CN109219770B - 调光膜、调光膜的驱动方法、调光构件、车辆 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够使面内的透过率渐次变化并在面内带有明暗的层次的调光膜。本发明的调光膜(10)包括：第1电极(22A)和第2电极(22B)，其被彼此相对配置；调光材料(14)，其被配置在第1电极(22A)与第2电极(22B)之间，并根据第1电极(22A)与第2电极(22B)之间的电位差而使透过率变化；以及电位差梯度形成部，其在第1电极(22A)和第2电极(22B)延伸的方向上对电位差设置梯度。

Description

调光膜、调光膜的驱动方法、调光构件、车辆
技术领域
本发明涉及例如能够利用于粘贴在窗上以控制外来光的透过的电子遮光帘的调光膜、调光膜的驱动方法、调光构件、车辆。
背景技术
以往，提出了例如能够利用于粘贴在窗上以控制外来光的透过的电子遮光帘等的调光膜(专利文献1、2)。作为这样的调光膜之一，有利用了液晶的调光膜。
通过利用包含透明电极的透明板材来夹持液晶材料从而制造液晶单元，并利用直线偏光板来夹持该液晶单元，从而制作利用了液晶的调光膜。该调光膜通过使施加在透明电极间的电场变化，从而使液晶的取向变化，以控制外来光的透过量。
以往，在这样的调光膜中，当向透明电极间施加电压时，透过率会根据该电压而变化，但是，调光膜的面内的透过率大致一定。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开平03－47392号公报
[专利文献2]日本特开平08－184273号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
但是，近年来，要求调光膜的用途多样化，能够使面内的透过率渐次变化，并在面内带有明暗的层次(gradation)的调光膜。
本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种能够使面内的透过率渐次变化，并在面内带有明暗的层次的调光膜、调光膜的驱动方法、调光构件、车辆。
[用于解决技术课题的技术方案]
具体而言，在本发明中，提供以下那样的技术方案。
(1)一种调光膜，包括：第1电极和第2电极，其被彼此相对配置；调光材料，其被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，并根据上述第1电极与上述第2电极之间的电位差而使透过率变化；以及电位差梯度形成部，其在上述第1电极和上述第2电极延伸的方向上对上述电位差设置梯度。
(2)在(1)的调光膜中，
包括供电部，该供电部被设置在上述第1电极上，并且，对上述第1电极与上述第2电极之间施加电压；
在与上述供电部不同的位置，上述第1电极和上述第2电极被电连接。
(3)在(2)的调光膜中，在上述第1电极与上述第2电极之间配置有电阻构件。
(4)在(3)的调光膜中，上述电阻构件的电阻值可变。
(5)在(2)至(4)的调光膜中，在上述第1电极的一端侧设置有上述供电部，上述第1电极的另一端侧和上述第2电极的另一端侧被电连接。
(6)在(2)至(5)的调光膜中，上述供电部被设置在多处。
(7)在(2)至(6)的调光膜中，上述第1电极和上述第2电极在与上述供电部不同的多处被电连接。
(8)在(1)的调光膜中，上述第1电极被分割成多个区域，上述电位差梯度形成部是能够对各个分割区域供给不同的电位的电源。
(9)在(1)的调光膜中，上述电位差梯度形成部是对上述第1电极上的不同的2点设置电位差的电源。
(10)在(1)的调光膜中，上述电位差梯度形成部是对上述第1电极供给频率可变的交流电压的电源。
(11)一种调光膜的驱动方法，该调光膜包括：第1电极和第2电极，其被彼此相对配置；以及调光材料，其被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，并根据上述第1电极与上述第2电极之间的电位差而使透过率变化，在上述第1电极和上述第2电极延伸的方向上对上述电位差设置梯度。
(12)一种调光构件，其包括：透明构件；以及被配置在上述透明构件上的(1)至(10)的任一项所述的调光膜。
(13)一种车辆，其包括被高配置在供外部光入射的部位的(1)至(10)的任一项所述的调光膜。
[发明效果]
根据本发明，能够提供一种能使面内的透过率渐次变化并在面内带有明暗的层次的调光膜、调光膜的驱动方法、调光构件、车辆。
附图说明
图1是示出第1实施方式的调光膜的剖视图。
图2是示出调光膜的制造工序的流程图。
图3是说明在电极间施加的电压的图。
图4示出第2电极及第1电极的电位的状态。
图5是示出调光膜的透过率与电位差的关系的图表。
图6是说明调光膜的其它电压施加方式1的图。
图7是说明调光膜的其它电压施加方式2的图。
图8是说明调光膜的其它电压施加方式3的图。
图9是示出第2实施方式～第4实施方式的调光膜的剖视图。
图10是示出调光膜的制造工序的流程图。
图11是说明第2实施方式中的第1电极和第2电极的图。
图12是图11的区域S的放大图。
图13是包含第1电极和第2电极的区域的局部剖视图。
图14是示出第1电极与第2电极之间的电位差和透过率T的关系的图。
图15是作为比较方式、第2电极也被分离的情况下的调光膜的剖视图。
图16是说明第3实施方式中的第1电极和第2电极的图。
图17是说明第3实施方式中的第1电极及第2电极的电源连接的其它例子的图。
图18是说明第4实施方式中的第1电极和第2电极的图。
图19是示出第1电极的大小不同的情况下的、施加的交流电压的频率与透过率的关系的图表。
图20是示出在被施加于第1电极的交流电压的频率不同的情况下，在从供电点分离的例如图18的点C的位置处的电位的变动的图表，(a)是频率较低的情况，(b)是频率较高的情况。
