KR102651739B1

KR102651739B1 - 조광 필름 및 접합 유리

Info

Publication number: KR102651739B1
Application number: KR1020187014980A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 미우라; 유스케 누시; 유스케 하기와라
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2024-03-28
Also published as: JP2022145903A; US20180307077A1; JP2019144554A; JP2024050861A; JP7435667B2; JP6825635B2; JP2021051329A; KR20180082474A; EP3376281A4; JP2018205746A; EP3376281A1; JP2017187810A; JP6489272B2; EP3376281B1; US11809047B2; JP2017097339A; CN108463768A; JP6213653B2

Abstract

접합 유리의 중간재로 이용하는 경우 등에 있어서도, 외관 품위의 저하를 유효하게 피하여 충분히 안정적으로 구동할 수 있고, 또한 투과율의 저하, 액정의 배향성의 저하를 유효하게 피하여 회절광이 보이거나 하는 일이 없도록 한다. 조광 필름(1)은 배향층(23B)이 형성된 제1 적층체(13)와, 배향층(23A)이 형성된 제2 적층체(12)와, 제1 적층체(13) 및 제2 적층체(12)에 의해 끼움 지지됨과 함께 액정 분자를 포함하는 액정층(14)과, 액정층(14)에 배치된, 액정층(14)의 두께를 유지하는 스페이서(24)와, 제1 적층체(13) 및 또는 제2 적층체(12)에 형성된 전극(22B, 22A)을 구비하고, 전극(22B, 22A)에 의한 구동에 의해 액정 분자의 배향을 제어하여 투과광을 제어하고, 액정층의 조광 가능 영역에서의, 조광 필름(1)을 정면에서 본 경우의 단위 면적당의 상기 스페이서(24)의 점유 면적의 비율이, 0.1％ 이상 10％ 이하이다.

Description

조광 필름 및 접합 유리

본 발명은 예를 들어 창에 부착하여 외래광의 투과를 제어하는 전자 블라인드 등에 이용 가능한 조광 필름, 이 조광 필름을 사용한 접합 유리에 관한 것이다.

종래, 예를 들어 창에 부착하여 외래광의 투과를 제어하는 전자 블라인드 등에 이용 가능한 조광 필름에 관한 고안이 다양하게 제안되어 있다(특허문헌 1, 2). 이와 같은 조광 필름의 하나로, 액정을 이용한 것이 있다. 이 액정을 이용한 조광 필름에서는, 투명 전극을 제작한 투명 판재에 의해 액정 재료를 끼움 지지하여 액정 셀이 제작되고, 이 액정 셀을 직선 편광판에 의해 끼움 지지하여 제작된다. 이것에 의해 이 조광 필름에서는, 액정에 인가하는 전계의 가변에 의해 액정의 배향을 가변하여 외래광을 차광하거나 투과하거나 하고, 나아가 투과광량을 가변하거나 하고, 이들에 의해 외래광의 투과를 제어한다.

이와 같은 조광 필름은, 액정 셀을 구성하는 투명 판재에 스페이서를 형성하고, 이 스페이서에 의해 액정층을 일정한 두께로 유지하도록 구성된다. 또한 스페이서를 제작한 후, 폴리이미드 등의 박막을 제작하여 러빙 처리함으로써 배향층을 제작하고, 이 배향층에 의해 액정의 배향을 규제한다.

그런데 이와 같은 조광 필름을 예를 들어 접합 유리의 중간재로 이용하는 것이 생각된다. 그러나 이와 같이 접합 유리의 중간재로 사용하는 경우, 유리판에 의해 중간재를 끼움 지지하여 일체화할 때의 압박력에 의해, 액정 셀을 구성하는 투명 판재 사이에서 전극이 단락되거나, 이 투명 판재 간의 간격(셀 갭임)이 불균일해지거나 하고, 이에 의해 구동이 불안정해지거나, 외관 품위가 저하되는 문제가 있다. 또한 조광 필름은, 이와 같이 접합 유리에 사용하는 경우 이외에도, 창 유리 등에 접합하여 사용하는 경우가 있고, 이와 같은 경우에도 사용 조건에 따라서, 마찬가지의 문제가 발생한다.

이 문제를 해결하는 하나의 방법으로서, 스페이서를 굵게 하거나, 스페이서의 수를 증대시키거나 하는 방법도 생각된다. 그러나 이와 같이 하면, 투과율이 저하되거나, 액정의 배향성이 저하되거나, 나아가 스페이서에 의한 회절광이 보이거나 하는 문제가 있다.

일본 특허 공개 평03-47392호 공보 일본 특허 공개 평08-184273호 공보

본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 접합 유리의 중간재로 이용하는 경우 등에 있어서도, 외관 품위의 저하를 유효하게 피하여 충분히 안정적으로 구동할 수 있고, 또한 투과율의 저하, 액정의 배향성의 저하를 유효하게 피하여 회절광이 보이거나 하는 일이 없도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭하여, 단위 면적당의 스페이서의 면적을 최적화한다는 착상에 이르고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

구체적으로는, 본 발명에서는, 이하와 같은 것을 제공한다.

(1) 배향층이 형성된 제1 적층체와, 배향층이 형성된 제2 적층체와, 상기 제1 적층체 및 상기 제2 적층체에 의해 끼움 지지됨과 함께 액정 분자를 포함하는 액정층과, 상기 액정층에 배치된, 상기 액정층의 두께를 유지하는 스페이서와, 상기 제1 적층체 및 또는 상기 제2 적층체에 형성된 전극을 구비하고, 상기 전극에 의한 구동에 의해 상기 액정 분자의 배향을 제어하여 투과광을 제어하는 조광 필름에 있어서, 상기 액정층의 조광 가능 영역에서의, 상기 조광 필름을 정면에서 본 경우의 단위 면적당의 상기 스페이서의 점유 면적의 비율이 0.1％ 이상 10％ 이하인 조광 필름.

