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.0nm 미만이며, 특히 바람직하게는 0.8nm 이하이다. 제 1 투명 전극층의 표면 거칠기(Ra)가 지나치게 큰 경우, 적합하게 결정립을 형성하는 것이 어렵게 될 우려가 있다. 또, 본 명세서에 있어서의 표면 거칠기(Ra)란 AFM(Atomic Force Microscope:원자간력 현미경)에 의해 측정되는 산술 평균 거칠기(Ra)를 의미한다.
제 1 투명 전극층의 두께는 예를 들면 10nm 이상이며, 바람직하게는 15nm 이상이다. 투명 전극층의 두께가 10nm 미만인 경우, 결정립의 면적 점유율이 저하될 우려가 있다. 제 1 투명 전극층의 두께의 상한은 예를 들면 50nm 이하이며, 바람직하게는 35nm 이하이며, 보다 바람직하게는 30nm 미만이며, 더욱 바람직하게는 27nm 이하이다. 투명 전극층의 두께가 50nm를 초과할 경우, 투과율이 악화될 우려가 있고, 또한 투명 전극층의 표면 거칠기가 커질 우려가 있다.
제 1 투명 전극층은 예를 들면 스퍼터링에 의해, 제 1 투명 기재의 일방의 면에 형성된다. 스퍼터링에 의해 금속산화물층을 형성후, 어닐링함으로써 결정화할 수 있다. 어닐링은 예를 들면 120℃∼300℃, 10분∼120분 열처리함으로써 행해진다.
굴절률 조정층은 PDLC 필름의 색상 및/또는 투과율을 제어할 수 있다. 굴절률 조정층은 단층으로 이루어져도 좋고, 2층 이상의 적층체이어도 좋다.
굴절률 조정층의 굴절률은 1.3∼1.8인 것이 바람직하고, 1.35∼1.7인 것이 보다 바람직하고, 1.38∼1.68인 것이 더욱 바람직하다. 단층의 경우에는 예를 들면 투명 전극층이 ITO인 경우, ITO의 굴절률을 광학적으로 완화할 수 있도록 오히려 낮은 굴절률이 바람직하고, 예를 들면 1.38∼1.46이 바람직하다. 이것에 의해, 투명 기재-투명 전극층간에 있어서의 계면반사를 적합하게 저감할 수 있다.
굴절률 조정층은 무기물, 유기물, 혹은 무기물과 유기물의 혼합물에 의해 형성된다. 굴절률 조정층을 형성하는 재료로서는 NaF, Na3AlF6, LiF, MgF2, CaF2, SiO2, LaF3, CeF3, Al2O3, TiO2, Ta2O5, ZrO2, ZnO, ZnS, SiOx(x는 1.5 이상 2 미만) 등의 무기물이나, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 실록산계 폴리머 등의 유기물을 들 수 있다. 특히, 유기물로서 멜라민 수지와 알키드 수지와 유기 실란 축합물의 혼합물로 이루어지는 열경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
굴절률 조정층은 평균 입자지름이 1nm∼100nm인 나노 미립자를 포함하고 있어도 좋다. 굴절률 조정층 중에 나노 미립자를 함유함으로써, 굴절률 조정층 자체의 굴절률의 조정을 용이하게 행할 수 있다.
굴절률 조정층 중의 나노 미립자의 함유량은 0.1중량%∼90중량%인 것이 바람직하다. 또한 굴절률 조정층 중의 나노 미립자의 함유량은 10중량%∼80중량%인 것이 보다 바람직하고, 20중량%∼70중량%인 것이 더욱 바람직하다.
나노 미립자를 형성하는 무기 산화물로서는 예를 들면 산화규소(실리카), 중공 나노 실리카, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 산화주석, 산화지르코늄, 산화니오브 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 산화규소(실리카), 산화티탄, 산화알루미늄, 산화아연, 산화주석, 산화지르코늄, 산화니오브가 바람직하다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
굴절률 조정층의 두께는 10nm∼200nm인 것이 바람직하고, 20nm∼150nm인 것이 보다 바람직하고, 30nm∼130nm인 것이 더욱 바람직하다. 굴절률 조정층의 두께가 과도하게 작으면 연속 피막이 되기 어렵다. 또한 굴절률 조정층의 두께가 과도하게 크면 투명상태에 있어서의 투명성이 저하되거나, 크랙이 생기기 쉬워지거나 하는 경향이 있다.
굴절률 조정층은 상기의 재료를 이용하여, 웨트법, 그라비어 코팅법이나 바 코팅법 등의 도포법, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등에 의해 형성할 수 있다.
