(57)【要約】【目的】  フィルムに対して浅い角度で入射する光をより多く選択的に受光するとともに、受光した光をフィルム内で散乱させることなく透過することのできる光制御性フィルムを、単一の高分子樹脂フィルム自体に光制御性を付与することで製造工程の簡素化を図り、安価で提供する。【構成】  透明性の高分子樹脂フィルムに、該高分子樹脂フィルムの分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状クレーズ領域を均一に設け、単一のフィルム自体に光学的異方性を付与する。【選択図】    図１
2008090068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明性の高分子樹脂フィルムに、該高分子樹脂フィルムの分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状クレーズ領域を均一に設け、単一のフィルム自体に光学的異方性を付与したことを特徴とする光制御性フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御性フィルムに関し、特に、フィルムに対して入射する光を選択的に透過する光学的異方性の付与された高分子樹脂フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光制御フィルムにおいては、ルーバーフィルムが光線平行化フィルム、光線コントロールフィルム、光指向フィルムとして公知のものとなっている。例えば、米国特許第Ｒｅ．２７，６１７号には、光学密度の異なるプラスチックが交互に重なった層のビレットを厚さ方向に薄く削ぐことによって光制御フィルムを作る方法が開示されている。また、米国特許第３，１９８，８６０号、特公昭６２‐３８１４２号、特開平４‐２３２７１９号等にもビレットからフィルムを削成する方法が開示されている。
【０００３】
しかし、前記ビレットからフィルムを削成する技術にあっては、ビレットを形成することに始まり、ビレットから厚さの薄いフィルムを広い幅で得る工程、さらに削成して得られたフィルムは表面を平滑にする処理が必要となる。これらは何れも高い技術と多額の設備投資を必要とするため製品が安価で提供されることは望めない。
【０００４】
また、特定の入射光のみを選択的に散乱する均一な膜質を有する「光制御板およびその製造方法」が特開昭６４‐７７００１号公報において提案されている。この公報に記載の光制御板は、樹脂組成物よりなるシートを二相に貼り合わせなくても特定の角度をなす入射光のみを選択的に散乱することができ、これによりある程度の光制御性が得られるというものである。
【０００５】
しかしながら、特開昭６４‐７７００１号公報に記載の光制御板にあっては、樹脂組成物は屈折率に差がある分子内に１個以上の重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物からなるため高価であり、また同樹脂組成物を基板上に塗布した後、光により硬化させる必要があるため、その製造工程が煩雑であると共にコスト的にも不利であった。
【０００６】
特開平９‐１６６７０２号公報において、透明なプラスチックの単層もしくは多層のフィルムであって、少なくとも該フィルムの一層が表面に対して略垂直で一定方向の均一なクレージング（ひび割れ）による光学的異方性を有する光制御フィルムとその製造方法が開示されている。
【０００７】
フィルム面に対して浅い角度で入射する光をより多く選択的に受光するためには、光源をフィルム面より離して入射角を深くとれるように設置するか、フィルム自体を光源に対して斜向して配置することが必要となる。
【０００８】
前記特開平９‐１６６７０２号公報に開示された光制御フィルムにおいては、フィルム自体を光線に対し斜向して配置した場合、この光制御フィルムにはクレージング（ひび割れ）がフィルムの表面に対して略垂直に形成されているため、浅い角度で入射した光がクレージング（ひび割れ）に鋭角で反射することによりフィルム内で光の散乱が生じ易く、フィルム面に対して浅い角度で入射した光を散乱させることなく透過できる光制御フィルムとはなっていない。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第Ｒｅ．２７，６１７号
【特許文献２】米国特許第３，１９８，８６０号
【特許文献３】特公昭６２‐３８１４２号
【特許文献４】特開平４‐２３２７１９号
【特許文献５】特開昭６４‐７７００１号