(2) (1)에 있어서, 상기 스페이서는, 포토레지스트에 의한 수지에 의해 형성된 스페이서이며, 상기 점유 면적의 비율이 0.5％ 이상 10％ 이하이다.

(3) (1)에 있어서, 상기 스페이서가 비즈 스페이서이다.

(4) (3)에 있어서, 상기 스페이서는, 반경 200㎛의 범위에 1개 이상 배치되어 있다.

(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 액정층은, 2색성 색소를 포함하는 게스트 호스트형 액정층이다.

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나의 조광 필름을 판유리에 의해 끼움 지지한 접합 유리.

본 발명에 따르면, 액정을 이용한 조광 필름에 관하여, 접합 유리의 중간재로 이용하는 경우 등에 있어서도, 외관 품위의 저하를 유효하게 피하여 충분히 안정적으로 구동할 수 있고, 또한 투과율의 저하, 액정의 배향성의 저하를 유효하게 피하여, 회절광이 보이거나 하는 일이 없도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 접합 유리를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 접합 유리에 사용되는 조광 필름을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 조광 필름의 동작을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2의 조광 필름의 제조 공정을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 도 2의 조광 필름을 설명하는 도표이다.
도 6은 도 2의 A-A 단면의 일부를 도시하는 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태의 조광 필름을 도시하는 단면도이다.
도 8은 게스트 방식의 액정층에 있어서의, 게스트 호스트형 액정과 2색성 색소의 방향을 설명하는 도면이다.
도 9는 게스트 방식의 액정층에 있어서의, 게스트 호스트형 액정과 2색성 색소의 방향을 설명하는 도면이다.
도 10은 제3 실시 형태의 조광 필름을 도시하는 단면 사시도이다.
도 11은 비즈 스페이서의 분산 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 비교 형태에 있어서의 비즈 스페이서의 분산 상태를 도시한 도면이다.

〔제1 실시 형태〕

〔접합 유리〕

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 접합 유리를 도시하는 단면도이다. 이 접합 유리(1)는 예를 들어 차량의 윈도우에 적용되는 접합 유리이며, 중간층(4 및 5)을 각각 개재하여 판유리(2 및 3)에 의해 조광 필름(10)을 끼움 지지하여 구성된다. 여기서 판유리(2, 3)는, 이러한 종류의 접합 유리에 적용 가능한 다양한 재료를 널리 적용할 수 있다. 또한 중간층(4, 5)은, 조광 필름(10)과 판유리(2, 3)의 접착층으로서 기능하는 구성이며, 이러한 종류의 접합 유리에 적용되는 다양한 구성을 널리 적용할 수 있고, 예를 들어 열선 차폐재로서의 기능을 구비하도록 해도 된다.

접합 유리(1)는 판유리(2, 3)에 각각 중간층(4, 5)을 형성하여 조광 필름(10)과 적층한 후, 가열하고 가압함으로써, 중간층(4, 5)을 개재하여 판유리(2, 3), 조광 필름(10)을 일체화함과 함께, 전체를 원하는 곡면 형상으로 정형한다. 이에 의해 접합 유리(1)는, 예를 들어 차량의 리어 윈도우 등에 적용 가능하게 제작되며, 조광 필름(10)에 의해 투과광을 제어할 수 있도록 구성된다. 또한 이에 의해 접합 유리(1)의 제조 공정은, 각각 중간층(4, 5)을 형성한 판유리(2, 3)를 조광 필름(10)과 적층하는 적층 공정, 그 결과 얻어지는 적층체를 가열, 가압하는 가열 가압 공정을 구비한다.

〔조광 필름〕

도 2는 조광 필름을 도시하는 단면도이다. 이 조광 필름(10)은 필름 형상에 의해 형성되고, 접합 유리에 사용되는 경우 외에, 예를 들어 조광을 도모하는 부위에 부착하여 사용된다. 또한 이와 같은 조광을 도모하는 부위에 부착하여 사용되는 경우에는, 예를 들어 건축물의 창 유리, 쇼케이스, 옥내의 투명 파티션 등에 배치하여 투과, 불투명을 전환하는 경우 등이다.

이 조광 필름(10)은 액정을 이용하여 투과광을 제어하는 조광 필름이며, 필름 형상에 의한 제1 및 제2 적층체인 하측 적층체(13)(제1 적층체) 및 상측 적층체(12)(제2 적층체)에 의해 액정층(14)을 끼움 지지하여 액정 셀(15)이 제작되고, 이 액정 셀(15)을 직선 편광판(16, 17)에 의해 끼움 지지하여 제작된다.

여기서 이 실시 형태에 있어서, 액정층(14)의 구동에는, TN(Twisted Nematic) 방식이 적용되지만, 예를 들어 VA(Virtical Alignment) 방식, IPS(In-Place-Switching) 방식 등, 다양한 방식을 적용할 수 있다. 조광 필름(10)에는, 액정층(14)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(24)가 하측 적층체(13) 및 또는 상측 적층체(12)에 형성된다. 직선 편광판(16, 17)은, 각각 액정 셀(15)측에 광학 보상으로 제공하는 위상차 필름(18, 19)이 형성된다. 적층체(12, 13)는, 각각 기재(21A, 21B)에 전극(22A, 22B), 배향층(23A, 23B)을 순차적으로 제작하여 형성된다. 또한 위상차 필름(18, 19)은 필요에 따라서 생략해도 된다.

