特許 7115667 透過度可変フィルム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】透過度可変フィルム

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/167 20190101AFI20220802BHJP

   G02F 1/1676 20190101ALI20220802BHJP

   G02F 1/16756 20190101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

G02F1/167

G02F1/1676

G02F1/16756

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020524226

(86)(22)【出願日】2018-11-02

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-01-14

(86)【国際出願番号】 KR2018013265

(87)【国際公開番号】W WO2019088766

(87)【国際公開日】2019-05-09

【審査請求日】2020-05-01

(31)【優先権主張番号】10-2017-0145699

(32)【優先日】2017-11-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ユーン、ヨン シク

(72)【発明者】

【氏名】クォン、テ ギュン

(72)【発明者】

【氏名】パク、ムン スー

【審査官】磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５１１４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９９４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２７６８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４９５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５８５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５４０２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００９２７５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１５－１／１９

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｇ０９Ｇ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極基板、電気泳動層および第２電極基板を順に含み、前記第１電極基板および第２電極基板上にフッ素を含むアクリレート系樹脂およびフッ素を含まないアクリレート系樹脂を含む電極絶縁層を含み、
前記電極絶縁層は、相分離に基づいて、前記フッ素を含むアクリレート系樹脂を前記電気泳動層と隣接する表面に含み、前記フッ素を含まないアクリレート系樹脂を前記第１電極基板および前記第２電極基板と隣接する下部にそれぞれ含み、
前記電極絶縁層は、表面にフッ素を１５ａｔ％以上含む、透過度可変フィルム。

【請求項2】

前記第１電極基板および第２電極基板のうちいずれか一方は、パターン電極層を含み、他方は、全面電極層を含む、請求項１に記載の透過度可変フィルム。

【請求項3】

前記電極絶縁層は、前記パターン電極層および全面電極層の全面に形成される、請求項２に記載の透過度可変フィルム。

【請求項4】

前記電気泳動層は、分散溶媒および荷電粒子を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の透過度可変フィルム。

【請求項5】

前記荷電粒子は、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、酸化鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｏｘｉｄｅｓ）、クロム銅（ＣｒＣｕ）およびアニリンブラック（ａｎｉｌｉｎｅ ｂｌａｃｋ）よりなる群から選ばれた一つ以上の粒子を含む、請求項４に記載の透過度可変フィルム。

【請求項6】

前記荷電粒子は、遮断モードの具現時に分散して存在し、透過モードの具現時にパターン電極層に移動する、請求項４または５に記載の透過度可変フィルム。

【請求項7】

前記荷電粒子は、透過モードの具現時にパターン電極層に移動し、前記パターン電極層に吸着しない状態で存在する、請求項４から６のいずれか一項に記載の透過度可変フィルム。

【請求項8】

透過モードと遮断モードの反復駆動時に、遮断モードを具現するための電圧は、－１０Ｖ～－３０Ｖであり、透過モードを具現するための電圧は、１０Ｖ～５０Ｖである、請求項１から７のいずれか一項に記載の透過度可変フィルム。

【請求項9】

透過モードと遮断モードの反復駆動時に、遮断モードの透過率の平均は、２％以下である、請求項８に記載の透過度可変フィルム。

【請求項10】

前記フッ素を含まないアクリレート系樹脂は、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）、エチレングリコールジアクリレート（ＥＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ）、グリセリンプロポキシトリアクリレート（ＧＰＴＡ）、ペンタエリスリトールトリ（テトラ）アクリレート（ＰＥＴＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）よりなる群から選ばれた一つ以上の樹脂を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の透過度可変フィルム。

【請求項11】

前記パターン電極層の上部に形成された電極絶縁層の厚さは、１０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内である、請求項３に記載の透過度可変フィルム。

【請求項12】

前記全面電極層の上部に形成された電極絶縁層の厚さは、１５０ｎｍ～６００ｎｍの範囲内である、請求項３に記載の透過度可変フィルム。

【請求項13】

前記電極絶縁層は、表面エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以下である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の透過度可変フィルム。

【請求項14】

前記電極絶縁層は、極性溶媒に対する接触角が９０°～１２０°である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の透過度可変フィルム。

【請求項15】

前記電極絶縁層は、非極性溶媒に対する接触角が５５°～９５°である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の透過度可変フィルム。

【請求項16】

請求項１から１５のいずれか一項に記載の透過度可変フィルムを含むスマートウィンドウ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、透過度可変フィルムおよびその用途に関する。

【0002】

本出願は、２０１７年１１月０３日付けで韓国特許出願第１０－２０１７－０１４５６９９に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

【背景技術】

【0003】

透過度可変フィルムは、全面電極層が形成された第１電極基板と、電気泳動層およびパターン電極層が形成された第２電極基板を順に含むことができ、前記電気泳動層には、外部から加えられる外力により電気泳動（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ）現象を示すことができる粒子形態の荷電粒子を具備することができる。

