JP2024151249A - Light control device - Google Patents
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Abstract
【課題】コントラストを高める調光装置を提供する。【解決手段】空隙21Dを有する透明高分子層21Pと、液晶化合物LCMと二色性色素DPとを含有し、かつ前記空隙21Dを埋める液晶組成物21LCと、を備え、透明な状態から不透明な状態に可逆的に変わる調光装置であって、前記調光装置における前記不透明時の吸光度から前記調光装置における前記透明時の吸光度を差し引いた値である吸光度差が0.6以上である。前記吸光度差が1.3以下でもよい。【選択図】図3[Problem] To provide a light control device that enhances contrast. [Solution] The light control device includes a transparent polymer layer 21P having voids 21D, and a liquid crystal composition 21LC that contains a liquid crystal compound LCM and a dichroic dye DP and fills the voids 21D, and reversibly changes from a transparent state to an opaque state, and an absorbance difference, which is the value obtained by subtracting the absorbance of the light control device in the transparent state from the absorbance of the light control device in the opaque state, is 0.6 or more. The absorbance difference may be 1.3 or less. [Selected Figure] Figure 3
Description
本開示は、透明から不透明に可逆的に変わる調光装置に関する。 This disclosure relates to a light control device that can be reversibly changed from transparent to opaque.
ノーマル型の調光シートは、液晶化合物を含有した調光層を備える。調光シートに入力される駆動信号は、液晶化合物の長軸方向を揃えるように、調光層に電場を形成する。これにより、ノーマル型の調光シートは、駆動時の透明から非駆動時の不透明に可逆的に変わる。 Normal-type light-adjusting sheets have a light-adjusting layer that contains liquid crystal compounds. A drive signal input to the light-adjusting sheet creates an electric field in the light-adjusting layer so as to align the long axis direction of the liquid crystal compounds. This allows the normal-type light-adjusting sheet to reversibly change from transparent when driven to opaque when not driven.
リバース型の調光シートは、液晶化合物を含有した調光層と、液晶化合物に配向規制力を加える配向層と、を備える。配向規制力の一例は、調光シートの非駆動時に、液晶化合物の長軸方向が配向層の面方向にほぼ直交するように、液晶化合物の配向を規制する。調光シートに入力される駆動信号は、液晶化合物の長軸方向が配向層の面方向とほぼ平行になるように、配向規制力に抗した電場を形成する。これにより、リバース型の調光シートは、非駆動時の透明から駆動時の不透明に可逆的に変わる(例えば、特許文献1を参照)。 A reverse-type light-controlling sheet comprises a light-controlling layer containing a liquid crystal compound and an alignment layer that applies an alignment regulating force to the liquid crystal compound. One example of the alignment regulating force is to regulate the alignment of the liquid crystal compound so that the long axis direction of the liquid crystal compound is approximately perpendicular to the surface direction of the alignment layer when the light-controlling sheet is not driven. A drive signal input to the light-controlling sheet forms an electric field that opposes the alignment regulating force so that the long axis direction of the liquid crystal compound is approximately parallel to the surface direction of the alignment layer. This causes the reverse-type light-controlling sheet to reversibly change from transparent when not driven to opaque when driven (see, for example, Patent Document 1).
透明高分子層と、透明高分子層のなかに散在する液晶組成物の粒状体と、を備えた調光シートは、透明高分子層と粒状体との屈折率差による散乱によって不透明を実現する。粒状体のなかに二色性色素を添加することは、非駆動時の無色透明を実現しつつ、駆動時の不透明に有色を与える。 A light-controlling sheet comprising a transparent polymer layer and particles of a liquid crystal composition dispersed within the transparent polymer layer achieves opacity through scattering caused by the difference in refractive index between the transparent polymer layer and the particles. Adding a dichroic dye to the particles gives color to the opaqueness when driven while achieving colorless transparency when not driven.
一方、二色性色素の配合比を過剰に高めることは、不透明時の有色度合いを高めるが、屈折率差による分散を弱めると共に、液晶化合物の応答性を低めてしまう。結果として、液晶組成物に二色性色素を含有する調光シートは、ノーマル型であれリバース型であれ、調光装置のコントラストを高めること、すなわち透明と不透明との間で光線透過率の差異を大きくすることを、新たに要望されている。 On the other hand, excessively increasing the blend ratio of dichroic dyes increases the degree of color when opaque, but weakens the dispersion due to refractive index differences and reduces the responsiveness of the liquid crystal compound. As a result, there is a new demand for light-control sheets that contain dichroic dyes in the liquid crystal composition, whether normal type or reverse type, to increase the contrast of the light control device, that is, to increase the difference in light transmittance between transparent and opaque.
上記課題を解決するための調光装置は、空隙を有する透明高分子層と、液晶化合物と二色性色素とを含有し、かつ前記空隙を埋める液晶組成物と、を備え、透明な状態から不透明な状態に可逆的に変わる調光装置であって、前記調光装置における前記不透明時の吸光度から前記調光装置における前記透明時の吸光度を差し引いた値である吸光度差が0.6以上である。 The light control device for solving the above problem comprises a transparent polymer layer having voids, and a liquid crystal composition that contains a liquid crystal compound and a dichroic dye and fills the voids, and is a light control device that reversibly changes from a transparent state to an opaque state, and the absorbance difference, which is the value obtained by subtracting the absorbance of the light control device when it is transparent from the absorbance of the light control device when it is opaque, is 0.6 or more.
本開示の調光装置は、コントラストを向上できる。 The dimming device disclosed herein can improve contrast.
図1から図10を参照して、調光装置の一実施形態を説明する。
調光装置10を構成する調光シートは、車両および航空機などの移動体が備える窓に取り付けられてもよい。調光シートは、住宅、駅、空港などの各種の建物が備える窓、オフィスに設置されたパーティション、店舗に設置されたショーウインドウ、および、映像を投影するスクリーンなどに取り付けられてもよい。調光シートの形状は、平面状であってもよいし、曲面状であってもよい。
An embodiment of a light control device will be described with reference to FIGS.
The light control sheet constituting the
調光シートは、透明から不透明に可逆的に変わる。調光シートの型式は、駆動信号の入力によって不透明から透明に変わるノーマル型でもよいし、駆動信号の入力によって透明から不透明に変わるリバース型でもよい。調光装置10は、1つ以上の調光シートを備える。調光装置10の備える調光シートは、1つの調光シートから構成される単層体でもよいし、1つの調光シートが他の調光シートに重なる積層体でもよい。
The light-adjusting sheet reversibly changes from transparent to opaque. The type of light-adjusting sheet may be a normal type that changes from opaque to transparent when a drive signal is input, or a reverse type that changes from transparent to opaque when a drive signal is input. The light-adjusting
以下では、調光装置10の備える調光シートがリバース型の調光シートである例を示す。
[第1例の調光装置10]
図1が示すように、第1例の調光装置10は、1つの調光部11と、1つの駆動部12とを備える。調光部11は、1つのリバース型の調光シートを備える。1つの調光シートは、調光層21、第1配向層22、第2配向層23、第1透明電極層24、および第2透明電極層25を備える。調光層21の厚さ方向において、第1配向層22と第2配向層23とは、調光層21を挟む。調光層21は、第1配向層22と第2配向層23との間に位置する。調光層21は、第1配向層22と第2配向層23とに接する。調光層21の厚さ方向において、第1透明電極層24と第2透明電極層25とは、一対の配向層22,23を挟む。調光層21は、第1透明電極層24と第2透明電極層25との間に位置する。第1透明電極層24は、第1配向層22に接する。第2透明電極層25は、第2配向層23に接する。調光シートは、第1透明電極層24を支持する第1透明基材26、および、第2透明電極層25を支持する第2透明基材27を備える。
In the following, an example will be shown in which the light controlling sheet provided in the light controlling
[First Example of Light Adjustment Device 10]
As shown in FIG. 1, the
調光装置10は、第1透明電極層24の一部に取り付けられた第1電極24Aと、第2透明電極層25の一部に取り付けられた第2電極25Aと、を備える。調光装置10は、第1電極24Aに接続された第1配線24Bと、第2電極25Aに接続された第2配線25Bと、を備える。第1電極24Aは、第1配線24Bによって駆動部12に接続される。第2電極25Aは、第2配線25Bによって駆動部12に接続される。
The
調光装置10は、1つの調光ユニット11UNを備える。調光ユニット11UNは、調光シートの厚さ方向における繰り返しの単位である。図1が示す例の調光装置10は、1つの調光ユニット11UNを備える。調光ユニット11UNは、調光層21、第1配向層22、第2配向層23、第1透明電極層24、および第2透明電極層25を備える。1つの調光ユニット11UNは、1つの調光シート、第1電極24A、第1配線24B、第2電極25A、および第2配線25Bを備える。調光ユニット11UNは、ハードコート層、紫外線吸収層、赤外線吸収層などの他の機能層を備えてもよい。
The
[第2例の調光装置10]
図2が示すように、第2例の調光装置10は、1つの調光部11と、2つの駆動部12と、を備える。調光部11は、2つのリバース型の調光シートを備える。1つの調光シートは、調光層21、第1配向層22、第2配向層23、第1透明電極層24、および第2透明電極層25を備える。調光層21の厚さ方向において、第1配向層22と第2配向層23とは、調光層21を挟む。調光層21は、第1配向層22と第2配向層23との間に位置する。調光層21は、第1配向層22と第2配向層23とに接する。調光層21の厚さ方向において、第1透明電極層24と第2透明電極層25とは、一対の配向層22,23を挟む。調光層21は、透明電極層間24,25の間に位置する。第1透明電極層24は、第1配向層22に接する。第2透明電極層25は、第2配向層23に接する。調光シートは、第1透明電極層24を支持する第1透明基材26を備える。調光シートは、第2透明電極層25を支持する第2透明基材27を備える。
[Second Example of Light Control Device 10]
As shown in FIG. 2, the
調光装置10は、第1透明電極層24の一部に取り付けられた第1電極24Aと、第2透明電極層25の一部に取り付けられた第2電極25Aと、を備える。調光装置10は、第1電極24Aに接続された第1配線24Bと、第2電極25Aに接続された第2配線25Bと、を備える。第1電極24Aは、第1配線24Bによって駆動部12に接続される。第2電極25Aは、第2配線25Bによって駆動部12に接続される。
The dimming
調光装置10は、2つの調光ユニット11UNを備える。2つの調光ユニット11UNは、第1調光ユニット11UN1、および第2調光ユニット11UN2から構成される。
第1調光ユニット11UN1は、第2調光ユニット11UN2と同様の構造を有する。第2調光ユニット11UN2の第2透明基材27は、第1調光ユニット11UN1の第1透明基材26に重なっている。第2調光ユニット11UN2の第2透明基材27は、第1調光ユニット11UN1の第1透明基材26に光学用透明粘着剤を介して接着されている。複数の調光ユニット11UNから構成される調光装置10は、1つの調光ユニット11UNから構成される調光装置10と比べて、調光装置10に入る光の光路長を調光装置10において長くする。
The
The first dimming unit 11UN1 has a similar structure to the second dimming unit 11UN2. The second
1つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1に駆動信号を入力する。他の駆動部12は、第2調光ユニット11UN2に駆動信号を入力する。2つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を同時に不透明とする。2つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を同時に透明とする。2つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を別々に不透明としてもよい。2つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を別々に透明としてもよい。