이것에 의해 이 조광 필름(10)은 전극(22A, 22B)의 인가 전압의 가변에 의해, 도 3에 도시한 바와 같이, 외래광 L1의 투과를 제어하여, 투명 상태와 비투명 상태로 상태를 전환하도록 구성된다. 또한 도 3의 (A)는 전극(22A, 22B) 간에 전압을 인가하지 않은 상태를 도시하고, 도 3의 (B)는 전극(22A, 22B)에 전압을 인가한 상태를 도시하고, 이것에 의해 이 실시 형태에서는, 소위 노멀리 화이트에 의해 액정층(14)을 구동한다. 또한 이것 대신에 노멀리 블랙에 의해 구동하도록 해도 된다. 또한 IPS 방식을 적용하는 경우, 전극(22A, 22B)은, 배향층(23A 또는 23B)측에 통합하여 제작되는 것은 물론이고, 이것에 대응하도록 후술하는 적층체(12, 13)가 구성되게 된다.

또한 조광 필름(10)은 예를 들어 건축물의 창 유리, 쇼케이스, 옥내의 투명 파티션 등에 부착하여 사용하는 경우 등에 있어서는, 직선 편광판(16 및 또는 17)의, 액정 셀(15)과는 반대측의 면에, 하드 코트층 등에 의한 보호층이 형성된다.

여기서 기재(21A, 21B)는, 액정 셀(15)에 적용 가능한 가요성을 갖는 각종 투명 필름재를 적용할 수 있고, 이 실시 형태에서는, 양면에 하드 코트층이 제작되어 이루어지는 폴리카르보네이트에 의한 필름재가 적용된다. 전극(22A, 22B)은, 액정층(14)에 거의 균일한 전계를 인가 가능하며, 투명으로 지각되는 다양한 구성을 적용할 수 있지만, 이 실시 형태에서는, 투명 전극재인 ITO에 의한 투명 도전막을 기재(21A, 21B)의 전체면에 제작하여 형성된다. 또한 상술한 바와 같이, IPS 방식 등에 있어서는, 전극은 원하는 형상에 의해 패터닝되어 제작된다.

배향층(23A, 23B)은, 폴리이미드 등의 배향층에 적용 가능한 각종 재료층이 적용되고, 이 재료층의 표면에 러빙 롤을 사용한 러빙 처리에 의해 미세한 라인상 요철 형상을 제작하여 형성된다. 또한 이와 같은 러빙 처리에 의한 배향층 대신에, 러빙 처리에 의해 제작한 미세한 라인상 요철 형상을 부형 처리에 의해 제작하여 배향층을 제작해도 되고, 또한 광 배향층에 의해 제작해도 된다.

스페이서(24)는 각종 수지 재료를 널리 적용할 수 있지만, 이 실시 형태에서는 포토레지스트에 의해 제작된다.

또한 액정 셀(15)은 액정층(14)을 둘러싸도록, 시일제(25)가 배치되고, 이 시일제(25)에 의해 액정의 누출이 방지된다.

〔제조 공정〕

도 4는 액정 셀(15)의 제조 공정을 설명하는 흐름도이다. 액정 셀(15)은 전극 제작 공정 SP1에 있어서, 기재(21A 및 21B)에 ITO에 의한 투명 전극(22A, 22B)이 제작된다. 계속되는 스페이서 제작 공정 SP3에 있어서, 스페이서(24)에 관한 도공액(포토레지스트)을 도공한 후, 건조, 노광하여 현상함으로써, 스페이서(24)가 제작된다. 또한 적층체(12, 13)의 한쪽에만 스페이서(24)를 제작하는 경우, 스페이서(24)를 제작하지 않는 경우의 기재에 대해서는, 스페이서 제작 공정 SP3이 생략된다.

계속해서 액정 셀(15)은 배향층 재료층 제작 공정 SP4에 있어서, 배향층(23A, 23B)에 관한 도공액이 도공되어 건조, 경화됨으로써, 배향층(23A, 23B)의 재료층이 형성된다. 계속해서 액정 셀(15)은 러빙 공정 SP5에 있어서, 러빙 롤을 사용한 러빙 처리에 의해, 배향층 재료층의 표면에 미세한 라인상 요철 형상이 제작되어 배향층(23A, 23B)이 제작된다.

계속해서 액정 셀(15)은 밀봉 공정 SP6에 있어서, 적층체(12, 13)의 한쪽에, 액정층(14)을 둘러싸는 형상에 의해 시일제(25)가 형성됨과 함께, 이 시일제(25)에 의해 둘러싸인 개소에 액정 재료가 배치된다. 이 공정은, 이 상태에서 적층체(12, 13)의 다른 쪽을 가져와 적층체(12, 13)에 의해 액정 재료를 끼움 지지하도록 적층하고, 이 상태에서 가압하여 자외선의 조사 등에 의해 시일제를 경화시키고, 이에 의해 액정 셀(15)이 제작된다.

또한 액정 셀(15)은 기재(21A, 21B)가 롤에 권취된 긴 필름 형태에 의해 제공되고, 이들 공정 SP2 내지 SP6 모두, 또는 이들 공정 SP2 내지 SP6 중 일부가, 롤로부터 기재(21A, 21B)를 인출하여 반송하면서 실행된다. 또한 이에 의해 액정 셀(15)은 필요에 따라서, 도중의 공정으로부터 매엽의 처리에 의해 각 공정이 실행되게 된다.

〔스페이서의 상세 구성〕

도 5는 스페이서(24)의 상세 구성을 설명하는 도표이다. 도 6은 도 2의 A-A 단면의 일부를 도시하는 도면이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 스페이서(24)는 시일제(25)로 둘러싸인 내부의 영역에 배치되어 있다. 이 내부의 영역은, 조광 필름(1)의 조광에 기여하는 조광 영역 S이다.

