JP2018018074A - 調光フィルム、調光フィルムの駆動方法、調光装置、調光部材、車両 - Google Patents

調光フィルム、調光フィルムの駆動方法、調光装置、調光部材、車両 Download PDF

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啓介 三浦
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誠 山木
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Abstract

【課題】面内において透過率を変化させ、面内において明暗に変化を付けることが可能な調光フィルムを提供する。【解決手段】本発明の調光フィルム10は、互いに対向配置された第1電極22Aと第2電極22Bと、前記第1電極22Aと前記第2電極22Bとの間に配置され、前記第1電極22Aと前記第2電極22Bとの間の電位差によって透過率を変化させる調光材料14と、前記第1電極22Aに設けられた第1給電部221及び第2給電部222と、前記第2電極22Bに設けられた第3給電部223及び第4給電部224と、該第1給電部221、該第2給電部222、該第3給電部223又は及び該第4給電部224に対して互いに独立した電位を供給する電源201,202,203,204と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する電子ブラインドに利用可能な調光フィルム、調光フィルムの駆動方法、調光装置、調光部材、車両に関する。
従来、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する電子ブラインド等に利用可能な調光フィルムが提案されている(特許文献1、2)。このような調光フィルムの1つに、液晶を利用したものがある。
液晶を利用した調光フィルムは、透明電極を含む透明板材により液晶材料を挟持して液晶セルが製造され、この液晶セルを直線偏光板により挟持して作成される。この調光フィルムは、透明電極間に印加する電界を変化させることにより液晶の配向を変化させ、外来光の透過量を制御する。
このような調光フィルムにおいて透明電極間に電位差を加えると、その電位差に応じて透過率が変化するが、調光フィルムの面内における透過率は略一定となっている。
特開平03−47392号公報 特開平08−184273号公報
しかし、近年、調光フィルムの用途が多様化し、面内において透過率を変化させ、面内において明暗に変化を付けることが可能な調光フィルム及び調光フィルムの駆動方法に対する要望がある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、面内において透過率を変化させ、明暗に変化を付けることが可能な調光フィルム、調光フィルムの駆動方法、調光装置、調光部材、車両を提供することを目的とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、本発明を完成するに至った。
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
(1)互いに対向配置された第1電極と第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、前記第1電極と前記第2電極との間の電位差によって透過率を変化させる調光材料と、前記第1電極に設けられた第1給電部及び第2給電部と、前記第2電極に設けられた第3給電部及び第4給電部と、を備える調光フィルム。
(2) (1)において、前記第1電極と前記第2電極とは矩形であり、前記第1給電部は、前記第1電極の一辺に沿って設けられ、前記第2給電部は、前記第1電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられ、前記第3給電部は、前記第2電極の一辺に沿って設けられ、前記第4給電部は、前記第2電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられていることが好ましい。
(3) (1)又は(2)において、前記第1給電部及び前記第3給電部と、前記第2給電部及び前記第4給電部とが、それぞれ前記調光フィルムの厚み方向に対向していることが好ましい。
