CN113939765A - 调光片及调光装置 - Google Patents
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Abstract
具备:第1透明电极;第2透明电极;液晶层,位于第1透明电极与第2透明电极之间;以及多个间隔件,位于液晶层之中;间隔件的尺寸是3μm以上50μm以下;间隔件的尺寸分布具有两个以上的离散性的峰值。尺寸分布包括第1峰值和第2峰值;第1峰值的尺寸的众数在全部的峰值之中为最大,是8μm以上50μm以下。第2峰值的尺寸的众数在全部的峰值之中为次于第1峰值的较大值,是3μm以上7μm以下。
Description
技术领域
本发明涉及调光片及调光装置。
背景技术
调光片在聚合物网等的高分子层之中保持液晶组成物。高分子层的厚度通过间隔件被保持为规定的厚度。液晶组成物对应于施加在高分子层上的电压变化而将调光片改变为透明和不透明(例如,参照专利文献1)。调光片的型式被分类为普通型和反转型。普通型的调光片在非通电时为不透明,在通电时为透明。反转型的调光片在非通电时为透明,在通电时为不透明(例如,参照专利文献2、3)。
透明驱动时的透明的程度可以用雾度(haze)(JIS K 7136:2000)来评价。例如,雾度的值越低,透明驱动时的透明的程度被评价为越高(例如,参照专利文献4)。不透明驱动时的不透明的程度,根据透射像清晰度(JIS K 7374:2007)或净度(clarity)来评价。例如,透射像清晰度的值越低,此外净度的值越低,不透明驱动时的不透明的程度被评价为越高(例如,参照专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-066935号公报
专利文献2:日本特开2017-200856号公报
专利文献3:日本特开2018-112702号公报
专利文献4:日本特开2018-031870号公报
专利文献5:日本特许第6493598号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
近年来,调光片的用途扩大,对于使透明驱动时的调光片的透明程度提高的要求及对于使不透明驱动时的不透明程度提高的要求,根据用途而分别变高。例如,在对车辆的挡风玻璃等应用的调光片中,为了提高透明驱动时的视觉辨认性等,所以强烈要求降低透明驱动时的雾度的值。在对会议室的窗等应用的调光片中,为了保护室内的隐私,降低不透明驱动时的净度的值的请求强烈。
另一方面,不透明驱动时的净度的值及透射像清晰度的值、和透明驱动时的雾度的值,有如果降低一方则另一方变高的权衡的关系。例如,如果通过间隔件密度的升高来降低不透明驱动时的净度的值,则透明驱动时的雾度的值变高,结果导致透明驱动时的透明的程度下降。相反,如果通过间隔件密度的降低来减低透明驱动时的雾度的值,则不透明驱动时的净度的值变高,结果导致不透明驱动时的不透明的程度下降。这样,在兼顾透明和不透明的调光片中,要求进行减弱相反的两个物性值的相关关系那样的设计自由度的扩展。
本发明的目的是提供一种能够扩展设计自由度的调光片及调光装置。
用来解决技术问题的手段
用来解决上述技术问题的调光片具备:第1透明电极;第2透明电极;液晶层,位于上述第1透明电极与上述第2透明电极之间;以及多个间隔件,位于上述液晶层之中;上述间隔件的平均尺寸是3μm以上50μm以下;上述间隔件的尺寸分布具有两个以上的离散性的峰值。
如上述那样,在以往的构成中,尺寸分布由单一的峰值构成,如果单单降低间隔件密度,则透射驱动时的透明程度升高,但不透射驱动时的不透明程度下降。相反,如果单单提高间隔件密度,则不透明驱动时的不透明程度升高,但透射驱动时的透明程度降低。
对于这一点,根据上述调光片,较大的尺寸的间隔件与较小的尺寸的间隔件相比,将由米氏散射带来的前方散射光的强度提高。并且,提高较小的尺寸的间隔件的配合比的话,相应于降低前方散射光的强度的量,在提高不透射驱动时的不透明程度的同时,还抑制透射驱动时的透明程度下降。此外,提高较大的尺寸的间隔件的配合比的话,相应于提高由米氏散射带来的前方散射光的强度的量,在提高透射驱动时的透明程度的同时,还抑制不透射驱动时的不透明程度下降。结果,能够扩展设计自由度,以减弱相反的两个特性值的相关关系。
用来解决上述技术问题的调光装置具备:上述调光片;以及驱动电路,驱动上述调光片。根据该调光装置,能够扩展设计自由度,以减弱相反的两个特性值的相关关系。
附图说明
图1是表示没有被施加电压时的普通型的调光片的剖视图。
图2是表示被施加了电压时的普通型的调光片的剖视图。
图3是表示没有被施加电压时的反转型的调光片的剖视图。
图4是表示被施加了电压时的反转型的调光片的剖视图。
图5是示意地表示透射像清晰度的测量装置的装置构成图。
图6是表示透射像清晰度的测量装置的透射光量与受光位置的关系的曲线图。
