JP2023004661A - Dimming sheet - Google Patents
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Description
本発明は、リバース型の調光シートに関する。 The present invention relates to a reverse type light control sheet.
リバース型の調光シートは、液晶分子を含む調光層、さらに、調光層に接し、かつ、調光層を挟む一対の配向膜を備えている。各配向膜は例えば垂直配向膜であり、一対の透明電極層間に電位差が生じていない状態において、各液晶分子の長軸が配向膜に対して略垂直になるように液晶分子を配向させる。そのため、リバース型の調光シートは、一対の透明電極層間に電位差が生じていない状態において透明である。一方、一対の透明電極層間に電位差が生じた状態では、液晶分子は電界方向に垂直な方向に沿って配向し、これによって、調光シートは不透明な状態を有する(例えば、特許文献1を参照)。 A reverse type light control sheet includes a light control layer containing liquid crystal molecules, and a pair of alignment films that are in contact with the light control layer and sandwich the light control layer. Each alignment film is, for example, a vertical alignment film, and aligns the liquid crystal molecules so that the long axis of each liquid crystal molecule is substantially perpendicular to the alignment film in a state where no potential difference is generated between the pair of transparent electrode layers. Therefore, the reverse type light control sheet is transparent when no potential difference is generated between the pair of transparent electrode layers. On the other hand, when a potential difference is generated between the pair of transparent electrode layers, the liquid crystal molecules are oriented along the direction perpendicular to the direction of the electric field, thereby making the light control sheet opaque (see, for example, Patent Document 1). ).
こうした構造を有するリバース型の調光シートでは、一対の透明電極層間に電位差が生じている状態での不透明さをより高めることが要請されている。 A reverse type light control sheet having such a structure is required to have higher opacity when a potential difference is generated between a pair of transparent electrode layers.
上記課題を解決するための調光シートは、第1垂直配向膜と、第2垂直配向膜と、前記第1垂直配向膜と前記第2垂直配向膜との間に位置する調光層であって、複数のドメインを有する透明な樹脂層と、前記ドメイン内に位置する複数の液晶分子を含む調光層と、を備える。前記調光層は、前記第1垂直配向膜に接する第1領域と、前記第2垂直配向膜に接する第2領域と、を含み、前記第1領域および前記第2領域は前記液晶分子を含む。前記調光層が広がる平面と対向する視点から見て、前記第1垂直配向膜は、前記調光層に電圧が印加された状態において、前記第1領域に含まれる前記液晶分子を第1方向に水平配向させる配向規制力を有する。前記第2領域に含まれる前記液晶分子は、前記第1方向以外の方向に水平配向する前記液晶分子を含む。 A light control sheet for solving the above problems comprises a first vertical alignment film, a second vertical alignment film, and a light control layer positioned between the first vertical alignment film and the second vertical alignment film. a transparent resin layer having a plurality of domains; and a light control layer including a plurality of liquid crystal molecules positioned within the domains. The light control layer includes a first region in contact with the first vertical alignment film and a second region in contact with the second vertical alignment film, and the first region and the second region contain the liquid crystal molecules. . When viewed from a viewpoint facing the plane on which the light control layer extends, the first vertical alignment film aligns the liquid crystal molecules contained in the first region in the first direction when a voltage is applied to the light control layer. It has an orientation regulating force for horizontal orientation. The liquid crystal molecules included in the second region include liquid crystal molecules horizontally aligned in a direction other than the first direction.
上記調光シートによれば、調光層に電圧が印加された状態において、第1領域に含まれる液晶分子が第1方向に沿って水平配向する。そのため、第1領域に含まれる液晶分子の長軸がランダムに配向する場合に比べて、第1領域は、第1領域に入射した光から見て、当該光の一部に対して液晶分子と樹脂層との間の屈折率の差が大きい状態を、調光層が広がる平面の全体において維持する。これにより、第1領域において光の散乱が生じやすくなるから、調光層、ひいては調光層を含む調光シートの不透明さが、調光層に電圧が印加されている場合に高められる。 According to the light control sheet, the liquid crystal molecules contained in the first region are horizontally aligned along the first direction when a voltage is applied to the light control layer. Therefore, compared to the case where the long axes of the liquid crystal molecules included in the first region are randomly aligned, the first region is viewed from the light incident on the first region, and the liquid crystal molecules A large difference in refractive index from the resin layer is maintained over the entire plane on which the light modulating layer extends. This makes it easier for light to scatter in the first region, so that the opacity of the light control layer and thus of the light control sheet including the light control layer is increased when a voltage is applied to the light control layer.
上記調光シートにおいて、前記調光層が広がる前記平面と対向する視点から見て、前記第2垂直配向膜は、前記調光層に電圧が印加された状態において、前記第2領域に含まれる前記液晶分子を第2方向に水平配向させる配向規制力を有し、前記第2方向は、前記第1方向と交差する方向であってよい。 In the light control sheet, the second vertical alignment film is included in the second region when a voltage is applied to the light control layer when viewed from a viewpoint facing the plane on which the light control layer extends. The liquid crystal molecules may be horizontally aligned in a second direction, and the second direction may be a direction crossing the first direction.
第1領域に入射した光の一部から見て、第1方向に配向する液晶分子と樹脂層との屈折率の差は十分に高くなく、それゆえに、光の一部は、第1領域において十分に散乱されない。この点、上記調光シートによれば、第2領域に含まれる液晶分子は、第1方向と交差する第2方向に沿って配向するから、調光層に入射した光のうち、第1領域では十分に散乱されなかった成分が、第2領域において散乱される。これにより、調光層、ひいては調光層を含む調光シートの不透明さが、調光層に電圧が印加されている場合により高められる。 The difference in refractive index between the liquid crystal molecules aligned in the first direction and the resin layer is not sufficiently high when viewed from part of the light incident on the first region. Not sufficiently scattered. In this respect, according to the light control sheet, the liquid crystal molecules contained in the second region are aligned along the second direction that intersects with the first direction. The components that were not sufficiently scattered in the are scattered in the second region. As a result, the opacity of the light control layer, and thus of the light control sheet including the light control layer, is enhanced when a voltage is applied to the light control layer.
