JPH0440189Y2 - - Google Patents
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Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、自動車における可変色ムーンルーフ
のような可変色液晶調光素子に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a variable color liquid crystal light control device such as a variable color moonroof in an automobile.
本考案の可変色液晶調光素子は、入射光に所望
の着色を付与し、透過させる調光素子として利用
される。 The variable color liquid crystal light control device of the present invention is used as a light control device that imparts a desired color to incident light and transmits it.
近年、自動車のムーンルーフのように、ルーフ
に着色をした半透明のガラス、色フイルタが用い
られている。また、着色・遮光状態と透過状態を
切り換えるために、エレクトロクロミズム素子、
液晶素子を用いることが検討されている。
In recent years, tinted translucent glass or colored filters have been used for roofs, such as the moonroofs of automobiles. In addition, in order to switch between the colored/shaded state and the transparent state, an electrochromic element,
The use of liquid crystal elements is being considered.
また、意匠上の点からムーンルーフの色相を可
変とすることが求められている。しかしながら、
上述の素子の内、エレクトロクロミツク素子は、
単色光しか付けることができない。これに対し、
液晶を利用したものでは、複屈折制御を行う
ECB（Electrically Controlled Bifringence）型
の可変色液晶調光素子が考えられている（たとえ
ば実願昭60−59795）。この原理を第６図ａ，ｂに
示す。 Furthermore, from a design point of view, it is required that the hue of the moonroof be made variable. however,
Among the above-mentioned elements, the electrochromic element is
Only monochromatic light can be applied. On the other hand,
For those using liquid crystal, birefringence is controlled.
ECB (Electrically Controlled Bifringence) type variable color liquid crystal light control elements have been considered (for example, Utility Model Application No. 1986-59795). This principle is shown in FIGS. 6a and 6b.
これは、自動車のムーンルーフに適用した例で
ある。同図においては、ムーンルーフに用いられ
る可変色液晶調光素子の断面を模式的に示してあ
る。 This is an example of application to an automobile moonroof. In the figure, a cross section of a variable color liquid crystal light control element used in a moonroof is schematically shown.
調光素子１００は、ガラス基板１０２ａ，１０
２ｂにより液晶セル１０４の外郭を構成してい
る。液晶セル１０４の両側には、偏光板１０６
ａ，１０６ｂが貼着されている。偏光板１０６
ａ，１０６ｂは、互いに偏光方向が平行になるよ
うに配置されている。そして、偏光板１０６ａ，
１０６ｂの外側には、SiO2からなる保護膜１０
８ａ，１０８ｂが真空蒸着法により形成されてい
る。 The light control element 100 includes glass substrates 102a, 10
2b constitutes the outer shell of the liquid crystal cell 104. Polarizing plates 106 are provided on both sides of the liquid crystal cell 104.
a, 106b are attached. Polarizing plate 106
a and 106b are arranged so that their polarization directions are parallel to each other. And the polarizing plate 106a,
A protective film 10 made of SiO 2 is provided on the outside of the layer 106b.
8a and 108b are formed by vacuum evaporation.
液晶セル１０４は、ガラス基板１０２ａ，１０
２ｂの内側に、ITO（酸化インジウムと酸化スズ
の固溶体）からなる透明電極膜１１０ａ，１１０
ｂが真空蒸着法により形成されている。また、透
明電極膜１１０ａ，１１０ｂの内側に、配向膜１
１２ａ，１１２ｂが塗布され、垂直配向となつて
いる。そして、ガラス基板１０２ａ，１０２ｂで
郭定される空間には、負の誘電異方性を有するネ
マテイツク液晶１１４が封入され、いわゆる
DAP（Deformation Aligned Nematic）方式の
ECB型液晶セルが構成される。 The liquid crystal cell 104 includes glass substrates 102a and 10
2b, transparent electrode films 110a, 110 made of ITO (solid solution of indium oxide and tin oxide)
b is formed by a vacuum evaporation method. Further, an alignment film 1 is provided inside the transparent electrode films 110a and 110b.
12a and 112b are coated and are vertically oriented. A nematic liquid crystal 114 having negative dielectric anisotropy is sealed in the space defined by the glass substrates 102a and 102b.
DAP (Deformation Aligned Nematic) method
An ECB type liquid crystal cell is constructed.
このECB型の可変色液晶調光素子１００を用
いたムーンルーフは、次のように作動する。 A moonroof using this ECB type variable color liquid crystal light control element 100 operates as follows.
外光を車室内へ無着色で透過させるときは、透
明電極膜１１０ａ，１１０ｂへ電圧を印加しな
い。すると、第６図ａに示すように、液晶分子
は、配向膜１１２ａ，１１２ｂの垂直配向によつ
て、ガラス基板１０２ａ，１０２ｂに垂直なホメ
オトロピツク配列状態となる。車室外よりの入射
光Ｅ１は、偏光板１０６ａにより直線偏光とな
り、液晶セル１０４に入射する。しかし、液晶分
子の配列がホメオトロピツクであるので、入射光
は、そのまま進み、もう一方の偏光板１０６ｂへ
入射する。この偏光板１０６ｂは、偏光板１０６
ａと同じ偏光方向であるので、直線偏光の入射光
は偏光板１０６ｂによつて遮られることなく、透
過光Ｅ２となる。偏光板１０６ａ，１０６ｂによ
る減光も僅かである。 When transmitting outside light into the vehicle interior without coloring, no voltage is applied to the transparent electrode films 110a and 110b. Then, as shown in FIG. 6a, the liquid crystal molecules are in a homeotropic alignment state perpendicular to the glass substrates 102a and 102b due to the vertical alignment of the alignment films 112a and 112b. Incident light E1 from outside the vehicle becomes linearly polarized light by the polarizing plate 106a, and enters the liquid crystal cell 104. However, since the arrangement of liquid crystal molecules is homeotropic, the incident light continues as it is and enters the other polarizing plate 106b. This polarizing plate 106b is
Since it has the same polarization direction as a, the linearly polarized incident light is not blocked by the polarizing plate 106b and becomes transmitted light E2. The light attenuation due to the polarizing plates 106a and 106b is also slight.