【特許文献６】特開平９‐１６６７０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みて案出された発明であり、その目的とするところは、フィルムに対して浅い角度で入射する光をより多く選択的に受光するとともに、受光した光をフィルム内で散乱させることなく透過することのできる光制御性フィルムを、単一の高分子樹脂フィルム自体に光制御性を付与することで製造工程の簡素化を図り、安価で提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の採った手段を以下に図面を用いて説明する。請求項１に係る光制御性フィルムの構成は、図１及び図２に示すような、透明性の高分子樹脂フィルム１０に、該高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状クレーズ２０領域を均一に設け、単一のフィルム自体に光学的異方性を付与したことを特徴とする。
【００１２】
ここでいうクレーズ２０領域とは、高分子樹脂フィルム１０の表面に現れる表面クレーズとその内部に発生する内部クレーズの両方を含むものであって、細かなひび状の模様を有する領域をいう。そしてこのクレーズ２０は、分子束（フィブリル）とボイドから構成されており、全体としてスポンジの構造に似たものとなっている。
【００１３】
本発明の光制御性フィルムは、透明性を有する高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状クレーズ２０領域が設けられているので、図３に示す如く、フィルムの厚み方向に斜め方向に形成されたクレーズ２０同志の間に略平行に浅く入射した光はそのまま透過され、或いはクレーズに浅い角度で反射してフィルムを透過する。この場合フィルムの厚み内での乱反射の発生は稀薄なものとなっている。
【００１４】
このフィルムの光制御性は、高分子樹脂フィルム１０の厚さ方向に対するクレーズの角度や深さ、高分子樹脂フィルム１０自身の厚さの違い等によりその範囲が変化する。つまりこの光制御性は、単一の高分子樹脂フィルム１０自身に生成されるクレーズにより発現されるので、高分子樹脂フィルムとフィルム１０自身に生成されるクレーズを特定して生成させることで、フィルムの光制御性の範囲を規格することが容易である。
【００１５】
クレーズを生成してなる光制御性フィルムの製造方法は、図５及び図６に示すように、緊張状態に保持された透明性の高分子樹脂フィルム１０面に、先端部４１が鋭角の支持体４０を押し付けることにより該高分子樹脂フィルム１０をその分子配向方向と略平行に折り曲げてそこに局部的な折り曲げ部１１を形成し、その後高分子樹脂フィルム１０を支持体４０の先端部に接触させつつ前記折り曲げ部における折り曲げ線に対して直交する方向に引っ張ることにより、該高分子樹脂フィルムの分子配向方向と略平行に連続的な縞状のクレーズ２０領域を形成することができる。
【００１６】
上記製造工程において、緊張状態に保持された透明性の高分子樹脂フィルム１０面に押し付ける先端部４１が鋭角である支持体４０の角度を調節して、フィルム面に当接させることにより、本発明の高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状クレーズ２０領域を均一に設けた光制御性フィルムを得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の効果として、ごく一般的に使用されている透明な高分子樹脂フィルムに、特定のクレージング加工を施すという簡単な工程で、透過光に角度依存性を有する、即ち、光学的異方性を有する光制御性フィルムを生産性よく製造することができる。
【００１８】
従って、本発明の光制御性フィルムは、特殊で高価な材料や、複雑な製造工程を必要としないため、従来のものと比較して非常に安価であり、また、広幅で長尺なものも自由に製造できるため、寸法の制約が殆どなく、バックライトにおける拡散シート、導光板の機能を併せもつほか、各種ディスプレイなど電機分野だけでなく、窓ガラスや室内の仕切りなど建材分野にも幅広く利用できる光制御性フィルムを提供できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の光制御性フィルム６０は、図１及び図２に示す如く、透明性の高分子樹脂フィルム１０に、その分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状のクレーズ２０領域が設けられているので、図３に示す如く、縞状に形成されたクレーズ２０同志の間に略平行に入射する光はそのまま透過する。また図４に示す如くフィルム面に浅い角度で入射する光は、クレーズに浅い角度で反射しフィルムを透過することで光の方向性が一定なものとなる。
【００２０】
また本発明の光制御性フィルム６０は、光源に相対するフィルムの角度を調節して配置することにより、入射する光をフィルム内で散乱させ拡散フィルムの機能をも併せ持つ光制御性フィルムである。
