KR20190019920A

KR20190019920A - 조광 필름, 조광 필름의 구동 방법, 조광 부재, 차량

Info

Publication number: KR20190019920A
Application number: KR1020187033706A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 미우라; 유스케 하기와라; 야스노리 하야시다; 마코토 야마키
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2019-02-27
Also published as: CN109219770A; KR102421609B1; EP3474066A4; US11520095B2; WO2017221838A1; EP3474066B1; US11835745B2; US20230067010A1; EP3474066A1; US20210048572A1; CN109219770B; US20190146134A1; US10845522B2

Abstract

면 내에 있어서의 투과율을 점차 변화시켜, 면 내에 있어서 명암의 그라데이션을 부가하는 것이 가능한 조광 필름을 제공한다. 본 발명의 조광 필름(10)은, 서로 대향 배치된 제1 전극(22A)과 제2 전극(22B)과, 제1 전극(22A)과 제2 전극(22B) 사이에 배치되어, 제1 전극(22A)과 제2 전극(22B) 사이의 전위차에 의하여 투과율을 변화시키는 조광 재료(14)와, 제1 전극(22A)과 제2 전극(22B)이 연장되는 방향에 있어서, 전위차에 구배를 마련하는 전위차 구배 형성부를 구비한다.

Description

조광 필름, 조광 필름의 구동 방법, 조광 부재, 차량

본 발명은, 예를 들어 창에 부착하여 외래 광의 투과를 제어하는 전자 블라인드에 이용 가능한 조광 필름, 조광 필름의 구동 방법, 조광 부재, 차량에 관한 것이다.

종래, 예를 들어 창에 부착하여 외래 광의 투과를 제어하는 전자 블라인드 등에 이용 가능한 조광 필름이 제안되어 있다(특허문헌 1, 2). 이와 같은 조광 필름의 하나로서, 액정을 이용한 것이 있다.

액정을 이용한 조광 필름은, 투명 전극을 포함하는 투명 판재에 의하여 액정 재료를 협지하여 액정 셀이 제조되고, 이 액정 셀을 직선 편광판에 의하여 협지하여 제작된다. 이 조광 필름은, 투명 전극 사이에 인가하는 전계를 변화시킴으로써 액정의 배향을 변화시켜, 외래 광의 투과량을 제어한다.

종래, 이와 같은 조광 필름에 있어서 투명 전극 사이에 전압을 가하면, 그 전압에 따라 투과율이 변화되지만, 조광 필름의 면 내에 있어서의 투과율은 대략 일정하게 되어 있다.

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

그러나 근년, 조광 필름의 용도가 다양화되어서, 면 내에 있어서의 투과율을 점차 변화시켜, 면 내에 있어서 명암의 그라데이션을 부가하는 것이 가능한 조광 필름에 대한 요망이 있다.

본 발명은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 면 내에 있어서의 투과율을 점차 변화시켜, 면 내에 있어서 명암의 그라데이션을 부가하는 것이 가능한 조광 필름, 조광 필름의 구동 방법, 조광 부재, 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로는, 본 발명에서는 이하와 같은 것을 제공한다.

(1) 서로 대향 배치된 제1 전극과 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되어, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차에 의하여 투과율을 변화시키는 조광 재료와, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 연장되는 방향에 있어서, 상기 전위차에 구배를 마련하는 전위차 구배 형성부를 구비하는, 조광 필름.

(2) (1)에 있어서,

상기 제1 전극에 마련됨과 함께, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압을 가하는 급전부를 구비하고,

상기 급전부와 상이한 위치에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 전기적으로 접속되어 있는, 조광 필름.

(3) (2)에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 저항 부재가 배치되어 있는, 조광 필름.

(4) (3)에 있어서, 상기 저항 부재의 저항값이 가변인, 조광 필름.

(5) (2) 내지 (4)에 있어서, 상기 제1 전극의 일단측에 상기 급전부가 마련되고, 상기 제1 전극의 타단측과 상기 제2 전극의 타단측이 전기적으로 접속되어 있는, 조광 필름.

(6) (2) 내지 (5)에 있어서, 상기 급전부는 복수 부위에 마련되어 있는, 조광 필름.

(7) (2) 내지 (6)에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은, 상기 급전부와 상이한 복수 부위에 있어서 전기적으로 접속되어 있는, 조광 필름.

(8) (1)에 있어서, 상기 제1 전극은 복수의 영역으로 분할되어 있고, 상기 전위차 구배 형성부는, 분할 영역의 각각에 상이한 전위를 공급 가능한 전원인, 조광 필름.

(9) (1)에 있어서, 상기 전위차 구배 형성부는, 상기 제1 전극 상의 상이한 2점에 전위차를 마련하는 전원인, 조광 필름.

(10) (1)에 있어서, 상기 전위차 구배 형성부는, 상기 제1 전극에 주파수 가변의 교류 전압을 공급하는 전원인, 조광 필름.

(11) 서로 대향 배치된 제1 전극과 제2 전극과, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되어, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차에 의하여 투과율을 변화시키는 조광 재료를 구비하는 조광 필름의 구동 방법이며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 연장되는 방향에 있어서 상기 전위차에 구배를 마련하는, 조광 필름의 구동 방법.

(12) 투명 부재와, 상기 투명 부재에 배치되는, (1)에서 (10)까지의 어느 하나에 기재된 조광 필름을 구비하는, 조광 부재.

(13) 외광이 입사되는 부위에 배치되는, (1)에서 (10)까지의 어느 하나에 기재된 조광 필름을 구비하는, 차량.

본 발명에 의하면, 면 내에 있어서의 투과율을 점차 변화시켜, 면 내에 있어서 명암의 그라데이션을 부가하는 것이 가능한 조광 필름, 조광 필름의 구동 방법, 조광 부재, 차량을 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 조광 필름을 도시하는 단면도이다.
도 2는 조광 필름의 제조 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 전극 사이에 가하는 전압을 설명하는 도면이다.
도 4는 제2 전극 및 제1 전극의 전위의 상태를 나타낸다.
도 5는 조광 필름의 투과율과 전위차의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 조광 필름의 다른 전압 인가 형태 1을 설명하는 도면이다.
도 7은 조광 필름의 다른 전압 인가 형태 2를 설명하는 도면이다.
도 8은 조광 필름의 다른 전압 인가 형태 3을 설명하는 도면이다.
도 9는 제2 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 조광 필름을 도시하는 단면도이다.
도 10은 조광 필름의 제조 공정을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 제2 실시 형태에 있어서의 제1 전극과 제2 전극을 설명하는 도면이다.
도 12는 도 11의 영역 S의 확대도이다.
도 13은 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 영역의 일부 단면도이다.
도 14는 제1 전극과 제2 전극 사이의 전위차와 투과율 T의 관계를 나타낸 도면이다.
도 15는 비교 형태로서, 제2 전극도 분리되어 있는 경우의 조광 필름의 단면도이다.
도 16은 제3 실시 형태에 있어서의 제1 전극과 제2 전극을 설명하는 도면이다.
도 17은 제3 실시 형태에 있어서의 제1 전극 및 제2 전극의 전원 접속의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 18은 제4 실시 형태에 있어서의 제1 전극과 제2 전극을 설명하는 도면이다.
도 19는 제1 전극의 크기가 상이한 경우에 있어서의, 인가되는 교류 전압의 주파수와 투과율의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 20은 제1 전극에 인가되는 교류 전압의 주파수가 상이한 경우에, 급전 포인트로부터 떨어진, 예를 들어 도 18의 점 C의 위치에서의 전위의 변동을 나타낸 그래프이며, (a)는 주파수가 낮은 경우, (b)는 주파수가 높은 경우이다.
도 21은, 한 변이 280㎜인 정사각형(이하, 280㎜ 각이라 표기함)의 조광 필름에, 상이한 주파수의 교류 전압을 인가한 경우의 투과의 상태를 도시한 사진이며, 교류 전압의 주파수가 60㎐, 120㎐, 240㎐, 480㎐, 960㎐인 사진이다.