【0004】

特許文献１（韓国特許登録第１０－１２４１３０６号公報）では、荷電粒子として負の電荷を帯びる物質を用いて、外部から加えられる外力がない初期に前記荷電粒子が電気泳動層内に分散した状態で存在して、第２電極基板内パターン電極層のパターンの間に光を照射する場合、前記光を遮断する遮断モードが具現される。この際、第２電極基板内パターン電極層に正電圧を印加し、第１電極基板内全面電極層に負の電圧を印加して、前記荷電粒子がパターン電極層のパターン上に移動して、前記パターン電極層のパターンの間に光が透過しうる透過モードを具現することができる。その後、前記パターン電極層に電圧を印加しないか、前記パターン電極層に反対電圧である負の電圧を印加する場合、前記荷電粒子がさらに分散して、遮断モードを具現することができる。

【0005】

しかしながら、このような電気泳動現象を用いた透過度可変フィルムは、駆動後に、透過モードと遮断モードの反復によって、前記荷電粒子が前記パターン電極層上に吸着して、透過モードの具現時に透過率が次第に減少し、遮断モードの具現時に荷電粒子の分散性が低下して、初期遮断モードに比べて遮光率が顕著に減少する問題が発生した。したがって、このような問題点を解決するための透過度可変フィルムが要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本出願の目的は、電極上に電極絶縁層を含むことによって、透過モードと遮断モードの間の駆動反復時に、透過モードで透過率を一定に維持することができ、遮断モードで優れた遮光率を示すことができる透過度可変フィルムおよびその用途を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本出願は、透過度可変フィルムに関する。例示的な本出願の透過度可変フィルムによれば、電極上に電極絶縁層を含むことによって、透過モードと遮断モード間の駆動反復時に、透過モードで透過率を一定に維持することができ、遮断モードで優れた遮光率を示すことができる透過度可変フィルムおよびその用途を提供することができる。

【0008】

以下、添付の図面を参照して本出願の透過度可変フィルムを説明し、添付の図面は、例示的なものであって、本出願の透過度可変フィルムが添付の図面に制限されるものではない。

【0009】

図１は、本出願の一実施例による透過度可変フィルムを例示的に示す。図１に示されたように、前記透過度可変フィルム１００は、第１電極基板１１０と、電気泳動層１２０および第２電極基板１３０を順に含み、前記第１電極基板１１０および第２電極基板１３０上に電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂを含む。

【0010】

前記第１電極基板１１０および第２電極基板１３０は、透過度可変フィルム１００内荷電粒子の電気泳動現象を具現するために、外部から電圧が印加される部分である。一つの例示において、前記第１電極基板１１０および第２電極基板１３０のうちいずれか一方は、パターン電極層１１２を含み、他方は、全面電極層１３２を含むことができる。具体的に、前記第１電極基板１１０は、第１基材フィルム１１１上に形成されたパターン電極層１１２を含むことができ、第２電極基板１３０は、第２基材フィルム１３１上に形成された全面電極層１３２を含むことができる。

【0011】

本明細書において前記パターン電極層１１２は、電極がパターン形状に形成されたことを意味し、前記パターン形状は、本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。例えば、前記パターン形状は、メッシュ形状、ストライプ形状またはボロノイ（Ｖｏｒｏｎｏｉ）形状でありうる。

【0012】

また、本明細書において前記全面電極層は、電極が基材フィルムの一表面の全体に形成されたことを意味する。

【0013】

前記第１および第２基材フィルム１１１、１３１としては、光学的透明性を有するものを使用することができる。例えば、前記第１および第２基材フィルム１１１、１３１としては、光学的に透明なプラスチックフィルムまたはシートを使用したり、あるいは、ガラスを使用することができる。具体的に、前記プラスチックフィルムまたはシートとしては、ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）またはＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）フィルムまたはシートのようなセルロースフィルムまたはシート；ノルボルネン誘導体樹脂フィルムまたはシートなどのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）フィルムまたはシート；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）フィルムまたはシートなどのアクリルフィルムまたはシート；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）フィルムまたはシート；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）フィルムまたはシートなどのようなオレフィンフィルムまたはシート；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）フィルムまたはシート；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）フィルムまたはシート；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）フィルムまたはシートなどのようなポリエステルフィルムまたはシート；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）フィルムまたはシート；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）フィルムまたはシート；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）フィルムまたはシートまたはフルオロ樹脂フィルムまたはシートなどが例示され得、一般的には、セルロースフィルムまたはシート、ポリエステルフィルムまたはシートまたはアクリルフィルムまたはシートなどが使用され得、好ましくはＴＡＣフィルムまたはシートが使用され得るが、本出願の目的を考慮して適切に選択され得る。

【0014】

前記パターン電極層１１２および全面電極層１３２としては、透明導電性層を使用することができる。例えば、前記パターン電極層１１２および全面電極層１３２としては、導電性高分子、導電性金属、導電性ナノワイヤーまたはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物などを蒸着して形成したものを使用することができる。具体的に、前記パターン電極層１１２としては、アルミニウム（Ａｌ）を使用することができ、前記全面電極層１３２としては、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）を使用することができる。