图7是示意地表示净度的测量装置的装置构成图。
图8是表示雾度、透射像清晰度及净度与目视排名(visual inspection ranking)的关系的曲线图。
图9是表示间隔件的尺寸分布的一例的曲线图。
具体实施方式
参照图1至图9,说明调光片及调光装置的一实施方式。在本实施方式中,将隔着调光片而存在于观测点的相反侧的物体表示为观测对象。观测对象例如包括人物等的运动体及装置、放置物等的静止体。
[调光片]
调光片例如被安装在车辆、飞机等的移动体具备的窗上。此外,调光片例如被安装在住宅、车站、机场等的各种建筑物具备的窗、设置于办公室中的隔墙、设置在店铺中的展示窗等上。此外,调光片被用于将影像投影的屏幕等。
调光片的形状既可以是平面状,也可以是曲面状。调光片的形状既可以是追随于被安装调光片的对象的形状的形状,也可以是与被安装调光片的对象不同的形状。调光片的型式既可以是普通型,也可以是反转型。
参照图1及图2,说明普通型的调光片及具备普通型的调光片的调光装置。图1表示普通型的调光片为不透明状态时的调光片的截面构造,图2表示普通型的调光片为透明状态时的调光片的截面构造。
如图1所示,普通型的调光片10具备液晶层11和一对透明电极12。液晶层11具备具有多个区域的透明高分子层和将各区域填埋的液晶组成物。透明高分子层保持液晶组成物。
液晶组成物的保持型式是从由聚合物网型、高分子分散型、胶囊型构成的组中选择的某一种。聚合物网型具备具有三维的网眼状的聚合物网。聚合物网将液晶组成物保持在相互连通的网眼状的空隙之中。高分子分散型具备划分出孤立的许多空隙的高分子层,将液晶组成物保持在分散于高分子层中的空隙之中。胶囊型将具有胶囊状的液晶组成物保持在高分子层之中。
区域是聚合物网形成的空隙、分散在高分子层之中的孤立的空隙、或分散在高分子层之中的胶囊。区域既可以是被透明高分子包围的空隙,也可以是与邻接的其他区域相连的空隙。另外,图1至图4所示的调光片表示保持型式是聚合物网型的例子。
如图1所示,液晶层11具备作为透明高分子层的一例的聚合物网11A和液晶组成物11B。
聚合物网11A是紫外线聚合性化合物的聚合体。聚合物网11A划分出多个区域11D。区域11D是与邻接的其他区域11D相连的空隙。液晶层11例如通过对于涂膜的紫外线的照射来形成。涂膜是用来形成聚合物网11A的紫外线聚合性化合物与液晶组成物11B的混合物。
液晶组成物11B包含多个液晶分子11BL。液晶组成物11B被填充在区域11D中。液晶分子11BL例如是从由席夫碱类、偶氮类、氧化偶氮类、联苯类、三联苯类、苯甲酸酯类、二苯乙炔类、嘧啶类、环己烷羧酸酯类、苯基环己烷类、二恶烷类构成的组中选择的一种。液晶组成物11B的主成分是液晶分子11BL。
液晶组成物11B中的主成分的重量浓度相对于液晶组成物11B为80%以上。液晶组成物11B作为主成分以外的成分,也可以包含二色性色素、耐候剂及在液晶层11的形成时混入的不可避免成分。耐候剂是用来抑制液晶组成物11B的劣化的紫外线吸收剂或光稳定剂。不可避免成分例如是在聚合物网11A的形成中使用的紫外线聚合性化合物的未反应成分。
多个大间隔件SP1分散在液晶层11之中。在液晶层11的厚度方向上,大间隔件SP1具有的长度大致等于液晶层11的厚度。多个大间隔件SP1抑制在液晶层11的厚度上发生偏差。多个小间隔件SP2分散在液晶层11之中。在液晶层11的厚度方向上,小间隔件SP2具有的长度比大间隔件SP1具有的长度短。液晶层11的厚度是与液晶层11扩展的平面正交的方向上的液晶层11的厚度。
各间隔件SP1、SP2例如是粒状间隔件。粒状间隔件包括球状间隔件及非球状间隔件。非球状间隔件包括长方体状间隔件、十字状间隔件及棒状间隔件。
构成粒状间隔件的材料例如包括无机化合物、有机化合物、以及有机化合物与无机化合物的复合材料。无机化合物例如是二氧化硅、或氧化铝及氧化钛等的金属氧化物。有机化合物例如是从二乙烯基苯系树脂、苯乙烯类树脂、苯代三聚氰胺类树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂构成的组中选择的至少一种。无机化合物间隔件由于与有机化合物间隔件相比压缩特性良好,所以适合作为被要求较高的压缩特性的大间隔件SP1。
粒状间隔件也可以具有针对与液晶层11相接的其他层的固接性。例如,粒状间隔件也可以是被施以表面处理以与和透明电极12或液晶层11相接的树脂层粘接的间隔件。
作为粒状间隔件的大间隔件SP1及小间隔件SP2的散布,既可以在相同的定时进行,也可以在相互不同的定时进行。即,既可以将大间隔件SP1和小间隔件SP2同时散布,也可以在将大间隔件SP1散布之前或散布之后将小间隔件SP2散布。将粒状间隔件散布的方法是湿式散布法或干式散布法的哪种都可以。