(제1 실시 형태)

[조광 필름]

도 1은, 제1 실시 형태의 조광 필름(10)을 도시하는 단면도이다. 조광 필름(10)은, 예를 들어 조광을 도모하는 부위에 부착하거나 접합 유리에 사용되거나 하는 등, 투명 부재에 배치됨으로써 사용된다. 조광을 도모하는 부위에 부착하여 사용되는 경우란, 예를 들어 차량의 외광이 입사되는 부위(리어 윈도나 사이드 윈도), 건축물의 창유리, 쇼케이스, 옥내의 투명 파티션 등에 배치하여 투과, 불투명을 전환하는 경우 등이다. 여기서 투명 부재란, 유리나 투명 수지 기판 등이다. 이와 같이 투명 부재에 배치된 조광 필름을 조광 부재라 한다.

조광 필름(10)은, 액정을 이용하여 투과 광을 제어하는 조광 필름이며, 필름 형상인 제2 적층체(13) 및 제1 적층체(12)에 의하여 액정층(14)을 협지하여 액정 셀(15)이 제조되고, 이 액정 셀(15)을 직선 편광판(16, 17)에 의하여 협지하여 제작된다.

실시 형태에 있어서, 액정층(14)의 구동에는 VA(Vertical Alignment) 방식이 채용되지만 이에 한정되지 않으며, TN(Twisted Nematic) 방식, IPS(In-Plane-Switching) 방식 등 다양한 구동 방식을 적용할 수 있다.

또한 VA 방식은, 액정의 배향을 수직 배향과 수평 배향으로 변화시켜 투과 광을 제어하는 방식이며, 무전계 시, 액정을 수직 배향시킴으로써, 액정층(14)을 수직 배향층에 의하여 협지하여 액정 셀(15)이 구성되고, 전계의 인가에 의하여 액정 재료를 수평 배향시키도록 구성된다.

조광 필름(10)에는, 액정층(14)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(24)가 제1 적층체(12) 및, 또는 제2 적층체(13)에 마련된다. 직선 편광판(16, 17)에는, 각각 액정 셀(15)측에, 광학 보상에 제공되는 위상차 필름(18, 19)이 마련된다.

적층체(12, 13)는 각각, 기재(21A, 21B)에 제1 전극(22A), 제2 전극(22B), 배향층(23A, 23B)을 순차 제작하여 형성된다. 또한 위상차 필름(18, 19)은 필요에 따라 생략해도 된다. 또한 조광 필름(10)은 게스트 호스트 방식에 의하여 제조 해도 되며, 이 경우, 직선 편광판은 필요에 따라 액정 셀의 한쪽 또는 양쪽에 배치된다.

조광 필름(10)은, 제1 전극(22A), 제2 전극(22B)의 인가 전압을 변화시킴으로써 외래 광의 투과를 제어하여, 투명 상태와 비투명 상태로 상태를 전환하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는, 소위 노멀리 블랙에 의하여 액정층(14)을 구동하는 예에 대하여 설명하지만 이에 한정되지 않으며, 노멀리 화이트에 의하여 구동하도록 해도 된다. 또한 IPS 방식에 의한 경우, 제1 전극(22A), 제2 전극(22B)은 배향층(23A 또는 23B)측에 한데 모아 제조되는 것은 물론이며, 이에 대응하도록 적층체(12, 13)가 구성되게 된다.

또한 노멀리 블랙이란, 액정에 전압이 걸려 있지 않을 때 투과율이 최소로 되어, 검은 화면으로 되는 구조이다. 노멀리 화이트란, 액정에 전압이 걸려 있지 않을 때 투과율이 최대로 되어, 투명으로 되는 구조이다.

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

[기재]

기재(21A, 21B)는, 액정 셀(15)에 적용 가능한 가요성을 갖는 TAC, 폴리카보네이트, COP, 아크릴, PET 등 각종 투명 필름재를 적용할 수 있으며, 이 실시 형태에서는, 양면에 하드 코트층이 제조되어 이루어지는 폴리카르보네이트에 의한 필름재가 적용된다.

[전극]

제1 전극(22A), 제2 전극(22B)은 액정층(14)에 전계를 인가 가능하며, 투명하다고 지각되는 다양한 구성을 적용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 투명 전극재인 ITO(Indium Tin Oxide)에 의한 투명 도전막을 기재(21A, 21B)의 전체면에 제조하여 형성된다. 상술한 바와 같이, IPS 방식 등에 있어서는, 전극은 원하는 형상에 의하여 패터닝되어 제조된다.

[배향층]

배향층(23A, 23B)은 광 배향층에 의하여 형성된다. 광 배향층에 적용 가능한 광 배향 재료는, 광 배향의 방법을 적용 가능한 각종 재료를 널리 적용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 예를 들어 광이량화형 재료를 사용한다. 이 광이량화형 재료에 대해서는 「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)」등에 개시되어 있다.

광 배향층 대신 러빙 처리에 의하여 제조해도 된다. 이 경우, 배향층(23A, 23B)은, 폴리이미드 등의 배향층에 적용 가능한 각종 재료층을 제조한 후, 이 재료층의 표면에, 러빙 롤을 사용한 러빙 처리에 의하여 미세한 라인형 요철 형상을 제조하여 형성된다.

이와 같은 러빙 처리에 의한 배향층, 광 배향층 대신, 러빙 처리에 의하여 제조한 미세한 라인형 요철 형상을 부형 처리에 의하여 제조하여 배향층을 제조해도 된다.

[스페이서]

스페이서(24)는, 액정층(14)의 두께를 규정하기 위하여 마련되며, 각종 수지 재료를 널리 적용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 포토레지스트에 의하여 제조된다. 스페이서(24)는, 제2 전극(22B)을 제조하여 이루어지는 기재(21B) 상에 포토레지스트를 도공하고 노광, 현상함으로써 제조된다.

또한 스페이서(24)는 제1 적층체(12)에 마련하도록 해도 되고, 제1 적층체(12) 및 제2 적층체(13)의 양쪽에 마련하도록 해도 된다. 또한 스페이서(24)는, 제2 기재(21B) 상이면, 임의의 적층 위치에 마련되도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시하는 형태 외에, 배향층(23B) 상에 마련되도록 해도 되고, 또한 제2 기재(21B)와 제2 전극(22B) 사이에 마련되도록 해도 된다.

한쪽 적층체에만 전극이 마련되어 있는 경우, 스페이서(24)는, 기재 바로 위에 마련되도록 하거나, 기재 상에 배향층을 형성하고 그 위에 마련되도록 하거나 할 수 있다.

또한 스페이서는, 소위 비즈 스페이서를 적용해도 된다. 비즈 스페이서는, 구 형상뿐 아니라 로드 형상(원통 형상)이나 타원 구 형상 등의 형상을 이용해도 된다.

스페이서(24)에 비즈 스페이서를 사용하는 경우, 비즈 스페이서는, 배향층을 형성한 후에 배향층 상에 살포됨으로써 배치된다. 이 경우, 액정층(14) 내(배향층 상)에 있어서의 비즈 스페이서의 이동을 억제하는 관점에서, 비즈 스페이서의 표면에, 점착제 등에 의하여 형성되는 고착층을 마련하도록 해도 된다.

또한 액정층(14) 내에 있어서의 비즈 스페이서의 이동을 억제하는 관점에서, 배향층을 형성하는 수지에 비즈 스페이서를 미리 분산시켜 배향층의 형성과 함께 비즈 스페이서를 배치하도록 하거나, 액정층을 구성하는 액정 재료에 비즈 스페이서를 미리 분산시켜 액정층의 형성과 함께 비즈 스페이서를 배치하도록 하거나 하는 것도 가능하다. 또한 비즈 스페이서는, 상술한 포토레지스트의 스페이서와 마찬가지로 제1 적층체 및 제2 적층체 중 어느 한쪽에 배치되도록 해도 되고, 또한 각 적층체의 각각에 배치되도록 해도 된다.

[액정층]

액정층(14)은, 이러한 종류의 조광 필름에 적용 가능한 각종 액정 재료를 널리 적용할 수 있다. 구체적으로 액정층(14)에는, 중합성 관능기를 갖고 있지 않은 액정 화합물로서 네마틱 액정 화합물, 스멕틱 액정 화합물 및 콜레스테릭 액정 화합물을 적용할 수 있다.

