KR20230146545A - 가식 필름 - Google Patents

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KR20230146545A
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control layer
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마리코 히라이
마사노리 오츠카
아키히로 시부야
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은 제품의 외관을 스위칭하는 기술을 제공한다. 본 발명의 실시형태에 의한 가식 필름(100)은 제 1 투명 도전성 필름(12)과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 고분자 분산형 액정층(14)과, 제 2 투명 도전성 필름(16)을 시인측으로부터 이 순서대로 구비하는 조광층(10)과, 상기 조광층(10)의 시인측과 반대측에 형성된 반사층(20)을 포함한다.

Description

가식 필름
본 발명은 조광층과 반사층을 포함하는 가식 필름에 관한 것이다.
한 쌍의 투명 도전성 필름 사이에 고분자 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal; 이하, 「PDLC」라고 칭하는 경우가 있다)층이 협지된 구성을 갖는 조광 소자는 전압의 인가량에 따라서, 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. 이러한 조광 소자는 그 조광 기능을 이용하여, 블라인드나 커튼 용도, 디스플레이 용도, 투사 스크린 용도 등의 각종 용도에의 적용이 검토되어 있다.
또한, 최근, 구매자의 만족도를 보다 향상시키는 관점에서, 제품의 개발 시에는 기능성에 추가하여 의장성도 중시된다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 일방의 면측으로부터 투사된 광을 타방의 면측으로 투과해서 정보를 표시할 수 있는 가식 필름을 구비하는 표시 장치가 개시되어 있고, 이러한 표시 장치에 의하면 표시 장치의 표시 시(전원 ON 시)에는 표시 장치의 정보를 표시할 수 있고, 표시 장치의 비표시 시(전원 OFF 시)에는 가식 필름의 의장을 시인할 수 있다. 이와 같이, 제품의 외관, 예를 들면 색이나 색조를 스위칭하는 기술에 대해서는 더한 진전이 요구되고 있다.
일본 특허 공개 2020-067565호 공보
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 주된 목적은 제품의 외관을 스위칭하는 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 하나의 국면에 의하면, 제 1 투명 도전성 필름과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 고분자 분산형 액정층과, 제 2 투명 도전성 필름을, 시인측으로부터 이 순서대로 구비하는 조광층과; 상기 조광층의 시인측과 반대측에 형성된 반사층을 포함하는 가식 필름이 제공된다.
하나의 실시형태에 있어서, 전압 무인가 시의 상기 조광층의 헤이즈가 50% 이상이다.
하나의 실시형태에 있어서, 전압 인가 시의 상기 조광층의 헤이즈가 15% 이하이다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 가식 필름은 상기 반사층의 시인측에 가식층을 더 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서, 상기 반사층의 전광선 반사율이 50% 이상이다.
본 발명의 가식 필름은 조광층의 시인측과 반대측(이하, 「배면측」이라고 칭하는 경우가 있다)에 반사층을 구비하고, 상기 조광층으로서 액정 액적 내에 이색성 염료를 포함하는 PDLC층을 갖는 조광층을 사용한다. 이러한 구성으로 함으로써, 조광층이 투명 상태에 있어서는 반사층에서 반사된 광이 그대로 시인되는 한편, 조광층이 산란 상태에 있어서는 반사층에서 반사된 광이 산란됨과 아울러, 이색성 염료 유래의 색이 가미된다. 그 결과, 본 발명의 가식 필름은 전압 인가 상태와 무인가 상태에 있어서, 상이한 외관을 나타낼 수 있다. 또한, 조광층의 배면측에 반사층을 설치하고, 그 반사광을 이용함으로써 배면측으로부터의 입사광이 없는 구성이어도 상기 외관을 나타낼 수 있다.
도 1(a)∼도 1(c)은 각각 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 가식 필름의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에는 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서 중에서 수치 범위를 나타내는 「∼」는 그 상한 및 하한의 수치를 포함한다.
A．가식 필름
본 발명의 실시형태에 의한 가식 필름은 제 1 투명 도전성 필름과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 고분자 분산형 액정층과, 제 2 투명 도전성 필름을, 시인측으로부터 이 순서대로 갖는 조광층과; 상기 조광층의 시인측과 반대측에 형성된 반사층을 포함한다. 가식 필름은 용도 등에 따라서 반사층의 시인측에 적어도 하나의 가식층을 더 포함할 수 있다. 조광층은 1층이어도 좋고 복수층을 겹쳐서 사용하는 형태라도 좋다.
도 1(a)∼도 1(c)은 각각 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 가식 필름의 개략 단면도이다. 도 1(a)에 나타내어지는 가식 필름(100a)은 제 1 투명 도전성 필름(12)과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 PDLC층(14)과, 제 2 투명 도전성 필름(16)을 시인측으로부터 이 순서대로 갖는 조광층(10)과, 조광층(10)의 배면측에 형성된 반사층(20)을 포함한다. 조광층(10)이 투명 상태인 가식 필름(100a)를 시인측으로부터 관찰하면, 반사층(20)에서 반사되어 조광층(10)을 투과한 광이 인식될 수 있다. 따라서, 반사층(20)의 외관이 가식 필름(100a)의 외관으로서 인식될 수 있다. 한편, 조광층(10)이 산란 상태인 가식 필름(100a)에 의하면, 반사층(20)에서 반사된 후, 조광층(10)에서 산란 및 착색된 광이 인식될 수 있다. 따라서, 예를 들면 조광층(10)이 적색의 이색성 염료를 포함하는 경우, 가식 필름(100a)은 적색이며 불투명한 외관을 나타낼 수 있다.
