(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化懸濁粒子デバイスフィルムを光弁の第一基板及び第二基板に接着する方法において、
(I)第一基板上の未硬化懸濁粒子デバイスフィルムを1つのフィルム面を被覆しない状態で紫外線で硬化し、前記第一基板に接着する工程、
(II)前記硬化フィルム又は第二基板のいずれか、又は該硬化フィルム及び第二基板の両方を、接着剤でコーティングする工程、
(III)前記硬化フィルムと第二基板とを接触させる工程、及び
(IV)前記硬化フィルム及び第二基板を前記接着剤を介して接着する工程、
を含み、前記接着剤が、室温で本質的に粘着性であるか、又は高温で粘着性となる接着剤であり、かつ前記接着剤が、前記硬化懸濁粒子デバイスフィルムが、前記第一基板に接着するよりも強く、前記接着剤が、該硬化懸濁粒子デバイスフィルムに接着するように十分に粘着性があるか又は粘着性になることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記接着剤が、前記基板及びフィルムが互いに接触するときに、粘着性になる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記接着剤が、感圧接着剤である、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記接着剤が、透明又は十分に半透明であって、そのため該接着剤の薄層が、殆ど透明である、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記接着剤が、ホットメルト接着剤である、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記接着剤が、逐次エマルジョン重合によって形成された第一及び第二コポリマーからなり、
（ａ）前記第一コポリマーは、以下のモノマー、
(i)アルキル基に４〜１２炭素原子を含む少なくとも１種類のアルキルアクリレート、
(ii)第一モノマー混合物中、全量で３〜８質量％で存在する少なくとも２種類の不飽和カルボン酸、及び
(iii)前記少なくとも２種類の不飽和カルボン酸以外の少なくとも１種類の硬質モノマー、を含む第一モノマー混合物から形成され、
（ｂ）前記第二コポリマーは、以下のモノマー、
(i)４〜１２炭素原子を含む少なくとも１種類のアルキルアクリレート、及び
(ii)少なくとも１種類の不飽和カルボン酸、を含む第二モノマー混合物から形成され、
前記第一コポリマーは、コポリマー中、少なくとも５０質量％の量で存在し、かつ０〜−２５℃のガラス転移温度を有し、及び前記第二コポリマーは、−２５℃未満のガラス転移温度を有する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記接着剤が、無色である、請求項１記載の方法。
【請求項８】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項１記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【請求項９】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項２記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【請求項１０】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項３記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【請求項１１】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項４記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【請求項１２】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項５記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【請求項１３】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項６記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【請求項１４】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項７記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【請求項１５】
