JP7074071B2 - 調光フィルム - Google Patents
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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等に利用可能な調光フィルムに関する。
従来、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する調光部材に関する工夫が種々に提案されている（特許文献１、２）。このような調光部材の１つに、液晶を利用したものがある。この液晶を利用した調光フィルムは、透明電極を作製した透明フィルム材により液晶材料を挟持する。そして、液晶に印加する電界を変えることにより液晶の配向を変更し、外来光の透過量を制御する。
この種の調光フィルムは、一般的に広い面積に貼着されるため、張り替え等が容易でなく、高い耐久性が望まれている。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、調光フィルムの耐久性を向上することを目的とする。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、調光フィルムの耐久性を向上することを目的とする。
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
（１） フィルム状の透明な第１基材を少なくとも有する第１積層体と、フィルム状の透明な第２基材を少なくとも有する第２積層体と、前記第１積層体と前記第２積層体との間に挟持された液晶と、前記第１積層体及び前記第２積層体の少なくとも一方に設けられた透明電極と、を備え、前記透明電極の駆動により前記液晶の配向を制御して透過光を制御する調光フィルムにおいて、前記第１基材の遅相軸と前記第２基材の遅相軸とが平行である調光フィルム。
（２） （１）において、前記第１基材及び前記第２基材の熱膨張係数が７．０×１０－５／℃以下である。
（３） （１）又は（２）において、前記第１基材及び前記第２基材それぞれの面内位相差は、１５ｎｍ以下である。
（４） （１）から（３）のいずれかにおいて、前記第１基材及び前記第２基材が、ポリカーボネートフィルム、ＣＯＰフィルム、ＰＥＴフィルムのいずれかである。
（５） （１）から（４）のいずれかにおいて、前記液晶に、二色性色素が混合されていてもよい。
（６） 透明部材と、前記透明部材に配置される（１）から（５）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。
（７） （１）から（５）までのいずれかに記載の調光フィルムが、外光が入射する部位に配置された車両。
本発明によれば、調光フィルムの耐久性を向上することができる。
［第１実施形態］
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
また、本発明において透明とは、少なくとも利用する波長の光を透過するものをいう。例えば、仮に可視光を透過しないものであっても、赤外線を透過するものであれば、赤外線用途に用いる場合においては、透明として取り扱うものとする。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において規定する具体的な数値には、一般的な誤差範囲は含むものとして扱うべきものである。すなわち、±１０％程度の差異は、実質的には違いがないものであって、本件の数値範囲をわずかに超えた範囲に数値が設定されているものは、実質的には、本件発明の範囲内のものと解釈すべきである。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。
なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
また、本発明において透明とは、少なくとも利用する波長の光を透過するものをいう。例えば、仮に可視光を透過しないものであっても、赤外線を透過するものであれば、赤外線用途に用いる場合においては、透明として取り扱うものとする。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において規定する具体的な数値には、一般的な誤差範囲は含むものとして扱うべきものである。すなわち、±１０％程度の差異は、実質的には違いがないものであって、本件の数値範囲をわずかに超えた範囲に数値が設定されているものは、実質的には、本件発明の範囲内のものと解釈すべきである。
（調光フィルム）
