JP2018106079A - Dimming film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する電子ブラインド等に利用可能な調光フィルムに関する。 The present invention relates to a light control film that can be used for, for example, an electronic blind that is attached to a window to control the transmission of extraneous light.
従来、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する調光フィルムに関する工夫が種々に提案されている(特許文献1、2)。このような調光フィルムの1つに、液晶を利用したものがある。この液晶を利用した調光フィルムは、透明電極を作製した透明フィルム材により液晶材料を挟持する。そして、液晶に印加する電界を変えることにより液晶の配向を変更し、外来光の透過量を制御する。
Conventionally, for example, various devices relating to a light control film that is attached to a window to control the transmission of external light have been proposed (
この種の調光フィルムは、ガラス等に貼着される。一般にフィルム部材の熱膨張係数は、ガラス等の熱膨張係数に比べて大きい。このため、温度変化が大きいと、調光フィルムとガラスとの間で熱膨張係数の差によって剥がれが生じる場合がある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、被貼着物に貼着された際に、温度変化による剥離が生じにくい調光フィルムを提供することを目的とする。
This type of light control film is attached to glass or the like. Generally, the thermal expansion coefficient of a film member is larger than that of glass or the like. For this reason, when the temperature change is large, peeling may occur due to a difference in thermal expansion coefficient between the light control film and the glass.
This invention is made | formed in view of such a condition, and it aims at providing the light control film which is hard to produce peeling by a temperature change, when it adheres to a to-be-adhered thing.
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。 Specifically, the present invention provides the following.
(1) フィルム状の透明な第1基材を少なくとも有する第1積層体と、フィルム状の透明な第2基材を少なくとも有する第2積層体と、前記第1積層体と前記第2積層体との間に挟持された液晶と、前記第1積層体及び前記第2積層体の少なくとも一方に設けられた透明電極と、を備え、前記透明電極の駆動により前記液晶の配向を制御して透過光を制御する調光フィルムにおいて、前記第1基材と遅相軸と前記第2基材の遅相軸とが直交する調光フィルム。 (1) A first laminate having at least a film-like transparent first substrate, a second laminate having at least a film-like transparent second substrate, the first laminate, and the second laminate. And a transparent electrode provided on at least one of the first stacked body and the second stacked body, and controlling the alignment of the liquid crystal by driving the transparent electrode to transmit the liquid crystal The light control film which controls light, The light control film with which the said 1st base material, a slow axis, and the slow axis of a said 2nd base material orthogonally cross.
(2) (1)において、前記第1基材及び前記第2基材の熱膨張係数が7.0×10−5/℃以下である。 (2) In (1), the first base material and the second base material have a thermal expansion coefficient of 7.0 × 10 −5 / ° C. or less.
(3) (1)または(2)において、前記第1基材及び前記第2基材が、ポリカーボネートフィルム、COPフィルムの何れかである。 (3) In (1) or (2), the first substrate and the second substrate are either a polycarbonate film or a COP film.
(4) (1)から(3)のいずれかにおいて、前記液晶に、二色性色素が混合されていてもよい。 (4) In any one of (1) to (3), a dichroic dye may be mixed in the liquid crystal.
本発明によれば、被貼着物に貼着された際に、温度変化による剥離が生じにくい調光フィルムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when sticking to a to-be-adhered thing, the light control film which cannot peel easily by temperature change can be provided.
(調光フィルム)
図1は、本発明の実施形態に係る調光フィルム1を示す断面図である。この調光フィルム1は、建築物の窓ガラス、ショーケース、屋内の透明パーテーション等の調光を図る部位に、粘着剤層等により貼り付けて使用され、印加電圧を変更することにより透過光の光量を制御する。
(Light control film)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
調光フィルム1は、液晶を利用して入射光の透過を制御する調光フィルム1であり、第2積層体5D及び第1積層体5Uにより液晶層8を挟持する液晶セル4により構成されている。
The
調光フィルム1には、液晶層8の厚みを一定に保持するためのスペーサ12が第1積層体5U及び又は第2積層体5Dに設けられている。第1積層体5Uは、第1基材15に第1透明電極16、第1配向層17を順次作成して形成される。第2積層体5Dは、第2基材6に第2透明電極11、第2配向層13を順次作成して形成される。
なお、IPS方式による場合、第1透明電極16、第2透明電極11は、第1配向層17又は第2配向層13側に纏めて製造される。
In the
In the case of the IPS method, the first
調光フィルム1は、第1透明電極16、第2透明電極11との間の電位差を変化させることにより外来光の透過を制御し、透明状態と非透明状態とで状態を切り替えるように構成される。
The
(基材)
第1基材15、第2基材6は、液晶セル4に適用可能な可撓性を有するTAC、ポリカーボネート、COP、アクリル、PETなど各種の透明フィルム材を適用することがでる。本実施形態では、両面にハードコート層が作製されたポリカーボネート製のフィルム材を用いる。上下基板の遅相軸については後述する。
なお、本実施形態では遅相軸を例にして説明するが、複屈折の「主軸」であればよく、進相軸でも同様である。遅相軸とは、屈折率異方性を有する材料における屈折率が最大となる方向を向いた軸である。
(Base material)
Various transparent film materials such as TAC, polycarbonate, COP, acrylic, and PET having flexibility applicable to the
In the present embodiment, the slow axis will be described as an example, but the “main axis” of birefringence may be used, and the same applies to the fast axis. The slow axis is an axis oriented in the direction in which the refractive index of a material having refractive index anisotropy is maximized.
