JP2023039967A - 調光フィルム、調光部材、車両 - Google Patents
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Abstract
Description
前記液晶セルの少なくとも一方の面に、光の偏光を緩和する偏光緩和層が設けられた調光フィルム。
前記偏光緩和層が、
1/4波長位相差層である調光フィルム。
前記偏光緩和層が、
面内位相差が6000nm以上の透明フィルム材である調光フィルム。
前記透明部材に配置される(1)から(4)までのいずれかの調光フィルムと、
を備える調光部材。
図1は、第1実施形態に係る調光フィルムを示す断面図である。
調光フィルム10は、印加電圧を変化させることにより透過光の光量を制御することができるフィルムである。調光フィルム10は透明部材に配置され、調光部材として主に使用される。例えば、調光フィルム10は、透明樹脂板や、ガラス等の透明部材に粘着剤等により貼付されたり、合わせガラスの中間材とともに、又は中間材の代わりにガラス板(透明部材)間に挟持されたりする調光部材として使用される。
この調光フィルム10(調光部材)は、例えば、建築物の窓ガラスや、ショーケース、屋内の透明パーテーション、車両のウインドウ等の調光を図る部位(外光が入射する部位、例えば、フロントや、サイド、リア、ルーフ等のウインドウ)に配置され、建築物や車両等の内側への入射光の光量を制御することができる。
ここで、直線偏光板12、13は、偏光子を含むものであれば特に限定されるものではなく、偏光子の片側又は両側に偏光板保護フィルムを有するものであってもよい。
偏光子は、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)のような親水性ポリマーからなるフィルムを二色性色素であるヨウ素を含有する水溶液に浸漬させて延伸することによりポリビニルアルコールとヨウ素との錯体を形成させた偏光子や、ポリ塩化ビニルのようなプラスチックフィルムを処理してポリエンを配向させたものからなる偏光子等を挙げることができる。
また、ヨウ素の代わり二色性色素として二色性染料を用いる場合は、二色性染料として、アゾ系染料、スチルベン系染料、メチン系染料、シアニン系染料、ピラゾロン系染料、トリフェニルメタン系染料、キノリン系染料、オキサジン系染料、チアジン系染料、アントラキノン系染料等が用いられる。
直線偏光板12、13は、クロスニコル配置により、アクリル系透明粘着樹脂等による接着剤層により液晶セル14に配置される。なお、直線偏光板12、13には、それぞれ液晶セル14側に光学補償のための位相差フィルム12A、13Aが設けられるが、位相差フィルム12A、13Aは、必要に応じて省略してもよい。またクロスニコル配置に代えてパラレルニコル配置により配置してもよい。
液晶セル14は、フィルム状の下側積層体15D及び上側積層体15Uにより液晶層18を挟持して構成される。
下側積層体15Dは、第1の基材16に、第1の透明電極21、第1の配向層23、スペーサ22を積層して形成される。
上側積層体15Uは、透明フィルム材による第2の基材25に、第2の透明電極26、第2の配向層27を積層して形成される。
液晶セル14は、この下側積層体15D及び上側積層体15Uに設けられた透明電極21、26の駆動により、VA方式により液晶層18に設けられた液晶の配向を制御し、これにより透過光の偏光面を制御する。
透明樹脂フィルムの材料としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、EVA等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリサルホン(PEF)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリスルホン、ポリエーテル(PE)、ポリエーテルケトン(PEK)、(メタ)アクロニトリル、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂を挙げることができる。
特に、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂が好ましい。
本実施形態において、基材16、25は、厚み100μmのポリカーボネートフィルムが適用されるが、種々の厚みの透明樹脂フィルムを適用することができる。
OP(シクロオレフィンポリマー)フィルム等を適用してもよい。
透明導電膜としては、この種の透明樹脂フィルムに適用される各種の透明電極材料を適用することができ、酸化物系の全光透過率が50%以上の透明な金属薄膜を挙げることができる。例えば、酸化錫系、酸化インジウム系、酸化亜鉛系が挙げられる。
酸化インジウム(In2O3)系としては、酸化インジウム、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide)が挙げられる。