図１は、本発明の実施形態に係る調光フィルム１を示す断面図である。この調光フィルム１は、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、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、粘着剤層等により貼り付けたり、透明部材（例えば、ガラス）と組み合わせて調光部材の形態として配置したりして使用され、印加電圧を変更することにより透過光の光量を制御する。
図１は、本発明の実施形態に係る調光フィルム１を示す断面図である。この調光フィルム１は、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、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、粘着剤層等により貼り付けたり、透明部材（例えば、ガラス）と組み合わせて調光部材の形態として配置したりして使用され、印加電圧を変更することにより透過光の光量を制御する。
調光フィルム１は、液晶を利用して入射光の透過を制御する調光フィルム１であり、第２積層体５Ｄ及び第１積層体５Ｕにより液晶層８を挟持する液晶セル４により構成されている。
調光フィルム１には、液晶層８の厚みを一定に保持するためのスペーサ１２が第１積層体５Ｕ及び又は第２積層体５Ｄに設けられている。第１積層体５Ｕは、第１基材１５に第１透明電極１６、第１配向層１７を順次作成して形成される。第２積層体５Ｄは、第２基材６に第２透明電極１１、第２配向層１３を順次作成して形成される。
なお、ＩＰＳ方式による場合、第１透明電極１６、第２透明電極１１は、第１配向層１７又は第２配向層１３側に纏めて製造される。
なお、ＩＰＳ方式による場合、第１透明電極１６、第２透明電極１１は、第１配向層１７又は第２配向層１３側に纏めて製造される。
調光フィルム１は、第１透明電極１６、第２透明電極１１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。
（基材）
第１基材１５、第２基材６は、液晶セル４に適用可能な可撓性を有するＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリカーボネート、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）など各種の透明フィルム材を適用することができる。本実施形態では、両面にハードコート層が作製されたポリカーボネート製のフィルム材を用いる。上下基板の遅相軸については後述する。
本実施形態では遅相軸を例にして説明するが、遅相軸とは、屈折率異方性を有する材料における屈折率が最大となる方向を向いた軸である。
なお、本実施形態では遅相軸を用いて屈折率異方性の方向を規定して説明を行うが、進相軸を用いて屈折率異方性の方向を規定してもよく、そのような構成についても本発明の範囲内である。
第１基材１５、第２基材６は、液晶セル４に適用可能な可撓性を有するＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリカーボネート、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）など各種の透明フィルム材を適用することができる。本実施形態では、両面にハードコート層が作製されたポリカーボネート製のフィルム材を用いる。上下基板の遅相軸については後述する。
本実施形態では遅相軸を例にして説明するが、遅相軸とは、屈折率異方性を有する材料における屈折率が最大となる方向を向いた軸である。
なお、本実施形態では遅相軸を用いて屈折率異方性の方向を規定して説明を行うが、進相軸を用いて屈折率異方性の方向を規定してもよく、そのような構成についても本発明の範囲内である。
（電極）
第１透明電極１６、第２透明電極１１は、液晶層８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第１基材１５、第２基材６の全面に製造して形成される。なお、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。
第１透明電極１６、第２透明電極１１は、液晶層８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第１基材１５、第２基材６の全面に製造して形成される。なお、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）
第１配向層１７、第２配向層１３は、ラビング処理により製造される。この場合、第１配向層１７、第２配向層１３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。第１配向層１７、第２配向層１３は、ポリイミド樹脂層の他にアクリル、ポリエステル樹脂層であってもよい。