【0015】

パターン電極層１１２と全面電極層１３２のサイズは、本出願の目的を損傷させない範囲内で適宜選択され得る。前記パターン電極層の厚さは、例えば１００ｎｍ～２００ｎｍ、具体的に、１２０ｎｍ～１８０ｎｍまたは１４０ｎｍ～１５０ｎｍの範囲内でありうる。また、前記パターン電極層の線幅は、１μｍ～１０μｍ、具体的に、１μｍ～５μｍまたは２μｍ～４μｍの範囲内でありうる。また、前記パターン電極層のパターンの平均ピッチは、例えば１０μｍ～１００μｍ、具体的に、３０μｍ～７０μｍ、４０μｍ～６０μｍの範囲内でありうる。前記全面電極層の厚さは、例えば５０ｎｍ～１５０ｎｍ，具体的に、８０ｎｍ～１２０ｎｍの範囲内でありうる。パターン電極層や全面電極層のサイズが前記範囲内である場合、外部電圧の印加時に電気泳動層１２０内荷電粒子の電気泳動現象を具現するのに好適であり得る。

【0016】

前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、電気が流れない不導体を意味する。一つの例示において、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、前記パターン電極層１１２および全面電極層１３２の全面に形成され得る。前記パターン電極層の全面は、前記パターン電極層が基材フィルム上に形成された状態で、前記基材フィルムと接する下面を除いた上面および側面を意味する。また、前記電極絶縁層１４０Ａは、第１基材フィルム１１１上に、パターン電極層１１２が形成されていない領域にも形成されていてもよい。これに伴い、前記電極絶縁層１４０Ａは、電気泳動層に向かう表面が平坦な表面を有することができる。前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、パターン電極層１１２および全面電極層１３２の全面に形成されることによって、透過モードと遮断モード間の駆動反復時に電極層１１２、１３２に荷電粒子が吸着することを防止することができ、これによって、本出願の透過度可変フィルム１００は、駆動後に透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に優れた遮光率を示すことができる。

【0017】

前記電気泳動層１２０は、荷電粒子により光透過度を可変する層である。具体的に、前記電気泳動層１２０の上下部に存在するパターン電極層１１２および全面電極層１３２に印加される電圧によって荷電粒子が回転したり極性が異なる電極近くに移動する電気泳動方式で光透過度を調節して、所望の色を表現することができる。

【0018】

一つの例示において、前記電気泳動層１２０は、分散溶媒および荷電粒子を含むことができる。前記荷電粒子としては、正（＋）または負（－）の電荷を帯びる粒子を使用することができ、例えば、カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）、酸化鉄（ｆｅｒｒｉｃ ｏｘｉｄｅｓ）、クロム銅（ＣｒＣｕ）およびアニリンブラック（ａｎｉｌｉｎｅ ｂｌａｃｋ）よりなる群から選ばれた一つ以上の荷電粒子を使用することができ、好ましくはカーボンブラック粒子を使用することができる。また、前記荷電粒子を分散させるための分散溶媒としては、炭化水素系溶媒のように公知となった溶媒を制限なしに使用することができる。例えば、前記炭化水素系溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、これらの異性体または混合物のような一般的なアルカン溶媒を使用することができる。また、前記分散溶媒としては、炭素数６～１３のアルカン混合物質であるイソパラフィン系溶媒などを使用することができる。例えば、前記イソパラフィン系溶媒としては、Ｉｓｏｐａｒ Ｃ、Ｉｓｏｐａｒ Ｇ、Ｉｓｏｐａｒ Ｅ（Ｅｘｘｏｎ）、ＩＳＯＬ－Ｃ（ＳＫ Ｃｈｅｍ）またはＩＳＯＬ－Ｇ（Ｅｘｘｏｎ）などを使用することができる。

【0019】

前記電気泳動層内で前記荷電粒子の含量は、０．５重量％～５重量％でありうる。前記荷電粒子の含量が前記範囲内である場合、透過度可変特性に優れた透過度可変フィルムを提供するという側面から有利になりうる。

【0020】

前記荷電粒子は、遮断モードの具現時に粒子状態で分散して存在し、透過モードの具現時にパターン電極１１２に移動することができる。例えば、図２に示されたように、前記透過度可変フィルム１００は、前記電気泳動層１２０の上下部に存在する前記全面電極１３２およびパターン電極１１２に電圧が印加されていない初期状態で前記電気泳動層１２０内前記荷電粒子１２１が粒子状態で分散して存在することによって、遮断モードで具現され得る。その後、図３に示されたように、前記荷電粒子１２１が負の電荷を帯び、前記電気泳動層１２０の下部に存在するパターン電極層１１２に正の電圧を印加し、前記電気泳動層１２０の上部に存在する全面電極層１３２に負の電圧を印加する場合、前記荷電粒子１２１が前記全面電極層１３２と斥力が作用し、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１１２と引力が作用して、前記荷電粒子１２１がパターン電極層１１２に移動することによって、透過モードを具現することができる。その後、図２に示されたように、前記パターン電極層１１２および全面電極層１３２にさらに電圧を印加しない場合、前記透過度可変フィルム１００は、前記荷電粒子１２１がさらに前記電気泳動層１２０内に粒子状態で初期状態と類似して分散して遮断モードで具現され得る。