酸化亜鉛(ZnO)系としては、酸化亜鉛、AZO(アルミドープ酸化亜鉛)、ガリウムドープ酸化亜鉛が挙げられる。
本実施形態では、ITO(Indium Tin Oxide)により透明導電膜が形成される。
ただし、スペーサは、液晶層18の厚みを規定する部材はビーズスペーサ22に限定されず、例えば、フォトレジストを第1基材25側に塗工して露光、現像することにより円柱形状に作製してもよい。
なお、上述の説明では、スペーサは、下側積層体15Dに設けられる例を示したが、これに限定されるものでなく、上側積層体15U、下側積層体15Dの両方、又は、上側積層体15Uにのみ設けられるようにしてもよい。
本実施形態では、光二量化型の材料を使用する。光二量化型の材料としては、例えば、シンナメート、クマリン、ベンジリデンフタルイミジン、ベンジリデンアセトフェノン、ジフェニルアセチレン、スチルバゾール、ウラシル、キノリノン、マレインイミド、又は、シンナミリデン酢酸誘導体を有するポリマー等を挙げることができる。中でも、配向規制力が良好である点で、シンナメート、クマリンの一方又は両方を有するポリマーが好ましく用いられる。このような光二量化型の材料の具体例としては、例えば特開平9-118717号公報、特表平10-506420号公報、特表2003-505561号公報及びWO2010/150748号公報に記載された化合物を挙げることができる。
なお、光配向層に代えてラビング処理により配向層を作製してもよく、微細なライン状凹凸形状を賦型処理して配向層を作製してもよい。
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、およ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、およびビフェニルエチン系化合物等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。
しかしながら、後述の偏光緩和層20を有していない場合、直線偏光板12又は13から出射される透過光は、直線偏光により出射されることになる。その結果、例えば偏光子の機能を備えたサングラスを使用したユーザーが、この調光フィルム10が貼り付けられている窓等を見た場合、充分な光量による外光が透過しているにも関わらず、見る方向により著しく暗く知覚されることになる。
そこで、この実施形態において、調光フィルム10には、屋内に配置される側(光の出射面側)に偏光緩和層20が設けられる。より具体的には、窓の屋内側の面に、調光フィルム10の直線偏光板12が貼付されている場合において、屋内側となる直線偏光板13の液晶セル14とは反対側が、調光フィルム10の光の出射面側となり、そこに偏光緩和層20が設けられる。すなわち、屋外側から順に直線偏光板12、液晶セル14、直線偏光板13、偏光緩和層20となるように、調光フィルム10が窓に貼付される。
ここで、この説明において、調光フィルム10の光の出射面とは、調光フィルム10の屋内側の面(直線偏光板13の液晶セル14とは反対側の面)をいい、調光フィルム10の光の入射側の面とは、調光フィルム10の屋外側の面(直線偏光板12の液晶セル14とは反対側の面)をいう。
これにより、本実施形態の調光フィルム10は、偏光緩和層20により出射光の偏光を緩和することができ、偏光子の機能を備えたサングラスを使用している場合でも、見る方向が変化して著しく暗くならないようにすることができる。
例えば、偏光子の機能を備えたサングラスを装着した人が、屋内におり、窓を介して屋外を見ようとした場合に、暗くて見え難くなってしまうのを抑制することができる。
ここで偏光緩和層20は、入射光の偏光を緩和する光学機能層であり、この実施形態では、1/4波長位相差層により構成される。ここで1/4波長位相差層は、透過光に1/4波長の位相差を付与する光学機能層である。1/4波長位相差層は、硬化した液晶材料、光学異方性を備えた透明フィルム材を適用して構成することができる。
図2は、第2実施形態に係る調光フィルムを示す図である。
この調光フィルム30は、偏光緩和層20に代えて偏光緩和層40が適用される点を除いて、第1実施形態の調光フィルム10と同一に構成される。
図3は、第3実施形態に係る調光フィルムを示す図である。
この調光フィルム50は、主に、液晶セルがゲストホスト方式により構成されている点と、直線偏光板を備えていない点で、第1実施形態の調光フィルム10と相違している。
ここで、ゲストホスト方式とは、ホストであるネマチック液晶中にゲストとして二色性色素を溶解させた液晶組成物を用いる方式である。二色性色素は、1軸の光吸収軸を有し、光吸収軸方向に振動する光のみを吸収することから、電場による液晶の動きに合わせて、二色性色素の配向を変化させ、光吸収軸の向きを制御することにより、液晶セルの透過状態を変化させることができる。なお、本実施形態の液晶セル54は、液晶中にカイラル剤を含んだカイラルネマティック液晶を用いてもよい。この場合でも、偏光した光が透過するため、透過軸、吸収軸を決めることができる。