One
第2例の調光装置10は、1つの駆動部12を備えてもよい。1つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1に駆動信号を入力し、かつ第2調光ユニット11UN2に駆動信号を入力する。1つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を同時に不透明とする。1つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を同時に透明とする。1つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を別々に不透明としてもよい。1つの駆動部12は、第1調光ユニット11UN1と、第2調光ユニット11UN2と、を別々に透明としてもよい。
The dimming
[調光シート]
第1例、および第2例の調光装置10が備える調光シートを以下に説明する。
図3が示すように、調光層21は、透明高分子層21Pと、液晶組成物21LCと、を備える。透明高分子層21Pは、可視光を透過する光透過性を有する。透明高分子層21Pは、多数の空隙21Dを備える。透明高分子層21Pは、重合性組成物の硬化体である。透明高分子層21Pは、光硬化性化合物の硬化体でもよいし、熱硬化性化合物の硬化体でもよい。液晶組成物21LCは、空隙21Dの内部を埋める。
[Light control sheet]
The light controlling sheets provided in the
As shown in Fig. 3, the
透明高分子層21Pを形成する光硬化性化合物は、アクリレート化合物、メタクリレート化合物、スチレン化合物、チオール化合物、これら各化合物のオリゴマーからなる群から選択される少なくとも一種でもよい。アクリレート化合物は、モノアクリレート化合物、ジアクリレート化合物、トリアクリレート化合物、テトラアクリレート化合物からなる群から選択される少なくとも一種でもよい。アクリレート化合物は、ブチルエチルアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレートから選択される少なくとも一種でもよい。メタクリレート化合物は、ジメタクリレート化合物、トリメタクリレート化合物、テトラメタクリレート化合物からなる群から選択される少なくとも一種でもよい。メタクリレート化合物は、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも一種でもよい。チオール化合物は、1,3-プロパンジチオールでもよいし、1,6-ヘキサンジチオールでもよい。スチレン化合物は、スチレンでもよいし、メチルスチレンでもよい。
The photocurable compound forming the
液晶組成物21LCは、液晶化合物LCMと、二色性色素DPと、を含む。液晶組成物21LCは、液晶化合物LCM、および二色性色素DPの他に、透明高分子層21Pを形成するための重合性組成物、液晶組成物21LCの粘度を低下させる可塑剤などを含有してもよい。調光層21の全質量に対する液晶組成物21LCの質量の比率は、30質量%以上70質量%以下でもよいし、40質量%以上60質量%以下でもよい。液晶組成物21LCは、反応性メソゲン化合物をさらに含有してもよい。液晶化合物LCMが垂直配向するとき、反応性メソゲン化合物もまた垂直配向する。垂直配向する反応性メソゲン化合物がネットワーク化することによって、液晶化合物LCMの垂直配向が促される。すなわち、ネットワーク化した反応性メソゲン化合物の配向規制力は、液晶化合物LCMの垂直配向を促す。
The liquid crystal composition 21LC includes a liquid crystal compound LCM and a dichroic dye DP. In addition to the liquid crystal compound LCM and the dichroic dye DP, the liquid crystal composition 21LC may contain a polymerizable composition for forming the
調光層21の型式は、高分子分散型である。高分子分散型の調光層21は、多数の空隙21Dを画定する透明高分子層21Pを備える。液晶組成物21LCは、透明高分子層21Pに分散した空隙21Dのなかに保持される。高分子分散型の調光層21は、ポリマーネットワーク型の調光層21でもよいし、カプセル型の調光層21でもよい。ポリマーネットワーク型の調光層21は、3次元の網目状を有した透明高分子層21Pを備えると共に、相互に連通した網目の空隙21Dのなかに液晶組成物21LCを保持する。カプセル型の調光層21は、透明高分子層21Pのなかに分散したカプセル状の空隙21Dのなかに液晶組成物21LCを保持する。
The type of the
液晶化合物LCMは、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、ビフェニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、トラン系、ピリミジン系、シクロヘキサンカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ジオキサン系から構成される群から選択される少なくとも一種でもよい。 The liquid crystal compound LCM may be at least one selected from the group consisting of Schiff base type, azo type, azoxy type, biphenyl type, terphenyl type, benzoic acid ester type, tolane type, pyrimidine type, cyclohexane carboxylate type, phenylcyclohexane type, and dioxane type.
液晶化合物LCMのNI点は、液晶化合物LCMがネマチック相(N相)から等方性液体相(I相)に相転移する温度である。液晶化合物LCMのNI点は、環境温度において、液晶化合物LCMの異方性が消失する度合いを示す。液晶化合物LCMのNI点は、液晶化合物LCMにおける分子間相互作用の度合いを少なからず反映する。液晶化合物LCMが2種類以上の化合物の組み合わせである場合、液晶化合物LCMのNI点は、各化合物の配合比を加重とした各化合物におけるNI点の加重平均値である。液晶化合物LCMのNI点は、NI点が相互に異なる2種類以上の液晶化合物LCMの組成によって上昇も降下も可能である。100℃のような高い環境温度において液晶化合物LCMの配向秩序を高めることが要求される場合、NI点が100℃以上であることが好ましい。透明高分子層21Pを形成するための重合性組成物と液晶化合物LCMとの均一化を高めることが要求される場合、NI点が145℃以下であることが好ましい。
The NI point of the liquid crystal compound LCM is the temperature at which the liquid crystal compound LCM undergoes a phase transition from a nematic phase (N phase) to an isotropic liquid phase (I phase). The NI point of the liquid crystal compound LCM indicates the degree to which the anisotropy of the liquid crystal compound LCM disappears at the ambient temperature. The NI point of the liquid crystal compound LCM reflects the degree of intermolecular interaction in the liquid crystal compound LCM to a certain extent. When the liquid crystal compound LCM is a combination of two or more compounds, the NI point of the liquid crystal compound LCM is the weighted average value of the NI points of each compound, weighted by the blending ratio of each compound. The NI point of the liquid crystal compound LCM can be increased or decreased depending on the composition of two or more liquid crystal compounds LCM with different NI points. When it is required to increase the orientation order of the liquid crystal compound LCM at a high ambient temperature such as 100°C, it is preferable that the NI point is 100°C or higher. When it is required to increase the uniformity of the polymerizable composition for forming the
液晶化合物LCMのCN点は、液晶化合物LCMが結晶相(C相)からネマチック相(N相)に相転移する温度である。液晶化合物LCMのCN点は、環境温度において、液晶化合物LCMの流動性が消失する度合いを示す。液晶化合物LCMが2種類以上の化合物の組み合わせである場合、液晶化合物LCMのCN点は、各化合物の配合比を加重とした各化合物におけるCN点の加重平均値よりも低い。液晶化合物LCMのCN点は、NI点が相互に異なる2種類以上の化合物の組成によって上昇も降下も可能である。-20℃のような低い環境温度において液晶化合物LCMの流動性を高めることが要求される場合、CN点が25℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましい。 The CN point of the liquid crystal compound LCM is the temperature at which the liquid crystal compound LCM undergoes a phase transition from a crystalline phase (C phase) to a nematic phase (N phase). The CN point of the liquid crystal compound LCM indicates the degree to which the liquid crystal compound LCM loses its fluidity at ambient temperature. When the liquid crystal compound LCM is a combination of two or more compounds, the CN point of the liquid crystal compound LCM is lower than the weighted average value of the CN points of each compound, weighted by the blending ratio of each compound. The CN point of the liquid crystal compound LCM can be increased or decreased depending on the composition of two or more compounds with mutually different NI points. When it is required to increase the fluidity of the liquid crystal compound LCM at a low ambient temperature such as -20°C, the CN point is preferably 25°C or lower, and more preferably 0°C or lower.
液晶化合物LCMの長軸方向と短軸方向との屈折率差Δn(Δn=異常光屈折率ne-常光屈折率no)は、液晶化合物LCMにおける引力や斥力などの度合いを示す。液晶化合物LCMの屈折率差Δnは、波長が650nmの可視光線における屈折率の差であり、駆動信号の供給時と停止時との間での可視光線の散乱度合いの差を示す。液晶化合物LCMが2種類以上の化合物の組み合わせである場合、液晶化合物LCMの屈折率差Δnの上限値は、全ての化合物の屈折率差Δnから得られる上限値である。液晶化合物LCMの屈折率差Δnの下限値は、全ての化合物の屈折率差Δnから得られる下限値である。 The refractive index difference Δn (Δn = extraordinary light refractive index ne - ordinary light refractive index no) between the long axis direction and the short axis direction of the liquid crystal compound LCM indicates the degree of attraction and repulsion in the liquid crystal compound LCM. The refractive index difference Δn of the liquid crystal compound LCM is the difference in refractive index for visible light with a wavelength of 650 nm, and indicates the difference in the degree of scattering of visible light between when a drive signal is supplied and when it is stopped. When the liquid crystal compound LCM is a combination of two or more types of compounds, the upper limit value of the refractive index difference Δn of the liquid crystal compound LCM is the upper limit value obtained from the refractive index differences Δn of all the compounds. The lower limit value of the refractive index difference Δn of the liquid crystal compound LCM is the lower limit value obtained from the refractive index differences Δn of all the compounds.
高い環境温度における液晶化合物LCMの配向制御性を高めることが要求される場合、屈折率差Δnの下限値が高いことが好ましい。透明と不透明との間のヘイズの差を高めることが要求される場合、屈折率差Δnの下限値が高いことが好ましい。100℃のような高い環境温度で液晶化合物LCMの配向制御性を高めることが要求される場合、液晶化合物LCMの屈折率差Δnの下限値が0.05であることが好ましく、0.1であることがより好ましい。ヘイズの差を高めることが要求される場合、液晶化合物LCMの屈折率差Δnの下限値が0.05であることが好ましく、0.1であることがより好ましい。 When it is required to increase the alignment controllability of the liquid crystal compound LCM at high environmental temperatures, it is preferable that the lower limit value of the refractive index difference Δn is high. When it is required to increase the difference in haze between transparent and opaque, it is preferable that the lower limit value of the refractive index difference Δn is high. When it is required to increase the alignment controllability of the liquid crystal compound LCM at high environmental temperatures such as 100°C, it is preferable that the lower limit value of the refractive index difference Δn of the liquid crystal compound LCM is 0.05, and more preferably 0.1. When it is required to increase the difference in haze, it is preferable that the lower limit value of the refractive index difference Δn of the liquid crystal compound LCM is 0.05, and more preferably 0.1.