图21是示出对280mm见方的调光膜施加不同频率的交流电压的情况下的透过的状态的照片，是交流电压的频率为60Hz、120Hz、240Hz、480Hz、960Hz的照片。
具体实施方式
(第1实施方式)
[调光膜]
图1是示出第1实施方式的调光膜10的剖视图。调光膜10例如被粘贴在谋求调光的部位、或被使用于夹层玻璃等，通过被配置于透明构件，从而被使用。所谓粘贴在谋求调光的部位而被使用的情况，是例如配置在车辆的供外部光入射的部位(后窗或侧窗)、建筑物的窗玻璃、陈列橱窗、屋内的透明分区等并切换透过、不透明的情况等。在此，所谓透明构件，是玻璃或透明树脂基板等。这样，将被配置于透明构件上的调光膜称为调光构件。
调光膜10是利用液晶来控制透射光的调光膜，利用作为膜形状的第2层叠体13及第1层叠体12来液晶层14而制造液晶单元15，并利用直线偏光板16、17来夹持该液晶单元15，从而制作调光膜10。
在实施方式中，对于液晶层14的驱动，采用VA(Vertical Alignment：垂直对准)方式，但是，不限定于此，能够适用TN(Twisted Nematic：扭曲向列)方式、IPS(In－Plane－Switching：平面转换)方式等各种驱动方式。
此外，VA方式是使液晶的取向在垂直取向和水平取向之间变化来控制透射光的方式，被构成为：在无电场时，通过使液晶垂直取向，从而利用垂直取向层来夹持液晶层14而构成液晶单元15，并通过施加电场而使液晶材料水平取向。
在调光膜10中，在第1层叠体12和/或第2层叠体13中设置有用于将液晶层14的厚度保持一定的间隔件24。在直线偏光板16、17上分别在液晶单元15侧设置有进行光学补偿的相位差膜18、19。
层叠体12、13是分别在基材21A、21B上依次制作第1电极22A、第2电极22B、取向层23A、23B从而形成的。此外，相位差膜18、19也可以根据需要而省略。另外，调光膜10也可以通过宾-主方式来制造，在此情况下，直线偏光板根据需要而被配置在液晶单元的一侧、或两侧。
调光膜10被构成为：通过使第1电极22A、第2电极22B的施加电压变化从而控制外来光的透过，并在透明状态和非透明状态之间切换状态。在本实施方式中，说明通过所谓的常黑来驱动液晶层14的例子，但是，不限于此，也可以通过常白来驱动。另外，在基于IPS方式的情况下，第1电极22A、第2电极22B当然被统一制造在取向层23A或23B侧，并以与此对应的方式构成层叠体12、13。
此外，所谓常黑，是在未对液晶施加电压时透过率最小并变成黑色的画面的构造。所谓常白是在未对液晶施加电压时透过率最大并变成透明的构造。
此外，调光膜10在例如粘贴在建筑物的窗玻璃、陈列橱窗、屋内的透明分区等上来使用的情况下，在直线偏光板16及/或17的与液晶单元15相反侧的面上设置有由硬涂层等构成的保护层。
[基材]
基材21A、21B能够适用可适用于液晶单元15的具有挠性的TAC、聚碳酸酯、COP、丙烯、PET等各种透明膜材，在本实施方式中，适用了在两面制造有硬涂层的由聚碳酸酯构成的膜材。
[电极]
第1电极22A、第2电极22B能够对液晶层14施加电场，能够使用被感觉到透明的各种构成，在本实施方式中，是通过将作为透明电极材料的由ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)构成的透明导电膜制造在基材21A、21B的整个面上而形成的。如上所述，在IPS方式等中，电极被以所希望的形状图案化并制造。
[取向层]
取向层23A、23B由光取向层形成。可适用于光取向层的光取向材料能够广泛采用可适用光取向的方法的各种材料，但是，在本实施方式中，例如使用光二量化型的材料。关于该光二量化型的材料，被“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)”等公开。
也可以代替光取向层，而通过摩擦(rubbing)处理来制造。在此情况下，在制造了聚酰亚胺等可适用于取向层的各种材料层后，在该材料层的表面上通过使用了摩擦辊的摩擦处理来制造微细的线状凹凸形状，从而形成取向层23A、23B。
也可以代替通过这样的摩擦处理而形成的取向层、光取向层，而通过赋形处理来制造由摩擦处理制造的微细的线状凹凸形状，从而制造取向层。
[间隔件]
间隔件24是为了规定液晶层14的厚度而设置的，能够广泛适用各种树脂材料，在本实施方式中，由光致抗蚀剂制造。通过在制造有第2电极22B的基材21B之上涂布光致抗蚀剂并进行曝光、显影，从而制造间隔件24。
此外，间隔件24既可以设置于第1层叠体12，也可以设置于第1层叠体12及第2层叠体13这两者。另外，间隔件24如果在第2基材21B上，能够被设置在任意的层叠位置。例如，除了图1所示的方式之外，也可以被设置在取向层23B之上，另外，也可以被设置在第2基材21B与第2电极22B之间。
在仅在一个层叠体上设置有电极的情况下，能够在基材的正上设置间隔件24，或者，在基材上形成取向层，并在其上设置间隔件24。
另外，间隔件也可以适用所谓的珠状间隔件。珠状间隔件不仅可以使用球形状，也可以使用杆形状(圆筒形状)或椭圆球形状等形状。
在对间隔件24使用珠状间隔件的情况下，通过在形成了取向层之后使珠状间隔件散布在取向层上，从而配置珠状间隔件。在此情况下，从抑制珠状间隔件在液晶层14内(取向层上)的移动的观点出发，也可以在珠状间隔件的表面设置由粘着剂等形成的固着层。
另外，从抑制珠状间隔件在液晶层14内的移动的观点出发，也能够预先使珠状间隔件分散在形成取向层的树脂中以在形成取向层的同时配置珠状间隔件，或者预先使珠状间隔件分散在构成液晶层的液晶材料中以在形成液晶层的同时配置珠状间隔件。此外，珠状间隔件与上述的光致抗蚀剂的间隔件同样，既可以被配置在第1层叠体及第2层叠体的任一者上，另外，也可以被配置在各层叠体的每一个上。