스페이서(24)는 기둥 형상에 의해, 보다 구체적으로는 원기둥 형상 또는 원뿔대 형상에 의해, 단면 원형 형상에 의해 형성된다.

스페이서(24)는 당해 조광 필름(10)을 정면에서 본 경우의, 조광 영역 S에 있어서의 단위 면적당의 스페이서(24)의 점유 면적의 비율(조광 필름(10)의 한 면으로부터 본 경우의 스페이서(24)의 투영 면적 비율, 이하, 적절히, 스페이서의 점유율이라 칭함)이 0.5％ 이상 10％ 이하에 의해, 보다 바람직하게는 0.5％ 이상 8％ 이하에 의해 배치된다.

조광 필름(10)을 접합 유리(1)의 중간재로 사용하는 경우, 접합 유리(1)의 제조 공정 가열 가압 공정에서의 가압, 가열에 의해, 스페이서(24)가 변형되는 경우가 있다. 이 변형이 크면, 조광 필름(10)에 있어서는, 적층체(12, 13)의 전극(22A, 22B)이 단락되어 동작하지 않게 되거나, 또한 동작이 불안정해진다. 또한 액정층(14)의 두께(셀 갭)가 국소적으로 저하되어 불균일화되어, 외관 품위가 저하되게 된다.

다양하게 검토한 결과에서는, 이 스페이서의 점유율이 0.5％ 미만이 되면 스페이서 1개당에 가해지는 압력이 커져, 스페이서(24)가 찌부러지거나, 스페이서(24)의 선단이 대향면에 관입하여 전극을 단락시키거나 하고, 또한 스페이서(24) 사이에서 기재가 휘어 셀 갭이 불균일해지고, 이들에 의해 조광 필름의 동작이 불안정해지고, 또한 외관 품위가 저하된다.

그러나 스페이서의 점유율이 0.5％ 이상이도록 하면, 이와 같은 스페이서(24)의 변형에 의한 전극(22A, 22B)이 단락, 셀 갭의 국소적인 저하를 방지할 수 있고, 이에 의해 안정적으로 동작시켜 외관 품위의 저하를 방지할 수 있다.

이에 반해 스페이서의 점유율이 10％보다 큰 경우, 보다 바람직하게는 스페이서의 점유율이 8％보다 큰 경우, 스페이서(24)의 밀도가 너무 커짐으로써, 스페이서(24)에 의한 각종 문제가 발생한다.

스페이서의 점유율이 10％보다 큰 경우, 보다 바람직하게는 스페이서의 점유율이 8％보다 큰 경우, 러빙 처리 시에 스페이서(24)의 그림자가 되어 정상적으로 러빙 자국을 제작할 수 없는 부위의 면적이 증대되게 되고, 그 결과, 액정의 배향성이 저하된다.

또한 스페이서(24)가 형성되어 있는 부위는, 전혀 액정이 배치되어 있지 않음으로써, 결국, 조광 필름(10)에서는, 이 스페이서(24)가 형성되어 있는 부위에서는, 크로스니콜 배치에 의한 직선 편광판(16, 17)의 적층체의 광학 특성에 의해 투과광을 차광하게 된다.

스페이서의 점유율이 커지면, 이 스페이서(24)에 의한 투과광의 차광 영향이 현저하게 지각되게 되고, 그 결과, 투과성이 저하되게 된다. 또한 스페이서의 점유율이 증대되면, 회절광이 증대되어, 회절광이 광 스폿 등에 의해 보이거나 하게 된다.

구체적으로, 도 5는 스페이서의 점유율의 실험 결과를 도시하는 도표이다. 이 도 5에 있어서, 「×」의 표시는 모든 샘플에서 실용에 적합하지 않은 계측 결과가 얻어진 것을 나타내고, 「△」는 복수 샘플의 일부에서 실용에 적합하지 않은 계측 결과가 얻어진 것을 나타내고, 「○」는 복수 샘플 모두에서 충분히 실용 가능한 계측 결과가 얻어진 것을 나타낸다.

도 5에 관한 실험에서는, 정반에 의한 경도가 높은 평활면에 조광 필름을 적재한 상태에서, 0.8㎫에 상당하는 가중을 24시간 인가한 후, 셀 갭을 관찰하여 스페이서 간의 기재의 휨, 셀 갭의 불균일화(휨(두께 불균일))를 관찰하였다.

이와 같이 하여 가중을 인가한 후, 상측 적층체 및 하측 적층체를 박리하여 스페이서를 현미경에 의해 관찰하여 스페이서의 찌부러짐(스페이서 찌부러짐)을 확인하고, 스페이서가 맞닿는 부위를 현미경에 의해 관찰하여 스페이서가 맞닿는 부위로의 스페이서 선단의 관입, 기재의 변형(필름 관입, 기재 변형)을 관찰하였다.

또한 투과광의 관찰에 의해, 투과율의 저하(투과성), 회절광의 정도(투과광 회절), 액정의 배향성을 관찰하였다. 또한 전극으로의 인가 전압의 전환에 의해 투과 상태와 차광 상태를 전환하여 액정의 구동성(액정 구동성)을 관찰하고, 또한 외관을 관찰하였다.

도 5에 있어서, 비교예 1은 스페이서를 직경 7㎛, 높이 6㎛에 의해 제작하고, 피치 110㎛로 직교하는 2방향으로 등피치로 배치하였다. 비교예 1은 110×110㎛²의 영역에 1개의 비율로 직경 7㎛에 의한 스페이서를 배치하고, 스페이서의 점유율 0.3％에 의해 액정 셀을 제작하여 조광 필름을 제작하였다.