上記調光シートにおいて、前記調光層が広がる前記平面と対向する視点から見て、前記第2方向は、前記第1方向と直交する方向であってよい。液晶分子は、長軸方向において異常光の屈折率neを有し、かつ、長軸に垂直な方向において常光の屈折率noを有する。そのため、第1領域において散乱されなかった成分は、第1方向と直交する方向である第2方向において屈折率が高められることによって、最も散乱しやすくなる。この点、上記調光シートによるように、第2方向は、第1方向に直交する方向であることが好ましい。 In the light control sheet, the second direction may be a direction orthogonal to the first direction when viewed from a viewpoint facing the plane on which the light control layer extends. The liquid crystal molecules have an extraordinary refractive index ne in the major axis direction and an ordinary refractive index no in the direction perpendicular to the major axis. Therefore, the components that are not scattered in the first region are most likely to scatter in the second direction, which is the direction orthogonal to the first direction, due to the increased refractive index. In this regard, it is preferable that the second direction is a direction orthogonal to the first direction, as in the light control sheet.
上記調光シートにおいて、前記調光層は、前記第1領域、前記第2領域、前記第1領域と前記第2領域との間に位置する中央領域から構成され、前記複数のドメインは、複数の第1ドメインと複数の第2ドメインとから構成され、前記第1領域は、複数の第1ドメインを含み、各第1ドメイン内には前記液晶分子の一部が位置し、前記第2領域は、複数の第2ドメインを含み、各第2ドメイン内には前記液晶分子の一部が位置し、前記中央領域は、前記ドメインを含まなくてもよい。 In the light control sheet, the light control layer includes the first region, the second region, and a central region located between the first region and the second region, and the plurality of domains are composed of a plurality of and a plurality of second domains, wherein the first region includes a plurality of first domains, a portion of the liquid crystal molecules is located in each first domain, and the second region may include a plurality of second domains, each second domain having a portion of the liquid crystal molecules located therein, and the central region being free of the domains.
上記調光シートによれば、中央領域には液晶分子が位置しないから、中央領域において光の散乱が生じにくく、結果として、調光層に電圧が印加された状態において、調光層の不透明さが低くなりやすい。そのため、調光シートでは、第1垂直配向膜が第1ドメイン内の液晶分子を第1方向に沿って配向させることの実効性が高められる。 According to the above-described light control sheet, liquid crystal molecules are not located in the central region, so light scattering is less likely to occur in the central region. tends to be low. Therefore, in the light control sheet, the effectiveness of the first vertical alignment film to orient the liquid crystal molecules in the first domain along the first direction is enhanced.
上記調光シートにおいて、各第1ドメインは、前記第1垂直配向膜に接し、各第2ドメインは、前記第2垂直配向膜に接してもよい。この調光シートによれば、第1領域に含まれる液晶分子と第1垂直配向膜との間の距離、および、第2領域に含まれる液晶分子と第2垂直配向膜との間の距離が、さらに小さくなる。そのため、調光層の通電時において、第1領域に含まれる液晶分子のうち、第1垂直配向膜の配向規制力に従って配向する液晶分子の割合がさらに高められ、かつ、第2垂直配向膜の配向規制力に従って配向する液晶分子の割合がさらに高められる。これにより、調光層に電圧が印加された場合において、不透明さを高めることが可能である。 In the light control sheet, each first domain may be in contact with the first vertical alignment film, and each second domain may be in contact with the second vertical alignment film. According to this light control sheet, the distance between the liquid crystal molecules contained in the first region and the first vertical alignment film and the distance between the liquid crystal molecules contained in the second region and the second vertical alignment film are , becomes even smaller. Therefore, when the dimming layer is energized, the ratio of the liquid crystal molecules oriented according to the alignment control force of the first vertical alignment film among the liquid crystal molecules contained in the first region is further increased, and the second vertical alignment film is oriented. The proportion of liquid crystal molecules aligned according to the alignment control force is further increased. This makes it possible to increase the opacity when a voltage is applied to the light modulating layer.
本発明によれば、通電時における不透明さを高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the opacity at the time of electricity supply can be improved.
[第1実施形態]
図1から図5を参照して、調光シートの第1実施形態を説明する。
[構造]
図1から図3を参照して、調光シートの構造を説明する。なお、調光シートは、例えば、車両および航空機などの移動体が備える窓に取り付けられる。また、調光シートは、例えば、住宅、駅、空港などの各種の建物が備える窓、オフィスに設置されたパーティション、店舗に設置されたショーウインドウ、および、映像を投影するスクリーンなどに取り付けられる。調光シートの形状は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。
[First embodiment]
A first embodiment of the light control sheet will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG.
[structure]
The structure of the light control sheet will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. Note that the light control sheet is attached to, for example, windows of moving bodies such as vehicles and airplanes. In addition, the light control sheet is attached to, for example, windows of various buildings such as houses, stations, and airports, partitions installed in offices, show windows installed in stores, and screens for projecting images. The shape of the light control sheet may be planar or curved.
図1は、調光シートを備える調光装置の構造を示している。
図1が示すように、調光シート10は、第1垂直配向膜11と、第2垂直配向膜12と、調光層13を備えている。調光層13は、第1垂直配向膜11と第2垂直配向膜12との間に位置している。調光層13は、第1垂直配向膜11と第2垂直配向膜12とに接している。調光層13は、複数の液晶分子を含んでいる。
FIG. 1 shows the structure of a light control device provided with a light control sheet.