(電極)
第1透明電極16、第2透明電極11は、液晶層8に電界を印加可能であって、透明と知覚される種々の構成を適用することができるが、本実施形態では、透明電極材であるITO(Indium Tin Oxide)による透明導電膜を第1基材15、第2基材6の全面に製造して形成される。上述したように、IPS方式等においては、電極は所望の形状によりパターンニングされて製造される。
(electrode)
The first
(配向層)
第1配向層17、第2配向層13は、ラビング処理により製造される。この場合、第1配向層17、第2配向層13は、ポリイミド等の配向層に適用可能な各種材料層を製造した後、この材料層の表面にラビングロールを使用したラビング処理により微細なライン状凹凸形状を製造して形成される。第1配向層17、第2配向層13は、ポリイミド樹脂層の他にアクリル、ポリエステル樹脂層であってもよい。
(Orientation layer)
The
このようなラビング処理による配向層に代えて、ラビング処理により製造した微細なライン状凹凸形状を賦型処理により製造して配向層を製造してもよい。
また、第1配向層17、第2配向層13は、光配向層により形成してもよい。光配向層に適用可能な光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができるが、本実施形態では、例えば光二量化型の材料を使用する。この光二量化型の材料については、「M.Schadt, K.Schmitt, V. Kozinkov and V. Chigrinov : Jpn. J. Appl.Phys., 31, 2155 (1992)」、「M. Schadt, H. Seiberle and A. Schuster : Nature, 381, 212(1996)」等に開示されている。
Instead of the alignment layer formed by the rubbing process, the alignment layer may be manufactured by manufacturing a fine line-shaped uneven shape manufactured by the rubbing process by a shaping process.
Further, the
(スペーサ)
スペーサ12は、液晶層8の厚みを規定するために設けられ、各種の樹脂材料を広く適用することができるが、本実施形態ではフォトレジストにより製造される。スペーサ12は、第2透明電極11を製造した基材6の上に、フォトレジストを塗工して露光、現像することにより製造される。
なお、スペーサ12は、第1積層体5Uに設けるようにしてもよく、第1積層体5U及び第2積層体5Dの双方に設けるようにしてもよい。またスペーサ12は、第2配向層13の上に設けるようにしてもよい。さらに、スペーサは、いわゆるビーズスペーサを適用してもよい。
(Spacer)
The
The
(液晶層)
液晶層8は、この種の調光フィルムに適用可能な各種の液晶材料を広く適用することができる。本実施形態では、液晶層8は、二色性色素が混合されたゲストホスト方式の液晶8aである。ゲストホスト方式の液晶層8は、液晶分子の移動に伴い、二色性色素を移動させることで、光の透遮を制御することができる。
ホストとして、TN液晶(twisted Nematic liquid crystal)用い、二色性色素をゲストとした場合、調光フィルムは、電圧が印加されていないときは液晶分子及び二色性色素が水平に並び、光をさえぎって画面が「黒」になる、いわゆるノーマリブラック型である。徐々に電圧を印加していくと、液晶分子が垂直に立ち上がるとともに二色性色素も立ち上がり、光が透過する。
(Liquid crystal layer)
Various liquid crystal materials applicable to this type of light control film can be widely applied to the liquid crystal layer 8. In the present embodiment, the liquid crystal layer 8 is a guest-host type liquid crystal 8a mixed with a dichroic dye. The guest-host type liquid crystal layer 8 can control the light transmission / reception by moving the dichroic dye as the liquid crystal molecules move.