第１配向層１７、第２配向層１３は、ラビング処理により製造される。この場合、第１配向層１７、第２配向層１３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。第１配向層１７、第２配向層１３は、ポリイミド樹脂層の他にアクリル、ポリエステル樹脂層であってもよい。
このようなラビング処理による配向層に代えて、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。
また、上述の例では、ラビング処理を行い配向層を作製したが、ラビング処理を行わなくてもよい。
また、第１配向層１７、第２配向層１３は、光配向層により形成してもよい。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。
また、上述の例では、ラビング処理を行い配向層を作製したが、ラビング処理を行わなくてもよい。
また、第１配向層１７、第２配向層１３は、光配向層により形成してもよい。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。
（スペーサ）
スペーサ１２は、液晶層８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１２は、第２透明電極１１を製造した基材６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１２は、第１積層体５Ｕに設けるようにしてもよく、第１積層体５Ｕ及び第２積層体５Ｄの双方に設けるようにしてもよい。またスペーサ１２は、第２配向層１３の上に設けるようにしてもよい。さらに、スペーサは、いわゆるビーズスペーサを適用してもよい。
スペーサ１２は、液晶層８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１２は、第２透明電極１１を製造した基材６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１２は、第１積層体５Ｕに設けるようにしてもよく、第１積層体５Ｕ及び第２積層体５Ｄの双方に設けるようにしてもよい。またスペーサ１２は、第２配向層１３の上に設けるようにしてもよい。さらに、スペーサは、いわゆるビーズスペーサを適用してもよい。
（液晶層）
液晶層８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。本実施形態では、液晶層８は、二色性色素が混合されたゲストホスト方式の液晶８ａである。ゲストホスト方式の液晶層８は、液晶分子の移動に伴い、二色性色素を移動させることで、光の透光及び遮光を制御することができる。
ホストとして、ＴＮ液晶（ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）を用い、二色性色素をゲストとした場合、調光フィルムは、電圧が印加されていないときは液晶分子及び二色性色素が水平に並び、光をさえぎって画面が「黒」になる、いわゆるノーマリブラック型である。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るとともに二色性色素も立ち上がり、光が透過する。
またＶＡ液晶（Ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｔｍｅｎｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）用い、二色性色素をゲストとした場合、調光フィルムは、電圧が印加されていないときは液晶分子及び二色性色素が垂直に並び、二色性色素も立ち上がり光が透過する。いわゆるノーマリホワイト型である。徐々に電圧を印加していくと、液晶分子が水平になるとともに光をさえぎって画面が「黒」になる。
液晶層８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。本実施形態では、液晶層８は、二色性色素が混合されたゲストホスト方式の液晶８ａである。ゲストホスト方式の液晶層８は、液晶分子の移動に伴い、二色性色素を移動させることで、光の透光及び遮光を制御することができる。
ホストとして、ＴＮ液晶（ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）を用い、二色性色素をゲストとした場合、調光フィルムは、電圧が印加されていないときは液晶分子及び二色性色素が水平に並び、光をさえぎって画面が「黒」になる、いわゆるノーマリブラック型である。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るとともに二色性色素も立ち上がり、光が透過する。