As shown in FIG. 1 , the
調光シート10は、第1透明電極層14および第2透明電極層15をさらに備えている。第1垂直配向膜11は、第1透明電極層14と調光層13との間に位置している。第2垂直配向膜12は、第2透明電極層15と調光層13との間に位置している。調光シート10は、第1透明基材16および第2透明基材17をさらに備えている。第1透明基材16は、第1透明電極層14を支持している。第2透明基材17は、第2透明電極層15を支持している。
The
各透明基材16,17を形成する材料は、合成樹脂、または、無機化合物であってよい。合成樹脂は、例えば、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、および、ポリオレフィンなどである。ポリエステルは、例えばポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレートなどである。ポリアクリレートは、例えばポリメチルメタクリレートなどである。無機化合物は、例えば、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、および、窒化ケイ素などである。各透明基材16,17の厚さは、例えば16μm以上250μm以下であってよい。透明基材16,17の厚さが16μm以上であることによって、調光シート10の加工および施工が容易である。透明基材16,17の厚さが250μm以下であることによって、ロールツーロールによる調光シート10の製造が可能である。
Materials forming the
調光装置20は、上述した調光シート10、第1電極14A、第2電極15A、駆動部21、および、配線22を備えている。第1電極14Aは、第1透明電極層14の一部に取り付けられている。第2電極15Aは、第2透明電極層15の一部に取り付けられている。駆動部21は、配線22によって、第1電極14Aおよび第2電極15Aに接続されている。
The
各電極14A,15Aは、例えばフレキシブルプリント基板(FPC : Flexible Printed Circuits)である。FPCは、支持層、導体部、および、保護層を備えている。導体部が、支持層と保護層とに挟まれている。支持層および保護層は、絶縁性の合成樹脂によって形成されている。支持層および保護層は、例えばポリイミドによって形成される。導体部は、例えば金属薄膜によって形成されている。金属薄膜を形成する材料は、例えば銅であってよい。各電極14A,15Aは、FPCに限らず、例えば金属製のテープであってもよい。
Each
なお、各電極14A,15Aは、図示されない導電性接着層によって、各透明電極層14,15に取り付けられている。各電極14A,15Aのうち、導電性接着層に接続される部分では、導体部が保護層または支持層から露出している。
Each
導電性接着層は、例えば、異方性導電フィルム(ACF : Anisotropic Conductive Film)、異方性導電ペースト(ACP : Anisotropic Conductive Paste)、等方性導電フィルム(ICF : Isotropic Conductive Film)、および、等方性導電ペースト(ICP : Isotropic Conductive Paste)などによって形成されてよい。調光装置20の製造工程における取り扱い性の観点から、導電性接着層は、異方性導電フィルムであることが好ましい。
The conductive adhesive layer is, for example, an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), an isotropic conductive film (ICF: Isotropic Conductive Film), and the like. It may be formed by directional conductive paste (ICP: Isotropic Conductive Paste) or the like. From the viewpoint of handleability in the manufacturing process of the
配線22は、例えば、金属製のワイヤーと、金属製のワイヤーを覆う絶縁層とによって形成されている。ワイヤーは、例えば銅などによって形成されている。
駆動部21は、第1透明電極層14と第2透明電極層15との間に交流電圧を印加する。駆動部21は、矩形波状を有した交流電圧を一対の透明電極層14,15間に印加することが好ましい。なお、駆動部21は、矩形波状以外の形状を有した交流電圧を一対の透明電極層14,15間に印加してもよい。例えば、駆動部21は、正弦波状を有した交流電圧を一対の透明電極層14,15間に印加してもよい。
The
The
調光層13は、2つの透明電極層14,15の間において生じる電圧の変化を受け、これによって、液晶分子の配向を変える。液晶分子における配向の変化は、調光層13に入る可視光の散乱度合い、吸収度合い、および、透過度合いを変える。リバース型の調光シート10は、調光シート10の通電時に、すなわち、第1透明電極層14と第2透明電極層15との間に電位差が生じているときに、相対的に高いヘイズを有する。リバース型の調光シート10は、調光シート10の非通電時に、すなわち、第1透明電極層14と第2透明電極層15との間に電位差が生じていないときに、相対的に低いヘイズを有する。
The
図2は、調光層13の厚さ方向に沿う調光シート10の断面構造を模式的に示している。なお、図2では、調光層13の構造を詳しく説明する便宜上、調光層13が、垂直配向膜11,12、透明電極層14,15、および、透明基材16,17よりも大幅に厚く図示されている。また、図2は、調光層13に電圧が印加されていない状態での調光シート10の断面構造を模式的に示している。
FIG. 2 schematically shows the cross-sectional structure of the
図2が示すように、調光層13は、透明な樹脂層13Pと液晶組成物13Lとを備えている。液晶組成物13Lは、樹脂層13Pが有するドメインに充填されている。液晶組成物13Lは複数の液晶分子13LMを含んでいる。液晶分子13LMの一例は、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、ビフェニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、トラン系、ピリミジン系、シクロヘキサンカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、および、ジオキサン系から構成される群から選択されるいずれかである。液晶分子13LMは、負の誘電異方性を有したネガ型の液晶である。
As shown in FIG. 2, the
なお、液晶組成物13Lは、上述した液晶分子13LM以外に、樹脂層13Pを形成するための重合性組成物、および、二色性色素などを含んでもよい。重合性組成物は、紫外線の照射により重合が可能なモノマーまたはオリゴマーである。
Note that the
樹脂層13Pは、重合性組成物の重合体である。上述したように、重合性組成物は、紫外線の照射により重合することが可能なモノマーまたはポリマーである。
調光層13は、第1領域、第2領域、および、中央領域から構成される。第1領域は、第1垂直配向膜11に接している。第2領域は、第2垂直配向膜12に接している。中央領域は、調光層13の厚さ方向において、第1領域と前記第2領域との間に位置している。各領域は、調光層13が広がる平面と対向する視点から見て、調光層13の全体に広がる層状を有している。中央領域は、調光層13の厚さ方向において中央に位置する部分を含む。
