JP7468142B2 - Light control device - Google Patents
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Description
本発明は、調光フィルムを備えた調光装置に関するものである。 The present invention relates to a light control device equipped with a light control film.
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フィルムやこれを用いた調光装置に関する工夫が種々に提案されている。
このような調光フィルムの1つに、液晶を利用したものがある(例えば、特許文献1)。液晶を利用した調光フィルムは、透明電極を作製した2枚の透明フィルム材により液晶を挟持し、透明電極間に電圧を印加することにより液晶分子の配向を変更して外来光の透過量を制御している。
2. Description of the Related Art Various proposals have been made so far with respect to light control films that are attached to windows to control the transmission of external light, and light control devices using the same.
One such light control film uses liquid crystal (see, for example, Patent Document 1). In light control films using liquid crystal, liquid crystal is sandwiched between two transparent film materials with transparent electrodes, and the amount of external light transmitted is controlled by changing the orientation of the liquid crystal molecules by applying a voltage between the transparent electrodes.
このような調光装置は、外来光の透過光量を制御可能である。しかし、調光装置においては、単に透過光量を変化させるだけではなく、より広範囲の用途や、意匠性の向上等が望まれている。 Such light control devices can control the amount of external light that passes through. However, there is a demand for light control devices that can be used in a wider range of applications and have improved design features, rather than simply changing the amount of light that passes through.
本開示の実施形態の課題は、より意匠性の高い調光装置を提供することである。 The objective of the embodiment of the present disclosure is to provide a light control device with a more aesthetically pleasing design.
本開示の実施形態は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
第1の開示の実施形態は、第1電極(11)と、第2電極(16)と、液晶材料と二色性色素とを含むゲストホスト型であって前記第1電極と前記第2電極との間の電位差によって光の透過率が変化する液晶層(8)とを備え、前記電位差が第1の電位差の場合に遮光状態となり、前記電位差が前記第1の電位差よりも大きい第2の電位差の場合に透光状態となる調光フィルム(1)を備える調光装置であって、前記調光フィルムは、複数のセグメント(SG1~SG7)に分割されており、前記第1電極及び前記第2電極の少なくとも一方が、複数の前記セグメントに対応して分割された複数の部分電極(161~167)からなり、複数の前記セグメントに対して、個別に、前記電位差を前記第1の電位差と前記第2の電位差との間で切り替える制御部(23)を備え、前記液晶層は、前記電位差を前記第2の電位差から前記第1の電位差へと切り替えた直後に、ヘイズ値が最大となって次第に減少し、前記制御部は、前記調光フィルムを透光状態から遮光状態へと切り替えるときに、複数の前記セグメントの配列方向に沿って、順に、所定の時間Tごとに、前記セグメントにおける前記電位差を前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替える調光装置(20)である。
第2の開示の実施形態は、第1の開示の実施形態の調光装置において、前記液晶層(8)における前記電位差が前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替えられたときから、前記ヘイズ値の変化がほぼなくなるまでの時間を時間T0とするとき、前記所定の時間Tは、T≦T0を満たす調光装置(20)である。
第3の開示の実施形態は、第2の開示の実施形態の調光装置において、前記時間T0は、ある時点でのヘイズ値をHtとし、その時点よりも前7秒間のヘイズ値の平均値をHaとしたとき、ヘイズ値の変化率Rhを、Rh=|(Ha-Hb)/Hb×100| という式で定義したとき、前記液晶層(8)における前記電位差が前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替えられたときから、上記式で定義される前記ヘイズ値の変化率Rhが1%未満となるまでの時間である調光装置(1)である。
第4の開示の実施形態は、第1から第3までのいずれかの開示の実施形態の調光装置において、前記液晶層(8)の厚さをd、前記液晶層に含まれる液晶分子のカイラルピッチをpとするとき、その比d/pが2.25≦d/p≦6.0を満たす調光装置(20)である。
第5の開示の実施形態は、第1から第4の開示の実施形態のいずれかの調光装置において、前記液晶層(8)における前記電位差が前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替えられたときから、前記液晶層の光の透過率の低下の変化がほぼなくなるまでの時間を時間Tpとするとき、前記所定の時間Tは、T≦Tpを満たす調光装置(20)である。
第6の開示の実施形態は、第5の開示の実施形態の記載の調光装置において、前記時間Tpは、ある時点での光の透過率をKtとし、その時点よりも前7秒間の光の透過率の平均値をKaとしたとき、光の透過率の変化率Rt[%]を、Rt=|(Kt-Ka)/Ka×100|という式で定義したとき、前記液晶層(8)における前記電位差が前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替えられたときから、上記式で定義される前記光の透過率の変化率Rtが1%未満となるまでの時間である調光装置(20)である。
The embodiments of the present disclosure solve the above problems by the following solving means. Note that, for ease of understanding, the embodiments will be described with corresponding reference numerals, but are not limited thereto.
A first disclosed embodiment is a light control device including a first electrode (11), a second electrode (16), and a liquid crystal layer (8) of a guest-host type containing a liquid crystal material and a dichroic dye, the light transmittance of which changes depending on a potential difference between the first electrode and the second electrode, the light control film (1) being in a light-shielding state when the potential difference is a first potential difference and in a light-transmitting state when the potential difference is a second potential difference that is larger than the first potential difference, the light control film being divided into a plurality of segments (SG1 to SG7), and at least one of the first electrode and the second electrode being divided corresponding to the plurality of segments. The light control device (20) is composed of a plurality of partial electrodes (161-167) and includes a control unit (23) that switches the potential difference between the first potential difference and the second potential difference individually for a plurality of the segments, the liquid crystal layer having a maximum haze value immediately after switching the potential difference from the second potential difference to the first potential difference and then gradually decreasing, and the control unit switches the potential difference in the segments from the second potential difference to the first potential difference in sequence at predetermined time intervals T along the arrangement direction of the plurality of the segments when switching the light control film from a light-transmitting state to a light-blocking state.
A second disclosed embodiment is a dimming device (20) of the first disclosed embodiment, in which when the time from when the potential difference in the liquid crystal layer (8) is switched from the second potential difference to the first potential difference to when the change in the haze value is almost eliminated is defined as time T0, the specified time T satisfies T≦T0.
A third disclosed embodiment is a light control device (1) according to the second disclosed embodiment, wherein the time T0 is a time from when the potential difference in the liquid crystal layer (8) is switched from the second potential difference to the first potential difference until the rate of change in the haze value Rh defined by the formula Rh=|(Ha−Hb)/Hb×100| becomes less than 1%, where Ht is a haze value at a certain point in time and Ha is an average value of the haze value for 7 seconds prior to that point in time.
A fourth disclosed embodiment is a dimming device (20) according to any one of the first to third disclosed embodiments, in which the ratio d/p satisfies 2.25≦d/p≦6.0, where d is the thickness of the liquid crystal layer (8) and p is the chiral pitch of the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer.
A fifth disclosed embodiment is a dimming device (20) in which, in any of the first to fourth disclosed embodiments, when the time Tp is the time from when the potential difference in the liquid crystal layer (8) is switched from the second potential difference to the first potential difference to when the change in the decrease in the light transmittance of the liquid crystal layer is almost eliminated, the specified time T satisfies T≦Tp.
A sixth disclosed embodiment is a light control device (20) according to the fifth disclosed embodiment, wherein the time Tp is a time from when the potential difference in the liquid crystal layer (8) is switched from the second potential difference to the first potential difference until the rate of change Rt of the light transmittance defined by the formula Rt = |(Kt-Ka)/Ka
本開示の実施形態によれば、より意匠性の高い調光装置を提供することができる。 According to the embodiment of the present disclosure, it is possible to provide a light control device with a more aesthetically pleasing design.