네마틱 액정 화합물로서는, 예를 들어 비페닐계 화합물, 터페닐계 화합물, 페닐시클로헥실계 화합물, 비페닐시클로헥실계 화합물, 페닐비시클로헥실계 화합물, 트리플루오로계 화합물, 벤조산페닐계 화합물, 시클로헥실벤조산페닐계 화합물, 페닐벤조산페닐계 화합물, 비시클로헥실카르복실산페닐계 화합물, 아조메틴계 화합물, 아조계 화합물, 및 아조옥시계 화합물, 스틸벤계 화합물, 톨란계 화합물, 에스테르계 화합물, 비시클로헥실계 화합물, 페닐피리미딘계 화합물, 비페닐피리미딘계 화합물, 피리미딘계 화합물, 및 비페닐에틴계 화합물 등을 들 수 있다.

스멕틱 액정 화합물로서는, 예를 들어 폴리아크릴레이트계, 폴리메타크릴레이트계, 폴리클로로아크릴레이트계, 폴리옥시란계, 폴리실록산계, 폴리에스테르계 등의 강유전성 고분자 액정 화합물을 들 수 있다.

콜레스테릭 액정 화합물로서는, 예를 들어 콜레스테릴리놀레이트, 콜레스테릴올레에이트, 셀룰로오스, 셀룰로오스 유도체, 폴리펩티드 등을 들 수 있다.

또한 시판품으로서는, 예를 들어 머크사 제조의 MLC2166 등의 액정 재료를 적용할 수 있다. 또한 게스트 호스트 방식에 의한 경우, 액정층(14)에는, 액정 재료와 조광에 제공되는 색소가 혼입되기는 하지만, 게스트 호스트 방식에 대하여 제안되어 있는 액정 재료와 색소의 혼합물을 널리 적용할 수 있다. 액정 셀(15)은, 액정층(14)을 둘러싸도록 시일재(25)가 배치되고, 이 시일재(25)에 의하여 액정의 누출이 방지된다. 여기서 시일재(25)는, 예를 들어 에폭시 수지, 자외선 경화성 수지 등을 적용할 수 있다.

[제조 공정]

도 2는, 조광 필름(10)의 제조 공정을 도시하는 흐름도이다. 액정 셀(15)은, 제2 적층체 제조 공정 SP2에 있어서, 제2 적층체(13)가 제조된다. 제2 적층체 제조 공정 SP2에 있어서는, 전극 제조 공정 SP2-1에 있어서, 기재(21B)에 스퍼터링 등에 의하여, ITO에 의한 제2 전극(22B)이 제조된다. 이어지는 스페이서 제조 공정 SP2-2에 있어서, 스페이서(24)에 따른 도공액(포토레지스트)을 도공한 후, 건조, 노광하여 현상함으로써 스페이서(24)가 제조된다. 또한 이어지는 배향층 제조 공정 SP2-3에 있어서, 배향층(23B)에 따른 도공액을 도공하고 건조한 후, 자외선의 조사에 의하여 액정 분자 배향 방향을 설정하고, 이것에 의하여 배향층(23B)이 제조된다. 이들에 의하여 이 실시 형태에서는, 제2 적층체(13)가 제조된다.

또한 상술한 설명에서는, 스페이서(24)는, 도공액을 도포한 후, 노광, 현상 시킴으로써 제조되는 예를 나타냈지만 이에 한정되는 것은 아니며, 광경화성 수지나 열경화성 수지를 사용하여, 부형이나 인쇄 등에 의하여 형성되도록 해도 된다.

조광 필름(10)의 제조 공정은, 이어지는 제1 적층체 제조 공정 SP3에 있어서, 제2 적층체 제조 공정 SP2와 마찬가지로 하여 제1 적층체(12)가 제조된다. 즉, 제1 적층체 제조 공정 SP3에서는, 기재(21A)에 스퍼터링 등에 의하여, ITO에 의한 제1 전극(22A)이 제조되고, 배향층(23A)에 따른 도공액을 도공, 건조한 후, 자외선의 조사에 의하여 액정 분자 배향 방향을 설정함으로써 배향층(23A)이 제조되고, 이들에 의하여 제1 적층체(12)가 제조된다.

이 제조 공정은, 이어지는 액정 셀 제조 공정 SP4에 있어서, 디스펜서를 사용하여 프레임 형상에 의하여 시일재(25)를 도공한 후, 이 프레임 형상의 부위에 액정 재료를 배치하고 제1 적층체(12), 제2 적층체(13)를 적층 압박하고, 시일재(25)를 자외선의 조사 등에 의하여 경화시키고, 이것에 의하여 액정 셀(15)을 제조한다. 또한 액정 재료의 배치에 있어서는, 제1 적층체(12), 제2 적층체(13)를 먼저 적층하도록 하고, 제1 적층체(12), 제2 적층체(13)를 적층하여 형성되는 공극에 배치하도록 해도 된다.

조광 필름(10)은, 이어지는 적층 공정 SP5에 있어서, 직선 편광판(16, 17)과 적층되어 형성된다. 또한 액정 셀(15)은, 기재(21A, 21B)가 롤에 권취된 긴 필름 형태에 의하여 제공되며, 이들 공정 SP2 내지 SP5의 전부, 또는 이들 공정 SP2 내지 SP5 중 일부가, 롤로부터 기재(21A, 21B)를 끌어내어 반송하면서 실행된다. 또한 이것에 의하여 액정 셀(15)은, 필요에 따라 도중의 공정으로부터 1매씩의 처리에 의하여 각 공정이 실행되게 된다.

[전압 인가]

도 3은, 제1 전극(22A)과 제2 전극(22B) 사이에 가하는 전압을 설명하는 도면이다. 제1 전극(22A) 및 제2 전극(22B)은, 이에 한정되는 것은 아니지만 본 실시 형태에서는 장방형이다. 그리고 제1 전극(22A)의 긴 변 방향의 양단에는, 은 페이스트 등에 의하여 도전부(221A, 222A)가 마련되어 있다. 제2 전극(22B)의 긴 변 방향의 양단에는, 은 페이스트 등에 의하여 도전부(221B, 222B)가 마련되어 있다. 이들 도전부(221A, 222A, 221B, 222B)는, 제1 전극(22A), 제2 전극(22B)의 긴 변 방향의 단부에 있어서 짧은 변 방향으로 연장되어 있다.

제1 전극(22A)의 일단의 도전부(221A)에는, 전원(20)이 설치된 급전부(20A)가 마련되고, 급전부(20A)로부터 도전부(221A)에 소정의 전압 E₀이 가해진다. 이 전압 E₀의 크기는, 전원(20)을 조정함으로써 가변이다. 또한 본 실시 형태에서는 전압은 직류로 하지만 이에 한정되지 않으며, 교류여도 된다.

제2 전극(22B)의 일단의 도전부(221B)는 접지되어 있다. 제1 전극(22A)의 타단의 도전부(222A)에는 3로 스위치(30)가 접속되어 있다. 3로 스위치(30)에 의하여 선택되는 한쪽 접점 P1에는 가변 저항(31)의 일단이 접속되고, 가변 저항(31)의 타단은 제2 전극(22B)의 타단의 도전부(222B)에 접속되어 있다. 3로 스위치(30)에 의하여 선택되는 다른 쪽 접점 P2는 저항을 통하지 않고 제2 전극(22B)의 타단의 도전부(222B)에 접속되어 있다. 이상에 의하여 제1 실시 형태의 전위차 구배 형성부가 구성된다.

또한 본 실시 형태에서는, 이와 같이 제1 전극(22A)의 타단의 도전부(222A)가 3로 스위치(30)에 의하여, 가변 저항(31)을 통하여 제2 전극(22B)의 타단의 도전부(222B)에 접속되어 있는 측과, 가변 저항(31)을 통하지 않고 제2 전극(22B)의 타단의 도전부(222B)에 접속되어 있는 측 중 어느 것에 선택적으로 접속되는 형태에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

제1 전극(22A)의 타단의 도전부(222A)와 제2 전극(22B)의 타단의 도전부(222B)는 3로 스위치(30)를 통하지 않고, 예를 들어 직접 접촉하고 있어도 되고, 도전 페이스트로 접합되어 있어도 되고, 도전선으로 접속되거나, 저항을 통하여 접속되거나, 또는 가변 저항을 통하여 접속되어 있어도 된다.

제1 전극(22A)의 도전부(221A)에 전압 E₀이 가해지고, 제2 전극(22B)의 도전부(221B)가 어스에 접속되어 있는 경우의 제1 전극(22A) 및 제2 전극(22B)의 전위의 상태를 도 4에 나타낸다.

