JP2018066935A - 調光フィルム及びそれを用いた調光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】展示パネル、パーテーションパネル、ショーウィンドウなどのアイキャッチ効果を高めるために活用することができる、ＰＮＬＣ型やＰＤＬＣ型などの透過−散乱型の調光層を有する構成を備えた調光フィルム及びそれを用いた調光装置を提供する。【解決手段】調光層と、前記調光層の両側の面に、透明電極と、透明性フィルム基材とをこの順に備える調光フィルムであって、前記調光フィルムはさらに偏光膜を備え、前記透明性フィルム基材へ波長５８６．４ｎｍの光を０〜５０°の角度で入射させたときのリタデーションが１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、前記リタデーションの最大値と最小値の差が４０００ｎｍ以上である調光フィルム及びそれを用いた調光装置とする。【選択図】図３

Description

本発明は、液晶を用いる調光層を備えた調光フィルム、及び該調光フィルムを用いる調光装置に関する。

液晶調光フィルムは、液晶を使い、電源のオン／オフで「透明」と「白濁」を瞬時に切り替え、透過する光をコントロールするフィルムであり、遮光機能や赤外線カット、紫外線カット機能を有し、また、映像投影スクリーンとしての機能も有している。尚、調光フィルムの白濁度（曇り度）は通常ヘイズ（Ｈａｚｅ）と呼ばれる。

液晶調光フィルム（以下、調光フィルム）には、図７〜図９に示すように、ノーマルモードとリバースモードの２型式がある。前者は液晶分子を高分子で包み込んだ高分子液晶複合膜を調光層（３Ａまたは３Ｂ）とし、該調光層を両側から透明導電膜による透明電極２ａ、２ｂを介してフィルム基材１ａ、１ｂで鋏持した構造を有している。リバースモードは前記調光層（３Ａまたは３Ｂ）と透明電極２ａ、２ｂの層間にさらに配向膜９ａ、９ｂを備えている。

上記高分子液晶複合膜に用いられる高分子液晶にはいくつかの種類があるが、代表的なものとして高分子ネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれるタイプ（特許文献１）、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれるタイプ（特許文献２）が提案されている。

図７はＰＮＬＣ型調光層３Ａを備えるノーマルモードの調光フィルム６０Ａの構造と挙動を示す模式断面図である。ＰＮＬＣ型では、液晶分子５は高分子ネットワーク４と呼ばれる３次元網目構造の内部に形成された空隙内に配置されている。図８はＰＤＬＣ型調光層３Ｂを備えるノーマルモードの調光フィルム６０Ｂの構造と挙動を示す模式断面図である。ＰＤＬＣ型では、液晶分子８を含む液晶材料７は高分子マトリックス６の中に分散配置されている。

図７（ａ）、図８（ａ）は、各々ＰＮＬＣ型、ＰＤＬＣ型で交流電源１１オフ時の状態を示しており、液晶分子５、８はランダムに配列しているため入射光２１は高分子と液晶の界面で多重散乱され、散乱光２２が顕著となって高ヘイズ状態となり白濁化する。図７（ｂ）、図８（ｂ）は、各々ＰＮＬＣ型、ＰＤＬＣ型で交流電源１１オン時の状態であり、液晶分子５、８は電界に沿って配列するため光散乱がなくなり、透明な低ヘイズ状態となる。

図９はＰＮＬＣ型調光層３Ａを備えるリバースモードの調光フィルム７０Ａの構造と挙動を示す模式断面図である。リバースモードの調光フィルム７０Ａは、調光層３Ａの両側で、調光層３Ａと透明電極２ａ、２ｂの間に配向膜９ａ、９ｂを備えている。配向膜９ａ、９ｂはいわゆる垂直配向膜であり、調光層３Ａに電圧を印加していないときに（図９（ａ））液晶分子５の長手方向が配向膜９ａ、９ｂの法線方向に沿うように液晶分子５を配向する。このため、調光層３Ａに電圧を印加していないときに低ヘイズ状態となり透明性が高くなる。一方、調光層３Ａに電圧を印加したときは（図９（ｂ））、液晶分子５の向きは不規則となり高ヘイズ状態となって白濁化する。