またＶＡ液晶（Ｖｅｒｔｉｃａｌ ａｌｉｇｎｔｍｅｎｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）用い、二色性色素をゲストとした場合、調光フィルムは、電圧が印加されていないときは液晶分子及び二色性色素が垂直に並び、二色性色素も立ち上がり光が透過する。いわゆるノーマリホワイト型である。徐々に電圧を印加していくと、液晶分子が水平になるとともに光をさえぎって画面が「黒」になる。
ただし、これに限らず、ゲストホスト方式に用いられる液晶材料と色素としては、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。
さらに、ゲストホスト方式に限らず、液晶層８の駆動に、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式を用いてもよい。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８を垂直配向層により挟持して液晶セル４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。ＶＡ方式の場合、一般に電圧が印加されていないときに画面が「黒」になる、いわゆるノーマリブラック型である。
また、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式を用いてもよい。ＩＰＳ方式は、液晶層を挟持する１対の基材のうちの一方の基材に駆動用の電極をまとめて作製して、この電極により基材表面の面内方向の電界であるいわゆる横電界を形成して液晶の配向を制御する駆動方式である。
液晶層８を囲むように、枠状にシール材１９が配置されている。シール材１９は第１積層体５Ｕと第２積層体５Ｄとに固定され、このシール材１９により液晶の漏出が防止されている。ここでシール材１９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。
（基材の配置）
図２は、調光フィルム１における第１基材１５、第２基材６の配置を説明する図である。調光フィルム１は、同一の材料、厚みによる透明フィルム材が第１基材１５、第２基材６に用いられて、遅相軸Ｌ１が平行となるように第１基材１５、第２基材６が配置される。
図２は、調光フィルム１における第１基材１５、第２基材６の配置を説明する図である。調光フィルム１は、同一の材料、厚みによる透明フィルム材が第１基材１５、第２基材６に用いられて、遅相軸Ｌ１が平行となるように第１基材１５、第２基材６が配置される。
第１基材１５、第２基材６との遅相軸Ｌ１を平行にする理由は以下の通りである。
本実施形態で用いる第１基材１５や第２基材６のようなフィルム部材は、一般に延伸工程を経て製造される。そして、フィルム部材は、延伸されると、その延伸方向の熱膨張係数（線膨張係数）が小さくなり、遅相軸は延伸方向を向く。
本実施形態で用いる第１基材１５や第２基材６のようなフィルム部材は、一般に延伸工程を経て製造される。そして、フィルム部材は、延伸されると、その延伸方向の熱膨張係数（線膨張係数）が小さくなり、遅相軸は延伸方向を向く。
図３は比較形態の調光フィルム１’における第２基材６’、第１基材１５’の配置を説明する図である。比較形態では液晶層８を挟んで上下に配置された第２基材６と第１基材１５との遅相軸方向が直交している。このように第２基材６と第１基材１５との遅相軸方向を直交させると、伸縮方向が異なるので、第２基材６’と第１基材１５’との間の端部において、シール材との剥離が生じやすい。
これに対して本実施形態によると、液晶層８を挟んで上下に配置された第２基材６と第１基材１５との遅相軸方向が同じである。したがって、第２基材６と第１基材１５との間の伸縮の差が小さく、第２基材６と第１基材１５との間の端部における、シール材との剥離を抑制することができ、調光フィルムの耐久性を向上することができる。
なお、この遅相軸Ｌ１の平行の範囲は、計測誤差、製造誤差等をも含めて２つの遅相軸Ｌ１の成す角度が±２０度以内ではあるが、はがれを実用上充分に抑圧する観点からは、±１０度以内であることが好ましく、さらには±５度以内であることがより好ましい。
また基材の厚みは、バラツキがあることにより、同一のフィルム材を第１基材１５、第２基材６に適用した場合、基材６の厚み±１０μｍが基材１５の厚みであるが、遮光時における透過率を実用上充分に抑圧する観点からは、基材６の厚み±１０μｍが基材１５の厚みであることが好ましく、さらには基材６の厚み±５μｍが基材１５の厚みであることがより好ましい。