したがつて、太陽光等の外光を、そのまま車室
内へ取り入れることができる。 Therefore, outside light such as sunlight can be directly taken into the vehicle interior.
次に、外光に着色を付与して、透過させるとき
は、透明電極膜１１０ａ，１１０ｂへ電圧を印加
する。すると、第６図ｂに示すように、液晶分子
は、配向膜１１２ａ，１１２ｂの付近を除き、分
子長軸が入射光に対して所定角度θだけ傾斜す
る。この傾斜角は、印加する電圧の増加に伴い大
きくなる。車室外よりの入射光Ｆ１は、偏光板１
０６ａにより直線偏光となり、液晶分子軸の傾斜
による複屈折の作用を受けて、楕円偏光に変化す
る。この楕円偏光の光は、その一部が偏光板１０
６ｂを通過するが、その際、偏光板１０６ｂを通
過する光Ｆ２の波長は、楕円偏光の短軸と長軸の
比により変化する。すなわち、透過光Ｆ２の波長
は、印加電圧に依存するので、印加電圧を変化さ
せることにより、種々の色相に着色される。 Next, when coloring external light and transmitting it, a voltage is applied to the transparent electrode films 110a and 110b. Then, as shown in FIG. 6b, the long axis of the liquid crystal molecules is tilted by a predetermined angle θ with respect to the incident light, except in the vicinity of the alignment films 112a and 112b. This angle of inclination increases as the applied voltage increases. Incident light F1 from outside the vehicle is transmitted through polarizing plate 1
06a, the light becomes linearly polarized light, and changes to elliptically polarized light due to the effect of birefringence due to the tilt of the liquid crystal molecular axis. A part of this elliptically polarized light is passed through the polarizing plate 10.
At this time, the wavelength of the light F2 passing through the polarizing plate 106b changes depending on the ratio of the short axis to the long axis of the elliptically polarized light. That is, since the wavelength of the transmitted light F2 depends on the applied voltage, it is colored into various hues by changing the applied voltage.
しかしながら、この従来のECB型液晶を用い
た可変色液晶調光素子は、偏光板１０６ａ，１０
６ｂが液晶セル１０４の両面に設けられているた
め、次の問題があつた。
However, in this conventional variable color liquid crystal light control element using ECB type liquid crystal, the polarizing plates 106a, 10
6b were provided on both sides of the liquid crystal cell 104, the following problem occurred.
一方の偏光板は、常時外気および太陽光等に曝
されるので、保護膜１０８ａを設けていても、偏
光板が劣化し、耐久性が劣る。 One polarizing plate is constantly exposed to outside air, sunlight, etc., so even if the protective film 108a is provided, the polarizing plate deteriorates and has poor durability.
これに対し、第７図に模式断面図を示すよう
に、外側の偏光板２０６ａを液晶セル２０４の基
板のガラス２１６ａと別のガラス２１６ｂで挟
み、合わせガラスとする方法が考えられるが、製
造工程が複雑化するとともに重量の増加につなが
るという問題があつた。 On the other hand, as shown in a schematic cross-sectional view in FIG. 7, a possible method is to sandwich the outer polarizing plate 206a between the glass 216a of the substrate of the liquid crystal cell 204 and another glass 216b to form a laminated glass. There were problems in that it became complicated and led to an increase in weight.
したがつて、本考案の目的は、製造工程が複雑
化することなく、重量が増加せず、耐久性に優れ
た可変色液晶調光素子を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a variable color liquid crystal light control device that does not complicate the manufacturing process, does not increase weight, and has excellent durability.
そこで、本考案の可変色液晶調光素子は、二つ
のハーフミラーを利用することにより、液晶セル
の室内側外面にのみ偏光板を設けるようにしたこ
とを特徴とする。
Therefore, the variable color liquid crystal light control device of the present invention is characterized in that by using two half mirrors, a polarizing plate is provided only on the outer surface of the liquid crystal cell on the indoor side.
本考案の可変色液晶調光素子の具体的構成は、
次の通りである。第１図に基づき、参照符号を付
して説明する。第１図は、可変色液晶調光素子の
模式断面図である。なお、分かり易くするため
に、実際より寸法を変えてある。 The specific configuration of the variable color liquid crystal light control device of the present invention is as follows:
It is as follows. The description will be made based on FIG. 1, using reference numerals. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a variable color liquid crystal light control element. Note that the dimensions have been changed from the actual size for clarity.
可変色液晶調光素子１０は、電極２２ａ，２２
ｂおよび配向膜２４ａ，２４ｂがそれぞれ形成さ
れた相対する一対の透明基板２６ａ，２６ｂによ
り郭定される空間に液晶２８を封入したECB型
の液晶セル２０と、この液晶セル２０の室内側外
面に設けられた偏光板３０とからなる。そして、
この偏光板３０の室内側外面には第１のハーフミ
ラー４０が設けられ、また、液晶２８に対して偏
光板３０の反対側の室外側外面の液晶セル２０に
は、第２のハーフミラー５０が設けられている。 The variable color liquid crystal light control element 10 includes electrodes 22a, 22
An ECB type liquid crystal cell 20 in which a liquid crystal 28 is sealed in a space defined by a pair of opposing transparent substrates 26a and 26b on which alignment films 24a and 24b are formed, respectively, and an outer surface of the liquid crystal cell 20 on the indoor side. It consists of a polarizing plate 30 provided. and,
A first half mirror 40 is provided on the indoor side outer surface of this polarizing plate 30, and a second half mirror 50 is provided on the liquid crystal cell 20 on the outdoor side outer surface on the opposite side of the polarizing plate 30 with respect to the liquid crystal 28. is provided.
本考案の上記構成において、用いられるECB
型液晶セル２０の種類は、DAP方式の他、ホモ
ジニアス方式、HAN（Hybrid Aligned
Nematic）方式がある。 ECB used in the above configuration of the present invention
The types of liquid crystal cells 20 are DAP type, homogeneous type, and HAN (Hybrid Aligned type).
There is a Nematic method.