ＰＤＬＣ型調光層３Ｂを備えるリバースモードの調光フィルムの構造と挙動についても
図９の場合と同様であるので、説明を省略する。

一方で、アイキャッチ効果と呼ばれ、商品自体や商品を表示・展示する媒体に彩色や装飾を施したり、印刷物や写真などの掲示物を貼付したりすることで、消費者の興味や印象を深めて消費者の注意を喚起し、アピール性を高めて広告効果を高める意匠分野がある（例えば特許文献３、特許文献４）。

米国特許第５３０４３２３号明細書 米国特許第４６８８９００号明細書 特許第４６２２０８９号公報 特開２０１５−１３２６８４号公報 特開２０００−１９６３５号公報

催物会場や展示会場、販売店などで設営される展示パネル、パーテーションパネル、ショーウィンドウ、あるいは案内表示板等において、アイキャッチ効果を高める方法として、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクションテレビ等を用いる方法が考えられる。しかしながら、これらのディスプレイ装置は見るものに圧迫感を与えてしまうおそれがある。また、このような装置は設置場所が限定されてしまう。

また、ホログラムを利用する技術も開示されているが（特許文献５）、ホログラム技術であっても特殊で複雑な装置構成を必要とし、使い勝手の面でも難点があると言わざるを得ない。そこで、展示パネル、パーテーションパネル、ショーウィンドウなどの用途に対しては、上記調光フィルムの活用が考えられるが、これまで有効な検討がなされていない。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、展示パネル、パーテーションパネル、ショーウィンドウなどのアイキャッチ効果を高めるために活用することができる、ＰＮＬＣ型やＰＤＬＣ型などの透過−散乱型の調光層を有する構成を備えた調光フィルム及びそれを用いた調光装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、調光層と、前記調光層の両側の面に、透明電極と、透明性フィルム基材とをこの順に備える調光フィルムであって、
前記調光フィルムはさらに偏光膜を備え、
前記透明性フィルム基材へ波長５８６．４ｎｍの光を０〜５０°の角度で入射させたときのリタデーションが１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
前記リタデーションの最大値と最小値の差が４０００ｎｍ以上であることを特徴とする調光フィルムとしたものである。

請求項２に記載の発明は、前記透明性フィルム基材の膜厚が２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の調光フィルムとしたものである。

請求項３に記載の発明は、前記偏光膜は、平面視で前記調光層と部分的に重なるように存在することを特徴とする請求項１、または２に記載の調光フィルムとしたものである。

請求項４に記載の発明は、前記調光層は、互いに隔離した複数の領域に分割され、前記
複数の領域のすべてまたは一部は各々画素を成し、前記画素はそれぞれ分割された透明電極からなる画素電極を備え、かつ前記偏光膜は、前記画素を成す調光層の複数の領域に平面視で重なるように存在することを特徴とする請求項１、または２に記載の調光フィルムとしたものである。

請求項５に記載の発明は、前記調光層と前記透明電極の層間にさらに配向膜を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調光フィルムとしたものである。

請求項６に記載の発明は、前記調光層と前記透明電極の層間にさらに配向膜を備え、該配向膜は前記画素の略半数の画素に存在することを特徴とする請求項４に記載の調光フィルムとしたものである。

請求項７に記載の発明は、前記調光層は、３次元網目構造の高分子ネットワークの内部に形成された空隙内に配置される液晶分子か、または高分子マトリックス中に分散配置される液晶材料中に含まれる液晶分子を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の調光フィルムとしたものである。

請求項８に記載の発明は、前記調光層の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の調光フィルムとしたものである。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の調光フィルムを備え、該調光フィルムにおける前記透明電極または前記画素電極に電圧を印加可能な交流電源と、前記透明電極または前記画素電極に前記交流電源の電圧を印加するか否かを切り替えるスイッチ機能を備えることを特徴とする調光装置としたものである。

