CN120936936A - 调光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的调光装置具备:透明高分子层,其具有空隙;和液晶组合物,其含有液晶化合物和二色性色素,并且填埋所述空隙,所述调光装置从透明的状态可逆地变为不透明的状态。调光装置在透明时的吸光度为0.33以上且1.1以下。透明时的吸光度还可以为0.8以下。
Description
技术领域
本公开涉及从透明可逆地变为不透明的调光装置。
背景技术
正向型的调光片材具备含有液晶化合物的调光层。输入至调光片材的驱动信号以使液晶化合物的长轴方向一致的方式在调光层形成电场。由此,正向型的调光片材从驱动时的透明可逆地变为非驱动时的不透明。
反向型的调光片材具备含有液晶化合物的调光层和对液晶化合物施加取向限制力的取向层。取向限制力的一例是:在调光片材的非驱动时,以液晶化合物的长轴方向与取向层的面方向大致正交的方式限制液晶化合物的取向。输入至调光片材的驱动信号以液晶化合物的长轴方向与取向层的面方向大致平行的方式形成对抗取向限制力的电场。由此,反向型的调光片材从非驱动时的透明可逆地变为驱动时的不透明(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-194654号公报
发明内容
发明所要解决的课题
具备透明高分子层和分散在透明高分子层中的液晶组合物的粒状体的调光片材通过透明高分子层与粒状体的折射率差引起的散射而实现不透明。在粒状体中添加二色性色素时,在实现非驱动时的无色透明的同时,对驱动时的不透明赋予有色。
另一方面,对于在液晶组合物中含有二色性色素的调光片材,无论是正向型还是反向型,都产生了新的需求,也就是抑制调光装置的对比度、即透明与不透明之间的透光率的差异在调光片材的面内产生偏差。
用于解决课题的手段
调光装置的一个方式是一种调光装置,其具备:透明高分子层,其具有空隙;和液晶组合物,其含有液晶化合物和二色性色素,并且填埋所述空隙,所述调光装置从透明的状态可逆地变为不透明的状态,其中,所述调光装置在所述透明时的吸光度为0.33以上且1.1以下。
调光装置的一个方式是一种调光装置,其具备:透明高分子层,其具有空隙;和液晶组合物,其含有液晶化合物和二色性色素,并且填埋所述空隙,所述调光装置从透明的状态可逆地变为不透明的状态,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度减去所述调光装置在所述透明时的吸光度而得到的值即吸光度差为0.6以上。
调光装置的一个方式是一种调光装置,其具备:透明高分子层,其具有空隙;和液晶组合物,其含有液晶化合物和二色性色素,并且填埋所述空隙,所述调光装置从透明的状态可逆地变为不透明的状态,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度相对于所述调光装置在所述透明时的吸光度之比即吸光度比为2.1以上。
发明效果
本公开的调光装置能够抑制对比度的偏差。
附图说明
图1是表示第一例的调光装置的层结构的剖视图。
图2是表示第二例的调光装置的层结构的剖视图。
图3是表示调光片材的层结构的剖视图。
图4是表示调光片材的层结构的剖视图。
图5是表示试验例1的透射率差与对比度的关系的曲线图。
图6是表示试验例1的吸光度差与对比度的关系的曲线图。
图7是表示试验例1的吸光度比与对比度的关系的曲线图。
图8是表示试验例2的吸光度比与对比度的关系的曲线图。
图9是表示试验例1的调光层的厚度与调光层在透明时的吸光度的关系的曲线图。
图10是表示试验例1的调光层在透明时的吸光度与对比度的关系的曲线图。
具体实施方式
参照图1至图10,对调光装置的一个实施方式进行说明。
构成调光装置10的调光片材可以安装于车辆及飞机等移动体所具备的窗中。调光片材也可以安装于住宅、车站、机场等的各种建筑物所具备的窗、设置于办公室的隔断、设置于店铺的橱窗、以及投影影像的屏幕等中。调光片材的形状可以是平面状,也可以是曲面状。
调光片材从透明可逆地变为不透明。调光片材的样式可以是因驱动信号的输入而从不透明变为透明的正向型,也可以是因驱动信号的输入而从透明变为不透明的反向型。调光装置10具备一个以上的调光片材。调光装置10所具备的调光片材可以是由一个调光片材构成的单层体,也可以是一个调光片材与其它调光片材重叠的层叠体。
以下示出调光装置10所具备的调光片材为反向型的调光片材的例子。
[第一例的调光装置10]
如图1所示,第一例的调光装置10具备一个调光部11和一个驱动部12。调光部11具备一个反向型的调光片材。一个调光片材具备调光层21、第一取向层22、第二取向层23、第一透明电极层24以及第二透明电极层25。在调光层21的厚度方向上,第一取向层22和第二取向层23夹持调光层21。调光层21位于第一取向层22与第二取向层23之间。调光层21与第一取向层22和第二取向层23相接触。在调光层21的厚度方向上,第一透明电极层24和第二透明电极层25夹持一对取向层22、23。调光层21位于第一透明电极层24与第二透明电极层25之间。第一透明电极层24与第一取向层22相接触。第二透明电极层25与第二取向层23相接触。调光片材具备支承第一透明电极层24的第一透明基材26、以及支承第二透明电极层25的第二透明基材27。
调光装置10具备安装于第一透明电极层24的一部分上的第一电极24A和安装于第二透明电极层25的一部分上的第二电极25A。调光装置10具备与第一电极24A连接的第一布线24B和与第二电极25A连接的第二布线25B。第一电极24A通过第一布线24B与驱动部12连接。第二电极25A通过第二布线25B与驱动部12连接。
调光装置10具备一个调光单元11UN。调光单元11UN是调光片材的厚度方向上的重复的单元。图1所示的例子的调光装置10具备一个调光单元11UN。调光单元11UN具备调光层21、第一取向层22、第二取向层23、第一透明电极层24以及第二透明电极层25。一个调光单元11UN具备一个调光片材、第一电极24A、第一布线24B、第二电极25A以及第二布线25B。调光单元11UN也可以具备硬涂层、紫外线吸收层、红外线吸收层等其它功能层。
[第二例的调光装置10]
如图2所示,第二例的调光装置10具备一个调光部11和两个驱动部12。调光部11具备两个反向型的调光片材。一个调光片材具备调光层21、第一取向层22、第二取向层23、第一透明电极层24以及第二透明电极层25。在调光层21的厚度方向上,第一取向层22和第二取向层23夹持调光层21。调光层21位于第一取向层22与第二取向层23之间。调光层21与第一取向层22和第二取向层23相接触。在调光层21的厚度方向上,第一透明电极层24和第二透明电极层25夹持一对取向层22、23。调光层21位于透明电极层间24、25之间。第一透明电极层24与第一取向层22相接触。第二透明电极层25与第二取向层23相接触。调光片材具备支承第一透明电极层24的第一透明基材26。调光片材具备支承第二透明电极层25的第二透明基材27。