A-1-2. 에멀젼 도공액
에멀젼 도공액은 용매와 상기 용매 중에 분산된 폴리머 입자와 액정 입자를 포함한다. 폴리머 입자는 제 1 폴리머 입자와, 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 평균 입자지름을 갖는 제 2 폴리머 입자를 포함한다. 에멀젼 도공액은 바람직하게는 레벨링제 및/또는 가교제를 더 포함한다.
제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름은 바람직하게는 10nm∼100nm이며, 보다 바람직하게는 15nm∼90nm, 더욱 바람직하게는 20nm∼80nm이다. 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름이 10nm 미만이면, 표면 자유 에너지가 높기 때문에 도포층의 건조시에 제 1 폴리머 입자만으로 응집되어 버려, 액정 누설의 억제 효과가 불충분하게 되는 경우가 있다. 또한 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름이 100nm를 초과하면, 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름의 차가 작아져서, 액정 누설의 억제 효과가 불충분하게 되는 경우가 있다. 또, 제 1 폴리머 입자 및 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름은 체적 평균의 메디안 지름을 의미하고, 동적 광산란식 입도분포 측정 장치를 이용하여 측정될 수 있다.
제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름의 변동계수(CV값)는 예를 들면 1.0 미만일 수 있고, 바람직하게는 0.5 이하, 보다 바람직하게는 0.2∼0.4일 수 있다.
제 1 폴리머 입자를 형성하는 폴리머는 광투과율, 액정 입자 및 제 2 폴리머 입자의 굴절률, 투명 도전성 필름과의 밀착력 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 제 1 폴리머 입자를 형성하는 폴리머는 광등방성 수지이어도 좋고, 광이방성 수지이어도 좋다. 상기 폴리머로서는 수분산성 수지, 예를 들면 폴리우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계 또는 아크릴계의 수분산성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리우레탄계 또는 아크릴계의 수분산성 수지가 바람직하게 사용된다.
제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름은 바람직하게는 50nm∼500nm이며, 보다 바람직하게는 80nm∼400nm이며, 더욱 바람직하게는 100nm∼300nm이다. 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 50nm 미만이면, 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름과의 차가 작아져서 액정 누설의 억제 효과가 불충분하게 되는 경우가 있다. 또한 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 500nm를 초과하면, 제 1 폴리머 입자와 균일하게 혼화하지 않고, 폴리머간의 광확산이 생기는 경우가 있고, 결과적으로, 투명상태에 있어서, 투명성이 높은 PDLC 필름이 얻어지지 않는 경우가 있다.
제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름의 변동계수(CV값)는 예를 들면 1.0 미만일 수 있고, 바람직하게는 0.5 이하, 보다 바람직하게는 0.2∼0.4일 수 있다.
제 2 폴리머 입자를 형성하는 폴리머는 광투과율, 액정 입자 및 제 1 폴리머 입자의 굴절률, 투명 도전성 필름과의 밀착력 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 제 2 폴리머 입자를 형성하는 폴리머는 광등방성 수지이어도 좋고, 광이방성 수지이어도 좋다. 상기 폴리머로서는 제 1 폴리머 입자를 형성하는 폴리머와 같은 폴리머를 들 수 있다. 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자는 같은 종류의 폴리머로 형성되어 있어도 좋고, 다른 종류의 폴리머로 형성되어 있어도 좋다.
제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름에 대한 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름의 비율(제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름/제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름)은 바람직하게는 1.3∼20, 보다 바람직하게는 1.3∼10, 더욱 바람직하게는 1.5∼5일 수 있다. 상기 비율이 1.3 미만이면, 액정 누설의 억제 효과가 불충분하게 되는 경우가 있다. 또한 상기 비율이 20을 초과하면, 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자가 균일하게 혼화되지 않는 경우가 있다.
에멀젼 도공액의 고형분에 있어서의 폴리머 입자의 함유 비율(제 1 폴리머 입자 및 제 2 폴리머 입자의 합계 함유 비율)은 바람직하게는 70중량% 이하, 보다 바람직하게는 40중량%∼60중량%일 수 있다.
에멀젼 도공액에 있어서의 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자의 함유 비율(전자:후자, 중량 기준)은 바람직하게는 2:8∼8:2, 보다 바람직하게는 3:7∼7:3일 수 있다.