비교예 1에서는, 스페이서의 찌부러짐이 발생하였다(스페이서 찌부러짐). 또한 부분적으로, 스페이서(24)의 선단이 대향면에 관입한 부위가 보이고(관입, 기재 변형), 또한 스페이서(24) 사이에서 기재가 휘어 셀 갭의 불균일한 부위가 확인되었다(휨(두께 불균일)).

그러나, 비교예 1에서는, 스페이서의 점유율이 0.3％임으로써, 스페이서(24)에 의한 투과율의 저하는 무시할 수 있을 정도로 경미하고, 또한 투과광에 있어서의 회절광의 광량도 경미하였다. 또한 액정이 국소적으로 배향 불량이 되거나 하는 것도 거의 무시할 수 있는 것을 알 수 있었다. 그러나, 애당초 스페이서(24) 사이에서 기재가 휘어 셀 갭의 불균일한 부위가 존재함으로써, 액정층(14)을 구동하여 전체면을 균일하게 차광 상태, 투광 상태로 설정하는 것이 곤란하여, 액정 구동성에 문제가 남았다. 또한 외관 불량도 확인되었다. 종합 평가로서, 이 비교예 1은 실용에 적합하지 않은 것을 알 수 있었다.

실시예 1은 스페이서(24)를 직경 9㎛, 높이 6㎛로 하고, 110㎛ 피치에 의해 배치하고, 스페이서의 점유율을 0.5％로 설정하였다. 실시예 2는 스페이서(24)를 직경 27㎛, 높이 6㎛로 하고, 230㎛ 피치에 의해 배치하고, 스페이서의 점유율을 1％로 설정하였다. 실시예 3은 스페이서(24)를 직경 28㎛, 높이 6㎛로 하고, 110㎛ 피치에 의해 배치하고, 스페이서의 점유율을 5％로 설정하였다. 실시예 4는 스페이서(24)를 직경 35㎛, 높이 6㎛로 하고, 110㎛ 피치에 의해 배치하고, 스페이서의 점유율을 8％로 설정하였다. 실시예 5는 스페이서(24)를 직경 39㎛, 높이 6㎛로 하고, 110㎛ 피치에 의해 배치하고, 스페이서의 점유율을 10％로 설정하였다.

이들 실시예 1 내지 5에서는, 스페이서의 찌부러짐도 관찰되지 않고, 스페이서(24)의 선단이 대향면에 관입한 부위도 발견되지 않고, 셀 갭의 불균일한 부위도 확인되지 않았다.

또한 스페이서(24)에 의한 투과율의 저하는 무시할 수 있을 정도로 경미하고, 투과광에 있어서의 회절광의 광량도 경미하며, 액정이 국소적으로 배향 불량이 되거나 하는 것도 거의 무시할 수 있는 것을 알 수 있었다.

액정층(14)을 구동하여 전체면을 균일하게 차광 상태, 투광 상태로 설정할 수 있는 것도 확인되어, 액정 구동성도 충분한 것이 확인되고, 또한 외관도 문제가 되지 않는 것이 확인되었다.

종합 평가로서, 실시예 1 내지 5는 충분히 실용 가능한 것을 알 수 있었다.

이에 반해 비교예 2는 스페이서(24)를 직경 48㎛, 높이 6㎛로 하고, 110㎛ 피치에 의해 배치하고, 스페이서의 점유율을 15％로 설정하였다. 비교예 2에서는, 스페이서의 찌부러짐도 관찰되지 않고, 스페이서(24)의 선단이 대향면에 관입한 부위도 발견되지 않고, 또한 셀 갭의 불균일한 부위도 확인되지 않았다.

그러나, 스페이서(24)에 의한 투과율의 저하는 무시할 수 없을 정도이고, 투과광에 있어서의 회절광의 광량도 무시할 수 없을 정도이며, 액정의 국소적인 배향 불량도 무시할 수 없을 정도였다.

이에 반해 셀 갭을 안정적으로 유지할 수 있음으로써, 액정층(14)을 구동하여 전체면을 균일하게 차광 상태, 투광 상태로 설정할 수 있는 것은 확인되어, 액정 구동성은 충분한 것이 확인되었다.

그러나, 회절광 등을 무시할 수 없음으로써, 외관 불량으로 판단되고, 이에 의해 종합 평가로서, 이 비교예 2는 실용에 적합하지 않은 것을 알 수 있었다.

또한 스페이서(24)는 사용하는 액정층(14)의 액정 재료에 따라서 필요한 액정층(14)의 두께에 대응하는 높이에 의해 형성되고, 보다 구체적으로 2㎛ 이상 10㎛ 이하의 높이에 의해 제작된다. 이에 의해 조광 필름(10), 접합 유리(1)는 외관 품위의 저하를 유효하게 피하여 충분히 안정적으로 구동할 수 있고, 또한 투과성의 저하, 액정의 배향성의 저하를 유효하게 피하여 회절광이 보이거나 하는 일이 없도록 할 수 있다.

스페이서(24)는 랜덤하게 배치되는 경우도 있음으로써, 이 스페이서의 점유율은, 충분히 큰 면적의 영역에 의해 스페이서(24)를 배치하는 부위의 면적을 계산하고, 이 부위에 배치된 스페이서(24)의 평면으로 볼 때(정면에서 볼 때)에 관한 단면적의 집계값에 의해 구해진다.