(4)互いに対向配置された第1電極と第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、前記第1電極と前記第2電極との間の電位差によって透過率を変化させる調光材料と、前記第1電極に設けられた第1給電部及び第2給電部と、前記第2電極に設けられた第3給電部及び第4給電部と、を備える調光フィルムの駆動方法において、前記第1給電部、前記第2給電部、前記第3給電部及び前記第4給電部に対して互いに独立して電位を供給し、前記第1電極の前記第1給電部と前記第2給電部との間、及び、前記第2電極の前記第3給電部と前記第4給電部との間、の少なくとも一方に電位勾配を設けることにより、前記第1電極と前記第2電極との間の電位差に勾配を設け、前記調光材料に透過率勾配を生じさせる、調光フィルムの駆動方法。
(5)互いに対向配置された第1電極と第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、前記第1電極と前記第2電極との間の電位差によって透過率を変化させる調光材料と、前記第1電極に設けられ、給電を受ける給電位置を有した第1給電部及び第2給電部と、前記第2電極に設けられ、給電を受ける給電位置を有した第3給電部及び第4給電部と、を備え、第1給電部と、第2給電部と、第3給電部と、第4給電部と、のうちの少なくとも1つは、前記給電位置から離れた遠端部まで幅が広がりながら延在する調光フィルム。
(6)前記第1給電部は、前記第1電極の一辺に沿って設けられ、前記第2給電部は、前記第1電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられ、前記第3給電部は、前記第2電極の一辺に沿って設けられ、前記第4給電部は、前記第2電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられている、(5)に記載の調光フィルム。
(7)前記第1給電部及び前記第3給電部と、前記第2給電部及び前記第4給電部とが、それぞれ前記調光フィルムの厚み方向に対向している、(5)又は(6)に記載の調光フィルム。
(8) (5)から(7)までのいずれかに記載の調光フィルムと、前記第1給電部と、前記第2給電部と、前記第3給電部と、前記第4給電部とのそれぞれに対して互いに独立した電位を供給する電源と、を備えた調光装置。
(9)透明部材と、前記透明部材に配置された請求項5から請求項7までのいずれかに記載の調光フィルムと、を備える調光部材。
(10)外光が入射する部位に配置された請求項5から請求項7までのいずれかに記載の調光フィルムを備える車両。
面内において透過率を変化させ、明暗に変化を付けることが可能な調光フィルム、調光フィルムの駆動方法、調光装置、調光部材、車両を提供することができる。
実施形態の調光フィルムを示す断面図である。 調光フィルムの製造工程を示すフローチャートである。 第1電極と第2電極とに設ける給電部を説明する図である。 図3に示すx方向の位置を横軸として、縦軸に第1電極の電位、第2電極の電位、及び、第1電極と第2電極との間の電位差を示すグラフである。 電位差と透過率との関係を示した図である。 調光フィルムのx方向の位置を横軸、透過率を縦軸にしたグラフである。 第2実施形態の第1電極22Aと第2電極22Bとに設ける給電部を説明する図である。
(第1実施形態)
[調光フィルム]
図1は、実施形態の調光フィルム10を示す断面図である。調光フィルム10は、例えば、調光を図る部位に貼り付けたり、合わせガラスに使用されたり等、透明部材に配置されることによって使用される。調光を図る部位に貼り付けて使用される場合とは、例えば車両の外光が入射する部位(リアウインドウ、サイドウインドウ、サンルーフ等)、建築物の窓ガラス、ショーケース、屋内の透明パーテーション等に配置して透過、不透明を切り替える場合等である。ここで、透明部材とは、ガラスや、透明樹脂基板等である。このように、透明部材に配置された調光フィルムを調光部材という。
調光フィルム10は、液晶を利用して透過光を制御する調光フィルムであり、フィルム状の第2積層体13及び第1積層体12により液晶層14を挟持して液晶セル15が製造され、この液晶セル15を直線偏光板16、17により挟持して作成される。
実施形態において、液晶層14の駆動には、VA(Vertical Alignment)方式が採用されるが、これに限定されず、TN(Twisted Nematic)方式、IPS(In−Plane−Switching)方式等、種々の駆動方式を適用することができる。