【0021】

この際、前記荷電粒子１２１は、透過モードの具現時に前述したように、パターン電極層１１２に移動するが、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、物理的に荷電粒子１２１がパターン電極層１１２に吸着することを防止すると共に、電極層１１２、１３２から荷電粒子１２１に及ぼす引力を減少させて、荷電粒子１２１がパターン電極層１１２に吸着することを防止することができる。具体的に、前記荷電粒子１２１は、透過モードの具現時に、前記パターン電極層１１２には吸着せず、低い表面エネルギーを有する前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂには接触した状態で存在することができる。これに伴い、前記荷電粒子１２１は、前記パターン電極層１３２に吸着せず、離隔した状態で存在することができる。

【0022】

前記透過度可変フィルム１００は、電圧印加によって透過モードと遮断モードの間を反復駆動することができる。

【0023】

一つの例示において、前記遮断モードの具現時に印加される電圧は、－１０Ｖ～－３０Ｖでありうるが、本出願の目的を考慮して前述した範囲内で適宜選択され得る。例えば、前記透過度可変フィルム１００は、遮断モードで具現されるとき、印加される電圧が－１３Ｖ～－２７Ｖ、－１５Ｖ～－２５Ｖまたは－１８Ｖ～－２２Ｖでありうる。前記透過度可変フィルム１００は、遮断モードで具現されるとき、前述した範囲内の電圧が印加されることによって、透過モードから遮断モードにスイッチングすることができる。

【0024】

また、前記透過モードの具現時に印加される電圧は、１０Ｖ～５０Ｖでありうる。具体的に、透過モードの具現時に前記透過度可変フィルム１００に印加される電圧は、１５Ｖ～４５Ｖ、２０Ｖ～４０Ｖまたは２５Ｖ～３５Ｖでありうる。前記透過度可変フィルム１００は、透過モードの具現時に前述した範囲内の強さで電圧が印加されることによって、遮断モードから透過モードにスイッチングすることができる。

【0025】

一つの例示において、前記透過度可変フィルム１００は、透過モードと遮断モードの反復駆動時に、遮断モードの透過率の平均が２％以下でありうる。前記透過率の下限は、例えば、０％超過または０．２％以上でありうる。一方、前記透過度可変フィルム１００は、透過モードで平均透過率が２０％以上、３０％以上、３５％以上または４０％以上であり得、８０％以下、７０％以下、６０％以下、５０％以下または４５％以下でありうる。前記透過モードと遮断モードの反復駆動は、電圧のＯＮ状態とＯＦＦ状態の反復駆動を意味する。ＯＮ状態とＯＦＦ状態をそれぞれ１回含むことを１回の駆動単位と見なすことができる。前記透過度可変フィルム１００は、透過モードと遮断モードの反復駆動時に、遮断モードの透過率の平均が前述した範囲を満たすことによって、駆動後に９８％以上の優れた遮光率を有する遮断モードで具現され得る。前記１回駆動時にそれぞれの信号は、電圧の強さ、印加時間および周波数が一つの特定値を有する電圧を意味する。

【0026】

前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、フッ素系樹脂を含む。一つの例示において、前記フッ素系樹脂は、フッ素を含むアクリレート系樹脂でありうる。例えば、前記フッ素系樹脂は、ポリ（２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート）（ＰＴＦＥＭＡ，Ｐｏｌｙ（２，２，２－ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（２，２，３，３－テトラフルオロプロピルメタクリレート）（ＰＴＦＰＭＡ，Ｐｏｌｙ（２，２，３，３－ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピルメタクリレート）（ＰＰＦＰＭＡ，Ｐｏｌｙ（２，２，３，３，３－ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート）（ＰＨＦＩＰＭＡ，Ｐｏｌｙ（１，１，１，３，３，３－ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（２，２，３，４，４－ヘキサフルオロブチルメタクリレート）（ＰＨＦＢＭＡ，Ｐｏｌｙ（２，２，３，４，４，４－ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｂｕｔｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルメタクリレート）（ＰＨＦＢＭＡ，Ｐｏｌｙ（２，２，３，３，４，４，４－ｈｅｐｔａｆｌｕｏｒｏｂｕｔｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））、ポリ（１Ｈ，１Ｈ－ペルフルオロ－ｎ－オクチルメタクリレート）（ＰＰＦＯＭＡ，Ｐｏｌｙ（１Ｈ，１Ｈ－Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ－ｎ－ｏｃｔｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ））およびフッ素を含有するウレタンアクリレートよりなる群から選ばれた一つ以上の樹脂を含むことができる。前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、前述した種類のフッ素系樹脂を含むことによって、前記第１電極基板１１０および第２電極基板１３０の表面エネルギーを低減することができ、これによって、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１３２に吸着することを防止することができ、駆動後に透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に荷電粒子が初期分散状態に容易に復帰して優れた遮光率を示すことができる。