以下、図面等を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、図1を含め、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、適宜誇張している。
また、板、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。
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings etc. Note that each of the drawings shown below, including Fig. 1, is a schematic diagram, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated for ease of understanding.
Furthermore, the terms plate, film, etc. are used, but in general usage, they are used in the order of thickness, plate, sheet, film, and so on, and this specification follows suit. However, since such distinction in usage has no technical meaning, these terms can be used interchangeably as appropriate.
本明細書中において、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、同様の光学的機能を奏し、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。
さらに、本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値及び材料名等は、実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく、適宜選択して使用してよい。
In this specification, terms specifying shapes or geometric conditions, such as parallel and orthogonal, are intended to include not only their strict meanings but also states that have a similar optical function and have an error that can be regarded as parallel or orthogonal.
Furthermore, the numerical values such as the dimensions of each component and the names of materials described in this specification are merely examples of embodiments, and are not intended to be limiting, and may be appropriately selected and used.
(実施形態)
図1は、本実施形態の調光装置20に用いられる調光フィルム1の断面の一部を拡大した図である。
図2は、本実施形態の調光装置20に用いられる調光フィルム1の平面視を示す図である。
調光フィルム1は、例えば、車両のサンルーフや窓等の調光を図る部位に、合わせガラスとなる2枚のガラス板の間に、PVB等の中間膜とともに挟持され、印加される電圧の変化に応じて透過光を制御する部材である。また、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、車両のサンルーフ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してもよい。本実施形態では、合わせガラスに挟持され、車両のサイドウィンドウに設けられる例を挙げて説明する。
(Embodiment)
FIG. 1 is an enlarged view of a part of a cross section of a
FIG. 2 is a diagram showing a plan view of the
The
また、調光フィルム1は、図2に示すように、複数の領域(以下、適宜、各領域をセグメントと呼ぶ)を有している。なお、図2等では、理解を容易とするために、各領域の境界線を破線によって示している。
本実施形態では、一例として、調光フィルム1は、図2に示すように、矢印d方向に沿って、等幅の7つのセグメントSG1~SG7を有し、これらが隣接して配列されている例を挙げて説明する。
In addition, the
In this embodiment, as an example, the
調光フィルム1は、図1に示すように、フィルム状の第1積層体5Dと第2積層体5Uとで液晶層8を挟持し、液晶層8への電界を変化させて透過光を制御するゲストホスト方式による調光フィルム1である。
第1積層体5Dは、透明フィルム材である第1基材6に、第1電極11、第1配向膜13、スペーサ12が配置されて形成されている。第2積層体5Uは、透明フィルム材である第2基材15に、第2電極16及び第2配向膜17が配置されて形成されている。
第2積層体5U及び第1積層体5Dに設けられた第1電極11及び第2電極16の駆動により、液晶層8内の電界の強さが変化する。
As shown in Figure 1, the light-controlling
The
The strength of the electric field in the
第1基材6及び第2基材15は、この種のフィルム材に適用可能な種々の透明フィルム材を適用することができる。本実施形態の第1基材6及び第2基材15は、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)が適用される。これに限らず、第1基材6及び第2基材15は、調光フィルム1の使用される環境や目的等に応じて、COP(シクロオレフィンポリマー)フィルム、TACフィルム、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルム(PCフィルム)等の各種の透明フィルム材を用いることができる。
The
図3は、本実施形態の調光フィルム1の第1電極11及び第2電極16の形態を説明する図である。図3では、理解を容易にするために、調光フィルム1を構成する第1電極11及び第2電極16以外の図示を省略して示している。
第1電極11及び第2電極16は、いわゆる、透明電極であり、この種のフィルム材に適用される各種の電極材料を適用することができる。本実施形態では、第1電極11及び第2電極16は、ITO(Indium Tin Oxide)による透明電極材により形成される。
第1電極11及び第2電極16の間の電位差が、液晶層8に印加される電圧となる。
3 is a diagram illustrating the configuration of the
The
The potential difference between the
本実施形態では、図3に示すように、第2電極16は、調光フィルム1の各セグメントに応じて、矢印d方向(図2参照)に沿って7分割され、それぞれ個別に駆動電源を供給可能な絶縁された複数の部分電極161~167として第2基材15上に形成されている。また、第2電極16に対向する第1電極11は、分割されることなく第1基材6上の液晶層8が形成されている領域の全面に形成されている。
第1電極11及び第2電極16がこのように設けられることにより、調光フィルム1は、セグメントSG1~SG7について、独立して個別に印加する電圧(第1電極11と第2電極16との間の電位差)を調整でき、そのセグメントの光の透過率を変更することができる。
なお、以降の明細書中の記載において、「透過率」とは、特に断りがある場合を除いて、光(特に、可視光線)の透過率(全光線透過率)を意味するものとする。
3, in this embodiment, the
By arranging the
In the following description of the specification, unless otherwise specified, "transmittance" refers to the transmittance of light (particularly visible light) (total light transmittance).
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。本実施形態のスペーサ12は、図1に示すように、ビーズスペーサである。
なお、スペーサ12は、これに限らず、フォトレジストにより第1電極11が作製された第1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作製された柱状等のスペーサとしてもよい。このとき、スペーサ12は、第2積層体5Uに設けてもよく、第2積層体5U及び第1積層体5Dの双方に設けてもよい。
The
The
第1配向膜13及び第2配向膜17は、ポリイミド樹脂層をラビング処理して作製される。なお、第1配向膜13及び第2配向膜17は、液晶層8に係る液晶材料に対して配向規制力を発現可能な各種の構成を適用することができ、いわゆる光配向膜により作製してもよい。
この場合、光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を適用することができるが、例えば一旦配向した後には、紫外線の照射によって配向が変化しない、二量化型の材料を適用することができる。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。
The
In this case, the photo-alignment material may be any of various materials to which a photo-alignment method can be applied, and may be, for example, a dimerization-type material whose alignment does not change by irradiation with ultraviolet light once aligned. This photo-dimerization-type material is disclosed in "M. Schadt, K. Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov: Jpn. J. Appl.Phys., 31, 2155 (1992)" and "M. Schadt, H. Seiberle and A. Schuster: Nature, 381, 212 (1996)" and the like.
なお、本実施形態では、調光フィルム1は、配向不良等による外観不良を抑制する観点からラビング処理された第1配向膜13及び第2配向膜17を用いる例を示しているが、外観不良等が問題にならない場合等には、ラビング処理や光配向処理等を行わない配向膜を用いてもよい。
また、本実施形態のように、調光フィルム1が複数のセグメントに分割され、セグメントが個別に駆動される形態である場合、セグメント形成のために第1電極11及び第2電極16の一部もしくは全部が除去された形態としてもよく、その際に、第1配向膜13及び第2配向膜17の一部もしくは全部が除去された形態としてもよいし、さらに、第1基材6及び第2基材15の一部が除去される形態としてもよい。
In this embodiment, the light-controlling
Furthermore, in the case of the present embodiment where the
調光フィルム1は、液晶層8を囲むように、シール材19が配置され、このシール材19により第2積層体5U、第1積層体5Dが一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。
In the
液晶層8は、液晶材料と二色性色素とを含みゲストホスト方式で駆動される。
液晶層8を形成する液晶材料は、ネマティック液晶が用いられる。液晶材料は、カイラル剤を含み、カイラル剤の含有量を調整することにより、液晶分子のカイラルピッチpを調整することができる。カイラルピッチとは、液晶層8の厚み方向において、液晶分子が1周期(360°)ねじれる際の距離である。
カイラル剤は、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、ネマティック液晶に螺旋構造を誘起する。カイラル剤は、例えば、S-811、R811、CB-15、MLC6247、MLC6248、R1011、S1011(いずれも、メルク社製)等が用いられる。
The
Nematic liquid crystal is used as the liquid crystal material forming the
The chiral agent is a low molecular weight compound having an optically active site, and induces a helical structure in the nematic liquid crystal. Examples of the chiral agent include S-811, R811, CB-15, MLC6247, MLC6248, R1011, and S1011 (all manufactured by Merck).