调光装置10具备安装于第一透明电极层24的一部分上的第一电极24A和安装于第二透明电极层25的一部分上的第二电极25A。调光装置10具备与第一电极24A连接的第一布线24B和与第二电极25A连接的第二布线25B。第一电极24A通过第一布线24B与驱动部12连接。第二电极25A通过第二布线25B与驱动部12连接。
调光装置10具备两个调光单元11UN。两个调光单元11UN由第一调光单元11UN1以及第二调光单元11UN2构成。
第一调光单元11UN1具有与第二调光单元11UN2同样的结构。第二调光单元11UN2的第二透明基材27与第一调光单元11UN1的第一透明基材26重叠。第二调光单元11UN2的第二透明基材27经由光学用透明粘合剂粘接于第一调光单元11UN1的第一透明基材26。与由一个调光单元11UN构成的调光装置10相比,由多个调光单元11UN构成的调光装置10会使进入调光装置10的光的光路长度在调光装置10中延长。
第一驱动部12向第一调光单元11UN1输入驱动信号。第二驱动部12向第二调光单元11UN2输入驱动信号。两个驱动部12使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2同时不透明。两个驱动部12使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2同时透明。两个驱动部12也可以使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2分别不透明。两个驱动部12也可以使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2分别透明。
第二例的调光装置10也可以具备一个驱动部12。一个驱动部12向第一调光单元11UN1输入驱动信号,并且向第二调光单元11UN2输入驱动信号。一个驱动部12使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2同时不透明。一个驱动部12使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2同时透明。一个驱动部12也可以使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2分别不透明。一个驱动部12也可以使第一调光单元11UN1和第二调光单元11UN2分别透明。
[调光片材]
以下说明第一例及第二例的调光装置10所具备的调光片材。
如图3所示,调光层21具备透明高分子层21P和液晶组合物21LC。透明高分子层21P具有使可见光透过的透光性。透明高分子层21P具备多个空隙21D。透明高分子层21P为聚合性组合物的固化物。透明高分子层21P可以是光固化性化合物的固化物,也可以是热固化性化合物的固化物。液晶组合物21LC填埋空隙21D的内部。
形成透明高分子层21P的光固化性化合物可以为选自丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、苯乙烯化合物、硫醇化合物、这些各化合物的低聚物中的至少一种。丙烯酸酯化合物可以是选自单丙烯酸酯化合物、二丙烯酸酯化合物、三丙烯酸酯化合物、四丙烯酸酯化合物中的至少一种。丙烯酸酯化合物可以为选自丙烯酸丁基乙酯、丙烯酸乙基己酯、丙烯酸环己酯中的至少一种。甲基丙烯酸酯化合物可以为选自二甲基丙烯酸酯化合物、三甲基丙烯酸酯化合物、四甲基丙烯酸酯化合物中的至少一种。甲基丙烯酸酯化合物可以为选自甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯中的至少一种。硫醇化合物可以为1,3-丙烷二硫醇,也可以为1,6-己烷二硫醇。苯乙烯化合物可以是苯乙烯,也可以是甲基苯乙烯。
液晶组合物21LC包含液晶化合物LCM和二色性色素DP。液晶组合物21LC除了液晶化合物LCM及二色性色素DP以外,还可以含有用于形成透明高分子层21P的聚合性组合物、使液晶组合物21LC的粘度降低的增塑剂等。液晶组合物21LC的质量相对于调光层21的总质量的比例可以为30质量%以上且70质量%以下,也可以为40质量%以上且60质量%以下。液晶组合物21LC还可以进一步含有反应性介晶化合物。液晶化合物LCM垂直取向时,反应性介晶化合物也还是垂直取向。通过进行垂直取向的反应性介晶化合物进行网络化,可促进液晶化合物LCM的垂直取向。即,经网络化的反应性介晶化合物的取向限制力会促进液晶化合物LCM的垂直取向。
调光层21的样式为高分子分散型。高分子分散型的调光层21具备划定多个空隙21D的透明高分子层21P。液晶组合物21LC保持在分散于透明高分子层21P的空隙21D中。高分子分散型的调光层21可以是聚合物网络型的调光层21,也可以是胶囊型的调光层21。聚合物网络型的调光层21具备具有三维网眼状的透明高分子层21P,并且在相互连通的网眼的空隙21D中保持液晶组合物21LC。胶囊型的调光层21在分散于透明高分子层21P中的胶囊状的空隙21D中保持液晶组合物21LC。
液晶化合物LCM可以为选自席夫碱系、偶氮系、氧化偶氮系、联苯系、三联苯系、苯甲酸酯系、二苯乙炔系、嘧啶系、环己羧酸酯系、苯基环己烷系、二噁烷系中的至少一种。
液晶化合物LCM的NI点为液晶化合物LCM从向列相(N相)向各向同性液体相(I相)发生相变的温度。液晶化合物LCM的NI点表示在环境温度下液晶化合物LCM的各向异性消失的程度。液晶化合物LCM的NI点很大程度上反映液晶化合物LCM中的分子间相互作用的程度。在液晶化合物LCM为两种以上的化合物的组合的情况下,液晶化合物LCM的NI点为将各化合物的配合比加权后的各化合物的NI点的加权平均值。液晶化合物LCM的NI点根据NI点互不相同的两种以上的液晶化合物LCM的组成可以上升也可以下降。在要求提高100℃这样高的环境温度下液晶化合物LCM的取向秩序的情况下,NI点优选为100℃以上。在要求提高用于形成透明高分子层21P的聚合性组合物与液晶化合物LCM的均匀化的情况下,NI点优选为145℃以下。
液晶化合物LCM的CN点是液晶化合物LCM从结晶相(C相)向向列相(N相)发生相变的温度。液晶化合物LCM的CN点表示在环境温度下液晶化合物LCM的流动性消失的程度。在液晶化合物LCM为两种以上的化合物的组合的情况下,液晶化合物LCM的CN点低于将各化合物的配合比加权后的各化合物的CN点的加权平均值。液晶化合物LCM的CN点根据NI点互不相同的两种以上的化合物的组成可以上升也可以下降。在要求提高-20℃这样低的环境温度下液晶化合物LCM的流动性的情况下,CN点优选为25℃以下,更优选为0℃以下。