各间隔件SP1、SP2例如是突状间隔件。突状间隔件包括使用光刻法形成的光间隔件。突状间隔件例如通过层叠在透明电极12之上的感光性树脂层的布图来形成。或者,突状间隔件例如通过存在于液晶层11与透明电极12之间的感光性树脂层的布图来形成。突状间隔件具有从透明电极12朝向液晶层11突出的突状。另外,突状间隔件也可以是如下的突条,该突条具有在沿着液晶层11的厚度方向的截面中从透明电极12朝向液晶层11突出的突状,并且该突状具有沿着沿透明电极12扩展的面的1个方向连续的形状。透明电极12或者存在于液晶层11与透明电极12之间的感光性树脂层是接触层的一例。
构成各间隔件SP1、SP2的材料既可以相互相同,也可以相互不同。即,也可以在多个间隔件SP1、SP2的全部中,间隔件SP1、SP2的材料相同。或者,也可以在多个间隔件SP1、SP2中,包括由第1材料构成的间隔件SP1、SP2和由第2材料构成的间隔件SP1、SP2。另外,液晶分子11BL的取向通过存在各间隔件SP1、SP2而较多紊乱。因此,大间隔件SP1的材料和小间隔件SP2的材料,优选的是用来抑制液晶分子11BL的取向的紊乱的材料,并且是共同的材料。
各间隔件SP1、SP2的颜色既可以与不透明驱动时所要求的调光片的颜色相同,也可以与不透明驱动时所要求的调光片的颜色不同。另外,在提高不透明驱动时所要求的调光片的彩度的观点上,各间隔件SP1、SP2的颜色优选的是与不透明驱动时所要求的调光片的颜色相同。例如,在不透明驱动时所要求的调光片的颜色是黑色的情况下,各间隔件SP1、SP2优选的是通过含有碳黑等的黑色的颜料而呈黑色。
一对透明电极12在液晶层11的厚度方向上夹着液晶层11。各透明电极12使可见光区域的光透射。构成各透明电极12的材料例如是从由氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、氧化锡、氧化锌、碳纳米管、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)构成的组中选择的某一种。
调光片10具备一对透明基材13。一对透明基材13在液晶层11的厚度方向上夹着一对透明电极12。各透明基材13使可见光区域的光透射。构成各透明基材13的材料例如是透明玻璃或透明合成树脂等。
液晶层11具有透明状态和不透明状态。液晶层11根据电压的施加而改变液晶分子11BL的取向。液晶层11基于液晶分子11BL的取向的变化,切换为透明状态和不透明状态。液晶层11的透明状态是能够通过调光片10视觉识别观测对象的轮廓的状态。液晶层11的不透明状态是不能通过调光片10视觉识别观测对象的轮廓的状态。
图1的调光片10表示没有被施加改变液晶分子11BL的取向的电压的状态。当液晶层11没有被施加改变取向的电压时,位于各区域11D中的液晶分子11BL的取向方向是随机的。并且,从一对透明基材13中的某个透明基材13入射到调光片10的光在液晶层11中被向各种各样的方向散射。结果,普通型的液晶层11在没有被施加电压时,具有作为浑浊的状态的不透明状态。不透明状态的液晶层11既可以是白色且浑浊的状态,也可以是有色且浑浊的状态。在不透明状态的液晶层11具有有色且浑浊的状态的情况下,液晶层11具有色素。
当液晶层11为不透明状态时,调光片10的透射像清晰度例如是75%以下。该透射像清晰度依据JIS K 7374:2007,是光学梳齿宽被设定为0.125mm时的透射像清晰度。如果调光片10的透射像清晰度为75%以下,则不能通过调光片10充分地视觉识别观测对象的轮廓。
当液晶层11为不透明状态时,调光片10的净度(clarity)的值例如是85%以下。如果调光片10的净度为85%以下,则能够得到与调光片10的透射像清晰度为75%以下的情况同等的效果。
当液晶层11为透明状态时,依据JIS K 7136:2000的调光片的雾度(haze)优选为90%以上。由此,除了不能视觉识别观测对象的轮廓以外,还不能视觉识别观测对象的存在与否。
如图2所示,如果从驱动电路10D对液晶层11施加改变液晶分子11BL的取向的电压,则多个液晶分子11BL的取向从随机的取向改变为使光透射的取向。例如,各液晶分子11BL的取向变化为液晶分子11BL的长轴相对于液晶层11扩展的平面大致垂直。此时,从一对透明基材13中的某个透明基材13入射到调光片10的光在液晶层11中大致不被散射而透射过液晶层11。结果,普通型的液晶层11在被施加电压时成为透明状态。
当液晶层11为透明状态时,依据JIS K 7136:2000的调光片的雾度(haze)优选为10%以下。由此,不会因存在调光片而给观测者带来别扭感,能够充分地视觉识别观测对象。
参照图3及图4,说明反转型的调光片及具备它的调光装置。图3表示反转型的液晶层11为透明状态时的截面构造,图4表示反转型的液晶层11为不透明状态时的截面构造。