도 1(b)에 나타내어지는 가식 필름(100b)은 제 1 투명 도전성 필름(12)과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 PDLC층(14)과, 제 2 투명 도전성 필름(16)을 시인측으로부터 이 순서대로 갖는 조광층(10)과, 조광층(10)의 배면측에 형성된 반사층(20)과, 조광층(10)과 반사층(20) 사이에 배치된 가식층(30)을 포함한다. 조광층(10)이 투명 상태인 가식 필름(100b)을 시인측으로부터 관찰하면, 반사층(20)에서 반사되어 가식층(30) 및 조광층(10)을 투과한 광이 인식된다. 따라서, 예를 들면 가식층(30)이 황색의 착색층인 경우, 가식 필름(100b)은 황색의 외관을 나타낼 수 있다. 한편, 조광층(10)이 산란 상태인 가식 필름(100b)에 의하면, 반사층(20)에서 반사된 후, 가식층(30)을 투과하고, 조광층(10)에서 산란 및 착색된 광이 인식될 수 있다. 따라서, 예를 들면 가식층(30)이 황색을 나타내고, 조광층(10)이 적색의 이색성 염료를 포함하는 경우, 가식 필름(100b)은 등색이며 불투명한 외관을 나타낼 수 있다.
도 1(c)에 나타내어지는 가식 필름(100c)은 제 1 투명 도전성 필름(12)과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 PDLC층(14)과, 제 2 투명 도전성 필름(16)을 시인측으로부터 이 순서대로 갖는 조광층(10)과, 조광층(10)의 배면측에 형성된 반사층(20)과, 조광층(10)의 시인측에 배치된 시인측 가식층(30a)과, 조광층(10)과 반사층(20) 사이에 배치된 배면측 가식층(30b)을 포함한다. 조광층(10)이 투명 상태인 가식 필름(100c)을 시인측으로부터 관찰하면, 반사층(20)에서 반사되어 배면측 가식층(30b), 조광층(10) 및 시인측 가식층(30a)을 투과한 광이 인식될 수 있다. 따라서, 예를 들면 시인측 가식층(30a)이 황색을 나타내고, 배면측 가식층(30b)이 적색의 도안을 나타내는 경우, 황색의 배경색에 등색의 도안이 표시된 외관이 가식 필름(100c)의 외관으로서 인식될 수 있다. 한편, 조광층(10)이 산란 상태인 가식 필름(100c)에 의하면, 반사층(20)에서 반사된 후, 배면측 가식층(30b)을 투과하고, 이어서 조광층(10)에서 산란 및 착색되어, 시인측 가식층(30a)을 투과한 광이 더 인식될 수 있다. 따라서, 예를 들면 시인측 가식층(30a)이 황색을 나타내고, 배면측 가식층(30b)이 적색의 도안을 나타내고, 조광층(10)이 적색의 이색성 염료를 포함하는 경우, 가식 필름(100c)은 불투명한 등색의 외관을 나타낼 수 있다.
가식 필름의 구성은 상기 도시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가식 필름은 조광층의 시인측에만 가식층을 포함해도 좋다. 또한, 본 발명의 효과가 얻어지는 한에 있어서, 가식 필름은 임의의 적절한 추가의 구성 요소를 포함할 수 있다. 추가의 구성 요소로서는, 예를 들면 보호층, 표면 처리층(하드 코트층 등), 점착제층, 국소적으로 장식이 실시된 가식층 등이 예시된다.
가식 필름은 조광층이 투명 상태인 경우에, 예를 들면 20% 이상, 바람직하게는 30%∼95%, 보다 바람직하게는 40%∼95%의 전광선 반사율을 가질 수 있다. 가식 필름은 조광층이 산란 상태인 경우에, 예를 들면 15% 이하, 바람직하게는 0.1%∼12%, 보다 바람직하게는 0.1%∼10%의 전광선 반사율을 더 가질 수 있다. 이러한 반사율을 갖는 가식 필름에 의하면, 배면측으로부터의 입사광이 없는 경우라도 반사광을 이용해서 가식성을 발휘할 수 있다.
투과성을 갖는 반사층을 사용한 가식 필름은 조광층이 투명 상태인 경우에, 예를 들면 0.1%∼50%, 바람직하게는 0.1%∼30%의 전광선 투과율을 가질 수 있다. 상기 가식 필름은 조광층이 산란 상태인 경우에, 예를 들면 0.1%∼30%, 바람직하게는 0.1%∼15%의 전광선 투과율을 더 가질 수 있다. 이러한 투과율을 갖는 가식 필름에 의하면, 반사광에 추가하여 배면측으로부터의 입사광을 이용해서 가식성을 발휘할 수 있다.
가식 필름은 장척상일 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「장척상」이란, 폭에 대하여 길이가 충분히 긴 세장 형상을 의미하고, 예를 들면 폭에 대하여 길이가 10배 이상, 바람직하게는 20배 이상의 세장 형상을 포함한다.
가식 필름의 전체 두께는, 예를 들면 50㎛∼500㎛, 바람직하게는 100㎛∼300㎛일 수 있다.
이하, 가식 필름의 구성 요소에 대해서 구체적으로 설명한다.
A-1. 조광층
조광층은 제 1 투명 도전성 필름과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 고분자 분산형 액정층과, 제 2 투명 도전성 필름을, 시인측으로부터 이 순서대로 갖는다.