本発明によれば、調光層と、調光層の両側の面に、透明電極と、透明性フィルム基材とをこの順に備え、さらに偏光膜を備える調光フィルムとし、透明性フィルム基材に波長５８６．４ｎｍの光を０〜５０°の角度で入射させたときのリタデーションが１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、リタデーションの最大値と最小値の差が４０００ｎｍ以上である透明性フィルム基材としたので、調光層が透明な低ヘイズ状態となったときに偏光膜を通過する光は虹色光となり、展示パネル、パーテーションパネル、ショーウィンドウなどのアイキャッチ効果を高めることができる調光フィルム、及びそれを用いた調光装置を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る、調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である。（ａ）ＰＮＬＣ型ノーマルモード（ｂ）ＰＤＬＣ型ノーマルモード。 本発明の第２の実施形態に係る、調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である（ＰＮＬＣ型リバースモード）。 本発明の第３の実施形態に係る、調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である。（ａ）ＰＮＬＣ型ノーマルモード（ｂ）ＰＤＬＣ型ノーマルモード。 本発明の第４の実施形態に係る、調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である（ＰＮＬＣ型リバースモード）。 本発明の第５の実施形態に係る、調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である（ＰＮＬＣ型ノーマルモード（画素Ｈ）とＰＮＬＣ型リバースモード（画素Ｇ）の組み合わせ）。 本発明で規定する透明性フィルム基材への入射角と透明性フィルム基材のリタデーションを説明するための斜視図である。 ＰＮＬＣ型調光層を備えるノーマルモードの調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である。（ａ）電源オフ時（ｂ）電源オン時。 ＰＤＬＣ型調光層を備えるノーマルモードの調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である。（ａ）電源オフ時（ｂ）電源オン時。 ＰＮＬＣ型調光層を備えるリバースモードの調光フィルムの構造と挙動を示す模式断面図である。（ａ）電源オフ時（ｂ）電源オン時。

以下、本発明の実施形態に係る調光フィルム及びそれを用いた調光装置を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、変形して具体化できる。また、本明細書に示される事項の適宜の組み合わせによって種々の発明を想定できるものである。尚、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じではない。

本発明の調光フィルムは、調光層と、前記調光層の両側の面に、透明電極と、透明性フィルム基材とをこの順に備えていることは従来の調光フィルムと同じであるが、本発明の調光フィルムは、さらに偏光膜を備えていることが共通した特徴である。

調光フィルムのフィルム基材としては、透明性、耐熱性、取り扱いやすさ、強度及びコストの点から、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリカーボネート（ＰＣ）フィルムなどが用いられる。しかしながらこれらの材料はいわゆる複屈折性（屈折率異方性）を有している。このため、調光層が透明な低ヘイズ状態となったときにフィルム基材を通過する光は、通常リタデーション（位相差）を有する透過光となる。

本発明の調光フィルムでは、フィルム基材の複屈折性によりリタデーションを生じた透過光が、さらに偏光膜を通過することによって虹色光となるように、前記フィルム基材のリタデーションを好適化している。これにより、前記虹色光を、展示パネル、パーテーションパネル、ショーウィンドウなどのアイキャッチ効果を高めるために有効に利用することができる調光フィルム及びそれを用いた調光装置を提供する。

本発明の調光フィルムにおけるフィルム基材では、フィルム基材へ波長５８６．４ｎｍの光を０〜５０°の角度で入射させたときのリタデーションが１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、前記リタデーションの最大値と最小値の差が４０００ｎｍ以上である。これらの本発明の調光フィルムで規定するフィルム基材のリタデーション値の有効性は実施例において示す。また、フィルム基材への入射角θとフィルム基材のリタデーションについては、後に図６を用いて補足説明する。

本発明の調光フィルムにおけるフィルム基材の膜厚は、化学的及び物理的に強固で十分な硬度、耐久性を有し、かつ高い透明性を維持するために２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る調光フィルム１０Ａ、１０Ｂの構造と挙動を示す模式断面図であり、図１（ａ）はＰＮＬＣ型ノーマルモード、図１（ｂ）はＰＤＬＣ型ノーマルモードの場合を示す。第１の実施形態に係る調光フィルム１０Ａ、１０Ｂの偏光膜１３−１は、平面視で調光層３Ａ、３Ｂに部分的に重なるように存在している。図１（ａ）、（ｂ）は交流電源１１オン時の状態であり、液晶分子５、８は電界に沿って配列するため光散乱がなく、透明な低ヘイズ状態となっている。