When a TN liquid crystal (twisted liquid crystal) is used as a host and a dichroic dye is used as a guest, the light control film aligns liquid crystal molecules and dichroic dyes horizontally when no voltage is applied. It is a so-called normally black type that blocks the screen and becomes “black”. When a voltage is gradually applied, the liquid crystal molecules rise vertically and the dichroic dye rises, and light is transmitted.
ただし、これに限らず、ゲストホスト方式に用いられる液晶材料と色素としては、ゲストホスト方式について提案されている液晶材料と色素との混合物を広く適用することができる。 However, the present invention is not limited to this, and as a liquid crystal material and a dye used for the guest-host method, a mixture of a liquid crystal material and a dye proposed for the guest-host method can be widely applied.
さらに、ゲストホスト方式に限らず、液晶層8の駆動に、VA(Virtical Alignment)方式を用いてもよい。VA方式は、液晶の配向を垂直配向と水平配向とで変化させて透過光を制御する方式であり、無電界時、液晶を垂直配向させることにより、液晶層8を垂直配向層により挟持して液晶セル4が構成され、電界の印加により液晶材料を水平配向させるように構成される。VA方式の場合、一般に電圧が印加されていないときに画面が「黒」になる、いわゆるノーマリブラック型である。
Further, not only the guest-host method but also a VA (Virtual Alignment) method may be used for driving the liquid crystal layer 8. The VA method is a method of controlling transmitted light by changing the alignment of liquid crystal between vertical alignment and horizontal alignment. When no electric field is applied, the liquid crystal layer 8 is sandwiched between the vertical alignment layers by vertically aligning the liquid crystal. A
また、IPS(In−Plane−Switching)方式を用いてもよい。IPS方式は、液晶層を挟持する1対の基材のうちの一方の基材に駆動用の電極をまとめて作製して、この電極により基材表面の面内方向の電界であるいわゆる横電界を形成して液晶の配向を制御する駆動方式である。 Further, an IPS (In-Plane-Switching) method may be used. In the IPS system, a driving electrode is collectively produced on one of a pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer, and a so-called transverse electric field which is an electric field in the in-plane direction of the substrate surface is formed by this electrode. This is a driving method for controlling the alignment of the liquid crystal by forming the.
液晶層8を囲むように、枠状にシール材19が配置されている。シール材19は第1積層体5Uと第2積層体5Dとに固定され、このシール材19により液晶の漏出が防止されている。ここでシール材19は、例えばエポキシ樹脂、紫外線硬化性樹脂等を適用することができる。
A sealing
(基材の配置)
図2は、調光フィルム1における第1基材15、第2基材6の配置を説明する図である。調光フィルム1は、同一の材料、厚みによる透明フィルム材が第1基材15、第2基材6に用いられて、遅相軸L1が直交するように第1基材15、第2基材6が配置される。
(Substrate arrangement)
FIG. 2 is a view for explaining the arrangement of the
第1基材15、第2基材6との遅相軸L1を直交させる理由は以下の通りである。
本実施形態で用いる第1基材15や第2基材6のようなフィルム部材は、一般に延伸工程を経て製造される。そして、フィルム部材は、延伸されると、その延伸方向の熱膨張係数が小さくなり、遅相軸は延伸方向を向く。
The reason why the slow axis L1 between the
Film members such as the
図3は比較形態の調光フィルム1’における第2基材6’、第1基材15’の配置を説明する図である。比較形態では液晶層8を挟んで上下に配置された第2基材6と第1基材15との遅相軸方向が平行である。このように第2基材6と第1基材15との遅相軸方向を平行にすると、温度の上下に伴い、同じ方向に同様に伸縮する。
FIG. 3 is a diagram illustrating the arrangement of the
そうすると、例えばガラス等の熱膨張係数が小さい被貼着部材に貼着された場合、熱膨張係数の大きい方向において調光フィルム1は伸縮が大きいので、ガラスと調光フィルム1との間で伸縮率の差によって剥離が生じる場合がある。
Then, for example, when pasted on a member to be adhered having a small thermal expansion coefficient, such as glass, the
これに対して本実施形態の場合、遅相軸L1が直交するように第1基材15、第2基材6が配置されている。そうすると、第1基材15は、第2基材6が伸縮する方向に伸縮しにくく、第2基材6が伸縮しようとしても、第1基材15により規制されて、調光フィルム1における第2基材6の遅相軸の方向の伸縮が抑えられる。また、第2基材6は、第1基材15が伸縮する方向に伸縮しにくく、第1基材15が伸縮しようとしても、第2基材6により規制されて、調光フィルム1における第1基材15の遅相軸方向の伸縮が抑えられる。
On the other hand, in the case of this embodiment, the
すなわち、調光フィルム1全体としての温度変化による伸縮が抑えられる。したがって、ガラス等のフィルム部材に対して熱膨張係数が小さい部材に貼着された場合における、剥がれが生じにくい。ゆえに、調光フィルム1とガラスとの間の剥離を抑制することができ、調光フィルム1の耐久性を向上することができる。
That is, expansion and contraction due to temperature change as the entire
なお、この遅相軸L1の直交の範囲は、計測誤差、製造誤差等をも含めて2つの遅相軸L1の成す角度が90度±20度以内ではあるが、はがれを実用上充分に抑圧する観点からは、90度±10度以内であることが好ましく、さらには90度±5度以内であることがより好ましい。 The orthogonal range of the slow axis L1 is such that the angle formed by the two slow axes L1 including the measurement error, the manufacturing error, etc. is within 90 ° ± 20 °. From this viewpoint, it is preferably within 90 ° ± 10 °, and more preferably within 90 ° ± 5 °.