二色性色素は、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる色素である。液晶層8(調光フィルム1)に印加される電圧の変化によって、液晶分子の配向状態が変化すると、液晶分子の配向状態の変化に応じて二色性色素の配向状態も変化する。二色性色素は、例えば、LSY-116、LSR-401、LSR-405、LSB-278、LSB-350、LSB-335(いずれも、三菱化成社製)等が用いられる。 A dichroic dye is a dye whose absorbance in the long axis direction of the molecule is different from that in the short axis direction. When the orientation state of the liquid crystal molecules changes due to a change in the voltage applied to the liquid crystal layer 8 (light control film 1), the orientation state of the dichroic dye also changes in response to the change in the orientation state of the liquid crystal molecules. Examples of dichroic dyes that can be used include LSY-116, LSR-401, LSR-405, LSB-278, LSB-350, and LSB-335 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
ここで、カイラルピッチpの測定方法について説明する。カイラルピッチとは、前述のように液晶分子が1周期(360°)ねじれる際の液晶層8の厚み方向における距離(寸法)である。
図4は、カイラルピッチpの測定方法を説明する図である。図4(a)は、測定に用いられる楔型セル30の厚み方向に平行な断面図であり、図4(b)は、楔型セル30を平面視した状態であってカイラルピッチpの測定時に観察される明暗差による縞状の模様を示している。
楔型セル30とは、2枚のガラス板31,32と、2枚のガラス板31,32の間に配置され、楔型形状を形成する台33とを備えている。この楔型セル30の厚み方向に平行な断面は、楔形形状となっており、本実施形態では、図4(a)に示すように、三角形形状となっている。ここで、楔形形状とは、一端が広く他端に至るにしたがってしだいに狭くなっている形状を意味し、三角形状や台形状を含む形状であるものとする。
Here, a method for measuring the chiral pitch p will be described. As described above, the chiral pitch is the distance (dimension) in the thickness direction of the
4A and 4B are diagrams for explaining a method for measuring the chiral pitch p. Fig. 4A is a cross-sectional view parallel to the thickness direction of a wedge-shaped
The wedge-shaped
楔型セル30の底面となるガラス板32の液晶側の面32aには、不図示の水平配向膜が形成されている。したがって、ゲストホスト型の液晶材料を楔型セル30の2枚のガラス板31,32の間に封入すると、液晶分子は、この配向膜の配向方向に沿って配向し、セルの高さに応じて旋回する。
A horizontal alignment film (not shown) is formed on the liquid
楔型セル30にゲストホスト型の液晶材料を入れると、図4(b)に示すように、液晶分子が180度旋回するごとに、明暗差による縞(ストライプ)が現れる。この縞(ストライプ)は、セルの高さHが大きくなるにつれて、その暗さが増す。また、この縞は、液晶が180度旋回することに等ピッチで現れる。
したがって、この縞の幅をaとし、縞の配列方向における楔型セル30の寸法をL、楔型セル30の最も大きいセル高さをHとし、カイラルピッチをpとすると、相似比から、以下の式が成立する。
2×a:L=p:H
When a guest-host type liquid crystal material is poured into the wedge-shaped
Therefore, if the width of the stripe is a, the dimension of the wedge-shaped
2 x a:L = p:H
以上のことから、カイラルピッチpは、以下の式で表される。
p=2×a×H/L
なお、本実施形態では、縞の幅aの寸法の測定を3回行い、その平均値をカイラルピッチpとした。また、図4では、ガラス板31,32と台33とで形成される空間全体に液晶材料が封入されている例を示しているが、これに限らず、測定に必要な縞が2本観察される分量の液晶材料が封入されていれば、カイラルピッチpの測定は、可能である。
From the above, the chiral pitch p is expressed by the following formula.
p = 2 x a x H/L
In this embodiment, the dimension of the stripe width a was measured three times, and the average value was taken as the chiral pitch p. Also, while Fig. 4 shows an example in which the liquid crystal material is filled in the entire space formed by the
このカイラルピッチpは、0.5μm以上であることが、好ましい。
螺旋構造をもつ液晶材料を液晶層8に用いた場合に、その液晶材料の平均屈折率nにカイラルピッチpをかけた値の波長の光が選択的に反射されるという現象が生じる。カイラルピッチpが0.5μm未満である場合、この現象により、可視光領域の特定の波長の光が選択反射されるため、調光フィルム1が特定の色に着色されたように見えたり、調光フィルム1の光の透過率が低下したりする可能性がある。したがって、このカイラルピッチpは、上記範囲を満たすことが好ましい。
The chiral pitch p is preferably 0.5 μm or more.
When a liquid crystal material having a helical structure is used in the
また、液晶層8の厚さ(セルギャップ)dは、2μm以上、20μm以下とすることが好ましい。
液晶層8の厚さdが2μm未満となると、そのような液晶層8を備える調光フィルム1の製造が困難となり、調光フィルム1の生産時の歩留まりが大幅に低下するため好ましくない。また、液晶層8の厚さdが20μmより大きくなると、液晶材料の使用量が大きくなり、調光フィルム1の材料コストが高くなり、好ましくない。したがって、液晶層8の厚さdは、上記範囲とすることが好ましい。
なお、厚さdが小さい液晶層8に異物が混入すると、液晶層8の厚さdよりも異物の寸法のほうが大きい場合等には、異物の混入した箇所だけ液晶層8が膨れる等して、調光フィルム1の外観が悪化することが多い。しかし、液晶層8の厚さdが十分に確保されていると、異物の混入による外観の悪化を低減できる。
The thickness (cell gap) d of the
If the thickness d of the
If a foreign object is mixed into the
本実施形態の調光フィルム1(液晶層8)は、ノーマリーダーク構造(ノーマリーブラック構造)である。ノーマリーダーク構造とは、液晶に電圧がかかっていない時に、光の透過率が最小となり、黒い画面(遮光状態)となる構造である。また、これに対して、ノーマリークリア構造とは、液晶に電圧がかかっていない時に、光の透過率が最大となり、透明(透過状態)となる構造である。
本実施形態において、液晶層8の液晶はp(ポジ)型であり、調光フィルム1(液晶層8)に電圧が印加されていない状態(第1電極11と第2電極16との間の電位差が第1の電位差である状態)では、液晶分子は、長手方向が調光フィルム1の表面方向(厚み方向に直交する方向)に倒れて旋回しており、これに伴い、二色性色素も同様に長手方向が調光フィルム1の表面方向(厚み方向に直交する方向)に倒れて旋回している。すなわち、液晶分子及び二色性色素は、水平配向している。そのため、調光フィルム1は、光(可視光線)の透過率が低く、黒く視認される遮光状態(暗状態)となっている。
The light control film 1 (liquid crystal layer 8) of this embodiment has a normally dark structure (normally black structure). The normally dark structure is a structure in which the light transmittance is at a minimum and the screen is black (light-shielding state) when no voltage is applied to the liquid crystal. In contrast, the normally clear structure is a structure in which the light transmittance is at a maximum and the screen is transparent (transmitting state) when no voltage is applied to the liquid crystal.