如图3所示,反转型的调光片20除了液晶层11、一对透明电极12及一对透明基材13以外还具备一对取向层21。一对取向层21在液晶层11的厚度方向上夹着液晶层11,并且在液晶层11的厚度方向上位于比一对透明电极12更靠中央部。
第1取向层21位于液晶层11与第1透明电极12之间,对液晶分子11BL施加取向限制力。第2取向层21位于液晶层11与第2透明电极12之间,对液晶分子11BL施加取向限制力。构成取向层21的材料例如由聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯醇、氰化化合物等的有机化合物,硅氧化物、氧化锆等的无机化合物,硅或它们的混合物构成。
在各取向层21是垂直取向层的情况下,当没有对液晶层11施加改变液晶分子11BL的取向的电压时,位于各区域11D中的液晶分子11BL的取向方向是垂直取向。此时,从一对透明基材13中的某个透明基材13入射到调光片20的光在液晶层11中大致不被散射而透射过液晶层11。结果,反转型的液晶层11在没有被施加改变液晶分子11BL的取向的电压时为透明状态。另外,各取向层21也可以与各间隔件SP1、SP2一体地形成。在此情况下,各取向层21兼具作为上述的接触层的功能。
如图4所示,当从驱动电路10D对液晶层11施加改变液晶分子11BL的取向的电压时,多个液晶分子11BL的取向例如从垂直取向变化为水平取向。此时,各液晶分子11BL以液晶分子11BL的长轴沿着液晶层11扩展的平面延伸的方式位于区域11D中。此时,从一对透明基材13中的某个透明基材13入射到调光片20的光被液晶层11散射。结果,反转型的液晶层11在被施加改变液晶分子11BL的取向的电压时成为不透明状态。
在反转型的调光片20中,透射像清晰度的值及净度的值也与普通型的调光片10是同样的。即,当液晶层11是不透明状态时,调光片20的透射像清晰度、即依据JIS K 7374:2007并且光学梳齿宽被设定为0.125mm时的透射像清晰度例如为75%以下。此外,当液晶层11是不透明状态时,调光片20的净度的值例如为85%以下。当液晶层11是不透明状态时,依据JIS K7136:2000的调光片20的雾度(haze)例如优选为90%以上。
[透射像清晰度]
接着,参照图5及图6,说明不透明状态下的透射像清晰度的测量方法。如上述那样,透射像清晰度是通过依据JIS K7374:2000的方法测量的值。另外,在普通型的调光片10中,将在液晶层11上没有被施加电压的状态设为不透明状态。此外,在反转型的调光片20中,将在液晶层11上被施加了规定的基准电压的状态设为不透明状态。
如图5所示,透射像清晰度的测量装置30具备光源31、光学梳32及受光部33。在测量装置30中,作为测量对象的调光片10、20被配置在光源31与光学梳32之间。在透射像清晰度的测量时,光学梳32沿着与光源31、调光片及光学梳32排列的方向正交的平面以一定的速度移动。在光学梳32中,在将光遮蔽的遮蔽部32a中,光学梳32的沿着移动方向的宽度是光学梳齿宽。在光学梳32中,在光学梳32移动的方向上,遮蔽部32a的宽度与狭缝的宽度相互相等。在本实施方式中,光学梳齿宽为0.125mm。
如图6所示,透射过光学梳32的光量、换言之受光部33受光的光量周期性地变化。受光部33受光的光量的最大值是最高光量M,光量的最小值是最低光量MB。最高光量M是当透射过调光片10、20的光没有被光学梳32遮蔽时得到的光量。最低光量MB是透射过调光片10、20的光被光学梳32遮蔽时得到的光量。
光学梳齿宽为n时的透射像清晰度C(n)(%),可以使用最高光量M及最低光量MB通过以下的式(1)计算。
C(n)=100×(M-MB)/(M+MB)…式(1)
[净度]
接着,参照图7说明不透明状态下的净度的测量方法。图7示意地表示在净度的测量中使用的测量装置的一例。另外,在普通型的调光片10中,将没有对液晶层11施加电压的状态设为不透明状态。此外,在反转型的调光片20中,将对液晶层11施加了规定的基准电压的状态设为不透明状态。
如图7所示,净度的测量装置40具备照射部41、受光部42及积分球43。照射部41具备光源41A和透镜41B。光源41A是白色LED,透镜41B将光源41A放出的光变换为平行光。受光部42具备中央传感器42C和外周传感器42R。中央传感器42C及外周传感器42R具有使相互的中心轴相同的环状。外周传感器42R位于中央传感器42C的外侧。另外,测量装置40不仅能够对测量对象的净度进行测量,还能够用于雾度的测量。测量装置40的积分球43仅在雾度的测量时使用。
在测量装置40中,作为测量对象的调光片10、20被配置在照射部41与积分球43之间。从透镜41B射出的平行光LP的光束的直径在本实施方式中是14mm。在透射过调光片10、20的光中,包括沿着入射到液晶层11的平行光LP的光轴前进的直行光LS、以及相对于平行光LP的光轴以±2.5°以内的角度前进的除了直行光LS以外的狭角散射光LNS。直行光LS与平行光LP的光轴形成的角度的范围例如根据测量装置40的规格而设定,以使得该范围是不存在调光片10、20的状态下平行光LP行进的范围内且实质上为0°。