二色性色素DPは、分子長軸方向における可視光の吸光度を、分子短軸方向における可視光の吸光度よりも高める。二色性色素DPは、液晶化合物LCMをホストとしたゲストホスト型式によって駆動される。二色性色素DPは、液晶化合物LCMの配向変化に合わせて、透明から有色に可逆的に変化する。液晶組成物21LCは、1種の二色性色素DP、あるいは2種以上の二色性色素DPの組み合わせを含有する。二色性色素DPの組み合わせは、二色性色素DPの組み合わせの呈する色が調光シートの不透明時に呈する色であるように、適宜調整される。 The dichroic dye DP increases the absorbance of visible light in the long axis direction of the molecule more than the absorbance of visible light in the short axis direction of the molecule. The dichroic dye DP is driven by a guest-host system with the liquid crystal compound LCM as the host. The dichroic dye DP reversibly changes from transparent to colored in accordance with the change in orientation of the liquid crystal compound LCM. The liquid crystal composition 21LC contains one type of dichroic dye DP or a combination of two or more types of dichroic dye DP. The combination of dichroic dyes DP is appropriately adjusted so that the color exhibited by the combination of dichroic dyes DP is the color exhibited when the light-adjusting sheet is opaque.
調光シートの不透明時に呈する色は、黒色でもよいし、有彩色を帯びた黒色でもよい。二色性色素DPの一例は、不透明の調光シートにおけるCIE1976(L*a*b*)表色系の色度a*を、-15以上15以下、色度b*が-15以上15以下にする。CIE1976(L*a*b*)表色系における色度a*、および色度b*は、JIS-Z-8781-4(ISO 11664-4)に規定されるCIE1976(L*a*b*)色空間の色座標の算出方法に準拠して特定される。調光層21の全質量に対する二色性色素DPの質量の比率は、二色性色素DPの配合比である。二色性色素DPの配合比は、0.2質量%以上5質量%以下でもよいし、1質量%以上4質量%以下でもよいし、2質量%以上4質量%以下でもよい。二色性色素DPの配合比を高めることは、調光装置10のコントラストを高める一方、液晶化合物LCMの応答性を低める。調光装置10のコントラストを高める観点から、二色性色素DPの配合比は、液晶化合物LCMの応答性を得られる範囲のなかで、上限値であることが好ましい。
The color of the light-adjusting sheet when opaque may be black or may be black with a chromatic color. One example of the dichroic dye DP is a dichroic dye that has a chromaticity a* of -15 to 15 and a chromaticity b* of -15 to 15 in the CIE1976 (L*a*b*) color system in an opaque light-adjusting sheet. The chromaticity a* and chromaticity b* in the CIE1976 (L*a*b*) color system are specified in accordance with the method of calculating the color coordinates of the CIE1976 (L*a*b*) color space specified in JIS-Z-8781-4 (ISO 11664-4). The ratio of the mass of the dichroic dye DP to the total mass of the light-adjusting
二色性色素DPは、液晶化合物LCMをホストとしたゲストホスト型式によって駆動され、これによって特定の色を呈する。二色性色素DPは、ポリヨウ素、アゾ化合物、アントラキノン化合物、ナフトキノン化合物、アゾメチン化合物、テトラジン化合物、キノフタロン化合物、メロシアニン化合物、ペリレン化合物、ジオキサジン化合物からなる群から選択される少なくとも一種でもよい。二色性色素DPは、一種の化合物、あるいは二種以上の化合物の組み合わせである。耐光性を高めること、および、二色比を高めることが要求される場合、二色性色素DPは、アゾ化合物およびアントラキノン化合物からなる群から選択される少なくとも一種であり、よりが好ましくはアゾ化合物である。 The dichroic dye DP is driven by a guest-host system with the liquid crystal compound LCM as a host, thereby exhibiting a specific color. The dichroic dye DP may be at least one selected from the group consisting of polyiodine, azo compounds, anthraquinone compounds, naphthoquinone compounds, azomethine compounds, tetrazine compounds, quinophthalone compounds, merocyanine compounds, perylene compounds, and dioxazine compounds. The dichroic dye DP is a single compound or a combination of two or more compounds. When it is required to increase the light resistance and the dichroic ratio, the dichroic dye DP is at least one selected from the group consisting of azo compounds and anthraquinone compounds, and more preferably an azo compound.
調光層21は、スペーサーを含有してもよい。スペーサーは、調光層21の全体にわたり分散している。スペーサーは、スペーサーの周辺において調光層21の厚さにスペーサーの厚さを定め、かつ、調光層21の厚さを均一にする。スペーサーは、ビーズスペーサーでもよいし、フォトレジストの露光および現像によって形成されるフォトスペーサーでもよい。スペーサーは、無色透明でもよいし、有色透明でもよい。調光シートの不透明時にスペーサーの視認性を抑えること、あるいは調光シートの不透明時に呈する色の明度を抑えることが要求される場合、スペーサーの呈する色は、調光シートの不透明時に呈する色と同色でもよいし、二色性色素DPの呈する色と同色でもよい。
The light-adjusting
調光層21の厚さは、2μm以上30μm以下でもよいし、5μm以上25μm以下でもよい。液晶化合物LCMに対する配向規制力の作用を強めることが求められる場合、調光層21の厚さは、5μm以上25μm以下であることが好ましい。透明高分子層21Pを相分離によって形成する場合、調光層21の厚さが5μm以上であることは、直径が1μm以下の空隙21Dの偏在を可能にする。また、調光層21の厚さ方向において、液晶組成物21LCの密度が異なる領域を調光層21に生成することが可能である。調光層21の厚さが25μm以下であることによって、調光層21の製造時において、液晶化合物LCMと重合性組成物とを含む塗液を露光した場合に、液晶化合物LCMと透明高分子層21Pとの適切な相分離が可能である。
The thickness of the light-adjusting
第1配向層22は、調光層21のなかで第1配向層22と接する面から、液晶化合物LCMに配向規制力を作用させる。第2配向層23は、調光層21のなかで第2配向層23と接する面から、液晶化合物LCMに配向規制力を作用させる。配向層22,23は、可視光を透過する光透過性を有する。配向層22,23は、垂直配向層でもよい。垂直配向層が加える配向規制力は、配向層22,23のなかで調光層21に接する面に対して垂直であるように、液晶化合物LCMの長軸方向を配向させる。配向層22,23は、液晶化合物LCMの長軸が透明電極層24,25に対して実質的に垂直であると判断される範囲において、長軸が垂直に対して数度傾くように液晶化合物LCMを配向させてもよい。配向層22,23の厚さは、0.02μm以上0.5μm以下でもよいし、0.05μm以上0.3μm以下でもよい。
The
配向層22,23を構成する材料は、有機化合物でもよいし、無機化合物でもよいし、これらの有機無機複合材料でもよい。第1配向層22を構成する材料と、第2配向層23を構成する材料は、相互に等しくてもよいし、相互に異なってもよい。配向層22,23を構成する有機化合物は、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、シアン化化合物からなる群から選択される少なくとも一種でもよい。配向層22,23を構成する無機化合物は、シリコン酸化物、あるいは酸化ジルコニウムでもよい。配向層22,23を構成する有機無機複合材料は、無機構造と有機構造とを備えるシリコーンでもよい。
The material constituting the alignment layers 22 and 23 may be an organic compound, an inorganic compound, or an organic-inorganic composite material thereof. The material constituting the
第1透明電極層24、および第2透明電極層25は、駆動信号の入力によって、調光層21の厚さ方向に電場を形成する。透明電極層24,25は、可視光を透過する光透過性を有する。透明電極層24,25の厚さは、0.005μm以上0.1μm以下でもよい。
The first
透明電極層24,25を構成する材料は、無機化合物でもよいし、有機化合物でもよいし、有機無機複合材料でもよい。透明電極層24,25を構成する無機化合物は、酸化インジウムスズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化スズ、酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも一種でもよい。透明電極層24,25を構成する有機化合物は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)でもよい。透明電極層24,25を構成する有機無機複合材料は、金属ナノワイヤを含有する有機化合物でもよい。 The material constituting the transparent electrode layers 24, 25 may be an inorganic compound, an organic compound, or an organic-inorganic composite material. The inorganic compound constituting the transparent electrode layers 24, 25 may be at least one selected from the group consisting of indium tin oxide, fluorine-doped tin oxide, tin oxide, and zinc oxide. The organic compound constituting the transparent electrode layers 24, 25 may be poly(3,4-ethylenedioxythiophene). The organic-inorganic composite material constituting the transparent electrode layers 24, 25 may be an organic compound containing metal nanowires.