In this embodiment, the liquid crystal of the
一方、調光フィルム1(液晶層8)に所定の電圧が印加されている状態(第1電極11と第2電極16との間の電位差が第1の電位差よりも大きい第2の電位差である状態)では、液晶分子は、長軸方向が液晶層8の厚み方向に平行な方向となり、これに伴い、二色性色素も長軸方向が液晶層8の厚み方向に平行な方向となる。すなわち、液晶分子及び二色性色素は、垂直配向している。そのため、調光フィルム1は、光(可視光線)の透過率が高く、調光フィルム1を通して向こう側の景色が良好に視認できる透明性を有する透光状態(明状態)となる。
液晶層8に印加される電圧について、透光状態での電圧を透光時電圧、遮光状態での電圧を遮光時電圧と呼ぶ。すなわち、第1電極11と第2電極16との間の電位差が、第2の電位差であるとき、液晶層8には透光時電圧が印加されており、第1電極11と第2電極16との間の電位差が第1の電位差であるとき、液晶層8には遮光時電圧が印加されている。透光時電圧は、遮光時電圧よりも大きい。
On the other hand, when a predetermined voltage is applied to the light-controlling film 1 (liquid crystal layer 8) (when the potential difference between the
Regarding the voltage applied to the
ここで、本実施形態の調光フィルム1の液晶層8に印加されている電圧が透光時電圧から遮光時電圧へと変化した場合、すなわち、液晶層8にかかる電位差(第1電極11と第2電極16との間の電位差)が第2の電位差から第1の電位差へと変化した場合の調光フィルム1の見えの変化等についてさらに説明する。
液晶層8にかかる電位差が第2の電位差から第1の電位差へと変化すると、液晶分子及び二色性色素の長軸方向は、厚み方向に平行な方向から、液晶層8(調光フィルム1)の表面方向(厚み方向に直交する方向)に倒れて旋回した状態へ変化する。
このとき、液晶分子や二色性色素の長軸方向の変化は、第1配向膜13及び第2配向膜17による規制力やカイラル剤の規制力によるものであり、電圧による規制力に比べて弱いため、変化に数秒~数十秒程度の時間がかかる。
そのため、液晶層8(調光フィルム1)の光の透過率は、液晶層8における電位差を第2の電位差から第1の電位差に切り替えた直後に大きく低下した後、時間の経過とともに、次第に緩やかに低下していき、所定の時間が経過した後、液晶層8は遮光状態となる。
Here, we further explain the changes in appearance of the light-controlling
When the potential difference applied to the
At this time, the change in the long axis direction of the liquid crystal molecules and the dichroic dye is due to the regulating force of the
Therefore, the light transmittance of the liquid crystal layer 8 (light-controlling film 1) drops significantly immediately after the potential difference in the
また、液晶分子及び二色性色素の長軸方向の変化により、調光フィルム1において、電位差を切り替えた直後に、曇った状態、すなわち、ヘイズ状態が観察される。これは、液晶分子及び二色性色素の長軸方向が上述のように変化する過程において、液晶層8を透過する光が散乱されることによって生じる。このヘイズ状態でのヘイズ値は、液晶層8における電位差を第2の電位差から第1の電位差に切り替えた直後に上昇して最大値となり、時間の経過とともに次第に小さくなるという特徴を有する。
なお、ヘイズ値とは、全光線透過率における拡散透過率(拡散光線透過率)の割合である。すなわち、調光フィルム1の透明性に関する指標で、濁度(曇度)を表す。ヘイズ値が大きいと、調光フィルム1は、曇った状態(ヘイズ状態)となる。
Furthermore, due to the change in the long axis directions of the liquid crystal molecules and the dichroic dye, a cloudy state, i.e., a haze state, is observed in the
The haze value is the ratio of the diffuse transmittance (diffuse light transmittance) to the total light transmittance. That is, it is an index of the transparency of the
液晶層8における電位差を第2の電位差から第1の電位差に切り替えると、透過率が最大でありヘイズ値が低い透光状態であった調光フィルム1は、透過率が透光状態よりも小さい中間調状態となり、時間の経過とともに次第に透過率が低下し、透過率が最小値となる遮光状態となる。また、中間調状態において、調光フィルム1のヘイズ値は、液晶層の電位差の切り替え直後には最大となって曇って視認され、その後、時間の経過とともにヘイズ値が減少していき、遮光状態において最小となる。
When the potential difference in the
次に、本実施形態の調光フィルム1の液晶層8に印加されている電圧が遮光時電圧から透光時電圧へと変化した場合、すなわち、液晶層8に係る電位差(第1電極11と第2電極16との間の電位差)が第1の電位差から、第1の電位差よりも大きい第2の電位差へと変化した際の調光フィルム1の見えの変化について説明する。
液晶層8にかかる電位差が第1の電位差から第2の電位差へと変化すると、液晶分子及び二色性色素の長軸方向は、液晶層8(調光フィルム1)の表面方向(厚み方向に直交する方向)に倒れて旋回した状態から厚み方向に平行な方向へと変化する。
このとき、液晶分子及び二色性色素の長軸方向の変化は、電圧による規制力によるものであり、第1配向膜13及び第2配向膜17による規制力やカイラル剤の規制力に比べて大きく、変化に要する時間は非常に短く、1秒以下である。
Next, we will explain the change in appearance of the light-controlling
When the potential difference applied to the
At this time, the change in the long axis direction of the liquid crystal molecules and the dichroic dye is due to the regulating force caused by the voltage, which is greater than the regulating forces caused by the
そのため、液晶分子及び二色性色素の長軸方向の変化により、調光フィルム1において上述のようなヘイズ状態が観察されるが、上述のように、その変化に要する時間が短いため、ヘイズ状態となる時間も非常に短く、瞬間的に白く明るく光って認識される。
さらに、このとき、液晶層8(調光フィルム1)の透過率は、電位差を第1の電位差から第2の電位差へ切り替えた直後に急激に上昇し、液晶層8は透光状態となる。
したがって、液晶層8における電位差を第1の電位差から第2の電位差に切り替えると、透過率が最小でありヘイズ値が低い遮光状態であった調光フィルム1は、ヘイズ値が最大となって白く明るく視認されるヘイズ状態を経て、透過率が最大でありへイズ値が小さい透光状態へと短時間で変化する。
Therefore, due to changes in the long axis directions of the liquid crystal molecules and the dichroic dye, the above-mentioned haze state is observed in the
Furthermore, at this time, the transmittance of the liquid crystal layer 8 (light control film 1) increases rapidly immediately after the potential difference is switched from the first potential difference to the second potential difference, and the
Therefore, when the potential difference in the
図5は、本実施形態の調光装置20のブロック図である。
調光装置20は、上述の調光フィルム1と、電源供給部21と、設定部22、制御部23とを備える。電源供給部21は、調光フィルム1に印加される電圧を供給するための電源である。設定部22は、例えば、使用者が操作可能なスイッチ等であり、調光フィルム1に関して「透光状態」又は「遮光状態」を設定できる。制御部23は、設定部22からの入力に基づき、調光フィルム1の各セグメントSG1~SG7へ印加される電圧を個々に制御する部分である。
FIG. 5 is a block diagram of the
The
本実施形態の調光装置20では、設定部22により、調光フィルム1に関して「透光状態」が設定されている状態では、調光フィルム1の全面において、第1電極11と第2電極16との間の電位差が第2の電位差であり、調光フィルム1は、光の透過率が最大となる透光状態となっている。また、設定部22により、調光フィルム1に関して「遮光状態」が選択されている状態では、調光フィルム1の全面において、第1電極11と第2電極16との間の電位差が第2の電位差よりも小さい第1の電位差となり、調光フィルム1の光の透過率が最小となる遮光状態となる。
In the dimming
また、本実施形態の調光装置20では、調光フィルム1の7つのセグメントSG1~SG7に対応する部分電極161~167(図3参照)により、設定部22が、セグメントSG1~SG7に対して個別に印加する電圧を制御できる。
そして、設定部22での設定入力により、調光フィルム1の設定を「透光状態」から「遮光状態」へと切り替えたとき、制御部23は、各セグメントSG1~SG7について、配列方向(図2に示す矢印d方向)に沿って、所定の時間T[秒]ごとに順番に、各セグメントに対応する第1電極11と第2電極16との間の電位差を、第2の電位差(透光時電圧)からこれよりも小さい第1電位差(遮光時電圧)へと切り替える。