在受光部42中,中央传感器42C将直行光LS受光,外周传感器42R将狭角散射光LNS受光。在透射过液晶层11的光中,中央传感器42C受光的直行光LS的光量是中央光量LC,外周传感器42R受光的狭角散射光LNS的光量是外周光量LR。净度的值通过以下的式(2)计算。
100×(LC-LR)/(LC+LR)…式(2)
如上述那样,能够使用测量装置40测量调光片的雾度。另外,雾度通过依据JIS K7136:2000的方法测量。此外,在使用测量装置40测量雾度的情况下,由配置在积分球43上的受光部将透射过调光片的光受光。
雾度是穿过测量对象的透射光中的、通过前方散射而从入射光偏离了2.5°以上的透射光的百分率。在雾度的测量中,相对于上述的平行光LP的光轴的角度小于±2.5°的光是平行光,±2.5°以上的光是广角散射光。设广角散射光的透射率为扩散透射率Td,设平行光的透射率为平行透射率Tp,设平行透射率Tp与扩散透射率Td的和为全光透射率Tt。此时,雾度是全光透射率Tt中的扩散透射率Td的比例。
如上述那样,使用测量装置40,能够测量净度和雾度。另一方面,净度和雾度表示调光片10、20的相互不同的性质。透射像清晰度和雾度也表示调光片10、20的相互不同的性质。另外,透射像清晰度和净度在调光片10、20中表示相互相等的性质,是具有互换性的参数。
雾度表示基于广角散射光的调光片10、20的性质。雾度在通过目视观察调光片10、20的情况下,表示观察者感知的调光片10、20的整体的浑浊程度,例如调光片10、20的整体的褪色发白程度。例如,调光片10、20的雾度越大,对于观察者而言观测对象看起来越朦胧。
净度表示基于狭角散射光的调光片10、20的性质。净度表示作为观测对象与观测对象以外的边界的部分、或观测对象之中的微小的部分是怎样程度鲜明的。例如,调光片10、20的净度的值越小,越过调光片10、20的观测对象的轮廓越模糊,换言之观测对象的鲜明程度越下降。
在通过雾度设定了调光片10、20的不透明程度的情况下,即使调光片10、20的浑浊程度是充分的,也有观测对象的轮廓鲜明的情况,也有观测对象的轮廓不不鲜明的情况。这样的轮廓的模糊程度的差,在调光片10、20被观察者目视的情况下,作为不透明度的程度的差异被观察者感知到。结果,在基于雾度的不透明程度与通过视觉识别的不透明程度之间发生了背离。
另一方面,在通过净度的范围设定了调光片10、20的不透明程度的情况下,净度的值越小,观测对象的轮廓的模糊程度越高。结果,能够抑制在基于净度的不透明程度与通过视觉识别的不透明程度之间发生背离。并且,通过净度的值是上述的范围内(≤85%),确保了观测对象的轮廓的不鲜明程度。这样的调光片10、20对于特别是从调光片10、20到观测对象的距离较近的场合、对观测对象进行照明的光源的照明范围较窄或向观测对象的照射光量较大的场合下的使用是有益的。
另外,在使用透射像清晰度对调光片10、20的不透明程度进行了评价的情况下,也能够得到与使用净度对不透明程度进行评价的情况同等的效果。即,根据透射像清晰度,能够抑制在基于透射像清晰度的不透明程度与通过视觉识别的不透明程度之间发生背离。
[目视评价]
接着,对于不透明状态的调光片,说明雾度、透射像清晰度及净度与通过视觉识别的不透明程度之间的关系。另外,由于在普通型的调光片10与反转型的调光片20之间,在各参数与通过视觉识别的不透明程度的关系中能得到同样的关系,所以以下说明使用普通型的调光片10的评价。
通过视觉识别的不透明程度,是将光量为约3500lm的荧光灯配置在距不透明状态的调光片的背面为80cm的位置、从距调光片的前表面为20cm的位置通过目视进行观察后的评价的结果。观察者的视点、调光片及荧光灯位于同一直线上。从通过目视最感知不到荧光灯的水平起,根据目视,决定第一名、第二名、第三名、第四名、第五名的排名(日语:順位)。
透射像清晰度是使用摄像性测量机(ICM-1T,suga test instrument(株)制)、并且依据JIS K 7374:2007的方法下的测量值。雾度是使用haze meter(NDH7000SD,日本电色工业(株)制)、并且依据JIS K 7136:2000的方法下的测量值。净度是使用雾度/透明性测量器(haze-gard i,BYK-Gardner公司制)得到的测量值。
将各目视排名下的雾度、透射像清晰度及净度的测量值表示在图8中。如图8所示,透射像清晰度的值从目视排名较高的调光片10起,依次是30.4%、36.5%、42.6%、51.5%、56.2%。净度的值从目视排名较高的调光片10起,依次是49.0%、64.6%、66.8%、75.8%、81.7%。这样,目视排名越高,透射像清晰度的值及净度的值越低。