【００２１】
これにより、透明性樹脂フィルム１０においては、クレーズ２０領域において入射する角度により同フィルム１０を通して入射する光が直進する場合と反射する場合が発生する所謂光制御性が発現される。つまりこの光制御性は、単一の高分子樹脂フィルム１０自身により発現されるのである。また、この光制御性は、高分子樹脂フィルム１０の厚さ方向に対するクレーズの角度や幅、クレーズの深さや、高分子樹脂フィルム１０自身の厚さの違い等によりその範囲が変化する。
【００２２】
次に、光制御性フィルムの製造方法にあっては、図５又は図６に示す如く、緊張状態に保持された透明性の高分子樹脂フィルム１０面に先端部４１が鋭角の支持体４０を押し付けるのでそこに同高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に局部的な折り曲げ部１１が形成される。この折り曲げ部１１には、クレーズ２０が発生する。また支持体４０を押し付けることにより形成される高分子樹脂フィルム１０の折り曲げ部１１の角度は、同高分子樹脂フィルム１０の厚さや硬さ等に応じて任意に選択すれば良い。
【００２３】
上記製造工程において、緊張状態に保持された透明性の高分子樹脂フィルム１０面に押し付ける先端部４１が鋭角である支持体４０の角度を調節して、フィルム面に当接させることにより、本発明の高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状クレーズ２０領域を均一に設けた光制御性フィルムを得ることができる。
【００２４】
なお、上記製造方法により得られた光制御性フィルムにあっては、以下実施例において述べる測定結果の図７に示す如く、引張強度の低下が殆ど見られない。これは、クレーズ２０内に発生したフィブリルが応力を担っているためである。
【実施例】
【００２５】
以下図面に基づいて本発明に係る光制御性フィルム及びその製造方法について詳細に説明するが、これは代表的なものを示したものであり、本実施例により本発明が限定されるものではない。
【００２６】
本実施例に係る光制御性フィルムは、図１及び図２に示す如く、一般に市販されている厚さ２５μｍのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）より成る透明性の高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向の斜め方向（フィルム面に対し略９０度〜６０度の範囲内）に２０μｍ程度の間隔を有する縞状のクレーズ２０領域が設けてある。このクレーズ２０は、同高分子樹脂フィルム１０の表面だけでなくその厚さ方向に殆ど貫通しているが、一部においては貫通せずに厚さ方向の途中で止まっている。
【００２７】
本実施例において透明性の高分子樹脂フィルム１０としては、ポリフッ化ビニリデンを採用しているが、クレーズ２０が形成され得るものであればこれ以外に、例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等を採用しても良い。ポリフッ化ビニリデンは、低温から高温まで広い使用温度範囲をもち、可撓性を有すると共に力学的に優れ、また耐候性も極めて良く透明度及び可撓性が変わらず、さらに耐薬品性にも優れる。従って、これらの条件が要求される用途に使用する場合には、高分子樹脂フィルム１０としてポリフッ化ビニリデンを採用するのが望ましい。
【００２８】
次に、本発明に係る光制御性フィルムの製造方法の実施例について以下に説明する。図５又は図６に示す如く、本実施例においては、スプリングとネジにより上下動して高分子樹脂フィルム１０の張力を調整する補助具（以下単に補助具という）５０と、先端部４１が鋭角の支持体４０とを備えたクレージング装置を使用する。まず、緊張状態に保持された厚さ２５μｍのポリフッ化ビニリデンよりなる透明性の高分子樹脂フィルム１０面に、支持体４０の先端部４１を押し付けてこれを折り曲げると共に、この高分子樹脂フィルム１０に補助具により一定の張力を与え、そして高分子樹脂フィルム１０を支持体４０に接触させつつ矢印方向に引っ張る。
【００２９】
これにより、高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に連続的なクレーズ２０領域が形成される。この張力を変えることにより、クレーズ２０同志の間隔やクレーズ２０自身の幅を調整することができる。
【００３０】
上記のように、高分子樹脂フィルム１０を引っ張る場合、例えば巻取ローラーを備えた巻取機（図示しない）を採用すれば良い。支持体４０の先端部４１の角度は任意に選択すれば良く、また高分子樹脂フィルム１０の折り曲げ角度は、補助具５０の上下動や、支持体４０自身の高さ調整、或いは高分子樹脂フィルム１０の引っ張り角度の変更等により任意に選択すれば良い。また支持体４０は、その先端部４１に回転自在に軸支されたローラー（図示しない）を取り付け固定しても良い。このローラーは、高分子樹脂フィルム１０の移動に応じて自由に回転するので、同フィルム１０面に傷が付くのを防止する。
