專利名稱：調(diào)光體和夾層玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有液晶物質(zhì)的調(diào)光體和具有該調(diào)光體的夾層玻璃，特別是涉及可以控制視野的調(diào)光體和具有該調(diào)光體的夾層玻璃。
背景技術(shù)：
以往，作為具有任意調(diào)節(jié)調(diào)光體等的透射率的調(diào)光功能的元件(以下，稱作“調(diào)光元件”)，已知有電致變色元件(以下，稱作“EC元件”)。該EC元件由隨著氧化鎢、普魯士藍等電化學(xué)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的光譜變化的材料等構(gòu)成，通過吸收進行光透光量的控制，但是EC元件是電流驅(qū)動型，所以在大面積化的情況下，產(chǎn)生較大的電壓下降，且響應(yīng)速度顯著降低，在長時間通電時會由構(gòu)成材料的電化學(xué)變化等引起惡化，無法適用于需要耐久性的調(diào)光體等。
因此，近年來，電壓驅(qū)動型調(diào)光元件代替上述的電流驅(qū)動型EC元件，且將其應(yīng)用于調(diào)光體中。例如，作為這種電壓驅(qū)動型的調(diào)光元件，已知曲線排列相的向列型(NCAPNematic Curviliner AlignedPhase)液晶調(diào)光體，這種向列型液晶調(diào)光體由液晶物質(zhì)構(gòu)成，耐久性優(yōu)異而且容易大面積化(例如，特表昭58-501631號公報)。
通常，這種調(diào)光體由將液晶封入多個空穴的具有調(diào)光功能的液晶層和將該液晶層夾在中間的一對PET薄膜構(gòu)成，將透明導(dǎo)電膜配置在各PET薄膜的相向面以使其粘附到該液晶層上，通過這一對透明導(dǎo)電膜對液晶層施加電壓。而且，液晶層由具有多個空穴的透明聚合物薄膜構(gòu)成，通過在各個這些空穴中封入結(jié)晶而形成液晶囊(liquidcrystal capsule)。
該調(diào)光體在未施加電壓時，液晶分子沿著液晶囊的壁的曲面排列，也就是，不是沿著透過液晶囊的透過光的行進方向排列，所以使該透過光的光路彎曲，使入射光在液晶囊和聚合物薄膜的邊界層中散射，使液晶層成為乳白色。另一方面，施加電壓時，液晶分子沿著產(chǎn)生的電場方向排列，此時，由聚合物薄膜的折射率np與液晶分子的常光線折射率no一致的材料構(gòu)成液晶層，由此成為液晶囊和聚合物薄膜的邊界層并非光學(xué)存在的狀態(tài)，并可以使入射到液晶層的透過光不受阻礙地透過，由此液晶層變得透明。
基于以上的原理，該調(diào)光體具有如下視野控制功能在未施加電壓時，由于入射光的散射而阻斷視野，在施加電壓時，由于入射光以不受阻擋的狀態(tài)透過而確保視野。
該調(diào)光體通過上述的視野控制功能，以被單獨或多個板狀玻璃夾住的夾層玻璃的形態(tài)，適用于分區(qū)(partition)，近年來，調(diào)光體作為屏幕的實例正在增加。
作為將該調(diào)光體用作屏幕的例子，包括在內(nèi)側(cè)配設(shè)背面投影的顯示窗等，該調(diào)光體由于向液晶層施加電壓成為透明時，使該顯示窗的內(nèi)側(cè)所展示的商品為可視狀態(tài)，由于未向液晶層施加電壓則成為乳白色(非透明)時，由配設(shè)在顯示窗內(nèi)側(cè)的背面投影儀顯示出投射到該窗口中的商品的宣傳圖像等。
這里，將少量殘留在透明時的調(diào)光體的散射程度稱作濁度(haze)，但是在被應(yīng)用于上述顯示窗時，要求透明時的低濁度化。此外，由于顯示窗的開口面積較大，所以在要求透明時的低濁度化的同時，還要求濁度的視角依賴性較小。
另外，該調(diào)光體由于作為顯示出從背面投影等投影的影像的屏幕的功能，所以在非透明時，需要降低透射率的波長依賴性。
而且，還已知通過使用雙折射率(以下，稱作“Δn”)較低的液晶，可以用正弦波電源來降低透明時的濁度的視角依賴性(例如，特開平3-116019號公報)。
然而，在調(diào)光體中，即使可以通過使用上述雙折射率Δn較低的液晶來降低透明時的濁度的視角依賴性，但是在非透明時，無法降低透射率的波長依賴性，例如，具有波長較長的光優(yōu)先通過、且屏幕略帶有紅色的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可以降低未施加電壓時的透射率的波長依賴性的調(diào)光體和夾層玻璃。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第1方案，提供一種調(diào)光體，其包括液晶層其具有多個空穴且在各個所述空穴中封入有液晶材料、一對基板該一對基板之間夾有所述液晶層，且至少一個基板是透明的、以及透明導(dǎo)電薄膜其被配設(shè)在各個所述基板的相向面，其中將入射到前述調(diào)光體的入射光在預(yù)定波長區(qū)域中的透射率的變化量設(shè)定在預(yù)定范圍以內(nèi)。