这样,净度及透射像清晰度在带来更高的不透明程度的范围中与通过视觉识别的不透明程度一致。并且,如果透射像清晰度的值为75%以下,则能得到难以辨识荧光灯的轮廓的不透明程度。如果净度的值为85%以下,则能得到难以辨识荧光灯的轮廓的不透明程度。
雾度的值从目视排名较高的调光片起,依次是98.5%、98.2%、98.5%、97.9%、98.1%。这样,雾度在带来更高的不透明程度的范围中与目视排名的相关性非常低。雾度在带来更高的不透明程度的范围中与通过视觉识别的不透明程度不一致。
[间隔件的尺寸分布]
接着,参照图9对调光片具备的间隔件的尺寸分布进行说明。另外,在图9中,表示了各间隔件SP1、SP2是球状间隔件、间隔件的尺寸是间隔件的粒径、小间隔件SP2的粒径是一种的例子,即来源于小间隔件SP2的峰值为1个例子。
调光片具备的间隔件的尺寸及尺寸分布满足下述条件1及条件2。调光片具备的间隔件的尺寸分布优选的是除了下述条件1及2以外还满足下述条件3至条件7。
(条件1)3μm≤平均尺寸≤50μm
(条件2)具有两个离散性的峰值。
(条件3)8μm≤众数(日语:最頻値)R1≤50μm
(条件4)3μm≤众数R2≤7μm
(条件5)第2配合比<第1配合比
(条件6)10%≤第2配合比≤70%
(条件7)30个/mm2≤间隔件密度≤500个/mm2
在各间隔件SP1、SP2是球状间隔件的情况下,各间隔件SP1、SP2的尺寸是作为间隔件的直径的粒径。在各间隔件SP1、SP2是非球状的情况下,各间隔件SP1、SP2的尺寸是外接于间隔件的球的直径。在各间隔件SP1、SP2是棒状的情况下,各间隔件SP1、SP2的尺寸是,间隔件的延伸方向上的间隔件的长度。在各间隔件SP1、SP2是突状间隔件的情况下,各间隔件SP1、SP2的尺寸是间隔件突出的方向上的间隔件的高度。在大间隔件SP1是将液晶层11贯通的柱间隔件的情况下,大间隔件SP1的尺寸是液晶层11的厚度。
间隔件的平均尺寸是以属于相同尺寸的间隔件的数量为权重的尺寸的加权平均值。在平均尺寸的计算中使用的各间隔件的尺寸,例如根据使用光学显微镜对1mm2的调光片之中包含的间隔件进行摄像后的图像来计测。调光片具备的间隔件的平均尺寸是对于可见光可能产生米氏散射(Mie scattering)的大小,是3μm以上50μm以下即满足上述条件1。
间隔件的尺寸均匀性例如由CV值(变异系数,Coefficient of Variation)表示。CV值作为粒子径相对于平均粒子径的标准偏差的比率而被计算。大间隔件SP1的CV值及小间隔件SP2的CV值例如是3%以上5%以下。
如图9所示,调光片具备的间隔件的尺寸分布具有两个离散性的峰值,满足上述条件1。两个离散性的峰值是第1峰值和第2峰值。第1峰值是大间隔件SP1所属于的峰值,即来源于大间隔件SP1的峰值。第2峰值是小间隔件SP2所属于的峰值,即来源小间隔件SP2的峰值。
尺寸分布中的各峰值既可以如图9的实线的峰值SP1、SP2所示那样是相互不重叠的峰值,也可以如图9的实线的峰值SP1和双点划线的峰值SP2所示那样是一部分彼此相互重叠的双峰性峰值。第1峰值及第2峰值可以是第1峰值的众数R1和第2峰值的众数R2相互不同的任意的峰值。第1峰值的众数R1是带来第1峰值的极大值的尺寸。第2峰值的众数R2是带来第2峰值的极大值的尺寸。另外,在第1峰值的一部分与第2峰值的一部分相互不同的情况下,通过使用将各峰值近似为正态分布那样的拟合技术的峰值分离处理,将第1峰值和第2峰值分离。
第1峰值的尺寸的众数R1比第2峰值的尺寸的众数R2大。第1峰值的尺寸的众数R1例如优选的是8μm以上50μm以下即满足上述条件3。即,第1峰值是离散性的峰值中的具有最大的尺寸的众数R1的峰值,第1峰值的尺寸分布中的众数R1优选为8μm以上50μm以下。
第2峰值的尺寸的众数R2例如优选的是3μm以上7μm以下即满足上述条件4。即,第2峰值是离散性的峰值中的具有第2大的尺寸的众数R2的峰值,第2峰值的尺寸分布的众数R2优选为3μm以上7μm以下。
如果第1峰值的尺寸的众数R1是8μm以上,则容易将液晶层11的厚度保持为8μm以上,所以容易提高不透射驱动时的不透明程度。如果第1峰值的众数R1是50μm以下,则容易将液晶层11的厚度保持为50μm以下,所以容易提高透射驱动时的透明程度。
如果第2峰值的尺寸的众数R2是3μm以上,则容易将由小间隔件SP2带来的前方散射光加强,容易提高透明驱动时的透明程度。如果第2峰值的尺寸的众数R2为7μm以下,则容易明确大间隔件SP1发挥的光学性的作用与小间隔件SP2发挥的光学性的作用之间的差异。
第1配合比是属于第1峰值的间隔件的个数相对于全部间隔件的个数之比,是大间隔件SP1的配合比。第2配合比是属于第2峰值的间隔件的个数相对于全部间隔件的个数之比,是小间隔件SP2的配合比。第1配合比例如优选的是比第2配合比高、满足上述条件5。即,优选的是属于第1峰值的间隔件的个数比属于第2峰值的间隔件的个数多。如果是第1配合比高于第2配合比的构成,则容易抑制在液晶层11的厚度上发生偏差。