상기 액정 입자를 형성하는 액정 화합물로서는 임의의 적절한 액정 화합물이 사용될 수 있고, 바람직하게는 파장 589nm에 있어서 0.05∼0.25의 복굴절 Δn(=ne-no;ne는 액정 화합물 분자의 장축 방향의 굴절률, no는 액정 화합물 분자의 단축 방향의 굴절률), 보다 바람직하게는 0.05∼0.20의 복굴절 Δn을 갖는 액정 화합물이 사용된다.
액정 화합물의 유전 이방성은 양이어도 음이어도 좋다. 액정 화합물은 예를 들면 네마틱형, 스멕틱형, 콜레스테릭형 액정 화합물일 수 있다. 투명상태에 있어서 우수한 투명성을 실현할 수 있는 점에서 네마틱형 액정 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 네마틱형 액정 화합물로서는 비페닐계 화합물, 페닐벤조에이트계 화합물, 시클로헥실벤젠계 화합물, 아족시벤젠계 화합물, 아조벤젠계 화합물, 아조메틴계 화합물, 터페닐계 화합물, 비페닐벤조에이트계 화합물, 시클로헥실비페닐계 화합물, 페닐피리딘계 화합물, 시클로헥실피리미딘계 화합물, 콜레스테롤계 화합물, 불소계 화합물 등을 들 수 있다.
액정 입자의 평균 입자지름은 바람직하게는 1㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상이다. 또한 액정 입자의 평균 입자지름은 바람직하게는 9㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 8㎛ 이하이다. 액정 입자의 평균 입자지름이 상기 범위내이면, PDLC층에 있어서의 액정 액적의 평균 입자지름을 소망의 범위로 할 수 있다. 또, 상기 액정 입자의 평균 입자지름은 체적 평균 입자지름이다.
상기 액정 입자의 평균 입자지름은 비교적 좁은 입도분포를 갖는 것이 바람직하다. 액정 입자의 평균 입자지름의 변동계수(CV값)는 예를 들면 0.40 미만일 수 있고, 바람직하게는 0.35 이하, 보다 바람직하게는 0.30 이하일 수 있다. 1개의 실시형태에 있어서, 입자지름이 1㎛ 미만 또는 9㎛ 초과인 액정 캡슐을 실질적으로 포함하지 않는 에멀젼 도공액(예를 들면 액정 입자의 총체적에 대한 입자지름이 1㎛ 미만 또는 9㎛ 초과인 액정 입자의 체적의 비율이 10% 이하인 에멀젼 도공액)이 사용될 수 있다.
에멀젼 도공액의 고형분에 있어서의 액정 입자의 함유 비율은 바람직하게는 30중량% 이상, 보다 바람직하게는 40중량%∼60중량%일 수 있다.
상기한 바와 같이 에멀젼 도공액은 바람직하게는 레벨링제를 더 포함한다. 에멀젼 도공액 중의 액정 입자의 입자지름이 마이크로미터 오더인 것에 대해, 폴리머 입자의 입자지름이 나노미터 오더인 점에서, 건조에 의해 도포층으로부터 용매가 휘발한 후에는 액정 입자가 분산되고 있는 장소의 두께가, 분산되고 있지 않는 장소보다 국소적으로 증가하고, 결과적으로, 건조후의 도막 표면에는 수㎛∼수십㎛의 주기로 미세한 요철이 생길 수 있다. 이러한 요철은 제 2 투명 도전 필름을 적층할 때에 미소한 기포의 바이팅을 발생시키고, 이것에 의해, 전압 인가시의 투명성이나, 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 레벨링제를 첨가함으로써, 이러한 요철을 억제해서 제 2 투명 도전 필름을 적층할 때의 미소한 기포의 바이팅을 방지할 수 있다.
레벨링제로서는 예를 들면 아크릴계 레벨링제, 불소계 레벨링제, 실리콘계 레벨링제 등을 들 수 있다. 아크릴계 레벨링제로서는 폴리플로우 No. 36, 폴리플로우 No. 56, 폴리플로우 No. 85HF, 폴리플로우 No. 99C(모두 Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 제품) 등을 들 수 있다. 불소계 레벨링제로서는 메가팩 F444, 메가팩 F470N, 메가팩 F556(모두 DIC사 제품) 등을 들 수 있다. 실리콘계 레벨링제로서는 LE303(Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 제품), 그란딕 PC4100(DIC사 제품) 등을 들 수 있다.
레벨링제의 함유 비율은 에멀젼 도공액 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.05중량부∼10중량부이며, 보다 바람직하게는 0.1중량부∼1중량부이다.