在本發(fā)明的第1方案中，上述調(diào)光體優(yōu)選為，在前述預(yù)定波長區(qū)域中的透射率的變化量是在380nm到780nm的波長區(qū)域中的最大透射率和最小透射率的差，該差在3％以內(nèi)。
在本發(fā)明的第1方案中，上述調(diào)光體優(yōu)選為前述液晶材料的雙折射率Δn為0.12或以上且與前述空穴體積相同的圓球體的直徑D1和前述雙折射率Δn之積在0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第2方案，提供一種夾層玻璃，其具有調(diào)光體，所述調(diào)光體包括具有多個空穴且在各個所述空穴中封入有液晶材料的液晶層、將前述液晶層夾在中間且至少一側(cè)是透明的一對基板以及配設(shè)在各個所述基板的相向面上的透明導(dǎo)電膜，其中入射光的預(yù)定波長區(qū)域中的透射率的變化量被設(shè)定在預(yù)定范圍以內(nèi)。
在本發(fā)明的第2方案中，優(yōu)選的是，上述夾層玻璃在前述預(yù)定波長區(qū)域中的透射率的變化量是在380nm到780nm的波長區(qū)域中的最大透射率和最小透射率的差，該差在3％以內(nèi)。
在本發(fā)明的第2方案中，上述夾層玻璃優(yōu)選為前述液晶材料的雙折射率Δn為0.12或以上、且與前述空穴體積相同的圓球體的直徑D1和前述雙折射率Δn之積為0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍。


圖1是本發(fā)明的實施方案的調(diào)光體的剖面圖。
圖2是圖1的調(diào)光體100的制造方法的流程圖。
圖3是表示調(diào)光體所呈現(xiàn)的在380nm～800nm的波長區(qū)域中的透射率的圖表。
圖4是表示調(diào)光體所呈現(xiàn)的在-50deg～50deg的各散射角度的透射率與法線方向(0deg)的透射率的關(guān)系的圖表。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方案所涉及的調(diào)光體進行說明。
首先，對本發(fā)明的調(diào)光體在非透明時，降低透射率的波長依賴性和透射率的散射角依賴性的方法進行詳細描述。
首先，透射率的散射角依賴性是通過以下方法降低的。
對于非透明時的調(diào)光體來說，液晶的雙折射率Δn越大，較大的散射角的透射率與入射光的平行方向(法線方向)的透射率的差有變小的傾向。
因此，為了降低透射率的散射角依賴性，必須將雙折射率Δn設(shè)定在一定值或以上，這時，如果使該雙折射率Δn為0.12或以上，可以將透射率的散射角依賴性降低到足夠程度以確保屏幕的功能。
因此，可以使雙折射率Δn為0.12或以上以降低調(diào)光體中的透射率的散射角依賴性。
另外，透射率的波長依賴性通過以下方法降低。
對非透明時的調(diào)光體來說，與封入液晶的液晶囊體積相同的圓球體的直徑(以下，稱作“圓球換算直徑”)D1的大小越大，則入射光越難以衍射。其結(jié)果是，圓球換算直徑D1越大，入射光越難以透過調(diào)光體。
因此，為了降低調(diào)光體中的透射率的波長依賴性，需要將圓球換算直徑D1設(shè)定為一定值或以上，例如，將可視光區(qū)域的透射率變化量控制在預(yù)定范圍內(nèi)，防止波長長的光優(yōu)先透過。所述的透射率的變化量是指在預(yù)定波長區(qū)域中的最大透射率與最小透射率的差，通常，如果波長變大，則透射率也變大，所以在380nm～780nm的區(qū)域中的透射率的變化量是780nm的透射率與380nm的透射率的差。
具體地，如果圓球換算直徑D1為1.5μm或以上，則可以在380nm～780nm的可視光區(qū)域中確保透射率的變化量在3％以內(nèi)，從而可以降低透射率的波長依賴性。
此外，圓球換算直徑D1與雙折射率Δn相關(guān)，為了使雙折射率Δn變小，必須增大圓球換算直徑D1的設(shè)定值，具體地，在雙折射率Δn為0.16時，圓球換算直徑D1被設(shè)定在1.5μm～2.0μm之間，相對于此，在雙折射率Δn為0.12時，圓球換算直徑D1必須設(shè)定在2.0μm～2.7μm之間。