また、第１のハーフミラー４０および第２のハ
ーフミラー５０は、Ａ，Cr，Ag、インコネル
合金、ステンレス等の金属薄膜を、たとえば、真
空蒸着法を用いて形成される。また、ハーフミラ
ーフイルムを貼着して設けてもよい。そして、こ
れらのハーフミラーの配設位置は、次のようにさ
れる。 Further, the first half mirror 40 and the second half mirror 50 are formed of a metal thin film of A, Cr, Ag, Inconel alloy, stainless steel, etc. using, for example, a vacuum evaporation method. Alternatively, a half mirror film may be attached. The arrangement positions of these half mirrors are as follows.
第１のハーフミラー４０は、偏光板より室内側
外面であればよい。第２のハーフミラー５０は、
液晶セルに封入された液晶２８に対し、偏光板３
０と反対側の室外側外面であればよく、電極膜と
兼用してもよい。また、液晶セル２０の室外側外
面に直接形成してもよい。 The first half mirror 40 may have an outer surface closer to the indoor side than the polarizing plate. The second half mirror 50 is
For the liquid crystal 28 sealed in the liquid crystal cell, the polarizing plate 3
The outer surface on the outdoor side opposite to 0 may be used, and may also be used as an electrode film. Alternatively, it may be formed directly on the exterior surface of the liquid crystal cell 20 on the outdoor side.
また、可変色液晶調光素子１０に用いる透明基
板２６ａ，２６ｂとしてはフロートガラス等の透
明ガラスまたはポリエステルフイルム等の高分子
フイルムを用いることができる。 Further, as the transparent substrates 26a and 26b used in the variable color liquid crystal light control device 10, transparent glass such as float glass or polymer film such as polyester film can be used.
これらの透明基板上には、酸化インジウム
（In2O3）と酸化錫（SnO2）との固溶体を主成分
とするITO膜または酸化錫（SnO2）からなる
NESA膜等の透明電極２２ａ，２２ｂが形成され
る。なお、第２のハーフミラー５０と電極２６ａ
を兼用するときは、電極２６ａは透明である必要
はない。この透明電極は通常真空蒸着法、スパツ
タリング法、イオンプレーテイング法等により形
成され、厚さは数百〜数千Åとされる。 On these transparent substrates, there is an ITO film mainly composed of a solid solution of indium oxide (In 2 O 3 ) and tin oxide (SnO 2 ), or an ITO film made of tin oxide (SnO 2 ).
Transparent electrodes 22a and 22b such as NESA films are formed. Note that the second half mirror 50 and the electrode 26a
When used for both purposes, the electrode 26a does not need to be transparent. This transparent electrode is usually formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, etc., and has a thickness of several hundred to several thousand angstroms.
この電極の上には配向膜２４ａ，２４ｂが形成
される。この配向膜は、ポリイミド、シランカツ
プリング剤、カルボン酸クロム錯体等により形成
される。この配向膜は、例えば、ポリイミド等の
有機物質からなる場合には、次のようにして得ら
れる。ポリイミド溶液等をスピンナによりオーバ
コートまたは凸版印刷した後、加熱処理してポリ
イミドの重合層を形成し、その後ラビング処理す
ることによつて形成される。この場合の配向方向
は、水平配向となる。また、垂直配向の場合は、
シランカツプリング剤、ポリシロキサン等を塗布
することにより形成される。そして、配向膜の膜
厚は、塗布する溶液の濃度を変えることにより制
御することができる。また、SiO2を真空蒸着し
た後ラビングを行つてもよく、この場合、配向膜
の膜厚は蒸着時間により制御することができる。 Alignment films 24a and 24b are formed on this electrode. This alignment film is formed from polyimide, a silane coupling agent, a chromium carboxylic acid complex, or the like. For example, when this alignment film is made of an organic material such as polyimide, it can be obtained as follows. It is formed by overcoating or letterpress printing with a polyimide solution or the like using a spinner, followed by heat treatment to form a polyimide polymer layer, and then rubbing treatment. The orientation direction in this case is horizontal orientation. Also, in the case of vertical orientation,
It is formed by applying a silane coupling agent, polysiloxane, etc. The thickness of the alignment film can be controlled by changing the concentration of the applied solution. Further, rubbing may be performed after SiO 2 is vacuum deposited, and in this case, the thickness of the alignment film can be controlled by the deposition time.
２枚の透明基板２６ａ，２６ｂは、一定の間隔
をもつてシール剤によりシールされる。このシー
ル剤としては、エポキシ樹脂、低融点ガラス等が
用いられる。 The two transparent substrates 26a and 26b are sealed with a sealant at a constant interval. As this sealant, epoxy resin, low melting point glass, etc. are used.
上記透明基板２６ａ，２６ｂとシール剤により
形成される空間には、ネマテイツク液晶２８と必
要に応じ両透明基板間の間隙を一定に保つための
スペーサが介在される。スペーサとしてはガラ
ス、プラスチツク、セラミツクス等からなる球状
粒子またはフアイバが用いられる。 In the space formed by the transparent substrates 26a, 26b and the sealant, a nematic liquid crystal 28 and, if necessary, a spacer for maintaining a constant gap between the two transparent substrates are interposed. As the spacer, spherical particles or fibers made of glass, plastic, ceramics, etc. are used.
偏光板３０は、たとえば、Ｈ膜と呼ばれる偏光
膜を酢酸セルロース等の保護フイルムの間に挟み
こんだものが用いられる。 The polarizing plate 30 is, for example, a polarizing film called an H film sandwiched between protective films such as cellulose acetate.
本考案の可変色液晶調光素子における入射光の
光路を、第２図ａ，ｂに基づき説明する。なお、
同図は、第１図を模式的に表す断面図である。同
図において、光路を矢印で示し、矢の幅はおおよ
その光量を表す。また、矢印内が斜線のものは楕
円偏光を示し、矢印内が塗り潰されているものは
着色されていることを示す。
The optical path of incident light in the variable color liquid crystal light control device of the present invention will be explained based on FIGS. 2a and 2b. In addition,
This figure is a sectional view schematically representing FIG. 1. In the figure, the optical path is indicated by an arrow, and the width of the arrow represents the approximate amount of light. Further, the arrow with diagonal lines indicates elliptically polarized light, and the filled arrow indicates colored light.