【0027】

一つの例示において、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、前述したフッ素系樹脂以外にフッ素を含まないアクリレート系樹脂をさらに含むことができる。例えば、前記フッ素を含まないアクリレート系樹脂としては、例えば、ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ）、トリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）、エチレングリコールジアクリレート（ＥＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレート（ＴＭＰＥＯＴＡ）、グリセリンプロポキシトリアクリレート（ＧＰＴＡ）、ペンタエリスリトールトリ（テトラ）アクリレート（ＰＥＴＡ）、またはジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）のような炭素数２以上の多官能性アクリレート；およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなポリ（メタ）アクリレート系樹脂を使用することができる。

【0028】

前記電極絶縁層がフッ素系樹脂とフッ素を含まないアクリル系樹脂を全部含む場合に、その含量比は、相分離を阻害しない範囲内で適宜調節され得る。一つの例示において、前記電極絶縁層は、フッ素系樹脂１００重量部に対してフッ素を含まないアクリル系樹脂を２０重量部～１００重量部の割合で含むことができる。

【0029】

前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、前記フッ素系樹脂を前記電気泳動層１２０と隣接する表面に含み、前記フッ素を含まないアクリレート系樹脂を第１電極基板１１０および第２電極基板１３０と隣接する下部に含むことができる。具体的に、前記第１電極基板１１０および第２電極基板１３０上に電極絶縁層用組成物をコーティング後に乾燥する過程で、フッ素系樹脂がフッ素を含まないアクリレート系樹脂に比べて相対的に表面エネルギーが低くて、空気層側である最外郭の表面側に位置しようとする性質によって相分離が発生する。これに伴い、前記フッ素系樹脂は、電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの上部、すなわち前記電気泳動層１２０と隣接する前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面に移動し、前記フッ素を含まないアクリレート系樹脂は、電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの下部、すなわち第１電極基板１１０および第２電極基板１３０と隣接する電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの下部に移動することによって、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂを形成することができる。

【0030】

一つの例示において、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、表面にフッ素含量が１５ａｔ％（ａｔｏｍｉｃ％）以上でありうる。具体的に、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面のフッ素含量は、１８ａｔ％以上または２０ａｔ％以上であり得、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面のフッ素含量の上限は、３５ａｔ％以下または３０ａｔ％以下でありうる。前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面に前述した範囲内の含量でフッ素を含むことによって、高価なフッ素系樹脂の費用を節減することができ、前記第１電極基板１１０または第２電極基板１３０の表面エネルギーを低減することができ、これによって、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１３２に吸着することを防止することができて、駆動後に透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に荷電粒子が初期分散状態に容易に復帰して優れた遮光率を示すことができる。また、前記フッ素が電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面でない全体、すなわち相分離が起こらない状態で含まれる場合、誘電率の増加によって駆動特性が低下する問題が発生しうる。

【0031】

一つの例示において、前記第１電極基板１１０のパターン電極層１１２の上部に形成された電極絶縁層１４０Ａの厚さ（図１のＨ_１－Ｈ_Ｅ）は、例えば、１０ｎｍ～４００ｎｍであり得、具体的に、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上または５０ｎｍ以上であり得、４００ｎｍ以下、３８０ｎｍ以下または３６０ｎｍ以下でありうる。本出願の一実施例によれば、前記厚さ（図１のＨ_１－Ｈ_Ｅ）は、３０ｎｍ～７０ｎｍの範囲または３３０ｎｍ～３７０ｎｍの範囲内でありうる。すなわちパターン電極層１１２の上部の電極絶縁層１４０Ｂの厚さは、第１基材フィルム上の電極絶縁層の全体厚さＨ_１からパターン電極層１１２の厚さＨ_Ｅを差し引いた値を意味する。パターン電極層上に形成された電極絶縁層の厚さ（図１のＨ_１－Ｈ_Ｅ）が前述した範囲を満たすことによって、前記第１電極基板１１０の表面エネルギーを低減することができ、これによって、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１１２に吸着することを防止することができて、駆動後に透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に荷電粒子が初期分散状態に容易に復帰して優れた遮光率を示すことができる。

【0032】

また、前記第２電極基板１３０の全面電極層１３２上に形成された電極絶縁層１４０Ｂの厚さＨ_２または前記第１電極基板上の絶縁層１４０Ａの全体厚さＨ_１は、それぞれ独立して、１５０ｎｍ～６００ｎｍであり得、具体的に、１７０ｎｍ以上または１９０ｎｍ以上であり得、６００ｎｍ以下、５７０ｎｍ以下、５４０ｎｍ以下または５１０ｎｍ以下でありうる。本出願の一実施例によれば、前記厚さＨ_１または厚さＨ_２は、１８０ｎｍ～２２０ｎｍの範囲または４８０ｎｍ～５２０ｎｍの範囲内でありうる。

【0033】

前記第２電極基板１３０の全面電極層１３２上に形成された電極絶縁層１４０Ｂの厚さＨ_２が前述した範囲を満たすことによって、前記第２電極基板１３０の表面エネルギーを低減することができ、これによって、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１１２に吸着することを防止することができて、駆動後透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に荷電粒子が初期分散状態に容易に復帰して優れた遮光率を示すことができる。