조광층의 전체 두께는, 예를 들면 50㎛∼250㎛, 바람직하게는 80㎛∼200㎛이다.
조광층은 투명 상태에 있어서, 예를 들면 70% 이상, 바람직하게는 75%∼99%, 보다 바람직하게는 80%∼99%의 전광선 투과율을 가질 수 있다. 또한, 조광층은 투명 상태에 있어서, 예를 들면 15% 이하, 바람직하게는 0.1%∼10%, 보다 바람직하게는 0.1%∼7%의 헤이즈를 가질 수 있다. 투명 상태에 있어서의 조광층의 전광선 투과율 및 헤이즈가 상기 범위이면, 반사층 또는 배면측 가식층을 적합하게 인식할 수 있다.
조광층은 산란 상태에 있어서, 예를 들면 60% 이상, 바람직하게는 70%∼99%, 보다 바람직하게는 80%∼99%의 전광선 투과율을 가질 수 있다. 또한, 조광층은 산란 상태에 있어서, 예를 들면 50% 이상, 바람직하게는 60%∼99%, 보다 바람직하게는 70%∼99%의 헤이즈를 가질 수 있다. 산란 상태에 있어서의 조광층의 전광선 투과율 및 헤이즈가 상기 범위이면, 반사층 및/또는 가식층의 외관에 조광층의 색조가 가미된 외관을 나타낼 수 있다. 또한, 헤이즈가, 예를 들면 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상인 경우에는, 반사층 또는 배면측 가식층을 적합하게 차폐할 수 있다.
투명 상태에 있어서, 조광층의 파장 550㎚에 있어서의 투과율에 대한 파장 380㎚∼700㎚의 투과율의 비율은 바람직하게는 1∼1.3, 보다 바람직하게는 1∼1.1이다. 투명 상태에 있어서의 투과율비가 상기 범위이면, 조광층 유래의 착색을 발생시키는 일 없이 광을 투과시킬 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 조광층은 PDLC층에 전압이 인가된 상태에서 투명 상태가 되고, 전압이 인가되어 있지 않는 상태에서 산란 상태가 된다(노멀 모드).상기 실시형태에 있어서는, 전압 무인가 시에는 액정 화합물 및 이색성 염료가 배향되어 있지 않기 때문에, 이색성 염료에 기인하는 착색 및 액정 화합물에 기인하는 산란이 생겨서 착색이 있는 불투명한 외관을 나타낸다. 한편, 전압 인가 시에는 액정 화합물 및 이색성 염료가 배향되는 결과, 이색성 염료에 기인하는 착색 및 액정 화합물에 기인하는 산란이 억제되어서, 무색 또는 전압 무인가 시보다 엷게 착색된 투명한 외관을 나타낼 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 조광층은 PDLC층에 전압이 인가된 상태에서 산란 상태가 되고, 전압이 인가되어 있지 않는 상태에서 투명 상태가 된다(리버스 모드). 상기 실시형태에 있어서는, 투명 전극층 표면에 형성된 배향막에 의해 전압 무인가 시에 액정 화합물 및 이색성 염료가 배향해서 무색 또는 엷게 착색된 투명한 외관을 나타내고, 전압의 인가에 의해 액정 화합물 및 이색성 염료의 배향이 흐트러져서, 착색 및 산란이 생기는 결과, 전압 무인가 시보다 짙게 착색된 불투명한 외관을 나타낼 수 있다.
상기한 바와 같이, 조광층의 광의 산란 정도(결과적으로, 헤이즈)는 인가되는 전압에 따라서 변화된다. 투명 상태와 산란 상태를 스위칭할 때에 PDLC층에 인가되는 전압(구동 전압)은, 예를 들면 100V 이하, 바람직하게는 1V∼30V이다.
A-1-1. 제 1 투명 도전성 필름
제 1 투명 도전성 필름(12)은 대표적으로는 제 1 투명 기재(12a)와, 제 1 투명 기재(12a)의 일방의 측에 형성된 제 1 투명 전극층(12b)을 갖고, 제 1 투명 전극층(12b)이 PDLC층(14)측이 되도록 배치된다. 필요에 따라서, 제 1 투명 도전성 필름은 임의의 적절한 기능층을 더 갖고 있어도 좋다. 이러한 기능층으로서는 굴절률 조정층, 반사 방지층, 하드 코트층 등이 예시된다. 하드 코트층은, 예를 들면 제 1 투명 기재의 편측 또는 양측에 형성될 수 있다. 굴절률 조정층은, 예를 들면 제 1 투명 전극층의 제 1 투명 기재측에 형성될 수 있다. 또한, 구동 모드에 따라, 제 1 투명 전극층의 제 1 투명 기재와 반대측 표면에 배향막이 형성되어도 좋다.
제 1 투명 도전성 필름의 표면 저항값은 바람직하게는 0.1Ω/□∼1000Ω/□이고, 보다 바람직하게는 0.5Ω/□∼300Ω/□이며, 더욱 바람직하게는 1Ω/□∼200Ω/□이다.
제 1 투명 도전성 필름의 헤이즈는 바람직하게는 5% 이하이고, 보다 바람직하게는 3% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.01%∼1%이다.
제 1 투명 도전성 필름의 전광선 투과율은 바람직하게는 70% 이상이고, 보다 바람직하게는 80% 이상이며, 더욱 바람직하게는 85% 이상이다.
제 1 투명 기재는 임의의 적절한 재료로 형성된다. 구체적으로는, 유리 기재 또는 고분자 기재가 바람직하게 사용되고, 고분자 기재가 보다 바람직하다.