電圧が印加されていない状態を第２図ａに示
す。 A state in which no voltage is applied is shown in FIG. 2a.
このとき、液晶セル２０は、複屈折を生じない
液晶分子の配列となつている。 At this time, the liquid crystal cell 20 has liquid crystal molecules arranged in such a manner that no birefringence occurs.
入射光Ａは、第２のハーフミラー５０における
ａ点、ｃ点および第１のハーフミラー３０におけ
るｂ点、ｄ点で透過と反射が生じる。すなわち、
それぞれの点で透過光At，Bt，Ct，Dtと反射光
Ar，Br，Cr，Drが生じる。なお、これらの光
は、図上矢印の先端位置での光を示す。図から分
かるように、入射光Ａが調光素子１０を通過する
ことにより、得られる光は、透過光Bt，Dtであ
る。また、光が液晶セル中を通過する際に、一部
の光が吸収される。このとき、液晶分子２８ａ
は、ホメオトロピツク配列を保つているので、液
晶２８中を通過する光At，Br，Crは、着色され
ない。 The incident light A is transmitted and reflected at points a and c on the second half mirror 50 and points b and d on the first half mirror 30. That is,
Transmitted light At, Bt, Ct, Dt and reflected light at each point
Ar, Br, Cr, and Dr are generated. Note that these lights indicate the light at the tip position of the arrow in the figure. As can be seen from the figure, the light obtained when the incident light A passes through the light control element 10 is transmitted light Bt, Dt. Also, when light passes through the liquid crystal cell, some of the light is absorbed. At this time, liquid crystal molecules 28a
maintains a homeotropic alignment, so the light At, Br, and Cr passing through the liquid crystal 28 is not colored.
ハーフミラーの透過率をｎ、反射率を（１−
ｎ）とし、ハーフミラーでの吸収は、無視できる
ものとする。そして、偏光板を含む液晶セル部分
での吸収率をｍとする。 The transmittance of the half mirror is n, and the reflectance is (1-
n), and the absorption by the half mirror can be ignored. The absorption rate in the liquid crystal cell portion including the polarizing plate is defined as m.
そうすると、これに基づく透過光Bt，Dtの透
過率はそれぞれn2・（１−ｍ），n2・（１−ｍ）3・
（１−ｎ）2となる。したがつて、入射光Ａに対し、
得られる光の量は、n2・（１−ｍ）＋n2・（１−ｍ）
3・（１−ｎ）2となる。これらの透過光は、着色さ
れていない。 Then, the transmittance of transmitted light Bt and Dt based on this is n 2 · (1-m) and n 2 · (1-m) 3 ·
(1-n) becomes 2 . Therefore, for incident light A,
The amount of light obtained is n 2 · (1-m) + n 2 · (1-m)
3・(1−n) 2 . These transmitted lights are not colored.
次に、電圧が印加されている状態を第２図ｂに
示す。 Next, FIG. 2b shows a state in which a voltage is applied.
このとき、液晶セル２０は、印加電圧に応じた
複屈折を生じる液晶分子の配列となつている。す
なわち、液晶分子２８ｂが印加電圧に応じた所定
角度に傾斜している。 At this time, the liquid crystal cell 20 has liquid crystal molecules arranged in such a manner that birefringence occurs depending on the applied voltage. That is, the liquid crystal molecules 28b are tilted at a predetermined angle depending on the applied voltage.
入射光Ａは、電圧の印加されていない場合と同
じ光路を辿るが、液晶セル２０が複屈折を生じる
液晶分子の配列となつているため、偏光板３０を
透過して第１のハーフミラー４０で反射されて直
線偏光となつた光Brは、液晶セル２０を通過す
る際に、楕円偏光になる。次に、第２のハーフミ
ラー５０により反射された光Crも楕円偏光を保
ちつつ、液晶セル２０内を通過し、再度偏光板３
０を通過する際に、所定の波長のピークを持つた
直線偏光となるので、透過光Ctは、印加電圧に
応じて着色される。なお、透過光Btは、偏光を
受けずに液晶セル２０を通過するので、着色はさ
れない。 The incident light A follows the same optical path as when no voltage is applied, but since the liquid crystal cell 20 has an arrangement of liquid crystal molecules that causes birefringence, it passes through the polarizing plate 30 and passes through the first half mirror 40. The light Br, which has been reflected and becomes linearly polarized light, becomes elliptically polarized light when passing through the liquid crystal cell 20. Next, the light Cr reflected by the second half mirror 50 also passes through the liquid crystal cell 20 while maintaining its elliptically polarized light, and then passes through the polarizing plate 3 again.
When passing through zero, the transmitted light Ct becomes linearly polarized light with a peak at a predetermined wavelength, so the transmitted light Ct is colored according to the applied voltage. Note that the transmitted light Bt is not colored because it passes through the liquid crystal cell 20 without being polarized.
したがつて、入射光Ａに対し、得られる光は、
無着色の透過光Btと着色された透過光Dtが合わ
さつた光となり、全体として着色されて見えるこ
とになる。 Therefore, for incident light A, the obtained light is
Uncolored transmitted light Bt and colored transmitted light Dt become light that is combined, and the light appears colored as a whole.
次に、本考案にかかる可変色液晶調光素子の実
施例を第３図ないし第５図を参考にして説明す
る。
Next, an embodiment of the variable color liquid crystal light control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
この実施例は、本考案の可変色液晶調光素子を
自動車のムーンルーフに適用した例である。 This embodiment is an example in which the variable color liquid crystal light control device of the present invention is applied to the moonroof of an automobile.
第３図は、可変色液晶調光素子を用いたムーン
ルーフの斜視概略図、第４図は、第３図における
−矢視断面図である。 FIG. 3 is a schematic perspective view of a moonroof using a variable color liquid crystal light control element, and FIG. 4 is a sectional view taken along the - arrow in FIG. 3.