3로 스위치(30)가 접점 P1 및 P2 중 어느 것과도 접속되어 있지 않고 열려 있을 때는 저항이 무한대로 되므로, 도 4에 있어서 점선으로 나타낸 바와 같이 제1 전극(22A)은 전위 E₀에서 대략 일정하고 제2 전극(22B)은 전위 0이다.

3로 스위치(30)가, 도 3에 있어서의 접점 P2에 접속되어 있는 경우, 저항값 R이 대략 0이므로 RI=0으로 되어, 도 4에 있어서 1점 쇄선으로 나타내는 형태로 된다.

3로 스위치(30)가, 도 3에 있어서의 접점 P1에 접속되어 있는 경우, RI는 가변 저항(31)의 저항값 R에 따라 변화된다. 이 가변 저항(31)의 저항값 R은, 예를 들어 손잡이(다이얼) 등으로 조정 가능하다. 가변 저항(31)의 저항값 R이 커지면, 제1 전극(22A)의 도전부(222A)와 제2 전극(22B)의 도전부(222B) 사이의 전위차 RI가 커진다. 가변 저항의 저항값 R이 작아지면, 제1 전극(22A)의 도전부(222A)와 제2 전극(22B)의 도전부(222B) 사이의 전위차 RI가 작아진다.

도시한 바와 같이, 제1 전극(22A)의 전위 E₁(x)는, 일단측의 도전부(221A)에 있어서, 급전된 E₀이지만, 타단측의 도전부(222A)의 방향으로 나아감에 따라 낮아진다.

그리고 도전부(222A)의 위치(일단측으로부터 거리 L의 위치)에 있어서, 전위는 RI 낮아진다(R: 가변 저항의 저항값, I: 가변 저항을 흐르는 전류).

제2 전극(22B)의 타단측의 도전부(222B)의 전위 E₂(x)는, 그 RI 낮아진 전위이며, 그로부터 일단측의 도전부(221B)를 향함에 따라 낮아져, 도전부(221B)에 있어서, 전위 0V로 된다.

제1 전극(22A) 및 제2 전극(22B)의 일 단부로부터의 거리 x의 위치에 있어서의, 제1 전극(22A)의 전위 E₁(x)와 제2 전극(22B)의 전위 E₂(x) 사이의 전위차(전압) E(x)는, 이하와 같이 표시된다.

E(x)=E₁(x)-E₂(x) …… (1)

여기서, 제1 전극(22A)의 전체 길이의 저항값을 R₁, 제2 전극(22B)의 전체 길이의 저항값을 R₂라 하면,

E₁(x)=E₀-R₁Ix/L …… (2)

E₂=R₂Ix/L ………… (3)

E₀=I(R+R₁+R₂) ……… (4)

이므로,

(1)을, (2) 내지 (4)를 대입하거나 하여 변형하면,

E(x)=E₀-E₀{(R₁+R₂)/(R+R₁+R₂)}x/L …… (1')

로 된다.

여기서, 도 5는, 조광 필름(10)의 투과율 T와 전위차 E(x) 관계를 나타낸 그래프이다. 액정의 기울기는 전위차 E(x)에 따라 변화되므로, 조광 필름(10)의 투과율 T는, 도시한 바와 같이 전위차 E(x)의 변화에 따라 변화된다.

본 실시 형태에 있어서, 스위치(30)를 접점 P1에 접속하면, 조광 필름(10)에 있어서의 제1 전극(22A)과 제2 전극(22B) 사이의 전위차 E(x)는, 긴 변 방향의 위치 x에 따라 식 (1')과 같이 변화된다. 따라서 조광 필름(10)의 투과율 T를, 길이 방향으로 점차 변화시킬(그라데이션을 부가하거나 농담을 부가하거나 할) 수 있다. 또한 그 변화의 비율을, 저항값 R을 변화시킴으로써 변경하여, 그라데이션을 원하는 농담으로 할 수 있다.

또한 도 5에 나타낸 바와 같이, 조광 필름(10)의 투과율 T와 전위차 E의 관계는 리니어는 아니며, 전위차 E(x)가 0으로부터 V₀까지의 사이, 투과율은 0이고, V₀을 초과하면 급격히 상승했다가 V₁을 초과하면 점차 기울기가 완만해져 대략 일정해진다.

즉, V₀과 V₁ 사이에 있어서, 투과율 T의 변동이 크므로, 도 4에 나타내는 전위차 E(x)가 이 V₀으로부터 V₁의 범위에서 변화되도록 함으로써, 투과율 T를 보다 크게 변동시킬 수 있다. 즉, 그라데이션의 폭을 크게 할 수 있으며, 달리 말하면 농담의 폭을 크게 할 수 있다.

즉,

V₀≤E(x)≤V₁

이고, 또한 E(x)는 E₀-E₀(R₁+R₂)/(R+R₁+R₂)=IR과 E₀ 사이에서 변화되므로,

IR≤V₀<V₁≤E₀

이다.

이를 변형하면,

R≤V₀/I=V₀(R+R₁+R₂)/E₀

E₀R≤V₀(R+R₁+R₂)

(E₀-V₀)R≤V₀(R₁+R₂)

R≤V₀(R₁+R₂)/(E₀-V₀)

따라서,

0≤R≤V₀(R₁+R₂)/(E₀-V₀)

본 실시 형태에 의하면, 저항값 R을 이 범위로 함으로써, 전압의 변화에 대한 투과율 T의 변화량을 크게 할 수 있어, 조광 필름(10)에 있어서의, 면 내의 그라데이션의 농담의 폭을 크게 할 수 있다. 단, 저항값 R의 범위는 상기 식에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 조광 필름의 다른 전압 인가 형태(전위차 구배 형성부)에 대하여 설명한다.

[다른 전압 인가 형태 1]

도 6은, 조광 필름의 다른 전압 인가 형태 1을 설명하는 도면이다.

도 6에 나타내는 본 형태의 조광 필름의 제2 전극(22B)은, 상술한 도 3에 도시하는 제2 전극(22B)과 마찬가지로 구성되어 있다.

한편, 본 형태의 제1 전극(22A)은, 도 3에 도시하는 제1 전극(22A)과는 달리 각 도전부(221A, 222A)가 각각 2개로 분리되어 있으며, 2개의 도전부(221A)와 한쪽 도전부(222A)에는 각각 급전부(20A)가 마련되고, 전원(20)이 개별적으로 접속되어 있다.

전원(20)이 접속되어 있지 않은 다른 쪽 도전부(222A)에는 3로 스위치(30)가 접속되어 있다. 3로 스위치(30)에 의하여 선택되는 한쪽 접점 P1은 가변 저항(31)을 통하여 제2 전극(22B)의 도전부(222B)에 접속되어 있고, 접점 P2는 저항을 통하지 않고 제2 전극(22B)의 도전부(222B)에 접속되어 있다.

이와 같이, 급전부(20A)를 복수 마련하고, 복수 부위로부터 개별적으로 전압을 인가할 수 있도록 함으로써, 조광 필름의 투과율을 부분적으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어 복수의 급전부 중 어느 것에만 전압을 인가시킨 경우, 그 전압이 인가된 급전부 근방의 투과율이 전압의 인가량에 따라 변화되고, 그 외의 급전부 근방에서는 투과율의 변화를 적게 하도록, 조광 필름의 투과 상태를 조정하는 것도 가능하다.

또한 전극에 마련하는 급전부(20A)의 수는, 조광 필름의 사용 용도나 전극의 외형 등에 따라 적절히 증감시키도록 해도 된다.

[다른 전압 인가 형태 2]

도 7은, 조광 필름의 다른 전압 인가 형태 2를 설명하는 도면이다.

도 7에 도시하는 조광 필름의 제1 전극(22A)의 도전부(222A)가 3개로 분할되어 있으며, 분할된 각 도전부(222A)에 대응하도록 하여 제2 전극(22B)의 도전부(222B)도 3개로 분할되어 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 3개로 분할된 각 도전부(222A)와, 대향하는 각 도전부(222B) 사이에는, 각각 3로 스위치(30)에 접속된 가변 저항(31)이 배치되어 있다.