液晶化合物LCM的长轴方向与短轴方向的折射率差Δn(Δn=异常光折射率ne-正常光折射率no)表示液晶化合物LCM中的引力、斥力等的程度。液晶化合物LCM的折射率差Δn是波长650nm的可见光线下的折射率之差,表示驱动信号的供给时与停止时之间的可见光线的散射程度之差。在液晶化合物LCM为两种以上的化合物的组合的情况下,液晶化合物LCM的折射率差Δn的上限值为由所有化合物的折射率差Δn获得的上限值。液晶化合物LCM的折射率差Δn的下限值为由所有化合物的折射率差Δn获得的下限值。
在要求提高高环境温度下的液晶化合物LCM的取向控制性的情况下,优选折射率差Δn的下限值高。在要求提高透明与不透明之间的雾度差的情况下,优选折射率差Δn的下限值高。在要求提高100℃这样高的环境温度下液晶化合物LCM的取向控制性的情况下,液晶化合物LCM的折射率差Δn的下限值优选为0.05,更优选为0.1。在要求提高雾度之差的情况下,液晶化合物LCM的折射率差Δn的下限值优选为0.05,更优选为0.1。
二色性色素DP使分子长轴方向上的可见光的吸光度高于分子短轴方向上的可见光的吸光度。二色性色素DP由以液晶化合物LCM为主体的宾主样式驱动。二色性色素DP根据液晶化合物LCM的取向变化而从透明可逆地变化为有色。液晶组合物21LC含有一种二色性色素DP或两种以上的二色性色素DP的组合。二色性色素DP的组合以二色性色素DP的组合所呈现的颜色为调光片材的不透明时呈现的颜色的方式适当调整。
调光片材不透明时呈现的颜色可以是黑色,也可以是带有彩色的黑色。二色性色素DP的一例中,不透明的调光片材的CIE1976()表色系统的色度为-15以上且15以下,色度为-15以上且15以下。CIE1976()表色系统中的色度和色度依据JIS-Z-8781-4(ISO 11664-4)中规定的CIE1976()色空间的色坐标的计算方法来确定。二色性色素DP的质量相对于调光层21的总质量的比例为二色性色素DP的配合比。二色性色素DP的配合比可以为0.2质量%以上且5质量%以下,也可以为1质量%以上且4质量%以下,也可以为2质量%以上且4质量%以下。提高二色性色素DP的配合比时可提高调光装置10的对比度,但会降低液晶化合物LCM的响应性。从提高调光装置10的对比度的观点出发,二色性色素DP的配合比在可得到液晶化合物LCM的响应性的范围中优选为上限值。
二色性色素DP由以液晶化合物LCM为主体的宾主样式驱动,由此呈现特定的颜色。二色性色素DP可以为选自聚碘、偶氮化合物、蒽醌化合物、萘醌化合物、甲亚胺化合物、四嗪化合物、喹酞酮化合物、份菁化合物、苝化合物、二噁嗪化合物中的至少一种。二色性色素DP是一种化合物或两种以上的化合物的组合。在要求提高耐光性及提高二色比的情况下,二色性色素DP为选自偶氮化合物及蒽醌化合物中的至少一种,更优选为偶氮化合物。
调光层21也可以含有间隔物21S(参照图1)。间隔物21S遍及调光层21的整体地分散。间隔物21S在间隔物21S的周边将调光层21的厚度规定为间隔物21S的厚度,并且使调光层21的厚度均匀。间隔物21S可以是珠粒间隔物,也可以是通过光致抗蚀剂的曝光和显影而形成的光致间隔物。间隔物21S可以是无色透明的,也可以是有色透明的。在要求抑制调光片材不透明时间隔物21S的可见性、或者抑制调光片材不透明时呈现的颜色的亮度的情况下,间隔物21S所呈现的颜色可以与调光片材的不透明时呈现的颜色相同,也可以与二色性色素DP呈现的颜色相同。
调光层21的厚度可以为2μm以上且30μm以下,也可以为5μm以上且25μm以下。在要求增强对液晶化合物LCM的取向限制力的作用的情况下,调光层21的厚度优选为5μm以上且25μm以下。在通过相分离形成透明高分子层21P的情况下,调光层21的厚度为5μm以上时能够使直径为1μm以下的空隙21D集中存在。另外,能够在调光层21中生成在调光层21的厚度方向上液晶组合物21LC的密度不同的区域。通过使调光层21的厚度为25μm以下,在制造调光层21时,在对包含液晶化合物LCM和聚合性组合物的涂液进行曝光的情况下,能够进行液晶化合物LCM与透明高分子层21P的适当的相分离。
第一取向层22使取向限制力从调光层21中与第一取向层22相接触的面作用于液晶化合物LCM。第二取向层23使取向限制力从调光层21中与第二取向层23相接触的面作用于液晶化合物LCM。取向层22、23具有使可见光透过的透光性。取向层22、23也可以是垂直取向层。垂直取向层所施加的取向限制力以相对于取向层22、23中与调光层21相接触的面垂直的方式使液晶化合物LCM的长轴方向取向。取向层22、23也可以在判断为液晶化合物LCM的长轴相对于透明电极层24、25实质上垂直的范围内、以长轴相对于垂直倾斜几度的方式使液晶化合物LCM取向。取向层22、23的厚度可以为0.02μm以上且0.5μm以下,也可以为0.05μm以上且0.3μm以下。
构成取向层22、23的材料可以是有机化合物,也可以是无机化合物,还可以是它们的有机无机复合材料。构成第一取向层22的材料和构成第二取向层23的材料可以彼此相等,也可以彼此不同。构成取向层22、23的有机化合物可以为选自聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙烯醇、氰化化合物中的至少一种。构成取向层22、23的无机化合物可以是硅氧化物或氧化锆。构成取向层22、23的有机无机复合材料可以是具备无机结构和有机结构的有机硅。
第一透明电极层24及第二透明电极层25通过驱动信号的输入而在调光层21的厚度方向上形成电场。透明电极层24、25具有使可见光透过的透光性。透明电极层24、25的厚度可以为0.005μm以上且0.1μm以下。
构成透明电极层24、25的材料可以是无机化合物,也可以是有机化合物,还可以是有机无机复合材料。构成透明电极层24、25的无机化合物可以为选自氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、氧化锡、氧化锌中的至少一种。构成透明电极层24、25的有机化合物可以是聚(3,4-乙撑二氧噻吩)。构成透明电极层24、25的有机无机复合材料也可以是含有金属纳米线的有机化合物。
第一透明基材26支承第一透明电极层24。第二透明基材27支承第二透明电极层25。透明基材26、27可以具有追随于调光片材的待粘贴曲面的柔性,也可以是不因自重而变形的刚体。透明基材26、27中的至少一方粘贴于调光装置10的待应用的对象上。透明基材26、27的厚度可以为15μm以上且250μm以下。透明基材26、27的厚度为15μm以上时,能够提高调光片材的机械耐久性及调光层21的化学耐久性。透明基材26、27的厚度为250μm以下时,能够利用卷对卷方式制造调光片材。