상기 고분자 기재는 대표적으로는 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름이다. 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리노르보르넨 등의 시클로올레핀계 수지; 아크릴계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리카보네이트 수지; 셀룰로오스계 수지 등이 예시된다. 그 중에서도, 시클로올레핀계 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지가 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 열가소성 수지는 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜서 사용해도 좋다.
제 1 투명 기재의 두께는 바람직하게는 20㎛∼200㎛이며, 보다 바람직하게는 30㎛∼100㎛이다.
제 1 투명 전극층은, 예를 들면 인듐 주석 산화물(ITO), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 등의 금속 산화물을 사용해서 형성될 수 있다. 이 경우, 금속 산화물은 어모퍼스 금속 산화물이어도 좋고, 결정화 금속 산화물이어도 좋다. 또는, 제 1 투명 전극층은 은 나노 와이어(Ag NW) 등의 금속 나노 와이어, 카본 나노 튜브(CNT), 유기 도전막, 금속층 또는 이것들의 적층체에 의해 형성될 수 있다. 제 1 투명 전극층은 목적에 따라 소망의 형상으로 패터닝될 수 있다.
제 1 투명 전극층의 두께는 바람직하게는 0.01㎛∼0.10㎛이며, 보다 바람직하게는 0.01㎛∼0.045㎛이다.
제 1 투명 전극층은 대표적으로는 스퍼터 등의 방법을 사용하여, 제 1 투명 기재의 일방의 면에 형성될 수 있다. 스퍼터링에 의해 금속 산화물층을 형성 후, 어닐링함으로써 결정화할 수 있다. 어닐링은, 예를 들면 120℃∼300℃, 10분∼120분 열처리함으로써 행해진다.
A-1-2. 제 2 투명 도전성 필름
제 2 투명 도전성 필름(16)은 대표적으로는 제 2 투명 기재(16a)와, 제 2 투명 기재(16a)의 일방의 측에 형성된 제 2 투명 전극층(16b)을 갖고, 제 2 투명 전극층(16b)이 PDLC층(14)측이 되도록 배치된다. 필요에 따라, 제 2 투명 도전성 필름은 임의의 적절한 기능층을 더 갖고 있어도 좋다. 이러한 기능층으로서는, 굴절률 조정층, 반사 방지층, 하드 코트층 등이 예시된다. 하드 코트층은, 예를 들면 제 2 투명 기재의 편측 또는 양측에 형성될 수 있다. 굴절률 조정층은, 예를 들면 제 2 투명 전극층의 제 2 투명 기재측에 형성될 수 있다. 또한, 구동 모드에 따라, 제 2 투명 전극층의 제 2 투명 기재와 반대측 표면에 배향막이 형성되어도 좋다.
제 2 투명 도전성 필름의 표면 저항값은 바람직하게는 0.1Ω/□∼1000Ω/□이고, 보다 바람직하게는 0.5Ω/□∼300Ω/□이며, 더욱 바람직하게는 1Ω/□∼200Ω/□이다.
제 2 투명 도전성 필름의 헤이즈는 바람직하게는 5% 이하이고, 보다 바람직하게는 3% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.1%∼1%이다.
제 2 투명 도전성 필름의 전광선 투과율은 바람직하게는 70% 이상이고, 보다 바람직하게는 80% 이상이며, 더욱 바람직하게는 85% 이상이다.
제 2 투명 전극층 및 제 2 투명 기재에 대해서는 각각 제 1 투명 전극층 및 제 1 투명 기재와 마찬가지의 설명을 적용할 수 있다. 제 1 투명 도전성 필름과 제 2 투명 도전성 필름은 같은 구성이어도 좋고, 상이한 구성이어도 좋다.
A-1-3. 고분자 분산형 액정층
PDLC층은 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함한다.
PDLC층의 주면에 수직인 방향으로부터 본 경우의 상기 액적의 평균 입자지름은, 예를 들면 0.3㎛ 이상이며, 바람직하게는 1㎛ 이상이다. 또한, 액적의 평균 입자지름은, 예를 들면 7㎛ 이하이며, 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 상기 평균 입자지름이 지나치게 작으면, 장파장측의 산란성이 불충분하게 되어 소망하지 않는 착색이 발생될 수 있다. 한편, 상기 평균 입자지름이 지나치게 크면, 가시광역에 있어서의 산란이 불충분하게 되어, 효율이 좋은 산란성이 얻어지지 않는다. 또한, 액적의 평균 입자지름(d)은 체적 평균 입자지름이다.
액정 화합물로서는, 파장 589㎚에 있어서 0.1∼0.4의 복굴절(Δn)(=ne-no; ne는 액정 화합물 분자의 장축 방향의 굴절률, no는 액정 화합물 분자의 단축 방향의 굴절률)을 갖는 비중합형의 액정 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 액정 화합물의 복굴절(Δn)은 보다 바람직하게는 0.15∼0.3이다. 액정 화합물의 복굴절이 상기 범위 내인 경우, 효율적으로 가시광 내에서의 산란을 얻을 수 있다.
액정 화합물의 유전 이방성은 양이어도 좋고 음이어도 좋다. 액정 화합물은, 예를 들면 네마틱형, 스메틱형, 콜레스테릭형 액정 화합물일 수 있다. 투명 상태에 있어서 우수한 투명성을 실현할 수 있는 점에서, 네마틱형 액정 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 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 등이 예시된다.