因此，為了降低透射率的波長依賴性，必須將圓球換算直徑D1和雙折射率Δn之積設(shè)定為0.24μm～0.32μm，由此，將透射率的波長依賴性降低到足夠的程度以確保屏幕的功能。
因此，為了降低調(diào)光體中的透射率的波長依賴性，可以將圓球換算直徑D1和雙折射率Δn之積設(shè)定為0.24μm～0.32μm。
圖1是本發(fā)明的實施方案的調(diào)光體的剖面圖。
在圖1中，調(diào)光體100包括具有多個空穴且由膠乳形成的透明的聚合物薄膜101、液晶層104、將液晶層104夾在中間的一對PET薄膜105a、105b和配設(shè)在這一對PET薄膜105a、105b的各自的相向面的透明導(dǎo)電薄膜106a、106b，其中所述液晶層104是通過在上述各空穴中封入向列型液晶的棒狀分子102所形成的液晶囊103而形成的，其中在調(diào)光體100中，一對透明導(dǎo)電薄膜106a、106b向液晶層104施加電壓。
在該調(diào)光體100中，未對液晶層104施加電壓時，向列型液晶的棒狀分子102沿著液晶囊103的壁的曲面排列，也就是，不是沿著透過液晶囊103的透過光的行進方向排列，所以使透過光的光路彎曲，在液晶囊103和聚合物薄膜101的邊界層，使入射光散射，并使液晶層104成為乳白色。另一方面，在該調(diào)光體100中，向液晶層104施加電壓時，向列型液晶的棒狀分子102沿著產(chǎn)生的電場方向排列，此時，由于用聚合物薄膜101的折射率np與向列型液晶的棒狀分子102的常光折射率no一致的材料構(gòu)成液晶層104，因此可以成為液晶囊103和聚合物薄膜101的邊界層非光學(xué)存在的狀態(tài)，入射到液晶層104的透過光可以不被阻擋地透過，由此使液晶層104透明。
基于以上原理，該調(diào)光體100具有如下視野控制功能在未施加電壓時會由于入射光的散射阻斷視野，施加電壓時入射光以不被阻擋的狀態(tài)透過從而確保視野。
而且，在上述調(diào)光體100中，向列型液晶的雙折射率Δn為0.12或以上，另外，液晶囊103的圓球換算直徑D1與向列型液晶的雙折射率Δn之積為0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍。
接著，對調(diào)光體100的制造方法進行說明。
圖2是圖1的調(diào)光體100的制造方法的流程圖。
在圖2中，首先，在厚度為175μm的PET薄膜105a、105b中，在其一面上形成由ITO膜形成的透明導(dǎo)電膜106a、106b(步驟S20)。
然后，混合向列型液晶和水相來制造乳液，將所制造的該乳液添加到膠乳中，或者將向列型液晶和膠乳直接混合來制造乳液。此時，為了形成穩(wěn)定的液晶粒子，優(yōu)選在乳液中添加表面活性劑。另外，向列型液晶與水相或與膠乳的混合通過攪拌機、膠體研磨機等混合器進行(步驟S21)。根據(jù)該混合器的轉(zhuǎn)數(shù)可以將液晶囊103的圓球換算直徑(D1)控制到所期望的值，此時，圓球換算直徑D1被設(shè)定為2.0μm，圓球換算直徑D1為2.0μm時，向列型液晶的雙折射率Δn可以選取0.12～0.16的值。
此外，添加用于將制造的乳液中的膠乳交聯(lián)的交聯(lián)劑來形成介質(zhì)(步驟S22)。該交聯(lián)劑的量與膠乳的固態(tài)成分量相對應(yīng)，可以將相當于該固態(tài)成分量的膠乳的總量設(shè)定為可交聯(lián)的量。
然后，通過刮刀片或其它適當?shù)姆椒▽⑿纬傻慕橘|(zhì)涂布到透明導(dǎo)電膜106a上，使涂布的介質(zhì)干燥，從而通過交聯(lián)劑使膠乳進行交聯(lián)并形成該液晶層104(步驟S23)。
然后，貼合PET薄膜105b以使透明導(dǎo)電膜106b與所形成的液晶層104相接觸(步驟S24)，從而完成本處理。
根據(jù)本實施方案，向列型液晶的雙折射率Δn為0.12或以上，而且，液晶囊103的圓球換算直徑D1和向列型液晶的雙折射率Δn之積為0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍，所以在非透明時，可以將透射率的波長依賴性和透射率的散射角依賴性較低到足夠程度，以確保使用調(diào)光體100的屏幕的功能。
本實施方案的調(diào)光體100的液晶不僅是上述的向列型液晶，還可以是膽甾型液晶或碟狀液晶。
在本實施方案的調(diào)光體100中，可以使用在表面形成ITO膜和錫氧化物(SnO2)膜的玻璃板和塑料薄膜等代替PET薄膜。
