(57)【要約】【課題】中間膜を備える合わせガラス等に適用しても、長期間液晶の劣化がなく、２段階以上のヘイズの切り替えによる意匠性を維持できる調光フィルム、及びそれを用いた調光装置並びに合わせガラスを提供すること。【解決手段】液晶層と、前記液晶層の両側の面に、透明導電層と透明性フィルム基材とをこの順に備え、前記透明導電層を通して前記液晶層に印加する電圧に応じてヘイズ（白濁度）を２段階以上に切り替えることができる調光フィルムであって、前記液晶層の側面は濃硫酸に耐性がある封止材で封止されており、前記液晶層を成す液晶と前記封止材との混合物の電圧保持率が８０％以上である調光フィルム、及びそれを用いた調光装置並びに合わせガラスとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層と、前記液晶層の両側の面に、透明導電層と透明性フィルム基材とをこの順に備え、前記透明導電層を通して前記液晶層に印加する電圧に応じてヘイズを変化させる調光フィルムであって、
前記液晶層の側面は濃硫酸に耐性がある封止材で封止されており、
前記液晶層を成す液晶と前記封止材との混合物の電圧保持率が８０％以上である、
ことを特徴とする調光フィルム。
【請求項２】
前記封止材の、前記液晶層の側面に垂直な方向の厚みが３０μｍ以上であり、かつ前記側面に平行な方向の長さが１００μｍ以上１５００μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の調光フィルム。
【請求項３】
前記調光フィルムの膜厚の中心線と、前記封止材の前記側面に平行な方向の長さの中心線が一致する、
ことを特徴とする請求項１、または２に記載の調光フィルム。
【請求項４】
前記調光フィルムの側面全体が前記封止材で封止されている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の調光フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の調光フィルムと、
該調光フィルムにおける前記透明導電層に電圧を供給する交流電源と、
前記透明導電層に前記交流電源からの電圧供給の有無を切り替える切替器と、を備える、ことを特徴とする調光装置。
【請求項６】
一対のガラス間に、中間膜と請求項５に記載の調光装置とを挟持して一体化された、
ことを特徴とする合わせガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶を用いる調光層を備えた調光フィルム、及び該調光フィルムを用いた調光装置、並びに建築物や交通機関の窓ガラスなどに使用される合わせガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶調光フィルム（以下、調光フィルム）は、液晶を使い、電源のオンまたはオフにより「透明」と「白濁（不透明）」を瞬時に切り替え、透過する光をコントロールするフィルムである。調光フィルムの白濁度（曇り度）は通常ヘイズ（Ｈａｚｅ）と呼ばれる。
【０００３】
調光フィルムにはノーマルモードとリバースモードの２方式がある。ノーマルモード方式の調光フィルムは、電圧を印加にすることで白濁状態から透明状態へ変化する機能を有し、リバースモード方式の調光フィルムは、電圧の印加により透明状態から白濁状態へと変化する機能を有する。
【０００４】
ノーマルモードの調光フィルム８０（図７参照）は液晶分子を高分子で包み込んだ高分子液晶組成物を液晶層（調光層）とし、該液晶層を両側から透明導電層を介して透明性フィルム基材（以下、本願ではＰＥＴ基材で例示する）で挟持した構造となっている。リバースモードの調光フィルム（不図示）は液晶層の両側で各々、液晶層と透明導電層の層間にさらに配向膜を備えている。
【０００５】
本開示の調光フィルム、及びそれを用いた調光装置並びに合わせガラスは、ノーマルモード方式に加えてリバースモード方式にも適用可能であるが、以下、ノーマルモード方式を例として説明する。
【０００６】
調光フィルムを一対のガラス板の間に介在させて接着し一体化した合わせガラス（調光ガラス）は、建築物や交通機関の窓ガラスなどに使用される（例えば特許文献１、２）。図８は、合わせガラス９０の基本構成を示す模式断面図である。合わせガラス９０は、対向する一対のガラス板（以下、本願では青板ガラスで例示する）の間に、青板ガラスより一回り小さい調光フィルム８０を備えている。尚、図８では一対の透明導電層に電圧を供給する機構の図示を省略している。
【０００７】
合わせガラスを例えば建物の窓ガラスとして使用した場合は、調光フィルムの透明状態と不透明状態を切り替えることにより、室内外の景色や装飾等が見える透明な状態から、不透明な状態に変えることや、ヘイズを調整することで室内外からの光の強度を調整することができ、意匠性を向上することができる。
【０００８】