构成透明基材26、27的材料可以是有机化合物,也可以是无机化合物。构成透明基材26、27的有机化合物可以为选自聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚烯烃中的至少一种。构成透明基材26、27的无机化合物可以为选自二氧化硅、氧氮化硅、氮化硅中的至少一种。应用于透明基材26、27的粘接剂是具有透明粘合性和绝缘性的树脂。透明基材26、27的粘接剂例如是光学用透明粘合剂(OCA:Optical Clear Adhesive)。
电极24A、25A可以是柔性印刷基板,也可以是金属制的带。电极24A、25A也可以通过导电性粘接层安装于透明电极层24、25。驱动部12通过透明电极层24、25向调光层21输入驱动信号。驱动信号可以是交流电压信号,也可以是直流电压信号。
调光层21通过形成于两个透明电极层24、25之间的电场的变化来改变液晶化合物LCM的取向。液晶化合物LCM中的取向的变更会改变进入调光层21的可见光的散射程度、吸光程度以及透射程度。
各单元11UN1、11UN2在调光层21形成有电场时,即在两个透明电极层24、25之间产生有电位差时,与取向层22、23等的取向限制力对抗而驱动液晶化合物LCM,从而具有相对高的雾度。当对调光层21施加有电压时,各单元11UN1、11UN2通过透明高分子层21P与液晶化合物LCM之间的折射率差引起的散射而成为浑浊的状态、即不透明。二色性色素DP追随液晶化合物LCM的驱动,以提高吸光度的方式取向。由此,在对调光层21施加有电压时,各单元11UN1、11UN2变为有色不透明。
各单元11UN1、11UN2在未对调光层21施加电压时,即在两个透明电极层间24、25之间未产生电位差时,依照取向层22、23等的取向限制力,具有比产生有电位差时低的雾度。各单元11UN1、11UN2在未对调光层21施加电压时,降低透明高分子层21P与液晶化合物LCM之间的折射率差,抑制调光层21中的光的散射。二色性色素DP追随液晶化合物LCM的取向,以降低吸光度的方式取向。由此,在未对调光层21施加电压时,各单元11UN1、11UN2变为透明。
一个调光片材为有色不透明的状态是第一例的调光装置10的暗状态。各单元11UN1、11UN2为有色不透明的状态是第二例的调光装置10的暗状态。有色不透明可以是黑色不透明,也可以是黑色以外的有色不透明。
一个调光片材为透明的状态是第一例的调光装置10的明状态。各单元11UN1、11UN2为透明的状态是调光装置10的明状态。透明可以是无色透明,也可以是有色透明。有色透明可以是黑色透明,也可以是黑色以外的有彩色透明。
调光片材也可以具有作为透明与不透明的中间的半透明。半透明可以是无色半透明,也可以是有色半透明。有色半透明可以是黑色半透明,也可以是黑色以外的有色半透明。实现半透明的驱动部12对施加于调光层21的电压设定透明与不透明的中间值。
调光装置10的暗状态下的总光线透射率低于调光装置10的明状态下的总光线透射率。在第二例的调光装置10中,还可以是第一调光单元11UN1具有有色不透明、并且第二调光单元11UN2具有有色不透明。调光装置10还可以是第一调光单元11UN1具有不透明、并且第二调光单元11UN2具有半透明。第二例的调光装置10还可以是第一调光单元11UN1是不透明的、并且第二调光单元11UN2是透明的。
[空隙21D的分布]
在图3和图4中,为了便于图示,省略了透明基材26、27的图示。在图3及图4中,为了便于说明调光层21的结构,各取向层22、23的厚度及调光层21的厚度相对于各透明电极层24、25的厚度之比大于实际的比。图3及图4示意性地表示在透明电极层24、25之间未产生电位差的状态下的调光层21的状态。
如图3所示,调光层21的一个例子也可以具备第一高密度部21H1、第二高密度部21H2以及低密度部21L。
第一高密度部21H1中的每单位厚度的液晶组合物21LC的密度比低密度部21L中的每单位厚度的液晶组合物21LC的密度高。第一高密度部21H1中的每单位厚度的空隙21D的数量密度比低密度部21L中的每单位厚度的空隙21D的数量密度高。第一高密度部21H1与第一取向层22相接触。
第二高密度部21H2中的每单位厚度的液晶组合物21LC的密度比低密度部21L中的每单位厚度的液晶组合物21LC的密度高。第二高密度部21H2中的每单位厚度的空隙21D的数量密度比低密度部21L中的每单位厚度的空隙21D的数量密度高。第二高密度部21H2与第二取向层23相接触。
调光层21中的液晶组合物21LC的密度在调光层21的厚度方向上的中间最低。调光层21的厚度方向上的中间是比在调光层21的厚度方向上对置的一对面更靠调光层21的中央的部分。调光层21的各部中的每单位厚度的液晶组合物21LC的密度通过将各部包含的液晶组合物21LC的体积除以各部的厚度来计算。调光层21中的液晶组合物21LC的密度也可以在调光层21的厚度方向上的包含中央的部分处最低。此外,由于调光层21非常薄,因此也可以代替求出调光层21所包含的液晶组合物21LC的体积,而使用根据拍摄调光层21的截面而得到的SEM图像求出的液晶组合物21LC的面积、以及调光层21的面积来计算各密度作为近似值。
透明高分子层21P中的空隙21D的数量密度在调光层21的厚度方向上的中间最低。透明高分子层21P的各部中的每单位厚度的空隙21D的数量密度通过各部所包含的空隙21D的数量除以各部的厚度来计算。透明高分子层21P中的空隙21D的数量密度也可以在调光层21的厚度方向上的包含中央的部分处最低。
在透明高分子层21P中液晶化合物LCM集中存在于取向层22、23的附近时,会提高取向层22、23的取向限制力所带来的作用。这样的液晶化合物LCM的集中存在会提高调光装置10的透明时的透光性。
在调光层21中,例如第一高密度部21H1的厚度TH1、第二高密度部21H2的厚度TH2、以及低密度部21L的厚度TL彼此大致相等。即,第一高密度部21H1的厚度TH1、第二高密度部21H2的厚度TH2、以及低密度部21L的厚度TL的一例是调光层21的厚度T21的1/3。此外,低密度部21L的厚度TL可以比各高密度部21H1、21H2的厚度TH1、TH2厚,也可以比各高密度部21H1、21H2的厚度TH1、TH2薄。另外,第一高密度部21H1的厚度TH1可以与第二高密度部21H2的厚度彼此相等,也可以彼此不同。
在沿着调光层21的厚度方向的截面中,低密度部21L所包含的各空隙21D的面积的总和相对于低密度部21L的面积的百分率可以为10%以下。由此,能够减小由低密度部21L的空隙21D保持的液晶组合物21LC的比例,因此在透明电极层间24、25之间未产生电位差的状态下,能够抑制低密度部21L所包含的液晶化合物LCM提高调光片材的不透明度。
进而,低密度部21L也可以不具有空隙21D。换而言之,低密度部21L中可以不包含液晶组合物21LC。由此,调光层21所包含的全部液晶化合物LCM容易依照取向层22、23、反应性介晶化合物等的取向限制力而取向,因此能够进一步降低在透明电极层间24、25之间未产生电压差的状态下的调光片材的雾度。
