(57)【要約】【課題】  高強度及び高可撓性を有し、且つ、薄型化が図られた光機能性フィルムを提供する。【解決手段】  本発明に係る光機能性フィルム１０は、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂを備え、且つ、透光性及び可撓性を有する樹脂１４を備えているため、可撓性の向上が図られている。そして、一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの間には、ＴｉＯ２粒子とトルエン２４とを収容する複数の透光性カプセル１６が介在しており、この透光性カプセル１６によって電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ同士が互いに支持し合うため、この光機能性フィルム１０においては強度の向上も図られている。加えて、これらの透光性カプセル１０は一層となるように敷きつめられているため、光機能性フィルムの薄型化も実現されている。【選択図】  図４
2007011126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルムと、
前記一対の電極フィルム間に充たされた透光性及び可撓性を有する樹脂と、
前記電極フィルムとの間に前記樹脂が介在するように一層に敷きつめられ、且つ、電界配列効果又は電界配向効果を有する固体粒子と電気絶縁性媒質とを収容する複数の透光性カプセルとを備える、光機能性フィルム。
【請求項２】
前記各電極フィルムが互いの対向面側に透光性導電膜が設けられた透光性樹脂フィルムである、請求項１に記載の光機能性フィルム。
【請求項３】
前記透光性カプセルが透光性樹脂で構成されている、請求項１又は２に記載の光機能性フィルム。
【請求項４】
前記透光性カプセルに収容された前記固体粒子の形状が略球状である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光機能性フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧の印加により光透過率が変わる光機能性フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧の印加により光透過率が変わる光機能性モジュールについては、例えば、下記特許文献１に開示されている。この公報に記載の光機能性モジュールは、対面する一対の透明基板の間に流動性を有する電気絶縁性媒体が収容されて構成されており、電気絶縁性媒体には電界配列性粒子が含まれている。また、各透明基板の内側には透明導電層が成膜されており、この透明導電層間に電圧を印加可能な構成となっている。
【特許文献１】特開平８−１３５３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した従来の光機能性モジュールにおいては、薄型化を図るために単に透明基板を薄くした場合、流動性を有する電気絶縁性媒質を収容するのに十分な強度を確保することができない。そのため、透明基板の材料に例えばガラス材やアクリル材のような高強度材を採用することが考えられる。しかしながら、透明基板が高強度である場合には、可撓性が極めて小さく、その結果、使用できる用途が大きく制限されてしまう。従って、様々な用途への応用することができる薄くて破損しにくく可撓性に優れたフィルム状の光機能性モジュール（すなわち、光機能性フィルム）が切望されている。
【０００４】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、高強度及び高可撓性を有し、且つ、薄型化が図られた光機能性フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る光機能性フィルムは、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルムと、一対の電極フィルム間に充たされた透光性及び可撓性を有する樹脂と、電極フィルムとの間に樹脂が介在するように一層に敷きつめられ、且つ、電界配列効果又は電界配向効果を有する固体粒子と電気絶縁性媒質とを収容する複数の透光性カプセルとを備えることを特徴とする。
【０００６】
この光機能性フィルムは、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルムを備え、且つ、透光性及び可撓性を有する樹脂を備えているため、可撓性の向上が図られている。そして、一対の電極フィルムの間には、固体粒子と電気絶縁性媒質とを収容する複数の透光性カプセルが介在しており、この透光性カプセルによって電極フィルム同士が互いに支持し合うため、この光機能性フィルムにおいては強度の向上も図られている。加えて、これらの透光性カプセルは一層となるように敷きつめられているため、光機能性フィルムの薄型化も実現されている。
【０００７】
また、各電極フィルムが互いの対向面側に透光性導電膜が設けられた透光性樹脂フィルムであることが好ましい。電極フィルムがこのような構成の場合、実際に透光性及び可撓性を有する電極フィルムが得られる。
【０００８】