図８に存在する中間膜は、青板ガラスを、該青板ガラス間に調光フィルムを挟持して貼り合わせるための接着機能を有している。中間膜は、追加機能に応じ、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定化剤、染料、顔料等を含んでいるものもある。調光フィルムと一対の青板ガラスとを中間膜を介して積層し、減圧下で脱泡して、その後に加熱加圧することにより一体化している。
【０００９】
中間膜の材料としては、調光フィルムへの負荷を考慮すると、１４０℃以下で溶融する熱可塑性樹脂が好ましく、１００℃以下で溶融する樹脂がより好ましい。候補となる樹脂としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、アイオノマー樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート等が挙げられ、ＰＶＢ、ＥＶＡが通常使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平２−２４６３０号公報
【特許文献２】特開２００７−４０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の合わせガラスには、中間膜の成分であるＰＶＢ、ＥＶＡ等が液晶層に浸出し、調光フィルム中の液晶層と反応することで、調光フィルム端部の液晶が透明化するなどの劣化が生じ、正常な調光機能が失われてしまう、という問題があった。
【００１２】
本開示は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、中間膜を備える合わせガラス等に適用しても、長期間液晶の劣化がなく、２段階以上のヘイズの切り替えによる意匠性を維持できる調光フィルム、及びそれを用いた調光装置並びに合わせガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明に係る調光フィルムは、液晶層と、前記液晶層の両側の面に、透明導電層と透明性フィルム基材とをこの順に備え、前記透明導電層を通して前記液晶層に印加する電圧に応じてヘイズ（白濁度）を変化させる調光フィルムであって、
前記液晶層の側面は濃硫酸に耐性がある封止材で封止されており、
前記液晶層を成す液晶と前記封止材との混合物の電圧保持率が８０％以上である、
ことを特徴とする調光フィルムとしたものである。
ここで、「濃硫酸に耐性がある」とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１４に基づき、濃硫酸水溶液中（ｐＨ３．０）に２４時間浸漬する試験前後の質量変化率が３％以下であることを意味する。
また、電圧保持率の測定条件は、液晶と封止材との混合物サンプルを２５℃の恒温槽に入れ、約１０分経過後、印加電圧５Ｖ、保持時間１６．６１ｍｓで測定するものとする。
尚、質量変化率とは、
（浸漬前の封止材の質量−浸漬後の封止材の質量）／浸漬前の封止材の質量ｘ１００（％）である。
【００１４】
さらに本発明に係る調光フィルムは、前記封止材の、前記液晶層の側面に垂直な方向の厚みが３０μｍ以上であり、かつ前記側面に平行な方向の長さが１００μｍ以上１５００μｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
さらに本発明に係る調光フィルムは、前記調光フィルムの膜厚の中心線と、前記封止材の前記側面に平行な方向の長さの中心線が一致するとすることが好ましい。
【００１６】
さらに本発明に係る調光フィルムは、前記調光フィルムの側面全体が前記封止材で封止されていてもよい。
【００１７】
本発明に係る調光装置は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の調光フィルムと、
該調光フィルムにおける前記透明導電層に電圧を供給する交流電源と、
前記透明導電層に前記交流電源からの電圧供給の有無を切り替える切替器と、を備える、ことを特徴とする調光装置としたものである。
【００１８】
本発明に係る合わせガラスは、一対のガラス間に、中間膜と請求項５に記載の調光装置
とを挟持して一体化された、ことを特徴とする合わせガラスとしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本開示によれば、中間膜を備える合わせガラス等に適用しても、長期間液晶の劣化がなく、２段階以上のヘイズの切り替えによる意匠性を維持できる調光フィルム、及びそれを用いた調光装置並びに合わせガラスが得られる。それとともに、中間膜を備える各種調光装置、例えば、建築物や交通機関の窓、自動車のサンルーフやサンバイザー、視野遮断可能なパーテーション、スクリーン、公告板、ショーウインドウ等の用途においても、安定した使用や長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の第１実施形態に係る、調光フィルムの層構成を示す（ａ）模式断面図、（ｂ）模式鳥瞰図である。
【図２】本開示の第２実施形態に係る、調光フィルムの層構成を示す模式断面図である。
【図３】本開示の第３実施形態に係る、調光装置の基本構成を示す模式断面図である。