Furthermore, in the
Then, when the setting of the light-controlling
なお、液晶層8において、第1電極11と第2電極16との間の電位差を第2の電位差から第1の電位差へ切り替えてから、液晶層8(調光フィルム1)のヘイズ値が変化しなくなる状態となるまでの時間を時間T0[秒]とすると、上述の所定の時間Tは、T≦T0を満たすことが好ましい。
また、液晶層8における電位差を、第2の電位差から第1の電位差へ切り替えてから透過率の変化がなくなるまでの時間を時間Tp[秒]とすると、上述の所定の時間Tは、T≦Tpを満たすことが好ましい。
これにより、隣り合うセグメント同士での透過率及びヘイズ値に差が生じ、セグメントSG1~SG7の配列方向(図2に示す矢印d方向)において、透過率及びヘイズ値がグラデーション状に変化するように視認されるという効果が得られる。なお、この時間Tは、上記ようにT≦T0,T≦Tpを満たすのであれば、調光フィルム1の大きさやセグメントの数、使用環境等に応じて適宜設定できる。
In addition, if the time from when the potential difference between the
Furthermore, if the time from when the potential difference in the
This produces an effect that the transmittance and haze value are different between adjacent segments, and the transmittance and haze value are visually perceived as changing in a gradational manner in the arrangement direction of the segments SG1 to SG7 (the direction of the arrow d shown in FIG. 2). Note that this time T can be set appropriately according to the size of the
ここで、ヘイズ値がほぼ変化しなくなる状態とは、ヘイズ値の変化率Rh[%]を以下の式のように定義した場合に、1%未満(Rh<1%)である状態をいう。
Rh=|(Ht-Ha)/Ha×100|
上記式において、Htは、ある時点でのヘイズ値であり、Haは、その時点よりも前7秒間のヘイズ値の平均値である。
上記式で定義されるヘイズ値の変化率Rhが1%未満であるとき、ヘイズ値の変化が非常に小さく、ヘイズ値の変化がないとみなせる。
したがって、時間T0とは、液晶層8にかかる電位差を第2の電位差から第1の電位差へと切り替えたときから、上記式で求められるヘイズ値の変化率Rhが1%未満となるまでの時間である。
Here, the state in which the haze value hardly changes refers to a state in which the rate of change in the haze value Rh [%] is less than 1% (Rh<1%) when defined by the following formula.
Rh=|(Ht-Ha)/Ha×100|
In the above formula, Ht is the haze value at a certain point in time, and Ha is the average haze value for the 7 seconds prior to that point in time.
When the rate of change in haze value Rh defined by the above formula is less than 1%, the change in haze value is very small and can be regarded as no change in haze value.
Therefore, time T0 is the time from when the potential difference applied to the
また、透過率がほぼ変化しなくなる状態とは、透過率の変化率Rt[%]を以下の式のように定義した場合に、1%未満(Rt<1%)である状態をいう。
Rt=|(Kt-Ka)/Ka×100|
上記式において、Kt[%]は、ある時点での透過率であり、Ka[%]は、その時点よりも前7秒間の透過率の平均値である。
上記式で定義される透過率の変化率が1%未満であるとき(Rt<1%)、透過率の変化が非常に小さく、透過率の変化がないとみなせる。
したがって、時間Tpとは、液晶層8にかかる電位差を第2の電位差から第1の電位差へと切り替えたときから、上記式で求められる透過率の変化率Rtが1%未満となるまでの時間である。
The state in which the transmittance hardly changes refers to a state in which the rate of change in transmittance Rt [%] is less than 1% (Rt<1%) when defined by the following formula.
Rt = |(Kt-Ka)/
In the above formula, Kt [%] is the transmittance at a certain point in time, and Ka [%] is the average transmittance for 7 seconds prior to that point in time.
When the rate of change in transmittance defined by the above formula is less than 1% (Rt<1%), the change in transmittance is very small and can be regarded as no change in transmittance.
Therefore, the time Tp is the time from when the potential difference applied to the
本実施形態において、設定部22により、調光フィルム1に関して、「透光状態」から「遮光状態」への切り替えが制御部23に入力されると、制御部23は、各セグメントSG1~SG7について、その部分電極161~167に印加される電圧を制御して、セグメントの配列方向(矢印d方向)に沿って、順に、前のセグメントの液晶層8にかかる電位差を第2の電位差から第1の電位差へ切り替えてからT0秒以内かつTp秒以内であるT秒ごとに、次のセグメントの液晶層8にかかる電位差を第2の電位差から第1の電位差へと切り替える。
これにより、本実施形態の調光装置20では、調光フィルム1の全面が透光状態である状態から、セグメントの配列方向(矢印d方向)に沿って順次、各セグメントが、透過率が減少して次第に暗くなる中間調状態を経て遮光状態へと変化していく。また、各セグメントにおいて、中間調状態では、ヘイズ値が最大値から時間経過とともに低下していく。
In this embodiment, when the setting
As a result, in the
図6は、本実施形態の調光装置20において、設定部22より、調光フィルム1について「透光状態」から「遮光状態」への切り替えが設定された場合の調光フィルム1の変化の様子を示す図である。
設定部22により、調光フィルム1に関して「透光状態」が選択されているとき、調光フィルム1の全面において、第1電極11と第2電極16との間の電位差が第2の電位差(透光時電圧)となり、図6(a)に示すように、調光フィルム1は全面で透光状態である。
FIG. 6 is a diagram showing the change in the
When the “light-transmitting state” is selected for the light-controlling
設定部22により、調光フィルム1に関して「遮光状態」が選択されると、設定部22からの入力により、制御部23は、調光フィルム1の各セグメントSG1~SG7にかかる電圧を、セグメントの配列方向(矢印d方向)に沿って順に、所定の時間ごとに、透光時電圧から遮光時電圧へと切り替えていく。すなわち、各セグメントSG1~SG7の第1電極11と第2電極16(部分電極161~167)との間の電位差を、第2の電位差から第1の電位差へと、順に切り替えていく。
When the
具体的には、制御部23は、まず、セグメントSG1にかかる電圧を遮光時電圧とする、すなわち、第1電極11と部分電極161との間の電位差を第1の電位差とする。このとき、他のセグメントSG2~SG7にかかる電圧は、透光時電圧のまま(第1電極11と部分電極162~167との間の電位差は第2の電位差のまま)である。
第1電極11と部分電極161との間の電位差が第1の電位差となった直後、図6(b)に示すように、調光フィルム1において、セグメントSG1は、ヘイズ値が最大となっているが、透過率は透光状態よりも低下しており、中間調状態である。また、セグメントSG2~SG7は、透光状態である。
その後、セグメントSG1は、時間の経過とともに、ヘイズ値が低下し、T0秒後にヘイズ値が変化しない状態となる。また、セグメントSG1は、時間の経過とともに透過率も低下しており、Tp秒後に透過率が変化しない状態となる。このとき、セグメントSG1は、遮光状態となる。
Specifically, the
Immediately after the potential difference between the
Thereafter, the haze value of the segment SG1 decreases over time, and after T0 seconds the haze value remains unchanged. The transmittance of the segment SG1 also decreases over time, and after Tp seconds the transmittance remains unchanged. At this time, the segment SG1 is in a light-shielding state.
