JP7184510B2 - 調光フィルム用光透過性導電フィルム及び調光フィルム - Google Patents

Description

本発明は、調光フィルムに用いられ、光透過性を有しかつ導電性を有する調光フィルム用光透過性導電フィルムに関する。また、本発明は、上記調光フィルム用光透過性導電フィルムを用いた調光フィルムに関する。

調光フィルム等に調光材料等が用いられている。調光材料は、特定の波長の光を遮断することにより透過率を調整したり、色調を調整したりすることを目的に利用されている。調光フィルムは、室内部材、建築部材及び電子部品等の様々な分野において利用されている。

例えば、下記の特許文献１には、２つの透明導電性樹脂基材と、該２つの透明導電性樹脂基材に挟み込まれた調光層とを備える調光フィルムが開示されている。上記調光層は、樹脂マトリックスと、上記樹脂マトリックス中に分散された光調整懸濁液とを含む。上記透明導電性樹脂基材の厚みは１３０～５００μｍである。上記透明導電性樹脂基材では、透明樹脂基材上に、透明導電膜がコーティング等により形成されている。

ＷＯ２００８／０７５７７２Ａ１

特許文献１に記載のように、調光フィルムに、導電膜（導電層）を備える透明導電性樹脂基材（光透過性導電フィルム）が用いられている。

光透過性導電フィルムには、全光線透過率が高く、かつ導電層の表面抵抗が低いことが一般的に求められる。しかしながら、従来の光透過性導電フィルムでは、全光線透過率を効果的に高くし、更に導電層の表面抵抗を効果的に低くすることが困難である。さらに、本発明者らの検討によって、光透過性導電フィルムの導電層の表面抵抗を複数箇所で測定した場合に、表面抵抗にばらつきがあることが見出された。

本発明の目的は、全光線透過率を効果的に高くし、かつ導電層の表面抵抗を効果的に低くし、更に導電層の表面抵抗の均一性を高めることができる調光フィルム用光透過性導電フィルムを提供することにある。また、本発明は、上記調光フィルム用光透過性導電フィルムを用いた調光フィルムを提供することである。

本発明者らの検討によって、全光線透過率を効果的に高くし、更に導電層の表面抵抗を効果的に低くすることができる構成が見出された。さらに、本発明者らの検討によって、導電層の表面抵抗のばらつきを効果的に小さくすることができる構成が見出された。

本発明の広い局面によれば、調光フィルムに用いられ、光透過性を有しかつ導電性を有するフィルムであって、光透過性を有する基材フィルムと、前記基材フィルムの第１の表面側に配置されており、かつ光透過性を有する導電層とを備え、前記導電層の平均厚みが１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下であり、前記導電層の厚みの標準偏差が１．０ｎｍ未満である、調光フィルム用光透過性導電フィルム（以下、「光透過性導電フィルム」と記載することがある）が提供される。

本発明に係る光透過性導電フィルムのある特定の局面では、前記導電層の表面抵抗が１８０Ω／□以下である。

本発明に係る光透過性導電フィルムのある特定の局面では、波長５５０ｎｍにおける全光線透過率が８６％以上である。

本発明に係る光透過性導電フィルムのある特定の局面では、ヘイズ値が１．３％以下である。

本発明の広い局面では、２つの光透過性導電フィルムと、調光層とを備え、２つの前記光透過性導電フィルムが、上述した調光フィルム用光透過性導電フィルムであり、２つの前記光透過性導電フィルムの前記導電層側の間に、前記調光層が配置されている、調光フィルムが提供される。

本発明に係る調光フィルム用光透過性導電フィルムでは、全光線透過率を効果的に高くし、かつ導電層の表面抵抗を効果的に低くし、更に導電層の表面抵抗の均一性を高めることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る調光フィルム用光透過性導電フィルムを示す断面図である。 図２は、図１に示す調光フィルム用光透過性導電フィルムを用いた調光フィルムの一例を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態に係る調光フィルム用光透過性導電フィルムを示す断面図である。

図１に示す光透過性導電フィルム１は、調光フィルムに用いられる。

光透過性導電フィルム１は、基材フィルム１１と、導電層１２とを備える。

基材フィルム１１は、光透過性を有する。基材フィルム１１は、光透過性の高い材料により構成されている。基材フィルム１１は、第１の表面１１ａ及び第２の表面１１ｂを有する。第１の表面１１ａと、第２の表面１１ｂとは、互いに対向している。