第３図および第４図に示すように、ムーンルー
フ６０は、自動車の前席におけるルーフ６２に形
成された開口部６２ａに可変色調光素子６４を取
り付けたスライダー６６が、自動車の進行方向に
対して進退し、開口部６２ａを開閉可能としてい
る。スライダー６６は、モータ（図示しない）に
より進退するようにされている。調光素子６４
は、ゴムシール７０を介してスライダー６６に取
り付けられている。スライダー６６には、調光素
子６４の下面を被う遮光板６８が手動により進退
可能とされている。この遮光板６８は、完全に外
光を遮断したいときに、調光素子６４の下面を被
い、ムーンルーフとするときは、後方へ退避させ
ておく。 As shown in FIGS. 3 and 4, the moonroof 60 has a slider 66 with a variable color dimming element 64 attached to an opening 62a formed in the roof 62 in the front seat of the vehicle. The opening 62a can be opened and closed by moving forward and backward. The slider 66 is moved forward and backward by a motor (not shown). Light control element 64
is attached to the slider 66 via a rubber seal 70. A light shielding plate 68 that covers the lower surface of the light control element 64 can be manually moved forward and backward on the slider 66. This light shielding plate 68 covers the lower surface of the light control element 64 when it is desired to completely block external light, and is retracted to the rear when a moon roof is to be used.
第４図に示すように、調光素子６４は、液晶セ
ル７２、偏光板７４、偏光板７４の下面に形成さ
れたハーフミラー７６からなる。偏光板７４は、
粘着剤（アクリル系樹脂）７４ａによつて貼着さ
れている。 As shown in FIG. 4, the light control element 64 includes a liquid crystal cell 72, a polarizing plate 74, and a half mirror 76 formed on the lower surface of the polarizing plate 74. The polarizing plate 74 is
It is attached with an adhesive (acrylic resin) 74a.
液晶セル７２は、透明基板であるガラス板７８
ａ，７８ｂによりその外郭が構成されている。ガ
ラス板７８ａ，７８ｂは、厚さ2.5mmの透明なソ
ーダ石灰ガラスを用いた。 The liquid crystal cell 72 has a glass plate 78 which is a transparent substrate.
A and 78b constitute the outer shell. The glass plates 78a and 78b were made of transparent soda lime glass with a thickness of 2.5 mm.
ガラス板７８ａの内面には、Ａ薄膜８０が約
0.01μmの厚さで真空蒸着され、ハーフミラーを
形成するとともに、液晶セル７２の電極を兼ねて
いる。このＡ薄膜８０の透過率は70％、反射率
は約30％である。また、ガラス板７８ｂの内面に
は、ITO（酸化インジウムと酸化スズの固溶体）
を真空蒸着して成膜した表面抵抗が約300Ω／□
の透明電極８２が形成されている。 The A thin film 80 is on the inner surface of the glass plate 78a.
It is vacuum deposited to a thickness of 0.01 μm, forming a half mirror and also serving as an electrode for the liquid crystal cell 72. This A thin film 80 has a transmittance of 70% and a reflectance of about 30%. In addition, the inner surface of the glass plate 78b is made of ITO (a solid solution of indium oxide and tin oxide).
The surface resistance of the film formed by vacuum evaporation is approximately 300Ω/□
A transparent electrode 82 is formed.
さらに、Ａ薄膜８０および透明電極８２の内
面には、ガラス板に対して垂直配向となるような
配向膜８４ａ，８４ｂが形成されている。配向膜
８４ａ，８４ｂは、シランカツプリング剤をデイ
ツピングにより塗布し、130℃で60分熱処理して
ある。 Further, on the inner surfaces of the A thin film 80 and the transparent electrode 82, alignment films 84a and 84b are formed so as to be oriented perpendicularly to the glass plate. The alignment films 84a and 84b are coated with a silane coupling agent by dipping and heat-treated at 130° C. for 60 minutes.
上述のようにＡ薄膜８０、透明電極８２、配
向膜８４ａ，８４ｂを形成した一方のガラス板７
８ｂに直径46μmのポリスチレン製プラスチツク
粒子を溶媒とともに散布し、スペーサ８６とし
た。また、ガラス板７８ｂの周辺部に厚さ50μm
のデユミランフイルム（商品名：武田薬品工業
製）を配設してシール部８８とした。このシール
部８８の一部には、液晶を注入するための封止口
８８ａが設けてある。ガラス板７８ａ，７８ｂで
構成される外郭の内部には、該電異方性が負のネ
マテイツク液晶９０（メルク社製ZLI−1260）が
封入されている。 One glass plate 7 on which the A thin film 80, transparent electrode 82, and alignment films 84a and 84b were formed as described above.
Polystyrene plastic particles having a diameter of 46 μm were sprinkled onto the spacer 8b along with a solvent to form a spacer 86. In addition, a thickness of 50 μm is provided around the glass plate 78b.
Dumiran film (trade name: manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.) was disposed to form the seal portion 88. A sealing opening 88a for injecting liquid crystal is provided in a part of this sealing portion 88. A nematic liquid crystal 90 (manufactured by Merck & Co., Ltd., ZLI-1260) having negative electrical anisotropy is sealed inside the outer shell made up of the glass plates 78a and 78b.
上述したムーンルーフ６０は、次の手順で製造
される。 The moonroof 60 described above is manufactured by the following procedure.
まず、ガラス板７８ａにＡ薄膜８０を、そし
て、ガラス板７８ｂに透明電極８２を上述のよう
に形成しておく。そして、ガラス板７８ｂにシー
ル部８８を配設し、配向膜８４ａ，８４ｂを形成
する。その上からスペーサ８６を散布し、ガラス
板７８ａ，７８ｂを重ね合わせ接着する。液晶９
０は、封止口８８ａより注入され、液晶セル７２
が完成する。なお、液晶セル７２の電極を兼ねる
Ａ薄膜８０と透明電極８２の端部には、電圧印
加のためのリード線９２ａ，９２ｂが固着され、
電源（図示しない）に接続されている。 First, the A thin film 80 is formed on the glass plate 78a, and the transparent electrode 82 is formed on the glass plate 78b as described above. Then, a seal portion 88 is provided on the glass plate 78b, and alignment films 84a and 84b are formed. Spacers 86 are sprinkled on top of the glass plates 78a and 78b, and the glass plates 78a and 78b are bonded together. LCD 9
0 is injected from the sealing port 88a, and the liquid crystal cell 72
is completed. Note that lead wires 92a and 92b for voltage application are fixed to the ends of the A thin film 80 and the transparent electrode 82, which also serve as electrodes of the liquid crystal cell 72.