【００３１】
上記製造工程において、緊張状態に保持された透明性の高分子樹脂フィルム１０面に押し付ける先端部４１が鋭角である支持体４０の角度を調節して、フィルム面に当接させることにより、本発明の高分子樹脂フィルム１０の分子配向方向と略平行に、且つフィルムの厚み方向に斜め方向の縞状クレーズ２０領域を均一に設けた光制御性フィルムを得ることができる。
【００３２】
本発明の、光制御性フィルムにあっては、クレーズ２０領域に着色剤、安定剤等の添加剤を含浸させることができる。この場合、クレーズ２０自身は、分子束とボイドから構成されており、全体としてスポンジの構造に似ているので、例えば染料、有機顔料、無機顔料等の着色剤がこのクレーズ２０に浸透することにより添加剤層が形成され、請求項１に係る発明の作用に加え使用に応じた機能を発現させることができる。
【００３３】
この添加剤が着色剤の場合は、高分子樹脂フィルム１０の用途に応じたカラーバリエーションが得られると共に、光の透過を抑制し得る。また添加剤が紫外線吸収剤の場合は、紫外線を吸収することにより、高分子樹脂フィルム１０自身の劣化や変色を防止する。添加剤が安定剤の場合は、分子の分解等を抑制する。これらの機能により高分子樹脂フィルム１０自身の耐久性が向上する。そして添加剤が可塑剤の場合は、高分子樹脂フィルム１０は可塑化されてその柔軟性が向上する。
【００３４】
クレーズ２０領域に含浸させる着色剤としては、分散性、耐熱性、耐候性、耐水性、耐薬品性等に優れるものが望ましい。例えば、染料として油溶染料、有機顔料としてアゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、そして無機顔料として酸化物、硫化物、クロム酸鉛、フエロシアン化物、ケイ酸塩、カーボンブラック等が挙げられる。また添加剤層には、上記着色剤以外にベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−ベンゾフェノン等の紫外線吸収剤、リン酸エステル、ハロゲン化炭化水素等の難燃剤、無機鉛、金属せっけん、有機スズ化合物等の安定剤、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等の可塑剤が使用に適したものといえる。
【００３５】
このようにして得られた本発明に係る光制御性フィルムについて、引張強度の測定を以下の方法により行った。厚さ２５μｍ×縦１５ｍｍ×横３ｍｍの試料を、株式会社東洋ボールドウイン製の引張試験機（図示しない）に取り付け、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎで試料が破断するまで引っ張る。この引張試験結果より次式を用いて引張強度（σ）を求める。
σ＝Ｐ／Ｓ
ここで、Ｐは試料に加えられた最大荷重、Ｓは試料の断面積である。
【００３６】
この測定より、図１４に示す結果が得られた。この図７よりクレーズの形成による光制御性フィルムの引張強度の低下は殆どないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る光制御性フィルムの実施例を示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る光制御性フィルムの実施例を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係る光制御性フィルムに光が入射した状態を示す説明図である。
【図４】図３における光の入射角度が異なる状態を示す説明図である。
【図５】本発明に係る光制御性フィルムの製造方法の一実施例を示す説明図である。
【図６】図５における支持体付近を示す説明図である。
【図７】引張強度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１０    高分子樹脂フィルム
１１    折り曲げ部
２０    クレーズ
３０    押圧体
４０    支持体
４１    先端部
５０    補助具
６０    本発明に係る光制御性フィルム
【図１】
2008090068.tif 000003
【図２】
2008090068.tif 000004
【図３】
2008090068.tif 000005
【図４】
2008090068.tif 000006
【図５】
2008090068.tif 000007
【図６】
2008090068.tif 000008
【図７】
2008090068.tif 000009