또한 에멀젼 도공액은 가교제를 포함하고 있어도 좋다. 가교제를 사용함으로써, 가교구조를 갖는 폴리머 매트릭스를 포함하는 PDLC층을 형성할 수 있다.
가교제로서는 임의의 적절한 가교제가 사용될 수 있다. 예를 들면 아지리딘계 가교제, 이소시아네이트계 가교제 등을 들 수 있다.
가교제의 함유 비율은 에멀젼 도공액 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0.5중량부∼10중량부이며, 보다 바람직하게는 0.8중량부∼5중량부이다.
에멀젼 도공액은 예를 들면 제 1 폴리머 입자를 포함하는 수지 에멀젼과, 제 2 폴리머 입자를 포함하는 수지 에멀젼과, 액정 입자를 포함하는 액정 에멀젼과, 임의 성분(예를 들면 레벨링제, 가교제)을 혼합함으로써 조제될 수 있다. 필요에 따라서, 혼합시에 용매나 분산제를 더 첨가해도 좋다. 또는 에멀젼 도공액은 용매 중에 액정 화합물과 수분산성 수지를 첨가하고, 기계적으로 분산시키는 것 등에 의해서도 조제될 수 있다. 또, 용매로서는 물 또는 물과 수혼화성 유기용매의 혼합 용매가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 수지 에멀젼 및 액정 에멀젼은 예를 들면 기계적 유화법, 마이크로 채널법, 막유화법 등에 의해 조제될 수 있다. 그 중에서도 액정 에멀젼은 막유화법으로 조제되는 것이 바람직하다. 막유화법에 의하면, 입도분포가 고른 에멀젼이 적합하게 얻어질 수 있다. 막유화법의 상세에 대해서는 일본 특허공개 평 4-355719호 공보, 일본 특허공개 2015-40994호 공보(이들은 본 명세서에 참고로서 원용된다) 등의 개시를 참조할 수 있다.
에멀젼 도공액의 고형분 농도는 예를 들면 20중량%∼60중량%, 바람직하게는 30중량%∼50중량%일 수 있다.
에멀젼 도공액의 점도는 제 1 투명 도전성 필름에의 도포가 적합하게 행해지도록 적절하게 조정될 수 있다. 도포시에 있어서의 에멀젼 도공액의 점도는 바람직하게는 20mPas∼400mPas이며, 보다 바람직하게는 30mPas∼300mPas이며, 더욱 바람직하게는 40mPas∼200mPas이다. 점도가 20mPas 미만인 경우, 용매를 건조시킬 때에 용매의 대류가 현저하게 되어 PDLC층의 두께가 불안정하게 될 우려가 있다. 또한 점도가 400mPas를 초과할 경우, 에멀젼 도공액의 비드가 안정되지 않을 우려가 있다. 에멀젼 도공액의 점도는 예를 들면 안톤펄사제 레오미터 MCR302에 의해 측정할 수 있다. 여기에서의 점도는 20℃, 전단 속도 1000(1/s)의 조건에서의 전단 점도의 값을 사용하고 있다.
A-1-3. 도포
상기 PDLC 형성용 에멀젼은 대표적으로는 제 1 투명 도전성 필름의 투명 전극층측 표면에 도포된다.
PDLC 형성용 에멀젼의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 와이어바 코팅법, 딥 코팅법, 다이 코팅법, 커튼 코팅법, 스프레이 코팅법, 나이프 코팅법(콤마 코팅법 등) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 롤 코팅법이 바람직하다. 예를 들면 슬롯 다이를 사용한 롤 코팅법에 의한 도포에 관해서는 일본 특허공개 2019-5698호 공보의 기재를 참조할 수 있다.
도포층의 두께는 바람직하게는 3㎛∼40㎛이며, 보다 바람직하게는 4㎛∼30㎛이며, 더욱 바람직하게는 5㎛∼20㎛이다. 이러한 범위이면, 두께의 균일성이 우수한 PDLC층을 얻을 수 있다.
A-2. 공정 B
공정 B에 있어서는 도포층을 건조시켜서 PDLC층을 형성한다. 1개의 실시형태에 있어서, PDLC층은 전압이 인가됨으로써 투명상태가 되고, 전압이 인가되고 있지 않는 상태에서 산란 상태가 된다(노말 모드). 다른 실시형태에 있어서, PDLC층은 전압이 인가됨으로써 산란 상태가 되고, 전압이 인가되고 있지 않는 상태에서 투명상태가 된다(리버스 모드).