図１（ａ）、（ｂ）で、偏光膜１３−１を通過しない透過光２３は、通常の調光フィル
ムの透過光と同じであるが、偏光膜１３−１を通過する透過光は、上述のようにフィルム基材１ａ、１ｂのリタデーションが好適化されているために虹色光２４Ａ、２４Ｂとなる。交流電源１１オフ時（図示せず）は、偏光膜１３−１を通過しない光、偏光膜１３−１を通過する光のいずれも散乱光となって高ヘイズ状態となり白濁化する。

図２は、本発明の第２の実施形態に係る調光フィルム２０Ａの構造と挙動を示す模式断面図である。図２はＰＮＬＣ型リバースモードの場合であり、ＰＤＬＣ型リバースモードについては、同様であるので省略する。図２のリバースモードにおいては、調光フィルム２０Ａは図１（ａ）の構造に加えて、さらに調光層３Ａと透明電極２ａ、２ｂとの層間に配向膜９ａ、９ｂを備えている。このため、交流電源１１オフ時に上記図１（ａ）と同じ状態となり、偏光膜１３−１を通過しない透過光２３、偏光膜１３−１を通過する虹色光２５Ａとなる。

上記のように、図１、図２で偏光膜１３−１が存在する部分は虹色光２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａとなり、アイキャッチ効果を有する領域となる。尚、図１、図２では、偏光膜１３−１が存在する部分を１か所のみ図示しているが、互いに分離した複数の部分であってもよい。偏光膜１３−１をパターニングすることで、パターン化した図柄、文字にアイキャッチ効果を持たせることができる。偏光膜１３−１の材料、及びパターニングについては後述する。

また、図１、図２では、偏光膜１３−１を透明で複屈折性のない保護フィルム１４−１で被覆した構造を図示しているが、保護フィルムを使わず、偏光膜１３−１を、単独で扱いやすい「偏光板」とし、これらをフィルム基材１ｂに接着剤やマグネット等の手段により取り付けた構造であってもよい。

図３は、本発明の第３の実施形態に係る、調光フィルム３０Ａ、３０Ｂの構造と挙動を示す模式断面図であり、図３（ａ）はＰＮＬＣ型ノーマルモード、図３（ｂ）はＰＤＬＣ型ノーマルモードの場合を示す。第３の実施形態においては、調光層３Ａ、３Ｂは、スペーサ（画素壁）１５によって互いに隔離した複数の領域に分割されて画素（図３（ａ）では画素Ａ及び画素Ｂ、図３（ｂ）では画素Ｃ及び画素Ｄ）を形成している。また、偏光膜１３−２は、平面視で調光層３Ａ、３Ｂの前記複数の領域のすべてに重なるように存在している。

さらに、前記の複数の画素は、それぞれ分割された透明電極からなる画素電極２ｃを備えている。画素電極２ｃは、各画素を選択的に駆動する機能を有する。図３（ａ）、（ｂ）で各々画素Ｂ、画素Ｄは交流電源（図示せず）オン時の状態であり、液晶分子は電界に沿って配列するため透明な低ヘイズ状態となる。画素Ｂ、画素Ｄを通過した光は偏光膜１３−２を通過し、本発明ではフィルム基材１ａ、１ｂのリタデーションが好適化されているために虹色光２６Ａ、２６Ｂとなる。従って、画素Ｂ、画素Ｄの部分はアイキャッチ効果を有する領域となる。一方、交流電源オフ時の状態にある画素Ａ、画素Ｃは、散乱光２２となって高ヘイズ状態となり白濁化する。

図４は、本発明の第４の実施形態に係る調光フィルム４０Ａの構造と挙動を示す模式断面図である。図４はＰＮＬＣ型リバースモードの場合であり、ＰＤＬＣ型リバースモードについては、同様であるので省略する。図４のリバースモードにおいては、調光フィルム４０Ａは図３（ａ）の構造に加えて、さらに調光層３Ａと透明電極２ａ、画素電極２ｃとの層間にそれぞれ配向膜９ａ、９ｂを備えている。このため、交流電源オフ時の状態にある画素Ｅは図３（ａ）の画素Ｂと同じ状態となり、偏光膜１３−２を通過した光は虹色光２７Ａとなる。一方、交流電源オン時の状態にある画素Ｆは、図３（ａ）の画素Ａと同じ状態となり散乱光２２となって高ヘイズ状態となり白濁化する。