第2配合比例如优选的是10%以上70%以下即满足上述条件6。换言之,在间隔件SP1、SP2的尺寸分布由第1峰值及第2峰值构成的情况下,属于第2峰值的间隔件的个数优选的是相对于全部的间隔件的个数而言为10%以上70%以下。此外换言之,优选的是,第1峰值对应于多个间隔件中的30%以上90%以下的个数,第2峰值对应于多个间隔件中的其余的个数。
如果小间隔件SP2的配合比是10%以上,则能够以更高的可靠性实现由小间隔件SP2带来的前方散射光的强度的提高。如果小间隔件SP2的配合比是70%以下,则能够进一步提高由大间隔件SP1带来的液晶层11的厚度的均匀性。
间隔件密度是液晶层11的每单位面积中包含的间隔件的个数。液晶层11的单位面积,是从与液晶层11扩展的平面对置的视点观察的情况下液晶层11所具有的单位面积。间隔件密度例如优选的是30个/mm2以上500个/mm2以下即满足上述条件7。如果间隔件密度是30个/mm2以上,则容易抑制液晶层11的厚度的偏差。此外,如果间隔件密度是500个/mm2以下,则能够抑制透明驱动时的雾度的值成为过大。
[试验例1]
作为各间隔件SP1、SP2而使用球状的树脂制间隔件,得到试验例1的聚合物网型调光片。此时,作为大间隔件SP1而使用众数R1为20μm的间隔件,作为小间隔件SP2而使用众数R2为5μm的间隔件。此外,将间隔件密度设为32个/mm2,将第1配合比设为70%,将第2配合比设为30%。
[试验例2]
将间隔件密度变更为265个/mm2,将其以外的条件设为与试验例1相同,得到试验例2的聚合物网型调光片。
[试验例3]
将间隔件密度变更为497个/mm2,将其以外的条件设为与试验例1相同,得到试验例3的聚合物网型调光片。
[试验例4]
将间隔件密度变更为612个/mm2,将其以外的条件设为与试验例1相同,得到试验例4的聚合物网型调光片。
[试验例5]
将间隔件密度变更为25个/mm2,将其以外的条件设为与试验例1相同,得到试验例5的聚合物网型调光片。
[试验例6]
将间隔件密度变更为172个/mm2。此外,将第1配合比设为25%,将第2配合比设为75%,将其以外的条件设为与试验例1相同,得到试验例6的聚合物网型调光片。
[试验例7]
将间隔件密度变更为242个/mm2。此外,将第1配合比设为95%,将第2配合比设为5%,将其以外的条件设为与试验例1相同,得到试验例7的聚合物网型调光片。
对于试验例1至试验例7的各调光片,使用雾度测量器(使用haze meterNDH7000SP,日本电色工业(株)制),在透明状态及不透明状态这两个状态下测量雾度的值。此外,依据上述的净度的测量方法,使用雾度/透明性测量器(haze-gard i,BYK-Gardner公司制),测量不透明状态下的净度的值。此外,使用高精度数字测微计(Mitutoyo公司制),对于在调光片的面内隔开10mm的间隔排列的10处的各测量位置,测量调光片的总厚,接着,在用溶剂将液晶层11擦掉后,再次测量带有电极的基材的厚度,将它们的差值作为液晶层11的厚度,计算液晶层11的膜厚均匀性。另外,液晶层11的膜厚均匀性也能够使用干涉膜厚计来测量。
将试验例1至试验例7的各调光片的测量结果,即透明状态下的雾度的值、不透明状态下的雾度的值、不透明状态下的净度的值及膜厚均匀性表示在表1中。另外,在表1中,对于膜厚均匀性为5%以下的试验例赋予“〇”,对于膜厚均匀性超过5%的试验例赋予“×”而表示。膜厚均匀性为用最大值与最小值的差除以最大值与最小值的总和的一半而得到的值。
[表1]
如表1所示,在试验例1至试验例4中可以确认,间隔件密度越高,不透明状态下的净度的值越低,在为85%以下的范围中提高了不透明程度。另一方面可以确认,间隔件密度越高,透明状态下的雾度的值越高直到超过10%,将透明程度降低。另外,不透明状态下的雾度都是90%以上,不取决于间隔件密度的高度。并且,在试验例1至试验例4的哪个中都可以确认得到了充分的膜厚均匀性。
在试验例5中可以确认,与试验例1至试验例4的任一个相比,间隔件密度都是较低的,由此,在透明状态下能得到4.3%这样的较低的雾度的值;另一方面,在不透明状态下呈现98%这样较高的净度的值,降低了不透明程度。
在试验例6中,与试验例1及试验例2相比,第1配合比是较低的,并且第2配合比是较高的。由此,在试验例6中可以确认,透明状态下的雾度的值及不透明状态下的净度的值是良好的,但另一方面,在膜厚均匀性上较差。
在试验例7中,与试验例2相比,第1配合比是较高的,并且第2配合比是较高的。由此,在试验例7中可以确认,不透明状态下的净度的值为89%那样高,降低了不透明状态下的不透明程度。