이와 같이, 각 전극의 일단측에 복수의 도전부(222A, 222B)를 마련하고, 서로 대향하는 각 도전부(222A) 및 각 도전부(222B) 사이에 각각 가변 저항(31)을 마련하고, 각 가변 저항(31)의 저항값을 개별적으로 변화시킴으로써, 조광 필름은, 복수의 도전부(222A, 222B)가 배열되는 방향을 따라 투과율을 변동시킬 수 있어, 계조가 상이한 그라데이션을 실현할 수 있다.

또한 각 전극의 도전부(222A, 222B)에 인접하는 변(짧은 변)에도 도전부를 마련하고, 그 도전부에도 가변 저항을 마련하도록 해도 된다. 이것에 의하여, 전극 사이의 전위차를 더 미세하게 조정할 수 있어, 조광 필름의 투광 상태의 영역이나, 차광 상태의 영역의 형상이나, 범위(면적)를 조정할 수 있다.

[다른 전압 인가 형태 3]

도 8은, 조광 필름의 다른 전압 인가 형태 3을 설명하는 도면이다.

본 형태의 조광 필름은 삼각 형상으로 형성되어 있다. 그에 수반하여 제1 전극(22A) 및 제2 전극(22B)도, 도 8에 도시한 바와 같이 삼각 형상으로 형성되어 있다.

제1 전극(22A)은, 삼각 형상의 하나의 정점과, 그 정점에 대향하는 변에, 각각 도전부(221A, 222A)가 마련되어 있다. 또한 제2 전극(22B)은, 제1 전극(22A)에 대응하도록 하여, 삼각 형상의 하나의 정점과, 그 정점에 대향하는 변에, 도전부(221B, 222B)가 마련되어 있다.

제1 전극(22A)의 도전부(221A)와 제2 전극(22B)의 도전부(221B) 사이에는, 3로 스위치(30)에 접속된 가변 저항(31)이 접속되어 있다.

또한 제1 전극(22A)의 도전부(222A)의 일 단부에는 급전부(20A)가 마련되고, 그 급전부(20A)에 전원(20)이 접속되어 있다. 제2 전극(22B)의 도전부(222B)는 접지되어 있다.

이와 같이 조광 필름을 삼각 형상으로 형성한 경우에 있어서도, 상술한 직사각 형상의 조광 필름과 마찬가지로, 상술한 하나의 정점과, 그 정점에 대향하는 변 사이에서, 조광 필름(10)의 투과율을 점차 변화시켜 그라데이션을 형성시킬 수 있다.

(제2 실시 형태 내지 제4 실시 형태)

다음으로, 제2 실시 형태 내지 제4 실시 형태의 조광 필름에 대하여 설명한다.

[조광 필름]

도 9는, 제2 실시 형태의 조광 필름(510)을 도시하는 단면도이다.

이하, 제2 실시 형태의 조광 필름에 대하여 층 구성, 제조 방법 등의 설명을 행하는데, 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태의 조광 필름에 대해서도 마찬가지이다.

또한 이하의 설명 및 도면에 있어서, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 기능을 하는 부분에는, 말미(마지막 두 자리)에 동일한 부호를 붙여, 중복되는 설명을 적절히 생략한다.

조광 필름(510)은, 액정을 이용하여 투과 광을 제어하는 조광 필름이며, 필름형의 제2 적층체(513) 및 제1 적층체(512)에 의하여 액정층(514)을 협지한 액정 셀(515)에 의하여 구성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 액정층(514)의 구동에는 VA(Vertical Alignment) 방식이 채용된다. VA 방식은, 액정의 배향을 수직 배향과 수평 배향으로 변화시켜 투과 광을 제어하는 방식이며, 무전계 시, 액정을 수직 배향시킴으로써, 액정층(514)을 수직 배향층에 의하여 협지하여 액정 셀(515)이 구성되고, 전계의 인가에 의하여 액정 재료를 수평 배향시키도록 구성된다.

단, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 VA 방식 이외의 액정 조광 필름으로서 TN 방식(Twisted Nematic liquid crystal)을 이용해도 된다. TN 방식은, 조광 필름은, 전압이 인가되고 있지 않을 때는 액정 분자가 수평으로 배열되어, 광을 통과시켜 화면이 「백색」으로 된다. 점차 전압을 인가해 가면 액정 분자가 수직으로 기립되어 가서, 광을 차단하여 화면이 검게 되는 방식이다.

또한 IPS(In-Plane-Switching) 방식을 이용해도 된다. IPS 방식은, 액정층을 협지하는 1쌍의 기재 중 한쪽 기재에 구동용의 전극을 한데 모아 제작하고, 이 전극에 의하여 기재 표면의 면 내 방향의 전계인 소위 횡 전계를 형성하여, 액정의 배향을 제어하는 구동 방식이다.

조광 필름(510)에는, 액정층(514)의 두께를 일정하게 유지하기 위한 스페이서(524)가 제1 적층체(512) 및, 또는 제2 적층체(513)에 마련된다.

제1 적층체(512) 및 제2 적층체(513)는 각각, 기재(521A, 521B)에 제1 전극(522A), 제2 전극(522B), 배향층(523A, 523B)을 순차 제작하여 형성된다.

또한 IPS 방식에 의한 경우, 제1 전극(522A), 제2 전극(522B)은, 배향층(523A 또는 523B)측에 한데 모아 제조되는 것은 물론, 이에 대응하도록 제1 적층체(512) 및 적층체(513)가 구성되게 된다.

조광 필름(510)은, 제1 전극(522A), 제2 전극(522B) 사이의 전위차를 변화시킴으로써 외래 광의 투과를 제어하여, 투명 상태와 비투명 상태로 상태를 전환하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는, 소위 노멀리 화이트에 의하여 액정층(514)을 구동한다.

또한 노멀리 화이트란, 액정에 전압이 걸려 있지 않을 때 투과율이 최대로 되어 투명해지는 구조이다.

조광 필름(510)을, 예를 들어 건축물의 창유리, 쇼케이스, 옥내의 투명 파티션 등에 부착하여 사용하는 경우, 액정 셀(515)의 양측 면에, 하드 코트층 등에 의한 보호층이 마련되어도 된다.

[기재]

기재(521A, 521B)는, 이 실시 형태에서는, 양면에 하드 코트층이 제조되어 이루어지는 폴리카르보네이트에 의한 필름재가 적용된다.

[전극]

제1 전극(522A), 제2 전극(522B)은, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성을 적용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는, 투명 전극재인 ITO(Indium Tin Oxide)에 의한 투명 도전막을 기재(521A, 521B)의 전체면에 제조하여 형성된다.

[배향층]

배향층(523A, 523B)은, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지로 광 배향층에 의하여 형성된다.

[스페이서]

스페이서(524)는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 수지 재료를 널리 적용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 포토레지스트에 의하여 제조된다. 스페이서는, 소위 비즈 스페이서를 적용해도 된다.

[액정층]

액정층(514)은, 이러한 종류의 조광 필름에 적용 가능한 각종 액정 재료를 널리 적용할 수 있다. 구체적으로, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 재료를 적용할 수 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 액정층(514)에는, 액정 재료와 조광에 제공되는 색소가 혼입된 게스트 호스트 방식이 채용되고 있다. 게스트 호스트형 액정이란, 2색성 색소가 혼합된 액정이다. 액정 분자의 이동에 수반하여 2색성 색소를 이동시킴으로써 광의 투과 광을 제어할 수 있다. 게스트 호스트 방식에 사용되는 액정 재료와 색소로서는, 게스트 호스트 방식에 대하여 제안되어 있는 액정 재료와 색소의 혼합물을 널리 적용할 수 있다.

액정 셀(515)은, 액정층(514)을 둘러싸도록 시일재(525)가 배치되고, 이 시일재(525)에 의하여 액정의 누출이 방지된다. 여기서 시일재(525)는, 예를 들어 에폭시 수지, 자외선 경화성 수지 등을 적용할 수 있다.