図５は、本発明の第５の実施形態に係る調光フィルム５０Ｃの構造と挙動を示す模式断面図である。図５はＰＮＬＣ型の場合であり、ＰＤＬＣ型については、同様であるので省略する。図５においては、画素Ｇは配向膜９ａ、９ｂを備えるリバースモードであり、画素Ｈは配向膜を備えないノーマルモードとなっている。このため、交流電源オン時の状態にある画素Ｈは図３（ａ）の画素Ｂと同じ状態となり、偏光膜１３−１を通過した光は虹色光２６Ａとなる。一方、交流電源オフ時の状態にある画素Ｇは、図２で偏光膜１３−１を通過しない部分と同じになって透過光２３となる。

第５の実施形態においては、偏光膜１３−１は、リバースモードの画素Ｇ側にあってもよい。その場合は、画素Ｇは交流電源オフ時に図４の画素Ｅと同じ状態となり虹色光、ノーマルモードの画素Ｈは交流電源オン時に図１で偏光膜１３−１を通過しない部分と同じになって透過光となる。また、第５の実施形態においては、偏光膜１３−１の場所にかかわらず、画素Ｈで電源オフ、画素Ｇで電源オンの場合はいずれも散乱光となって高ヘイズ状態となり白濁化する。

第５の実施形態において、配向膜１３−１を備える画素と備えない画素の数は略等しく、言い換えれば配向膜１３−１は全画素の略半数の画素に存在するようにすることが、後述のように任意の図柄、文字にアイキャッチ効果を持たせ、汎用性を高めるために望ましい。

上記のように、図３〜図５で、調光層が透明な低ヘイズ状態となり光が偏光膜１３−２、１３−１を通過して虹色光２６Ａ、２６Ｂ、２７Ａとなる画素は、アイキャッチ効果を有する領域となる。これらは各画素への電源のオン／オフにより別の位置の画素に切り替えることができる。従って、図３〜図５の第３〜第５の実施形態では、任意の図柄、文字にアイキャッチ効果を持たせることができ、汎用性が向上する。画素の大きさは目的、視認距離、必要な解像性等に応じて決定すればよい。

上記のように、第３〜第５の実施形態では、調光層を互いに隔離した複数の領域に分割するが、画素電極を備え画素を成す領域は、前記複数の領域のうちのすべてであってもよく、一部であってもよい。一部である場合、偏光膜は画素を成す調光層の領域に平面視で重なるように存在する。

本発明の調光フィルムで用いる偏光膜としては、一般的にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムにヨウ素を吸着させて延伸処理して作製される偏光膜を好適に用いることができる。ＰＶＡは延伸処理により結晶構造の向きが揃うようになり、一方向に整列した構造の中に入るヨウ素分子も配向が揃い、細かなスリット構造ができて、スリットに対して平行に振動する成分だけが透過する偏光特性を示すようになる。

図１、図２、図５のように、偏光膜が部分的に存在するようにパターニングする方法としては、まずフィルム基材１ｂ上の全面に偏光膜を、ＰＶＡ系接着剤を介して貼り合わせ、次に公知のフォトリソグラフィ法により露光、現像を行いパターニングすることができる。ここで、偏光膜、接着剤ともにＰＶＡをベース樹脂としており、ＰＶＡは有機溶剤に対する耐性が高いが、親水性が高いので温水によってレジストに覆われていない部分を除去しパターニングすることができる。あるいは、本目的においては通常、視認距離が大きく、従ってパターン寸法が大きいので、フィルム状の基材に好適な印刷法によりパターニングを行ってもよい。フォトリソグラフィ法を用いる場合は、偏光膜よりも調光層側に、水分等の影響を避けるためにバリア層を積層することが望ましい。

本発明の調光フィルムでは、透明電極２ａ、及び２ｂ／または２ｃを通して調光層に電
圧を印加するが、調光フィルムのヘイズを２種類以上に切り替えることができる。ここで２種類「以上」とするのは、交流電源のオン・オフに加えて実効電圧を可変とすることにより、光の透過・散乱の程度を変化させ、ヘイズを多様に変化させることができるからである。