硬化懸濁粒子デバイスフィルムを光弁の第一基板及び第二基板に接着する方法において、
(I)第一基板上の未硬化懸濁粒子デバイスフィルムを1つのフィルム面を被覆しない状態で紫外線で硬化し、前記第一基板に接着する工程、
(II)前記硬化フィルム又は第二基板のいずれか、又は該硬化フィルム及び第二基板の両方を、接着剤でコーティングする工程、
(III)前記硬化フィルムと第二基板とを接触させる工程、及び
(IV)前記硬化フィルム及び第二基板を前記接着剤を介して接着する工程、
を含み、前記接着剤が、室温で本質的に粘着性であり、かつ前記接着剤が、逐次エマルジョン重合によって形成された第一及び第二コポリマーからなり、
（ａ）前記第一コポリマーは、以下のモノマー、
(i)アルキル基に４〜１２炭素原子を含む少なくとも１種類のアルキルアクリレート、
(ii)第一モノマー混合物中、全量で３〜８質量％で存在する少なくとも２種類の不飽和カルボン酸、及び
(iii)前記少なくとも２種類の不飽和カルボン酸以外の少なくとも１種類の硬質モノマー、を含む第一モノマー混合物から形成され、
（ｂ）前記第二コポリマーは、以下のモノマー、
(i)４〜１２炭素原子を含む少なくとも１種類のアルキルアクリレート、及び
(ii)少なくとも１種類の不飽和カルボン酸、を含む第二モノマー混合物から形成され、 前記第一コポリマーは、コポリマー中、少なくとも５０質量％の量で存在し、かつ０〜−２５℃のガラス転移温度を有し、及び前記第二コポリマーは、−２５℃未満のガラス転移温度を有することを特徴とする、方法。
【請求項１６】
前記接着剤が、前記基板及びフィルムが互いに接触するときに、粘着性になる、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記接着剤が、感圧接着剤である、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記接着剤が、透明又は十分に半透明であって、そのため該接着剤の薄層が、殆ど透明である、請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
隔間した第一基板及び第二基板、及び該基板の間に含まれた懸濁粒子デバイスフィルムを含有する光弁であって、前記フィルム及び前記第一基板及び前記第二基板が、請求項１５記載の方法によって互いに接着されていることを特徴とする、光弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、ＳＰＤフィルムに使用できる方法及び材料に関し、様々な表面、特に、透明で、電気的導電性コーティングで被覆されたガラスやプラスチックシートのような基板へのフィルムの接着を改善する。
【０００２】
【背景】
光弁は、光の調節において、６年に渡って公知である。ここで使用される光弁は、短い間隔で間をあけた２つの壁から形成されるセルとして説明され、少なくとも１つの壁は透明であり、壁は、通常、そのために透明な電気的導電性コーティングの形態で電極を有する。セルは、光調節要素（時々ここで「活性化可能材料」という）を含み、光調節要素は、粒子の懸濁液又は粒子の懸濁液の液滴が分布するプラスチックフィルムのいずれかである。
懸濁液（時々ここで「液体光弁懸濁物」という）は、液体懸濁媒体に懸濁された小さい粒子を含む。適用電界の不存在下では、懸濁液中の粒子は、ブラウン運動による無秩序な位置を帯び、よって、セルに入る光のビームは、セル構造、粒子の性質及び濃度及び光のエネルギー内容に依存して、反射、通過又は吸収される。従って、光弁は、オフ状態で相対的に暗い。しかしながら、電界を液体光弁懸濁物を通じて光弁に適用する場合、粒子は、整列し、多くの懸濁物に対して光の殆どがセルを通過することができる。従って、光弁は、オン状態で相対的に透明である。また、ここで述べた光弁のタイプは、「懸濁粒子デバイス」又は「ＳＰＤ」として公知である。