【0034】

本明細書で、電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの厚さＨ_１、Ｈ_２、Ｈ_１－Ｈ_Ｅは、第１および第２電極基板１１０、１３０上に電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂ用組成物を塗布し、乾燥した後の厚さを基準とする。

【0035】

前記電極絶縁層は、例えば、第１電極基板または第２電極基板上に絶縁層形成用組成物を塗布した後に乾燥させることによって形成することができる。

【0036】

一つの例示において、前記絶縁層形成用組成物は、フッ素系樹脂を含むことができる。他の一つの例示において、前記絶縁層形成用組成物は、フッ素系樹脂とフッ素を含まないアクリル系樹脂を全部含むことができる。フッ素系樹脂とフッ素を含まないアクリル系樹脂の具体的な種類と含量比については、前述した通りである。

【0037】

前記絶縁層形成用組成物は、溶媒をさらに含むことができる。前記溶媒は、有機溶媒でありうる。前記有機溶媒としては、炭化水素系、ハロゲン化炭化水素系、エーテル系の溶媒を使用することができる。炭化水素系の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ｎ－デカン、ｎ－ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼンなどが挙げられる。ハロゲン化炭化水素系の例としては、四塩化炭素、クロロホルム、１，２－ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどが挙げられる。エーテル系の例としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。

【0038】

前記絶縁層形成用組成物を塗布する方式は、特に制限されず、スピンコーティング、バーコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティングまたはブレードコーティングなどの公知のコーティング方法により行われ得る。

【0039】

前記絶縁層形成用組成物を乾燥することによって溶媒を除去することができ、ひいては、前述したフッ素系樹脂とフッ素を含まないアクリル系樹脂の相分離が発生しうる。前記乾燥は、例えば熱を印加することによって行われ得る。一つの例示において、絶縁層形成用組成物の乾燥は、５０℃～１２０℃の温度で５分～６０分間行われ得る。前記乾燥温度は、具体的に、６０℃～１１０℃または７０℃～１００℃の範囲内でありうる。前記乾燥時間は、具体的に、５分～４０分、５分～２０分または５分～１５分の範囲内でありうる。

【0040】

他の一つの例示において、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面エネルギーは、３０ｍＮ／ｍ以下でありうる。具体的に、２９ｍＮ／ｍ以下であり得、前記表面エネルギーの下限は、１０ｍＮ／ｍ以上、１５ｍＮ／ｍ以上または２０ｍＮ／ｍ以上でありうる。前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面エネルギーは、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂが形成されたモールド基板をサンプルとして準備し、水滴型分析器（ＤＳＡ１００、ＫＲＵＳＳ社）を用いて極性溶媒または非極性溶媒に対する接触角分析を通したＯｗｅｎ－Ｗｅｎｄｔ－Ｒａｂｅｌ－Ｋａｅｂｌｅ方法で測定することができる。前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの表面エネルギーが前述した範囲を満たす場合、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１３２に吸着することを防止することができて、駆動後に透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に荷電粒子が初期分散状態に容易に復帰して優れた遮光率を示すことができる。

【0041】

前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、極性溶媒に対する接触角が９０°～１２０°でありうる。具体的に、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの極性溶媒に対する接触角は、１００°～１１５°でありうる。前記極性溶媒としては、例えば、水を使用することができる。前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、極性溶媒に対する接触角が前述した範囲を満たす場合、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１３２に吸着することを防止することができて、駆動後に透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に優れた遮光率を示すことができる。

【0042】

また、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、非極性溶媒に対する接触角が５５°～９５°でありうる。具体的に、前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂの非極性溶媒に対する接触角は、５９°～９２°でありうる。前記非極性溶媒としては、例えば、ジヨードメタン（ｄｉｉｏｄｏｍｅｔｈａｎｅ）を使用することができる。前記電極絶縁層１４０Ａ、１４０Ｂは、非極性溶媒に対する接触角が前述した範囲を満たす場合、前記荷電粒子１２１が前記パターン電極層１３２に吸着することを防止することができて、駆動後に透過モードの具現時に一定の透過率を維持することができ、遮断モードの具現時に優れた遮光率を示すことができる。

【0043】

本出願は、また、前記透過度可変フィルムの用途に関する。本出願の透過度可変フィルムは、電圧印加によって透過モードと遮断モードをスイッチングすることができ、透過モードと遮断モードの反復駆動時に透過モードで透過率を一定に維持することができ、遮断モードで優れた遮光率を示すことができる。このような透過度可変フィルムは、例えば、スマートウィンドウに適用され得る。本明細書で「スマートウィンドウ（Ｓｍａｒｔ Ｗｉｎｄｏｗ）」は、入射光、例えば太陽光の透過率を調節できる機能を有するウィンドウを意味するものであって、いわゆるスマートブラインド、電子カーテン、透過度可変ガラスまたは調光ガラスなどと呼ばれる機能性素子を包括する概念である。前記のようなスマートウィンドウを構成する方式は、特に制限されず、前記透過度可変フィルムを含む限り、通常の方式が適用され得る。