The
The
第1領域は、複数の第1ドメイン13D1を含んでいる。各第1ドメイン13D1内には、調光層13内における液晶分子13LMの一部が位置している。第2領域は、複数の第2ドメイン13D2を含んでいる。各第2ドメイン13D2内には、調光層13内における液晶分子13LMの一部が位置している。中央領域は、ドメインを含んでいない。
The first region includes a plurality of first domains 13D1. A part of the liquid crystal molecules 13LM in the
各ドメイン13D1,13D2は、樹脂層13P内に形成された空隙である。各ドメイン13D1,13D2には液晶組成物13Lが充填され、これによって、各ドメイン13D1,13D2内には、調光層13内における液晶分子13LMの一部が位置している。そのため、調光層13において、第1領域における第1ドメイン13D1の密度、および、第2領域における第2ドメイン13D2の密度は、中央領域におけるドメインの密度よりも高い。言い換えれば、調光層13において、第1領域における液晶分子13LMの密度、および、第2領域における液晶分子13LMの密度は、中央領域における液晶分子13LMの密度よりも高い。なお、各領域におけるドメインの密度は、例えば、各領域の総面積に対する、ドメインの面積の総和の比であってよい。
Each domain 13D1, 13D2 is a void formed in the
本実施形態では、第1領域は、全ての第1ドメイン13D1の全体を含むことが可能な厚さを有している。また、第2領域は、全ての第2ドメイン13D2の全体を含むことが可能な厚さを有している。第1領域の厚さは、第1垂直配向膜11と第1ドメイン13D1との間の距離における最大値に等しい。また、第2領域の厚さは、第2垂直配向膜12と第2ドメイン13D2との間の距離における最大値に等しい。
In this embodiment, the first region has a thickness capable of including the entirety of all first domains 13D1. Also, the second region has a thickness capable of including the entirety of all the second domains 13D2. The thickness of the first region is equal to the maximum distance between the first
各第1ドメイン13D1は、第1垂直配向膜11に接している。また、各第2ドメイン13D2は、第2垂直配向膜12に接している。調光層13の厚さ方向に沿う断面において、各ドメイン13D1,13D2の外形は、略円弧状を有している。各ドメイン13D1,13D2は、半円状を有してもよいし、半円よりも大きい円状を有してもよいし、半円よりも小さい円状を有してもよい。各垂直配向膜11,12と液晶分子13LMとの距離を短くする観点では、各ドメイン13D1,13D2は、半円以下の大きさを有することが好ましい。
Each first domain 13D1 is in contact with the first
調光層13の厚さ方向に沿う断面において、第1垂直配向膜11と第1ドメイン13D1との間の距離における最大値は、例えば4μm以下であってよい。同様に、第2垂直配向膜12と第2ドメイン13D2との間の距離における最大値は、例えば4μm以下であってよい。
In a cross section along the thickness direction of the
調光層13の厚さは、例えば、2μm以上11μm以下であってよい。調光層13の厚さが2μm以上であることは、調光層13内において液晶分子13LMの密度が相互に異なる少なくとも2つの領域を生成することが可能である点において好ましい。また、調光層13の厚さが11μm以下であることによって、調光シート10の製造時において液晶分子を含む塗液を露光した場合に、液晶分子13LMと樹脂層13Pとが適切に分離される。なお、上述した第1垂直配向膜11と第1ドメイン13D1との間の距離における最大値、および、第2垂直配向膜12と第2ドメイン13D2との間の距離における最大値は、調光層13の厚さにおける1/2未満である。
The thickness of the
第1透明電極層14および第2透明電極層15は、可視光を透過する光透過性を有する。第1透明電極層14の光透過性は、調光シート10を通した物体の視覚認識を可能にする。第2透明電極層15の光透過性は、第1透明電極層14の光透過性と同様、調光シート10を通した物体の視覚認識を可能にする。各透明電極層14,15の厚さは、例えば0.005μm以上0.1μm以下であってよい。これにより、調光シート10の適切な駆動を担保しつつ、調光シート10が撓んだ場合に生じ得るクラックを低減させることが可能である。
The first
各透明電極層14,15を形成するための材料は、例えば、酸化インジウムスズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化スズ、酸化亜鉛、カーボンナノチューブ、ポリ(3,4‐エチレンジオキシチオフェン)、および、銀から構成される群から選択されるいずれか1つであってよい。 Materials for forming the transparent electrode layers 14 and 15 include, for example, indium tin oxide, fluorine-doped tin oxide, tin oxide, zinc oxide, carbon nanotubes, poly(3,4-ethylenedioxythiophene), and silver. Any one selected from the group consisting of
第1垂直配向膜11および第2垂直配向膜12を形成するための材料は、有機化合物、無機化合物、および、これらの混合物である。有機化合物は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、および、シアン化化合物などである。無機化合物は、シリコン酸化物、および、酸化ジルコニウムなどである。なお、垂直配向膜11,12を形成するための材料は、シリコーンであってもよい。シリコーンは、無機性の部分と有機性の部分とを有する化合物である。各垂直配向膜11,12の厚さは、例えば0.02μm以上0.5μm以下である。
Materials for forming the first
図3では、第1垂直配向膜11が有する配向規制力が、液晶分子13LMとともに模式的に示されている。図3は、調光層13に電圧が印加されていない状態における液晶分子13LMの状態を示している。
FIG. 3 schematically shows the alignment regulating force of the first
図3が示すように、第1垂直配向膜11は、表面11Fを備えている。表面11Fは、第1垂直配向膜11において、第1透明電極層14に接する面とは反対側の面である。第1垂直配向膜11は、調光層13の非通電時において、液晶分子13LMの長軸が、表面11Fに対して垂直であるように、液晶分子13LMを配向させる。
As shown in FIG. 3, the first