第1透明基材26は、第1透明電極層24を支持する。第2透明基材27は、第2透明電極層25を支持する。透明基材26,27は、調光シートの貼り付けられる曲面に追従するような可撓性を有してもよいし、自重によって変形しない剛体でもよい。透明基材26,27の少なくとも一方は、調光装置10の適用される対象に貼り付けられる。透明基材26,27の厚さは、15μm以上250μm以下でもよい。透明基材26,27の厚さ15μm以上であることは、調光シートの機械的な耐久性、および調光層21の化学的な耐久性を高める。透明基材26,27の厚さが250μm以下であることは、ロールトゥロールによる調光シートの製造を可能にする。
The first
透明基材26,27を構成する材料は、有機化合物でもよいし、無機化合物でもよい。透明基材26,27を構成する有機化合物は、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリオレフィンからなる群から選択される少なくとも一種でもよい。透明基材26,27を構成する無機化合物は、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種でもよい。透明基材26,27に適用される接着剤は、透明粘着性、および絶縁性を有する樹脂である。透明基材26,27の接着剤は、例えば光学用透明粘着剤(OCA:Optical Clear Adhesive)である。
The material constituting the
電極24A,25Aは、フレキシブルプリント基板でもよいし、金属製のテープでもよい。電極24A,25Aは、導電性接着層によって透明電極層24,25に取り付けられてもよい。駆動部12は、透明電極層24,25を通じて調光層21に駆動信号を入力する。駆動信号は、交流電圧信号でもよいし、直流電圧信号でもよい。
The
調光層21は、2つの透明電極層24,25の間に形成される電場の変化によって、液晶化合物LCMの配向を変える。液晶化合物LCMにおける配向の変更は、調光層21に入る可視光の散乱度合い、吸光度合い、および透過度合いを変える。
The light-adjusting
各ユニット11UN1,11UN2は、調光層21に電場が形成されているとき、すなわち、2つの透明電極層24,25の間に電位差が生じているとき、配向層22,23などの配向規制力に抗して液晶化合物LCMを駆動し、相対的に高いヘイズを有する。各ユニット11UN1,11UN2は、調光層21に電圧が印加されているとき、透明高分子層21Pと液晶化合物LCMとの間での屈折率差による散乱によって、濁った状態、すなわち不透明になる。二色性色素DPは、液晶化合物LCMの駆動に追従し、吸光度を高めるように配向する。これによって、調光層21に電圧が印加されているとき、各ユニット11UN1,11UN2は、有色不透明になる。
When an electric field is formed in the light-adjusting
各ユニット11UN1,11UN2は、調光層21に電圧が印加されていないとき、すなわち、2つの透明電極層間24,25の間に電位差が生じていないとき、配向層22,23のなどの配向規制力に従い、電位差が生じているときよりも低いヘイズを有する。各ユニット11UN1,11UN2は、調光層21に電圧が印加されていないとき、透明高分子層21Pと液晶化合物LCMとの間での屈折率差を低めて、調光層21での光の散乱を抑える。二色性色素DPは、液晶化合物LCMの配向に追従し、吸光度を低めるように配向する。これによって、調光層21に電圧が印加されていないとき、各ユニット11UN1,11UN2は、透明になる。
When no voltage is applied to the light-adjusting
1つの調光シートが有色不透明である状態は、第1例の調光装置10の暗状態である。各ユニット11UN1,11UN2が有色不透明である状態は、第2例の調光装置10の暗状態である。有色不透明は、黒色不透明でもよいし、黒色以外の有色不透明でもよい。
The state in which one light control sheet is colored and opaque is the dark state of the
1つの調光シートが透明である状態は、第1例の調光装置10の明状態である。各ユニット11UN1,11UN2が透明である状態は、調光装置10の明状態である。透明は、無色透明でもよいし、有色透明でもよい。有色透明は、黒色透明でもよいし、黒色以外の有彩色透明でもよい。
When one light control sheet is transparent, the
調光シートは、透明と不透明との中間である半透明を有してもよい。半透明は、無色半透明でもよいし、有色半透明でもよい。有色半透明は、黒色半透明でもよいし、黒色以外の有色半透明でもよい。半透明を実現する駆動部12は、調光層21に印加する電圧に、透明と不透明との中間値を設定する。
The light-adjusting sheet may have a translucency that is intermediate between transparency and opacity. The translucency may be colorless translucency or colored translucency. The colored translucency may be black translucency or a colored translucency other than black. The
調光装置10の暗状態における全光線透過率は、調光装置10の明状態における全光線透過率よりも低い。第2例の調光装置10は、第1調光ユニット11UN1が有色不透明であり、かつ第2調光ユニット11UN2が有色不透明を有してもよい。調光装置10は、第1調光ユニット11UN1が不透明であり、かつ第2調光ユニット11UN2が半透明を有してもよい。第2例の調光装置10は、第1調光ユニット11UN1が不透明であり、かつ第2調光ユニット11UN2が透明でもよい。
The total light transmittance of the dimming
[空隙21Dの分布]
図3、4では、図示の便宜上、透明基材26,27の図示が省略されている。図3、4では、調光層21の構造を説明する便宜上、各配向層22,23の厚さ、および各透明電極層24,25の厚さに対する調光層21の厚さの比が、実際の比よりも大きい。図3、4には、透明電極層24,25の間に電位差が生じていない状態での調光層21の状態が模式的に示されている。
[Distribution of
In Figures 3 and 4, for convenience of illustration, the
図3が示すように、調光層21の一例は、第1高密度部21H1、第2高密度部21H2、および低密度部21Lを備えてもよい。
第1高密度部21H1における単位厚さあたりの液晶組成物21LCの密度は、低密度部21Lにおける単位厚さあたりの液晶組成物21LCの密度よりも高い。第1高密度部21H1における単位厚さあたりの空隙21Dの数量密度は、低密度部21Lにおける単位厚さあたりの空隙21Dの数量密度よりも高い。第1高密度部21H1は、第1配向層22に接する。
As shown in FIG. 3, an example of the light-controlling
The density of the liquid crystal composition 21LC per unit thickness in the first high density portion 21H1 is higher than the density of the liquid crystal composition 21LC per unit thickness in the
第2高密度部21H2における単位厚さあたりの液晶組成物21LCの密度は、低密度部21Lにおける単位厚さあたりの液晶組成物21LCの密度よりも高い。第2高密度部21H2における単位厚さあたりの空隙21Dの数量密度は、低密度部21Lにおける単位厚さあたりの空隙21Dの数量密度よりも高い。第2高密度部21H2は、第2配向層23に接する。
The density of liquid crystal composition 21LC per unit thickness in the second high density portion 21H2 is higher than the density of liquid crystal composition 21LC per unit thickness in the
調光層21における液晶組成物21LCの密度は、調光層21の厚さ方向における中間で最も低い。調光層21の厚さ方向における中間は、調光層21の厚さ方向において対向する一対の面よりも調光層21の中央寄りの部分である。調光層21の各部における単位厚さ当たりの液晶組成物21LCの密度は、各部が含む液晶組成物21LCの体積を各部の厚さで除算することによって算出される。調光層21における液晶組成物21LCの密度は、調光層21の厚さ方向における中央を含む部分で最も低くてもよい。なお、調光層21は非常に薄いことから、調光層21が含む液晶組成物21LCの体積を求めることに代えて、調光層21の断面を撮像したSEM画像から求められる液晶組成物21LCの面積、および、調光層21の面積を用いて、近似値として各密度を算出してもよい。
The density of the liquid crystal composition 21LC in the light-adjusting
透明高分子層21Pにおける空隙21Dの数量密度は、調光層21の厚さ方向における中間で最も低い。透明高分子層21Pの各部における単位厚さ当たりの空隙21Dの数量密度は、各部が含む空隙21Dの数量を各部の厚さで除算することによって算出される。透明高分子層21Pにおける空隙21Dの数量密度は、調光層21の厚さ方向における中央を含む部分で最も低くてもよい。
The quantity density of
透明高分子層21Pのなかで液晶化合物LCMが配向層22,23の近傍に偏在することは、配向層22,23の配向規制力による作用を高める。こうした液晶化合物LCMの偏在は、調光装置10の透明時に光透過性を高める。
The uneven distribution of the liquid crystal compound LCM in the
調光層21において、例えば、第1高密度部21H1の厚さTH1、第2高密度部21H2の厚さTH2、および、低密度部21Lの厚さTLは、互いにほぼ等しい。すなわち、第1高密度部21H1の厚さTH1、第2高密度部21H2の厚さTH2、および、低密度部21Lの厚さTLの一例は、調光層21の厚さT21の1/3である。なお、低密度部21Lの厚さTLは、各高密度部21H1,21H2の厚さTH1,TH2よりも厚くてもよいし、薄くてもよい。また、第1高密度部21H1の厚さTH1は、第2高密度部21H2の厚さと互いに等しくてもよいし、互いに異なってもよい。
In the
調光層21の厚さ方向に沿う断面において、低密度部21Lの面積に対する、低密度部21Lに含まれる各空隙21Dの面積の総和の百分率は、10%以下でもよい。これにより、低密度部21Lの空隙21Dによって保持される液晶組成物21LCの割合を小さくすることが可能であるから、透明電極層間24,25の間に電位差が生じていない状態において、低密度部21Lに含まれる液晶化合物LCMが調光シートの不透明さを高めることが抑えられる。
In a cross section along the thickness direction of the light-adjusting
さらに、低密度部21Lは、空隙21Dを有しなくてもよい。言い換えれば、低密度部21Lには、液晶組成物21LCが含まれなくてもよい。これにより、調光層21に含まれる全ての液晶化合物LCMが、配向層22,23や反応性メソゲン化合物などの配向規制力に従って配向しやすくなるため、透明電極層間24,25の間に電圧差が生じていない状態での調光シートのヘイズをさらに低めることができる。
Furthermore, the low-
このように、低密度部21Lにおいて、低密度部21Lの面積に対する各空隙21Dの面積の総和は、10%以下でもよいし、5%以下でもよいし、0%でもよい。また、空隙21Dは、調光層21の厚さ方向に沿う断面において、第1配向層22から3.0μm以下の範囲に位置し、かつ、第2配向層23から3.0μm以下の範囲に位置してもよい。
In this way, in the low-
液晶化合物LCMに作用する配向規制力を高めることが要求される場合、第1高密度部21H1に含まれる各空隙21Dは、第1配向層22に接していることが好ましい。また、第2高密度部21H2に含まれる各空隙21Dは、第2配向層23に接していることが好ましい。
When it is required to increase the alignment control force acting on the liquid crystal compound LCM, it is preferable that each void 21D included in the first high density portion 21H1 contacts the
調光シートにおいて、調光層21の厚さT21は、2μm以上30μm以下であり、かつ、空隙21Dの直径は、0.1μm以上2μm以下でもよい。空隙21Dの直径は、調光層21の厚さ方向を含む断面において、空隙21Dに外接する円の直径である。調光層21の厚さが2μm以上30μm以下であり、かつ、空隙21Dの直径が、0.1μm以上2μm以下である場合、配向層22,23から離れた位置に空隙21Dが形成されることが抑えられる。空隙21Dの大きさが0.1μm以上2μm以下である場合、配向層22,23の近傍に液晶組成物21LCが保持される。そのため、透明電極層間24,25の間に電圧差が生じていない状態での調光シートの透明さを高めることが可能である。空隙21Dによる散乱の度合いを高めることが要求される場合、空隙21Dの大きさは2μm以下であることが好ましい。空隙21Dによる狭角の散乱度合いを抑えることが要求される場合、空隙21Dの大きさが0.1μm以上に小さいことが好ましい。
In the light-adjusting sheet, the thickness T21 of the light-adjusting
図4が示すように、調光層21の他の例は、第1配向層22に接する複数の空隙21Dによって形成された一層の空隙層と、第2配向層23に接する複数の空隙21Dによって形成された一層の空隙層とを備える。各空隙層では、単一の空隙21Dが、各配向層22,23と調光層21との界面に沿って並ぶ。
As shown in FIG. 4, another example of the
第1配向層22に接する空隙層は、第2配向層23に接する空隙層のいずれかの空隙21Dに接する空隙21Dを少なくとも1つ含む。第1配向層22に接する空隙層に含まれる全ての空隙21Dは、第2配向層23に接する空隙層に含まれる空隙21Dのいずれかに接してもよい。
The void layer in contact with the
第1配向層22に接する空隙層において、第1配向層22に接する面が第1面であり、第1面とは反対側の面が第2面である。第2面は、空隙層に含まれる空隙21Dのうちで、第1配向層22から最も離れた部位を含む平面である。第2配向層23に接する空隙層において、第2配向層23に接する面が第1面であり、第1面とは反対側の面が第2面である。第2面は、空隙層に含まれる空隙21Dのうちで、第2配向層23から最も離れた部位を含む平面である。第1配向層22に接する空隙層の第2面と、第2配向層23に接する空隙層の第2面とは、同一の面であってもよい。
In the void layer in contact with the