Connected to a power source (not shown).
この液晶セル７２に対して、別途Ａ薄膜７６
が形成された偏光板７４を粘着剤７４ａで貼付
し、ムーンルーフ６０が完成する。 A thin film 76 is separately provided for this liquid crystal cell 72.
The polarizing plate 74 on which is formed is pasted with an adhesive 74a, and the moonroof 60 is completed.
次にムーンルーフ６０の作動について、第５図
ａ，ｂに基づき説明する。 Next, the operation of the moon roof 60 will be explained based on FIGS. 5a and 5b.
第５図ａは、第４図における可変色液晶調光素
子を模式的に表す断面図であり、電圧が印加され
ていない状態を示す図、そして、第５図ｂは、第
５図ａと同じ断面図であり、電圧が印加されてい
る状態を示す図である。 FIG. 5a is a cross-sectional view schematically showing the variable color liquid crystal light control element in FIG. 4, and shows a state in which no voltage is applied, and FIG. It is the same sectional view and is a diagram showing a state where a voltage is applied.
着色、遮光を必要としない場合は、Ａ薄膜８
０および透明電極８２に電圧を印加しない。する
と、配向膜８４ａ，８４ｂにより液晶分子は、ガ
ラス板７８ａ，７８ｂに対して垂直なホメオトロ
ピツク配列となつている。 If coloring or light shielding is not required, use A thin film 8.
0 and no voltage is applied to the transparent electrode 82. Then, the liquid crystal molecules are arranged in a homeotropic alignment perpendicular to the glass plates 78a, 78b due to the alignment films 84a, 84b.
したがつて、第５図ａに示すように、調光素子
６４の車室外より入射した光（図上矢印A1方向）
は、ガラス板７８ａ、ハーフミラーのＡ薄膜８
０を通過する。Ａ薄膜８０においては、70％が
透過し、30％が反射される。すなわち、先の本考
案の作用説明におけるｎが0.7、（１−ｎ）が0.3
である。Ａ薄膜８０を通過した光は、さらに液
晶分子９０を通過するが、液晶分子９０はガラス
板７８ａに垂直なホメオトロピツク配列となつて
おり、入射光は、そのまま通過する。そして、偏
光板７４で直線偏光とされ、その内30％は通過
し、70％は反射されるが、もう一方のＡ薄膜７
６との間で反射を繰り返す。しかし、D1rがＡ
膜８０で反射されてＡ膜７６を通過する透過光
の光量は微少であり、無視できるので、（B1t＋
D1t）が透過すると考えればよい。液晶セルの吸
収率ｍを0.1とすると、（Bt＋Dt）＝n2・（１−ｍ）
＋n2・（１−ｍ）3・（１−ｎ）2であるから、約44％
が透過することになる。そして、透過光は、ほと
んど着色がされていないため、透明な開放感のあ
るルーフが得られる。 Therefore, as shown in FIG. 5a, light incident on the light control element 64 from outside the vehicle interior (in the direction of arrow A1 in the figure)
is a glass plate 78a, a half mirror A thin film 8
Pass through 0. In the A thin film 80, 70% is transmitted and 30% is reflected. That is, in the explanation of the action of the present invention, n is 0.7 and (1-n) is 0.3.
It is. The light that has passed through the A thin film 80 further passes through liquid crystal molecules 90, but the liquid crystal molecules 90 are in a homeotropic alignment perpendicular to the glass plate 78a, and the incident light passes through as is. Then, it is linearly polarized by the polarizing plate 74, of which 30% passes and 70% is reflected.
6 and repeat the reflection. However, D1r is A
The amount of transmitted light that is reflected by the film 80 and passes through the A film 76 is minute and can be ignored, so (B1t+
D1t) can be considered to be transmitted. If the absorption rate m of the liquid crystal cell is 0.1, (Bt+Dt)=n 2・(1−m)
+n 2・(1-m) 3・(1-n) 2 , so about 44%
will be transmitted. Furthermore, since the transmitted light is hardly colored, a transparent roof with an open feeling can be obtained.
次に、所望の色相の透過光に減光され、ムーン
ルーフとされる場合について述べる。 Next, a case will be described in which the transmitted light is reduced to a desired hue to form a moonroof.
この場合は、所望の色相に応じた電圧を印加す
る。すると、配向膜８４ａ，８４ｂ付近の液晶分
子９０ａ以外の液晶分子９０ｂは、ガラス板７８
ａ，７８ｂに対して垂直な状態（ホメオトロピツ
ク配列）より印加電圧に応じて傾斜した状態に保
たれている。 In this case, a voltage corresponding to the desired hue is applied. Then, the liquid crystal molecules 90b other than the liquid crystal molecules 90a near the alignment films 84a and 84b are removed from the glass plate 78.
A and 78b are maintained in a tilted state depending on the applied voltage from a perpendicular state (homeotropic arrangement).
ムーンルーフ６０の車室外より入射した光（図
上矢印A1方向）は、ガラス板７８ａ、ハーフミ
ラーのＡ薄膜８０を通過するが、上述したのと
同様に、Ａ薄膜８０においては、70％が透過
し、30％が反射される。Ａ薄膜８０を通過した
光は、さらに傾斜した液晶分子９０ｂを通過する
が、偏光を受けていないため、偏光板９０をその
まま通過し、直接偏光B1tとなる。 Light entering the moonroof 60 from outside the vehicle (in the direction of arrow A1 in the figure) passes through the glass plate 78a and the half mirror A thin film 80, but as described above, 70% of the light enters the A thin film 80. Transmitted and 30% reflected. The light that has passed through the A thin film 80 further passes through the tilted liquid crystal molecules 90b, but since it is not polarized, it passes through the polarizing plate 90 as it is and becomes directly polarized light B1t.