さらに、透光性カプセルが透光性樹脂で構成されていることが好ましく、透光性カプセルに収容された固体粒子の形状が略球状であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高強度及び高可撓性を有し、且つ、薄型化が図られた光機能性フィルムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明に係る光機能性フィルムを実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る光機能性フィルム１０は、対面する一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂと、これらの電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの間に充たされた樹脂１４と、複数のカプセル１６とを備えている。
【００１２】
一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂそれぞれは、ＰＥＴフィルム（透光性樹脂フィルム）１８Ａ，１８ＢとＩＴＯ膜（透光性導電膜）２０Ａ，２０Ｂとで構成されている。より具体的には、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂは、互いの対向面１２ａ側にＩＴＯ膜２０Ａ，２０Ｂが設けられたＰＥＴフィルム１８Ａ，１８Ｂとなっている。また、ＰＥＴフィルム１８Ａ，１８Ｂ及びＩＴＯ膜２０Ａ，２０Ｂは共に透明であり高い透光性を有している。そのため、ＰＥＴフィルム１８Ａ，１８ＢとＩＴＯ膜２０Ａ，２０Ｂとで構成された電極フィルム１２Ａ，１２Ｂも透光性を有している。さらに、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの厚さは１２５μｍであるため可撓性を十分に有している。なお、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの厚さは１００μｍ〜１０００μｍの範囲で適宜変更してもよい。
【００１３】
樹脂１４は、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの間に介在しており、ＩＴＯ膜２０Ａ，２０Ｂに接している。樹脂１４は、透光性及び可撓性を有するシリコーン樹脂で構成されている。この樹脂１４の厚さは、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの離間距離によってある程度規定され、６０μｍとなっている。なお、樹脂１４の厚さは、１０μｍ〜５００μｍの範囲で適宜変更してもよい。
【００１４】
複数のカプセル（透光性カプセル）１６は樹脂１４に含有されており、各カプセル１６の移動は樹脂１４によってある程度拘束されている。また、各カプセル１６は、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの離間距離を一定の長さに保持するスペーサとして機能し、電極フィルム１２Ａ，１２ＢのＩＴＯ膜２０Ａ，２０Ｂ同士が接触してショート不良を起こす事態を抑制していると共に、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの対面方向の構造強度を強化している。各カプセル１６は、ゼラチン（透光性樹脂）で構成されており透光性を有している。また、各カプセル１６は直径５０μｍの球状となっている。そして、各カプセル１６は互いに積み重ならないように、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの間に一層に敷きつめられている。なお、このカプセル１６の径よりも樹脂１４の厚さのほうが大きいため、各カプセル１６は樹脂１４が介在するようにして電極フィルム１２Ａ，１２Ｂの間に配列されている。なお、各カプセル１６の径は、樹脂１４の厚さよりも小さければ、１μｍ〜５０μｍの範囲で適宜変更してもよい。
【００１５】
各カプセル１６の中には、電界配列効果を有する固体粒子として球状のＴｉＯ２粒子（固体粒子）２２が複数個収容されており、且つ、電気絶縁性媒質としてトルエン２４が収容されている。ＴｉＯ２粒子２２はトルエン２４中に略均一に混ざっており、ＴｉＯ２粒子２２がトルエン２４中で乳化した状態（以下、エマルジョン状態と称す。）となっている。ＴｉＯ２粒子２２の径は、例えば、０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲から選択される。
【００１６】
次に、以上のような構成を有する光機能性フィルム１０を作製する手順について、図２を参照しつつ説明する。
【００１７】
まず、所定量のＴｉＯ２粒子２２及びトルエン２４を秤量し（Ｓ１）、これらを攪拌機で攪拌してエマルジョン状態のＴｉＯ２粒子２２及びトルエン２４を得る（Ｓ２）。そして、エマルジョン状態のＴｉＯ２粒子２２及びトルエン２４に所定の界面活性剤を所定量（例えば、０．０５ｗ％）を添加し、その後さらに攪拌し、ゼ−タ電位を調整する（Ｓ３）。その後、エマルジョン状態のＴｉＯ２粒子２２及びトルエン２４をカプセル１６に収容するカプセル処理をおこなう（Ｓ４）。
【００１８】