[제조 공정]

도 10은, 조광 필름(510)의 제조 공정을 도시하는 흐름도이다. 제2 적층체 제조 공정 SP502에 있어서, 액정 셀(15)의 제2 적층체(513)가 제조된다. 제2 적층체 제조 공정 SP502에 있어서는, 전극 제조 공정 SP502-1에서, 기재(521B)에 스퍼터링 등에 의하여, ITO에 의한 제2 전극(522B)가 제조된다. 이어지는 스페이서 제조 공정 SP502-2에서, 스페이서(524)에 따른 도공액(포토레지스트)을 도공한 후, 건조, 노광하여 현상함으로써 스페이서(524)가 제조된다. 또한 이어지는 배향층 제조 공정 SP502-3에서, 배향층(523B)에 따른 도공액을 도공하고 건조한 후, 자외선의 조사에 의하여 액정 분자 배향 방향을 설정하고, 이것에 의하여 배향층(523B)이 제조된다. 이들에 의하여 이 실시 형태에서는, 제2 적층체(513)가 제조된다.

또한 상술한 설명에서는, 스페이서(524)는, 도공액을 도포한 후, 노광, 현상 시킴으로써 제조되는 예를 나타냈지만 이에 한정되는 것은 아니며, 광경화성 수지나 열경화성 수지를 사용하여, 부형이나 인쇄 등에 의하여 형성되도록 해도 된다.

조광 필름(510)의 제조 공정은, 이어지는 제1 적층체 제조 공정 SP503에 있어서, 제2 적층체 제조 공정 SP502와 마찬가지로 하여 제1 적층체(512)가 제조된다. 즉, 제1 적층체 제조 공정 SP503에서는, 기재(521A)에 스퍼터링 등에 의하여, ITO에 의한 제1 전극(522A)이 제조되고, 배향층(523A)에 따른 도공액을 도공, 건조한 후, 자외선의 조사에 의하여 액정 분자 배향 방향을 설정함으로써 배향층(523A)이 제조되고, 이들에 의하여 제1 적층체(512)가 제조된다.

이 제조 공정은, 이어지는 액정 셀 제조 공정 SP504에 있어서, 디스펜서를 사용하여 프레임 형상에 의하여 시일재(525)를 도공한 후, 이 프레임 형상의 부위에 액정 재료를 배치하고 제1 적층체(512), 제2 적층체(513)를 적층 압박하고, 시일재(525)를 자외선의 조사 등에 의하여 경화시키고, 이것에 의하여 액정 셀(515)을 제조한다. 또한 액정 재료의 배치에 있어서는, 제1 적층체(512), 제2 적층체(513)를 먼저 적층하도록 하고, 제1 적층체(512), 제2 적층체(513)를 적층하여 형성되는 공극에 배치하도록 해도 된다.

또한 액정 셀(515)은, 기재(521A, 521B)가 롤에 권취된 긴 필름 형태에 의하여 제공되며, 이들 공정 SP502 내지 SP504의 전부, 또는 이 공정들 SP502 내지 SP504 중 일부가, 롤로부터 기재(521A, 521B)를 끌어내어 반송하면서 실행된다. 또한 이것에 의하여 액정 셀(515)은, 필요에 따라 도중의 공정으로부터 1매씩의 처리에 의하여 각 공정이 실행되게 된다.

(제2 실시 형태)

도 11은, 제2 실시 형태에 있어서의 제1 전극(522A)과 제2 전극(522B)을 설명하는 도면이다. 도 12는, 도 11의 영역 S의 확대도이다. 도 13은, 제1 전극(522A)과 제2 전극(522B)을 포함하는 영역의 일부 단면도이다. 제1 전극(522A) 및 제2 전극(522B)은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에서는 장방형이다.

(제1 전극)

제1 전극(522A)은, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 전극(522A)의 1변에 따른 y 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프형 전극(522a)으로 분리되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 스트라이프형 전극(522a)의 폭(도면 중 x 방향의 폭)은 모두 동일하며, 서로의 사이에 10㎛ 정도의 간극을 두고, 2㎜ 피치로 도면 중 x 방향으로 연장되도록 배열되어 있다.

스트라이프형 전극(522a)은, 도 12에 도시한 바와 같이, 각각 전위차 형성부인 전원(526)에 접속되어 있다. 각각이 접속되어 있는 전원(526)의 출력을 조정함으로써, 스트라이프형 전극(522a)의 각각에 상이한 전위를 부여할 수 있다.

또한 본 실시 형태에서 전원(526)은 교류 전원이지만 이에 한정되지 않으며, 직류 전원이어도 된다.

(제2 전극)

한편, 제2 전극(522B)은 분할되어 있지 않고 접지되어, 전체 영역이 동전위(0V)이다.

도 14는, 제1 전극(522A)과 제2 전극(522B) 사이의 전위차 V(A-B)(즉, 제1 전극의 전위 VA)와 투과율 T의 관계를 나타낸 도면이다. 본 실시 형태는 노멀리 화이트이다. 노멀리 화이트란, 액정에 전압을 인가하고 있지 않을 때 투과율이 최대로 되는 구조이다. 노멀리 화이트이므로, 전위차 V(A-B)가 작아지면 투과율 T가 커지고, 전위차 V(A-B)가 커지면 투과율 T가 작아진다.

본 실시 형태에 있어서는, 스트라이프형 전극(522a)에 부여하는 전위를, 제1 전극(522A)의 x 방향의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여(x의 마이너스 방향으로부터 플러스 방향을 향하여) 연속적으로 증가시킨다. 즉, 스트라이프형 전극(522a)에 부여하는 전위를, 제1 전극(522A)의 x 방향의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 점증시킨다. 그렇게 하면, 제1 전극의 전위 VA의 증가(점증)에 수반하여 투과율 T는 감소(점감)한다.

하기 표 1은, 본 실시 형태에 있어서, x의 마이너스측 단부로부터 n번째의 스트라이프형 전극(522a)으로부터, 인접하는 10개의 스트라이프형 전극의 투과율 T 및 전위 VA의 일례를 나타낸 표이다.

여기서, 표 1 및 후술하는 표 2 중의 투과율은, 현미 분광 측정 장치 OSP-SP200(올림푸스(주)사 제조)에 의하여 측정한 값이다. 또한 전위는, 함수 발생기의 설정 인가 전압에 기초한 값이다. 또한 전위는, 전극 사이를 직접, 테스터나 오실로스코프 등에 의하여 측정하도록 해도 된다.

본 실시 형태에서는, 표 1에 나타낸 바와 같이, n으로부터 n+9번째까지의 서로 인접하는 영역에서의 투과율 T의 차가 0.6% 내지 0.8%(0.7%±0.1%) 정도로 되도록 제1 전극(522A)에 전위가 부여되어 있다.

이와 같이, 인접하는 스트라이프형 전극(522a)의 투과율 T의 차를 0.6% 내지 0.8%(0.7%±0.1%) 정도로 하면, 눈으로 보아 스트라이프형 전극(522a) 사이의 경계선이 보이지 않아, 매끄럽게 투과율이 변화되는 듯 보인다.

또한 비교로서, 예를 들어 이하의 표 2에 나타낸 바와 같이, 투과율의 차가 4% 정도인 경우, 경계선이 눈으로 보아 확인되어, 투과율 T가 단계적으로 변화되고 있음이 인식되어 버린다.

이상, 본 실시 형태에 의하면, 전원(526)의 출력을 변화시켜 스트라이프형 전극(522a)에 부여하는 전위를 조정하여, 제1 전극(522A)과 제2 전극(522B) 사이의 전위차 V(A-B)에 대하여, 제1 전극(522A)과 제2 전극(522B)이 연장되는 x 방향의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 연속적으로 증가 또는 감소하도록 구배를 마련한다. 이것에 의하여, 조광 필름(510)의 투과율 T를, 제1 전극(522A) 상에 있어서 연속적으로 변화시킬 수 있다.

또한 인접하는 스트라이프형 전극(522a) 사이의 투과율 T의 차가, 눈으로 보아 확인할 수 없는 0.6% 내지 0.8%(0.7%±0.1%) 정도로 되는 범위에서, 전원(526)의 출력을 조정함으로써, 제1 전극(522A)의 전위 VA(제1 전극(522A)과 제2 전극(522B) 사이의 전위차 V(A-B))의 변화의 비율(기울기)을 변화시켜, 조광 필름(510)의 농담의 콘트라스트를 높이거나 낮추거나 할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 스트라이프형 전극(522a) 사이의 거리는 10㎛이다. 이 이상 간극이 벌어지면, 간극에 존재하는 액정은 구동되지 않으므로, 투과율의 경계가 보여 버린다. 따라서 가능한 한 작은 편이 바람직하다. 그러나 10㎛보다 작으면 제조가 곤란해진다. 본 실시 형태에서는 10㎛ 정도이므로, 제조가 용이하고 또한 경계도 잘 보이지 않는다.