一方b1点での反射光は、偏光板７４により直
線偏光となり、Ａ膜７６で光A1tの30％が反射
され、直接偏光の光が傾斜した液晶分子９０ｂを
通過する際に、液晶分子の複屈折作用により、楕
円偏光に変化する。この楕円偏光A1rは、Ａ膜
８０を通過し、透過光C1tとして車外に出る。こ
の透過光は、楕円偏光であるので、着色はされて
いない。また、Ａ膜８０で光B1rの30％が反射
される。反射された直線偏光の光は、再び傾斜し
た液晶分子９０ｂを通過し、光C1rとなる。光
C1rは、偏光板７４を通過しＡ薄膜７６を透過
し、D1tとなる。光D1tは、偏光板を通過する際
に、楕円偏光が直線偏光に変化する。このとき、
偏光板７４を通過する光の強度は、液晶分子９０
ｂの傾斜角度に応じた光の強度の波長分布を有す
る。したがつて、D1tは、液晶分子９０ｂの傾斜
角度、すなわち、印加電圧に応じた着色がされ、
Ａ膜７６を通過する。また、Ａ膜７６で反射
された光D1rは、同様に、４を通過する際に、Ａ
膜７６で再び偏光板９０を通過することによ
り、着色される。そして、先に述べたと同じよう
に反射と透過が繰り返されるが、光量は無視でき
る値となる。 On the other hand, the reflected light at point b1 becomes linearly polarized light by the polarizing plate 74, 30% of the light A1t is reflected by the A film 76, and when the directly polarized light passes through the tilted liquid crystal molecules 90b, the liquid crystal molecules are Due to refraction, it changes into elliptically polarized light. This elliptically polarized light A1r passes through the A film 80 and exits the vehicle as transmitted light C1t. Since this transmitted light is elliptically polarized light, it is not colored. Furthermore, 30% of the light B1r is reflected by the A film 80. The reflected linearly polarized light passes through the tilted liquid crystal molecules 90b again and becomes light C1r. light
C1r passes through the polarizing plate 74 and the A thin film 76, and becomes D1t. When the light D1t passes through the polarizing plate, the elliptically polarized light changes to linearly polarized light. At this time,
The intensity of light passing through the polarizing plate 74 is determined by the intensity of the light passing through the polarizing plate 74.
It has a wavelength distribution of light intensity depending on the inclination angle of b. Therefore, D1t is colored according to the tilt angle of the liquid crystal molecules 90b, that is, the applied voltage,
It passes through the A membrane 76. Similarly, when the light D1r reflected by the A film 76 passes through the A film 76,
The film 76 is colored by passing through the polarizing plate 90 again. Then, reflection and transmission are repeated in the same way as described above, but the amount of light becomes a negligible value.
したがつて、車室内への入射光（B1t＋D1t）
は、透明な光B1tと印加電圧に応じて所望の色に
着色された光D1tの混合した光となり、全体とし
て着色されて見える。 Therefore, the incident light into the vehicle interior (B1t + D1t)
The light becomes a mixture of transparent light B1t and light D1t colored in a desired color according to the applied voltage, and the whole light appears colored.
なお、液晶セルにおける吸収量ｍは、複屈折等
の影響で電圧が印加されていない場合より大きく
なるので、全体の透過光（B1t＋D1t）の透過量
は、低下する。 Note that the absorption amount m in the liquid crystal cell becomes larger than when no voltage is applied due to the influence of birefringence, etc., so the total amount of transmitted light (B1t+D1t) decreases.
次に、印加電圧と透過光の透過量および着色の
色相についての関係を具体的に説明する。 Next, the relationship between the applied voltage, the amount of transmitted light, and the hue of coloring will be specifically explained.
印加電圧に応じて、次のように着色が変化す
る。印加電圧が1.5Vで赤色、1.7Vで青色、1.8V
で緑色、そして、2Vで黄色となる。 The coloring changes as follows depending on the applied voltage. Red when applied voltage is 1.5V, blue when 1.7V, 1.8V
It becomes green at 2V, and yellow at 2V.
着色した状態では、印加電圧が0Vで無色のと
きに比べて液晶セル７２の吸収率ｍは、0.25程と
なり、無色の透過光B1tが約37％、着色された透
過光D1tが約２％となる。 In the colored state, the absorption rate m of the liquid crystal cell 72 is about 0.25 compared to when the applied voltage is 0 V and it is colorless, and the colorless transmitted light B1t is about 37% and the colored transmitted light D1t is about 2%. Become.
以上、本考案の特定の実施例について説明した
が、本考案は上記実施例に限定されるものではな
く、実用新案登録請求の範囲内において種々の実
施態様を包含するものである。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, but includes various embodiments within the scope of the claims for utility model registration.
HAN方式のECB型液晶セルを用いる場合に
は、上述の実施例において配向膜８４ａを垂直配
向、配向膜８４ｂを水平配向とすればよい。水平
配向は、ポリイミド樹脂を印刷後、ラビング処理
することにより得られる。なお、封入される液晶
は、正、負いずれのネマテイツク液晶を用いても
よい。 When using a HAN type ECB type liquid crystal cell, the alignment film 84a may be vertically aligned and the alignment film 84b may be horizontally aligned in the above embodiment. Horizontal orientation is obtained by printing the polyimide resin and then subjecting it to a rubbing treatment. The liquid crystal to be sealed may be either positive or negative nematic liquid crystal.
また、ホモジニアス方式のECB型液晶セルの
場合は、配向膜８４ａ，８４ｂを両方とも水平配
向とし、液晶は正のネマテイツク液晶を用いれば
よい。 Further, in the case of a homogeneous ECB type liquid crystal cell, both of the alignment films 84a and 84b may be horizontally aligned, and a positive nematic liquid crystal may be used as the liquid crystal.
上述の実施例においては、自動車のムーンルー
フへの適用例について説明したが、それ以外にも
たとえば、クオータウインドガラスに適用するこ
ともできる。その場合、走行中には、透過状態と
しておき、停車中に着色・遮光することにより、
外光の眩しさ、灼熱感を避けることができる。 In the above-mentioned embodiments, an example of application to a moon roof of an automobile has been described, but the present invention can also be applied to, for example, a quarter window glass. In that case, by leaving it in a transparent state while driving and coloring and blocking light while stopped,
You can avoid the glare of outside light and the burning sensation.