また基材の厚みは、バラツキがあることにより、同一のフィルム材を第1基材15、第2基材6に適用した場合、基材6の厚み±10μmが基材15の厚みであるが、遮光時における透過率を実用上充分に抑圧する観点からは、基材6の厚み±10μmが基材15の厚みであることが好ましく、さらには基材6の厚み±5μmが基材15の厚みであることがより好ましい。
また、本実施形態において、第1基材15、第2基材6の熱膨張係数は、7.0×10−5/℃以下が好ましい。熱膨張係数が大きいと、第1基材15と第2基材6との間での剥離が生じる可能性があるからである。
Moreover, when the same film material is applied to the
Moreover, in this embodiment, the thermal expansion coefficients of the
(製造工程)
図4は、調光フィルムの製造工程を示すフローチャートである。この製造工程は、電極作製工程SP2おいて、フォトリソグラフィーの手法を適用して、第2基材6、第1基材15の上に透明電極11、16をそれぞれ作成する。
さらに続いてスペーサ作製工程SP3において、基材6にフォトレジスト膜を作製した後、露光、現像処理し、これによりスペーサ12を作製する。
続いて、配向層作製工程SP4において、スペーサ12を作製した基材6の上に、また透明電極16を作製した基材15の上に、ポリイミド樹脂層の塗工液を塗工した後、乾燥、加熱処理し、これによりポリイミド膜を作製する。またこのポリイミド膜をラビング処理し、これにより配向層13、17を作製する。
(Manufacturing process)
FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing process of the light control film. In the manufacturing process,
Subsequently, in the spacer preparation step SP3, a photoresist film is prepared on the
Subsequently, in the alignment layer manufacturing step SP4, a polyimide resin layer coating solution is applied on the
また続いてこの製造工程は、封止工程SP5において、配向層13を作製した基材6に、ディスペンサーを使用して枠形状によりシール材を塗布した後、この枠形状により囲まれる所定位置に、ディスペンサーを使用して液晶層8に係る液晶材料を滴下する。
その後、この製造工程は、第1基材15、第2基材6を積層した後、押圧して加熱し、これにより液晶層8を挟持するようにして、第1積層体5U及び第2積層体5Dをシール材19により貼り合せて一体化し、調光フィルム1を作製する。このとき、第2基材6と第1基材15の遅相軸とを直交させる。
Subsequently, in the sealing step SP5, the manufacturing process is performed by applying a sealing material in a frame shape using a dispenser to the
Thereafter, in this manufacturing process, after the
(実施例1)
両面にハードコート層が作製されたポリカーボネートによるフィルム材を基材として用い、第1基材15、第2基材6の遅相軸L1が直交するように調光フィルム1を作製した。第1基材15、第2基材6の熱膨張係数は7.0×10−5/℃以下である。
そしてその調光フィルム1を、ガラス板に貼着し、−40℃と80℃との間で冷却加熱するヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクルの回数は30回である。
その結果、調光フィルム1において、調光フィルム1とガラス板との端部において剥離が生じないことを確認した。
Example 1
The
And the
As a result, in the
(比較例)
図3は比較例の調光フィルム1’における第2基材6’、第1基材15’の配置を説明する図である。
実施例と同様に両面にハードコート層が作製されてなるポリカーボネートによるフィルム材を基材として用い、第2基材6’、第1基材15’の遅相軸L1が直交するように調光フィルム1’を作製した。第2基材6’、第1基材15’の熱膨張係数は、比較例においても7.0×10−5/℃以下である。
そしてその調光フィルム1’を、実施例と同様に、−40℃と80℃との間で冷却加熱するヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクルの回数は30回である。
その結果、調光フィルム1’において、調光フィルム1’とガラス板との端部において剥離が確認された。
(Comparative example)
FIG. 3 is a diagram illustrating the arrangement of the
As in the example, a polycarbonate film material having hard coat layers formed on both sides is used as a base material, and light control is performed so that the slow axes L1 of the
And the heat cycle test which cools and heats the light control film 1 'between -40 degreeC and 80 degreeC similarly to the Example was done. The number of heat cycles is 30.