这样,在低密度部21L中,各空隙21D的面积的总和相对于低密度部21L的面积可以为10%以下,也可以为5%以下,也可以为0%。另外,空隙21D也可以在沿着调光层21的厚度方向的截面中位于距第一取向层22为3.0μm以下的范围内、且位于距第二取向层23为3.0μm以下的范围内。
在要求提高作用于液晶化合物LCM的取向限制力的情况下,优选第一高密度部21H1所包含的各空隙21D与第一取向层22相接触。另外,优选第二高密度部21H2所包含的各空隙21D与第二取向层23相接触。
在调光片材中,可以是调光层21的厚度T21为2μm以上且30μm以下、并且空隙21D的直径为0.1μm以上且2μm以下。空隙21D的直径是在包含调光层21的厚度方向的截面中与空隙21D外切的圆的直径。在调光层21的厚度为2μm以上且30μm以下、且空隙21D的直径为0.1μm以上且2μm以下的情况下,可抑制在远离取向层22、23的位置形成空隙21D。在空隙21D的大小为0.1μm以上2μm以下的情况下,可在取向层22、23的附近保持液晶组合物21LC。因此,能够提高在透明电极层间24、25之间未产生电压差的状态下的调光片材的透明度。在要求提高空隙21D所带来的散射的程度的情况下,空隙21D的大小优选为2μm以下。在要求抑制空隙21D所带来的窄角的散射程度的情况下,空隙21D的大小优选小至0.1μm以上。
如图4所示,调光层21的另一例具备由与第一取向层22相接触的多个空隙21D形成的一层空隙层、和由与第二取向层23相接触的多个空隙21D形成的一层空隙层。在各空隙层中,单一的空隙21D沿着各取向层22、23与调光层21的界面排列。
与第一取向层22相接触的空隙层包含至少一个与接触于第二取向层23的空隙层中的任一个空隙21D相接触的空隙21D。与第一取向层22相接触的空隙层中所含的全部空隙21D也可以与接触于第二取向层23的空隙层中所含的空隙21D中的任一个相接触。
在与第一取向层22相接触的空隙层中,与第一取向层22相接触的面为第一面,与第一面相反侧的面为第二面。第二面是包含空隙层所包含的空隙21D中最远离第一取向层22的部位的平面。在与第二取向层23相接触的空隙层中,与第二取向层23相接触的面为第一面,与第一面相反侧的面为第二面。第二面是包含空隙层所包含的空隙21D中最远离第二取向层23的部位的平面。与第一取向层22相接触的空隙层的第二面和与第二取向层23相接触的空隙层的第二面也可以是同一面。
调光层21的另一例具备第一高密度部21H1、第二高密度部21H2以及低密度部21L。在调光层21的厚度方向上,低密度部21L被第一高密度部21H1和第二高密度部21H2夹持。低密度部21L包含在与第一取向层22相接触的空隙层中不存在空隙21D的部分,且包含在与第二取向层23相接触的空隙层中不存在空隙21D的部分。低密度部21L中的液晶组合物21LC的密度小于第一高密度部21H1中的液晶组合物21LC的密度和第二高密度部21H2中的液晶组合物21LC的密度。调光层21的厚度方向的中间部分中的液晶组合物21LC的密度在调光层21中最低。
[调光片材的制造方法]
在调光片材的制造中,首先准备形成有透明电极层24、25的透明基材26、27。接着,在透明电极层24、25上形成取向层22、23。接着,在取向层22、23上涂布涂液。涂液包含用于形成透明高分子层21P的聚合性组合物、液晶化合物LCM及二色性色素DP。聚合性组合物是能够通过紫外线的照射而聚合的单体、低聚物或聚合物。接着,透过透明电极层24、25向涂液照射紫外线。由此,形成具有空隙21D的透明高分子层21P,且在空隙21D中保持液晶化合物LCM及二色性色素DP。
在涂液通过紫外线的照射而固化时,包含液晶化合物LCM及二色性色素DP的液晶组合物21LC大致均匀地分布于聚合性组合物中。接着,聚合性组合物在取向层22、23的附近开始固化,液晶组合物21LC从聚合性组合物的聚合物中分离。存在于涂布膜中的液晶组合物21LC的一部分通过与分离出的液晶组合物21LC成为一体而容易稳定,因此朝向取向层22、23移动。然后,通过使聚合性组合物的大致整体固化,形成具有包围液晶组合物21LC的空隙21D的透明高分子层21P。
此外,在形成透明高分子层21P之前的期间,通过相互分离的液晶组合物21LC聚集,由此使能量稳定。在聚合性组合物的固化速度高的情况下,并且在液晶组合物21LC的移动速度高的情况下,可在广范围内促进液晶组合物21LC的聚集,因此空隙21D的大小较大。提高聚合性组合物的固化速度可以通过提高向涂液照射时的涂液的温度来实现。另一方面,在聚合性组合物中在同时期固化的范围宽的情况下,在液晶组合物21LC聚集前,空隙21D与其它空隙21D区分开来。扩大在聚合性组合物中同时期固化的范围可以通过提高向涂液照射的紫外线的照度来实现。而且,空隙21D的能够生长的大小有限,因此通过进一步提高聚合性组合物的固化速度,空隙21D形成的范围容易波及到低密度部21L。
[对比度]
调光装置10的对比度是透明时的总光线透射率相对于不透明时的总光线透射率之比。即,调光装置10的对比度是明状态的总光线透射率相对于暗状态的总光线透射率之比。
调光装置10的调光层21通过两个透明电极层24、25之间的电压变化来改变液晶化合物LCM的取向。液晶化合物LCM的取向变化会改变进入调光层21的可见光的散射程度、吸收程度以及透射程度。可见光的散射对调光层21赋予浑浊的状态、即不透明或半透明。可见光的散射及吸收对调光层21赋予较暗的不透明或较暗的半透明。调光装置10的总透射光包含未被调光装置10散射而通过调光装置10的直行透射光和被调光装置10散射的散射光。调光装置10的总光线透射率依赖于直行透射光的光量与散射光的光量之和。即使直行透射光的光量与散射光的光量之和恒定,调光装置10所产生的散射光的光量也会改变。
如上所述,二色性色素DP使分子长轴方向上的可见光的吸光度高于分子短轴方向上的可见光的吸光度。在液晶组合物21LC中提高二色性色素DP的配合比时会单纯地降低透过调光装置10的散射光的光量。提高二色性色素DP的配合比时,能够以散射光的光量的降低的量使总光线透射率降低而提高对比度。但是,提高二色性色素DP的配合比时会降低液晶化合物LCM的响应性。因此,二色性色素DP的配合比实际上是在得到液晶化合物LCM的响应性的范围内被确定为大致上限值。结果是,从提高调光装置10的对比度的观点出发,提高二色性色素DP的配合比是有限的,即是具有限度的。
另一方面,二色性色素DP的吸光特性是基于二色性比对散射光显示高的吸光度,并且对直行透射光显示低的吸光度。这样的二色性色素DP的吸光度以调光装置10中的光路长度为变量而呈指数函数地急剧增大调光装置10的吸光度。在调光装置10中促进直行透射光的散射时,由于二色性色素DP的吸光程度的提高而降低不透明时的总光线透射率,由此能够提高对比度。但是,为了通过二色性色素DP急剧地提高吸光,不仅要求单纯地促进直行透射光的散射,还要求以在透明高分子层21P与液晶组合物21LC的界面散射的光到达二色性色素DP的程度来提高散射。