下側積層体55Dは、基材56に、透明電極61、配向層63、スペーサ62を積層して形成される。
上側積層体55Uは、基材65に、透明電極66、配向層67を積層して形成される。
液晶セル54は、この上側積層体55U及び下側積層体55Dに設けられた透明電極61、66の駆動により、液晶層58に設けられたゲストホスト液晶組成物による液晶材料の配向を変化させ、これにより透過光の光量を変化させる。
透明電極61、66は、上述の第1実施形態と同様の構成を用いることができ、本実施形態では、ITOによる透明電極材により形成される。
スペーサ62は、液晶層58の厚みを規定するために設けられ、上述の第1実施形態と同様の構成を用いることができる。本実施形態では、スペーサ62には、ビーズスペーサが用いられている。
配向層63、67は、上述の第1実施形態と同様の構成を用いることができ、本実施形態では、光配向層による垂直配向層により構成されている。
なお、液晶セル54は、液晶層58を囲むように、シール材69が配置され、このシール材69により上側積層体55U、下側積層体55Dが一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。シール材69は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を適用することができる。
したがって、偏光緩和層20を備えていない場合、例えば、偏光子の機能を備えたサングラスを使用したユーザーが、この液晶セル54が貼り付けられている窓等を見たとき、充分な光量による外光が透過しているにも拘わらず、見る方向により著しく暗く知覚されることになる。
そこで、この実施形態において、調光フィルム50には、液晶セル54の屋内に配置される側(光の出射面側)に、上述第1実施形態と同様の偏光緩和層20が設けられる。より具体的には、窓の屋内側の面に、調光フィルム50の基材65側の面が貼付されている場合において、屋内側となる液晶セル54の基材56側が、液晶セル54の光の出射面側となり、そこに偏光緩和層20が設けられる。ここで、この説明において、液晶セル54の光の出射面とは、液晶セル54の屋内側の面(液晶セル54の基材56側の面)をいい、液晶セル54の光の入射側の面とは、液晶セル54の屋外側の面(液晶セル54の基材65側の面)をいう。
また、偏光緩和層20は、偏光板として機能する液晶セル54の透過軸方向に対して遅相軸が斜め45度の角度を成すように配置される。
これにより、本実施形態の調光フィルム50は、偏光緩和層20により出射光の偏光を緩和することができ、偏光子の機能を備えたサングラスを使用している場合でも、見る方向が変化して著しく暗くならないようにすることができる。
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組み合わせたり、さらには変更したりすることができる。
ここで、TN方式は、電界の印加により、液晶分子の配向を垂直方向と水平ねじれ方向とで変化させ、光の旋光性を利用して透過光量を制御する方式である。
IPS方式は、配向させた液晶分子を基板に対して横(水平)方向に回転させることにより透過光量を制御する方式である。
FFS方式は、IPS方式と同じく基板に対して液晶分子が横(水平)方向に動くが、ねじれと曲がりを伴うことにより透過光量を制御する方式である。
同様に、上述の第3実施形態において、偏光緩和層20は、調光フィルム50(液晶セル54)の光の出射面側(下側積層体55D側)に設けられる例を示したが、これに限定されるものでない。例えば、偏光緩和層20は、液晶セル54の光の入射面側(基材65側)に設けられるようにしてもよい。これにより、調光フィルム50の入射面側が、強化ガラス等の面内位相差を有する透明基材に貼付された場合に、強化ガラスが起因となる位相ムラが視認されてしまうのを偏光緩和層により緩和することができる。
また、偏光緩和層20(40)は、各調光フィルム10、30、50の出射面側及び入射面側の両方に設けられるようにしてもよい。
12、13 直線偏光板
12A、13A 位相差フィルム
14、54 液晶セル
15D、55D 下側積層体
15U、55U 上側積層体
16、25、56、65 基材
18、58 液晶層
20、40 偏光緩和層
21、26、61、66 透明電極
22、62 スペーサ
23、27、63、67 配向層
Claims (1)
- 直線偏光板と液晶セルとを積層した調光フィルムにおいて、
前記直線偏光板の前記液晶セルとは反対側に、光の偏光を緩和する偏光緩和層が設けられた
調光フィルム。
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