なお、VA方式は、液晶の配向を垂直配向と水平配向とで変化させて透過光を制御する方式であり、無電界時、液晶を垂直配向させることにより、液晶層14を垂直配向層により挟持して液晶セル15が構成され、電界の印加により液晶材料を水平配向させるように構成される。
調光フィルム10には、液晶層14の厚みを一定に保持するためのスペーサー24が第1積層体12及び又は第2積層体13に設けられる。直線偏光板16、17には、それぞれ液晶セル15側に光学補償に供する位相差フィルム18、19が設けられる。
第1積層体12及び第2積層体13は、それぞれ基材21A、21Bに第1電極22A、第2電極22B、配向層23A、23Bを順次作成して形成される。なお位相差フィルム18、19は、必要に応じて省略してもよい。また調光フィルム10は、ゲストホスト方式により製造してもよく、この場合、直線偏光板は、省略することができる。また、必要に応じて液晶セルの一方、又は両方に配置してもよい。
調光フィルム10は、第1電極22A、第2電極22Bとの間の電位差を変化させることにより外来光の透過を制御し、透明状態と非透明状態とで状態を切り替えるように構成される。本実施形態では、いわゆるノーマリーブラックにより液晶層14を駆動する例について説明するが、これに限らず、ノーマリーホワイトにより駆動するようにしてもよい。また、IPS方式による場合、第1電極22A、第2電極22Bは、配向層23A又は23B側に纏めて製造されることは言うまでも無く、これに対応するように第1積層体12及び第2積層体13が構成されることになる。
なお、ノーマリーブラックとは、液晶に電圧がかかっていない時に透過率が最小となり、黒い画面になる構造である。ノーマリーホワイトとは、液晶に電圧がかかっていない時に透過率が最大となり、透明となる構造である。
なお、調光フィルム10を、例えば、建築物の窓ガラス、ショーケース、屋内の透明パーテーション等に貼り付けて使用する場合、直線偏光板16及び/又は17の、液晶セル15とは逆側の面に、ハードコート層等による保護層が設けられてもよい。
[基材]
基材21A、21Bは、液晶セル15に適用可能な可撓性を有するTAC、ポリカ、COP、アクリル、PETなど各種の透明フィルム材を適用することができ、この実施形態では、両面にハードコート層が製造されてなるポリカーボネートによるフィルム材が適用される。
[電極]
第1電極22A、第2電極22Bは、液晶層14に電界を印加可能であって、透明と知覚される種々の構成を適用することができるが、本実施形態では、透明電極材であるITO(Indium Tin Oxide)による透明導電膜を基材21A、21Bの全面に製造して形成される。上述したように、IPS方式等においては、電極は所望の形状によりパターンニングされて製造される。
[配向層]
配向層23A、23Bは、光配向層により形成される。光配向層に適用可能な光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができるが、本実施形態では、例えば光二量化型の材料を使用する。この光二量化型の材料については、「M.Schadt, K.Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov : Jpn. J. Appl.Phys., 31, 2155 (1992)」、「M. Schadt, H. Seiberle and A. Schuster : Nature, 381, 212(1996)」等に開示されている。
光配向層に代えて、ラビング処理により製造してもよい。この場合、配向層23A、23Bは、ポリイミド等の配向層に適用可能な各種材料層を製造した後、この材料層の表面にラビングロールを使用したラビング処理により微細なライン状凹凸形状を製造して形成される。
このようなラビング処理による配向層、光配向層に代えて、ラビング処理により製造した微細なライン状凹凸形状を賦型処理により製造して配向層を製造してもよい。
[スペーサー]
スペーサー24は、液晶層14の厚みを規定するために設けられ、各種の樹脂材料を広く適用することができるが、本実施形態ではフォトレジストにより製造される。スペーサー24は、第2電極22Bを製造してなる基材21Bの上に、フォトレジストを塗工して露光、現像することにより製造される。なおスペーサー24は、第1積層体12に設けるようにしてもよく、第1積層体12及び第2積層体13の双方に設けるようにしてもよい。またスペーサー24は、配向層23Bの上に設けるようにしてもよい。またスペーサーは、いわゆるビーズスペーサーを適用してもよい。ビーズスペーサーは、球形状だけでなく、ロッド形状(円筒形状)や、楕円球形状等の形状を用いてもよい。