도포층의 건조는 임의의 적절한 방법에 의해 행해질 수 있다. 건조 방법의 구체예로서는 가열 건조, 열풍 건조 등을 들 수 있다. 에멀젼 도공액이 가교제를 포함할 경우, 건조시에 있어서, 폴리머 매트릭스의 가교구조가 형성될 수 있다.
건조 온도는 바람직하게는 20℃∼150℃이며, 보다 바람직하게는 25℃∼80℃이다. 건조 시간은 바람직하게는 1분∼100분이며, 보다 바람직하게는 2분∼10분이다. 건조 온도 및 건조 시간을 적절하게 설정함으로써, 제 1 및 제 2 폴리머 입자가 서로 융착하여 액정 누설이 우수한 PDLC층을 얻을 수 있다.
PDLC층은 폴리머 매트릭스와 상기 폴리머 매트릭스 중에 분산된 액정 입자를 포함한다. 폴리머 매트릭스를 형성하는 폴리머 및 액정 입자에 포함되는 액정 화합물에 대해서는 A-1항에 기재한 바와 같다.
PDLC층 중에 있어서의 폴리머 매트릭스의 함유 비율은 바람직하게는 80중량% 이하, 보다 바람직하게는 70중량% 이하, 더욱 바람직하게는 60중량% 이하이며, 또한 바람직하게는 35중량% 이상, 보다 바람직하게는 40중량% 이상이다. 1개의 실시형태에 있어서, 상기 함유 비율은 35중량%∼70중량%이다. 폴리머 매트릭스의 함유 비율이 35중량% 미만이면, 액정 입자끼리가 폴리머 중에서 독립하여 분산하지 않고, 적어도 부분적으로 연속상이 되어 버리기 때문에, 액정 누설을 발생시킬 수 있다. 또한 PDLC층의 기계강도가 손상되는 등의 문제도 생길 수 있다. 한편, 폴리머 매트릭스의 함유량이 80중량%를 초과하면, 구동 전압이 높아지는, 조광기능이 저하하는 등의 문제가 생길 수 있다.
PDLC층 중에 있어서의 액정 화합물의 함유 비율은 바람직하게는 20중량% 이상, 보다 바람직하게는 30중량% 이상, 더욱 바람직하게는 40중량% 이상이며, 또한 바람직하게는 65중량% 이하, 보다 바람직하게는 60중량% 이하이다. 1개의 실시형태에 있어서, 상기 함유 비율은 20중량%∼65중량%이다.
PDLC층 중에 있어서의 액정 입자(액정 액적)의 평균 입자지름은 예를 들면 1㎛∼9㎛, 바람직하게는 2㎛∼8㎛일 수 있다. 액정 입자의 평균 입자지름이 지나치게 작으면, 투명상태의 투과광에 있어서의 장파장의 광의 비율이 커져서 오렌지색계의 색상으로 변화될 수 있다. 또한 상기 평균 입자지름이 지나치게 크면, 투명상태의 투과광에 있어서의 단파장의 광의 비율이 커져서 청색계의 색상으로 변화될 수 있다. 또, 상기 PDLC층 중에 있어서의 액정 입자의 평균 입자지름은 PDLC 필름의 주면에 대하여 수직인 방향으로부터 보았을 경우의 액정 입자의 체적 평균 입자지름이다.
PDLC층의 두께는 예를 들면 1㎛∼15㎛, 바람직하게는 1㎛∼12㎛, 보다 바람직하게는 2㎛∼10㎛이다. PDLC층의 두께를 15㎛ 이하로 함으로써, 단부에 노출되는 PDLC층의 면적을 줄할 수 있어 단부로부터의 액정 누설의 방지에 기여할 수 있다.
A-3. 공정 C
공정 C에 있어서는 PDLC층 상에 제 2 투명 도전성 필름을 적층한다. 이것에 의해, 제 1 투명 도전성 필름과, PDLC층과, 제 2 투명 도전성 필름을 이 순서로 갖는 PDLC 필름이 얻어진다.
제 2 도전성 필름은 대표적으로는 제 2 투명 기재와 그 일방측에 형성된 제 2 투명 전극층을 갖는다. 제 2 투명 도전성 필름은 필요에 따라서, 제 2 투명 기재의 편측 또는 양측에 하드 코팅층을 갖고 있어도 좋고, 또한 제 2 투명 기재와 제 2 투명 전극층 사이에 굴절률 조정층을 갖고 있어도 좋다.