调光片材的调光层21通过涂敷膜的固化而形成。涂敷膜包含用于形成透明高分子层21P的聚合性组合物、液晶化合物LCM及二色性色素DP。在使聚合性组合物聚合的紫外线照射至涂敷膜时,聚合性组合物从紫外线的照射部位开始固化,液晶组合物21LC从聚合性组合物的聚合物中发生相分离。
另一方面,液晶组合物21LC的相分离在空隙21D之间使二色性色素DP的浓度产生偏差。例如,在液晶组合物21LC的相分离的速度快的情况下,瞬间形成多个空隙21D。因此,在二色性色素DP的浓度扩散在空隙21D之间达到平衡之前,空隙21D之间的二色性色素DP的浓度梯度与空隙21D的形成一起被固定化。作为结果,在散在于调光层21的多个部分处会产生由浓度扩散的不足引起的二色性色素DP的浓度的偏差。例如,在液晶组合物21LC的相分离的速度慢的情况下,从紫外线的照射部位起依次逐步地形成空隙21D。因此,液晶组合物21LC的相分离在空隙21D在空间上进行形成的方向上进行。作为结果,在空隙21D的进行形成的方向上,空隙21D的密度形成梯度,产生由空隙21D的密度的偏差引起的二色性色素DP的浓度的偏差。
如上所述,二色性色素DP的配合比在得到液晶化合物LCM的响应性的范围内被确定为大致上限值。将二色性色素DP的浓度提高至这样的上限值时会增大起因于液晶组合物21LC的相分离的二色性色素DP的浓度的偏差。
此外,对于使用取向限制力的反向型的调光片材中的调光层21的厚度,由于在整个厚度方向上作用取向限制力,因此要求比正向型的调光片材的调光层21要薄。与正向型的调光片材相比,限制调光层21的厚度的反向型的调光片材难以提高对比度。另外,与正向型的调光片材相比,取向限制力持续作用的反向型的调光片材难以得到液晶化合物LCM的无规取向。难以得到无规取向的调光片材更难以提高对比度。因此,虽然无论是正向型还是反向型都对调光片材要求提高对比度,但特别是对于反向型的调光片材,与正向型的调光片材相比,更强烈要求提高对比度。
[调光装置10的吸光度]
本申请发明人在深入研究调光装置10的对比度与调光装置10的光学特性的关系的过程中,发现了在(i)调光装置10的吸光度差、(ii)调光装置10的吸光度比、以及(iii)调光装置10的透明时的吸光度中使对比度急剧提高的范围。本发明人在深入研究调光装置10的对比度与调光装置10的光学特性的关系的过程中,发现了在(iii)调光装置10的透明时的吸光度中抑制对比度的偏差的范围。
第一例及第二例的调光装置10在要求提高对比度的情况下,可以满足选自下述(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)中的至少一个。此外,满足选自(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)中的至少一个可以是满足(条件1A),也可以是满足(条件2A),还可以是满足(条件3A)。满足选自(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)中的至少一个还可以是满足选自(条件1A)、(条件2A)、(条件3A)中的两个以上的组合。
在调光装置10满足(条件1A)的情况下,调光装置10也可以进一步满足选自(条件1B)~(条件1D)中的至少一个。在调光装置10满足(条件1A)的情况下,调光装置10也可以进一步满足(条件2B)或者(条件2C)。在调光装置10满足(条件1A)的情况下,调光装置10也可以进一步满足(条件3B)。
在调光装置10满足(条件2A)的情况下,调光装置10也可以进一步满足(条件2B)或者(条件2C)。在调光装置10满足(条件2A)的情况下,调光装置10也可以进一步满足(条件3B)。
第一例及第二例的调光装置10在要求抑制对比度的偏差的情况下,也可以满足(条件3A)。在调光装置10满足(条件3A)的情况下,调光装置10也可以进一步满足(条件3B)。
(条件1A)调光装置10的(i)吸光度差为0.6以上。
(条件1B)调光装置10的(i)吸光度差为1.3以下。
(条件1C)调光装置10的(i)吸光度差为0.8以上且1.2以下。
(条件1D)调光装置10的暗状态即不透明时的总光线透射率为7%以下。
(条件2A)调光装置10的(ii)吸光度比为2.1以上。
(条件2B)调光装置10的(ii)吸光度比为3.3以上。
(条件2C)调光装置10的对比度为4以上。
(条件3A)调光装置10的明状态即透明时的(iii)吸光度为0.33以上且1.1以下。
(条件3B)调光装置10的明状态即透明时的(iii)吸光度为0.8以下。
调光装置10的吸光度差是从调光装置10的暗状态即不透明时的吸光度减去调光装置10的明状态即透明时的吸光度而得到的值。
调光装置10的吸光度比是调光装置10的暗状态即不透明时的吸光度相对于调光装置10的明状态即透明时的吸光度的比例。
调光装置10的吸光度一般是使用依据JIS K 0115:2004的吸光光度计的测定方法。本测定方法为了区别试样的吸光度和由试样的散射引起的光的衰减而使用直线透射率。换而言之,本测定方法以对象物不散射为前提。但是,调光片材通过散射和透射来切换透明时(明状态)、不透明时(暗状态),因此,出于上述理由,根据依据JIS K 0115:2004而使用直线透射率的测定方法是无法测定不透明时的吸光度的。因此,发明人们决定使用总光线透射率。即,利用雾度计测定试样的总光线透射率,利用依据JIS K 0115:2004的方法计算吸光度。吸光光度计的光源部是照射380nm以上且780nm以下的可见光的白色LED。吸光光度计的测光部对遍及380nm以上780nm以下的可见光全区域的光强度进行检测。
调光装置10中,入射到调光层21的光的光路长度越长,越减弱不透明时透过调光装置10的直行光。在通过减弱直行光而要求提高调光装置10的不透明时的吸光度的情况下,也可以通过增加调光层21的厚度来调整吸光度。或者,在通过减弱直行光而要求提高调光装置10的不透明时的吸光度的情况下,也可以通过增加调光装置10所具备的调光层21的数量来调整吸光度。
(i)调光装置10的吸光度差
调光装置10的不透明时的吸光度反映在透明高分子层21P与液晶组合物21LC的界面散射的光被二色性色素DP吸收。另一方面,调光装置10的透明时的吸光度反映由二色性色素DP引起的直行光的弱吸收,但不反映由散射引起的光路长度的延长、即由光路长度的延长引起的吸收。(i)调光装置10的吸光度差作为通过调光层21的内部结构所带来的散射而实质上被延长的光路长度的程度、以及二色性色素DP所带来的散射光的吸收的程度、它们所带来的吸收的增大程度的指标值来发挥功能。即,(i)调光装置10的吸光度差作为提高调光装置10的对比度的指标值发挥功能。