また、本実施形態において、第１基材１５、第２基材６の熱膨張係数は、７．０×１０－５／℃以下が好ましい。熱膨張係数が大きいと、調光フィルム１をガラス等の比較的熱膨張係数の小さな被貼着物に貼着した際に、熱膨張係数の差によってシール材が剥がれやすくなるからである。
（製造工程）
図４は、調光フィルムの製造工程を示すフローチャートである。この製造工程は、電極作製工程ＳＰ２おいて、フォトリソグラフィーの手法を適用して、第２基材６、第１基材１５の上に透明電極１１、１６をそれぞれ作成する。
さらに続いてスペーサ作製工程ＳＰ３において、基材６にフォトレジスト膜を作製した後、露光、現像処理し、これによりスペーサ１２を作製する。なお、上述したように、ビーズスペーサを用いてもよい。
続いて、配向層作製工程ＳＰ４において、スペーサ１２を作製した基材６の上に、また透明電極１６を作製した基材１５の上に、ポリイミド樹脂層の塗工液を塗工した後、乾燥、加熱処理し、これによりポリイミド膜を作製する。またこのポリイミド膜をラビング処理し、これにより配向層１３、１７を作製する。なお、上述したように、ラビング処理は、必須ではなく、行わなくてもよい。
図４は、調光フィルムの製造工程を示すフローチャートである。この製造工程は、電極作製工程ＳＰ２おいて、フォトリソグラフィーの手法を適用して、第２基材６、第１基材１５の上に透明電極１１、１６をそれぞれ作成する。
さらに続いてスペーサ作製工程ＳＰ３において、基材６にフォトレジスト膜を作製した後、露光、現像処理し、これによりスペーサ１２を作製する。なお、上述したように、ビーズスペーサを用いてもよい。
続いて、配向層作製工程ＳＰ４において、スペーサ１２を作製した基材６の上に、また透明電極１６を作製した基材１５の上に、ポリイミド樹脂層の塗工液を塗工した後、乾燥、加熱処理し、これによりポリイミド膜を作製する。またこのポリイミド膜をラビング処理し、これにより配向層１３、１７を作製する。なお、上述したように、ラビング処理は、必須ではなく、行わなくてもよい。
また続いてこの製造工程は、封止工程ＳＰ５において、配向層１３を作製した基材６に、ディスペンサーを使用して枠形状によりシール材を塗布した後、この枠形状により囲まれる所定位置に、ディスペンサーを使用して液晶層８に係る液晶材料を滴下する。なお、シール材はディスペンサーに限らず、スクリーン印刷で形成してもよい。
その後、この製造工程は、第１基材１５、第２基材６を積層した後、押圧して加熱し、これにより液晶層８を挟持するようにして、第１積層体５Ｕ及び第２積層体５Ｄをシール材１９により貼り合せて一体化し、調光フィルム１を作製する。このとき、第２基材６と第１基材１５の遅相軸とが平行となるようにする。
その後、この製造工程は、第１基材１５、第２基材６を積層した後、押圧して加熱し、これにより液晶層８を挟持するようにして、第１積層体５Ｕ及び第２積層体５Ｄをシール材１９により貼り合せて一体化し、調光フィルム１を作製する。このとき、第２基材６と第１基材１５の遅相軸とが平行となるようにする。
（実施例１）
両面にハードコート層が作製されたポリカーボネートによるフィルム材を基材として用い、第１基材１５、第２基材６の遅相軸Ｌ１が平行となるように調光フィルム１を作製した。第１基材１５、第２基材６の熱膨張係数は７．０×１０－５／℃以下である。なお、第１基材１５、第２基材６には、上述したように他の材料を用いてもよく、例えば、ＰＥＴを素材として用いた場合には、第１基材１５、第２基材６の熱膨張係数は２．０×１０－５／℃である。
そしてその調光フィルム１を、－４０℃と８０℃との間で冷却加熱するヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクルの回数は３０回である。
その結果、調光フィルム１において、第２基材６と第１基材１５の端部において剥離が生じないことを確認した。すなわち、シール材１９と第２基材６との間、シール材１９と配向層１３、１７との間の剥がれや、シール材１９の破損等は観察されなかった。
両面にハードコート層が作製されたポリカーボネートによるフィルム材を基材として用い、第１基材１５、第２基材６の遅相軸Ｌ１が平行となるように調光フィルム１を作製した。第１基材１５、第２基材６の熱膨張係数は７．０×１０－５／℃以下である。なお、第１基材１５、第２基材６には、上述したように他の材料を用いてもよく、例えば、ＰＥＴを素材として用いた場合には、第１基材１５、第２基材６の熱膨張係数は２．０×１０－５／℃である。
そしてその調光フィルム１を、－４０℃と８０℃との間で冷却加熱するヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクルの回数は３０回である。
その結果、調光フィルム１において、第２基材６と第１基材１５の端部において剥離が生じないことを確認した。すなわち、シール材１９と第２基材６との間、シール材１９と配向層１３、１７との間の剥がれや、シール材１９の破損等は観察されなかった。