ＴｉＯ２粒子２２及びトルエン２４を収容したカプセル１６を樹脂１４と混合し（Ｓ５）、その混合物を、予め用意した一方の電極フィルム１２Ａに印刷する（Ｓ６）。その後、混合物が印刷された電極フィルム１２Ａにもう一方の電極フィルム１２Ｂを貼り合わせて加圧する（Ｓ７）。最後に、混合物を介して貼り合わされた一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂを乾燥させることにより（Ｓ８）上記光機能性フィルム１０の作製が完了する。
【００１９】
なお、適宜、光機能性フィルム１０全体をポリエチレンフィルムを覆うラミネート処理を施してもよい。
【００２０】
以下、上述した光機能性フィルム１０を使用する態様について説明する。
【００２１】
光機能性フィルム１０を使用する際には、例えば、一方の電極フィルム１２Ｂの側から被覆物（例えば、印刷書類、ガラス板等）２６に貼り付ける（図１参照）。そして、図３に示した回路３０により、一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間に電圧を印加する。なお、図３において、符号３２は直流電源、符号３４はスイッチ、符号３６はパイロットランプ、符号３８はＤＣ−ＤＣコンバーター、符号４０は可変抵抗器を示している。
【００２２】
回路３０のスイッチ３４をオンにして、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間に電圧を印加すると、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間に生じた電界により、図４に示すように、カプセル１６内のＴｉＯ２粒子２２が誘電分極をおこして電界方向（つまり、光機能性フィルム１０の厚さ方向）に配列する。
【００２３】
その結果、カプセル１６内がエマルジョン状態では反射されていた光Ｐは、カプセル１６を通過するようになる。すなわち、電圧印加前には極めて低かった光機能性フィルム１０の透光具合は、電圧の印加によって向上する。
【００２４】
なお、ＴｉＯ２粒子２２の配列性は印加電圧が増加する程高くなるため、印加電圧を増加するにつれて光機能性フィルム１０の透光具合も向上することとなる。
【００２５】
スイッチ３４をオフにして光機能性フィルム１０への電圧の印加を停止すると、カプセル１６内のＴｉＯ２粒子２２の配列が崩れて、光機能性フィルム１０の透光具合が元の極めて低い状態に戻る。
【００２６】
つまり、この光機能性フィルム１０によれば、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間への電圧の印加及び印加電圧の大きさの制御をおこなうことにより、被覆物２６を適宜可視化させたり、その見え方の程度を調整することができる。一例として、被覆物２６がガラス板である場合には、この光機能性フィルム１０を電気応答型のブラインドとして利用することが可能である。なお、光機能性フィルム１０の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間の電界強度は、０．１〜１０（ｋＶ／ｍｍ）の範囲から選択することが好ましい。
【００２７】
以上で詳細に説明したように、光機能性フィルム１０は、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂを備えており、且つ、透光性及び可撓性を有する樹脂１４を備えている。そのため、ガラス材やアクリル材のような高強度材が採用された光機能性モジュールに比べて可撓性が向上している。
【００２８】
また、一対の電極フィルムの間に介在する複数のカプセル１６はスペーサとして機能しており、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ同士はカプセル１６を介して互いに支持し合っている。そのため、この光機能性フィルム１０においては強度の向上も実現されている。加えて、これらのカプセル１６は一層となるように敷きつめられているため、カプセル１６を複数層に配列させた場合に比べて、光機能性フィルム１０の薄型化も実現されている。それにより、光機能性フィルム１０は、高強度及び高可撓性を有し、且つ、薄型化が実現されており、換言すると、薄くて破損しにくく、且つ、可撓性に優れたものとなっている。
【００２９】
また、従来の光機能性モジュールは、透明基板の間に固体粒子と電気絶縁性媒質とを直接収容していたために、固体粒子が局所的に凝集してしまうような場合があり得る。しかしながら、上述した光機能性フィルム１０においては、所定の割合で混合したＴｉＯ２粒子２２とトルエン２４とをカプセル内に収容しているため、ＴｉＯ２粒子２２が偏在するような事態が回避されており均質化が図られている。
【００３０】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係る光機能性フィルム１０Ａについて、図５及び図６を用いて説明する。
【００３１】
第２実施形態に係る光機能性フィルム１０Ａの構成は、第１実施形態に係る光機能性フィルム１０のＴｉＯ２粒子２２が電界配向効果を有するＴｉＯ２片（固体粒子）２２Ａになっている点でのみ異なる。すなわち、光機能性フィルム１０Ａにおけるカプセル１６には、電界配向効果を有する固体粒子として、薄片状のＴｉＯ２片２２Ａが、乱雑に配向した状態で複数個収容されており、且つ、電気絶縁性媒質としてトルエン２４が収容されている。ＴｉＯ２片２２Ａは、第１実施形態に係るＴｉＯ２粒子２２同様、トルエン２４中に略均一に混ざっており、ＴｉＯ２片２２Ａがトルエン２４中でエマルジョン状態となっている。ＴｉＯ２片２２Ａの長さは、例えば、０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲から選択される。