【発明の効果】

【0044】

本出願の透過度可変フィルムは、透過モードと遮断モード間の駆動反復時に、透過モードで透過率を一定に維持することができ、遮断モードで優れた遮光率を示すことができ、このような透過度可変フィルムは、スマートウィンドウに有用に使用され得る。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】本出願の一実施例による透過度可変フィルムを例示的に示す図である。

【図2】本出願の一実施例によって初期および駆動後に遮断モードを具現した透過度可変フィルムを例示的に示す図である。

【図3】本出願の一実施例によって駆動後に透過モードを具現した透過度可変フィルムを例示的に示す図である。

【図4】本出願の比較例２の透過度可変フィルムを例示的に示す図である。

【図5】本出願の実施例１で製造された透過度可変フィルムにおける電圧信号の印加による透過率を示すグラフである。

【図6】本出願の実施例１で製造された透過度可変フィルムにおける駆動後に遮断モードで測定した光学顕微鏡イメージである。

【図7】本出願の比較例２で製造された透過度可変フィルムにおける電圧信号の印加による透過率を示すグラフである。

【図8】本出願の比較例２で製造された透過度可変フィルムにおける駆動後に遮断モードで測定した光学顕微鏡イメージである。

【発明を実施するための形態】

【0046】

以下、実施例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例により制限されるものではない。

【0047】

実施例１
電気泳動層用組成物の製造
非極性の炭化水素溶媒（Ｉｓｏｐａｒ Ｇ、ＥＸＸＯＮＭＯＢＩＬ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社）に２００ｎｍの粒径を有するカーボンブラックを３．５ｗｔ％で分散させて、電気泳動層用組成物を製造した。

【0048】

第１電極基板の製造
ポリエチレンテレフタレートフィルム（横×縦＝１００ｍｍ×１００ｍｍ）上にリバースオフセット印刷（ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）を通じてＡｌメタルメッシュ（ｍｅｔａｌ ｍｅｓｈ）を３μｍ範囲の線幅、５０μｍの平均ピッチおよび１４５ｎｍの厚さで形成して、第１電極基板を製造した。

【0049】

第２電極基板の製造
ポリエチレンテレフタレートフィルム（横×縦＝１００ｍｍ×１００ｍｍ）上の全体にＩＴＯ電極をスパッタリング方法を用いて１００ｎｍの厚さで形成して、第２電極基板を製造した。

【0050】

電極絶縁層用組成物の製造
フッ素系樹脂として、下記化学式１で示すポリ２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピルメタクリレート（Ｐｏｌｙ ２，２，３，３，３－ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ＰＰＦＰＭＡ）樹脂をポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ，ＰＭＭＡ）樹脂と１：１の重量比で溶媒としてテトラヒドロフラン（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）と混合して、電極絶縁層用組成物を製造した。

【0051】

［化学式１］

【化1】

【0052】

透過度可変フィルムの製造
前記第１電極基板のＡｌメタルメッシュが形成された表面および前記第２電極基板のＩＴＯ電極が形成された表面それぞれに前記電極絶縁層用組成物を塗布した後、８０℃で１０分間乾燥して、厚さ２００ｎｍの電極絶縁層を形成した。この際、前記電極絶縁層用組成物内でフッ素系樹脂であるＰＰＦＰＭＡ樹脂は、電極絶縁層の表面、すなわち上部に移動し、アクリレート系樹脂であるＰＭＭＡ樹脂は、電極絶縁層の下部に移動する相分離が発生した。その後、前記第１電極基板に形成された電極絶縁層上に前記電気泳動層用組成物を塗布した後、前記第２電極基板の電極絶縁層が前記電気泳動層用組成物と接するように第２電極基板をラミネートして、透過度可変フィルムを製造した。

【0053】

実施例２～４および比較例１
電極絶縁層用組成物の製造時に使用された原料の種類、前記原料の混合比および第１電極基板と第２電極基板上に形成された前記電極絶縁層の厚さを下記表１のように変更したことを除いて、実施例１と同じ方法で透過度可変フィルムを製造した。この際、実施例２で製造された透過度可変フィルムの製造時に、電極絶縁層用組成物を塗布後、乾燥する過程で、前記電極絶縁層用組成物内にフッ素系樹脂であるＥＣＢＥＣＲＹＬ ８１１０樹脂は、電極絶縁層の表面、すなわち上部に移動し、アクリレート系樹脂であるＴＭＰＴＡ樹脂は、電極絶縁層の下部に移動する相分離が発生した。また、実施例４で製造された透過度可変フィルムもやはり、電極絶縁層用組成物を塗布後、乾燥する過程で、前記電極絶縁層用組成物内にフッ素系樹脂であるＰＰＦＰＭＡ樹脂は、電極絶縁層の表面に移動し、アクリレート系樹脂であるＴＭＰＴＡ樹脂は、電極絶縁層の下部に移動する相分離が発生した。