【０００３】
光弁は、多数の用途に提案されており、例えば、アルファニューメリックディスプレイ及びテレビのディスプレイ、ランプのフィルター、カメラ、光ファイバー及びディスプレイ用、及び窓、サンルーフ、サンバイザー、メガネ、ゴーグル及びミラーなどを含み、それらを通過する光又は場合によってはそれらから反射した光の量を調節する。窓の例には、商業用ビル、温室及び住居用の建築窓、自動車乗物、ボート、列車、飛行機及び宇宙船用の窓、のぞき穴のあるドア用の窓、及び仕切りのあるオーブン及び冷蔵庫のような器械用の窓が含まれるが、これらに限定されない。
多くの用途において、活性化可能材料、即ち、光調節要素が、懸濁液よりもむしろプラスチックフィルムであることが好ましい。例えば、様々な光透過窓として使用される光弁において、懸濁液の液滴が分布するプラスチックフィルムは、懸濁液のみよりも好ましく、静水圧効果、例えば懸濁液の高いカラムに関連した膨張を、フィルムの使用を通じて避けることができ、また、起こりうる漏れのリスクを避けることができる。プラスチックフィルムを使用する別の利点は、プラスチックフィルムでは、粒子は一般的に、非常に小さい液滴内に存在するだけであり、従って、フィルムを電位で繰り返し活性化する場合に、目立って凝集しない。
ここで使用される「光弁フィルム」は、フィルム又はフィルムの一部に分布した粒子の懸濁液の液滴を有するフィルムをいう。
架橋エマルジョンで作られた光弁フィルムは公知である。米国特許第5,463,491号、第5,463,492号及び第5,728,251号明細書及び米国特許出願第08/941,599号明細書を参照されたく、全て本発明の代理人を指定している。前述の特許及び特許出願のすべて及びここで、その中に又は他で参照される他の特許及び文献は、そこへ参照によってこの出願に組み込まれる。
【０００４】
【発明の実施の形態】
液体光弁懸濁物
液体懸濁媒体及び安定剤
液体光弁懸濁物は、従来技術で公知の液体光弁懸濁物でよく、当業者に公知の技術によって処方できる。ここで使用される用語「液体光弁懸濁物」は、多数の小さい粒子が分散している「液体懸濁媒体」の意味である。「液体懸濁媒体」は、好ましくは、塊状にして粒子が分散するようにする粒子の傾向を減少させるように作用し、かつ懸濁物に作用する、少なくとも１つのタイプのポリマー安定剤が溶解されている、１種類以上の非水溶性の、電気的に抵抗性の液体を含む。
本発明に有用な液体光弁懸濁物は、粒子を懸濁するために光弁に使用するのに先に提案した液体懸濁媒体を含むことができる。ここで有用である従来技術で公知の液体懸濁媒体が含まれ、米国特許第4,247,175号及び第4,407,565号明細書で開示された液体懸濁媒体に限定されない。一般的に、液体懸濁媒体又はそれに溶解されたポリマー安定剤の一方又は両方が、懸濁粒子を重力平衡状態に維持するために選択される。
ポリマー安定剤は、使用する場合、粒子の表面に結合するだけでなく、非水溶性液体又は液体懸濁媒体の液体に溶解する、単一タイプの固体ポリマーでよい。それとは別に、ポリマー安定剤システムとして２種類以上の固体ポリマー安定剤供給が可能である。例えば、粒子を、ニトロセルロースのような第一のタイプの固体ポリマー安定剤で被覆することができ、実質的に、粒子用の平面コーティング及び１種以上の追加タイプの固体ポリマー安定剤を提供し、該安定剤は、第一のタイプの固体ポリマー安定剤に結合又は会合し、また液体懸濁媒体に溶解して、粒子の分散及び立体的保護を提供する。米国特許第5,463,492号明細書に述べられているように、液体ポリマー安定剤を、特にＳＰＤ光弁フィルムにおいて有利に使用することができる。
【０００５】
２．粒子
無機及び有機粒子を、光弁懸濁物に使用することができ、このような粒子は電磁スペクトルの可視部分の全て又は一部で吸光又は光反射できる。