[液晶层]
液晶层14能够广泛适用可适用于这种调光膜的各种液晶材料。具体而言，对于液晶层14，作为不具有聚合性官能团的液晶化合物，能够适用向列液晶化合物、碟状液晶化合物及胆甾型液晶化合物。
作为向列液晶化合物，例如能够举出联苯基系化合物、三联苯基系化合物、苯基环己基系化合物、联苯基环己基系化合物、苯基二环己基系化合物、三氟系化合物、苯甲酸苯基系化合物、环己基苯甲酸苯基系化合物、苯基苯甲酸苯基系化合物、二环己基羧酸苯基系化合物、偶氮甲碱基系化合物、偶氮类化合物、及氧化偶氮系化合物、二苯乙烯系化合物、二苯乙炔系化合物、酯系化合物、二环己基系化合物、苯基嘧啶系化合物、联苯基嘧啶系化合物、嘧啶系化合物、以及联苯基乙炔系化合物等。
作为碟状液晶化合物，例如可举出聚丙烯酸酯系、聚甲基丙烯酸酯系、聚氯丙烯酸酯系、聚环氧乙烷系、聚硅氧烷系、聚酯系等强介电性高分子液晶化合物。
作为胆甾型液晶化合物，例如可举出亚油酸胆固醇酯、油酸胆固醇酯、纤维素、纤维素誘导体、多肽等。
另外，作为上市品，例如能够适用Merck公司制MLC2166等液晶材料。此外，在宾-主方式的情况下，在液晶层14中，尽管混入有液晶材料和进行调光的色素，可是能够广泛适用针对宾-主方式提出的液晶材料与色素的混合物。液晶单元15以包围液晶层14的方式配置有密封材料25，利用该密封材料25防止液晶的漏出。在此，密封材料25例如能够使用环氧树脂、紫外线固化性树脂等。
[制造工序]
图2是示出调光膜10的制造工序的流程图。对于液晶单元15，在第2层叠体制造工序SP2中制造第2层叠体13。在第2层叠体制造工序SP2中，在电极制造工序SP2－1中，通过溅射等在基材21B上制造由ITO构成的第2电极22B。在接下来的间隔件制造工序SP2－2中，通过在涂布了间隔件24所涉及的涂布液(光致抗蚀剂)后，进行干燥、曝光以进行显影，从而制造间隔件24。另外，接下来，在取向层制造工序SP2－3中，在涂布了取向层23B所涉及的涂布液并进行了干燥后，通过紫外线的照射来设定液晶分子取向方向，由此，制造取向层23B。由此，在本实施方式中，制造第2层叠体13。
此外，在上述的说明中，例示了通过在涂布了涂布液后进行曝光、显影从而制造间隔件24的例子，但是，不限定于此，也可以使用光固化性的树脂或热固性的树脂，通过赋形或印刷等来形成间隔件。
调光膜10的制造工序在接下来的第1层叠体制造工序SP3中，与第2层叠体制造工序SP2同样地制造第1层叠体12。即，在第1层叠体制造工序SP3中，通过溅射等在基材21A上制造由ITO构成的第1电极22A，在涂布了取向层23A所涉及的涂布液并干燥后，通过紫外线的照射来设定液晶分子取向方向，从而制造取向层23A，由此，制造第1层叠体12。
该制造工序在接下来的液晶单元制造工序SP4中，在使用分配器以框形状涂布了密封材料25后，在该框形状的部位配置液晶材料并层叠按压第1层叠体12、第2层叠体13，通过紫外线的照射等使密封材料25固化，由此，制造液晶单元15。此外，在配置液晶材料时，也可以先层叠第1层叠体12、第2层叠体13，并在层叠第1层叠体12、第2层叠体13从而形成的空隙中配置液晶材料。
在接下来的层叠工序SP5中，与直线偏光板16、17进行层叠从而形成调光膜10。此外，对于液晶单元15，以被卷绕在材料卷上的长条膜形态提供基材21A、21B，一边从材料卷拉出并输送基材21A、21B输送一边执行这些工序SP2～SP5的全部、或这些工序SP2～SP5中的一部分。由此，对于液晶单元15，根据需要而从中途的工序通过单片化的处理来执行各工序。
[电压施加]
图3是说明在第1电极22A与第2电极22B之间施加的电压的图。第1电极22A及第2电极22B不限定于此，但是，在本实施方式中是长方形。而且，在第1电极22A的长边方向的两端利用银浆等设置有导电部221A、222A。在第2电极22B的长边方向的两端利用银浆等设置有导电部221B、222B。这些导电部221A、222A、221B、222B在第1电极22A、第2电极22B的长边方向的端部沿短边方向延伸。
在第1电极22A的一端的导电部221A，设置有安装有电源20的供电部20A，从供电部20A向导电部221A施加预定的电压E0。该电压E0的大小能够通过调整电源20而改变。此外，在本实施方式中，电压采用直流，但是，不限定于此，也可以是交流。
第2电极22B的一端的导电部221B被接地。在第1电极22A的另一端的导电部222A上连接有三路开关30。在由三路开关30选择的一个接点P1上连接有可变电阻31的一端，可变电阻31的另一端被连接于第2电极22B的另一端的导电部222B。由三路开关30选择的另一个接点P2被不经由电阻地连接于第2电极22B的另一端的导电部222B。利用以上要素构成了第1实施方式的电位差梯度形成部。
此外，在本实施方式中，说明了这样利用三路开关30将第1电极22A的另一端的导电部222A选择性地连接在经由可变电阻31连接在第2电极22B的另一端的导电部222B的一侧、和不经由可变电阻31地连接在第2电极22B的另一端的导电部222B的一侧之中的任一个的方式。但是，本发明不限定于此。
第1电极22A的另一端的导电部222A和第2电极22B的另一端的导电部222B也可以不经由三路开关30而例如直接接触，也可以用导电糊剂粘合起来，也可以用导电线连接、经由电阻连接或者经由可变电阻连接。
在图4中示出对第1电极22A的导电部221A施加电压E0、且第2电极22B的导电部221B被接地的情况下的第1电极22A及第2电极22B的电位的状态。
在三路开关30与接点P1及P2的任一个均未连接而开路时，因为电阻变成无穷大，所以如在图4中以虚线所示，第1电极22A大致恒定在电位E0，第2电极22B为电位0。