第2垂直配向膜12は、表面12Fを備えている。表面12Fは、第2透明電極層15に接する面とは反対側の面である。第2垂直配向膜12は、調光層13の非通電時において、液晶分子13LMの長軸が、表面12Fに対して垂直であるように、液晶分子13LMを配向させる。なお、各垂直配向膜11,12と液晶分子13LMの長軸とが形成する角度は、実質的に直角であると見なせる範囲において直角に対するずれを有してもよい。
The second
第1垂直配向膜11は、調光層13に電圧が印加された状態において、調光層13が広がる平面と対向する視点から見て、第1領域に含まれる液晶分子13LMを第1方向D1に水平配向させる配向規制力を有している。第1透明電極層14と第2透明電極層15との間に電圧が印加されることによって、調光層13に電圧が印加される。
When a voltage is applied to the
調光層13に含まれる液晶分子13LMは、調光層13に形成された電界に垂直な方向に沿って配向する。これにより、液晶分子13LMは、第1垂直配向膜11の表面11Fに沿うように配向する。この際に、第1垂直配向膜11は、第1領域に含まれる液晶分子13LMを第1方向D1に水平配向させる。そのため、第1領域に含まれる液晶分子13LMは、長軸が第1方向D1に沿う状態で、第1垂直配向膜11の表面11Fと平行な平面に沿うように並ぶ。
The liquid crystal molecules 13LM contained in the
第1垂直配向膜11の表面11Fには、ラビング処理が施されている。これにより、第1垂直配向膜11の表面11Fには、水平配向する液晶分子13LMの長軸を第1方向D1に沿わせるような配向規制力が付与されている。
A
一方で、第2垂直配向膜12の表面12Fには、液晶分子13LMの長軸を特定の方向に沿わせるような配向規制力が付与されていない。そのため、調光層13に電圧が印加された状態において、第2領域に含まれる液晶分子13LMは、第2垂直配向膜12と平行な平面に沿うように並ぶ一方で、液晶分子13LMの長軸は、ランダムに配向する。言い換えれば、第2領域に含まれる液晶分子13LMは、第1方向D1以外の方向に水平配向する液晶分子を含む。
On the other hand, the
[作用]
図2から図5を参照して、調光シート10の作用を説明する。なお、図2および図3は、上述したように、調光層13に電圧が印加されていない状態を模式的に示す一方で、図4および図5は、調光層13に電圧が印加されている状態を模式的に示している。
[Action]
The operation of the
図2が示すように、調光層13に電圧が印加されていない状態では、各垂直配向膜11,12が、その垂直配向膜11,12の近傍に位置する液晶分子13LMを垂直配向させる。
As shown in FIG. 2, when no voltage is applied to the
すなわち、図3が示すように、第1垂直配向膜11は、第1ドメイン13D1内に位置する液晶分子13LMの長軸が表面11Fに垂直であるように、液晶分子13LMを配向させる。また、第2垂直配向膜12は、第2ドメイン13D2内に位置する液晶分子13LMの長軸が表面12Fに垂直であるように、液晶分子13LMを配向させる。
That is, as shown in FIG. 3, the first
これにより、第1垂直配向膜11を通じて調光層13に入射した光、および、第2垂直配向膜12を通じて調光層13に入射した光から見て、調光層13が含む樹脂層13Pの屈折率と液晶分子13LMの屈折率との差がほぼ生じない。これにより、第1垂直配向膜11を通じて調光層13に入射した光、および、第2垂直配向膜12を通じて調光層13に入射した光は、いずれも調光層13内において散乱されにくいから、調光層13内を直進する。これにより、調光層13を含む調光シート10は透明を呈する。
As a result, the
これに対して、図4が示すように、調光層13に電圧が印加されている状態では、各ドメイン13D1,13D2内に位置する液晶分子13LMは、液晶分子13LMの長軸が電界方向に垂直であるように、液晶分子13LMが配向する。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when a voltage is applied to the
図5が示すように、また、上述したように、第1垂直配向膜11の表面11Fには、液晶分子13LMの長軸を第1方向D1に沿わせるような配向規制力が付与されている。そのため、第1垂直配向膜11の近傍、すなわち第1ドメイン13D1内に位置する液晶分子13LMは、長軸が第1方向D1に沿うように水平配向する。これに対して、第2垂直配向膜12の近傍、すなわち第2ドメイン13D2に位置する液晶分子13LMは、長軸がランダムな方向を向くように水平配向する。
As shown in FIG. 5 and as described above, the
ここで、液晶分子13LMでは、長軸方向での屈折率と、長軸に垂直な方向での屈折率とが異なる。長軸方向での屈折率は異常光の屈折率neであり、長軸に垂直な方向での屈折率は常光の屈折率noである。異常光の屈折率neは、常光の屈折率noよりも大きい。そのため、液晶分子13LMが水平配向した場合には、液晶分子13LMが垂直配向する場合に比べて、液晶分子13LMの屈折率と樹脂層13Pの屈折率との差が大きくなり、これによって、調光層13に入射した光は調光層13において散乱される。結果として、調光層13、ひいては調光層13を含む調光シート10が白濁する。
Here, in the liquid crystal molecules 13LM, the refractive index in the major axis direction differs from the refractive index in the direction perpendicular to the major axis. The refractive index in the long axis direction is the extraordinary ray refractive index ne , and the refractive index in the direction perpendicular to the long axis is the ordinary ray refractive index no. The refractive index n e of extraordinary light is greater than the refractive index n o of ordinary light. Therefore, when the liquid crystal molecules 13LM are horizontally aligned, the difference between the refractive index of the liquid crystal molecules 13LM and the
液晶分子13LMが水平配向し、かつ、液晶分子13LMの長軸がランダムに配向する場合には、調光層13に入射した光から見て、液晶分子13LMの屈折率が、液晶分子13LMの長軸が向く方向に応じて異なる。そのため、液晶分子13LMの長軸が向く方向がランダムである場合には、液晶分子13LMの長軸における向きには、液晶分子13LMと樹脂層13Pとの間における屈折率の差を互いに低めるような向きも含まれる。