이색성 염료로서는, 소망되는 외관, 조색성, 투과성 등에 따라 임의의 적절한 이색성 염료를 사용할 수 있다. 이색성 염료는 1종만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋다.
이색성 염료로서는 요오드, 디스아조 화합물로 이루어지는 이색성 직접 염료, 트리스 아조, 테트라키스 아조 화합물 등으로 이루어지는 이색성 직접 염료, 액정성 아조 색소, 다환식 염료, 술폰산기를 갖는 (아조) 염료가 예시된다. 구체예로서는, C. I. 다이렉트. 옐로12, C. I. 다이렉트. 옐로28, C. I. 다이렉트. 옐로44, C. I. 다이렉트. 옐로142, C. I. 다이렉트. 오렌지26, C. I. 다이렉트. 오렌지39, C. I. 다이렉트. 오렌지71, C. I. 다이렉트. 오렌지107, C. I. 다이렉트. 레드2, C. I. 다이렉트. 레드31, C. I. 다이렉트. 레드39, C. I. 다이렉트. 레드79, C. I. 다이렉트. 레드81, C. I. 다이렉트. 레드117, C. I. 다이렉트. 레드247, C. I. 다이렉트. 그린80, C. I. 다이렉트. 그린59, C. I. 다이렉트. 블루1, C. I. 다이렉트. 블루71, C. I. 다이렉트. 블루78, C. I. 다이렉트. 블루168, C. I. 다이렉트. 블루202, C. I. 다이렉트. 바이올렛9, C. I. 다이렉트. 바이올렛51, C. I. 다이렉트. 브라운106, C. I. 다이렉트. 브라운223이 예시된다. 또한, 목적에 따라, WO2009/057676, WO2007/145210, WO2006/057214 및 일본 특허 공개 2004-251963호 공보에 개시되어 있는 편광 필름용으로 개발된 염료를 사용할 수도 있다. 이들 염료는 유리산, 또는 알칼리 금속염(예를 들면, Na염, K염, Li염), 암모늄염, 아민류의 염으로서 사용될 수 있다.
PDLC층에 있어서의 액정 화합물과 이색성 염료의 합계 함유 비율은, 예를 들면 20중량%∼70중량%, 바람직하게는 40중량%∼60중량%이다. 하나의 실시형태에 있어서, PDLC층에 있어서의 이색성 염료의 함유 비율은, 예를 들면 액정 화합물에 대하여 0.1중량%∼5중량%, 바람직하게는 0.5중량%∼1중량%이다.
상기 고분자 매트릭스를 형성하는 수지로서는, 광투과율, 상기 액정 화합물의 굴절률, 투명 도전성 필름과의 밀착력 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 우레탄계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 아크릴계 수지 등의 수용성 수지 또는 수분산성 수지 및 액정 폴리머, (메타)아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 불소계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리이미드 수지 등의 경화형 수지가 예시된다. 그 중에서도, 수용성 또는 수분산성의 우레탄계 수지 및 아크릴계 수지가 바람직하게 사용될 수 있다.
PDLC층에 있어서의 고분자 매트릭스 형성용 수지의 함유 비율은, 예를 들면 30중량%∼80중량%, 바람직하게는 40중량%∼60중량%이다.
PDLC층의 두께는, 예를 들면 3㎛∼30㎛이며, 바람직하게는 5㎛∼20㎛이다.
A-1-4. 조광층의 제작 방법
조광층은 임의의 적절한 방법으로 제작될 수 있다. 구체예로서는, 에멀젼 방식 및 중합 유기 상분리 방식의 제작 방법이 예시된다.
에멀젼 방식의 조광층의 제작 방법은, 예를 들면 일방의 투명 도전성 필름의 투명 전극층면에, 고분자 매트릭스 형성용 수지, 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 에멀젼 도포액을 도포해서 도포층을 형성하는 것, 및 상기 도포층을 건조시켜서 상기 고분자 매트릭스 형성용 수지에 고분자 매트릭스를 형성시키는 것을 포함한다. 상기 에멀젼 도포액은 바람직하게는 고분자 매트릭스 형성용 수지를 연속 상에 포함하고, 액정 화합물 및 이색성 염료를 분산상에 포함하는 에멀젼이며, 예를 들면 고분자 매트릭스 형성용 수지와 도포 용제(물, 수성 유기 용제 또는 이것들의 혼합액 등)와의 혼합액을 연속상에 포함하고, 액정 화합물 및 이색성 염료를 분산상에 포함하는 에멀젼일 수 있다. 에멀젼화된 도포액을 도포 및 건조함으로써, 고분자 매트릭스 중에 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 액적이 분산된 구성을 갖는 PDLC층이 형성될 수 있다. 대표적으로는, 형성된 PDLC층 상에 타방의 투명 도전성 필름을 적층함으로써, 조광층이 얻어진다.
상기 에멀젼 방식을 사용하는 경우에는, 막 유화법 등에 의해 미리 소정의 입자지름 및 입자지름 분포로 제어된 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 캡슐(액정 캡슐)을 포함하는 액정 분산액을 제작하고, 상기 액정 분산액과 고분자 매트릭스 형성용 수지를 혼합해서 에멀젼 도포액을 조제할 수 있다. 막 유화법에 의하면, 소정의 입자지름을 갖고, 또한 입도 분포가 갖춰진 액정 캡슐을 포함하는 액정 분산액이 조제될 수 있다. 또한, 유화에 의해 미리 입자화한 액정 화합물과 이색성 염료를 고분자 매트릭스 형성용 수지에 분산함으로써, 고분자 매트릭스측에의 이색성 염료의 용해가 방지되어, 이색비가 높은 조광층이 얻어질 수 있다.