실시 형태에 있어서, 스페이서(24)는 선단이 평탄면인 정면에서 볼 때, 대략 원형 형상(타원율 0.9 이상)에 의해 형성된다. 이와 같이 대략 원형 형상에 의해 제작하는 경우, 어느 방향으로 러빙 처리하는 경우라도, 러빙 처리의 그림자가 되는 부위의 크기의 변화를 저감할 수 있고, 이에 의해 러빙 방향이 상이한 다양한 제품을 안정적으로 생산할 수 있다.

이와 같이 선단이 평탄면인 정면에서 볼 때, 대략 원형 형상에 의해 형성함으로써, 스페이서(24) 선단에서의 응력 집중을 저감할 수 있고, 그 결과, 액정 셀 제작 시에 스페이서(24)의 선단이 대향하는 배향층에 꽂히거나 하는 현상, 스페이서(24)의 찌부러짐에 의한 셀 갭의 불균일화를 유효하게 피할 수 있다.

타원율 0.9 이상에 의해 제작하는 경우, 스페이서(24)는 짧은 직경측에서, 직경 9㎛ 이상에 의해 제작하고, 상술한 점유율로 설정함으로써, 국소적인 응력의 집중을 충분히 완화할 수 있어, 한층 더 외관 품위의 저하 등을 유효하게 피할 수 있다.

또한, 점유율 0.5 내지 10％의 범위는, 전체에 있어서 이 범위인 것이 바람직하지만, 조광 영역 S의 어느 것에 있어서의 1㎟의 범위가, 이 0.5 내지 10％의 범위이면 된다. 예를 들어, 적어도 응력이 가해지기 쉬운 부분에 있어서의 1㎟의 범위가 0.5 내지 10％인 것이 바람직하고, 응력이 비교적 가해지지 어려운 개소에 있어서는, 이 범위보다 적은 부분이 존재하고 있어도 된다.

또한, 스페이서(24)는 개수의 관점에서 보면, 조광 영역 S 내에 있어서의 반경 200㎛의 범위 내에 2개 이상 30개 이하, 바람직하게는 2개 이상 10개 이하가 배치되어 있는 것이 바람직하다.

조광 영역 S에 있어서의 반경 200㎛의 범위 내의 스페이서(24)의 개수가 2개 미만(1개 또는 배치되어 있지 않음)이면, 상술한 스페이서(24)의 점유율이 0.5％ 미만과 마찬가지로, 스페이서 1개당에 가해지는 압력이 커져, 스페이서(24)가 찌부러지거나, 스페이서(24)의 선단이 대향면에 관입하여 전극을 단락시키거나 하고, 또한 스페이서(24) 사이에서 기재가 휘어 셀 갭이 불균일해지고, 이들에 의해 조광 필름의 동작이 불안정해지고, 또한 외관 품위가 저하된다.

그러나, 반경 200㎛의 범위 내의 스페이서(24)의 개수가 2개 이상이면, 이와 같은 스페이서(24)의 변형에 의한 전극(22A, 22B)이 단락, 셀 갭의 국소적인 저하를 방지할 수 있고, 이에 의해 안정적으로 동작시켜 외관 품위의 저하를 방지할 수 있다.

한편, 반경 200㎛의 범위 내의 스페이서(24)의 개수가 30개보다 많으면, 스페이서의 점유율이 10％보다 큰 경우와 마찬가지로, 이하의 문제가 발생한다. 그러나, 본 실시 형태에서는 30개 이하이므로 이하의 문제는 발생하지 않는다.

예를 들어, 러빙 처리 시에 스페이서(24)의 그림자가 되어 정상적으로 러빙 자국을 제작할 수 없는 부위의 면적이 증대되게 되고, 그 결과, 액정의 배향성이 저하된다.

또한, 스페이서(24)가 형성되어 있는 부위는, 전혀 액정이 배치되어 있지 않음으로써, 크로스니콜 배치에 의한 직선 편광판(16, 17)의 적층체의 광학 특성에 의해 투과광을 차광하게 된다. 이에 의해 스페이서의 점유율이 커지면, 이 스페이서(24)에 의한 투과광의 차광의 영향이 현저하게 지각되게 되고, 그 결과, 투과성이 저하되게 된다. 또한 스페이서의 점유율이 증대되면, 회절광이 증대되고, 회절광이 광 스폿 등에 의해 보이거나 하게 된다.

〔제2 실시 형태〕

도 7은 제2 실시 형태의 조광 필름(100)을 도시하는 단면도이다. 제2 실시 형태와 제1 실시 형태의 상위점은, 제2 실시 형태의 액정층(114)이 게스트 호스트형 액정 분자(114A)와 2색성 색소를 혼합한 게스트 호스트 방식의 액정층(114)인 점이다.

제2 실시 형태에서는, 직선 편광판을 생략할 수 있다. 게스트 호스트 방식이란, 2색성 색소(114B)를 게스트 호스트형 액정 분자(114A) 내에 혼합하고, 게스트 호스트형 액정 분자(114A)의 이동에 수반하여, 2색성 색소(114B)를 이동시킴으로써, 광의 투차광을 제어하는 방식이다.

또한, 도 7과 도 2는 직선 편광판이 형성되어 있지 않은 것 이외는 마찬가지의 도면이며, 도 2와 마찬가지의 부재는 도 2와 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 8, 도 9는 게스트 호스트 방식의 액정층(114)에 있어서의, 게스트 호스트형 액정 분자(114A)와 2색성 색소(114B)의 방향을 설명하는 도면이다. 게스트 호스트 방식의 조광 필름(100)은, 차광 시, 도 8에 도시한 바와 같이, 게스트 호스트형 액정 분자(114A), 2색성 색소(114B)가 한방향으로 수평 배향한다. 즉, 액정 조성물, 2색성 색소(114B)의 장축 방향이 한방향이며, 또한 수평 방향이 되도록 제작된다. 투광 시, 도 9에 도시한 바와 같이, 게스트 호스트 액정, 2색성 색소(114B)가 수직 배향한다. 즉 액정 조성물, 2색성 색소(114B)의 장축 방향이 액정층(114)의 두께 방향이 된다.