When the liquid crystal molecules 13LM are horizontally aligned and the long axes of the liquid crystal molecules 13LM are randomly aligned, the refractive index of the liquid crystal molecules 13LM is the same as the length of the liquid crystal molecules 13LM when viewed from the light incident on the
この点、本実施形態の調光層13では、第1垂直配向膜11が第1ドメイン13D1内の液晶分子13LMを第1方向D1に配向させる。そのため、第1領域に入射した光の一部に対して、第1領域は、液晶分子13LMと樹脂層13Pとの間の屈折率の差が大きい状態を、調光層13が広がる平面の全体において維持する。これにより、第1領域において光の散乱が生じやすくなるから、調光層13、ひいては調光層13を含む調光シート10の不透明さが、調光層13に電圧が印加されている場合に高められる。
In this regard, in the
なお、調光層13では、第1領域および第2領域に液晶分子13LMが位置する一方で、中央領域には液晶分子13LMが位置しない。そのため、中央領域において光の散乱が生じにくく、結果として、調光層13に電圧が印加された状態において、調光層13の不透明さが低くなりやすい。すなわち、調光層13に電圧が印加された状態において、調光層13のヘイズが低下しやすい。そのため、本実施形態の調光層13では、第1垂直配向膜11が第1ドメイン13D1内の液晶分子13LMを第1方向D1に沿って配向させることの実効性が高められる。
In addition, in the
また、第1ドメイン13D1は第1垂直配向膜11に接し、かつ、第2ドメイン13D2は、第2垂直配向膜12に接している。これにより、第1領域に含まれる液晶分子13LMと第1垂直配向膜11との間の距離、および、第2領域に含まれる液晶分子13LMと第2垂直配向膜12との間の距離が、さらに小さくなる。そのため、調光層13の通電時において、第1領域に含まれる液晶分子13LMのうち、第1垂直配向膜11の配向規制力に従って配向する液晶分子13LMの割合がさらに高められる。また、第2垂直配向膜12の配向規制力に従って配向する液晶分子13LMの割合がさらに高められる。これにより、調光層13に電圧が印加された場合において、不透明さを高めることが可能である。
Also, the first domain 13D1 is in contact with the first
このように、通電時の不透明さが高められた調光シート10は、プライバシーの保護がより求められる環境での使用に耐えうる。また、非通電時における透明さと通電時における不透明さとの間のコントラストが高められ、これによって、調光シート10が適用された環境の意匠性を高めることも可能である。
Thus, the
なお、本実施形態によるように、一対の垂直配向膜11,12とネガ型の液晶分子13LMとを用いたリバース型の調光シート10では、樹脂層13Pがドメイン13D1,13D2以外の部分において垂直配向膜11,12に接する。そのため、調光層13と垂直配向膜11,12との密着性が高められる。それゆえに、調光シート10は、ロールツーロール法を用いた製造に適した構造でもある。
As in this embodiment, in the reverse type
以上説明したように、調光シートの第1実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1‐1)第1領域は、第1領域に入射した光から見て、当該光の一部に対して液晶分子13LMと樹脂層13Pとの間の屈折率の差が大きい状態を、調光層13が広がる平面の全体において維持する。これにより、第1領域において光の散乱が生じやすくなるから、調光層13、ひいては調光層13を含む調光シート10の不透明さが、調光層13に電圧が印加されている場合に高められる。
As described above, according to the first embodiment of the light control sheet, the effects described below can be obtained.
(1-1) The first region adjusts a state in which the difference in refractive index between the liquid crystal molecules 13LM and the
(1‐2)中央領域には液晶分子13LMが位置しないから、中央領域において光の散乱が生じにくく、結果として、調光層13に電圧が印加された状態において、調光層13の不透明さが低くなりやすい。そのため、調光シート10では、第1垂直配向膜11が第1ドメイン13D1内の液晶分子13LMを第1方向D1に沿って配向させることの実効性が高められる。
(1-2) Since the liquid crystal molecules 13LM are not located in the central region, scattering of light is less likely to occur in the central region. tends to be low. Therefore, in the
(1‐3)調光層13の通電時において、第1領域に含まれる液晶分子13LMのうち、第1垂直配向膜11の配向規制力に従って配向する液晶分子13LMの割合がさらに高められる。また、第2垂直配向膜12の配向規制力に従って配向する液晶分子13LMの割合がさらに高められる。これにより、調光層13に電圧が印加された場合において、不透明さを高めることが可能である。
(1-3) When the
[第2実施形態]
図6から図8を参照して、調光シートの第2実施形態を説明する。調光シートの第2実施形態では、調光シートが備える第2配向膜が、第1実施形態の調光シートが備える第2配向膜とは異なっている。そのため以下では、こうした相違点を詳しく説明する一方で、第2実施形態の調光シートにおいて第1実施形態の調光シートと同等の構成には、第1実施形態と同一の符号を付し、かつ、当該構成の詳しい説明を省略する。
[Second embodiment]
2nd Embodiment of a light control sheet is described with reference to FIGS. 6-8. In the second embodiment of the light control sheet, the second alignment film included in the light control sheet is different from the second alignment film included in the light control sheet of the first embodiment. Therefore, hereinafter, while such differences will be described in detail, the same reference numerals as in the first embodiment are assigned to the same configurations in the light control sheet of the second embodiment as those of the light control sheet of the first embodiment. Further, detailed description of the configuration is omitted.