在三路开关30被连接于图3中的接点P2的情况下，因为电阻值R大致为零，所以RI＝0，变成在图4中以单点划线所示那样的形态。
在三路开关30被连接于图3中的接点P1的情况下，RI随着可变电阻31的电阻值R而变化。该可变电阻31的电阻值R例如能够用旋钮等来调整。当可变电阻31的电阻值R变大时，第1电极22A的导电部222A与第2电极22B的导电部222B之间的电位差RI变大。当可变电阻的电阻值R变小时，第1电极22A的导电部222A与第2电极22B的导电部222B之间的电位差RI变小。
如图所示，第1电极22A的电位E1(x)在一端侧的导电部221A中为被供电的E0，但是，随着向另一端侧的导电部222A的方向前进而降低。
而且，在导电部222A的位置(距一端侧为距离L的位置)，电位降低RI(R：可变电阻的电阻值，I：流过可变电阻的电流)。
第2电极22B的另一端侧的导电部222B的电位E2(x)是降低了该RI之后的电位，并随着从此处去向一端侧的导电部221B而降低，在导电部221B中变成电位0V。
第1电极22A及第2电极22B的距一端为距离x的位置处的第1电极22A的电位E1(x)与第2电极22B的电位E2(x)之间的电位差(电压)E(x)被以如下方式表示。
E(x)＝E1(x)－E2(x)…(1)
在此，当设第1电极22A的全长的电阻值为R1、第2电极22B的全长的电阻值为R2时，因为
E1(x)＝E0－R1Ix/L…(2)
E2＝R2Ix/L…(3)
E0＝I(R+R1+R2)…(4)，
所以若代入(2)～(4)等而将(1)变形，则
E(x)＝E0－E0{(R1+R2)/(R+R1+R2)}x/L…(1')。
在此，图5是示出调光膜10的透过率T和电位差E(x)的关系的图表。因为液晶的斜率根据电位差E(x)而变化，所以调光膜10的透过率T如图所示根据电位差E(x)的变化而变化。
在本实施方式中，当将开关30连接在接点P1时，调光膜10中的第1电极22A与第2电极22B之间的电位差E(x)根据长边方向的位置x而如式(1)'那样变化。因此，能够使调光膜10的透过率T在长边方向上渐次变化(带有层次，带有浓淡)。另外，能够通过改变电阻值R来变更其变化的比例，能够将层次设为所希望的浓淡。
另外，如图5所示，调光膜10的透过率T与电位差E的关系并非线性，在电位差E(x)从0到V0之间透过率为0，当超过V0时急剧上升，当超过V1时慢慢地斜率变平缓，变得大致恒定。
即，因为在V0与V1之间，透过率T的变动较大，所以通过使得图4所示的电位差E(x)在该从V0到V1的范围内变化，从而能够使透过率T更大地变动。即，能够增大层次的幅度，换言之，能够增大浓淡的幅度。
即，因为
V0≦E(x)≦V1，
另外，E(x)在E0－E0(R1+R2)/(R+R1+R2)＝IR与E0之间变化，所以
IR≦V0＜V1≦E0。
若将其变形，则
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)，
因此，
0≦R≦V0(R1+R2)/(E0－V0)
根据本实施方式，通过将电阻值R设置该范围，从而能够增大透过率T相对于电压变化的变化量，能够增大调光膜10中的面内的层次的浓淡的幅度。但是，电阻值R的范围不限定于上式。
接下来，说明调光膜的其它电压施加方式(电位差梯度形成部)。
[其它电压施加方式1]
图6是说明调光膜的其它电压施加方式1的图。
图6所示的本方式的调光膜的第2电极22B被与上述的图3所示的第2电极22B同样地构成。
另一方面，本方式的第1电极22A与图3所示的第1电极22A不同，各导电部221A、222A分别被分离成2个，在2个导电部221A和一个导电部222A上分别设置有供电部20A，并被个别地连接于电源20。
在未连接电源20的另一个导电部222A上连接有三路开关30。由三路开关30选择的一个接点P1经由可变电阻31而与第2电极22B的导电部222B连接，接点P2不经由电阻地与第2电极22B的导电部222B连接。
这样，通过设置多个供电部20A、并使得能够从多处个别地施加电压，从而能够使调光膜的透过率局部地变化。例如，在仅对多个供电部中的某一个施加电压的情况下，还能够调整调光膜的透过状态，以使得被施加了该电压的供电部附近的透过率会根据电压的施加量而变化，在其它供电部附近，使透过率的变化较少。
此外，设置在电极上的供电部20的数量也可以根据调光膜的使用用途或电极的外形等而适当增减。
[其它电压施加方式2]
图7是说明调光膜的其它电压施加方式2的图。
图7所示的调光膜的第1电极22A的导电部222A被分割成3个，与分割的各导电部222A对应地，第2电极22B的导电部222B也被分割成3个。
如图7所示，在被分割成3个的各导电部222A与相对的各导电部222B之间，分别配置有与三路开关30连接的可变电阻31。
这样，通过在各电极的一端侧设置多个导电部222A、222B，并在彼此相对的各导电部222A和各导电部222B之间分别设置可变电阻31，使各可变电阻31的电阻值个别地变化，从而调光膜能够使透过率沿着多个导电部222A、222B的排列方向变动，能够实现灰度不同的层次。
另外，也可以在与各电极的导电部222A、222B相邻的边(短边)上也设置导电部，并在该导电部上也设置可变电阻。由此，能够进一步细微地调整电极间的电位差，能够调整调光膜的透光状态的区域或遮光状态的区域的形状或范围(面积)。
[其它电压施加方式3]
图8是说明调光膜的其它电压施加方式3的图。
本方式的调光膜被形成为三角形状。伴随于此，第1电极22A及第2电极22B也如图8所示被形成为三角形状。