제 2 투명 도전성 필름의 표면 저항값은 바람직하게는 1Ω/□∼1000Ω/□이며, 보다 바람직하게는 5Ω/□∼300Ω/□이며, 더욱 바람직하게는 10Ω/□∼200Ω/□이다.
제 2 투명 도전성 필름의 헤이즈값은 바람직하게는 20% 이하이며, 보다 바람직하게는 10% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.1%∼10%이다.
제 2 투명 도전성 필름의 전광선 투과율은 바람직하게는 30% 이상이며, 보다 바람직하게는 60% 이상이며, 더욱 바람직하게는 80% 이상이다.
제 2 투명 기재 및 제 2 투명 전극층에 대해서는 제 1 투명 기재 및 제 1 투명 전극층과 같은 설명을 각각 적용할 수 있다. 제 2 투명 도전성 필름은 제 1 투명 도전성 필름과 같은 구성을 갖고 있어도 좋고, 다른 구성을 갖고 있어도 좋다.
PDLC층 상에의 제 2 투명 도전성 필름의 적층은 제 2 투명 전극층측이 PDLC층과 대향하도록 행하여진다. 상기 적층은 충분한 밀착성을 얻는 관점에서, 바람직하게는 라미네이터를 이용하여, 0.006MPa/m∼7MPa/m의 라미네이트압, 보다 바람직하게는 0.06MPa/m∼0.7MPa/m의 라미네이트압을 가하면서 행하여질 수 있다.
B. 고분자 분산형 액정 필름
본 발명의 실시형태에 의한 고분자 분산형 액정 필름은 제 1 투명 도전성 필름과, PDLC층과, 제 2 투명 도전성 필름을 이 순서로 갖는다.
도 1은 본 발명의 1개의 실시형태에 있어서의 PDLC 필름의 개략 단면도이다. PDLC 필름(100)은 제 1 투명 도전성 필름(10)과, PDLC층(20)과, 제 2 투명 도전성 필름(30)을 이 순서로 갖는다. 제 1 투명 도전성 필름(10)은 제 1 투명 기재(12)와, 그 편측(PDLC층(20)측)에 형성된 제 1 투명 전극층(14)을 갖는다. 또한 제 2 투명 도전성 필름(30)은 제 2 투명 기재(32)와, 그 편측(PDLC층(20)측)에 형성된 제 2 투명 전극층(34)을 갖는다.
제 1 투명 도전성 필름(10), PDLC층(20) 및 제 2 투명 도전성 필름(30)에 대해서는 A항에서 기재한 바와 같다.
PDLC층은 A-1-2.항에 기재된 에멀젼 도공액을 제 1 투명 도전성 필름에 도포하고, 건조시킴으로써 형성된 것이며, 에멀젼 도공액이 제 1 폴리머 입자와 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 평균 입자지름을 갖는 제 2 폴리머 입자를 포함하는 것에 기인해서 액정 누설이 발생하기 어려운 폴리머 매트릭스 구조를 가질 수 있다.
PDLC 필름의 전체두께는 예를 들면 30㎛∼250㎛, 바람직하게는 50㎛∼150㎛이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다. 각 특성의 측정 방법은 이하와 같다. 또한 특별히 명기하지 않는 한, 실시예 및 비교예에 있어서의 「부」 및 「%」는 중량 기준이다.
(1)두께
디지털 마이크로미터(안리츠사제, 제품명「KC-351C」)를 이용하여 측정했다.
(2)폴리머 입자의 평균 입자지름
100mL의 물에 수지 분산체를 몇방울 첨가해서 측정 시료를 조제했다. 동적 광산란식 입자지름 분포 측정 장치(Microtrac사제, 장치명「Nanotrac150」)를 사용하고, 장치의 측정 홀더에 측정 시료를 셋트하고, 측정 가능한 농도인 것을 장치의 모니터로 확인후에 측정을 행했다.
(3)PDLC층 중의 액정 입자의 체적 평균 입자지름
PDLC 필름의 제 2 투명 도전성 필름을 벗기고, PDLC층을 노출시킨 후에 노출한 PDLC층의 표면을 투과형 광학 현미경으로 대물렌즈 100배, 100㎛×100㎛의 시야에서, 초점을 서서히 바꾸면서 각각의 액정 입자에 관해서 초점이 가장 맞는 핀트 위치에서 입자지름을 0.1㎛ 단위로 계측하고, 체적 기준으로 통계처리를 행함으로써 체적 평균 입자지름 및 이하에서 계산되는 체적 변동 계수(CV값)를 산출했다.