本實施方案的調(diào)光體100中的聚合物薄膜是其折射率n和向列型液晶分子的常光折射率no一致的材料，只要是可以將向列型液晶保持成多個囊狀，就不論其種類是無機還是有機的，均可以使用。
另外，上述調(diào)光體100也可以用多個平板玻璃夾住，以夾層玻璃的形態(tài)使用，毫無疑問的是，在這種情況下，也可以起到上述效果。
接著，具體說明本發(fā)明的實施例。
實施例在液晶ZLI-1840(Merck公司制造，Δn＝0.143)中添加0.5wt％的表面活性劑IGEPAL CO-610(GAF公司制造)，在含有40重量％的膠乳粒子的Neorez R-967(AstraZeneca公司制造)中加入添加了該表面活性劑的液晶以使液晶比例達到0.62后，使用勻化器在10000轉(zhuǎn)下，攪拌10分鐘，得到乳液。接著，一邊緩慢混合該乳液，一邊以相對乳液為3重量％的比例添加交聯(lián)劑CX-100(AstraZeneca公司制造)。然后，使用刮刀片將添加交聯(lián)劑的乳液涂布到帶有ITO膜的PET薄膜上，并干燥。
然后，在涂布的膠乳干燥后，將該乳液再與一塊帶有ITO膜的PET薄膜貼合，制得調(diào)光體。該調(diào)光體中的液晶層的厚度為20μm。
另外，在上述調(diào)光體中，液晶囊的圓球換算直徑D1為2.0μm，D1*Δn＝0.286μm。
然后，使用該調(diào)光體，通過瞬間多相測光系統(tǒng)MCPD-1000(28C)(大 電子株式會社制造)測定上述調(diào)光體的非透明時的在380nm～800nm的波長區(qū)域中的透射率，將其結(jié)果以虛線記載在后述圖3的圖表中。
另外，測定-50deg～50deg的各散射角度的透射率，相對于法線方向(0deg)的透射率將各散射角度下的透射率的比(以下，稱作“散射透射率比”)以虛線記載在后述圖4的圖表中。
比較例通過與上述實施例的調(diào)光體相同的制造方法制得調(diào)光體。但是，將勻化器的轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定為與實施例的轉(zhuǎn)數(shù)不同的轉(zhuǎn)數(shù)。在制得的調(diào)光體中，液晶囊的圓球換算直徑D1為1.0μm，D1*Δn＝0.143。
使用該調(diào)光體與上述實施例同樣地測定380nm～800nm的波長區(qū)域的透射率，將其結(jié)果以實線記載在后述圖3的圖表中。另外，測定-50deg～50deg的各散射角度的透射率，將散射透射率比以實線記載在后述圖4的圖表中。
圖3是表示調(diào)光體所呈現(xiàn)的在380nm～800nm的波長區(qū)域中的透射率的圖表。
在圖3中，橫軸是入射光的波長，縱軸是各波長下的透射率。
從圖3的圖表可以確認，比較例的調(diào)光體在長波長區(qū)域的透射率上升，特別是在波長為800nm或以上時，透射率超過8％，波長為380nm的透射率和波長為800nm的透射率的變化量也大致為8％，所以在將比較例的調(diào)光體作為屏幕使用時，該屏幕略帶有紅色，另一方面，實施例的調(diào)光體在長波長區(qū)域、特別是380nm～780nm的波長區(qū)域的透射率沒有急劇上升，透射率的變化量即作為最大透射率的780nm下的透射率與作為最小透射率的380nm下的透射率的差被控制在3％的范圍內(nèi)，所以將透射率的變化量控制在沒有實用問題的范圍內(nèi)，透射率的波長依賴性被降低。也就是，可以知道使用實施例的調(diào)光體的屏幕并不略帶有紅色，由此，實施例的調(diào)光體適用于屏幕用途。
圖4是表示調(diào)光體顯現(xiàn)的在-50deg～50deg的各散射角度的透射率和法線方向(0deg)的透射率的關(guān)系的圖表。
在圖4中，橫軸是散射光的散射角度，縱軸是散射透射率比。
根據(jù)圖4的圖表，可以確認實施例的調(diào)光體的散射透射率比的值在-50deg～50deg的散射角的范圍內(nèi)超過比較例的調(diào)光體的散射透射率比的值，透射率的散射角依賴性被降低。也就是，可以知道使用了實施例的調(diào)光體的屏幕在從背面投影等光源投影影像時，可以防止在屏幕的端部產(chǎn)生影像紊亂。
如以上所述的詳細說明，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)光體和夾層玻璃，由于將入射到調(diào)光體的入射光在預(yù)定波長區(qū)域的透射率的變化量設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)，所以可以降低非透明時的透射率的波長依賴性，在屏幕中使用該調(diào)光體時，長波長的光優(yōu)先透過，從而可以防止屏幕略帶紅色，進一步使該調(diào)光體適用于屏幕。