상기 막 유화법에 있어서는, 액정 화합물과 이색성 염료와 분산매의 혼합액에, 관통 구멍을 갖는 다공막을 복수회 통과시킴으로써 소망의 입자지름을 갖는 액정 캡슐을 포함하는 액정 분산액이 얻어질 수 있다. 다공막을 통과시키는 횟수는, 예를 들면 10회 이상으로 할 수 있다. 다공막의 구멍지름은 액정 캡슐에 소망되는 지름의 대략 등배∼대략 3배 정도인 것이 바람직하다. 또한, 다공막을 통과시킬 때의 분산액의 유속은, 예를 들면 10mL/분/㎠∼150mL/분/㎠, 바람직하게는 30mL/분/㎠∼90mL/분/㎠여도 좋다. 막 유화법의 상세에 대해서는, 일본 특허 공개 평4-355719호 공보, 일본 특허 공개 2015-40994호 공보(이것들은 본 명세서에 참고로서 원용된다) 등의 개시를 참조할 수 있다.
중합 유기 상분리 방식의 조광층의 제작 방법은, 예를 들면 일방의 투명 도전성 필름의 투명 전극층 면에, 방사선 경화형의 고분자 매트릭스 형성용 수지, 액정 화합물 및 이색성 염료를 포함하는 도포액을 도포해서 도포층을 형성하는 것, 도포층 상에 타방의 투명 도전성 필름을 적층해서 적층체를 형성하는 것, 및 상기 적층체에 방사선을 조사해서 고분자 매트릭스 형성용 수지를 중합시킴으로써 고분자 매트릭스와 액정 화합물 및 이색성 염료를 상분리시키는 것을 포함한다. 도포액은 바람직하게는 균일상 상태이다. 대체적으로는, 스페이서를 개재해서 적층된 한 쌍의 투명 도전성 필름 사이에 도포액을 충전하고, 그 후 방사선 조사에 의한 상분리가 행해질 수 있다.
A-2. 반사층
반사층은 가식 필름의 시인측으로부터 입사한 광을 반사한다. 반사층은 투과성을 갖고 있어도 좋다(즉, 반사층은 반투과성 반사층이어도 좋다).
반사층의 전광선 반사율은, 예를 들면 50% 이상이고, 바람직하게는 60% 이상이며, 보다 바람직하게는 70%∼95%이다.
반사층이 투과성을 갖는 경우, 그 전광선 반사율은, 예를 들면 30%∼60%, 바람직하게는 40%∼50%일 수 있고, 또한 전광선 투과율은, 예를 들면 40%∼70%, 바람직하게는 50%∼60%일 수 있다.
반사층으로서는, 임의의 적절한 구성이 채용될 수 있다. 예를 들면, 반사층은 경면 반사층이어도 좋고 확산 반사층이어도 좋다. 경면 반사층을 사용함으로써, 조광층이 투명 상태와 산란 상태에 있어서의 가식 필름의 외관의 변화를 크게 할 수 있다. 반사층의 경면 반사율은, 예를 들면 25% 이상, 바람직하게는 40%∼95%일 수 있다. 또한, 금속 광택을 갖는 반사층을 사용함으로써, 가식 필름의 외관에 금속 광택감을 부여할 수 있다.
반사층의 구체예로서는, 반사율이 높은 수지 시트(예를 들면, 아크릴판), 알루미늄, 스테인리스 등의 금속 박판 또는 금속박, 폴리에스테르 등의 수지 필름 등의 기재에 알루미늄, 은 등을 증착한 증착 시트, 폴리에스테르 등의 수지 필름 등의 기재와 알루미늄 등의 금속박의 적층체, 내부에 공공(空孔)(보이드)이 형성된 수지 필름이 예시된다.
반사층의 두께는 용도 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 반사층의 두께는, 예를 들면 20㎛∼300㎛이며, 바람직하게는 30㎛∼100㎛이다.
A-3. 가식층
가식층은 소망의 표시 내용(예를 들면, 의장, 도안, 문자 등)을 표시하도록 색재를 포함한다. 가식층은, 예를 들면 매트릭스와 상기 매트릭스 중에 혼합된 색재를 포함하는 착색층, 또는 기재 필름의 표면의 적어도 일부에 인쇄된 인쇄층일 수 있다.
가식층의 전광선 투과율은, 예를 들면 40%∼90%, 바람직하게는 50%∼90%, 보다 바람직하게는 60%∼90%이다.
색재로서는, 가식층의 표시 내용에 따라 임의의 적절한 색재가 사용될 수 있다. 색재의 구체예로서는, 안트라퀴논계, 트리페닐메탄계, 나프토퀴논계, 티오인디고계, 페리논계, 페릴렌계, 스쿠아릴리움계, 시아닌계, 포르피린계, 아자포르피린계, 프탈로시아닌계, 서브프탈로시아닌계, 퀴니자린계, 폴리메틴계, 로다민계, 옥소놀계, 퀴논계, 아조계, 크산텐계, 아조메틴계, 퀴나크리돈계, 디옥사진계, 디케토피롤로피롤계, 안트라피리돈계, 이소인돌리논계, 인단트론계, 인디고계, 티오인디고계, 퀴노프탈론계, 퀴놀린계, 트리페닐메탄계 등의 염료가 예시된다.