第1电极22A在三角形状的一个顶点、以及与该顶点相对的边上分别设置有导电部221A、222A。另外，第2电极22B以与第1电极22A对应的方式在三角形状的一个顶点、以及与该顶点相对的边上设置有导电部221B、222B。
在第1电极22A的导电部221A与第2电极22B的导电部221B之间连接有可变电阻31，该可变电阻31与三路开关30连接。
另外，在第1电极22A的导电部222A的一端部设置有供电部20A，在该供电部20A上连接有电源20。第2电极22B的导电部222B被接地。
在这样将调光膜形成为三角形状的情况下，也能够与上述的矩形状的调光膜同样地在上述的一个顶点和与该顶点相对的边之间使调光膜10的透过率渐次变化，并形成层次。
(第2实施方式～第4实施方式)
接下来，说明第2实施方式～第4实施方式的调光膜。
[调光膜]
图9是示出第2实施方式的调光膜510的剖视图。
以下，对于第2实施方式的调光膜，说明层构成、制造方法等，对于第3实施方式及第4实施方式的调光膜也同样。
此外，在以下的说明及附图中，对于发挥与上述的第1实施方式同样的功能的部分，在末尾(后两位)标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。
调光膜510是利用液晶来控制透射光的调光膜，由利用膜状的第2层叠体513及第1层叠体512夹持有液晶层514的液晶单元515构成。
在本实施方式中，对于液晶层514的驱动，采用VA(Vertical Alignment：垂直对准)方式。VA方式是使液晶的取向在垂直取向和水平取向之间变化从而控制透射光的方式，被构成为：通过在无电场时使液晶垂直取向，从而利用垂直取向层夹持液晶层514而构成液晶单元515，并通过施加电场从而使液晶材料水平取向。
但是，不限定于此。例如，作为VA方式以外的液晶调光膜，也可以使用TN方式(Twisted Nematic liquid crystal：扭曲向列液晶)。TN方式是如下方式：调光膜在未被施加电压时液晶分子水平地排列，使光通过而画面成为“白”。当渐渐地施加电压时，液晶分子垂直地竖起，遮挡光而画面变黑。
另外，也可以使用IPS(In－Plane－Switching：平面转换)方式。IPS方式是如下驱动方式：在夹持液晶层的1对基材中的一个基材上统一制作驱动用的电极，利用该电极形成作为基材表面的面内侧向的电场的、所谓的横电场来控制液晶的取向。
在调光膜510中，在第1层叠体512和/或第2层叠体513上设置有用于将液晶层514的厚度保持为恒定的间隔件524。
第1层叠体512及第2层叠体513是通过分别在基材521A、521B上依次制作第1电极522A、第2电极522B、取向层523A、523B从而形成的。
另外，在基于IPS方式的情况下，第1电极522A、第2电极522B当然被统一制造在取向层523A或523B侧，与此对应地构成第1层叠体512及第2层叠体513。
调光膜510被构成为：通过使第1电极522A和第2电极522B之间的电位差变化从而控制外来光的透过，在透明状态与非透明状态之间切换状态。在本实施方式中，利用所谓的常白方式驱动液晶层514。
此外，所谓常白，是在未对液晶施加电压时透过率最大并成为透明的构造。
在将调光膜510例如粘贴在建筑物的窗玻璃、陈列橱窗、屋内的透明分区等来使用的情况下，也可以在液晶单元515的两侧的面上设置由硬涂层等构成的保护层。
[基材]
在本实施方式中，基材521A、521B适用了在两面上制造有硬涂层的由聚碳酸酯构成的膜材。
[电极]
第1电极522A、第2电极522B能够适用与上述的第1实施方式同样的构成，在本实施方式中，是通过将由作为透明电极材料的ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)构成的透明导电膜制造在基材521A、521B的整个面上从而形成的。
[取向层]
取向层523A、523B与上述的第1实施方式同样由光取向层形成。
[间隔件]
间隔件524能够广泛适用与上述的第1实施方式同样的树脂材料，在本实施方式中，由光致抗蚀剂制造。间隔件也可以适用所谓的珠状间隔件。
[液晶层]
液晶层514能够广泛适用可适用于这种调光膜的各种液晶材料。具体而言，能够适用与上述的第1实施方式同样的材料。
此外，在本实施方式中，对于液晶层514，采用了混入有液晶材料和进行调光的色素的宾-主方式。所谓宾-主型液晶，是混入有二色性色素的液晶。能够通过随着液晶分子的移动使二色性色素移动，从而控制光的透遮光。作为被用于宾-主方式的液晶材料和色素，能够广泛适用针对宾-主方式提出的液晶材料和色素的混合物。
液晶单元515以包围液晶层514的方式配置有密封材料525，利用该密封材料525防止液晶的漏出。在此，密封材料525例如能够适用环氧树脂、紫外线固化性树脂等。
[制造工序]
图10是示出调光膜510的制造工序的流程图。在第2层叠体制造工序SP502中，制造液晶单元15的第2层叠体513。在第2层叠体制造工序SP502中，在电极制造工序SP502－1中，通过溅射等在基材521B上制造由ITO构成的第2电极522B。在接下来的间隔件制造工序SP502－2中，通过在涂布了间隔件524所涉及的涂布液(光致抗蚀剂)后，进行干燥、曝光以进行显影，从而制造间隔件524。另外，接下来，在取向层制造工序SP502－3中，在涂布取向层523B所涉及的涂布液并进行了干燥后，通过紫外线的照射来设定液晶分子取向方向，由此，制造取向层523B。由此，在本实施方式中，制造第2层叠体513。
此外，在上述的说明中，例示了通过在涂布了涂布液后进行曝光、显影从而制造间隔件524的例子，但是，不限定于此，也可以使用光固化性的树脂或热固性的树脂通过赋形或印刷等来形成。