본 실시 형태에 있어서도 스페이서(24)는 당해 조광 필름(100)을 정면에서 본 경우의, 조광 영역 S에 있어서의 단위 면적당의 점유율이 0.5％ 이상 10％ 이하, 보다 바람직하게는 0.5％ 이상 8％ 이하에 의해 배치된다.

따라서, 스페이서의 점유율이 0.5％ 이상이므로, 제1 실시 형태와 마찬가지로 스페이서(24)의 변형에 의한 전극(22A, 22B)이 단락, 셀 갭의 국소적인 저하를 방지할 수 있고, 이에 의해 안정적으로 동작시켜 외관 품위의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 스페이서의 점유율이 10％ 이하, 보다 바람직하게는 스페이서의 점유율이 8％ 이하이므로, 스페이서(24)의 밀도가 너무 커짐으로써 스페이서(24)에 의한 각종 문제가 발생하는 일이 없다. 또한, 러빙 처리 시에 스페이서(24)의 그림자가 되어 정상적으로 러빙 자국을 제작할 수 없는 부위의 면적이 증대되어 액정의 배향성이 저하되는 일이 없다.

또한, 게스트 호스트 방식의 조광 필름(100)은 갭 변동에 대하여 제1 실시 형태의 조광 필름 제1과 비교하여 투과율 및 색의 변화가 적다. 이 때문에, 기재가 다소 구부러져 갭(액정층(114)의 두께)이 변화되어도, 투과율의 차나 색 불균일이 잘 보이지 않는다.

따라서, 제1 실시 형태에 있어서 스페이서(24)는, 조광 영역 내에 있어서의 반경 200㎛의 범위 내에 2개 이상 30개 이하, 바람직하게는 2개 이상 10개 이하가 배치되어 있었지만, 제2 실시 형태의 조광 필름(100)에 있어서는, 반경 200㎛의 범위 내에 1개 이상 30개 이하, 바람직하게는 1개 이상 10개 이하에 있어서, 기재가 다소 구부러져 갭(액정층(114)의 두께)이 변화되어도, 투과율의 차나 색 불균일이 잘 보이지 않는다는 효과를 달성할 수 있다.

〔제3 실시 형태〕

도 10은 제3 실시 형태의 조광 필름(200)을 도시하는 단면 사시도이다. 제3 실시 형태에서는, 스페이서로서, 소위 비즈 스페이서(224)가 사용된다. 본 실시 형태의 비즈 스페이서(224)는 구상이며, 직경은 1㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는 3㎛ 내지 15㎛의 범위가 바람직하다. 또한, 도 10에 있어서 도 2와 마찬가지의 부재는 도 2와 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

비즈 스페이서(224)는, 제1 실시 형태의 스페이서(24)와 마찬가지로, 액정층(14)의 두께를 규정하기 위해 형성된다. 비즈 스페이서(224)는 실리카 등에 의한 무기 재료에 의한 구성, 유기 재료에 의한 구성, 이들을 조합한 코어 셸 구조의 구성 등을 널리 적용할 수 있다.

본 실시 형태의 비즈 스페이서(224)는 구상이지만 또한 구상에 의한 구성 외에, 원기둥 형상, 각기둥 형상 등에 의한 로드 형상에 의해 구성해도 된다. 비즈 스페이서(224)는 전극(22A) 및 전극(22B) 간이면 어느 곳에 배치되어 있어도 된다. 또한 비즈 스페이서(224)는 투명 부재에 의해 제조되지만, 필요에 따라서 착색한 재료를 적용하여 색감을 조정하도록 해도 된다.

비즈 스페이서(224)는 습식/건식 살포에 더하여, 다양한 배치 방법을 널리 적용할 수 있다. 이 실시 형태에서 비즈 스페이서(224)는 비즈 스페이서(224)를 수지 성분과 함께 용제에 분산하여 제조한 도공액을 부분적으로 도공한 후, 건조, 소성의 처리를 순차적으로 실행함으로써, 전극(22B) 상에 랜덤하게 비즈 스페이서(224)를 배치하여 이동 곤란하게 유지한다.

비즈 스페이서(224)의 점유율의 하한은 제1 실시 형태보다도 작아도 되고, 본 실시 형태에서는 0.1％ 이상 10％ 이하, 보다 바람직하게는 0.2％ 이상 8％ 이하이고, 본 실시 형태에서는 단위 면적(1㎟)당 300개의 비즈 스페이서가 배치되어 있고(300개/㎟), 점유율은 0.32％이다.

제1 실시 형태에 있어서의 포토레지스트에 의해 제작되는 스페이서(24)에 비해, 본 실시 형태의 비즈 스페이서(224)의 점유율이 낮아도 되는 이유는, 설계상의 액정 셀의 갭(즉, 스페이서(24)의 경우에는 그 높이, 비즈 스페이서(224)의 경우에는 그 직경)에 대하여, 스페이서(24)의 경우에는 원기둥 형상의 직경이 액정 셀의 갭보다도 커져 지지점 수가 적어지는 경향이 되지만, 비즈 스페이서(224)의 경우에는, 스페이서(24)와 동일 점유율에서도, 지지점 수가 상대적으로 많아지기 때문이다.