（比較例）
図３は比較例の調光フィルム１’における第２基材６’、第１基材１５’の配置を説明する図である。
実施例と同様に両面にハードコート層が作製されてなるポリカーボネートによるフィルム材を基材として用い、第２基材６’、第１基材１５’の遅相軸Ｌ１が直交するように調光フィルム１’を作製した。第２基材６’、第１基材１５’の熱膨張係数は、比較例においても７．０×１０－５／℃以下である。
そしてその調光フィルム１’を、実施例と同様に、－４０℃と８０℃との間で冷却加熱するヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクルの回数は３０回である。
その結果、調光フィルム１’において、第２基材６’と第１基材１５’の端部において剥離が生じることを確認した。すなわち、シール材と第２基材６’との間、シール材と配向層１３、１７との間の剥がれが観察された。
図３は比較例の調光フィルム１’における第２基材６’、第１基材１５’の配置を説明する図である。
実施例と同様に両面にハードコート層が作製されてなるポリカーボネートによるフィルム材を基材として用い、第２基材６’、第１基材１５’の遅相軸Ｌ１が直交するように調光フィルム１’を作製した。第２基材６’、第１基材１５’の熱膨張係数は、比較例においても７．０×１０－５／℃以下である。
そしてその調光フィルム１’を、実施例と同様に、－４０℃と８０℃との間で冷却加熱するヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクルの回数は３０回である。
その結果、調光フィルム１’において、第２基材６’と第１基材１５’の端部において剥離が生じることを確認した。すなわち、シール材と第２基材６’との間、シール材と配向層１３、１７との間の剥がれが観察された。
以上、本実施形態によると、液晶層８を挟んで上下に配置された第２基材６と第１基材１５との遅相軸方向が同じである。したがって、第２基材６と第１基材１５との間の伸縮の差が小さく、第２基材６と第１基材１５との間の端部における、シール材との剥離を抑制することができ、調光フィルムの耐久性を向上することができる。
特に、本実施形態で液晶層８は、ゲストホスト方式の液晶層８である。ゲストホスト方式は、偏光板が不要である。偏光板は、熱収縮が非常に大きい。
本実施形態によると、ゲストホスト方式により偏光板を使用しないので、全体の熱的なゆがみが格段に抑えられ、シール材１９の決壊を抑えることができる。
特に、第１基材１５及び第２基材６が５００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下など薄い場合には、偏光板を用いると熱収縮により第１基材１５及び第２基材６が破壊される可能性があるが、本実施形態の場合、そのような可能性が低減される。
特に、本実施形態で液晶層８は、ゲストホスト方式の液晶層８である。ゲストホスト方式は、偏光板が不要である。偏光板は、熱収縮が非常に大きい。
本実施形態によると、ゲストホスト方式により偏光板を使用しないので、全体の熱的なゆがみが格段に抑えられ、シール材１９の決壊を抑えることができる。
特に、第１基材１５及び第２基材６が５００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下など薄い場合には、偏光板を用いると熱収縮により第１基材１５及び第２基材６が破壊される可能性があるが、本実施形態の場合、そのような可能性が低減される。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態の調光フィルムを示す断面図である。
第２実施形態は、第２基材６、及び、第１基材１５の素材を、面内の屈折率異方性が第１実施形態よりも大幅に小さい材料を用いた点が、本発明の構成としては、第１実施形態と大きく異なる。なお、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。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、第２実施形態の調光フィルムを示す断面図である。
第２実施形態は、第２基材６、及び、第１基材１５の素材を、面内の屈折率異方性が第１実施形態よりも大幅に小さい材料を用いた点が、本発明の構成としては、第１実施形態と大きく異なる。なお、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２基材６、及び、第１基材１５には、無延伸のポリカーボネートを用いており、第２基材６、及び、第１基材１５の面内の位相差は１５ｎｍ以下となっている。