As a result, in light control film 1 ', peeling was confirmed in the edge part of light control film 1' and a glass plate.
以上、本実施形態によると、遅相軸L1が直交するように第1基材15、第2基材6が配置されている。これにより調光フィルム1全体としての温度変化による伸縮が抑えられ、ガラス等のフィルム部材に対して熱膨張係数が小さい部材に貼着された場合における、剥がれが生じにくい。ゆえに、調光フィルム1とガラスとの間の剥離を抑制することができ、調光フィルム1の耐久性を向上することができる。
特に、本実施形態で液晶層8は、ゲストホスト方式の液晶層8である。ゲストホスト方式は、偏光板が不要である。偏光板は、熱収縮が非常に大きい。
本実施形態によると、ゲストホスト方式により偏光板を使用しないので、全体の熱的なゆがみが格段に抑えられ、シール材19の決壊を抑えることができる。
そして、調光フィルム1とガラスとの間の貼り合せ部材との間に熱収縮の大きい偏光板が入らないので、基材と偏光板との間、偏光板とガラスとの間での剥がれといった問題が生じない。
As mentioned above, according to this embodiment, the
In particular, the liquid crystal layer 8 in this embodiment is a guest-host type liquid crystal layer 8. The guest host method does not require a polarizing plate. The polarizing plate has a very large thermal shrinkage.
According to the present embodiment, since the polarizing plate is not used by the guest-host method, the overall thermal distortion is remarkably suppressed, and the sealing
And since a polarizing plate with a large thermal contraction does not enter between the light-adjusting
(他の実施形態)
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態を種々に変更することができる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although the specific structure suitable for implementation of this invention was explained in full detail, this invention can be variously changed in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
すなわち上述の実施形態では、TN方式により液晶材料を駆動する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、VA方式、IPS方式により駆動する場合にも広く適用することができる。 That is, in the above-described embodiment, the case where the liquid crystal material is driven by the TN method has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to the case where the liquid crystal material is driven by the VA method and the IPS method.
また上述の実施形態では、フォトレジストによりスペーサを作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、いわゆるビーズスペーサを適用するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the spacer is manufactured using the photoresist has been described. However, the present invention is not limited to this, and a so-called bead spacer may be applied.
1 調光フィルム
4 液晶セル
5D 第2積層体
5U 第1積層体
6 第2基材
8 液晶層
11 第2透明電極
12 スペーサ
13 第2配向層
15 第1基材
16 第1透明電極
17 第1配向層
19 シール材
DESCRIPTION OF
Claims (4)
フィルム状の透明な第2基材を少なくとも有する第2積層体と、
前記第1積層体と前記第2積層体との間に挟持された液晶と、
前記第1積層体及び前記第2積層体の少なくとも一方に設けられた透明電極と、を備え、
前記透明電極の駆動により前記液晶の配向を制御して透過光を制御する調光フィルムにおいて、
前記第1基材と遅相軸と前記第2基材の遅相軸とが直交する調光フィルム。 A first laminate having at least a film-like transparent first substrate;
A second laminate having at least a film-like transparent second substrate;
A liquid crystal sandwiched between the first laminate and the second laminate;
A transparent electrode provided on at least one of the first laminate and the second laminate,
In a light control film for controlling transmitted light by controlling the orientation of the liquid crystal by driving the transparent electrode,
A light control film in which the first substrate, the slow axis, and the slow axis of the second substrate are orthogonal to each other.
ポリカーボネートフィルム、COPフィルムの何れかである請求項1又は請求項2に記載の調光フィルム。 The first base material and the second base material are:
The light control film according to claim 1, wherein the light control film is a polycarbonate film or a COP film.
請求項1から3のいずれか1項に記載の調光フィルム。 A dichroic dye is mixed in the liquid crystal,
The light control film of any one of Claim 1 to 3.
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