根據(jù)本發(fā)明的調(diào)光體和夾層玻璃，上述一定的波長區(qū)域的透射率的變化量是在380nm～780nm的波長區(qū)域中的最大透射率和最小透射率的差，該差在3％以內(nèi)，所以在占據(jù)入射光的波長區(qū)域的大部分的380nm～780nm的波長區(qū)域中，可以將透射率的變化量控制在實用上沒有問題的范圍內(nèi)，進而可以使該調(diào)光體更加適用于屏幕。
根據(jù)本發(fā)明的調(diào)光體和夾層玻璃，液晶材料的雙折射率Δn為0.12或以上、且與空穴體積相同的圓球體的直徑D1和雙折射率Δn之積在0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍內(nèi)，所以可以確實地降低非透明時的透射率的波長依賴性，同時可以降低透射率的散射角依賴性，在屏幕中使用該調(diào)光體時，長波長的光優(yōu)先透過，從而確實可以防止屏幕帶紅色，且可以防止屏幕端部的影像模糊，進而使該調(diào)光體更適用于屏幕。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)光體，其包括液晶層其具有多個空穴且在各個所述空穴中封入有液晶材料；一對基板該一對基板之間夾有所述液晶層，且至少一個基板是透明的；以及透明導(dǎo)電薄膜其被配設(shè)在各個所述基板的相向面，其中入射到所述調(diào)光體的入射光在預(yù)定波長區(qū)域中的透射率的變化量被設(shè)定在預(yù)定范圍以內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的調(diào)光體，其中所述預(yù)定波長區(qū)域的透射率的變化量是在380nm～780nm的波長區(qū)域中的最大透射率和最小透射率的差，該差在3％以內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所記載的調(diào)光體，其中所述液晶材料的雙折射率Δn為0.12或以上，且與所述空穴體積相同的圓球體的直徑D1和雙折射率Δn之積在0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍內(nèi)。
4.一種夾層玻璃，其具有調(diào)光體，該調(diào)光體包括液晶層其具有多個空穴且在各個所述空穴中封入有液晶材料；一對基板該一對基板之間夾有所述液晶層，且至少一個基板是透明的；以及透明導(dǎo)電薄膜其被配設(shè)在各個所述基板的相向面，其中入射光在預(yù)定波長區(qū)域的透射率的變化量被設(shè)定在預(yù)定范圍以內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所記載的夾層玻璃，其中所述預(yù)定波長區(qū)域的透射率的變化量是在380nm～780nm的波長區(qū)域中的最大透射率和最小透射率的差，該差在3％以內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所記載的夾層玻璃，其中所述液晶材料的雙折射率Δn為0.12或以上，且與所述空穴體積相同的圓球體的直徑D1和雙折射率Δn之積在0.24μm≤D1*Δn≤0.32μm的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供可以降低施加電壓時的透射率的波長依賴性的調(diào)光體以及具有該調(diào)光體的夾層玻璃。調(diào)光體(100)包括單層的液晶層(104)、在中間具有液晶層(104)的一對透明導(dǎo)電薄膜(106a、106b)和分別粘合在所述一對透明導(dǎo)電膜的外面的一對PET薄膜(105a、105b)；液晶層(104)具備具有多個空穴且由膠乳形成的透明聚合物薄膜(101)，通過向各個所述空穴封入向列型液晶的棒狀分子(102)而形成液晶囊(103)，在調(diào)光體(100)為非透明時，在380nm～780nm的波長區(qū)域中，透射率沒有急劇地上升，該波長區(qū)域的最大透射率和最小透射率的差在3％的范圍內(nèi)。
文檔編號G02F1/1334GK1764866SQ20038011026
公開日2006年4月26日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月21日
發(fā)明者矢野祐一 申請人:日本板硝子株式會社