次に、本発明で規定するフィルム基材への入射角θとフィルム基材のリタデーションについて説明する。

リタデーション（Ｒｅ）は、複屈折性を有するフィルム基材の面内において最も屈折率が大きい方向（遅相軸方向）の屈折率（Ｎｘ）と、遅相軸方向と直交する方向（進相軸方向）の屈折率（Ｎｙ）と、前記フィルム基材の厚み（ｄ）とにより、下記式（１）によって表される。
リタデーション（Ｒｅ）＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ ・・・・ 式（１）

図６は、本発明で規定するフィルム基材への入射角θとフィルム基材のリタデーションを説明するための斜視図である。バンドパスフィルタ（図示せず）によって波長選択された測定光３１ａ、３１ｂは、各々偏光子３２ａ、３２ｂを通過して、フィルム基材１の遅相軸（Ｎｘ）、進相軸（Ｎｙ）に平行な方向に振動する偏光となり、フィルム基材１、さらに検光子３３ａ、３３ｂを通過して受光素子３４ａ、３４ｂに入射する。受光素子３４ａ、３４ｂに入射したＮｘ、Ｎｙ方向に対応する偏光はリタデーション計測部３５へ送られ、リタデーションが求められる。尚、測定光３１ａ、３１ｂは、同一の光源から放射された光で、ビームスプリッタによって分離された光であることが好ましい。

本発明の調光フィルムにおけるフィルム基材は、フィルム基材への波長５８６．４ｎｍの光の垂直入射（入射角０°）のみではなく、０〜５０°の入射角度で斜め入射させたときのリタデーションによって規定する。図６には、フィルム基材１を傾斜させ、斜め入射させた場合を図示している。ここで、入射角θは、フィルム基材１の傾き角Ｔに等しい。

リタデーションを表わす式（１）において、ｄは光がフィルム内を進行する距離を表わしているので、フィルム基材１をＴ（＝θ）傾けた場合は、ｄ／Ｃｏｓθとなり、垂直入射の場合よりも長くなる。従って、Ｎｘ、Ｎｙが一定であれば（実際は、Ｎｘは入射角によってわずかに変化する）、通常はフィルム基材１の傾き角Ｔを大きくするほどリタデーションは大きくなる。

本発明の調光フィルムにおける調光層は、３次元網目構造の高分子ネットワークの内部に形成された空隙内に配置される液晶分子か、または高分子マトリックス中に分散配置される液晶材料中に含まれる液晶分子を含むことが好ましい。従って、ＰＮＬＣ型及びＰＤＬＣ型の高分子液晶複合膜を調光層として用いることができる。

本発明の調光フィルムにおける調光層の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましい。調光層の厚みが５μｍ未満になると、ショートを引きおこしやすい傾向があり、また、透明電極とのラミネートがしにくくなる傾向にある。厚みが５０μｍを超えると応答性が低下する。

本発明の調光装置は、本発明の調光フィルムを備え、透明電極に電圧を印加可能な交流電源と、透明電極に該交流電源からの電圧を印加するか否かを切り替えるスイッチ機能を備える調光装置である。従って基本的な形態は、図１、図２に示すような調光フィルムと交流電源とをスイッチを経由して接続した形態、または図３〜図５に示すような各画素電極２ｃに交流電源からの電圧を印加するか否かを切り替えるスイッチ機能を有するアレイ基板（図示せず）を備えた形態となる。尚、交流電源は、その実効電圧を変化させうる可
変電源であることが好ましい。これは、既述のように、光の透過・散乱の程度を制御し、ヘイズを多様に変化させることができるからである。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

フィルム基材１ａ、１ｂとしてＰＥＴフィルム１（膜厚４０μｍ）を用意し、それらの一方の面に、透明電極として膜厚０．１μｍのＩＴＯ（酸化インジウムスズ）をスパッタリング法で成膜し、２シートの導電性フィルムを作製した。次に、前記２シートの導電性フィルムの一方のＩＴＯ膜側にＰＮＬＣ型調光層を積層し、さらに他方の導電性フィルムを、ＩＴＯ膜側を調光層側として積層し、実施例１の調光フィルムを得た。尚、ＰＥＴフィルムとしては、東洋紡績株式会社製コスモシャイン（登録商標）のラインアップ製品の採用が好適である。