(ii)调光装置10的吸光度比
如上所述,调光装置10的透明时的吸光度很大程度上反映由二色性色素DP引起的直行光的弱吸收。因此,调光层21的厚度越厚,调光装置10的透明时的吸光度越大。而且,即使调光层21的内部结构所带来的每单位厚度的散射在调光装置10之间相同,调光装置10的透明时的吸光度越高,越容易进一步提高不透明时的吸光度。(ii)调光装置10的吸光度比通过将不透明时的吸光度除以透明时的吸光度而进行标准化。因此,(ii)调光装置10的吸光度比与(i)吸光度差相同,作为由调光层21的内部结构所带来的散射引起的吸收的增大程度的指标值发挥功能,进而减轻调光层21的厚度的差异所带来的影响。即,(ii)调光装置10的吸光度比是作为提高调光装置10的对比度的指标值、且很大程度上反映调光层21的内部结构的指标值发挥功能。
(iii)调光装置10的透明时的吸光度
调光层21中的二色性色素DP的浓度的偏差依赖于二色性色素DP的浓度和调光层21的厚度。
例如,在调光层21的厚度较厚的情况下,与调光层21的厚度较薄的情况相比,聚合性组合物的每单位质量所照射的能量在曝光时减少。因此,聚合性化合物的聚合速度变慢。而且,存在于液晶组合物21LC和聚合性组合物中的二色性色素DP在液晶组合物21LC的相分离中,二色性色素DP的扩散的时间长,由此不易产生由浓度扩散的不足引起的二色性色素DP的浓度梯度。另一方面,若聚合性组合物的聚合速度变慢,则产生液晶组合物21LC的逐步相分离,因此聚合物的密度、空隙21D的密度变得不均匀。作为结果,产生由空隙21D的密度的偏差引起的二色性色素DP的浓度梯度。
例如,在调光层21的厚度较薄的情况下,与调光层21的厚度较厚的情况相比,聚合性组合物的每单位质量所照射的能量在曝光时增大。因此,聚合性化合物的聚合速度变快。而且,存在于液晶组合物21LC和聚合性组合物中的二色性色素DP在液晶组合物21LC的相分离中,二色性色素DP的扩散的时间短,由此产生由浓度扩散的不足引起的二色性色素DP的浓度梯度。
二色性色素DP的浓度扩散的不足或二色性色素DP的空间上集中存在的固定容易在透明高分子层21P中引入二色性色素DP。被引入到透明高分子层21P的二色性色素DP不像液晶组合物21LC所含有的二色性色素DP那样被驱动。被引入到透明高分子层21P的二色性色素DP会降低由被引入到透明高分子层21P的二色性色素DP引起的不透明时的吸光,妨碍对比度的提高。
如上所述,液晶组合物21LC的相分离的方式根据调光层21的厚度和聚合性组合物的聚合速度来大致确定。二色性色素DP被引入透明高分子层21P的程度也根据调光层21的厚度和聚合性组合物的聚合速度来大致确定。而且,不使二色性色素DP的浓度产生偏差的相分离在透明高分子层21P的每单位厚度中仅引入恒定量的二色性色素DP。
在二色性色素DP在透明高分子层21P的每单位厚度中仅被引入了恒定量的情况下,调光装置10的透明时的吸光度以调光层21的厚度越厚则吸光度越大的方式具有正的比例关系。另一方面,在被引入到透明高分子层21P的二色性色素DP比恒定量少的情况下,调光装置10的透明时的吸光度比从上述的比例关系得到的值小。在该情况下,使二色性色素DP的浓度产生偏差那样的由液晶组合物21LC进行的二色性色素DP的引入被推测为液晶组合物21LC的相分离。
因此,(ii)调光装置10的透明时的吸光度作为二色性色素DP被引入到透明高分子层21P的程度的指标值发挥功能。另外,(ii)调光装置10的透明时的吸光度也作为二色性色素DP的偏差程度的指标值发挥功能。即,(iii)调光装置10的透明时的吸光度作为赋予以抑制偏差的方式适度提高的对比度的指标值发挥功能。
[试验例]
以下示出调光装置10的具体的试验例。
各试验例的调光片材的样式均为反向型。各试验例的调光装置10均为第一例的调光装置10。各试验例的调光片材具备取向层22、23、透明电极层24、25及透明基材26、27。各试验例的调光片材通过在取向层22、23之间形成包含液晶化合物LCM、二色性色素DP、反应性介晶化合物、紫外线固化性化合物、间隔物21S和聚合引发剂的涂膜、并使涂膜中的紫外线固化性化合物聚合而得到。
以下示出用于形成试验例1的调光片材的材料。另外,在各试验例的调光片材中,材料(a)至材料(g)是共同的。在各试验例的调光片材中,材料(h)是不同的。
(a)取向层22、23:垂直取向膜
(b)透明电极层24、25:氧化铟锡
(c)透明基材26、27:聚对苯二甲酸乙二醇酯膜
(d)间隔物21S:二氧化硅制的圆球状粒子
(e)液晶化合物LCM:氰基系液晶化合物与氟系液晶化合物的混合物
(f)聚合引发剂:光聚合引发剂(Irgacure Oxe04:BASF公司制)
(g)聚合性组合物:丙烯酸异冰片酯、季戊四醇三丙烯酸酯和氨基甲酸酯丙烯酸酯的混合物
(h)二色性色素DP:偶氮系化合物混合色素(产品名Irgaphor Black X12 DC,BASF公司制)
[试验例1]
以下示出试验例1的调光装置10中的材料(e)至材料(h)相对于用于制造调光片材的涂液的配合比。
(e)液晶化合物LCM:52质量%
(f)聚合引发剂:1质量%
(g)聚合性组合物:44.5质量%
(h)二色性色素DP:2.5质量%
在第一取向层22上,以配置粒径为25μm的黑色的间隔物21S的方式在第一取向层22上涂布试验例1的涂液,形成试验例1的涂膜。接着,在利用第一取向层22和第二取向层23夹持试验例1的涂膜的状态下,向第一透明基材26照射360nm的紫外光,形成调光层21的厚度为25μm的试验例1的调光片材。此时,将紫外线的光量设定为10mW/cm2。
另外,将间隔物21S的粒径在6μm以上且24μm以下之间变更,除此以外,与上述制造方法同样地操作,得到调光层21的厚度在6μm且24μm以下之中相互不同的多个试验例1的调光片材。
[试验例2]
以下示出试验例2的材料(e)至材料(h)相对于用于制造调光片材的涂液的配合比。此外,试验例2的调光片材的形成具备与试验例1的调光片材的形成中使用的二色性色素DP不同的二色性比(吸光系数比)。
(e)液晶化合物LCM:52质量%
(f)聚合引发剂:1质量%
(g)聚合性组合物:43质量%
(h)二色性色素DP:4质量%
在第一取向层22上,以配置粒径为25μm的黑色的间隔物21S的方式,在第一取向层22上涂布试验例2的涂液,形成试验例2的涂膜。接着,在利用第一取向层22和第二取向层23夹持试验例2的涂膜的状态下,向第一透明基材26照射360nm的紫外光,形成调光层21的厚度为25μm的试验例2的调光片材。此时,将紫外线的光量设定为10mW/cm2。
另外,将间隔物21S的粒径在6μm以上且24μm以下之间变更,除此以外,与上述制造方法同样地操作,得到调光层21的厚度在6μm且24μm以下之中相互不同的多个试验例2的调光片材。
[评价方法]