基材フィルム１１の第１の表面１１ａ側に、導電層１２が配置されている。導電層１２は、光透過性を有する。導電層１２は、光透過性が高く、かつ導電性の高い材料により構成されている。導電層１２は、基材フィルム１１の第１の表面１１ａ上に直接積層されている。導電層は、基材フィルムの第１の表面上に直接積層されていなくてもよい。例えば、導電層と基材フィルムの間に、アンダーコート層が配置されてもよい。

導電層１２の平均厚みは、１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下である。導電層１２の厚みの標準偏差は１．０ｎｍ未満である。

光透過性導電フィルム１のように、本発明に係る調光フィルム用光透過性導電フィルムは、光透過性を有する基材フィルムと、上記基材フィルムの第１の表面側に配置されており、かつ光透過性を有する導電層とを備えており、上記導電層の平均厚みが１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下であり、上記導電層の厚みの標準偏差が１．０ｎｍ未満である。

本発明に係る光透過性導電フィルムでは、上記の構成が備えられているので、特に上記導電層の平均厚みが１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下であり、かつ上記導電層の厚みの標準偏差が１．０ｎｍ未満であるので、全光線透過率を効果的に高くし、かつ導電層の表面抵抗を効果的に低くし、更に導電層の表面抵抗の均一性を高めることができる。更に、本発明では、透明時の調光フィルムのヘイズ値を効果的に低くすることもできる。

全光線透過率をより一層効果的に高くし、かつ導電層の表面抵抗をより一層効果的に低くし、表面抵抗の均一性をより一層高める観点からは、上記導電層の平均厚みは、好ましくは１７ｎｍ以上、好ましくは３０ｎｍ以下である。また、上記導電層の平均厚みが上記下限以上であると、導電性がより一層高くなる。

上記導電層の平均厚みは、１０箇所の測定結果の平均値であることが好ましく、１０点での平均厚みであることが好ましい。

なお、導電層の厚み及び導電層の表面抵抗を１０箇所で測定する場合に、１０個の測定箇所は、それぞれの測定箇所が１０ｍｍ以上はなれた点であることが好ましい。

全光線透過率をより一層効果的に高くし、かつ導電層の表面抵抗をより一層効果的に低くし、表面抵抗の均一性をより一層高める観点からは、上記導電層の厚みの標準偏差は、好ましくは０．８ｎｍ以下である。

上記導電層の厚みの標準偏差は、１０点での標準偏差であることが好ましい。上記導電層の厚みを１０箇所で測定する場合に、上記導電層の厚みの標準偏差は、上記導電層の厚みの１０箇所の測定結果の標準偏差であることが好ましい。

透明時の調光フィルムのヘイズ値を低くする観点からは、上記導電層の表面抵抗は、好ましくは１８０Ω／□以下、より好ましくは１７０Ω／□以下、更に好ましくは１５０Ω／□以下、特に好ましくは１００Ω／□以下である。なお、上記導電層の表面抵抗は、通常０Ω／□以上である。

上記導電層の表面抵抗は、上記導電層の基材フィルム側とは反対の表面側で測定される。

上記導電層の表面抵抗は、１０箇所の測定結果の平均値であることが好ましく、１０点での平均表面抵抗であることが好ましい。

上記導電層の表面抵抗を１０箇所で測定する場合に、表面抵抗の１０箇所の測定結果の最大値と最小値との差の絶対値は、好ましくは１５Ω／□以下、より好ましくは９Ω／□以下である。表面抵抗の１０箇所の測定結果の最大値と最小値との差の絶対値が上記上限以下であると、調光フィルムの透過率を低くし、かつ調光フィルムの色味のばらつきを低くすることができる。

上記表面抵抗は、表面抵抗計（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＥＣＨ社製「Ｌｏｒｅｓｔａ－ＥＰ」、又はその同等品）を用いて、４端子法により測定される。