調光層21の他の例は、第1高密度部21H1、第2高密度部21H2、および、低密度部21Lを備える。調光層21の厚さ方向において、低密度部21Lは、第1高密度部21H1と第2高密度部21H2とに挟まれる。低密度部21Lは、第1配向層22に接する空隙層において空隙21Dが位置しない部分を含み、かつ、第2配向層23に接する空隙層において空隙21Dが位置しない部分を含む。低密度部21Lにおける液晶組成物21LCの密度は、第1高密度部21H1における液晶組成物21LCの密度、および、第2高密度部21H2における液晶組成物21LCの密度よりも小さい。調光層21の厚さ方向の中間部分における液晶組成物21LCの密度は、調光層21のなかで最も低い。
Another example of the
[調光シートの製造方法]
調光シートの製造は、まず、透明電極層24,25を形成された透明基材26,27が準備される。次に、透明電極層24,25に配向層22,23が形成される。次に、配向層22,23に塗液が塗布される。塗液は、透明高分子層21Pを形成するための重合性組成物、液晶化合物LCM、および、二色性色素DPを含む。重合性組成物は、紫外線の照射によって重合可能なモノマー、オリゴマー、あるいはポリマーである。次に、透明電極層24,25を通して塗液に紫外線が照射される。これによって、空隙21Dを有した透明高分子層21Pが形成され、かつ空隙21Dに液晶化合物LCM、および二色性色素DPが保持される。
[Method of manufacturing light control sheet]
In the manufacture of the light control sheet, first, the
塗液が紫外線の照射によって硬化する際、液晶化合物LCM、および二色性色素DPを含む液晶組成物21LCは、重合性組成物のなかにほぼ均一に分布する。次に、重合性組成物が配向層22,23の近傍で硬化しはじめて、重合性組成物の重合体から液晶組成物21LCが分離する。塗布膜のなかに存在する液晶組成物21LCの一部は、分離した液晶組成物21LCと一体になることによって安定しやすいため、配向層22,23に向けて移動する。そして、重合性組成物のほぼ全体が硬化することによって、液晶組成物21LCを取り囲む空隙21Dを有した透明高分子層21Pが形成される。
When the coating liquid is cured by irradiation with ultraviolet light, the liquid crystal composition 21LC containing the liquid crystal compound LCM and the dichroic dye DP is distributed almost uniformly in the polymerizable composition. Next, the polymerizable composition begins to cure near the alignment layers 22, 23, and the liquid crystal composition 21LC separates from the polymer of the polymerizable composition. A portion of the liquid crystal composition 21LC present in the coating film is likely to become stable by being integrated with the separated liquid crystal composition 21LC, and therefore moves toward the alignment layers 22, 23. Then, almost the entire polymerizable composition is cured, forming a
なお、透明高分子層21Pが形成されるまでの間は、互いに離間した液晶組成物21LCが集まることによってエネルギーを安定させる。重合性組成物の硬化する速度が高い場合、また液晶組成物21LCの移動する速度が高い場合、液晶組成物21LCの集まることが広い範囲で促されるため、空隙21Dの大きさが大きい。重合性組成物の硬化する速度を高めることは、塗液に照射する際の塗液の温度を高めることによって実現できる。他方、重合性組成物の同時期に硬化する範囲が広い場合、液晶組成物21LCの集まる前に、空隙21Dが他の空隙21Dから区切られる。重合性組成物の同時期に硬化する範囲を広めることは、塗液に照射する紫外線の照度を高めることによって実現できる。そして、空隙21Dの成長できる大きさに限りがあるため、重合性組成物の硬化する速度をさらに高めることによって、空隙21Dの形成される範囲は、低密度部21Lに及びやすい。
Until the
[コントラスト]
調光装置10のコントラストは、不透明時の全光線透過率に対する透明時の全光線透過率の比である。すなわち、調光装置10のコントラストは、暗状態の全光線透過率に対する明状態の全光線透過率の比である。
[contrast]
The contrast of the
調光装置10の調光層21は、2つの透明電極層24,25の間の電圧変化によって、液晶化合物LCMの配向を変える。液晶化合物LCMの配向変化は、調光層21に入る可視光の散乱度合い、吸収度合い、および透過度合いを変える。可視光の散乱は、調光層21に濁った状態、すなわち不透明、あるいは半透明を与える。可視光の散乱、および吸収は、調光層21に暗い不透明、あるいは暗い半透明を与える。調光装置10の全透過光は、調光装置10に散乱されずに調光装置10を通過する直進透過光と、調光装置10に散乱された散乱光とを含む。調光装置10の全光線透過率は、直進透過光の光量と散乱光の光量との和に依存する。直進透過光の光量と散乱光の光量との和が一定であっても、調光装置10による散乱光の光量は変わる。
The dimming
上述したように、二色性色素DPは、分子長軸方向における可視光の吸光度を、分子短軸方向における可視光の吸光度よりも高める。液晶組成物21LCのなかで二色性色素DPの配合比を高めることは、調光装置10を透過する散乱光の光量を単純に低める。二色性色素DPの配合比を高めることは、散乱光の光量の低下分だけ全光線透過率を低めてコントラストの向上を可能にする。しかし、二色性色素DPの配合比を高めることは、液晶化合物LCMの応答性を低める。このため、二色性色素DPの配合比は、実際のところ、液晶化合物LCMの応答性を得る範囲のなかで、およそ上限値に定められる。結局のところ、二色性色素DPの配合比を高めることは、調光装置10のコントラストを高める観点において、限りを有している。
As described above, the dichroic dye DP increases the absorbance of visible light in the long axis direction of the molecule more than the absorbance of visible light in the short axis direction of the molecule. Increasing the blend ratio of the dichroic dye DP in the liquid crystal composition 21LC simply reduces the amount of scattered light passing through the dimming
一方、二色性色素DPの吸光特性は、二色性比に基づいて、散乱光に対して高い吸光度を示し、かつ直進透過光に対して低い吸光度を示す。こうした二色性色素DPの吸光度は、調光装置10における光路長を変数として指数関数的に調光装置10の吸光度を急峻に増大する。調光装置10において直進透過光の散乱を促すことは、二色性色素DPの吸光度合いの向上によって不透明時の全光線透過率を低めて、これによりコントラストの向上を可能にする。ただし、二色性色素DPによって吸光を急峻に高めるためには、直進透過光の散乱を単に促すことのみならず、透明高分子層21Pと液晶組成物21LCとの界面で散乱された光が二色性色素DPに達する程度に、散乱を高めることを要求する。
On the other hand, the absorption characteristics of the dichroic dye DP show high absorbance for scattered light and low absorbance for straight transmitted light based on the dichroic ratio. The absorbance of the dichroic dye DP increases exponentially with the light path length in the dimming
調光シートの調光層21は、塗工膜の硬化によって形成される。塗工膜は、透明高分子層21Pを形成するための重合性組成物、液晶化合物LCM、および、二色性色素DPを含む。重合性組成物を重合させる紫外線が塗工膜に照射されるとき、重合性組成物が紫外線の照射部位から硬化しはじめて、液晶組成物21LCが重合性組成物の重合体から相分離する。
The light-controlling
一方、液晶組成物21LCの相分離は、空隙21Dの間で二色性色素DPの濃度にばらつきを生じさせる。例えば、液晶組成物21LCの相分離する速度が速い場合、多数の空隙21Dが瞬時に形成される。このため、二色性色素DPの濃度拡散が空隙21Dの間で平衡に到達する前に、空隙21Dの間における二色性色素DPの濃度勾配が、空隙21Dの形成と共に固定化される。結果として、調光層21に散在する多数の部分で、濃度拡散の不足に起因した、二色性色素DPの濃度のばらつきが生じてしまう。例えば、液晶組成物21LCの相分離する速度が遅い場合、紫外線の照射部位から順に空隙21Dが逐次的に形成される。このため、空隙21Dの形成が空間的に進む方向に、液晶組成物21LCの相分離が進む。結果として、空隙21Dの形成が進む方向において、空隙21Dの密度に勾配が形成されて、空隙21Dの密度のばらつきに起因した、二色性色素DPの濃度のばらつきが生じてしまう。
On the other hand, phase separation of the liquid crystal composition 21LC causes variation in the concentration of the dichroic dye DP among the
上述したように、二色性色素DPの配合比は、液晶化合物LCMの応答性を得る範囲のなかで、およそ上限値に定められる。こうした上限値に二色性色素DPの濃度を高めることは、液晶組成物21LCの相分離に起因した二色性色素DPの濃度のばらつきを大きくする。 As described above, the compounding ratio of the dichroic dye DP is set to approximately the upper limit within the range in which the responsiveness of the liquid crystal compound LCM is obtained. Increasing the concentration of the dichroic dye DP to such an upper limit increases the variation in the concentration of the dichroic dye DP due to phase separation of the liquid crystal composition 21LC.
なお、配向規制力を用いるリバース型の調光シートにおける調光層21の厚さは、厚さ方向の全体にわたり配向規制力を作用させるため、ノーマル型の調光シートの調光層21よりも薄いことを要求される。調光層21の厚さを制限されるリバース型の調光シートは、ノーマル型の調光シートに比べて、コントラストを高めにくい。また、配向規制力が作用し続けるリバース型の調光シートは、ノーマル型の調光シートに比べて、液晶化合物LCMのランダム配向を得にくい。ランダム配向を得られにくい調光シートは、さらにコントラストを高めにくい。このため、ノーマル型であれ、リバース型であれ、コントラストの向上が調光シートに要求されるが、特にリバース型の調光シートは、コントラストを高めることを、ノーマル型の調光シートよりも強く要望される。
The thickness of the
[調光装置10の吸光度]
本願発明者は、調光装置10のコントラストと、調光装置10の光学特性と、の関係を鋭意研究するなかで、(i)調光装置10の吸光度差、(ii)調光装置10の吸光度比、および(iii)調光装置10の透明時における吸光度のなかに、コントラストを急峻に高める範囲を見出した。本発明者は、調光装置10のコントラストと、調光装置10の光学特性と、の関係を鋭意研究するなかで、(iii)調光装置10の透明時における吸光度のなかに、コントラストのばらつきを抑える範囲を見出した。
[Absorbance of light control device 10]
The inventors of the present application have found ranges in which the contrast is sharply increased in (i) the absorbance difference of the
第1例、および第2例の調光装置10は、コントラストを高めることが要求される場合、下記(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)からなる群から選択される少なくとも1つを満たしてもよい。なお、(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)からなる群から選択される少なくとも1つを満たすことは、(条件1A)を満たすことでもよいし、(条件2A)を満たすことでもよいし、(条件3A)を満たすことでもよい。(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)からなる群から選択される少なくとも1つを満たすことは、(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)からなる群から選択される2つ以上の組み合わせを満たすことでもよい。 When it is required to increase the contrast, the dimmer 10 of the first and second examples may satisfy at least one selected from the group consisting of (Condition 1A), (Condition 2A), and (Condition 3A) below. Note that satisfying at least one selected from the group consisting of (Condition 1A), (Condition 2A), and (Condition 3A) may mean satisfying (Condition 1A), (Condition 2A), or (Condition 3A). Satisfying at least one selected from the group consisting of (Condition 1A), (Condition 2A), and (Condition 3A) may mean satisfying a combination of two or more selected from the group consisting of (Condition 1A), (Condition 2A), and (Condition 3A).