【図４】本開示の第４実施形態に係る、調光装置の基本構成を示す模式断面図である。
【図５】本開示の第５実施形態に係る、合わせガラスの基本構成を示す模式断面図である。
【図６】本開示の第６実施形態に係る、合わせガラスの基本構成を示す模式断面図である。
【図７】従来の調光フィルムの層構成を示す模式断面図である。
【図８】従来の合わせガラスの基本構成を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本開示の実施形態に係る調光フィルム、及びそれを用いた調光装置並びに合わせガラスについて図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付ける。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本開示は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組み合わせ、変形によって具体化できる。
【００２２】
［調光フィルム］
図１（ａ）は、本開示の第１実施形態に係る、調光フィルムの層構成を示す模式断面図である。第１実施形態に係る調光フィルム１０は、液晶層と、液晶層の両側の面に、透明導電層とＰＥＴ基材とをこの順に備え、透明導電層を通して液晶層に電圧を印加することでヘイズ（白濁度）を２段階以上に切り替えることができる。また、少なくとも液晶層の両側を含む側面は封止材で封止されている。
【００２３】
図１（ｂ）は、本開示の第１実施形態に係る、調光フィルムの模式鳥瞰図である。封止材はこのように、封止材を有しない従来の調光フィルムの少なくとも液晶層の両側を含む側面を、四辺の周縁部にわたって封止している。尚、前記の図１（ａ）は、図１（ｂ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図に相当する。
【００２４】
前記封止材は濃硫酸に耐性を有している。ここで、「濃硫酸に耐性を有している」とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１４に基づき、濃硫酸水溶液中（ｐＨ３．０）に２４時間浸漬する試験前後の質量変化率が３％以下であることを意味する。
【００２５】
また、前記封止材は液晶層を成す液晶と該封止材との混合物の電圧保持率が８０％以上であるという特徴を有する。電圧保持率が８０％未満である封止材は、液晶に影響を与える程度の酸が発生するおそれを有するため好ましくない。
【００２６】
中間膜と液晶層との反応を抑止し、十分な封止性を発揮するために、封止材の、液晶層の側面に垂直な方向の厚み（図１（ａ）（ｂ）のＤｘ）は３０μｍ以上であり、かつ側面に平行な方向の長さ（図１（ａ）（ｂ）のＤｚ）は１００μｍ以上１５００μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
図１（ａ）で、調光フィルム１０の全体の膜厚の中心線（ｆ１＝ｆ２である線）Ｃｆと、封止材の側面に平行な方向の長さＤｘの中心線（ｓ１＝ｓ２である線）Ｃｓは、封止材がＺ方向に均等なバリア性をもつために、一致することが望ましい。尚、通常は液晶層を挟持する上下の透明導電層及びＰＥＴ基材の膜厚はそれぞれ等しいため、前記中心線Ｃｆは液晶層のみの膜厚の中心線と一致する。
【００２８】
図２は、本開示の第２実施形態に係る、調光フィルムの層構成を示す模式断面図である。封止材はこのように、調光フィルム２０の側面全体（図２のＤｚ’）に設けられていてもよい。製造工程によっては、調光フィルムの液晶層を含む側面に部分的に封止材を設けるよりは、側面全体に設ける方が簡便な場合がある。但し、材料コスト上は不利になるおそれがあるため、図１、図２のいずれかは適宜比較選択すればよい。
【００２９】
［調光装置］
図３は、本開示の第３実施形態に係る、調光装置３０の基本構成を示す模式断面図である。また、図４は、本開示の第４実施形態に係る、調光装置４０の基本構成を示す模式断面図である。調光装置３０、４０はそれぞれ、本開示の調光フィルム１０、２０を備え、透明導電層に電圧を印加可能な交流電源と、透明導電層に該交流電源からの電圧を印加するか否かを切り替える切替器（スイッチ）を備えている。尚、図４の、第４実施形態に係る調光装置４０では、上下各々の透明導電層を被覆する封止材の領域の一部（好ましくは平面視で四隅の一部）を除去して貫通孔を開け、交流電源と接続している。
【００３０】
従って基本的な形態は、図１、図２に示す、調光フィルム１０、２０と交流電源とを切替器を経由して接続した形態となる。尚、交流電源は、その実効電圧を変化させうる可変電源であることが好ましい。これにより、光の透過や散乱の程度を制御し、ヘイズを多様に変化させて意匠性を向上し、本開示の調光フィルムを用いることで長期間安定して使用することができる。
【００３１】
［合わせガラス］