调光膜510的制造工序在接下来的第1层叠体制造工序SP503中，与第2层叠体制造工序SP502同样地制造第1层叠体512。即，在第1层叠体制造工序SP503中，通过溅射等在基材521A上制造由ITO构成的第1电极522A，在涂布了取向层523A所涉及的涂布液并进行了干燥后，通过紫外线的照射来设定液晶分子取向方向，从而制造取向层523A，由此，制造第1层叠体512。
该制造工序在接下来的液晶单元制造工序SP504中，在使用分配器以框形状涂布了密封材料525后，在该框形状的部位配置液晶材料并层叠按压第1层叠体512、第2层叠体513，通过紫外线的照射等使密封材料525固化，由此，制造液晶单元515。此外，在配置液晶材料时，也可以先层叠第1层叠体512、第2层叠体513，从在层叠第1层叠体512、第2层叠体513而形成的空隙中配置液晶材料。
此外，对于液晶单元515，以被卷绕在材料卷上的长条膜形态提供基材521A、521B，一边从材料卷拉出基材521A、521B并输送一边执行这些工序SP502～SP504的全部、或这些工序SP502～SP504中的一部分。由此，对于液晶单元515，根据需要而从中途的工序通过单片化处理来执行各工序。
(第2实施方式)
图11是说明第2实施方式中的第1电极522A和第2电极522B的图。图12是图11的区域S的放大图。图13是包含第1电极522A和第2电极522B的区域的局部剖视图。第1电极522A及第2电极522B并非限定于此，在本实施方式中为长方形。
(第1电极)
如图11所示，第1电极522A被分离成在沿着第1电极522A的一边的y方向上延伸的多个条状电极522a。在本实施方式中，条状电极522a的宽度(图中x方向的宽度)全部相同，相互之间空开10μm左右的间隙，以2mm间距在图中x方向上延伸的方式排列。
如图12所示，条状电极522a分别被连接于作为电位差形成部的电源526。通过调整分别连接着的电源526的输出，从而能够赋予各个条状电极522a不同的电位。
此外，在本实施方式中，电源526是交流电源，但是，不限定于此，也可以是直流电源。
(第2电极)
另一方面，第2电极522B未被分割，而是接地，整个区域为相同电位(0V)。
图14是示出第1电极522A与第2电极522B之间的电位差V(A－B)(即第1电极的电位VA)与透过率T的关系的图。本实施方式是常白。所谓常白，是在未对液晶施加电压时透过率最大的构造。因为是常白，所以当电位差V(A－B)变小时，透过率T变大，当电位差V(A－B)变大时，透过率T变小。
在本实施方式中，使赋予条状电极522a的电位从第1电极522A的x方向的一侧向另一侧(从x的负方向向正方向)连续地增加。即，使赋予条状电极522a的电位从第1电极522A的x方向的一侧向另一侧渐增。这样，伴随第1电极的电位VA的增加(渐增)，透过率T会减少(渐减)。
下面的表1是示出在本实施方式中从x负侧的端部起第n个条状电极522a开始相邻的10根条状电极的透过率T及电位VA的一个例子的表。
在此，表1及后述的表2中的透过率是利用显微光谱测定装置OSP－SP200(奥林巴斯(股份)公司制)测定的值。另外，电位是基于函数发生器的设定施加电压的值。此外，对于电位，也可以利用万能表或示波器等直接测定电极之间。
[表1]
Figure GDA0001885349110000151
在本实施方式中，如表所示，对第1电极522A赋予电位，使得在从第n到第n+9个为止的相互相邻的区域中的透过率T的差为0.6％～0.8％(0.7％±0.1％)左右。
这样，当通过将相邻的条状电极522a的透过率T的差设为0.6％～0.8％(0.7％±0.1％)左右时，在目视下，无法感觉到条状电极522a间的交界线，看起来透过率平滑地变化。
此外，作为比较，例如如以下的表2所示，在透过率的差为4％左右的情况下，以目视确认到交界线，识别到透过率T阶段性地变化。
[表2]
Figure GDA0001885349110000161
以上，根据本实施方式，使电源526的输出变化以调整赋予条状电极522a的电位，对于第1电极522A与第2电极522B之间的电位差V(A－B)，以从第1电极522A和第2电极522B延伸的x方向的一侧向另一侧连续地增加或减少的方式设置梯度。由此，能够使调光膜510的透过率T在第1电极522A上连续地变化。
另外，通过在相邻的条状电极522a间的透过率T的差为以目视无法确认的0.6％～0.8％(0.7％±0.1％)左右的范围内调整电源526的输出，从而使第1电极522A的电位VA(第1电极522A与第2电极522B之间的电位差V(A－B))的变化比例(斜率)变化，能够提高或降低调光膜510的浓淡的对比度。
在本实施方式中，如上所述条状电极522a间的距离为10μm。当空出在此以上的间隙时，因为存在于间隙中的液晶不会被驱动，所以会看到透过率的交界。因此，优选尽可能小。但是，当小于10μm时，制造变难。在本实施方式中，因为是10μm左右，所以制造容易且交界也不难以看到。
在本实施方式中，如上所述，第2电极522B未被分离。图15是作为比较方式的第2电极522B'也被分离的情况下的调光膜510'的剖视图。
如图所示，当第2电极522B'被分离成多个条状电极522b'时，在制造时，需要进行第1电极522A'与第2电极522B'的对位(条状电极522a'与条状电极522b'的对位)，制造会花费功夫。但是，在本实施方式中，因为第2电极522B未被分离，所以第1电极522A与第2电极522B的对位变得容易，制造变得容易。
进一步，当如图15那样第2电极522B'被分离成多个条状电极522b'时，在由条状电极522a'间的间隙和条状电极522b'间的间隙夹着的空间中，会生成不会产生电位差的无电场区域Q。
存在于该无电场区域Q中的液晶不会被驱动，在常白的情况下，会线状地产生透过率较高的部分。