본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 제2 전극(522B)은 분리되어 있지 않다. 도 15는, 비교 형태로서, 제2 전극(522B')도 분리되어 있는 경우의 조광 필름(510')의 단면도이다.

도시한 바와 같이 제2 전극(522B')이 복수의 스트라이프형 전극(522b')으로 분리되어 있으면, 제조 시에 제1 전극(522A')과 제2 전극(522B')의 위치 정렬(스트라이프형 전극(522a')과 스트라이프형 전극(522b')의 위치 정렬)이 필요해져, 제조가 수고스럽다. 그러나 본 실시 형태에서는, 제2 전극(522B)은 분리되어 있지 않으므로, 제1 전극(522A)과 제2 전극(522B)의 위치 정렬이 용이해져 제조가 용이해진다.

또한 도 15와 같이 제2 전극(522B')이 복수의 스트라이프형 전극(522b')으로 분리되어 있으면, 스트라이프형 전극(522a') 사이의 간극과 스트라이프형 전극(522b') 사이의 간극 사이에 끼는 공간에, 전위차가 발생하지 않는 무전계 영역 Q가 생긴다.

그 무전계 영역 Q에 존재하는 액정은 구동되지 않으며, 노멀리 화이트의 경우, 투과율이 높은 부분이 라인형으로 발생한다.

그러나 본 실시 형태와 같이 제2 전극(522B)이 분리되어 있지 않으면, 제1 전극(522A)에 있어서의 분리 영역의 양측의 전기력선은, 도 13에 도시한 바와 같이 약간 비스듬히 경사져서 무전계 영역의 면적이 축소되거나 또는 발생하지 않아, 액정이 구동되지 않는 영역도 축소되거나 또는 발생하지 않는다.

따라서 노멀리 화이트의 경우, 투과율이 높은 라인부는 발생하지 않아 투과율은 매끄럽게 변화되고, 조광 필름(510)의 농담도 매끄럽게 변화된다.

(제3 실시 형태)

도 16은, 제3 실시 형태에 있어서의 조광 필름(610)의, 제1 전극(622A)과 제2 전극(622B)을 설명하는 도면이다. 또한 제3 실시 형태의 조광 필름(610)에 있어서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로 게스트 호스트형 방식을 채용해도 되고, 또한 액정 셀을 직선 편광판에 의하여 협지하는 방식이어도 된다.

제3 실시 형태에 있어서 제1 전극(622A)은, 제2 실시 형태와 달리 스트라이프형으로 분리되어 있지 않다. 제1 전극(622A)의 1점 A와, 그 점 A로부터 떨어진 점 B 사이에, 전위차를 마련하는 전원(626)이 마련되어 있다. 제2 전극(622B)은 제2 실시 형태와 마찬가지로 접지되어 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 급전을 점 A 및 점 B에 대하여 행하지만 이에 한정되지 않으며, 급전부를, 예를 들어 라인형으로 마련해도 된다. 라인형으로 마련하는 경우, 제1 전극(622A)의 단부변과 평행으로 연장되도록 마련하는 것이 바람직하다.

전원(626)의 출력을 변화시켜, 점 A와 점 B 사이에 부여하는 전위차를 조정하여, 제1 전극(622A)과 제2 전극(622B) 사이의 전위차 V(A-B)에 대하여, 제1 전극(622A)과 제2 전극(622B)이 연장되는 x 방향의 한쪽으로부터 다른 쪽을 향하여 연속적으로 증가 또는 감소하도록 구배를 마련한다. 이것에 의하여, 조광 필름(610)의 투과율 T를, 제1 전극(622A) 상에 있어서 연속적으로 변화시킬 수 있다.

도 17은, 제3 실시 형태에 있어서의 제1 전극 및 제2 전극의 전원 접속의 다른 예를 설명하는 도면이다.

상술한 형태 외에 조광 필름(610)은, 도 17에 도시한 바와 같이, 제1 전극(622A)의 일 단부 및 제2 전극(622B)의 일 단부 사이와, 제1 전극(622A)의 타 단부 및 제2 전극(622B)의 타 단부 사이에, 각각 전원(626)을 마련하도록 해도 된다. 이와 같이 구성하더라도 조광 필름(610)은, 점 A와 점 B 사이의 전위차를 조정할 수 있어, 점 A 및 점 B 사이에서 투과율을 연속적으로 변화시킬 수 있다.

(제4 실시 형태)

도 18은, 제4 실시 형태에 있어서의 제1 전극(722A)과 제2 전극(722B)을 설명하는 도면이다. 제4 실시 형태의 조광 필름(710)은, 액정 셀이 직선 편광판에 의하여 협지되고, 액정층의 구동에는 VA 방식이 채용된다.

제4 실시 형태도, 제1 전극(722A)은 제2 실시 형태와 달리 스트라이프형으로 분리되어 있지 않다. 제4 실시 형태의 제1 전극(722A)은 점 A에 있어서 전원(726)에 접속되어 있다. 전원(726)은 교류 전압을 제1 전극(722A)에 인가한다. 제1 전극(722A)의 전위는 인가된 교류 전압에 기초하여 변동된다.

도 19는, 조광 필름(710)의 크기(제1 전극(722A) 및 제2 전극(722B)의 크기)가 상이한 경우에 있어서의, 제1 전극(722A)에 인가되는 교류 전압의 주파수 f와 투과율 T의 관계를 나타낸 그래프이다. 전압은 ±10V의 교류 전압이다.

조광 필름(710)이, 한 변이 50㎜인 정사각형(이하, 50㎜ 각이라 표기함)일 때는, 교류 전압의 주파수 f가 4 내지 480㎐로 변동되더라도 투과율 T에 변화는 보이지 않고, 34% 정도이다.

조광 필름(710)이 280㎜ 각인 경우에도, 교류 전압의 주파수 f가 4 내지 120㎐ 정도까지는 투과율 T에 변화는 보이지 않고, 33% 정도이다.

그러나 주파수가 120㎐를 초과하면, 급전점 A로부터의 거리가 멀어지면 투과율 T가 감소된다. 예를 들어 주파수 f가 480㎐인 경우, 급전점 A로부터의 거리가 25㎜의 위치에서 투과율 T는 30.5% 정도이다. 급전점 A로부터의 거리가 50㎜인 위치에서 투과율 T는 24% 정도이다. 급전점 A로부터의 거리가 150㎜인 위치에서 투과율 T는 21.5% 정도이다. 급전점 A로부터의 거리가 250㎜인 위치에서 투과율 T는 19% 정도이다.

또한 본 실시 형태는 노멀리 블랙이다. 노멀리 블랙이란, 액정에 전압을 인가하고 있지 않을 때 투과율 T가 최소로 되어 검은 화면으로 되는 구조이다.

도 20은, 주파수 f가 상이한 경우에, 급전점 A로부터 떨어진, 예를 들어 도 18의 점 C에서의 전위의 변동을 나타낸 그래프이다. (a)는 주파수 f가 낮은 경우, (b)는 주파수 f가 높은 경우이다.

급전점 A에 교류 전압이 인가되면, 급전점 A로부터 떨어진 위치에 있어서, 전위의 변동의 시상수는 급전점 A보다도 커진다. 따라서, 예를 들어 ±10V의 전위를 가하는 경우에도, 급전점 A로부터 떨어진 점 C의 위치에서는, 전위가 ±10V인 시간이 감소된다. 따라서 실효 전압이 감소된다.

주파수 f가 높아지면 실효 전압의 감소는 현저해지며, 조광 필름(710)의 면적이 큰 경우, 급전점 A로부터 먼 위치에서의 실효 전압의 감소가 현저하다. 따라서 실제로는 전위가 낮은 상태와 마찬가지로 된다.

본 실시 형태에서는, 이 현상을 이용하여, 인가하는 교류 전압의 주파수 f를 조정함으로써, 급전점 A로부터 떨어진 위치 C에서의 투과율을 조정한다. 즉, 조광 필름(710)의 면 내에서 투과율의 그라데이션을 부가하려는 경우에는 주파수를 높게 하고, 투과율을 일정하게 하려는 경우, 주파수를 낮게(예를 들어 120㎐ 이하) 한다. 또한 농담의 차가 큰 그라데이션을 부가하려는 경우에는 주파수를 보다 높게 한다.