スペーサー24にビーズスペーサーを用いる場合、ビーズスペーサーは、配向層を形成した後に、配向層上に散布されることによって配置される。この場合、液晶層14内(配向層上)におけるビーズスペーサーの移動を抑制する観点から、ビーズスペーサーの表面に粘着剤等により形成される固着層を設けるようにしてもよい。
また、液晶層14内におけるビーズスペーサーの移動を抑制する観点から、配向層を形成する樹脂にビーズスペーサーを予め分散させて配向層の形成とともにビーズスペーサーを配置するようにしたり、液晶層を構成する液晶材料にビーズスペーサーを予め分散させて液晶層の形成とともにビーズスペーサーを配置するようにしたりすることも可能である。なお、ビーズスペーサーは、上述のフォトレジストのスペーサーと同様に、第1の積層体及び第2の積層体のいずれか一方に配置されるようにしてもよく、また、各積層体のそれぞれに配置されるようにしてもよい。
[液晶層]
液晶層14は、この種の調光フィルムに適用可能な各種の液晶材料を広く適用することができる。具体的に、液晶層14には、重合性官能基を有していない液晶化合物として、ネマチック液晶化合物、スメクチック液晶化合物及びコレステリック液晶化合物を適用することができる。
ネマチック液晶化合物としては、例えば、ビフェニル系化合物、ターフェニル系化合物、フェニルシクロヘキシル系化合物、ビフェニルシクロヘキシル系化合物、フェニルビシクロヘキシル系化合物、トリフルオロ系化合物、安息香酸フェニル系化合物、シクロヘキシル安息香酸フェニル系化合物、フェニル安息香酸フェニル系化合物、ビシクロヘキシルカルボン酸フェニル系化合物、アゾメチン系化合物、アゾ系化合物、及びアゾオキシ系化合物、スチルベン系化合物、トラン系化合物、エステル系化合物、ビシクロヘキシル系化合物、フェニルピリミジン系化合物、ビフェニルピリミジン系化合物、ピリミジン系化合物、及びビフェニルエチン系化合物等を挙げることができる。
スメクチック液晶化合物としては、例えば、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系、ポリクロロアクリレート系、ポリオキシラン系、ポリシロキサン系、ポリエステル系等の強誘電性高分子液晶化合物を挙げることができる。
コレステリック液晶化合物としては、例えば、コレステリルリノレート、コレステリルオレエート、セルロース、セルロース誘導体、ポリペプチド等を挙げることができる。
また、市販品としては、例えばメルク社製MLC2166等の液晶材料を適用することができる。なお、ゲストホスト方式による場合、液晶層14には、液晶材料と調光に供する色素とが混入されるものの、ゲストホスト方式について提案されている液晶材料と色素との混合物を広く適用することができる。液晶セル15は、液晶層14を囲むように、シール材25が配置され、このシール材25により液晶の漏出が防止される。ここでシール材25は、例えばエポキシ樹脂、紫外線硬化性樹脂等を適用することができる。
[製造工程]
図2は、調光フィルム10の製造工程を示すフローチャートである。第2積層体製造工程SP2において、液晶セル15の第2積層体13が製造される。第2積層体製造工程SP2においては、電極製造工程SP2−1で、基材21Bにスパッタリング等によりITOによる第2電極22Bが製造される。続くスペーサー製造工程SP2−2にで、スペーサー24に係る塗工液(フォトレジスト)を塗工した後、乾燥、露光して現像することにより、スペーサー24が製造される。また続いて配向層製造工程SP2−3で、配向層23Bに係る塗工液を塗工して乾燥した後、紫外線の照射により液晶分子配向方向を設定し、これにより配向層23Bが製造される。これらによりこの実施形態では、第2積層体13が製造される。
調光フィルム10の製造工程は、続く第1積層体製造工程SP3において、第2積層体製造工程SP2と同様にして、第1積層体12が製造される。すなわち第1積層体製造工程SP3では、基材21Aにスパッタリング等によりITOによる第1電極22Aが製造され、配向層23Aに係る塗工液を塗工、乾燥した後、紫外線の照射により液晶分子配向方向を設定することにより配向層23Aが製造され、これらにより第1積層体12が製造される。