先に説明した第１実施形態では、延伸されたポリカーボネートを用いている。延伸の程度にもよるが、延伸されたポリカーボネートでは、第２基材６、及び、第１基材１５の面内の位相差は１００ｎｍ～６００ｎｍ程度と非常に大きな値である。これに対して、第２実施形態では、上述したように、第２基材６、及び、第１基材１５の面内の位相差は１５ｎｍ以下となっている。
先に説明した第１実施形態では、延伸されたポリカーボネートを用いている。延伸の程度にもよるが、延伸されたポリカーボネートでは、第２基材６、及び、第１基材１５の面内の位相差は１００ｎｍ～６００ｎｍ程度と非常に大きな値である。これに対して、第２実施形態では、上述したように、第２基材６、及び、第１基材１５の面内の位相差は１５ｎｍ以下となっている。
基材の遅相軸及び位相差を測定する測定装置としては、大塚電子製のＲＥＴＳ－１００、王子計測機器製のＫＯＢＲＡ－ＷＲが候補としてある独自の平行ニコル回転法を用いた偏光解析装置を用いる。そして、試料の上下に偏光板（偏光子・検光子）をおき、単一波長光束を偏光子側から照射し、偏光子・検光子を平行ニコルに保ちながら光線軸回りに一回転したときの、透過光強度の角度依存性から試料の位相差を求める。
第２実施形態の第２基材６、及び、第１基材１５は、第１実施形態よりも面内の位相差が小さいが、遅相軸は、第1実施形態と同様に、屈折率が最大となる方向を向いた軸として定義できる。
なお、実際には、上述のように各基材上には、透明電極や、配向層が形成されている場合があるが、配向層は位相差を有さないため基材上に設けた状態で上記測定をしても測定結果に影響はない。しかし、透明電極は位相差を有する場合があるため、基材上に透明電極が設けられている状態で測定するときは、透明電極のリタデーションＲｅが、Ｒｅ＜１０ｎｍであることが望ましく、Ｒｅ＜５ｎｍであることがより望ましい。
第２実施形態の第２基材６、及び、第１基材１５は、第１実施形態よりも面内の位相差が小さいが、遅相軸は、第1実施形態と同様に、屈折率が最大となる方向を向いた軸として定義できる。
なお、実際には、上述のように各基材上には、透明電極や、配向層が形成されている場合があるが、配向層は位相差を有さないため基材上に設けた状態で上記測定をしても測定結果に影響はない。しかし、透明電極は位相差を有する場合があるため、基材上に透明電極が設けられている状態で測定するときは、透明電極のリタデーションＲｅが、Ｒｅ＜１０ｎｍであることが望ましく、Ｒｅ＜５ｎｍであることがより望ましい。
材料が延伸されると、物理的特性に異方性が顕著に現われ、本発明で着目している熱膨張係数についても、異方性が顕著に発現する。具体的には、第１実施形態においても説明したように、延伸方向の熱膨張係数（線膨張係数）が小さくなり、遅相軸は延伸方向を向く。
ここで、面内の位相差は、材料が延伸されたか否かによって大きな影響を受け、延伸されるほど位相差が大きくなる傾向にある。さらに、無延伸であるとして作製された素材であっても、例えば、製造過程における搬送装置による搬送時等に、一方向に力が作用することにより屈折率の異方性が生じ、位相差が生じることが確認されている。一方で、材料が延伸されたか否かは、材料単体を観察しても容易には判別が困難である。
ここで、面内の位相差は、材料が延伸されたか否かによって大きな影響を受け、延伸されるほど位相差が大きくなる傾向にある。さらに、無延伸であるとして作製された素材であっても、例えば、製造過程における搬送装置による搬送時等に、一方向に力が作用することにより屈折率の異方性が生じ、位相差が生じることが確認されている。一方で、材料が延伸されたか否かは、材料単体を観察しても容易には判別が困難である。
第２実施形態では、第２基材６、及び、第１基材１５には、無延伸のポリカーボネートを用いているが、その場合においても、第２基材６、及び、第１基材１５の遅相軸の方向を平行に揃えて配置することとした。これにより、第２基材６と第１基材１５との間の伸縮の差がさらに小さくなり、第２基材６と第１基材１５との間の端部における、シール材との剥離を抑制することができ、調光フィルムの耐久性を、さらに向上することができる。また、遅相軸を用いて第２基材６、及び、第１基材１５の向きを合せるので、見た目では判別不可能な位相差の面内異方性の方向を一致させることが可能である。なお、第２実施形態では、無延伸のポリカーボネートを用いていることから、熱膨張時の面内の伸縮の異方性は、第１実施形態の場合と比べると小さい。よって、第２実施形態では、第２基材６、及び、第１基材１５の遅相軸の方向を平行に揃えて配置するときの許容されるばらつき、すなわち、第２基材６、及び、第１基材１５の遅相軸の方向が厳密な平行とならずに平行とみなせる範囲を広げることが可能である。よって、第１実施形態に比べ、第２基材６、及び、第１基材１５の遅相軸の方向が厳密に平行でなくても、シール材の剥離を抑制するという効果を奏することが可能である。なお、この許容範囲については、要求される耐久性によって適宜増減可能な設計事項である。よって、本発明における遅相軸の方向を「平行」とする範囲には、上述した本願発明の効果を得られる範囲において許容される範囲の平行（厳密には、非平行な関係）も含まれるものである。