[構造]
図6を参照して、調光シートの構造を説明する。図6は、第1垂直配向膜および第2垂直配向膜が有する配向規制力が、液晶分子13LMとともに模式的に示されている。図6は、調光層13に電圧が印加されていない状態における液晶分子13LMの状態を示している。
[structure]
The structure of the light control sheet will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows the alignment regulating force possessed by the first vertical alignment film and the second vertical alignment film together with the liquid crystal molecules 13LM. FIG. 6 shows the state of the liquid crystal molecules 13LM when no voltage is applied to the
図6が示すように、第2垂直配向膜32は、表面32Fを備えている。表面32Fは、第2透明電極層15に接する面とは反対側の面である。第2垂直配向膜32は、第1実施形態の第2垂直配向膜12と同様に、調光層13の非通電時において、液晶分子13LMの長軸が、表面32Fに対して垂直であるように、液晶分子13LMを配向させる。
As shown in FIG. 6, the second
第2垂直配向膜32は、調光層13に電圧が印加された状態において、調光層13が広がる平面と対向する視点から見て、第2領域に含まれる液晶分子13LMを第2方向D2に水平配向させる配向規制力を有している。第2方向D2は、第1方向D1と交差する方向である。本実施形態では、第2方向D2は、調光層13が広がる平面と対向する視点から見て、第1方向D1と直交する方向である。
The second
調光層13に含まれる液晶分子13LMは、調光層13に形成された電界に垂直な方向に沿って配向する。これにより、液晶分子13LMは、第2垂直配向膜32の表面32Fに沿うように配向する。第2垂直配向膜32は、この際に、第2領域に含まれる液晶分子13LMを第2方向D2に水平配向させる。そのため、第2領域に含まれる液晶分子13LMは、長軸が第2方向D2に沿う状態で、第2垂直配向膜32の表面32Fと平行な平面に沿うように並ぶ。
The liquid crystal molecules 13LM contained in the
第2垂直配向膜32の表面32Fには、ラビング処理が施されている。これにより、第2垂直配向膜32の表面32Fには、水平配向する液晶分子13LMの長軸を第2方向D2に沿わせるような配向規制力が付与されている。
A
一方で、第1垂直配向膜11の表面11Fには、第1実施形態において説明したように、水平配向する液晶分子13LMの長軸を第1方向D1に沿わせるような配向規制力が付与されている。そのため、調光層13に電圧が印加されている状態では、第1垂直配向膜11の表面11Fと対向する視点から見た場合に、第1領域に含まれる液晶分子13LMの長軸と、第2領域に含まれる液晶分子13LMの長軸とが、互いに直交する。
On the other hand, as described in the first embodiment, the
[作用]
図6から図8を参照して、調光シート10の作用を説明する。なお、図6は、上述したように、調光層13に電圧が印加されていない状態を模式的に示す一方で、図7および図8は、調光層13に電圧が印加されている状態を模式的に示している。なお、第2実施形態の調光シート10は、調光層13に電圧が印加されていない状態において、第1実施形態の調光シート10と同等の状態を有する。そのため、第2実施形態では、調光層13に電圧が印加されていない状態における調光シート10の図示が省略されている。
[Action]
The operation of the
図6が示すように、第1垂直配向膜11は、第1ドメイン13D1内に位置する液晶分子13LMの長軸が表面11Fに垂直であるように、液晶分子13LMを配向させる。また、第2垂直配向膜32は、第2ドメイン13D2内に位置する液晶分子13LMの長軸が表面32Fに垂直であるように、液晶分子13LMを配向させる。
As shown in FIG. 6, the first
これにより、第1垂直配向膜11を通じて調光層13に入射した光、および、第2垂直配向膜32を通じて調光層13に入射した光から見て、調光層13が含む樹脂層13Pの屈折率と液晶分子13LMの屈折率との差がほぼ生じない。これにより、第1垂直配向膜11を通じて調光層13に入射した光、および、第2垂直配向膜12を通じて調光層13に入射した光は、いずれも調光層13内において散乱されにくいから、調光層13内を直進する。これにより、調光層13を含む調光シート10は透明を呈する。
As a result, the
これに対して、図7が示すように、調光層13に電圧が印加されている状態では、各ドメイン13D1,13D2内に位置する液晶分子13LMは、液晶分子13LMの長軸が電界方向に垂直であるように、液晶分子13LMが配向する。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when a voltage is applied to the
図8が示すように、また、上述したように、第1垂直配向膜11の表面11Fには、液晶分子13LMの長軸を第1方向D1に沿わせるような配向規制力が付与されている。そのため、第1垂直配向膜11の近傍、すなわち第1ドメイン13D1内に位置する液晶分子13LMは、長軸が第1方向D1に沿うように水平配向する。
As shown in FIG. 8 and as described above, the
これに対して、第2垂直配向膜32の表面32Fには、液晶分子13LMの長軸を第2方向D2に沿わせるような配向規制力が付与されている。そのため、第2垂直配向膜32の近傍、すなわち第2ドメイン13D2内に位置する液晶分子13LMは、長軸が第2方向D2に沿うように水平配向する。
On the other hand, the
上述したように、第1垂直配向膜11が第1ドメイン13D1内の液晶分子13LMを第1方向D1に配向させる。そのため、第1領域に入射した光の一部に対して、第1領域は、液晶分子13LMと樹脂層13Pとの間の屈折率の差が大きい状態を、調光層13が広がる平面の全体において維持する。これにより、第1領域において光の散乱が生じやすくなるから、調光層13、ひいては調光層13を含む調光シート10の不透明さが、調光層13に電圧が印加されている場合に高められる。
As described above, the first
一方、第1領域に入射した光の一部から見て、第1方向D1に配向する液晶分子13LMと樹脂層13Pとの屈折率の差は十分に高くなく、それゆえに、光の一部は、第1領域において十分に散乱されない。この点、第2領域に含まれる液晶分子13LMは、第1方向D1と直交する第2方向D2に沿って配向するから、調光層13に入射した光のうち、第1領域では十分に散乱されなかった成分が、第2領域において散乱される。これにより、調光層13、ひいては調光層13を含む調光シート10の不透明さが、調光層13に電圧が印加されている場合により高められる。
On the other hand, the difference in refractive index between the liquid crystal molecules 13LM aligned in the first direction D1 and the
なお、第1方向D1と第2方向D2とが、調光層13が広がる平面と対向する視点から見て直交する場合に限らず、第1方向D1と第2方向D2とが形成する角度が90°以外である場合にも同様に、調光シート10の不透明さが高められる。この点、上述したように、液晶分子13LMは、長軸方向において異常光の屈折率neを有し、かつ、長軸に垂直な方向において常光の屈折率noを有する。そのため、第1領域において散乱されなかった成分は、第1方向D1と直交する方向である第2方向D2において屈折率が高められることによって、最も散乱しやすくなる。それゆえに、第2方向D2は、第1方向D1に直交する方向であることが好ましい。
Note that the first direction D1 and the second direction D2 are not limited to being perpendicular to each other when viewed from a viewpoint facing the plane on which the
以上説明したように、調光シートの第2実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(2‐1)第2領域に含まれる液晶分子13LMは、第1方向D1と交差する第2方向D2に沿って配向するから、調光層13に入射した光のうち、第1領域では十分に散乱されなかった成分が、第2領域において散乱される。これにより、調光層13、ひいては調光層13を含む調光シート10の不透明さが、調光層13に電圧が印加されている場合により高められる。
As described above, according to the second embodiment of the light control sheet, the effects described below can be obtained.