또한, 색재로서, 안료를 사용해도 좋다. 안료의 구체예로서는, 예를 들면 흑색 안료(카본 블랙, 본 블랙, 그라파이트, 철흑, 티탄 블랙 등), 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 다환식 안료(퀴나크리돈계, 페릴렌계, 페리논계, 이소인돌리논계, 이소인돌린계, 디옥사진계, 티오인디고계, 안트라퀴논계, 퀴노프탈론계, 금속착체계, 디케토피롤로피롤계 등), 염료 레이크계 안료, 백색·체질 안료(산화티타늄, 산화아연, 황화아연, 클레이, 탤크, 황산바륨, 탄산칼슘 등), 유채 안료(황연, 카드뮴계, 크롬버밀리온, 니켈티타늄, 크롬티타늄, 황색 산화철, 벤갈라, 징크크로메이트, 연단, 군청, 감청, 코발트블루, 크롬 그린, 산화크롬, 바나딘산 비스무트 등), 광휘재 안료(펄 안료, 알루미늄 안료, 브론즈 안료 등), 형광 안료(황화아연, 황화스트론튬, 알루민산스트론튬 등) 등이 예시된다.
매트릭스로서는, 수지 필름이 바람직하게 예시될 수 있다. 수지 필름을 구성하는 수지로서는 임의의 적절한 수지를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 수지는 열가소성 수지여도 좋고, 열경화성 수지여도 좋고, 활성 에너지선 경화성 수지여도 좋다. 활성 에너지선 경화성 수지로서는 전자선 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 가시광선 경화형 수지가 예시된다. 수지의 구체예로서는 에폭시, (메타)아크릴레이트(예를 들면, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트), 노르보르넨, 폴리에틸렌, 폴리(비닐부티랄), 폴리(비닐아세테이트), 폴리우레아, 폴리우레탄, 아미노실리콘(AMS), 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 불화실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘, 스티렌계 폴리머(예를 들면, 폴리스티렌, 아미노폴리스티렌(APS), 폴리(아크릴니트릴에틸렌스티렌)(AES)), 이관능성 모노머와 가교한 폴리머(예를 들면, 디비닐벤젠), 폴리에스테르계 폴리머(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트), 셀룰로오스계 폴리머(예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스), 염화비닐계 폴리머, 아미드계 폴리머, 이미드계 폴리머, 비닐알코올계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 아크릴우레탄계 폴리머가 예시된다. 이것들은 단독으로 사용해도 좋고, 조합시켜서(예를 들면, 블렌드, 공중합) 사용해도 좋다. 이들 수지는 막을 형성 후에 연신, 가열, 가압과 같은 처리를 실시해도 좋다.
매트릭스 중에의 색재의 배합 비율은 색재의 종류, 소망의 광흡수 특성 등에 따라서, 임의의 적절한 비율로 할 수 있다. 색재의 배합 비율은 매트릭스 재료 100중량부에 대하여, 예를 들면 0.01중량부∼100중량부이며, 보다 바람직하게는 0.01중량부∼50중량부이다.
매트릭스가 수지 필름인 경우의 가식층은, 예를 들면 점착제층 또는 접착제층을 개재해서 조광층에 접합된다. 또는, 색재를 포함하는 경화성 수지 조성물을 조광층 표면에 도포하고, 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
가식층이 인쇄층인 경우, 인쇄 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄, 오프셋 인쇄, 실크스크린 인쇄 등이 예시된다.
인쇄층을 인쇄하는 기재 필름으로서는, 투명 수지 필름 또는 상기 매트릭스가 수지 필름인 착색층이 예시된다. 또한, 조광층을 구성하는 투명 도전성 필름을 기재 필름으로서 사용해도 좋다. 예를 들면, 조광층의 외표면에 가식층을 인쇄하는 것, [인쇄층/투명 기재/투명 전극층]의 구성을 갖는 투명 도전성 필름을 제작하고, 상기 투명 도전성 필름을 사용해서 조광층을 제작하는 것 등이 가능하다. 또한, 반사층을 기재 필름으로서 사용해도 좋다.
가식 필름이 시인측 가식층과 배면측 가식층의 양쪽을 포함하는 경우, 이것들은 같은 구성이어도 좋고, 상이한 구성을 갖고 있어도 좋다.
B．가식 필름의 용도
A항에 기재된 가식 필름은 제품이나 건재 등의 임의의 장소에 부착되고, 외광을 이용해서 장식 기능 또는 표시 기능을 발휘할 수 있다. 또한, 반투과 반사층을 사용한 경우에는 디스플레이 등과 조합시킴으로써 스마트 미러로서의 기능을 발휘할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 조금도 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(ANRITSU CORPORATION제, 제품명「KC-351C」)를 사용해서 측정했다.
(2) 액정 분산액 중의 액정 캡슐의 체적 평균 입자지름
전해질 수용액(COULTER사제, 「ISOTON II」) 200ml에 액정 분산액을 0.1중량% 첨가하고, 얻어진 혼합액을 측정 시료로서 멀티사이저 3(COULTER사제, 애퍼처 사이즈=20㎛)을 사용하여, 0.4㎛로부터 12㎛까지 대수 기준으로 등간격으로 256분할하여 이산화한 입자지름마다의 체적의 통계를 취하고, 체적 평균 입자지름을 산출했다. 또한, 12㎛ 이상의 입자가 존재하고 있는 경우에는, 애퍼처 사이즈를 30㎛로 하고, 0.6㎛로부터 18㎛까지 대수 기준으로 등간격으로 256분할하여 이산화한 입자지름마다의 체적의 통계를 취함으로써, 체적 평균 입자지름을 산출했다.