CV값=체적 기준의 입자분포의 표준편차/체적 평균 입경
(4)액정 에멀젼 중의 액정 캡슐의 체적 평균 입자지름
전해질 수용액(콜터사제, 「아이소톤II」) 200ml에 액정 에멀젼을 0.1중량% 첨가하고, 얻어진 혼합액을 측정 시료로서 멀티사이저 3(콜터사제, 애퍼쳐 사이즈=20㎛)을 이용하여, 0.4㎛로부터 12㎛까지 대수 기준으로 등간격으로 256 분할하여 이산화한 입자지름마다의 체적의 통계를 취하고, 체적 평균 입자지름 및 이하에서 계산되는 체적 변동 계수(CV값)를 산출했다. 또, 12㎛ 이상의 입자가 존재하고 있는 경우에는 애퍼쳐 사이즈를 30㎛로 하고, 0.6㎛로부터 18㎛까지 대수 기준으로 등간격으로 256 분할하여 이산화한 입자지름마다의 체적의 통계를 취함으로써, 체적 평균 입자지름 및 CV값을 산출했다.
CV값=체적 기준의 입자분포의 표준편차/체적 평균 입경
[실시예 1]
(제 1 및 제 2 투명 도전성 필름)
PET 기재(두께:50㎛)의 일방의 면에 스퍼터법에 의해 ITO층을 형성해서 [투명 기재/투명 전극층]의 구성을 갖는 투명 도전성 필름을 얻었다.
(에멀젼 도공액의 제작)
액정 화합물(JNC사제, 제품명「LX-153XX」, 복굴절 Δn=0.149(ne=1.651,no=1.502), 점도=48.5mPa·s) 59.7부, 순수 39.8부, 및 분산제(다이이치 고교 세이야쿠사제, 「노이겐 ET159」) 0.5부를 혼합하고, 호모지나이저로 100rpm으로 10분 교반함으로써 액정 에멀젼을 조제했다. 얻어진 액정 에멀젼 중의 액정 입자의 평균 입자지름은 3.4㎛였다.
상기 액정 에멀젼 38.4부, 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체(DSM사제, 상품명 「NeoRez R967」, 폴리머 평균 입자지름:80nm, CV값=0.27, 고형분:40wt%) 19.1부, 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체(산요 카세이사제, 상품명「유코트 C-102」, 폴리머 평균 입자지름:168nm, CV값=0.23, 고형분:45wt%) 17.0부, 레벨링제(DIC사제, 제품명「F-444」) 0.1부, 및 가교제(트리스〔3-(2-메틸아지리딘-1-일)프로피온산〕=프로피리딘트리메틸) 1.1부, 순수 24.3부를 혼합함으로써, 에멀젼 도공액(고형분 농도:40wt%)을 얻었다.
(에멀젼 도공액의 도포 및 건조)
상기 에멀젼 도공액을 제 1 투명 도전성 필름의 ITO층면에 도포해서 두께 20㎛의 도포층을 형성했다. 도포는 슬롯 다이를 이용하여 행하고, 라인 속도는 6m/min이었다. 이어서, 상기 도포층을 25℃에서 8분 건조시킴으로써, 두께 8㎛의 PDLC층을 형성했다.
(제 2 투명 도전성 필름의 적층)
라미네이터를 이용하여 0.4MPa/m의 라미네이트압을 적용하면서, 상기 PDLC층 위에 제 2 투명 도전성 필름을 ITO층이 PDLC층에 대향하도록 적층했다. 이것에 의해, PDLC 필름을 얻었다.
[실시예 2]
폴리에테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체의 배합량을 12.8부, 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체의 배합량을 22.8부로 해서 에멀젼 도공액을 조제한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 PDLC 필름을 얻었다.
[실시예 3]
액정 화합물(제품명 「LX-153XX」) 대신에 액정 화합물(JNC사제, 제품명「LX-154XX」, 복굴절 Δn=0.198(ne=1.709,no=1.511), 점도:57.5mPa·s)을 이용하여 에멀젼 도공액을 조제한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 PDLC 필름을 얻었다.
[실시예 4]
폴리에스테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체 대신에 이소시아네이트 경화형수산기 함유 아크릴 수지 에멀젼(DIC사제, 제품명「바녹 WE-314」, 폴리머 평균 입자지름:140nm, CV값=0.25, 고형분:45wt%)을 사용하고, 액정 에멀젼의 배합량을 32.4부, 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체의 배합량을 11.5부, 이소시아네이트 경화형 수산기 함유 아크릴 수지 에멀젼의 배합량을 30.8부, 레벨링제의 배합량을 0.04부, 가교제의 배합량을 1.4부, 순수의 배합량을 13.6부로 해서 에멀젼 도공액을 조제한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 PDLC 필름을 얻었다.