この製造工程は、続く液晶セル製造工程SP4において、ディスペンサを使用して枠形状によりシール材25を塗工した後、この枠形状の部位に液晶材料を配置して第1積層体12、第2積層体13を積層押圧してシール材25を紫外線の照射等により硬化させ、これにより液晶セル15を製造する。なお液晶材料の配置にあっては、第1積層体12、第2積層体13を先に積層するようにして、第1積層体12、第2積層体13を積層して形成される空隙に配置するようにしてもよい。
調光フィルム10は、続く積層工程SP5において、直線偏光板16、17と積層されて形成される。なお液晶セル15は、基材21A、21Bがロールに巻き取られた長尺フィルム形態により提供され、これら工程SP2〜SP5の全て、又はこれら工程SP2〜SP5のうちの一部が、ロールから基材21A、21Bを引き出して搬送しながら実行される。なおこれにより液晶セル15は、必要に応じて、途中の工程から一枚ずつの処理により各工程が実行されることになる。
図3は、第1電極22Aと第2電極22Bとに設ける給電部を説明する図である。第1電極22A及び第2電極22Bは、これに限定されるわけではないが、本実施形態では長方形である。
第1電極22Aの長手方向(x方向)の一端には、第1電極22Aの一端の短辺(y方向の辺)に沿って延びる第1給電部221が設けられている。第1電極22Aの長手方向の他端には、第1電極22Aの他端の短辺に沿って延びる第2給電部222が設けられている。第2電極22Bの長手方向の一端には、第2電極22Bの一端の短辺に沿って延びる第3給電部223が設けられている。第2電極22Bの長手方向の他端には、第2電極22Bの他端の短辺に沿って延びる第4給電部224が設けられている。第1給電部221及び第3給電部223と、第2給電部222及び第4給電部224とは、それぞれ調光フィルム10の厚み方向(x及びy方向に直交する方向)において互いに対向している。
これらの給電部221,222,223,224は導電性金属からなり、例えば10μm幅程度の銀ペーストを塗布することで製造されている。
なお、本実施形態では長手方向の両端において、短手方向に延びる給電部221,222,223,224が設けられている形態について説明するが、これ限定されず、短手方向の両端に長手方向に延びる給電部が設けられていてもよい。
第1給電部221は電源201に接続され、第2給電部222は電源202に接続され、第3給電部223は電源203に接続され、第4給電部224は電源204に接続されている。
これらの給電部221,222,223,224のそれぞれの電位(電圧)である、第1電位V1,第2電位V2,第3電位V3,第4電位V4は、それぞれが接続されている電源201,202,203,204の出力調整することによって、独立して制御が可能である。
なお、本実施形態で電源201,202,203,204は交流電源であるが、これに限定されず、直流電源であってもよい。
図4は、図3に示す調光フィルムのx方向(長手方向)の位置を横軸として、縦軸に第1電極22Aの電位V(A)、第2電極22Bの電位V(B)、及び、第1電極22Aと第2電極22Bとの間の電位差(電位差)V(A−B)を示すグラフである。
第1電極22Aの電位V(A)(実線で示す)は、一端の第1給電部221から他端の第2給電部222に向かって電位V1からV2に変化する。第2電極22Bの電位V(B)(実線で示す)は、一端の給電部223から他端の給電部224に向かって電位V3からV4に変化する。
第1電極22Aと第2電極22Bとの間の電位差V(A−B)(点線で示す)は、本実施形態においては、図示するようにV(A)とV(B)とが交差する点Q(実際にはy方向に延びる直線Q)でゼロになる。なお、図において、電位差V(A−B)は絶対値で示す。
図5は、電位差V(A−B)と透過率Tとの関係を示した図である。本実施形態はノーマリーブラックであるので、図示するように、電位差V(A−B)が小さくなると透過率Tが低くなり、電位差V(A−B)が大きくなると透過率Tが高くなる。
図6は、調光フィルム10のx方向の位置を横軸、透過率Tを縦軸にしたグラフである。図示するように、給電部221及び給電部223の側(図中左側)から、給電部222及び給電部224(図中右側)に向かって、透過率Tは連続的に変化する。
詳細には、第1電極22Aと第2電極22Bとの間の電位差V(A−B)がゼロになる点Qの位置で透過率Tは最小となり、すなわち画面が最も暗くなる。そして、調光フィルム10は点Qからの距離が離れるにつれ、透過率Tが徐々に増加して明るくなり、点Qとの間で濃淡のグラデーションが付けられる。