また、自動車以外にも適用が可能であり、たと
えば、住宅におけるハイライト採光等の窓として
利用することができる。 Furthermore, it can be applied to applications other than automobiles, and can be used, for example, as windows for highlight lighting in houses.
以上より、本考案の可変色液晶調光素子によれ
ば、二つのハーフミラーを利用することにより、
一つの偏光板を二度以上入射光を通過させること
ができるため、偏光板が一枚で減光および着色を
得ることができる。したがつて、その一枚の偏光
板を劣化を受けにくい車室側に配設することがで
き、従来の車室外に偏光板を配置した場合に比べ
て、耐久性に優れた可変色表示素子が得られる。
From the above, according to the variable color liquid crystal light control device of the present invention, by using two half mirrors,
Since incident light can pass through one polarizing plate more than once, light reduction and coloring can be achieved with a single polarizing plate. Therefore, this single polarizing plate can be placed in the vehicle interior, where it is less susceptible to deterioration, resulting in a variable color display element that is more durable than conventional polarizing plates placed outside the vehicle interior. is obtained.
また、本考案によれば、二つのハーフミラー間
における多重反射色が加わり、意匠的に優れた色
相変化をもたらすことができる。 Further, according to the present invention, multiple reflected colors between the two half mirrors are added, and a hue change that is excellent in terms of design can be brought about.
また、本考案によれば、従来例に比べて偏光板
を一枚減らすことができるのに対し、増えるハー
フミラーの厚さは、偏光板の厚さの1/20以下であ
り、調光素子を薄くすることができる。 In addition, according to the present invention, the number of polarizing plates can be reduced by one compared to the conventional example, but the added thickness of the half mirror is less than 1/20 of the thickness of the polarizing plate, and the light control element can be made thinner.
第１図および第２図ａ，ｂは、本考案にかかる
可変色液晶調光素子を説明するための図面であ
る。第１図は、可変色液晶調光素子の模式断面図
である。第２図ａは、第１図を模式的に表す断面
図であり、電圧が印加されていない状態を示す図
である。第２図ｂは、第２図ａと同じ断面図であ
り、電圧が印加されている状態を示す図である。
第３図および第４図は、本考案にかかる可変色液
晶調光素子の実施例を説明するための図面であ
る。第３図は、可変色液晶調光素子を用いたムー
ンルーフの斜視概略図である。第４図は、第３図
における−矢視断面図である。第５図ａは、
第４図における可変色液晶調光素子を模式的に表
す断面図であり、電圧が印加されていない状態を
示す図である。第５図ｂは、第５図ａと同じ断面
図であり、電圧が印加されている状態を示す図で
ある。第６図ないし第７図は、従来例における可
変色液晶調光素子を説明するための図面である。
第６図ａは、電圧が印加されていない状態の同素
子の模式断面図である。第６図ｂは、電圧が印加
されている状態の同素子の模式断面図である。第
７図は、別の従来例を示す同素子の模式断面図で
ある。
１０……可変色液晶調光素子、２０……液晶セ
ル、２８……液晶、３０……偏光板、４０……第
１のハーフミラー、５０……第２のハーフミラ
ー。
FIG. 1 and FIGS. 2a and 2b are drawings for explaining a variable color liquid crystal light control device according to the present invention. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a variable color liquid crystal light control element. FIG. 2a is a cross-sectional view schematically representing FIG. 1, and shows a state where no voltage is applied. FIG. 2b is the same cross-sectional view as FIG. 2a, and shows a state where a voltage is applied.
3 and 4 are drawings for explaining an embodiment of the variable color liquid crystal light control device according to the present invention. FIG. 3 is a schematic perspective view of a moonroof using a variable color liquid crystal light control element. FIG. 4 is a sectional view taken along the - arrow in FIG. 3. Figure 5a is
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically representing the variable color liquid crystal light control element in FIG. 4, and is a diagram showing a state where no voltage is applied. FIG. 5b is the same cross-sectional view as FIG. 5a, and shows a state in which a voltage is applied. FIGS. 6 and 7 are drawings for explaining a conventional variable color liquid crystal light control element.
FIG. 6a is a schematic cross-sectional view of the same element in a state where no voltage is applied. FIG. 6b is a schematic cross-sectional view of the same element in a state where a voltage is applied. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the same element showing another conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Variable color liquid crystal light control element, 20... Liquid crystal cell, 28... Liquid crystal, 30... Polarizing plate, 40... First half mirror, 50... Second half mirror.
Claims (1)
る一対の透明基板により郭定される空間に液晶を
封入したECB型の液晶セルと、該液晶セルの室
内側外面に設けられた偏光板とを備えてなり、 該偏光板の室内側外面には、第１のハーフミラ
ーが設けられ、また、前記液晶に対して偏光板と
反対側の室外側外面の液晶セルには、第２のハー
フミラーが設けられていることを特徴とする可変
色液晶調光素子。[Scope of Claim for Utility Model Registration] An ECB-type liquid crystal cell in which a liquid crystal is sealed in a space defined by a pair of opposing transparent substrates on which electrodes and alignment films are respectively formed, and a liquid crystal cell provided on the outside surface of the indoor side of the liquid crystal cell. A first half mirror is provided on the indoor side outer surface of the polarizing plate, and a liquid crystal cell on the outdoor side outer surface on the opposite side of the polarizing plate with respect to the liquid crystal is provided with a first half mirror. . A variable color liquid crystal light control element, characterized in that a second half mirror is provided.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13921186U JPH0440189Y2 (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13921186U JPH0440189Y2 (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6345535U JPS6345535U (en) | 1988-03-28 |
| JPH0440189Y2 true JPH0440189Y2 (en) | 1992-09-21 |
Family
ID=31044899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13921186U Expired JPH0440189Y2 (en) | 1986-09-10 | 1986-09-10 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0440189Y2 (en) |
-
1986
- 1986-09-10 JP JP13921186U patent/JPH0440189Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6345535U (en) | 1988-03-28 |
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