次に、制御部23は、セグメントSG1における第1電極11と部分電極161との間の電位差を第1の電位差としてからT0秒以内かつTp秒以内に、隣接するセグメントSG2における第1電極11と部分電極162との間の電位差を第1の電位差とする。
本実施形態では、セグメントSG2における第1電極11と部分電極162との間の電位差を第1の電位差とするのは、セグメントSG1おける第1電極11と部分電極161との間の電位差を第1の電位差としてから所定の時間T秒後(ここでは、一例としてT1秒後)とする。このとき、T1≦T0かつT1≦Tpである。
Next, the
In this embodiment, the potential difference between the
第1電極11と部分電極162との間の電位差が第1の電位差となった直後、例えば、図6(c)に示すように、セグメントSG3~SG7は、透光状態であり、セグメントSG2及びセグメントSG1は、中間調状態となる。ただし、このとき、セグメントSG2は、透光状態よりも透過率が小さいがヘイズ値が最大である状態であり、セグメントSG1は、セグメントSG2よりも透過率及びヘイズ値が小さい状態となる。すなわち、ヘイズ値及び透過率は、セグメントSG2の方がセグメントSG1より大きい。
Immediately after the potential difference between the
次に、制御部23は、セグメントSG2における第1電極と部分電極162との間の電位差を第1の電位差としてから所定の時間T秒後(ここでは一例として、T2秒後)に、セグメントSG3における第1電極11と部分電極163との間の電位差を第1の電位差とする。このとき、T2≦T0かつT2≦Tpである。この時間T2は、本実施形態では、前述の時間T1と同じであるとするが、これに限らず、異なってもよい。
第1電極11と部分電極163との間の電位差が第1の電位差となった直後、セグメントSG3は、そのヘイズ値が上昇して最大値となる。したがって、このとき、図6(d)に示すように、例えば、セグメントSG4~SG7は、透光状態、セグメントSG3及びセグメントSG2は、中間調状態、セグメントSG1は、遮光状態となる。このとき、透光状態以外となるセグメントSG1~SG3において、透過率及びヘイズ値は、大きい方から順に、セグメントSG3、セグメントSG2、セグメントSG1となる。したがって、セグメントSG3からセグメントSG1へは、透過率及びヘイズ値が低下するグラデーション状(階調状)に変化しているように視認される。
Next, a predetermined time T seconds (here, as an example, T2 seconds) after the potential difference between the first electrode and the partial electrode 162 in the segment SG2 is set to the first potential difference, the
Immediately after the potential difference between the
制御部23は、セグメントSG4~SG7についても同様に、順に時間T0及び時間Tpより短い所定の時間T秒ごとに、各セグメントに対応する第1電極11と部分電極164~167との間の電位差を第1の電位差へ切り替える。
制御部23により、最後のセグメントSG7の対応する第1電極11と部分電極167との間の電位差が第1の電位差となった直後、ヘイズ値及び透過率は、例えば、大きい方から順に、セグメントSG7、セグメントSG6、セグメントSG5、セグメントSG4、セグメントSG3、セグメントSG2、セグメントSG1となる。なお、電位差を切り替える時間Tの長さによっては、例えば、セグメントSG5からセグメントSG1までいずれも遮光状態であり、透過率が同じとなる場合もある。
これにより、調光フィルム1は、セグメントSG1~SG7の配列方向(矢印d方向)に沿って順に、透光状態、次第に透過率及びヘイズ値が低下する中間調状態、遮光状態へと段階的に変化していく様子が視認される。そして、時間の経過により、最終的には、調光フィルム1の全面が遮光状態となる。
Similarly, for segments SG4 to SG7, the
Immediately after the
As a result, the
このように、制御部23が、各セグメントに対応する部分電極にかかる電圧を制御し、セグメントSG1~SG7の配列方向に沿って順に各セグメントの液晶層8にかかる電位差を第2の電位差から第1の電位差へと切り替えることにより、調光フィルム1の各セグメントがその配列方向に沿って順に、透光状態から中間調状態を挟んで遮光状態へとグラデーション状に変化していくように観察される。
In this way, the
したがって、本実施形態によれば、調光装置20の意匠性をさらに高めることができる。また、本実施形態によれば、調光フィルム1の透光状態から遮光状態への変化が、全面での変化ではなくセグメントSG1~SG7の配列方向に沿った変化であり、かつ、透光状態から遮光状態への変化が急峻ではなく、透過率及びヘイズ値が次第に低下する中間調状態を有するグラデーション状に視認される。すなわち、調光フィルム1を通した外部の景色の見え方が、透光状態から遮光状態へ瞬間的にかつ全面で変化するのではなく、各セグメントが透過状態から透過率及びヘイズ値が次第に低下する中間調状態を経て遮光状態へ変化し、かつ、その変化がセグメントSG1~SG7の配列方向に沿って順に生じるように観察者に視認されるため、切り替え時の調光フィルム1を通した外部の景色の見え方の変化の印象を柔らかくする効果や、調光装置としての高級感の向上効果、切り替え時における各領域間の視覚的な分割の抑制等の効果等を奏することができる。
Therefore, according to this embodiment, the design of the
次に、調光装置20の設定部22により、調光フィルム1について「遮光状態」から「透光状態」へと設定された場合の調光フィルム1の変化の様子について説明する。
設定部22により、調光フィルム1に関して「遮光状態」が選択されているとき、調光フィルム1の全面において、第1電極11と第2電極16との間の電位差が第1の電位差(遮光時電圧)となり、調光フィルム1は、全面で遮光状態である。
Next, a change in the
When the "light-blocking state" is selected for the light-controlling
設定部22により、調光フィルム1について「透光状態」が選択されると、制御部23は、設定部22からの入力により、調光フィルム1の各セグメントSG1~SG7に対応する第1電極11と部分電極161~167との間の電位差を、セグメントの配列方向(図2に示す矢印d方向)に沿って順に、第1の電位差から第2の電位差へと切り替えていく。すなわち、セグメントSG1から順に、透光時電圧が印加されていく。なお、各セグメントの電位差を切り替える順番は、前述の「透光状態」から「遮光状態」へ切り替える場合とは逆の順番、すなわち、図2に示す矢印d方向の逆方向としてもよい。この場合、最初にセグメントSG7から透光時電圧が印加され、SG6,SG5,SG4といった順に透光時電圧が印加されていく。
When the
これにより、調光フィルム1は、セグメントSG1から配列方向に沿って順に、瞬間的に透過率が高くかつヘイズ値が高いヘイズ状態となり、観察者に明るい白曇り状態として視認され、ヘイズ値が急激に低下して透光状態へと短い時間で変化していく。なお、セグメントSG1~SG7の順に透光時電圧を印加していく時間は、特に限定されず、使用環境やセグメントの数、調光フィルム1の特性等に応じて適宜設定してよい。
As a result, the light-
(試料1~7に関して)
ここで、調光フィルム1として液晶層8の比d/pが異なる複数の試料(試料1~7)を用意して、第1電極11と第2電極16との間の電位差を第1の電位差から第2の電位差へと切り替えた際のヘイズ値及び透過率の変化を調べた。
前述のように、pは、液晶分子のカイラルピッチであり、dは、液晶層の厚さ(セルギャップ)であり、これらの比がd/pである。また、この試料1~7は、セグメント化されていない。
(Regarding
Here, several samples (
As described above, p is the chiral pitch of the liquid crystal molecules, d is the thickness of the liquid crystal layer (cell gap), and the ratio of these is d/p. Furthermore,
図7は、試料1~7のヘイズ値の変化を示すグラフである。図7のグラフにおいて、縦軸はヘイズ値[%]であり、横軸は時間[秒]である。
図8は、試料1~7の透過率の変化を示すグラフである。図8のグラフにおいて、縦軸は透過率(全光線透過率)[%]であり、横軸は時間[秒]である。
なお、図7及び図8に示すグラフでは、横軸において、各試料における第1電極11と第2電極16との間の電位差を第1の電位差とした時間を0[秒]として示している。そのため、図7及び図8に示すグラフに示す各測定値のうち、横軸において0秒よりも前となる領域の測定値は、各試料の透光状態でのヘイズ値、透過率である。
Fig. 7 is a graph showing the change in haze value of
Fig. 8 is a graph showing the change in transmittance of
7 and 8, the horizontal axis indicates the time when the potential difference between the
試料1~7及びそのヘイズ値の測定に用いた測定機器等について説明する。
試料1~7は、以下に記載するように、比d/pの値等が異なる。また、測定に用いた試料1~7は、液晶層8の液晶材料としてゲストホスト型の液晶材料を用いており、ノーマリーダーク構造である。また、試料1~7は、その平面視の大きさが、260mm×260mmの正方形形状である。
試料1~7には、60Hz(矩形波)の交流電圧を交流電源装置(松定プレシジョン株式会社製 eK-FGJ)により電圧を印加している。ここでは一例として、透光状態での第1電極11と第2電極16との間の電位差である第2の電位差(透光時電圧)を20Vとし、遮光状態での第1電極11と第2電極16との間の電位差である第1の電位差(遮光時電圧)を0Vとした。
試料1~7のヘイズ値及び透過率は、ヘイズメーター(日本電色興行株式会社 NDH 7000II)を用いて測定した。ヘイズ値の測定方法は、JIS K 7136に準拠している。なお、測定に使用したヘイズメーターの特性により、ヘイズ値及び透過率の測定は、7秒ごとに行った。
An AC voltage of 60 Hz (rectangular wave) was applied to
The haze value and transmittance of
試料1~7の液晶層8の厚さ(セルギャップ)dは、液晶層8のスペーサ12の高さ(液晶層8の厚み方向におけるスペーサ12の寸法)に相当し、各種測定機器により測定可能である。
スペーサ12が柱状である場合には、光干渉式形状測定器でその高さ(液晶層8の厚さd)を測定できる。また、スペーサ12が球状のビーズスペーサである場合には、SEM(走査型電子顕微鏡)等の顕微鏡でその高さを測定できる。
カイラルピッチpの測定方法に関しては、前述の通りである。
The thickness (cell gap) d of the
When the
The method for measuring the chiral pitch p is as described above.