前記ＰＥＴフォルム１は垂直方向を０°とした時、０〜５０°の角度で入射させたときのリタデーションが３１０５〜７１７３ｎｍ、リタデーションの最大値と最小値の差が４０６８ｎｍであった。リタデーションは、ＫＯＢＲＡ−ＷＲ（王子計測機器株式会社製）により５８６．４ｎｍの波長の光を用いて測定した。

実施例１の層構成で、リタデーション値がＰＥＴフィルム１と異なるＰＥＴフィルム２に置き換え、実施例２の調光フィルムを得た。ＰＥＴフォルム２は垂直方向を０°とした時、０〜５０°の角度で入射させたときのリタデーションが２１７３〜８６０７ｎｍ、リタデーションの最大値と最小値の差が６４３４ｎｍであった。

実施例１の層構成及び材料に加えて、調光層と透明電極との間に、配向膜としてポリイミドを挿入し、実施例３の調光フィルムを得た。配向層の厚さは０．１μｍとした。

＜比較例１＞
実施例１の層構成で、リタデーション値がＰＥＴフィルム１と異なるＰＥＴフィルム３に置き換え、比較例１の調光フィルムを得た。ＰＥＴフィルム３の０〜５０°までのリタデーションは５１０１〜７７３２ｎｍ、リタデーションの最大値と最小値の差が２６３１ｎｍであった。

＜比較例２＞
実施例１の層構成で、リタデーション値がＰＥＴフィルム１と異なるＰＥＴフィルム４に置き換え、比較例２の調光フィルムを得た。ＰＥＴフィルム４の０〜５０°までのリタデーションは１５２〜５７６ｎｍ、リタデーションの最大値と最小値の差が４２４ｎｍであった。

＜比較例３＞
比較例１の層構成及び材料に加えて、調光層と透明電極との間に、配向膜としてポリイミドを挿入し、比較例３の調光フィルムを得た。配向層の厚さは０．１μｍとした。

＜比較例４＞
比較例２の層構成及び材料に加えて、調光層と透明電極との間に、配向膜としてポリイミドを挿入し、比較例４の調光フィルムを得た。配向層の厚さは０．１μｍとした。

＜虹色光の評価方法＞
実施例または比較例の調光フィルムに偏光膜を付ける代わりに、偏光サングラスを通して、３波長型蛍光管の光を通した実施例または比較例の調光フィルムを正面、及び斜め方向から、フィルムがまっすぐな状態、折れ曲がらない程度に湾曲させて観察を行ない、虹色光の発生について判定した。

＜評価結果＞
表１に評価結果を示す。実施例１〜３は、フィルム基材のリタデーションの範囲と最大最小差が本発明で規定した範囲にあるため、虹色光の発生が見られた。これに対し、リタデーションの範囲が本発明で規定する範囲から外れた比較例１〜４においては虹色光の発生が見られなかった。

本発明の変形例として、前記調光層に、二色性色素を用いるゲストホスト型液晶組成物を含む構成を採用することも可能である。二色性色素を用いるゲストホスト型液晶組成物を適用した液晶素子は、二色性色素の吸収異方性を利用するため、偏光板の不要な構造として、特にバックライトを用いない反射型表示素子における光の利用効率を向上する上で採用されることが多い。二色性色素の色素構造により様々な吸収特性を示し、その多くは赤・青・黄等の特定の波長を吸収するため、フィルム基材のリタデーションに起因する虹色光の発生に加えて、一層多彩な色表現が実現される。

本発明の調光フィルムは、展示パネル、パーテーションパネル、ショーウィンドウなどのガラス等の透明な媒体に貼付することで、図柄、文字を虹色に視認させ、アイキャッチ効果を高めることができる。また、虹色部以外の部分は、電源の切り替えにより、透明となったときはガラスの向こう側を視認することができる。白濁し不透明となったときは視野遮断領域としたり、投影した画像を視認できるスクリーンとして機能することができる。