光透過性をより一層高める観点からは、上記光透過性導電フィルムの波長５５０ｎｍにおける全光線透過率は、好ましくは８６％以上、より好ましくは８８％以上、更に好ましくは８９％以上である。なお、上記光透過性導電フィルムの波長５５０ｎｍにおける全光線透過率は、通常１００％以下である。

上記全光線透過率は、ヘーズメーター（日本電色工業社製「ＮＤＨ ２０００」、又はその同等品）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１０５に基づいて、測定される。

光透過性をより一層高める観点からは、上記光透過性導電フィルムのヘイズ値は、好ましくは１．３％以下、より好ましくは０．８％以下、更に好ましくは０．７％以下である。なお、上記光透過性導電フィルムのヘイズ値は、通常０％以上である。

上記ヘイズ値は、ヘーズメーター（日本電色工業社製「ＮＤＨ ２０００」、又はその同等品）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１３６に基づいて、測定される。

本発明に係る光透過性導電フィルムは、調光フィルムに用いられる。

図２は、図１に示す調光フィルム用光透過性導電フィルムを用いた調光フィルムの一例を示す断面図である。

図２に示す調光フィルム２１は、２つの光透過性導電フィルム１と、調光層３１とを備える。２つの光透過性導電フィルム１の間に、調光層３１が配置されている。具体的には、２つの導電層１２の間に、調光層３１が配置されている。２つの光透過性導電フィルム１は、第１，第２の光透過性導電フィルムである。

調光フィルム２１のように、本発明に係る調光フィルムは、本発明に係る２つの光透過性導電フィルム（第１の光透過性導電フィルム及び第２の光透過性導電フィルム）と、調光層とを備えており、上記第１の光透過性導電フィルムと上記第２の光透過性導電フィルムとの間に、上記調光層が配置されている。

以下、本発明に係る光透過性導電フィルムの他の詳細を説明する。

（基材フィルム）
基材フィルムは、高い光透過性を有することが好ましい。基材フィルムの材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン、ポリエーテルサルフォン、ポリスルホン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、及びセルロースナノファイバー等が挙げられる。基材フィルムの材料は、樹脂であることが好ましい。光透過性を効果的に高くすることができるので、基材フィルムの材料は、ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。基材フィルムの材料は、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。

光透過性をより一層高める観点からは、基材フィルムの波長５５０ｎｍにおける全光線透過率は、好ましくは８８％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは９１％以上である。なお、基材フィルムの波長５５０ｎｍにおける全光線透過率は、通常１００％以下である。

基材フィルムは、各種安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤又は着色剤を含んでいてもよい。

（導電層）
導電層は、光透過性を有する導電性材料により形成されている。上記導電性材料としては、特に限定されないが、例えば、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）や、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などのＩｎ系酸化物、ＳｎＯ_２、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などのＳｎ系酸化物、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）などのＺｎ系酸化物、ナトリウム、ナトリウム－カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム－銀混合物、マグネシウム－インジウム混合物、アルミニウム－リチウム合金、Ａｌ／Ａｌ_２Ｏ_３混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物、金等の金属、ＣｕＩ、Ａｇナノワイヤー（ＡｇＮＷ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）及び導電性透明ポリマーなどが挙げられる。上記導電性材料は、単独で用いてもよく、複数を併用してもよい。

導電性をより一層高め、光透過性をより一層高める観点から、上記導電性材料は、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）や、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）などのＩｎ系酸化物、ＳｎＯ_２、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などのＳｎ系酸化物、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ガリウム亜鉛酸化物）などのＺｎ系酸化物であることが好ましい。導電性を更に一層高め、光透過性を更に一層高める観点から、上記導電性材料は、ＡＺＯ（アルミニウム亜鉛酸化物）又はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）であることがより好ましく、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）であることが更に好ましい。

導電層の形成方法は、特に限定されない。例えば、蒸着又はスパッタリングにより形成した金属膜をエッチングする方法や、スクリーン印刷又はインクジェット印刷などの各種印刷方法、並びにレジストを用いたフォトリソグラフィー法等の公知のパターニング方法等を用いることができる。形成された導電層は、アニール処理により結晶性を高めて用いられることが好ましい。

以下、本発明について、具体的な実施例に基づき、更に詳しく説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。

（参考例１）
厚み１２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの一方側の表面上に、以下のようにして、導電層を形成し、光透過性導電フィルムを得た。