また、各試料のd/pについては、以下の通りである。
試料1:d/p=3.0(カイラルピッチp=4μm)
試料2:d/p=3.0(カイラルピッチp=3μm)
試料3:d/p=3.75(カイラルピッチp=2.4μm)
試料4:d/p=4.5(カイラルピッチp=2μm)
試料5:d/p=3.0(カイラルピッチp=3μm)
試料6:d/p=6.0(カイラルピッチp=2μm)
試料7:d/p=2.25(カイラルピッチp=4μm)
The d/p ratio of each sample is as follows:
Sample 1: d/p=3.0 (chiral pitch p=4 μm)
Sample 2: d/p=3.0 (chiral pitch p=3 μm)
Sample 3: d/p=3.75 (chiral pitch p=2.4 μm)
Sample 4: d/p=4.5 (chiral pitch p=2 μm)
Sample 5: d/p=3.0 (chiral pitch p=3 μm)
Sample 6: d/p=6.0 (chiral pitch p=2 μm)
Sample 7: d/p=2.25 (chiral pitch p=4 μm)
図7に示すように、各試料について、いずれも、第1電極11と第2電極16との間の電位差が第2の電位差から第1の電位差へと切り替わった直後にヘイズ値が最大値を示すが、時間の経過とともにヘイズ値が低下し、次第にその変化がほぼない状態となっている。また、図8に示すように、各試料について、いずれも、第1電極11と第2電極16との間の電位差が第2の電位差から第1の電位差へと切り替わった直後に透過率が大きく低下し、その後、時間の経過とともに透過率が緩やかに低下し、その変化がほぼない状態となっている。
図7に示す試料1~7の測定結果を参照すると、比d/pの値が高くなるほどヘイズ値が高く、かつ、ヘイズ値が高い状態が長くなる傾向を示している(例えば、試料4,6)。これは、比d/pの値が高いほど、液晶分子及び二色性色素の長軸の回転数が大きいことによるものと思われる。
As shown in Fig. 7, for each sample, the haze value reaches a maximum value immediately after the potential difference between the
7, the measurement results for
上述した試料1~7に関して、調光装置20の使用環境や所望される光学性能、セグメント数等に応じて適宜選択することにより、いずれも、本実施形態のような調光装置20の調光フィルム1として用いることは可能である。
例えば、図7に示す試料5等のように、ヘイズ値が最大値となった後の減少時のグラフの傾きが緩やかなものを用いると、隣り合うセグメントでのヘイズ値の差が小さくなり、より階調が多いグラデーションを実現することができる。
なお、試料7は、図7に示すグラフでは、ヘイズ値の最大値が他の試料よりも低いが、これは、測定に使用したヘイズメーターが7秒ごとにヘイズ値の測定を行うためであり、目視状態では十分にヘイズ状態が視認されている。
With regard to the above-mentioned
For example, when a sample such as
In the graph shown in FIG. 7 , the maximum haze value of
上記の試料1~7では、ヘイズ値の変化がほぼなくなるまでの時間(変化が安定するまでの時間)T0、及び、透過率の変化がほぼなくなるまでの時間(変化が安定するまでの時間)Tpは、前述のヘイズ値の変化率Rh、透過率の変化率Rtを用いて定義した式から、以下の通りである。
試料1:時間T0は、35秒程度、時間Tpは、21秒程度
試料2:時間T0は、42秒程度、時間Tpは、21秒程度
試料3:時間T0は、49秒程度、時間Tpは、21秒程度
試料4:時間T0は、63秒程度、時間Tpは、35秒程度
試料5:時間T0は、28秒程度、時間Tpは、21秒程度
試料6:時間T0は、98秒程度、時間Tpは、77秒程度
試料7:時間T0は、21秒程度、時間Tpは、21秒程度
In the
Sample 1: Time T0 is about 35 seconds, time Tp is about 21 seconds. Sample 2: Time T0 is about 42 seconds, time Tp is about 21 seconds. Sample 3: Time T0 is about 49 seconds, time Tp is about 21 seconds. Sample 4: Time T0 is about 63 seconds, time Tp is about 35 seconds. Sample 5: Time T0 is about 28 seconds, time Tp is about 21 seconds. Sample 6: Time T0 is about 98 seconds, time Tp is about 77 seconds. Sample 7: Time T0 is about 21 seconds, time Tp is about 21 seconds.
上述の本実施形態では、調光フィルム1を車両のサイドウィンドウに適用しており、いわゆる、カーテンのように使用する観点から、比d/pが2.25≦d/p≦6.0を満たす液晶層8(調光フィルム1)を用いることが好ましい。上述の試料1~7は、本実施形態の調光装置20の調光フィルム1として、いずれも好適に使用可能である。また、この場合、各セグメントに印加される電圧を切り替える間隔となる時間Tは、一例として、1秒以内とすると、調光カーテンの実用性として好適である。
In the above-described embodiment, the light-
(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本開示の実施形態の範囲内である。なお、上述の実施形態及び以下に記載の変形形態は、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。
(1)実施形態において、第1電極11は、第1基材6の全面に形成される例を示したが、これに限らず、第2電極16と同様に、セグメントSG1~SG7に合わせて、7つに分割され、各セグメントに対応する部分電極が配列されて形成される形態としてもよい。また、これに限らず、第1電極11がセグメントSG1~SG7に合わせて7つに分割され、各セグメントに対応する部分電極が配列されて形成され、第2電極16が第2基材15の全面に形成される形態としてもよい。
(Modifications)
The present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible, and are within the scope of the present disclosure. The above-described embodiment and the following modified embodiments may be used in appropriate combination, but detailed description thereof will be omitted.