１、１ａ、１ｂ・・・フィルム基材
２ａ、２ｂ・・・透明電極
２ｃ・・・・・・画素電極
３Ａ・・・・・・調光層（ＰＮＬＣ型）
３Ｂ・・・・・・調光層（ＰＤＬＣ型）
４・・・・・・・高分子ネットワーク
５、８・・・・・液晶分子
６・・・・・・・高分子マトリックス
７・・・・・・・液晶材料
９ａ、９ｂ・・・配向膜
１０Ａ・・・・・第１の実施形態の調光フィルム（ＰＮＬＣ型、ノーマルモード）
１０Ｂ・・・・・第１の実施形態の調光フィルム（ＰＤＬＣ型、ノーマルモード）
２０Ａ・・・・・第２の実施形態の調光フィルム（ＰＮＬＣ型、リバースモード）
３０Ａ・・・・・第３の実施形態の調光フィルム（ＰＮＬＣ型、ノーマルモード）
３０Ｂ・・・・・第３の実施形態の調光フィルム（ＰＤＬＣ型、ノーマルモード）
４０Ａ・・・・・第４の実施形態の調光フィルム（ＰＮＬＣ型、リバースモード）
５０Ｃ・・・・・第５の実施形態の調光フィルム（ＰＮＬＣ型、ノーマルモードと
リバースモードの組み合わせ）
１１・・・・・・交流電源
１２・・・・・・スイッチ
１３−１、１３−２・・・偏光膜
１４−１、１４−２・・・・・・保護フィルム
１５・・・・・・スペーサ
２１・・・・・・入射光
２２・・・・・・散乱光
２３・・・・・・透過光
２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａ、２６Ａ、２６Ｂ、２７Ａ・・・虹色光
６０Ａ・・・・・調光フィルム（ＰＮＬＣ型、ノーマルモード）
６０Ｂ・・・・・調光フィルム（ＰＤＬＣ型、ノーマルモード）
７０Ａ・・・・・調光フィルム（ＰＮＬＣ型、リバースモード）
３１ａ、３１ｂ・・・測定光
３２ａ、３２ｂ・・・偏光子
３３ａ、３３ｂ・・・検光子
３４ａ、３４ｂ・・・受光素子
３５・・・・・リタデーション計測部
Ｎｘ・・・・・遅相軸方向の屈折率
Ｎｙ・・・・・進相軸方向の屈折率
θ・・・・・・入射角
Ｔ・・・・・・フィルム基材の傾き角
ｄ・・・・・・フィルム基材の膜厚

Claims (9)

1. 調光層と、前記調光層の両側の面に、透明電極と、透明性フィルム基材とをこの順に備える調光フィルムであって、
   前記調光フィルムはさらに偏光膜を備え、
   前記透明性フィルム基材へ波長５８６．４ｎｍの光を０〜５０°の角度で入射させたときのリタデーションが１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
   前記リタデーションの最大値と最小値の差が４０００ｎｍ以上であることを特徴とする調光フィルム。
2. 前記透明性フィルム基材の膜厚が２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の調光フィルム。
3. 前記偏光膜は、平面視で前記調光層と部分的に重なるように存在することを特徴とする請求項１、または２に記載の調光フィルム。
4. 前記調光層は、互いに隔離した複数の領域に分割され、前記複数の領域のすべてまたは一部は各々画素を成し、前記画素はそれぞれ分割された透明電極からなる画素電極を備え、かつ前記偏光膜は、前記画素を成す調光層の複数の領域に平面視で重なるように存在することを特徴とする請求項１、または２に記載の調光フィルム。
5. 前記調光層と前記透明電極の層間にさらに配向膜を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調光フィルム。
6. 前記調光層と前記透明電極の層間にさらに配向膜を備え、該配向膜は前記画素の略半数の画素に存在することを特徴とする請求項４に記載の調光フィルム。
7. 前記調光層は、３次元網目構造の高分子ネットワークの内部に形成された空隙内に配置される液晶分子か、または高分子マトリックス中に分散配置される液晶材料中に含まれる液晶分子を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の調光フィルム。
8. 前記調光層の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の調光フィルム。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の調光フィルムを備え、該調光フィルムにおける前記透明電極または前記画素電極に電圧を印加可能な交流電源と、前記透明電極または前記画素電極に前記交流電源の電圧を印加するか否かを切り替えるスイッチ機能を備えることを特徴とする調光装置。