【0054】

【表1】

【0055】

比較例２
図４に示されたように、第１電極基板のパターン化されたＡｌ電極および第２電極基板のＩＴＯ電極上に電極絶縁層を形成せず、前記第１電極基板のパターン化されたＡｌ電極上に電気泳動層用組成物を塗布した後、前記第２電極基板のＩＴＯ電極が前記電気泳動層用組成物と接するように第２電極基板をラミしたことを除いて、前記実施例１と同じ方法で透過度可変フィルムを製造した。

【0056】

評価例１．電極絶縁層表面のフッ素含量の測定
実施例および比較例の電極絶縁層表面のフッ素含量は、ＸＰＳ装備（Ｋ－Ａｌｐｈａ，Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を用いて２０゜の角度でＸ－ｒａｙを照射してａｔ％含量を測定し、その結果を下記表２に記載した。

【0057】

評価例２．表面エネルギーの評価
実施例１～４および比較例１～２で製造された電極絶縁層を形成したり形成しない第１電極基板をシート形態で製造するために、横５ｃｍ×縦７ｃｍの試験片で製造した後、前記試験片上にそれぞれ蒸留水およびジヨードメタンをスポイトで１滴ずつ落とした後、常温で水滴型分析器（ＤＣＡ１００，ＫＲＵＳＳ社）を用いて測定した接触角を５回反復実施して平均値を評価し、これから求められた水滴の面とジヨードメタンの面の接触角からＯｗｅｎ－Ｗｅｎｄｔ－Ｒａｂｅｌ－Ｋａｅｂｌｅ方法を用いて表面エネルギーを計算して、その結果を下記表２に記載した。

【0058】

【表2】

【0059】

評価例３．電圧駆動による透過率の評価
前記実施例および比較例の透過度可変フィルムの第１電極基板のパターン化されたＡｌ電極に（＋）電圧を、第２電極基板のＩＴＯ電極に（－）電圧が印加されるように電力源としてＮＦ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＡＣ／ＤＣ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ ＥＣ１０００Ｓ（ＮＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を連結した。その後、前記透過度可変フィルムは、前記電気泳動層に電圧の非印加時に、遮断モードが具現された。その後、前記透過度可変フィルムは、前記電気泳動層に３０Ｖの電圧を５００Ｈｚの周波数で１５秒間印加して透過モードが具現された。この際、透過モードと遮断モードの反復駆動時に時間によって１０回反復行うことによって、前記遮断モードおよび透過モードでの透過率を電気光学測定装備（ＬＣＭＳ－２００、ＳＥＳＩＭ光電子技術（株））を用いて、可視光に対する電圧印加の前と後の透過率の変化を測定し、その結果を下記表３に示した。

【0060】

【表3】

【0061】

前記表３に示されたように、透過度可変フィルム内にフッ素系樹脂を含む電極絶縁層を使用する場合、実施例１～４の透過度可変フィルムのように、前記透過度可変フィルムを透過モードと遮断モードの反復駆動時に、遮断モードの透過率の平均が２％以下であることを確認した。具体的に、実施例１の透過度可変フィルムの場合、図５に示されたように、透過モードと遮断モードの反復駆動時に、４回駆動から１１回駆動までの遮断モードの透過率の平均が１．２％であり、図６に示されたように、優れた遮光率を有する遮断モードを示すことを確認することができる。この際、初期１回駆動から３回駆動までは、透過度可変特性を獲得する直前の状態でエージング（ａｇｉｎｇ）区間を意味する。すなわち、前記で測定された遮断モードの透過率平均は、４回駆動から１１回駆動までの遮断モードで測定した透過率の平均である。反面、透過度可変フィルム内にフッ素系樹脂を含む絶縁層を使用しない場合、比較例１および２の透過度可変フィルムのように、前記透過度可変フィルムを透過モードと遮断モードの反復駆動時に、遮断モードの透過率の平均が２％超過であることを確認した。具体的に、透過度可変フィルム内に絶縁層を使用しない比較例２の透過度可変フィルムの場合、図７に示されたように、透過モードと遮断モードの反復駆動時に、４回駆動から１１回駆動までの遮断モードの透過率の平均が２．５％であり、図８に示されたように、低い遮光率を有する遮断モードを示すことを確認した。

【0062】

また、前記表３に示されたように、透過度可変フィルム内に絶縁層を使用しない比較例２の透過度可変フィルムの場合、前記透過度可変フィルムを透過モードと遮断モードの反復駆動時に、透過モードの透過率の平均が３７％と低い透過率を示すことを確認した。また、図７に示されたように、前記比較例２の透過度可変フィルムを透過モードと遮断モードの反復駆動時に、４回駆動から１１回駆動までの透過モードの透過率が一定でないことを確認した。

【0063】

したがって、実施例１～５の透過度可変フィルムを使用する場合、比較例１および２の透過度可変フィルムに比べて駆動後に遮断モードで遮光率に優れており、透過モードで時間の流れによって優れた透過率を有することを確認した。

【符号の説明】

【0064】

１１０ 第１電極基板
１１１ 第１基材フィルム
１１２ パターン電極層
１２０ 電気泳動層
１２１ 荷電粒子
１３０ 第２電極基板
１３１ 第２基材フィルム
１３２ 全面電極層
１４０Ａ、１４０Ｂ 電極絶縁層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】