但是，当如本实施方式这样第2电极522B未被分离时，第1电极522A中的分离区域的两侧的电场线如图13所示稍微斜向地倾斜，无电场区域的面积被缩小或不会产生，液晶不被驱动的区域也被缩小或不会产生。
因此，在常白的情况下，不会产生透过率较高的线部，透过率会平滑地变化，调光膜510的浓淡也会平滑地变化。
(第3实施方式)
图16是说明第3实施方式中的调光膜610的第1电极622A和第2电极622B的图。此外，在第3实施方式的调光膜610中，既可以与第2实施方式同样采用宾-主型方式，另外，也可以是利用直线偏光板夹持液晶单元的方式。
在第3实施方式中，第1电极622A与第2实施方式不同，未被分离成条状。设置有在第1电极622A的一点A与从该点A离开的点B之间设置电位差的电源626。第2电极622B与第2实施方式同样地接地。
此外，在本实施方式中，对点A及点B进行供电，但是，不限定于此，也可以将供电部例如设置为线状。在线状地设置的情况下，优选以与第1电极622A的端边平行地延伸的方式设置。
使电源626的输出变化以调整在点A与点B之间赋予的电位差，对于第1电极622A与第2电极622B之间的电位差V(A－B)，以从第1电极622A和第2电极622B延伸的x方向的一侧向另一侧连续地增加或减少的方式设置梯度。由此，能够使调光膜610的透过率T在第1电极622A上连续地变化。
图17是说明第3实施方式中的第1电极及第2电极的电源连接的其它例子的图。
除了上述的方式之外，如图17所示，调光膜610也可以在第1电极622A的一端部和第2电极622B的一端部之间、以及第1电极622A的另一端部和第2电极622B的另一端部之间分别设置电源626。即使这样构成，调光膜610也能够调整点A与点B之间的电位差，能够在点A和点B间使透过率连续地变化。
(第4实施方式)
图18是说明第4实施方式中的第1电极722A和第2电极722B的图。第4实施方式的调光膜710的液晶单元由直线偏光板夹持，对于液晶层的驱动，采用VA方式。
第4实施方式中，第1电极722A也与第2实施方式不同，未被分离成条状。第4实施方式的第1电极722A在点A处被连接于电源726。电源726对第1电极722A施加交流电压。第1电极722A的电位基于被施加的交流电压而变动。
图19是示出调光膜710的大小(第1电极722A及第2电极722B的大小)不同的情况下的被施加在第1电极722A上的交流电压的频率f与透过率T的关系的图表。电压是±10V的交流电压。
在调光膜710为50mm见方时，即使交流电压的频率f变动为4～480Hz，透过率T也未见变化，为34％左右。
在调光膜710为280mm见方的情况下，如果交流电压的频率f为4～120Hz左右，则透过率T未见变化，为33％左右。
但是，当频率超过120Hz时，若距供电点A的距离变远，则透过率T减少。例如在频率f为480Hz的情况下，在距供电点A的距离为25mm的位置，透过率T为30.5％左右。在距供电点A的距离为50mm的位置，透过率T为24％左右。在距供电点A的距离为150mm的位置，透过率T为21.5％左右。在距供电点A的距离为250mm的位置，透过率T为19％左右。
此外，本实施方式是常黑。所谓常黑，是在未对液晶施加电压时透过率T最小并成为黑色的画面的构造。
图20是示出在频率f不同的情况下在从供电点A离开的例如图18的点C处的电位的变动的图表。(a)是频率f较低的情况，(b)是频率f较高的情况。
当对供电点A施加交流电压时，在从供电点A离开的位置，电位的变动的时间常数与供电点A相比变大。因此，例如在施加±10V的电位的情况下，在从供电点A离开的点C的位置，电位为±10V的时间会减少。因此，实效电压会减少。
当频率f变高时，实效电压的减少变得显著，在调光膜710的面积较大的情况下，在距供电点A较远的位置的实效电压的减少显著。因此，实际是变得与电位较低的状态同样。
在本实施方式中，通过利用该现象来调整施加的交流电压的频率f，从而调整在从供电点A离开的位置C的透过率。即，在想要在调光膜710的面内带有透过率的层次的情况下，提高频率，在想要使透过率恒定的情况下，降低频率(例如120Hz以下)。另外，在想要带有浓淡的差较大的层次的情况下，进一步提高频率。
图21是示出对280mm见方的调光膜施加了不同的频率的交流电压的情况下的透过的状态的照片，是交流电压的频率为60Hz、120Hz、240Hz、480Hz、960Hz的照片。
如照片所示，可知当施加的交流电压的频率变高时，在从供电点A离开的位置的透过率不会上升。
以上，在本实施方式中，因为也与第2实施方式同样，透过率T连续地变化，所以能够通过调整从电源供给的电位的频率，从而提高或降低透过率的浓淡的对比度。
(变形方式)
(1)以上，作为本发明的各实施方式，说明了VA方式的液晶调光膜，但是，本发明不限定于此，也可以是能够利用电位来调整调光量的其它方式。在前记述了在液晶中的其它方式，但是，作为使用了液晶以外的设备，例如也可以是EC方式、SPD方式、PDLC方式调光膜等明暗(透过率)根据电极间的电位差而变化的设备。
使用了EC方式(Electro chromic：电致变色)的调光膜具有用一对电极夹着调光层(电解质层)的构造。根据电极间的电位差，调光层的颜色利用氧化还原反应而在透明与深蓝之间变化。
使用了SPD方式(Suspended Particle Device：悬浮粒子设备)的调光膜利用微颗粒的取向来着色为通常深蓝色，但是，当施加电压时，变化成透明，当切断电位时，恢复到原来的深蓝色，能够利用电压来调整浓淡。
使用了PDLC方式(Polymer Dispersed Liquid Crystal：聚合物分散液晶)的调光膜在液晶层中形成由特殊的聚合物构成的网络结构体，利用聚合物网络的作用，感应液晶分子的排列不规则的状态而使光散射。而且，当通过施加电压从而使液晶分子沿电场方向排列时，光不被散射，变成透明的状态。