図５は、本開示の第５実施形態に係る、合わせガラス５０の基本構成を示す模式断面図である。また、図６は、本開示の第６実施形態に係る、合わせガラス６０の基本構成を示す模式断面図である。合わせガラス５０、６０はそれぞれ、一対のガラス間に、中間膜と本開示の調光装置３０、４０とを挟持して一体化された合わせガラスである。中間膜は、調光フィルムと青板ガラスとの接着機能を有し、用途に応じて紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定化剤、染料、顔料等を含んでいてもよい。尚、図６の、第６実施形態に係る合わせガラス６０では、上下各々の透明導電層を被覆する封止材と中間膜の領域の一部（好ましくは平面視で四隅の一部）を除去して貫通孔を開け、交流電源と接続している。
【００３２】
本開示の合わせガラスでは、電源の切り替えにより調光フィルムが透明となったときは透明なガラスとなりガラスの向こう側を視認することができる。また、白濁し不透明となったときはガラスに投影した画像を視認するスクリーンとして機能することもできる。また、上記のように交流電源の実効電圧を変化させ、ヘイズを多様に変化させて、意匠性を向上し、本開示の調光フィルムを用いることで長期間安定して使用することができる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例及び比較例として、封止材の耐酸性試験、電圧保持率測定、合わせガラスのバリア性、意匠性を評価した方法と結果について説明する。封止材としては、アクリル＋エポキシ系樹脂の７種（実施例１と４〜１０で同じもの、実施例２、３、比較例１〜４で異なるもの）を使用した。
【００３４】
［封止材の耐酸性試験］
ＪＩＳ  Ｋ  ７１１４に基づき、封止材単体を濃硫酸水溶液中（ｐＨ３．０）に２４時間浸漬する試験前後の質量変化率（％）を測定した。濃硫酸は他の酸と比較して酸性度が高いために採用した。
【００３５】
［電圧保持率測定］
液晶と封止材との混合物を作成し、電圧保持率（％）を測定した。尚、混合することで液晶を劣化させるような材料（酸等）の発生があれば電圧保持率は低下する。
【００３６】
［合わせガラスのバリア性、意匠性］
（評価用合わせガラスの作製）
透明導電層としてのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）付き基板を２枚用意し、その一方の基板に、高さ２５μｍのスペーサを塗布した。次に、その基板面に一般的なＯＤＦ法（Ｏｎｅ−Ｄｒｏｐ−Ｆｉｌｌ法。液晶滴下法、真空滴下法などとも呼ばれる）にて液晶組成物を滴下した後、他方の基板のＩＴＯ面が向き合うように対向させ、３５０ｎｍ以下の波長をカットした照度６０ｍＷのメタルハライドランプを用いて、３６５ｎｍ換算で７Ｊ／ｃｍ２の紫外線を照射（照射装置内の温度は２５℃に制御）して貼り合わせを行い、調光フィルムの原型を得た。
【００３７】
次に、前記の調光フィルムの原型に粘着材付きの基板をラミネートし、両面のＩＴＯと電気的導通をとるために、前記原型の端部をハーフカットした調光フィルムを得た。該調光フィルムを６ｃｍ×６ｃｍにカットし、少なくとも液晶層を含む側面に、平面視で四辺の周縁部にわたって幅Ｄｚ（μｍ）、膜厚Ｄｘ（μｍ）（図１（ｂ）参照）となるように封止材を塗布し、ブラックライトにてタック性がなくなるまで照射した後、２枚のガラスで中間膜（ＰＶＢ）と前記封止材を有する調光フィルムをはさみ、加熱圧縮して評価用合わせガラスを作製した。Ｄｚ、Ｄｘの値は、実施例１〜１０、及び比較例１〜４の合わせガラスで適宜変化させた。
【００３８】
（評価方法）
１ｍ離れた位置から作製した合わせガラスを目視観察し、封止材が目立たないものを意匠性が良好（〇）とし、作製した直後と２４時間経過後に端部の液晶の劣化が発生していないものを封止材の液晶バリア性が良好（〇）と判定した。
【００３９】
［評価結果］
以上の、実施例１〜１０、及び比較例１〜４の封止材と合わせガラス評価の実施条件と評価結果を表１にまとめて示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１より、本開示のように、液晶層の側面が封止材で封止されており、請求項で規定する濃硫酸耐性と電圧保持率の条件を満たす実施例１〜１０で作製した合わせガラスについては、意匠性が良好であるとともに、液晶の劣化がなくバリア性も良好な結果となった。一方、電圧保持率が８０％未満である比較例１、２、及び濃硫酸耐性が低い比較例３、４については、２４時間経過後に液晶の劣化が発生した。電圧保持率が特に低い比較例１、及び濃硫酸耐性が特に低い比較例４については、合わせガラスの作製後すぐに液晶の劣化が発生していた。
【符号の説明】
【００４２】
１０、２０・・・調光フィルム
３０、４０・・・調光装置
５０、６０・・・合わせガラス
８０・・・・・・従来の調光フィルム
９０・・・・・・従来の合わせガラス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020067498.tif 000009
【図７】
2020067498.tif 000010
【図８】
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