上記ＰＥＴフィルム上に、酸化インジウム：９３重量％及び酸化スズ：７重量％の焼結体材料をターゲット材として用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、透明導電層を形成した。具体的には、チャンバー内を５×１０^－４Ｐａ以下となるまで真空排気した後に、チャンバー内にＡｒガス：９５％及び酸素ガス：５％の混合ガスをチャンバー圧力が０．６７Ｐａになるように導入し、表１に示す平均厚みのＩＴＯ層（透明導電層）を形成した。ＩＴＯ層を堆積したＰＥＴフィルムをオーブンにて１５０℃で、６０分加熱し、光透過性導電フィルムを得た。

（参考例２）
成膜時間を長くし、ＩＴＯ層の平均厚みを表１に示すように変更したこと以外は参考例１と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（参考例３）
成膜時のチャンバー圧力を０．３３Ｐａになるように混合ガスの流量を変更したこと、並びにこの流量の変更に伴ってＩＴＯ層の平均厚みを表１に示すように変更したこと以外は参考例１と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（参考例４）
成膜時のチャンバー圧力を０．３３Ｐａになるように混合ガスの流量を変更したこと、並びにこの流量の変更に伴ってＩＴＯ層の平均厚みを表１に示すように変更したこと以外は参考例２と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（参考例５）
厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム上に、Ｓｉ純度９９．９％の多結晶Ｓｉの焼結体材料をターゲット材として用いて、ＡＣマグネトロンスパッタリング法により、ＳｉＯ_２膜を形成したこと以外は参考例１と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。具体的には、チャンバー内を５×１０^－４Ｐａ以下となるまで真空排気した後に、チャンバー内にＡｒガス：９５％及び酸素ガス：５％の混合ガスを導入し、厚さ２３ｎｍのＳｉＯ_２膜を堆積させ、このＳｉＯ_２層の上に表１に示す平均厚みのＩＴＯ層を成膜した。

（実施例６）
成膜時間を長くし、ＩＴＯ層の平均厚みを表１に示すように変更したこと以外は参考例５と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（参考例７）
基材フィルムを厚み５０μｍのシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＰ）フィルムに変更したこと以外は参考例１と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。参考例７では、平均厚み１５．５ｎｍのＩＴＯ層が形成された。

（参考例８）
酸化亜鉛：９７重量％及びアルミナ：３重量％の焼結体材料をターゲット材として用いて、ＳｉＯ_２層の上にＡＺＯ層を成膜したこと以外は参考例５と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。参考例８では、平均厚み３０．１ｎｍのＡＺＯ層が形成された。

（参考例９）
成膜時間を長くし、ＡＺＯ層の平均厚みを表１に示すように変更したこと以外は参考例８と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（比較例１）
成膜時間を短くし、ＩＴＯ層の平均厚みを表１に示すように変更したこと以外は参考例１と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（比較例２）
成膜時間を長くし、ＩＴＯ層の平均厚みを表１に示すように変更したこと以外は参考例１と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（比較例３）
厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム上にＳｉ純度９９．９％の多結晶Ｓｉの焼結体材料をターゲット材として用いて、ＡＣマグネトロンスパッタリング法により、ＳｉＯ_２膜を形成した。具体的には、チャンバー内を５×１０^－４Ｐａ以下となるまで真空排気した後に、チャンバー内にＡｒガスを導入し、厚さ１ｎｍ相当のＳｉＯ_２膜を堆積させた。このＳｉＯ_２膜の上に表１に示す平均厚みのＩＴＯ層を成膜したこと以外は参考例１と同様にして、光透過性導電フィルムを得た。

（評価）
（１）導電層の平均厚み、及び、導電層の厚みの標準偏差
導電層の厚み（光学膜厚）は、正反射率を測定し、測定値から光学シミュレーションすることで算出した。具体的に、反射率測定に関しては、分光光度計（日立製作所社製「Ｕ４１００」、又はその同等品）に付属の５°正反射ユニットを取り付け、正反射モードを用いて、入射角を５°として波長：２００～８００ｎｍ（測定範囲）における反射スペクトルを測定した。