(1) In the embodiment, an example has been shown in which the
(2)実施形態において、セグメントSG1~SG7の配列方向(矢印d方向)における寸法は、等幅である例を示したが、これに限らず、調光装置20の使用される環境等に応じて、その寸法が異なっていたり、段階的に又は連続的に変化する形態としてもよい。
また、実施形態において、セグメントSG1~SG7は、図中において左右方向に配列される例を示したが、これに限らず、上下方向に配列される形態としてもよいし、斜め方向に配列される形態としてもよい。また、調光フィルム1において、複数のセグメントがフィルムの平面に平行な面において交差する2方向に配列される形態としてもよい。
また、実施形態において、セグメント1SG1~SG7は、その平面視が矩形形状である例を示したが、これに限らず、例えば、その平面視を、正方形形状、平行四辺形形状や台形形状等の他の四角形形状、三角形形状や六角形形状等の他の多角形形状等としてもよいし、これらの角部が凸曲線状となる状態としてもよいし、円形形状や楕円形状等としてもよいし、曲線と直線とが組み合わされた形状としてもよいし、その形状は様々に選択できる。
(2) In the embodiment, the dimensions of the segments SG1 to SG7 in the arrangement direction (the direction of arrow d) are shown to be of equal width, but this is not limited thereto. The dimensions may be different or may change in stages or continuously depending on the environment in which the
In the embodiment, the segments SG1 to SG7 are arranged in the left-right direction in the figure, but the present invention is not limited to this, and the segments may be arranged in the up-down direction or in an oblique direction. Furthermore, in the
In addition, in the embodiment, an example has been shown in which the segments 1SG1 to SG7 have a rectangular shape when viewed from above, but this is not limited to this, and for example, the planar shape may be a square shape, another quadrilateral shape such as a parallelogram shape or a trapezoid shape, or another polygonal shape such as a triangular shape or a hexagonal shape, and the corners of these may be convex curved shapes, or a circular shape or an elliptical shape, or a shape that combines curves and straight lines, and various shapes can be selected.
(3)実施形態において、設定部22は、使用者が操作可能なスイッチ等である例を示したが、これに限らず、例えば、設定部22としてタッチパネル等を用いた入力により操作する形態としてもよいし、設定部22の形態等は、特に限定されない。
(3) In the embodiment, the setting
(4)実施形態において、調光フィルム1が「透光状態」から「遮光状態」へと切り替わる際に、制御部23は、セグメントSG1~SG7の配列方向(図2に示す矢印d方向)に沿って順に、各セグメントに印加される電圧を切り替える例を示したが、これに限らず、例えば、セグメントSG4を起点として、セグメントSG1側へ矢印d方向の逆方向へ、及び、セグメントSG7側に矢印d方向へ、順次の印加される電圧が変化する形態等としてもよい。また、制御部23は、複数のセグメントのうち一部(例えば、セグメントSG1~SG3まで)に印加される電圧を順に切り替える形態としてもよい。
(4) In the embodiment, when the light-controlling
(5)実施形態において、調光フィルム1が「遮光状態」から「透光状態」へと切り替わる際に、制御部23は、セグメントSG1~SG7の配列方向(矢印d方向)に沿って順に、各セグメントに印加される電圧を切り替える例を示したが、これに限らず、例えば、同時に全セグメントに印加される電圧を切り替える形態としてもよいし、矢印d方向の逆方向に沿って順に各セグメントの印加される電圧を切り替える形態としてもよいし。また、複数のセグメントのうち一部(例えば、セグメントSG1~SG3まで)に印加される電圧を順に切り替える形態としてもよい。また、例えば、セグメントSG4を起点として、セグメントSG1側へ矢印d方向の逆方向へ、及び、セグメントSG7側に矢印d方向へ、順次のセグメントに印加される電圧が変化する形態等としてもよい。
(5) In the embodiment, when the light-controlling
1 調光フィルム
5D 第1積層体
5U 第2積層体
6 第1基材
8 液晶層
11 第1電極(透明電極)
12 スペーサ
13 第1配向膜
15 第2基材
16 第2電極(透明電極)
17 第2配向膜
19 シール材
20 調光装置
21 電源供給部
22 設定部
23 制御部
REFERENCE SIGNS
12
17
Claims (3)
前記調光フィルムは、複数のセグメントに分割されており、
前記第1電極及び前記第2電極の少なくとも一方が、複数の前記セグメントに対応して分割された複数の部分電極からなり、
複数の前記セグメントに対して、個別に、前記電位差を前記第1の電位差と前記第2の電位差との間で切り替える制御部を備え、
前記液晶層は、前記電位差を前記第2の電位差から前記第1の電位差へと切り替えた直後に、ヘイズ値が最大となって次第に減少し、
前記制御部は、前記調光フィルムを透光状態から遮光状態へと切り替えるときに、複数の前記セグメントの配列方向に沿って、順に、所定の時間Tごとに、前記セグメントにおける前記電位差を前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替え、
ある時点でのヘイズ値をHtとし、その時点よりも前7秒間のヘイズ値の平均値をHaとし、ヘイズ値の変化率Rh[%]を、
Rh=|(Ht-Ha)/Ha×100|
という式で定義し、前記液晶層における前記電位差が前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替えられたときから、上記式で定義される前記ヘイズ値の変化率Rhが1%未満となるまでの時間を時間T0とするとき、前記所定の時間Tは、
T≦T0
を満たす調光装置。 A light control device comprising a first electrode, a second electrode, and a guest-host type liquid crystal layer containing a liquid crystal material and a dichroic dye, the light transmittance of which changes depending on a potential difference between the first electrode and the second electrode, the light control film being in a light-shielding state when the potential difference is a first potential difference and in a light-transmitting state when the potential difference is a second potential difference greater than the first potential difference,
The light management film is divided into a plurality of segments,
At least one of the first electrode and the second electrode is composed of a plurality of partial electrodes divided corresponding to the plurality of segments,
a control unit that switches the potential difference between the first potential difference and the second potential difference for each of the plurality of segments;
the liquid crystal layer has a maximum haze value and then gradually decreases immediately after the potential difference is switched from the second potential difference to the first potential difference,
When switching the light control film from the light transmitting state to the light blocking state, the control unit sequentially switches the potential difference in the segments from the second potential difference to the first potential difference at predetermined time intervals T along the arrangement direction of the plurality of segments ,
The haze value at a certain point in time is Ht, the average haze value for the 7 seconds prior to that point is Ha, and the rate of change in the haze value Rh [%] is expressed as
Rh=|(Ht-Ha)/Ha×100|
The predetermined time T is defined as follows:
T≦T0
Meet your dimmer.
前記液晶層の厚さをd、前記液晶層に含まれる液晶分子のカイラルピッチをpとするとき、その比d/pが
2.25≦d/p≦6.0
を満たす調光装置。 The light control device according to claim 1 ,
When the thickness of the liquid crystal layer is d and the chiral pitch of the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer is p, the ratio d/p is 2.25≦d/p≦6.0.
Meet your dimmer.
ある時点での光の透過率をKtとし、その時点よりも前7秒間の光の透過率の平均値をKaとし、光の透過率の変化率Rt[%]を、
Rt=|(Kt-Ka)/Ka×100|
という式で定義し、前記液晶層における前記電位差が前記第2の電位差から前記第1の電位差に切り替えられたときから、上記式で定義される前記光の透過率の変化率Rtが1%未満となるまでの時間を時間Tpとするとき、前記所定の時間Tは、
T≦Tp
を満たす調光装置。 The light control device according to claim 1 or 2 ,
The light transmittance at a certain point in time is Kt, the average light transmittance for 7 seconds prior to that point is Ka, and the rate of change in the light transmittance Rt [%] is expressed as follows:
Rt = |(Kt-Ka)/Ka x 100|
where Tp is a time from when the potential difference in the liquid crystal layer is switched from the second potential difference to the first potential difference until the rate of change Rt of the light transmittance defined by the above formula becomes less than 1%, then the predetermined time T is
T≦Tp
Meet your dimmer.
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