従来のＳＰＤ光弁は、一般的に、コロイドサイズのポリハロゲン化物粒子を使用していた。ここで使用される、粒子サイズに言及する場合の用語「コロイド」は、粒子が、最も大きい寸法平均で１ミクロン以下を有することを意味する。好ましくは、ＳＰＤ光弁懸濁物に使用された又は使用するつもりのポリハロゲン化物又は他のタイプの粒子は、光散乱を極度に低く保つため、青色光の波長の２分の１未満、即ち、0.2μｍ（２０００オングストローム）未満の最も大きい寸法を有する。
【０００６】
先行技術のフィルム接着問題
従来技術において、ＳＰＤフィルムエマルジョンを、インジウムスズ酸化物（「ＩＴＯ」）被覆ガラス又はプラスチック基板の２つのＩＴＯ電極の間でそれらと直接接触されて配置し、次に紫外線で硬化すると、硬化フィルムは、両方のＩＴＯ被覆基板に比較的良好な接着を示す。
しかしながら、形成するエマルジョンにおいて、又はフィルムが硬化するときに形成されるエマルジョンにおいて、脱気及び微量の材料の揮発を可能にするため、米国特許第5,728,251号明細書に述べているように、しばしば、フィルムを、被覆されていない大気に面した１つのフィルム面又は被覆されていない不活性ガス中の１つのフィルム面とともに硬化することが好ましい。被覆されていない１つの表面とともに硬化させるこのようなＳＰＤフィルムの場合、硬化したＳＰＤフィルムを有する、硬化した被覆されていない表面の、ＩＴＯ被覆又は他の基板（通常ここでは「塗布表面」という）への接着は、硬化工程より前に及びその間に塗布表面をＩＴＯ被覆基板上の未硬化ＳＰＤフィルムで挟持し、接触させた場合よりもしばしば良好でないことが分かった。この問題は、特に比較的長い時間で硬化した場合、クラストを形成し、そのためにその粘着性のいくらかを失う、硬化した覆われていないフィルム表面の傾向によって生じる。
前述の接着問題を上で主にＩＴＯ被覆基板に関して検討したが、ＩＴＯ以外の電極材料に、スズ酸化物、ドープ処理スズ酸化物又は金属電極等を使用する場合、又は誘電性材料をＩＴＯ又は他の電極材料に被覆する場合に、同様の問題が発生するであろうことは理解されるべきである。従って、電極及び誘電性コーティング及びガラス及びプラスチック基板を含むがこれらに限定されない、様々なタイプのコーティング又はその他の表面に対する硬化した未被覆のフィルムの接着を改良するための方法が、必要とされ有用であろう。
【０００７】
【発明の説明】
一定のタイプの粘着性材料が、ＳＰＤフィルムと塗布表面の硬化した覆われていない表面間の接着を促進するのに高い効果があることがわかった。
特に、室温（約２０℃）で本質的に粘着性であるか、高温で粘着性になる接着剤は、接着を促進するのに効果的であることがわかった。それぞれの場合において、ＳＰＤフィルムの塗布表面と硬化した覆われていない表面と接触する間に粘着性であるか粘着性になる。このような接着剤は、好ましくは、感圧性であり、接着剤は一般的に、接着される表面に対して加圧するとより良く接着するからである。
室温で粘着性であるか高温で粘着性になる、従来技術で公知の多くの接着剤がある。このような接着剤が透明又は十分に半透明であり、そのため薄層で殆ど透明であって好ましくない曇りがないこと、及びＳＰＤフィルム良く接着する十分な粘着性であることを提供する本発明に、このような接着剤を使用することができる。本発明の目的において、接着剤は、硬化ＳＰＤフィルムがＩＴＯ被覆基板に接着するよりもより強く硬化ＳＰＤフィルムに接着する場合、即ち、接着剤で被覆された塗布表面が、互いに加圧され次にばらばらにはがされた後、硬化したＳＰＤフィルムの殆どをそのＩＴＯ被覆基板から除去できる場合に、「十分に粘着性」であると考えられる。
十分に粘着性になるホットメルト接着剤は、本発明に使用可能であるとはいえ、室温又は約室温で本質的に十分に粘着性である接着剤を使用することが好ましく、一般的に、接合を行うのに温度を上げないことがより都合がよいからである。
本質的に十分に粘着性であるこのような接着剤の優れた例を、例１で以下に述べる。
【０００８】
【実施例】
例１
１．ミシガン州フリント(Flint)にあるアベリーデニソン（Avery  Dennison）社の接着剤部門で販売されている、ＡＳ−４６０ＨＰＸと呼ばれるトルエンに溶解した殆ど無色の粘性アクリルポリマーを含む接着剤材料を、アセトンで希釈し、その結果ＡＳ−４６０ＨＰＸは、最終溶液の約５％であった。