또한, 제1 실시 형태와 마찬가지로 점유율 0.5 내지 10％의 범위는, 전체에 있어서 이 범위인 것이 바람직하지만, 조광 영역 S의 어느 것에 있어서의 1㎟의 범위가, 이 0.5 내지 10％의 범위이면 된다. 예를 들어, 적어도 응력이 가해지기 쉬운 부분에 있어서의 1㎟의 범위가 0.5 내지 10％인 것이 바람직하고, 응력이 비교적 가해지기 어려운 개소에 있어서는, 이 범위보다 적은 부분이 존재하고 있어도 된다.

도 11은 비즈 스페이서(224)의 분산 상태를 도시한 도면이다. 본 실시 형태의 비즈 스페이서(224)는 제1 실시 형태와 같이 포토레지스트를 도공한 후, 건조, 노광하여 현상하는 경우와 달리, 살포에 의해 배치하기 때문에, 규칙적으로 배열되는 것은 아니다. 그러나, 본 실시 형태에 있어서 비즈 스페이서(224)는 농도나 분산성을 조정하여 도 11에 도시한 바와 같이, 면 내의 임의의 점으로부터의 200㎛ 범위의 어느 영역 A, B에 있어서도 적어도 하나 존재하는 배치로 한다.

도 12는 비교 형태로, 면 내의 임의의 점으로부터의 200㎛ 범위 내에 스페이서가 1개도 존재하지 않는 영역 B'가 존재한다. 이 경우, 조광 필름이 구부러지는 부분에서는 갭(액정층의 두께)을 유지할 수 없을 가능성이 있다.

그러나, 본 실시 형태에서는 면 내의 임의의 점으로부터의 200㎛ 범위 내에 스페이서가 1개도 존재하지 않는 영역이 존재하지 않기 때문에, 조광 필름(200)이 구부러지는 부분에 있어서도 갭(액정층의 두께)이 유지 가능하다.

본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과에 더하여, 이하의 효과를 갖는다.

비즈 스페이서(224)를 사용하고 있고, 비즈 스페이서(224)는 중심축이 수평인 상태로 배치되어 있다. 따라서, 비즈 스페이서(224)와 배향층(23A, 23B)의 접촉부는 직선에 가까운 상태이며, 액정층(14)의 두께 방향에 있어서, 배향층(23A, 23B)과 비즈 스페이서(224)의 간극에 액정 분자(14A)가 존재한다. 이 간극에 존재하는 액정 분자(14A)도 조광에 기여하기 때문에, 점유 면적 모두에 있어서 조광 기능이 손상되는 것은 아니고, 조광 기능의 열화를 작게 할 수 있다.

또한, 조광 필름(200)의 두께 방향으로 힘이 가해짐에 따라서, 비즈 스페이서(224)와 기재(배향층(23A, 23B))의 접촉 면적이 커져, 압박력에 대한 항력을 증가시킬 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에 있어서도 제2 실시 형태와 마찬가지로 액정 셀이 게스트 호스트 방식이어도 된다.

〔다른 실시 형태〕

이상, 본 발명의 실시에 적합한 구체적인 구성을 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상술한 실시 형태를 다양하게 변경할 수 있다.

즉 상술한 실시 형태에서는, 포토레지스트에 의한 투명 수지에 의해 스페이서를 제작하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한하지 않고, 자외선 경화성 수지 등의 부형에 제공하는 수지를 사용하여, 배향층과 일체로, 또는 배향층과 개별로, 부형 처리에 의해 제작하는 경우에도 널리 적용할 수 있다.

1 : 접합 유리
2, 3 : 판유리
4, 5 : 중간층
10, 100, 200 : 조광 필름
12 : 상측 적층체
13 : 하측 적층체
14, 114 : 액정층
14A : 액정 분자
15 : 액정 셀
16, 17 : 직선 편광판
18, 19 : 위상차 필름
21A, 21B : 기재
22A, 22B : 전극
23A, 23B : 배향층
24 : 스페이서
25 : 시일제
114A : 게스트 호스트형 액정 분자
114B : 2색성 색소
224 : 비즈 스페이서

Claims

배향층이 형성된 제1 적층체와,
배향층이 형성된 제2 적층체와,
상기 제1 적층체 및 상기 제2 적층체에 의해 끼움 지지됨과 함께 액정 분자를 포함하는 액정층과,
상기 액정층에 배치된, 상기 액정층의 두께를 유지하는 비즈 스페이서와,
상기 제1 적층체 및 또는 상기 제2 적층체에 형성된 전극을 구비하고,
상기 전극에 의한 구동에 의해 상기 액정 분자의 배향을 제어하여 투과광을 제어하는 조광 필름에 있어서,
광이 조광 필름을 투과할 수 있는 영역인 상기 액정층의 조광 가능 영역에, 비즈 스페이서는 랜덤하게 배치되고,
상기 액정층의 조광 가능 영역에서의, 상기 조광 필름을 정면에서 본 경우의 단위 면적당의 상기 비즈 스페이서의 점유 면적의 비율이 0.1％ 이상 10％ 이하이고,
상기 비즈 스페이서는,
상기 제1 적층체의 상기 전극 상에 형성된 배향층에 매설되어, 이동 곤란하게 보유 지지되고,
상기 제2 적층체의 상기 전극 상에 형성된 배향층에는 매설되어 있지 않은, 조광 필름.
제1항에 있어서,
상기 비즈 스페이서는 반경 200㎛의 범위에 1개 이상 배치되어 있는, 조광 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 액정층은 2색성 색소를 포함하는 게스트 호스트형 액정층인, 조광 필름.
제1항 또는 제2항에 기재된 조광 필름을 판유리에 의해 끼움 지지한, 접합 유리.
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