調光装置10が(条件1A)を満たす場合、調光装置10は、さらに(条件1B)から(条件1D)までの群から選択される少なくとも1つを満たしてもよい。調光装置10が(条件1A)を満たす場合、調光装置10は、さらに(条件2B)あるいは(条件2C)を満たしてもよい。調光装置10が(条件1A)を満たす場合、調光装置10は、さらに(条件3B)を満たしてもよい。 When the dimmer 10 satisfies (Condition 1A), the dimmer 10 may further satisfy at least one selected from the group consisting of (Condition 1B) to (Condition 1D). When the dimmer 10 satisfies (Condition 1A), the dimmer 10 may further satisfy (Condition 2B) or (Condition 2C). When the dimmer 10 satisfies (Condition 1A), the dimmer 10 may further satisfy (Condition 3B).
調光装置10が(条件2A)を満たす場合、調光装置10は、さらに(条件2B)あるいは(条件2C)を満たしてもよい。調光装置10が(条件2A)を満たす場合、調光装置10は、さらに(条件3B)を満たしてもよい。 When the dimmer 10 satisfies (Condition 2A), the dimmer 10 may further satisfy (Condition 2B) or (Condition 2C). When the dimmer 10 satisfies (Condition 2A), the dimmer 10 may further satisfy (Condition 3B).
第1例、および第2例の調光装置10は、コントラストのばらつきを抑えることが要求される場合、(条件3A)を満たしてもよい。調光装置10が(条件3A)を満たす場合、調光装置10は、さらに(条件3B)を満たしてもよい。 The dimmer 10 of the first and second examples may satisfy (Condition 3A) when it is required to suppress the variation in contrast. If the dimmer 10 satisfies (Condition 3A), the dimmer 10 may further satisfy (Condition 3B).
(条件1A)調光装置10の(i)吸光度差が0.6以上である。
(条件1B)調光装置10の(i)吸光度差が1.3以下である。
(条件1C)調光装置10の(i)吸光度差が0.8以上1.2以下である。
(条件1D)調光装置10の暗状態である不透明時の全光線透過率が7%以下である。
(Condition 1A) (i) the absorbance difference of the
(Condition 1B) (i) the absorbance difference of the
(Condition 1C) (i) the absorbance difference of the
(Condition 1D) The total light transmittance of the
(条件2A)調光装置10の(ii)吸光度比が2.1以上である。
(条件2B)調光装置10の(ii)吸光度比が3.3以上である。
(条件2C)調光装置10のコントラストが4以上である。
(Condition 2A) (ii) the absorbance ratio of the light-adjusting
(Condition 2B) (ii) the absorbance ratio of the light-adjusting
(Condition 2C) The contrast of the
(条件3A)調光装置10の明状態である透明時の(iii)吸光度が0.33以上1.1以下である。
(条件3B)調光装置10の明状態である透明時の(iii)吸光度が0.8以下である。
(Condition 3A) (iii) the absorbance when the
(Condition 3B) (iii) the absorbance when the
調光装置10の吸光度差は、調光装置10の暗状態である不透明時における吸光度から、調光装置10の明状態である透明時における吸光度を差し引いた値である。
調光装置10の吸光度比は、調光装置10の明状態である透明時における吸光度に対する、調光装置10の暗状態である不透明時における吸光度の比率である。
The absorbance difference of the dimmer 10 is a value obtained by subtracting the absorbance when the dimmer 10 is in a transparent, bright state from the absorbance when the dimmer 10 is in an opaque, dark state.
The absorbance ratio of the dimmer 10 is the ratio of the absorbance when the dimmer 10 is in a dark state, that is, opaque, to the absorbance when the dimmer 10 is in a bright state, that is, transparent.
調光装置10の吸光度は、JIS K 0115:2004に準拠した吸光光度計を用いる測定方法が一般的である。本測定方法は、試料の吸光度と、試料の散乱による光の減衰を区別するために直線透過率を用いている。換言すると、本測定方法は対象物が散乱しないことが前提となっている。しかし、調光シートは散乱と透過により透明時(明状態)、不透明時(暗状態)を切り替えるから、JIS K 0115:2004に準拠して直線透過率を用いる測定方法では、上述の理由から不透明時の吸光度を測定できない。そこで、発明者らは全光線透過率を用いることとした。すなわち、ヘイズメーターにより試料の全光線透過率を測定し、JIS K 0115:2004に準拠する方法で吸光度を算出した。吸光光度計の光源部は、380nm以上780nm以下の可視光を照射する白色LEDである。吸光光度計の測光部は、380nm以上780nm以下の可視光全域にわたる光強度を検出する。
The absorbance of the
調光装置10は、調光層21に入射した光の光路長が長いほど、不透明時に調光装置10を透過する直進光を弱める。調光装置10の不透明時における吸光度を高めることが直進光を弱めることによって要求される場合、調光層21の厚さを厚くすることによって、吸光度が調整されてもよい。あるいは、調光装置10の不透明時における吸光度を高めることが直進光を弱めることによって要求される場合、調光装置10が備える調光層21の数を増やすことによって、吸光度が調整されてもよい。
The longer the optical path length of light incident on the
(i)調光装置10の吸光度差
調光装置10の不透明時における吸光度は、透明高分子層21Pと液晶組成物21LCとの界面で散乱された光が二色性色素DPに吸収されたことを反映する。一方、調光装置10の透明時における吸光度は、二色性色素DPによる直進光の弱い吸収を反映しながらも、散乱による光路長の延長、すなわち光路長の延長による吸収を反映しない。(i)調光装置10の吸光度差は、調光層21の内部構造による散乱によって実質的に延長される光路長の度合い、および二色性色素DPによる散乱光の吸収の度合い、これらによる吸収の増大度合いの指標値として機能する。すなわち、(i)調光装置10の吸光度差は、調光装置10のコントラストを高める指標値として機能する。
(i) Absorbance Difference of the
(ii)調光装置10の吸光度比
上述したように、調光装置10の透明時における吸光度は、二色性色素DPによる直進光の弱い吸収を少なからず反映する。このため、調光層21の厚さが厚いほど、調光装置10の透明時における吸光度は大きい。そして、調光層21の内部構造による単位厚さあたりの散乱が、調光装置10の間で同じであっても、調光装置10の透明時における吸光度が高いほど、不透明時の吸光度をさらに高めやすい。(ii)調光装置10の吸光度比は、不透明時の吸光度を透明時の吸光度による除算によって規格化する。このため、(ii)調光装置10の吸光度比は、(i)吸光度差と同じく、調光層21の内部構造による散乱に起因した吸収の増大度合いの指標値として機能し、さらに調光層21の厚さの差異による影響を軽減する。すなわち、(ii)調光装置10の吸光度比は、調光装置10のコントラストを高める指標値であって、調光層21の内部構造を大きく反映する指標値として機能する。
(ii) Absorbance ratio of the
(iii)調光装置10の透明時における吸光度
調光層21における二色性色素DPの濃度のばらつきは、二色性色素DPの濃度と、調光層21の厚さと、に依存する。
(iii) Absorbance of the Light-Adjusting
例えば、調光層21の厚さが厚い場合、調光層21の厚さが薄い場合に比べて、重合性組成物の単位質量あたりに照射されるエネルギーが露光時に減少する。このため、重合性化合物の重合する速度が遅くなる。そして、液晶組成物21LCと重合性組成物とに存在していた二色性色素DPは、液晶組成物21LCの相分離において、二色性色素DPの拡散する時間が長く、これにより濃度拡散の不足による二色性色素DPの濃度勾配が生じにくい。一方、重合性組成物の重合する速度が遅くなると、液晶組成物21LCの逐次的な相分離が生じるため、重合体の密度や空隙21Dの密度が不均一になる。結果として、空隙21Dの密度のばらつきに起因した、二色性色素DPの濃度勾配が生じる。
For example, when the thickness of the
例えば、調光層21の厚さが薄い場合、調光層21の厚さが厚い場合に比べて、重合性組成物の単位質量あたりに照射されるエネルギーが露光時に増大する。このため、重合性化合物の重合する速度が速くなる。そして、液晶組成物21LCと重合性組成物とに存在していた二色性色素DPは、液晶組成物21LCの相分離において、二色性色素DPの拡散する時間が短く、これにより濃度拡散の不足による二色性色素DPの濃度勾配が生じる。
For example, when the thickness of the light-adjusting
二色性色素DPの濃度拡散の不足、あるいは二色性色素DPの空間的な偏りの固定は、透明高分子層21Pに二色性色素DPを取り込みやすい。透明高分子層21Pに取り込まれた二色性色素DPは、液晶組成物21LCに含有される二色性色素DPのように駆動しない。透明高分子層21Pに取り込まれた二色性色素DPは、透明高分子層21Pに取り込まれた二色性色素DPによる不透明時の吸光を低めて、コントラストの向上を妨げる。
Insufficient concentration diffusion of the dichroic dye DP or fixed spatial bias of the dichroic dye DP makes it easier for the dichroic dye DP to be incorporated into the
上述したように、液晶組成物21LCの相分離される態様は、調光層21の厚さと、重合性組成物の重合する速さとによって概ね定まる。二色性色素DPが透明高分子層21Pに取り込まれる度合いもまた、調光層21の厚さと、重合性組成物の重合する速さとによって概ね定まる。そして、二色性色素DPの濃度にばらつきを生じさせないような相分離は、透明高分子層21Pの単位厚さあたりに、二色性色素DPを一定量だけ取り込む。
As described above, the manner in which the liquid crystal composition 21LC is phase-separated is largely determined by the thickness of the light-adjusting
二色性色素DPが透明高分子層21Pの単位厚さあたりに一定量だけ取り込まれている場合、調光装置10の透明時における吸光度は、調光層21の厚さが厚いほど吸光度が大きいように、正の比例関係を有する。一方、透明高分子層21Pに取り込まれる二色性色素DPが一定量よりも少ない場合、調光装置10の透明時における吸光度は、上述した比例関係から得られる値よりも小さくなる。この場合、二色性色素DPの濃度にばらつきを生じさせるような、液晶組成物21LCによる二色性色素DPの取り込みが、液晶組成物21LCの相分離に推認される。
When a constant amount of dichroic dye DP is incorporated per unit thickness of the
このため、(ii)調光装置10の透明時における吸光度は、二色性色素DPが透明高分子層21Pに取り込まれる度合いの指標値として機能する。また、(ii)調光装置10の透明時における吸光度は、二色性色素DPのばらつきの度合いの指標値としても機能する。すなわち、(iii)調光装置10の透明時における吸光度は、ばらつきを抑えるように適度に高められたコントラストを与える指標値として機能する。
For this reason, (ii) the absorbance when the dimming
[試験例]
調光装置10の具体的な試験例を以下に示す。
各試験例の調光シートの型式は、いずれもリバース型である。各試験例の調光装置10は、いずれも第1例の調光装置10である。各試験例の調光シートは、配向層22,23、透明電極層24,25、および透明基材26,27を備える。各試験例の調光シートは、配向層22,23の間に、液晶化合物LCM、二色性色素DP、反応性メソゲン化合物、紫外線硬化性化合物、スペーサー21S、および重合開始剤を含む塗膜を形成し、塗膜のなかで紫外線硬化性化合物を重合させることによって得られた。
[Test Example]
A specific test example of the
The type of the light control sheet of each test example is a reverse type. The
試験例1の調光シートの形成に使用した材料を以下に示す。なお、各試験例の調光シートにおいて、材料(a)から材料(g)は共通する。各試験例の調光シートにおいて、材料(h)は相違する。 The materials used to form the light-adjusting sheet of Test Example 1 are shown below. Note that materials (a) to (g) are common to the light-adjusting sheets of each test example. Material (h) is different for each test example.