这里,大间隔件SP1与小间隔件SP2相比,提高由米氏散射带来的前方散射光的强度。并且,提高作为小间隔件SP2的配合比的第2配合比的话,根据试验例2与试验例7的比较可以确认,相应于降低前方散射光的强度的量,提高了不透射驱动时的不透明程度,另一方面,使透射驱动时的透明程度停留在被充分容许的范围。
此外,提高作为大间隔件SP1的配合比的第1配合比的话,根据试验例1及2与试验例6的比较可以确认,相应于提高由米氏散射带来的前方散射光的强度的量,在提高透射驱动时的透明程度的同时,将不透射驱动时的不透明程度停留在被充分容许的范围。
另外,在第1配合比或第2配合比相互相等的情况下,如通过试验例1至试验例5之中的比较表示的那样,保持了如下趋势:间隔件密度越高则透明驱动时的透明程度越低、不透明驱动的不透明程度越高。此外,如通过试验例1至试验例6之中的比较表示的那样,还确认了如果大间隔件SP1的密度过低则有在液晶层11的厚度上开始发生偏差的趋势。
以上,根据上述实施方式,能够得到以下列举的效果。
(1)如果是满足上述条件1、2的调光片10、20,则通过提高大间隔件SP1的配合比或提高小间隔件SP2的配合比,能够分别地调整透射驱动时的透明程度和不透射驱动时的不透明程度。即,能够扩展设计自由度,以减弱相反的两个特性值的相关关系。
(2)如果是满足上述条件3的调光片10、20,则能够在使液晶层11实现透明和不透明这两者的基础上,将液晶层11的厚度保持在适当的范围。
(3)如果是满足上述条件4的调光片10、20,则能够在利用大间隔件SP1与小间隔件SP2之间的前方散射光的差异的基础上,容易使间隔件的尺寸成为适当的范围。
(4)如果是满足上述条件5的调光片10、20,则除了能够扩展设计自由度以减弱相反的两个特性值的相关关系以外,还容易抑制液晶层11的厚度的偏差。
(5)如果是满足上述条件6的调光片10、20,则容易将透射驱动时的雾度的值和不透射驱动时的净度的值或透射像清晰度的值在各自优选的范围中实现。
(6)如果是满足上述条件7的调光片10、20,则容易抑制液晶层11的厚度的偏差,此外,能够抑制透明驱动时的雾度的值成为过大。
(7)如果间隔件SP1、SP2是粒状间隔件及突状间隔件中的至少一个,则在得到上述的效果的同时,间隔件的配合比及尺寸的设计变更较容易。
另外,上述实施方式可以如以下这样变更而实施。
·间隔件的尺寸分布也可以具有3个以上的峰值。此时,峰值的尺寸的众数最大的峰值对应于第1峰值,第1峰值以外的两个以上的峰值对应于第2峰值。
·调光片10、20也可以还具备将液晶层11的端面或透明电极12的表面等覆盖的阻挡层。阻挡层也可以具备气体阻挡功能和紫外线阻挡功能中的至少一方。
·调光片10、20也可以还具备具有提高调光片的机械强度的功能的光透射性基材。构成光透射性基材的材料的一例,是玻璃或硅等的透明无机材料、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚砜等的透明有机材料。
·在普通型的调光片10中,液晶层11的不透明状态也可以通过施加比透明状态的电压低的电压来实现。
Claims (8)
1.一种调光片,具备:
第1透明电极;
第2透明电极;
液晶层,位于上述第1透明电极与上述第2透明电极之间;以及
多个间隔件,位于上述液晶层之中,
上述间隔件的平均尺寸是3μm以上且50μm以下;
上述间隔件的尺寸分布具有两个以上的离散性的峰值。
2.如权利要求1所述的调光片,其中,
上述两个以上的离散性的峰值包括第1峰值,
上述第1峰值是上述离散性的峰值中具有最大的尺寸的众数的峰值,上述第1峰值的尺寸分布中的众数是8μm以上且50μm以下。
3.如权利要求2所述的调光片,其中,
上述两个以上的离散性的峰值包括第2峰值,
上述第2峰值是上述离散性的峰值中具有第2大的尺寸的众数的峰值,上述第2峰值的尺寸分布的众数是3μm以上且7μm以下。
4.如权利要求3所述的调光片,其中,
上述第1峰值对应于上述多个间隔件中的30%以上且90%以下的个数,上述第2峰值对应于上述多个间隔件中的其余的个数。
5.如权利要求3或4所述的调光片,其中,
属于上述第1峰值的上述间隔件的个数比属于上述第2峰值的上述间隔件的个数多。
6.如权利要求1~5中任一项所述的调光片,其中,
上述液晶层的每单位面积的上述间隔件的密度是30个/mm2以上且500个/mm2以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的调光片,其中,
上述调光片具备与上述液晶层相接的接触层,
上述间隔件是粒状间隔件及从上述接触层朝向上述液晶层突出的突状间隔件中的至少一方。
8.一种调光装置,其中,具备:
权利要求1~7中任一项所述的调光片;以及
驱动电路,驱动上述调光片。
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