そして本実施形態によると、第1電位V1、第2電位V2、第3電位V3、第4電位V4それぞれの電位を、電源201,202,203,204により調整することにより、透過率Tが最小となる点Qの位置を、調光フィルム10のx方向上で変えることができる。また、第1電位V1、第2電位V2、第3電位V3、第4電位V4それぞれの電位を、電源201,202,203,204により調整することにより、V(A−B)の傾きを変化させて、濃淡のコントラストを上げたり、下げたりすることができる。
すなわち、調光フィルム10の面内において任意に透過率を変化させ、明暗に変化を付けることが可能となる。
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態の第1電極22Aと第2電極22Bとに設ける給電部を説明する図である。
第2実施形態の調光フィルム10は、第1給電部221、第2給電部222、第3給電部223、第4給電部224の形状を改良した形態であり、これら第1給電部221、第2給電部222、第3給電部223、第4給電部224の形状以外は、第1実施形態と同様である。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第2実施形態の第1給電部221は、その一端(図7では−y側の端部)に、給電位置221aを備えている。この給電位置221aには、電源201からの配線が接続されており、この給電位置221aから給電が行われる。また、第1給電部221は、給電位置221aから離れた遠端部221bまで幅が広がりながら延在する。具体的には、第1給電部221は、平面視において、給電位置221a側を上底側とし、遠端部221bを下底側とする台形形状に構成されている。このように第1給電部221を構成することにより、給電位置221aからの距離が離れるにしたがって、第1給電部221の延在方向に直交する面で切断した断面の断面積が徐々に大きくなっている。これにより、給電位置221aからの距離に比例して生じる電圧降下を緩和することが可能である。
ここで、本実施形態の調光フィルム10は、建物や車両の窓に用いられるものであり、1辺が1m以上といった、非常に大きなものである。したがって、給電位置221aからの距離に応じて生じる電圧降下の影響により、第1給電部221の延在方向における透過率ムラが発生する。そこで、本実施形態では、第1給電部221の形状を、給電位置221aから離れた遠端部221bまで幅が広がりながら延在する形状とした。これにより、大型の調光フィルム10であっても、電圧降下に起因する透過率ムラを抑制することができる。
第1給電部221は、給電位置221aにおける幅が10μm程度、それ以降、給電位置221aから1m遠くなる毎に2倍程度大きくなる形状に形成するとよい。すなわち、給電部の幅は、1mあたり、略2倍、又は、2倍以上の幅となる割合で幅が増加する形状が望ましい。また、上記説明では、台形形状としているが、台形形状の斜辺部分に相当する外形線は、直線である必要はなく、曲線で構成されていてもよい。
なお、第2給電部222、第3給電部223、第4給電部224についても、第1給電部221と同様に構成されている。すなわち、第2給電部222は、給電位置222aから離れた遠端部222bまで幅が広がりながら延在する。第3給電部223は、給電位置223aから離れた遠端部223b(図7では、隠れているので、不図示)まで幅が広がりながら延在する。第4給電部224は、給電位置224aから離れた遠端部224bまで幅が広がりながら延在する。これら第2給電部222、第3給電部223、第4給電部224についての作用や効果については、第1給電部221と同様であり、説明が重複するので、詳しい説明は省略する。
第2実施形態によれば、給電部の長さが長くなることに起因する電圧降下を緩和できるので、意図しない透過率ムラを防ぐことができる。
(変形形態)
(1)以上、本発明の実施形態として、VA方式の液晶調光フィルムについて説明したが、本発明はこれに限定されず、電位により調光量を調整できる他の方式であってもよい。
例えば、VA方式以外の液晶調光フィルムとして、TN方式(twisted Nematic)を用いてもよい。TN方式は、調光フィルムは、電圧が印加されていないときときは液晶分子が水平に並び、光を通過させて画面が「白」になる。徐々に電圧を印加していくと、液晶分子が垂直に立ち上がっていき、光をさえぎって画面が黒くなる方式である。