(a)配向層22,23 :垂直配向膜
(b)透明電極層24,25:酸化インジウムスズ
(c)透明基材26,27 :ポリエチレンテレフタレートフィルム
(d)スペーサー21S :シリカ製の真球状粒子
(e)液晶化合物LCM :シアノ系液晶化合物とフッ素系液晶化合物との混合物
(f)重合開始剤 :光重合開始剤(Irgacure Oxe04:BASF社製)
(g)重合性組成物 :イソボニルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、およびウレタンアクリレートの混合物
(h)二色性色素DP :アゾ系化合物混合色素(製品名Irgaphor Black X12 DC、BASF社製)
(a) Alignment layers 22, 23: vertical alignment films (b) Transparent electrode layers 24, 25: indium tin oxide (c)
(g) Polymerizable composition: a mixture of isobornyl acrylate, pentaerythritol triacrylate, and urethane acrylate (h) Dichroic dye DP: azo compound mixed dye (product name Irgaphor Black X12 DC, manufactured by BASF)
[試験例1]
試験例1の調光装置10における調光シートを製造するための塗液に対する材料(e)から材料(h)の配合比を以下に示す。
(e)液晶化合物LCM :52質量%
(f)重合開始剤 :1質量%
(g)重合性組成物 :44.5質量%
(h)二色性色素DP :2.5質量%
第1配向層22の上に、粒径が25μmである黒色のスペーサー21Sを配置するように第1配向層22の上に試験例1の塗液を塗布して試験例1の塗膜を形成した。次に、試験例1の塗膜を第1配向層22と第2配向層23とによって挟んだ状態で、第1透明基材26に向けて360nmの紫外光線を照射し、調光層21の厚さが25μmである試験例1の調光シートを形成した。この際、紫外線の光量を10mW/cm2に設定した。
[Test Example 1]
The compounding ratios of materials (e) to (h) in the coating liquid for producing the light controlling sheet in the
(e) Liquid crystal compound LCM: 52% by mass
(f) Polymerization initiator: 1% by mass
(g) Polymerizable composition: 44.5% by mass
(h) Dichroic dye DP: 2.5% by mass
The coating liquid of Test Example 1 was applied onto the
また、スペーサー21Sの粒径を6μm以上24μm以下のなかで変更したこと以外は、上述した製造方法と同様にして、調光層21の厚さが6μm24μm以下のなかで相互に異なる複数の試験例1の調光シートを得た。
In addition, except that the particle size of the
[試験例2]
試験例2の調光シートを製造するための塗液に対する材料(e)から材料(h)の配合比を以下に示す。なお、試験例2の調光シートの形成は、試験例1の調光シートの形成に使用した二色性色素DPとは異なる二色性比(吸光係数比)を備える。
[Test Example 2]
The compounding ratios of materials (e) to (h) in the coating liquid for producing the light-adjusting sheet of Test Example 2 are shown below. The light-adjusting sheet of Test Example 2 has a dichroic ratio (absorption coefficient ratio) different from that of the dichroic dye DP used in the formation of the light-adjusting sheet of Test Example 1.
(e)液晶化合物LCM :52質量%
(f)重合開始剤 :1質量%
(g)重合性組成物 :43質量%
(h)二色性色素DP :4質量%
第1配向層22の上に、粒径が25μmである黒色のスペーサー21Sを配置するように第1配向層22の上に試験例2の塗液を塗布して試験例2の塗膜を形成した。次に、試験例2の塗膜を第1配向層22と第2配向層23とによって挟んだ状態で、第1透明基材26に向けて360nmの紫外光線を照射し、調光層21の厚さが25μmである試験例2の調光シートを形成した。この際、紫外線の光量を10mW/cm2に設定した。
(e) Liquid crystal compound LCM: 52% by mass
(f) Polymerization initiator: 1% by mass
(g) Polymerizable composition: 43% by mass
(h) Dichroic dye DP: 4% by mass
The coating liquid of Test Example 2 was applied onto the
また、スペーサー21Sの粒径を6μm以上24μm以下のなかで変更したこと以外は、上述した製造方法と同様にして、調光層21の厚さが6μm24μm以下のなかで相互に異なる複数の試験例2の調光シートを得た。
In addition, except that the particle size of the
[評価方法]
各試験例の調光装置10のそれぞれについて、ASTM D 1003-00に準拠した測定方法によって全光線透過率を測定した。各試験例の調光装置10のそれぞれについて、JIS K 0115:2004に準拠した測定方法によって、380nm以上780nm以下の可視光に対する吸光度を測定した。
[Evaluation method]
For each of the
なお、各試験例の調光装置10における吸光度の測定点に、調光シートの面内における中央、4つの角部、および中央と角部との中間を含む、合計で9点を設定した。また、光学特性の測定時における調光シートの駆動信号として、周波数が50Hzである40Vの矩形波である交流電圧を用いた。全光線透過率の測定器として、ヘーズメーター(BYK haze-gard i indtrument:BYK Gardner社製)を用いた。
A total of nine points were set as the measurement points for absorbance in the
各試験例の調光装置10のそれぞれについて、測定点ごとに、調光装置10における暗状態(不透明時)の吸光度から明状態(透明時)の吸光度を差し引いた差分値を算出した。また、試験例ごとに、全ての測定点の差分値における平均値を算出し、当該平均値を、当該試験例の(i)吸光度差として算出した。
For each of the
各試験例の調光装置10のそれぞれについて、測定点ごとに、調光装置10における明状態(透明時)の吸光度に対する暗状態(不透明時)の吸光度の比を算出した。また、試験例ごとに、全ての測定点の比における平均値を算出し、当該平均値を、当該試験例の(ii)吸光度比として算出した。
For each of the
各試験例の調光装置10のそれぞれについて、測定点ごとに、調光装置10における暗状態(不透明時)の全光線透過率に対する明状態(透明時)の全光線透過率の比を算出した。また、試験例ごとに、全ての測定点の全光線透過率の比における平均値を算出し、当該平均値を、当該試験例のコントラストとして算出した。また、全ての測定点における全光線透過率の比のなかの最大値から最小値を差し引いた差分値を算出し、当該差分値を、当該試験例におけるコントラストのばらつきとして算出した。
For each of the
各試験例の調光装置10のそれぞれについて、測定点ごとに、調光装置10における明状態(透明時)の全光線透過率から暗状態(不透明時)の全光線透過率を差し引いた差分値を算出した。また、試験例ごとに、全ての測定点の全光線透過率の差分値における平均値を算出し、当該平均値を、当該試験例の透過率差として算出した。
For each of the
[評価結果]
各試験例の評価結果を図5から図10に示す。
図5は、試験例1における(i)透過率差とコントラストとの関係を示す。図5が示すように、透過率差が0.1以上の範囲のように、透過率差が同じ程度であっても、コントラストが相互に大きく異なることが認められた。特に、透過率差が0.15以上の範囲のように、明確な透過率差が得られる範囲において、透過率差ごとのコントラストに大きなばらつきが存在するため、透過率差とコントラストとの間に明確な相関は認められなかった。
[Evaluation Results]
The evaluation results of each test example are shown in FIG. 5 to FIG.
Fig. 5 shows the relationship between the (i) transmittance difference and the contrast in Test Example 1. As shown in Fig. 5, even when the transmittance difference is about the same, such as in the range of the transmittance difference of 0.1 or more, it was found that the contrasts are significantly different from each other. In particular, in the range where a clear transmittance difference is obtained, such as the range of the transmittance difference of 0.15 or more, there is a large variation in the contrast for each transmittance difference, so no clear correlation was found between the transmittance difference and the contrast.
図6は、各試験例の吸光度差とコントラストとの関係を示す。図6が示すように、(i)吸光度差が大きいほど、コントラストが高まることが認められた。特に、吸光度差が0.6以上である場合、吸光度差が0.6未満である場合と比べて、コントラストが急峻に高まることが認められた。また、吸光度差が0.8以上である場合、さらに高いコントラストを得られることが認められた。 Figure 6 shows the relationship between the absorbance difference and the contrast for each test example. As shown in Figure 6, (i) it was observed that the greater the absorbance difference, the higher the contrast. In particular, when the absorbance difference was 0.6 or more, it was observed that the contrast increased sharply compared to when the absorbance difference was less than 0.6. Furthermore, it was observed that when the absorbance difference was 0.8 or more, an even higher contrast could be obtained.
一方、吸光度差が大きいほど、吸光度差の変化に対するコントラストの変化が大きい。他方、吸光度差が小さいほど、吸光度差の変化に対するコントラストの変化が小さい。(i)吸光度差が1.3以下である場合、調光装置10のなかの吸光度差の変化に対するコントラストの変化が抑えられて、コントラストのばらつきが急峻に変化することを抑えられることが認められた。
On the other hand, the larger the absorbance difference, the larger the change in contrast in response to a change in the absorbance difference. On the other hand, the smaller the absorbance difference, the smaller the change in contrast in response to a change in the absorbance difference. (i) It was found that when the absorbance difference is 1.3 or less, the change in contrast in response to a change in the absorbance difference in the
なお、吸光度差が0.8以上1.2以下である場合、さらに高いコントラストが得られると共に、調光装置10のなかの吸光度差の変化に対するコントラストの変化が抑えられることの実効性が高まることが認められた。 It has been found that when the absorbance difference is 0.8 or more and 1.2 or less, an even higher contrast can be obtained, and the effectiveness of suppressing the change in contrast in response to the change in absorbance difference within the dimmer 10 is improved.
また、調光装置10の吸光度差が大きいほど、調光装置10の不透明時における全光線透過率が小さいことが認められた。そして、吸光度差が0.6以上であり、かつ調光装置10の暗状態である不透明時の全光線透過率が7%以下である場合、吸光度差が0.6以上の範囲のなかで、より高いコントラストが得られることが認められた。 It was also found that the greater the absorbance difference of the dimmer 10, the smaller the total light transmittance of the dimmer 10 when it is opaque. And, when the absorbance difference is 0.6 or more and the total light transmittance of the dimmer 10 when it is opaque, which is its dark state, is 7% or less, it was found that a higher contrast can be obtained within the range of absorbance difference of 0.6 or more.