(2)在第1实施方式中，说明了在未施加电压的情况下透过率较低的常黑，但是，根据液晶的种类，也可以是常白。此外，如上所述，所谓常黑，是在未对液晶施加电压时透过率最小并变成黑色的画面的构造。所谓常白，是在未对液晶施加电压时透过率最大并变成透明的构造。
(3)在第1实施方式中，从矩形的电极的一边进行供电，并在相对的另一边上经由三极开关而连接有电阻，但是，不限定于此。例如，供电也可以不从一边的整体进行，而是从一点进行。在此情况下，等电位线为年轮状。
(4)另外，在第1实施方式中，从矩形的电极的一边进行供电，连接电阻的另一边也可以不是相对的边，而是相邻的边。进一步，进行供电的边或连接电阻的边也可以不是一边，而是二条以上的边。
(5)在第1实施方式中，施加在电极间的电流采用了直流，但是，不限定于此，也可以是交流。
此外，当将图3的第2导电部222B接地时，第1电极22A的电位梯度会存在，但是，第2电极22B的电位梯度会消失，成为恒定的电压(接地)。在采用了这样的连接方式的情况下，在从斜视方向观察时，会发生不带有层次这样的现象。但是，即使在该情况下，在从正面方向观察的情况下，也能够在面内带有层次。
(6)另外，在上述的第1实施方式中，记述了用直线偏光板夹持液晶单元夹持以构成调光膜的情况，但是，本发明不限于此，在使用由宾-主型液晶构成的液晶层并省略直线偏光板而构成调光膜的情况下，也能够广泛适用。
(7)在上述的第2实施方式中，示出了第1电极522A被分离成在沿着一边的y方向上延伸的多个条状电极522a的例子，但是，不限定于此。条状电极522a的形状不仅是沿着边的带形状，也可以被形成为曲线形状(例如波形状、圆弧形状、椭圆弧形状等)、或折线形状(例如三角波形状或矩形波形状等)。在此，各条状电极522a的宽度尺寸既可以被形成为恒定，另外，也可以被形成为各自不同的宽度尺寸，进一步，各自的宽度尺寸也可以在延伸的方向上变化。
以上，详细记述了本发明的实施优选的具体的构成，但是，本发明能够在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的实施方式进行各种变更。
[附图标记说明]
10、510、610、710 调光膜
12、512 第1层叠体
13、513 第2层叠体
14、514 液晶层
15、515 液晶单元
16、17 直线偏光板
18、19 相位差膜
20 电源
21A、21B、521A、521B 基材
22A、522A、622A、722A 第1电极
22B、522B、622B、722B 第2电极
522a 条状电极
522b 条状电极
23A、23B 取向层
24 间隔件
25 密封材料
526、626、726 电源
30 三路开关
31 可变电阻
221A、221B、222A、222B 导电部

Claims (10)

1.一种调光膜，包括：
第1电极和第2电极，其被彼此相对配置，
调光材料，其被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，根据上述第1电极与上述第2电极之间的电位差而使透过率变化，
电位差梯度形成部，其在上述第1电极和上述第2电极延伸的方向上对上述电位差设置梯度，以及
供电部，该供电部被设置在上述第1电极上，并且对上述第1电极与上述第2电极之间施加电压；在上述第1电极的一端侧设置有上述供电部，上述第1电极的另一端侧和上述第2电极的另一端侧被电连接。
2.如权利要求1所述的调光膜，其中，
在上述第1电极与上述第2电极之间配置有电阻构件。
3.如权利要求2所述的调光膜，其中，
上述电阻构件的电阻值可变。
4.如权利要求1至3的任一项所述的调光膜，其中，
上述供电部被设置在多处。
5.如权利要求1至3的任一项所述的调光膜，其中，
上述第1电极和上述第2电极在与上述供电部不同的多处被电连接。
6.一种调光膜，包括：
第1电极和第2电极，其被彼此相对配置，
调光材料，其被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，根据上述第1电极与上述第2电极之间的电位差而使透过率变化，以及
电位差梯度形成部，其在上述第1电极和上述第2电极延伸的方向上对上述电位差设置梯度，
上述第1电极被分割成多个区域；
上述电位差梯度形成部是能够向各个分割区域供给不同的电位的电源。
7.一种调光膜，包括：
第1电极和第2电极，其被彼此相对配置，
调光材料，其被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，根据上述第1电极与上述第2电极之间的电位差而使透过率变化，以及
电位差梯度形成部，其在上述第1电极和上述第2电极延伸的方向上对上述电位差设置梯度，
上述电位差梯度形成部是向上述第1电极供给频率可变的交流电压的电源。
8.一种调光膜的驱动方法，该调光膜包括：
第1电极和第2电极，其被彼此相对配置，
调光材料，其被配置在上述第1电极与上述第2电极之间，根据上述第1电极与上述第2电极之间的电位差而使透过率变化，以及
供电部，该供电部被设置在上述第1电极上，并且对上述第1电极与上述第2电极之间施加电压；
在上述第1电极的一端侧设置有上述供电部，上述第1电极的另一端侧和上述第2电极的另一端侧被电连接，
在上述第1电极和上述第2电极延伸的方向上对上述电位差设置梯度。
9.一种调光构件，包括：
透明构件，以及
被配置在上述透明构件上的权利要求1至权利要求7的任一项所述的调光膜。
10.一种车辆，
包括被配置在供外部光入射的部位的权利要求1至权利要求7的任一项所述的调光膜。
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