【００３２】
この光機能性フィルム１０Ａを使用する態様について、第１実施形態と同様である。すなわち、一方の電極フィルム１２Ｂの側から被覆物２６に貼り付け、図３に示した回路３０により一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間に電圧を印加する。
【００３３】
光機能性フィルム１０Ａにおいては、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間に電圧が印加されると、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間に生じた電界により、図６に示すように、カプセル１６内のＴｉＯ２片２２Ａが誘電分極をおこして電界方向（つまり、光機能性フィルム１０Ａの厚さ方向）に起立するように配向する。
【００３４】
その結果、第１実施形態同様に第２実施形態においても、カプセル１６内がエマルジョン状態では反射されていた光Ｐは、カプセル１６を通過するようになる。すなわち、電圧印加前には極めて低かった光機能性フィルム１０Ａの透光具合は、電圧の印加によって向上する。なお、ＴｉＯ２片２２Ａの配向性は印加電圧が増加する程高くなるため、印加電圧を増加するにつれて光機能性フィルム１０Ａの透光具合も向上することとなる。
【００３５】
スイッチ３４をオフにして光機能性フィルム１０Ａへの電圧の印加を停止すると、カプセル１６内のＴｉＯ２片２２Ａの配向が乱れ、光機能性フィルム１０Ａの透光具合が元の極めて低い状態に戻る。
【００３６】
つまり、この光機能性フィルム１０Ａも、光機能性フィルム１０のように、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ間への電圧の印加及び印加電圧の大きさの制御をおこなうことにより、被覆物２６を適宜可視化させたり、その見え方の程度を調整することができる。
【００３７】
以上で詳細に説明したように、光機能性フィルム１０Ａも、光機能性フィルム１０同様、透光性及び可撓性を有する一対の電極フィルム１２Ａ，１２Ｂを備えており、且つ、透光性及び可撓性を有する樹脂１４を備えている。そのため、ガラス材やアクリル材のような高強度材が採用された光機能性モジュールに比べて可撓性が向上している。また、一対の電極フィルムの間に介在する複数のカプセル１６により、電極フィルム１２Ａ，１２Ｂ同士が互いに支持し合っている。そのため、この光機能性フィルム１０Ａにおいても強度の向上が実現されている。加えて、これらのカプセル１６は一層となるように敷きつめられているため、カプセル１６を複数層に配列させた場合に比べて、光機能性フィルム１０Ａの薄型化も実現されている。それにより、光機能性フィルム１０Ａも、光機能性フィルム１０同様、薄くて破損しにくく、且つ、可撓性に優れたものとなっている。
【００３８】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、カプセル１６に収容される固体粒子は、球状や薄片状のものに限らず、鱗状のものや針状のものであってもよい。また、固体粒子の構成材料は、ＴｉＯ２に限らず、ＢａＴｉＯ３やその他の誘電体材料の中から適宜選択可能である。カプセルに収容される電気絶縁性媒質は、トルエンに限らず、ジエチルベンゼン、シリコーン樹脂、イソパラフィン等に適宜変更可能である。電極フィルム間に介在する樹脂は、シリコーン樹脂に限らず、ポリビニルアルコールやエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等に適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光機能性フィルムを示した概略断面図である。
【図２】図１に示した光機能性フィルムを作製する手順を示したフローチャートである。
【図３】図１に示した光機能性フィルムを使用する際に利用する回路を示した図である。
【図４】図１に示した光機能性フィルムに電圧を印加した状態を示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光機能性フィルムを示した概略断面図である。
【図６】図５に示した光機能性フィルムに電圧を印加した状態を示した図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０Ａ…光機能性フィルム１０、１２Ａ，１２Ｂ…電極フィルム、１４…樹脂、１６…カプセル、１８Ａ，１８Ｂ…ＰＥＴフィルム、２０Ａ，２０Ｂ…ＩＴＯ膜、２２…ＴｉＯ２粒子、２２Ａ…ＴｉＯ２片、２４…トルエン。
【図１】
2007011126.tif 000003
【図２】
2007011126.tif 000004
【図３】
2007011126.tif 000005
【図４】
2007011126.tif 000006
【図５】
2007011126.tif 000007
【図６】
2007011126.tif 000008