[비교예 1]
폴리에테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체의 배합량을 0부로 하고, 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지 수성 분산체의 배합량을 34.7부로 해서 에멀젼 도공액을 조제한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 PDLC 필름을 얻었다.
실시예 및 비교예에서 얻어진 PDLC 필름에 대하여, 하기의 방법에 의해 광학특성 및 액정 누설을 평가했다. 결과를 에멀젼 도공액의 조성과 아울러 표 1에 나타낸다.
≪광학특성≫
엔에프 카이로 셋케이 블록사제의 교류전원 「EC750SA」를 이용하여, 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 PDLC 필름에 30V의 교류전압을 인가했을 때와 무인가시의 헤이즈를 측정했다.
≪액정 누설의 평가 방법≫
A4사이즈로 재단한 PDLC 필름을 복수매 적층하고, 그 적층한 블록을 두께 2mm의 투명 폴리카보네이트판에 끼워넣고, 또는 추가로 그 위에 1kg 무게의 추를 싣고, 실온에서 24시간 방치하고, PDLC 필름에 면압을 계속해서 가했다. 그 후에 PDLC 필름간 또는 PDLC 필름과 폴리카보네이트판 사이를 관찰하고, 1mm×1mm 이상의 사이즈의 번짐의 자국이 1개소 이상 확인된 경우에는 액정 누설 「있음」이라고 판단하고, 그러한 번짐의 자국이 확인되지 않는 경우에는 액정 누설 「없음」이라고 판단했다. 또, 상기 번짐은 PDLC 필름의 단부로부터 액체(액정 화합물)이 새서, PDLC 필름간 또는 PDLC 필름과 폴리카보네이트판 사이에 침투함으로써 생긴 것이다.
Figure pct00001
표 1에 나타내어지듯이, 비교예의 PDLC 필름에 있어서는 액정 누설이 발생한 것에 대해서, 실시예의 PDLC 필름에서는 액정 누설의 발생이 방지되어 있었다. 또한 실시예의 PDLC 필름은 에멀젼 도공액을 이용하여 형성된 것에 기인해서 PDLC층의 두께의 유니포머티가 우수했다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 PDLC 필름은 블라인드나 커튼 용도, 디스플레이 용도, 투사 스크린 용도 등의 여러 용도에 적합하게 사용된다.
100 PDLC 필름
10 제 1 투명 도전성 필름
20 PDLC층
30 제 2 투명 도전성 필름

Claims (12)

  1. 제 1 투명 도전성 필름에, 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 에멀젼을 도포해서 도포층을 형성하는 것,
    상기 도포층을 건조시켜서 폴리머 매트릭스와 상기 폴리머 매트릭스 중에 분산된 액정 입자를 포함하는 고분자 분산형 액정층을 형성하는 것, 및
    상기 고분자 분산형 액정층 상에 제 2 투명 도전성 필름을 적층하는 것을 포함하는 고분자 분산형 액정 필름의 제조 방법으로서,
    상기 폴리머 입자가 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자를 포함하고,
    상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름의 1.3배∼20배인 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름이 10nm∼100nm인 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 50nm∼500nm인 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에멀젼이 레벨링제 및/또는 가교제를 더 포함하는 제조 방법.
  6. 용매 중에 폴리머 입자와 액정 입자가 분산된 고분자 분산형 액정층 형성용 에멀젼으로서,
    상기 폴리머 입자가 제 1 폴리머 입자와 제 2 폴리머 입자를 포함하고,
    상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름보다 큰 에멀젼.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름의 1.3배∼20배인 에멀젼.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 폴리머 입자의 평균 입자지름이 10nm∼100nm인 에멀젼.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 폴리머 입자의 평균 입자지름이 50nm∼500nm인 에멀젼.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    레벨링제 및/또는 가교제를 더 포함하는 에멀젼.
  11. 제 1 투명 도전성 필름과, 고분자 분산형 액정층과, 제 2 투명 도전성 필름을 이 순서로 갖고,
    상기 고분자 분산형 액정층이 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 고분자 분산형 액정층 형성용 에멀젼을 상기 제 1 투명 도전성 필름에 도포하고, 건조시킴으로써 형성되는 고분자 분산형 액정 필름.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 고분자 분산형 액정층의 두께가 1㎛∼15㎛인 고분자 분산형 액정 필름.
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