また、液晶以外を用いたものとして、例えば、EC方式、SPD方式、PDLC方式調光フィルム等、電極間の電位差に応じて明暗(透過率)が変化するデバイスであってもよい。
EC方式(Electro chromic)を用いた調光フィルムは、一対の電極で調光層(電解質層)を挟んだ構造を有する。電極間の電位差に応じ、酸化還元反応を利用して調光層の色が透明と濃紺との間で変化する。
SPD方式(Suspended Particle Device)を用いた調光フィルムは、微粒子の配向を利用し、通常濃紺色に着色しているが、電圧を印加すると透明に変化し、電位を切ると元の濃紺色に戻るものであり、電圧によって濃淡を調整できる。
PDLC方式(Polymer Dispersed Liquid Crystal)を用いた調光フィルムは、液晶層中に特殊なポリマーによるネットワーク構造体を形成させたもので、ポリマーネットワークの作用により、液晶分子の配列が不規則な状態を誘起して光を散乱させる。そして、電圧を印加することで、液晶分子を電界方向に配列させると、光が散乱されず、透明な状態となる。
調光フィルム
(2)各実施形態では、電圧を印加していない場合に透過率が低いノーマリーブラックについて説明したが、液晶の種類によっては、ノーマリーホワイトであってもよい。なお、上述のように、ノーマリーブラックとは、液晶に電圧を印加していない時に透過率が最小となり、黒い画面になる構造である。ノーマリーホワイトとは、液晶に電圧を印加していない時に透過率が最大となり、透明となる構造である。
(3)各実施形態では、給電部は電極の一辺の全長に沿って設けられている。しかし、給電は一辺の全長ではなく、それより短い長さ、又は点状に供給してもよい。例えば一点から行った場合、等電位線(等電位線)は年輪状になる。
(4)第1〜第4給電部221〜224のうち、いずれかの給電部を接地(アース)してもよい。例えば、第2給電部222Bをアースした場合、第1電極22Aの電位勾配は存在するが、第2電極22Bの電位勾配はなくなり一定の電位(アース)となる。このような繋ぎ方をした場合に、斜め方向から見たときにグラデーションは付かないという現象が発生する。ただし、この場合であっても、正面方向から見た場合、面内でグラデーションを付けることがきる。
(5)また、上述の実施形態では液晶セルを直線偏光板で挟持して調光フィルムを構成する場合ついて述べたが、本発明はこれに限らず、ゲストホスト型液晶による液晶層を使用して直線偏光板を省略して調光フィルムを構成する場合にも広く適用することができる。
(6)各実施形態では、1つの給電部に対して1つの電源を接続した例を挙げ説明した。これに限らず、例えば、1つの電源から複数の給電部に接続する形態として、電源と各給電部との間のそれぞれに、独立して制御可能な可変抵抗を配置する形態としてもよい。
(7)図6では、電位差がゼロとなる点Qが存在するように各給電部へ印加する電圧を設定した例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、電位差がゼロとなる点が存在しないように、各給電部へ印加する電圧を設定してもよい。
(8)第2実施形態において、各給電部の端部(図では、y方向の端部)に給電位置が設けられている例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、給電部の中央付近(図では、y方向の中央付近)に給電位置を設けてもよい。この場合、給電部の幅は、y方向中央に設けられた給電位置から、給電部の延在方向に沿ってy方向端部に向かうにしたがって大きくなるように構成するとよい。
(9)第2実施形態において、各給電部は、厚さは変わらず、幅が給電位置から離れるにしたがって大きくなる形状である例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、厚さが給電位置から離れるにしたがって厚くなり、幅があまり変わらない形状として構成してもよい。
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々に変更することができる。
10 調光フィルム
12 第1積層体
13 第2積層体
14 液晶層
15 液晶セル
16,17 直線偏光板
18,19 位相差フィルム
21A,21B 基材
22A 第1電極
22B 第2電極
23A,23B 配向層
24 スペーサー
25 シール材