なお、基材の他にも、第２実施形態の調光フィルムについては、第１実施形態と異なる点がある。
第２実施形態の第２配向層１３及び第１配向層１７は、ラビング処理を一切行っていない構成とした。
また、第２実施形態のスペーサ１２は、ビーズスペーサにより構成した。
なお、これらの点については、第１実施形態でも説明したように、他の構成としてもよい。すなわち、第２実施形態においても、第２配向層１３及び第１配向層１７は、ラビング処理を行って作製してもよいし、第２実施形態のスペーサ１２は、フォトレジストを用いて作製してもよい。
また、第２実施形態の基材は、無延伸のポリカーボネートを用いたが、例えば、無延伸のＰＥＴを基材に用いてもよい。
第２実施形態の第２配向層１３及び第１配向層１７は、ラビング処理を一切行っていない構成とした。
また、第２実施形態のスペーサ１２は、ビーズスペーサにより構成した。
なお、これらの点については、第１実施形態でも説明したように、他の構成としてもよい。すなわち、第２実施形態においても、第２配向層１３及び第１配向層１７は、ラビング処理を行って作製してもよいし、第２実施形態のスペーサ１２は、フォトレジストを用いて作製してもよい。
また、第２実施形態の基材は、無延伸のポリカーボネートを用いたが、例えば、無延伸のＰＥＴを基材に用いてもよい。
（他の実施形態）
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。
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。
すなわち上述の実施形態では、ＴＮ方式、ＶＡ方式により液晶材料を駆動する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＩＰＳ方式により駆動する場合にも広く適用することができる。
また上述の第１実施形態では、フォトレジストによりスペーサを作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、いわゆるビーズスペーサを適用するようにしてもよい。
なお、各実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
１ 調光フィルム
４ 液晶セル
５Ｄ 第２積層体
５Ｕ 第１積層体
６ 第２基材
８ 液晶層
１１ 第２透明電極
１２ スペーサ
１３ 第２配向層
１５ 第１基材
１６ 第１透明電極
１７ 第１配向層
１９ シール材
４ 液晶セル
５Ｄ 第２積層体
５Ｕ 第１積層体
６ 第２基材
８ 液晶層
１１ 第２透明電極
１２ スペーサ
１３ 第２配向層
１５ 第１基材
１６ 第１透明電極
１７ 第１配向層
１９ シール材
Claims (6)
- 透明なフィルム状の第１基材を少なくとも有する第１積層体と、
透明なフィルム状の第２基材を少なくとも有する第２積層体と、
前記第１積層体と前記第２積層体との間に挟持された液晶と、
前記第１積層体及び前記第２積層体の少なくとも一方に設けられた透明電極と、を備え、
前記透明電極の駆動により前記液晶の配向を制御して透過光を制御する調光フィルムにおいて、
前記第１基材の遅相軸と前記第２基材の遅相軸とが平行であり、
前記第１基材及び前記第２基材それぞれの面内位相差は、１５ｎｍ以下である調光フィルム。 - 前記第１基材及び前記第２基材の熱膨張係数が７．０×１０－５／℃以下である、
請求項１に記載の調光フィルム。 - 前記第１基材及び前記第２基材が、
ポリカーボネートフィルム、ＣＯＰフィルム、ＰＥＴフィルムのいずれかである、
請求項１又は請求項２に記載の調光フィルム。 - 前記液晶に、二色性色素が混合されている、
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の調光フィルム。 - 透明部材と、
前記透明部材に配置される請求項１から請求項４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。 - 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の調光フィルムが、外光が入射する部位に配置された車両。
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