JP7110547B2 - 調光フィルム - Google Patents
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Description
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、被貼着物に貼着された際に、温度変化による剥離が生じにくい調光フィルムを提供することを目的とする。
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等の調光を図る部位に、粘着剤層等により貼り付けて使用され、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。
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。
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、ポリカーボネート、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。
なお、本実施形態では遅相軸を例にして説明するが、複屈折の「主軸」であればよく、進相軸でも同様である。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。
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。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。
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。
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、光の透遮を制御することができる。
ホストとして、TN液晶(twisted Nematic 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。
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が直交するように第1基材15、第2基材6が配置される。
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が小さくなり、遅相軸は延伸方向を向く。
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、第1基材15と第2基材6との間での剥離が生じる可能性があるからである。
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。
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。
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の遅相軸とを直交させる。
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が直交す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。
そしてその調光フィルム1を、ガラス板に貼着し、-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、調光フィルム1とガラス板との端部において剥離が生じないことを確認した。
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が平行とな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、調光フィルム1’とガラス板との端部において剥離が確認された。
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。
そして、調光フィルム1とガラスとの間の貼り合せ部材との間に熱収縮の大きい偏光板が入らないので、基材と偏光板との間、偏光板とガラスとの間での剥がれといった問題が生じない。
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。
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 (4)
- 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、
前記液晶に、二色性色素が混合されており、
前記第1基材と前記第2基材とは、同一の材料により形成された1軸延伸基材であり、
前記第1基材の遅相軸と前記第2基材の遅相軸とが直交する調光フィルム。 - 前記第1基材と前記第2基材との厚みの差が10μm以内である請求項1に記載の調光フィルム。
- 前記第1基材及び前記第2基材の熱膨張係数が7.0×10-5/℃以下である透明フィルム基材を用いた請求項1又は請求項2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フィルムの何れかである請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の調光フィルム。
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