２．工程１の最終溶液を、ＩＴＯ被覆ＰＥＴシート（塗布表面）に約２５〜５０μｍ（１〜２ミル）の厚さ（乾燥前）で広げた。ＰＥＴシートをオーブンで９０℃で乾燥させて揮発性溶媒を除き、次にＰＥＴシートをオーブンから取り出した。
３．別に、上で言及した先行技術のＳＰＤフィルム特許出願で述べたように、ＳＰＤフィルムをＩＴＯ被覆ガラス基板上で紫外線で硬化させた。
４．次に、工程２のＡＳ−４６０ＨＰＸ被覆、ＩＴＯ被覆ＰＥＴシートを、工程３のＩＴＯ被覆ガラス基板（そのＩＴＯ上に硬化ＳＰＤフィルムを有する）で挟持し、接着剤被覆ＰＥＴシートとガラス基板との間にＳＰＤフィルムが入るようにした。
５．ばらばらにはがすと、ＳＰＤフィルムの殆どは、接着剤被覆ＩＴＯ被覆ＰＥＴシートに接着し、ＳＰＤフィルムは、ガラス基板を被覆したＩＴＯへの接合よりもＡＳ−４６０ＨＰＸ接着剤へのより強い接合を示した。これは特に印象的であり、ＳＰＤフィルムをＩＴＯ被覆ガラス基板で硬化させたからである。
前記例では、接着剤をその電極の上にあるたった１つの基板上で使用したが、接着剤は、所望であれば、このように両方の基板上で使用できるであろう。
アベリーデニソン社の接着剤部門は、本発明に有用な多くの感圧性接着剤を販売する。このようなポリマー接着剤の重要な特色は、乾いたときにそれらが本質的に粘着性であることである。ＳＰＤフィルムを弱めない、かつ透明又は半透明（薄層で殆ど透明）であり好ましくは無色であり、乾いたときに十分に本質的に粘着性である接着剤は、本発明において有用であろう。
【０００９】
アベリーデニソン社で製造される感圧性接着剤を述べた典型的であるが、限定されない特許は、「フィルム製造用感圧性接着剤」と題された米国特許第5,895,801号明細書である。（この特許及びその開示は、ここに参照によってそれに特に組み込まれる）。この特許は以下のようにクレームする。
フィルム製造に有用な、本質的に接着性の感圧性接着組成物であって、逐次エマルジョン重合（sequential  emulsion  polymerization）によって形成される第一及び第二コポリマーを含み、
（ａ）第一コポリマーは、以下のモノマー、
(i)アルキル基に４〜約１２炭素原子を含む少なくとも１種類のアルキルアクリレート、
(ii)第一モノマー混合物中、全量約３〜８質量％で存在する少なくとも２種類の不飽和カルボン酸、及び
(iii)前記少なくとも２種類の不飽和カルボン酸以外の少なくとも１種類の硬質モノマー、
を含む第一モノマー混合物から形成され、
（ｂ）第二コポリマーは、以下を含むモノマー、
(i)４〜約１２炭素原子を含む少なくとも１種類のアルキルアクリレート、及び
(ii)少なくとも１種類の不飽和カルボン酸、
第二モノマー混合物から形成され、
前記第一コポリマーは、コポリマー中少なくとも５０質量％の量で存在し、０〜-25℃のガラス転移温度を有し、前記第二コポリマーは約-25℃未満のガラス転移温度を有することを特徴とする、接着組成物。
【００１０】
前述のクレームは、非常に多くの可能性のある接着剤をカバーする。その上、前記接着剤は、本発明の例に限定しない。本質的に十分に粘着性であるか、加熱すると十分に粘着性になり、その上接触させたときにＳＰＤフィルムを有意に弱めない接着剤は、ＳＰＤフィルムの接着を増加させるのに使用できるであろう。圧力は必然的に要求されないが、一般的に、圧力は、本発明の接着剤の実質的には表面への接合を増強し、またそのように望まれる。このような接着剤を含むＳＰＤフィルムを組み込むＳＰＤデバイスからの光透過又は反射を有意に干渉しないために、接着剤を透明か、もし半透明なら薄層で殆ど透明であるようにすべきである。しかしながら、フィルムを非常に曇ったようにする接着剤は、避けるべきである。もし色を望まないのであれば、無色である接着剤が好ましい。
ＳＰＤデバイスを操作するのに必要な電位は、ＳＰＤの電極間の距離の一次関数であるので、その距離を最小限にすることが望ましい。従って、また、接着剤層（又は複数の層）の厚さにおいて、非常に小さいことが望ましい。本発明において、接着剤層は、好ましくは単一の厚さでかつその厚さが好ましくは２５μｍ（１ミル）未満、より好ましくは、１２．５μｍ（０．５ミル）未満、最も好ましくは６．２５μｍ（０．２５ミル）未満であるべきである。