なお、測定に際しては、光透過性導電フィルム（サンプル）の裏面反射や裏面側からの反射を無くすために、サンプルの裏面側に黒色のテープ（ヤマト社製「ＮＯ２００－５０－２１」）を貼り付けた。サンプルの裏面とは、光透過性導電フィルムの導電層側と反対側の表面である。光学シミュレーションソフト（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製「ＷＶＡＳＥ３２」）を用いて、正反射スペクトルの形状及びピーク・バレーの位置のフィッティングを行い、導電層の厚さを算出した。

導電層の厚みを１０箇所で測定した。１０箇所の測定結果の平均値を、導電層の平均厚みとした。また、導電層の厚みの１０箇所の測定結果から、導電層の厚みの１０点での標準偏差を求めた。

（２）導電層の表面抵抗（シート抵抗）、及び、導電層の表面抵抗の１０箇所の測定結果の最大値と最小値との差の絶対値
表面抵抗は、表面抵抗計（ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＡＮＡＬＹＴＥＣＨ社製「Ｌｏｒｅｓｔａ－ＥＰ」）を用いて、４端子法により測定した。導電層の基材フィルム側とは反対の表面の表面抵抗を１０箇所で測定した。１０箇所の測定結果の平均値を、導電層の表面抵抗とした。また、導電層の表面抵抗の１０箇所の測定結果の最大値と最小値との差の絶対値を求めた。

（３）光透過性導電フィルムの全光線透過率
上記全光線透過率は、ヘーズメーター（日本電色工業社製「ＮＤＨ ２０００」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１０５に基づいて、測定した。光透過性導電フィルムの波長５５０ｎｍにおける全光線透過率を求めた。

（４）光透過性導電フィルムのヘイズ値
上記ヘイズ値は、ヘーズメーター（日本電色工業社製「ＮＤＨ ２０００」）を用いて、ＪＩＳ Ｋ７１３６に基づいて、測定した。

結果を下記の表１に示す。

１…光透過性導電フィルム
１１…基材フィルム
１１ａ…第１の表面
１１ｂ…第２の表面
１２…導電層
２１…調光フィルム
３１…調光層

Claims (9)

1. 調光フィルムに用いられ、光透過性を有しかつ導電性を有するフィルムであって、
   光透過性を有する基材フィルムと、
   前記基材フィルムの第１の表面側に配置されており、かつ光透過性を有する導電層と、
   前記基材フィルムと前記導電層との間に配置されたアンダーコート層とを備え、
   前記導電層の厚みを、それぞれの測定箇所が１０ｍｍ以上はなれた１０箇所で測定し、前記導電層の表面抵抗を、それぞれの測定箇所が１０ｍｍ以上はなれた１０箇所で測定したときに、
   前記導電層の１０箇所での厚みを平均した平均厚みが３０．３ｎｍ以上、３５ｎｍ以下であり、
   前記導電層の１０箇所での厚みの標準偏差が１．０ｎｍ未満であり、
   前記導電層の１０箇所での表面抵抗の最大値と最小値との差の絶対値が、３Ω／□以下である、調光フィルム用光透過性導電フィルム。
2. 前記導電層の１０箇所での厚みの標準偏差が０．４２ｎｍ以下である、請求項１に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルム。
3. 前記導電層が、単層の導電層である、請求項１又は２に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルム。
4. 前記導電層の前記基材フィルム側とは反対の表面の表面粗さが７ｎｍ以上２０ｎｍ以下である調光フィルム用光透過性導電フィルムを除く、請求項１～３のいずれか１項に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルム。
5. 前記導電層の１０箇所での表面抵抗を平均した値が１８０Ω／□以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルム。
6. 波長５５０ｎｍにおける全光線透過率が８６％以上である、請求項１～５のいずれか１項に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルム。
7. ヘイズ値が１．３％以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルム。
8. 前記アンダーコート層が、ＳｉＯ_２層である、請求項１～７のいずれか１項に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルム。
9. ２つの光透過性導電フィルムと、調光層とを備え、
   ２つの前記光透過性導電フィルムが、請求項１～８のいずれか１項に記載の調光フィルム用光透過性導電フィルムであり、
   ２つの前記光透過性導電フィルムの前記導電層側の間に、前記調光層が配置されている、調光フィルム。

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