도 21은, 280㎜ 각의 조광 필름에 상이한 주파수의 교류 전압을 인가한 경우의 투과의 상태를 도시한 사진이다. 교류 전압의 주파수가 60㎐, 120㎐, 240㎐, 480㎐, 960㎐인 사진이다.

사진으로 도시한 바와 같이, 인가하는 교류 전압의 주파수가 높아지면, 급전점 A로부터 떨어진 위치에서의 투과율이 상승되지 않는다는 것을 알 수 있다.

이상, 본 실시 형태에 있어서도, 제2 실시 형태와 마찬가지로 투과율 T가 연속적으로 변화되므로, 전원으로부터 공급되는 전위의 주파수를 조정함으로써 투과율의 농담의 콘트라스트를 높이거나 낮추거나 할 수 있다.

(변형 형태)

(1) 이상, 본 발명의 각 실시 형태로서 VA 방식의 액정 조광 필름에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전위에 의하여 조광량을 조정할 수 있는 다른 방식이어도 된다. 액정에 있어서의 다른 방식은, 상술했지만 액정 이외를 사용한 것으로 하며, 예를 들어 EC 방식, SPD 방식, PDLC 방식 조광 필름 등, 전극 사이의 전위차에 따라 명암(투과율)이 변화되는 디바이스여도 된다.

EC 방식(Electro chromic)을 이용한 조광 필름은, 1쌍의 전극 사이에 조광층(전해질층)을 끼운 구조를 갖는다. 전극 사이의 전위차에 따라, 산화 환원 반응을 이용하여 조광층의 색이 투명과 농감 사이에서 변화된다.

SPD 방식(Suspended Particle Device)을 이용한 조광 필름은, 미립자의 배향을 이용하여 통상, 농감색으로 착색하고 있지만, 전압을 인가하면 투명하게 변화되고 전위를 끊으면 원래의 농감색으로 되돌아가는 것이어서, 전압에 의하여 농담을 조정할 수 있다.

PDLC 방식(Polymer Dispersed Liquid Crystal)을 이용한 조광 필름은, 액정층 중에, 특수한 폴리머에 의한 네트워크 구조체를 형성시킨 것이며, 폴리머 네트워크의 작용에 의하여, 액정 분자의 배열이 불규칙한 상태를 유기하여 광을 산란시킨다. 그리고 전압을 인가함으로써 액정 분자를 전계 방향으로 배열시키면, 광이 산란되지 않아 투명한 상태로 된다.

(2) 제1 실시 형태에서는, 전압을 가하고 있지 않는 경우에 투과율이 낮은 노멀리 블랙에 대하여 설명했지만, 액정의 종류에 따라서는 노멀리 화이트여도 된다. 또한 상술한 바와 같이 노멀리 블랙이란, 액정에 전압이 걸려 있지 않을 때 투과율이 최소로 되어 검은 화면으로 되는 구조이다. 노멀리 화이트란, 액정에 전압이 걸려 있지 않을 때 투과율이 최대로 되어 투명으로 되는 구조이다.

(3) 제1 실시 형태에서는, 직사각형의 전극의 1변으로부터 급전을 행하고, 대향하는 다른 변에 3극 스위치를 통하여 저항을 접속했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 급전은 1변 전체가 아니라 1점으로부터 행해도 된다. 이 경우, 전위선은 나이테형으로 된다.

(4) 또한 제1 실시 형태에 있어서, 직사각형의 전극의 1변으로부터 급전을 행하고, 저항을 접속하는 다른 변은, 대향하는 변이 아니라 인접하는 변이어도 된다. 나아가, 급전을 행하는 변이나 저항을 접속하는 변은, 1변이 아니라 2 이상의 변이어도 된다.

(5) 제1 실시 형태에 있어서, 전극 사이에 가하는 전류를 직류로 했지만, 이에 한정되지 않으며 교류여도 된다.

또한 도 3의 제2 도전부(222B)를 어스하면, 제1 전극(22A)의 전위 구배는 존재하지만 제2 전극(22B)의 전위 구배는 없어져 일정한 전압(어스)으로 된다. 이와 같은 연결 방식을 취한 경우에, 경사 방향에서 보았을 때 그라데이션은 생기지 않는다는 현상이 발생한다. 단, 이 경우에도, 정면 방향에서 본 경우, 면 내에서 그라데이션을 생기게 할 수 있다.

(6) 또한 상술한 제1 실시 형태에서는, 액정 셀을 직선 편광판에 협지하여 조광 필름을 구성하는 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게스트 호스트형 액정에 의한 액정층을 사용하여, 직선 편광판을 생략하고 조광 필름을 구성하는 경우에도 널리 적용할 수 있다.

(7) 상술한 제2 실시 형태에서는, 제1 전극(522A)이, 1변을 따른 y 방향으로 연장되는 복수의 스트라이프형 전극(522a)으로 분리되는 예를 나타냈지만 이에 한정되는 것은 아니다. 스트라이프형 전극(522a)의 형상은, 변을 따른 띠 형상뿐 아니라, 곡선 형상(예를 들어 물결 형상, 원호 형상, 타원호 형상 등)이나, 꺾은선 형상(예를 들어 삼각파 형상이나, 직사각형파 형상 등)으로 형성되도록 해도 된다. 여기서, 각 스트라이프형 전극(522a)은, 그 폭 치수가 일정하게 형성되도록 해도 되고, 또한 개개가 상이한 폭 치수로 형성되도록 해도 되고, 나아가 개개의 폭 치수가 연장되는 방향으로 변화되도록 해도 된다.

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

10, 510, 610, 710: 조광 필름
12, 512: 제1 적층체
13, 513: 제2 적층체
14, 514: 액정층
15, 515: 액정 셀
16, 17: 직선 편광판
18, 19: 위상차 필름
20: 전원
21A, 21B, 521A, 521B: 기재
22A, 522A, 622A, 722A: 제1 전극
22B, 522B, 622B, 722B: 제2 전극
522a: 스트라이프형 전극
522b: 스트라이프형 전극
23A, 23B: 배향층
24: 스페이서
25: 시일재
526, 626, 726: 전원
30: 3로 스위치
31: 가변 저항
221A, 221B, 222A, 222B: 도전부

Claims

서로 대향 배치된 제1 전극과 제2 전극과,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되어, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차에 의하여 투과율을 변화시키는 조광 재료와,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 연장되는 방향에 있어서, 상기 전위차에 구배를 마련하는 전위차 구배 형성부
를 구비하는, 조광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극에 마련됨과 함께, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전압을 가하는 급전부를 구비하고,
상기 급전부와 상이한 위치에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 전기적으로 접속되어 있는, 조광 필름.
제2항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 저항 부재가 배치되어 있는, 조광 필름.
제3항에 있어서,
상기 저항 부재의 저항값이 가변인, 조광 필름.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전극의 일단측에 상기 급전부가 마련되고, 상기 제1 전극의 타단측과 상기 제2 전극의 타단측이 전기적으로 접속되어 있는, 조광 필름.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 급전부는 복수 부위에 마련되어 있는, 조광 필름.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은, 상기 급전부와 상이한 복수 부위에 있어서 전기적으로 접속되어 있는, 조광 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극이 복수의 영역으로 분할되어 있고,
상기 전위차 구배 형성부는 분할 영역의 각각에 상이한 전위를 공급 가능한 전원인,
조광 필름.
제1항에 있어서,
상기 전위차 구배 형성부는, 상기 제1 전극 상의 상이한 2점에 전위차를 마련하는 전원인,
조광 필름.
제1항에 있어서,
상기 전위차 구배 형성부는, 상기 제1 전극에 주파수 가변의 교류 전압을 공급하는 전원인,
조광 필름.
서로 대향 배치된 제1 전극과 제2 전극과,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되어, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차에 의하여 투과율을 변화시키는 조광 재료를 구비하는 조광 필름의 구동 방법이며,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 연장되는 방향에 있어서 상기 전위차에 구배를 마련하는,
조광 필름의 구동 방법.
투명 부재와,
상기 투명 부재에 배치되는, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 조광 필름
을 구비하는, 조광 부재.
외광이 입사되는 부위에 배치되는, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 조광 필름을 구비하는,
차량.