201,202,203,204 電源
221 第1給電部
222 第2給電部
223 第3給電部
224 第4給電部
221a,222a,223a,224a 給電位置
221b,222b,223b,224b 遠端部

Claims (10)

  1. 互いに対向配置された第1電極と第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、前記第1電極と前記第2電極との間の電位差によって透過率を変化させる調光材料と、
    前記第1電極に設けられた第1給電部及び第2給電部と、
    前記第2電極に設けられた第3給電部及び第4給電部と、
    を備える調光フィルム。
  2. 前記第1電極と前記第2電極とは矩形であり、
    前記第1給電部は、前記第1電極の一辺に沿って設けられ、
    前記第2給電部は、前記第1電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられ、
    前記第3給電部は、前記第2電極の一辺に沿って設けられ、
    前記第4給電部は、前記第2電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられている、
    請求項1に記載の調光フィルム。
  3. 前記第1給電部及び前記第3給電部と、前記第2給電部及び前記第4給電部とが、それぞれ前記調光フィルムの厚み方向に対向している、
    請求項1又は2に記載の調光フィルム。
  4. 互いに対向配置された第1電極と第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、前記第1電極と前記第2電極との間の電位差によって透過率を変化させる調光材料と、
    前記第1電極に設けられた第1給電部及び第2給電部と、
    前記第2電極に設けられた第3給電部及び第4給電部と、を備える調光フィルムの駆動方法において、
    前記第1給電部、前記第2給電部、前記第3給電部及び前記第4給電部に対して互いに独立した電位を供給し、
    前記第1電極の前記第1給電部と前記第2給電部との間、及び、前記第2電極の前記第3給電部と前記第4給電部との間、の少なくとも一方に電位勾配を設けることにより、
    前記第1電極と前記第2電極との間の電位差に勾配を設け、前記調光材料に透過率勾配を生じさせる、
    調光フィルムの駆動方法。
  5. 互いに対向配置された第1電極と第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極との間に配置され、前記第1電極と前記第2電極との間の電位差によって透過率を変化させる調光材料と、
    前記第1電極に設けられ、給電を受ける給電位置を有した第1給電部及び第2給電部と、
    前記第2電極に設けられ、給電を受ける給電位置を有した第3給電部及び第4給電部と、
    を備え、
    第1給電部と、第2給電部と、第3給電部と、第4給電部と、のうちの少なくとも1つは、前記給電位置から離れた遠端部まで幅が広がりながら延在する調光フィルム。
  6. 前記第1給電部は、前記第1電極の一辺に沿って設けられ、
    前記第2給電部は、前記第1電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられ、
    前記第3給電部は、前記第2電極の一辺に沿って設けられ、
    前記第4給電部は、前記第2電極における前記一辺と反対側の他辺に沿って設けられている、
    請求項5に記載の調光フィルム。
  7. 前記第1給電部及び前記第3給電部と、前記第2給電部及び前記第4給電部とが、それぞれ前記調光フィルムの厚み方向に対向している、
    請求項5又は6に記載の調光フィルム。
  8. 請求項5から請求項7までのいずれかに記載の調光フィルムと、
    前記第1給電部と、前記第2給電部と、前記第3給電部と、前記第4給電部とのそれぞれに対して互いに独立した電位を供給する電源と、
    を備えた調光装置。
  9. 透明部材と、
    前記透明部材に配置された請求項5から請求項7までのいずれかに記載の調光フィルムと、
    を備える調光部材。
  10. 外光が入射する部位に配置された請求項5から請求項7までのいずれかに記載の調光フィルムを備える車両。
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