(3) 색상
색상은 분광 광도계(Hitachi High-Tech Science Corporation제, UH-4150)를 사용해서 측정했다. 각 샘플에 있어서의 x, y를 측정하고, n=3의 평균값을 산출했다.
(4) 전광선 투과율
전광선 투과율은 JIS K 7136:2000에 준거하여, 헤이즈 미터를 사용해서 측정했다.
(5) 전광선 반사율
전광선 반사율은 KONICA MINOLTA, INC.제 CM-26dg를 사용해서 측정했다.
[실시예 1]
(제 1 및 제 2 투명 도전성 필름)
PET 기재(두께: 50㎛)의 편면에 스퍼터법에 의해 ITO층을 형성하고, [투명 기재/투명 전극층(표면 저항: 100Ω)]의 구성을 갖는 투명 도전성 필름을 얻었다.
(액정 화합물의 제작)
하기 조성의 화합물을 150℃에서 20분 혼합하고, 그 후 실온으로 서랭함으로써, Δn=0.20, 점도=21cP, Δε=10.1, 액정 온도=3℃∼52℃의 액정 화합물 (1)을 얻었다.
(액정 분산액의 제작)
액정 화합물(1) 50부, 황색의 이색성 염료(HAYASHIBARA CO., LTD제, 제품명「G-470」) 0.5부, 순수 49부 및 분산제(DKS Co. Ltd.제, 제품명「NOIGEN ET159」) 0.5부를 혼합하고, 호모지나이저에서 100rpm으로 10분 교반해서 조분산했다. 조분산액을 입도 분포가 갖춰진 분리막(SPG Technology Co., Ltd제, 「SPG 펌핑 커넥터」, 세공 지름 5㎛)에, 실온에서 막의 밖으로부터 안으로 통과하도록 유속 80mL/분/㎠의 속도로 투과시켰다. 이 조작을 10회 실시했다. 얻어진 액정 분산액 중의 액정 캡슐의 체적 평균 입자지름은 2.5㎛였다.
(에멀젼 도포액의 제작)
상기 막 유화에 의해 얻어진 액정 분산액 50부와 우레탄 에멀젼 용액(Kusumoto Chemicals, Ltd.제, 제품명「NeoRez R967」, 용제=물, 고형분 농도 40%) 50부를 혼합하고, 에멀젼 도포액을 제작했다.
(조광층의 제작)
상기 에멀젼 도포액을 제 1 투명 도전성 필름의 투명 전극층측 표면에 도포 하고, 40℃에서 건조시켜서 10㎛ 두께의 PDLC층(노멀 모드)을 형성했다. 그 후, 투명 전극층측 표면이 PDLC층에 대향하도록, 제 2 투명 도전성 필름을 PDLC층에 적층 함으로써, 조광층을 제작했다.
(가식 필름의 제작)
[금속 광택층/투명 PET 기재]의 구성을 갖는 경면 필름(Toray Industries, Inc.제, 반사율: 68%)의 기재측 표면에 적색 인쇄를 행해서 인쇄층 부착 반사층을 얻었다. 상기 인쇄층 부착 반사층을 인쇄층측이 조광층과 대향하도록 아크릴계 점착제층을 개재해서 조광층의 배면측에 접합했다. 이것에 의해, [조광층/인쇄층(가식층)/반사층]의 구성을 갖는 가식 필름을 얻었다.
실시예에서 얻어진 가식 필름에 관해서, 각 특성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 전압 인가 상태란, NF CORPORATION제의 교류 전원 「EC750SA」를 사용해서 조광층에 30V의 교류 전압을 인가한 상태이다.
표 1에 나타내어지는 바와 같이, 실시예의 가식 필름은 전압의 인가 상태와 무인가 상태에 있어서, 색조가 현저하게 변화되어 있으며, 상이한 외관을 나타냈다. 구체적으로는, 전압을 인가하지 않는 불투명의 상태(산란 상태)에서는 인쇄층에 기인하는 적색과 조광층의 발색에 따르는 황색의 혼색이 나타나고, 가식 필름은 불투명한 등색을 나타냈다. 여기에, 교류 전압을 인가하고, 조광층을 구동해서 투명 상태로 하면, 반사층에 기인하는 금속 광택과 인쇄층에 기인하는 적색이 합쳐져서, 가식 필름은 광택이 있는 적색을 나타냈다.
본 발명의 가식 필름은 가식성을 갖는 표시 매체 등으로서 적합하게 사용될 수 있다.
10: 조광층 12: 제 1 투명 도전성 필름
14: PDLC층 16: 제 2 투명 도전성 필름
20: 반사층 30: 가식층
100: 가식 필름

Claims (5)

  1. 제 1 투명 도전성 필름과, 고분자 매트릭스 및 상기 고분자 매트릭스 중에 분산된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액적을 포함하는 고분자 분산형 액정층과, 제 2 투명 도전성 필름을, 시인측으로부터 이 순서대로 구비하는 조광층과,
    상기 조광층의 시인측과 반대측에 형성된 반사층을 포함하는 가식 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전압 무인가 시의 상기 조광층의 헤이즈가 50% 이상인 가식 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    전압 인가 시의 상기 조광층의 헤이즈가 15% 이하인 가식 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사층의 시인측에 가식층을 더 포함하는 가식 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사층의 전광선 반사율이 50% 이상인 가식 필름.
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