図7は、試験例1における(ii)吸光度比とコントラストとの関係を示す。図8は、試験例2における(ii)吸光度比とコントラストとの関係を示す。
図7が示すように、試験例1において、(ii)吸光度比が大きいほど、コントラストが高まることが認められた。特に、吸光度比が2.1以上である場合、吸光度比が2.1未満である場合と比べて、コントラストが急峻に高まることが認められた。吸光度比が2.1未満におけるコントラストの変化率よりも吸光度比が2.1以上におけるコントラストの変化率が大きい。すなわち、二色性色素DPの濃度である2.5質量%によって吸光度比を規格化した値が、0.8以上(2.1/2.5=0.84)であることによって、コントラストが急峻に高まることが認められた。また、吸光度比が2.1以上である場合、4以上の高いコントラストを得られることが認められた。
7 shows the relationship between the absorbance ratio and the contrast (ii) in Test Example 1. FIG. 8 shows the relationship between the absorbance ratio and the contrast (ii) in Test Example 2.
As shown in FIG. 7, in Test Example 1, (ii) it was confirmed that the larger the absorbance ratio, the higher the contrast. In particular, when the absorbance ratio is 2.1 or more, it was confirmed that the contrast increases sharply compared to when the absorbance ratio is less than 2.1. The rate of change in contrast when the absorbance ratio is 2.1 or more is greater than the rate of change in contrast when the absorbance ratio is less than 2.1. That is, it was confirmed that the contrast increases sharply when the value of the absorbance ratio normalized by 2.5 mass % which is the concentration of the dichroic dye DP is 0.8 or more (2.1/2.5=0.84). It was also confirmed that when the absorbance ratio is 2.1 or more, a high contrast of 4 or more can be obtained.
図8が示すように、試験例2において、(ii)吸光度比が大きいほど、コントラストが高まることが認められた。特に、吸光度比が3.3以上である場合、吸光度比が3.3未満である場合と比べて、コントラストが急峻に高まることが認められた。吸光度比が3.3未満におけるコントラストの変化率よりも吸光度比が3.3以上におけるコントラストの変化率が大きい。すなわち、二色性色素DPの濃度である4質量%によって吸光度比を規格化した値が、0.8以上(3.3/4=0.83)であることによって、コントラストが急峻に高まることが認められた。なお、吸光度比が3.3以上である場合、3以上の高いコントラストを得られることが認められた。 As shown in FIG. 8, in Test Example 2, (ii) the greater the absorbance ratio, the higher the contrast. In particular, when the absorbance ratio is 3.3 or more, the contrast increases sharply compared to when the absorbance ratio is less than 3.3. The rate of change in contrast when the absorbance ratio is 3.3 or more is greater than the rate of change in contrast when the absorbance ratio is less than 3.3. In other words, when the absorbance ratio is normalized by the concentration of the dichroic dye DP, which is 4% by mass, it is 0.8 or more (3.3/4=0.83), the contrast increases sharply. It is noted that when the absorbance ratio is 3.3 or more, a high contrast of 3 or more can be obtained.
図9は、試験例1の調光層21における厚さと、試験例1の調光装置10における透明時の(iii)吸光度と、の関係を示す。図9が示すように、試験例1において、調光層21の厚さが厚いほど、(iii)吸光度が大きいことが認められた。特に、調光層21の厚さが10μm以上20μm以下である場合、(iii)吸光度が0.33以上1.1以下の範囲であって、調光層21の厚さが厚いほど吸光度が高いように、正の比例関係を有することが認められた。すなわち、(iii)吸光度が0.33以上1.1以下である場合、単位厚さあたりの二色性色素DPがおよそ一定量で安定していることが認められた。
Figure 9 shows the relationship between the thickness of the
一方、調光層21の厚さが20μmを上回る範囲、すなわち(iii)吸光度が1.1を上回る場合、0.33以上1.1以下の範囲における比例関係の外挿値よりも低い吸光度が認められた。また、調光層21の厚さが10μmを下回る範囲、すなわち(iii)吸光度が0.33を下回る場合、これもまた0.33以上1.1以下の範囲における比例関係の外挿値よりも低い吸光度が認められた。
On the other hand, when the thickness of the
図10は、(iii)吸光度とコントラストとの関係を示す。図10が示すように、試験例1において、(iii)吸光度が高いほど、コントラストが大きいことが認められた。特に、(iii)吸光度が0.33以上1.1以下である場合、コントラストが2.5以上5.5以下の範囲で高められることが認められた。また、(iii)吸光度が0.33以上1.1以下である場合、吸光度が1.1を上回る場合と比べて、コントラストのばらつきが抑えられていることも認められた。 Figure 10 shows the relationship between absorbance and contrast (iii). As shown in Figure 10, in Test Example 1, (iii) it was observed that the higher the absorbance, the greater the contrast. In particular, (iii) it was observed that when the absorbance was 0.33 or more and 1.1 or less, the contrast was increased in the range of 2.5 or more and 5.5 or less. It was also observed that (iii) when the absorbance was 0.33 or more and 1.1 or less, the variation in contrast was suppressed compared to when the absorbance exceeded 1.1.
なお、(iii)吸光度が1.1を上回る場合、コントラストの急峻な増大が認められるが、コントラストのばらつきもまた、コントラストそのものに追従するように増大することが認められた。コントラストのばらつきをさらに抑えることが要求される場合、(iii)吸光度が0.8以下であることが好ましいことも認められた。 In addition, (iii) when the absorbance exceeds 1.1, a steep increase in contrast is observed, but it has been found that the contrast variation also increases in accordance with the contrast itself. In cases where it is required to further suppress the contrast variation, it has also been found that (iii) an absorbance of 0.8 or less is preferable.
以上、上記実施形態によれば、以下に記載の効果を得られる。
(1-1)調光装置10の吸光度差が0.6以上である場合、調光装置10のコントラストが高まる。
As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1-1) When the absorbance difference of the
(1-2)調光装置10の吸光度差が0.6以上1.3以下である場合、調光装置10のコントラストが高まると共に、調光装置10におけるコントラストのばらつきが抑えられる。 (1-2) When the absorbance difference of the dimmer 10 is 0.6 or more and 1.3 or less, the contrast of the dimmer 10 is increased and the contrast variation in the dimmer 10 is suppressed.
(1-3)調光装置10の吸光度差が0.8以上1.2以下である場合、(1-2)に準じた効果を得ることの実効性が高まる。
(1-4)調光装置10の暗状態である不透明時の全光線透過率が7%以下である場合、調光装置10の暗状態における明るさが抑えられ、これによりコントラストを高めることの実効性が高まる。
(1-3) When the absorbance difference of the light-adjusting
(1-4) When the total light transmittance of the
(2-1)調光装置10の吸光度比が2.1以上である場合、調光装置10のコントラストが高まる。
(2-2)調光装置10の吸光度比が3.3以上である場合、調光装置10のコントラストが高まることの実効性が高まる。
(2-1) When the absorbance ratio of the
(2-2) When the absorbance ratio of the
(2-3)調光装置10のコントラストが4以上である場合、調光装置10のコントラストが高まると共に、調光装置10におけるコントラストのばらつきが抑えられる。
(3-1)調光装置10の透明時における吸光度が0.33以上1.1以下である場合、調光装置10のコントラストが高められると共に、コントラストのばらつきが抑えられる。
(2-3) When the contrast of the
(3-1) When the absorbance of the
(3-2)調光装置10の透明時における吸光度が0.8以下である場合、(3-1)に準じた効果の実効性がさらに高まる。
(3-3)二色性色素DPを含有する調光装置10は、二色性色素DPの吸光によって透明時にも有色を呈する。仮に、調光装置10の透明性が透過率によって評価される場合、所定範囲の透過率が示す良好な透明性は、二色性色素DPの吸光不足による透明性か、あるいは二色性色素DPの正常な吸光下における良好な透明性かを不明確とする。換言すると、評価に透過率を用いる場合、様々な種類の透過率(直線、散乱、立体角)の指標が存在し、観察角度によっても透過率は異なる。よって、透過率は透明度(透明時の黒さ)を示す統一的な指標とはなっていなかった。すなわち、二色性色素DPを含有した調光装置10を全光線透過率によって評価する方法は、調光装置10の利用者に、調光層21における二色性色素DPの状態を的確に把握させるとはいえない。この点、調光装置10の透明時における二色性色素DPの光吸収特性に起因した吸光度が所定範囲であるか否かの評価は、調光装置10の利用者に、調光層21における二色性色素DPの状態を的確に把握させることができる。
(3-2) When the light-adjusting
(3-3) The dichroic dye DP-containing
DP…二色性色素
LCM…液晶化合物
10…調光装置
11…調光シート
11UN1…第1調光ユニット
11UN2…第2調光ユニット
21…調光層
21D…空隙
21L…透明高分子層
21LC…液晶組成物
21P…透明高分子層
22…第1配向層
23…第2配向層
24…第1透明電極層
25…第2透明電極層
26…第1透明基材
27…第2透明基材
DP...dichroic dye LCM...
Claims (6)
液晶化合物と二色性色素とを含有し、かつ前記空隙を埋める液晶組成物と、を備え、
透明な状態から不透明な状態に可逆的に変わる調光装置であって、
前記調光装置における前記不透明時の吸光度から前記調光装置における前記透明時の吸光度を差し引いた値である吸光度差が0.6以上である
ことを特徴とする調光装置。 A transparent polymer layer having voids;
a liquid crystal composition that contains a liquid crystal compound and a dichroic dye and fills the gaps;
A light control device that reversibly changes from a transparent state to an opaque state,
A light control device, characterized in that an absorbance difference, which is a value obtained by subtracting the absorbance of said light control device in said transparent state from the absorbance of said light control device in said opaque state, is 0.6 or more.
請求項1に記載の調光装置。 The light control device according to claim 1 , wherein the absorbance difference is 1.3 or less.
請求項1に記載の調光装置。 The light control device according to claim 1 , wherein the absorbance difference is equal to or greater than 0.8 and equal to or less than 1.2.
請求項1から3のいずれか一項に記載の調光装置。 The light control device according to claim 1 , wherein the light control device has a total light transmittance of 7% or less in the opaque state.
前記調光シートが、前記透明高分子層と、前記液晶組成物と、を備える
請求項1から3のいずれか一項に記載の調光装置。 The light control device includes one light control sheet,
The light control device according to claim 1 , wherein the light control sheet comprises the transparent polymer layer and the liquid crystal composition.
前記各調光シートが、それぞれ前記透明高分子層と、前記液晶組成物と、を備える
請求項1から3のいずれか一項に記載の調光装置。 The light control device includes a plurality of light control sheets,
The light control device according to claim 1 , wherein each of the light control sheets comprises the transparent polymer layer and the liquid crystal composition.
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2023064483A JP2024151249A (en) | 2023-04-11 | 2023-04-11 | Light control device |
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2023
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