(2-1) Since the liquid crystal molecules 13LM included in the second region are aligned along the second direction D2 that intersects with the first direction D1, the light incident on the
(2‐2)第2方向D2が第1方向D1に直交する方向であることによって、第1領域において散乱されなかった成分が、第1方向D1と直交する方向である第2方向D2において屈折率が高められることによって、最も散乱しやすくなる。 (2-2) Since the second direction D2 is a direction orthogonal to the first direction D1, the component not scattered in the first region is refracted in the second direction D2, which is a direction orthogonal to the first direction D1. The higher the index, the more likely it is to scatter.
[変更例]
なお、上述した各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
[調光層]
・第1ドメイン13D1の少なくとも一部が、第1垂直配向膜11に接していなくてもよい。この場合であっても、第1垂直配向膜11が、調光層13に電圧が印加されている状態において、第1方向D1に液晶分子13LMを配向させることで、上述した(1‐1)に準じた効果を得ることはできる。
[Change example]
In addition, each embodiment mentioned above can be changed as follows and can be implemented.
[Light control layer]
- At least part of the first domain 13D1 does not have to be in contact with the first
・第2ドメイン13D2の少なくとも一部が、第2垂直配向膜12に接していなくてもよい。この場合であっても、第1垂直配向膜11が、調光層13に電圧が印加されている状態において、第1方向D1に液晶分子13LMを配向させることで、上述した(1‐1)に準じた効果を得ることはできる。
- At least part of the second domain 13D2 does not have to be in contact with the second
・調光層13の中央領域には、ドメインが位置してもよい。この場合には、第1領域における第1ドメイン13D1の密度および第2領域における第2ドメイン13D2の密度は、中央領域におけるドメインの密度よりも高いことが好ましい。言い換えれば、第1領域における液晶分子13LMの密度および第2領域における液晶分子13LMの密度が、中央領域における液晶分子13LMの密度よりも高いことが好ましい。この場合であっても、第1垂直配向膜11が、調光層13に電圧が印加されている状態において、第1方向D1に液晶分子13LMを配向させることで、上述した(1‐1)に準じた効果を得ることはできる。
- A domain may be located in the central region of the
10…調光シート
11…第1垂直配向膜
11F,12F…表面
12…第2垂直配向膜
13…調光層
13D1…第1ドメイン
13D2…第2ドメイン
13LM…液晶分子
14…第1透明電極層
15…第2透明電極層
16…第1透明基材
17…第2透明基材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第2垂直配向膜と、
前記第1垂直配向膜と前記第2垂直配向膜との間に位置する調光層であって、複数のドメインを有する透明な樹脂層と、前記ドメイン内に位置する複数の液晶分子を含む調光層と、を備える調光シートであって、
前記調光層は、前記第1垂直配向膜に接する第1領域と、前記第2垂直配向膜に接する第2領域と、を含み、前記第1領域および前記第2領域は前記液晶分子を含み、
前記調光層が広がる平面と対向する視点から見て、
前記第1垂直配向膜は、前記調光層に電圧が印加された状態において、前記第1領域に含まれる前記液晶分子を第1方向に水平配向させる配向規制力を有し、
前記第2領域に含まれる前記液晶分子は、前記第1方向以外の方向に水平配向する前記液晶分子を含む
調光シート。 a first vertical alignment film;
a second vertical alignment film;
A light control layer positioned between the first vertical alignment film and the second vertical alignment film, the light control layer including a transparent resin layer having a plurality of domains and a plurality of liquid crystal molecules positioned within the domains. A light control sheet comprising a light layer,
The light control layer includes a first region in contact with the first vertical alignment film and a second region in contact with the second vertical alignment film, and the first region and the second region contain the liquid crystal molecules. ,
Seen from a viewpoint facing the plane on which the light control layer spreads,
The first vertical alignment film has an alignment control force that horizontally aligns the liquid crystal molecules contained in the first region in a first direction when a voltage is applied to the light control layer,
The light control sheet, wherein the liquid crystal molecules contained in the second region include the liquid crystal molecules horizontally aligned in a direction other than the first direction.
前記第2垂直配向膜は、前記調光層に電圧が印加された状態において、前記第2領域に含まれる前記液晶分子を第2方向に水平配向させる配向規制力を有し、前記第2方向は、前記第1方向と交差する方向である
請求項1に記載の調光シート。 Seen from a viewpoint facing the plane on which the light control layer spreads,
The second vertical alignment film has an alignment regulating force that horizontally aligns the liquid crystal molecules contained in the second region in a second direction when a voltage is applied to the light control layer. is a direction crossing the first direction.
請求項2に記載の調光シート。 The light control sheet according to claim 2, wherein the second direction is a direction orthogonal to the first direction when viewed from a viewpoint facing the plane on which the light control layer extends.
前記複数のドメインは、複数の第1ドメインと複数の第2ドメインとから構成され、
前記第1領域は、複数の第1ドメインを含み、各第1ドメイン内には前記液晶分子の一部が位置し、
前記第2領域は、複数の第2ドメインを含み、各第2ドメイン内には前記液晶分子の一部が位置し、
前記中央領域は、前記ドメインを含まない
請求項1から3のいずれか一項に記載の調光シート。 The light control layer is composed of the first region, the second region, and a central region located between the first region and the second region,
The plurality of domains are composed of a plurality of first domains and a plurality of second domains,
the first region includes a plurality of first domains, each of which contains a portion of the liquid crystal molecules;
the second region includes a plurality of second domains, each second domain having a portion of the liquid crystal molecules;
The light control sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the central region does not contain the domain.
各第2ドメインは、前記第2垂直配向膜に接する
請求項4に記載の調光シート。 each first domain is in contact with the first vertical alignment film;
The light control sheet according to claim 4, wherein each second domain is in contact with the second vertical alignment film.
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