对于各试验例的调光装置10,分别通过依据ASTM D 1003-00的测定方法测定总光线透射率。对于各试验例的调光装置10,分别通过依据JIS K 0115:2004的测定方法,测定对380nm以上且780nm以下的可见光的吸光度。
此外,对于各试验例的调光装置10中的吸光度的测定点,设定包含调光片材的面内的中央、4个角部以及中央与角部的中间的合计9点。另外,作为光学特性的测定时的调光片材的驱动信号,使用频率为50Hz的40V的矩形波的交流电压。作为总光线透射率的测定仪,使用雾度计(BYK haze-gard i indtrument:BYK Gardner公司制造)。
针对各试验例的调光装置10的每一个,针对每个测定点,计算从调光装置10的暗状态(不透明时)的吸光度减去明状态(透明时)的吸光度而得到的差分值。另外,针对每个试验例,计算全部测定点的差分值的平均值,计算该平均值作为该试验例的(i)吸光度差。
针对各试验例的调光装置10的每一个,针对每个测定点,计算暗状态(不透明时)的吸光度相对于调光装置10中的明状态(透明时)的吸光度之比。另外,针对每个试验例,计算所有测定点之比的平均值,计算该平均值作为该试验例的(ii)吸光度比。
针对各试验例的调光装置10的每一个,针对每个测定点,计算调光装置10中的明状态(透明时)的总光线透射率相对于暗状态(不透明时)的总光线透射率之比。另外,针对每个试验例,计算全部测定点的总光线透射率之比的平均值,计算该平均值作为该试验例的对比度。另外,计算从全部测定点的总光线透射率之比中的最大值减去最小值而得到的差分值,计算该差分值作为该试验例的对比度的偏差。
针对各试验例的调光装置10的每一个,针对每个测定点,计算从调光装置10的明状态(透明时)的总光线透射率减去暗状态(不透明时)的总光线透射率而得到的差分值。另外,针对每个试验例,计算全部测定点的总光线透射率的差分值的平均值,计算该平均值作为该试验例的透射率差。
[评价结果]
将各试验例的评价结果示于图5至图10。
图5表示试验例1中的(i)透射率差与对比度的关系。如图5所示确认到:如透射率差为0.1以上的范围那样,即使透射率差为相同程度,对比度也相互大不相同。特别是,如透射率差为0.15以上的范围那样,在得到明确的透射率差的范围内,每个透射率差的对比度存在较大的偏差,因此在透射率差与对比度之间未确认到明确的相关性。
图6表示各试验例的吸光度差与对比度的关系。如图6所示确认到,(i)吸光度差越大,对比度越高。特别是,在吸光度差为0.6以上的情况下,与吸光度差小于0.6的情况相比,确认到对比度急剧升高。另外,在吸光度差为0.8以上的情况下,确认得到更高的对比度。
另一方面,吸光度差越大,对比度相对于吸光度差变化的变化越大。另一方面,吸光度差越小,对比度相对于吸光度差变化的变化越小。确认到在(i)吸光度差为1.3以下的情况下,能够抑制对比度相对于调光装置10中的吸光度差变化的变化,能够抑制对比度的偏差急剧地变化。
另外确认到,在吸光度差为0.8以上且1.2以下的情况下,能够得到更高的对比度,并且提高抑制对比度相对于调光装置10中的吸光度差变化的变化的实效性。
另外确认到,调光装置10的吸光度差越大,调光装置10的不透明时的总光线透射率越小。而且确认到,在吸光度差为0.6以上、且调光装置10的暗状态即不透明时的总光线透射率为7%以下的情况下,在吸光度差为0.6以上的范围内能够得到更高的对比度。
图7表示试验例1中的(ii)吸光度比与对比度的关系。图8表示试验例2中的(ii)吸光度比与对比度的关系。
如图7所示,在试验例1中,确认到(ii)吸光度比越大,对比度越高。特别是,在吸光度比为2.1以上的情况下,与吸光度比小于2.1的情况相比,确认到对比度急剧升高。吸光度比为2.1以上时的对比度的变化率大于吸光度比小于2.1时的对比度的变化率。即确认到,通过作为二色性色素DP的浓度的2.5质量%将吸光度比标准化后的值为0.8以上(2.1/2.5=0.84),由此对比度急剧升高。另外,在吸光度比为2.1以上的情况下,确认得到4以上的高对比度。
如图8所示,在试验例2中,确认到(ii)吸光度比越大,对比度越高。特别是,在吸光度比为3.3以上的情况下,与吸光度比小于3.3的情况相比,确认到对比度急剧升高。吸光度比为3.3以上时的对比度的变化率大于吸光度比小于3.3时的对比度的变化率。即确认到,通过作为二色性色素DP的浓度的4质量%将吸光度比标准化后的值为0.8以上(3.3/4=0.83),由此对比度急剧升高。此外,在吸光度比为3.3以上的情况下,确认得到3以上的高对比度。
图9表示试验例1的调光层21的厚度与试验例1的调光装置10在透明时的(iii)吸光度的关系。如图9所示,在试验例1中,确认到调光层21的厚度越厚,(iii)吸光度越大。特别是确认到,在调光层21的厚度为10μm以上且20μm以下的情况下,在(iii)吸光度为0.33以上且1.1以下的范围内,具有调光层21的厚度越厚则吸光度越高的正的比例关系。即确认到,(iii)吸光度为0.33以上且1.1以下的情况下,每单位厚度的二色性色素DP以大致恒定量稳定。
另一方面,在调光层21的厚度超过20μm的范围、即(iii)吸光度超过1.1的情况下,确认到比0.33以上且1.1以下的范围内的比例关系的外推值低的吸光度。另外,在调光层21的厚度低于10μm的范围、即(iii)吸光度低于0.33的情况下,也确认到比0.33以上且1.1以下的范围内的比例关系的外推值低的吸光度。
图10表示(iii)吸光度与对比度的关系。如图10所示,在试验例1中,确认到(iii)吸光度越高,对比度越大。特别是(iii)吸光度为0.33以上且1.1以下的情况下,确认到对比度在2.5以上且5.5以下的范围内提高。另外,(iii)吸光度为0.33以上且1.1以下的情况与吸光度超过1.1的情况相比,也确认到对比度的偏差得到抑制。
此外,(iii)吸光度超过1.1的情况下,确认到对比度的急剧增大,但也确认到对比度的偏差也以追随对比度本身的方式增大。在要求进一步抑制对比度的偏差的情况下,还确认到(iii)吸光度优选为0.8以下。
以上,根据上述实施方式,能够得到以下记载的效果。
(1-1)在调光装置10的吸光度差为0.6以上的情况下,调光装置10的对比度提高。
(1-2)在调光装置10的吸光度差为0.6以上且1.3以下的情况下,调光装置10的对比度提高,并且可抑制调光装置10中的对比度的偏差。
(1-3)在调光装置10的吸光度差为0.8以上且1.2以下的情况下,得到基于(1-2)的效果的实效性提高。
(1-4)在调光装置10的暗状态即不透明时的总光线透射率为7%以下的情况下,能够抑制调光装置10的暗状态下的明亮度,由此提高对比度的实效性提高。
(2-1)在调光装置10的吸光度比为2.1以上的情况下,调光装置10的对比度提高。
(2-2)在调光装置10的吸光度比为3.3以上的情况下,调光装置10的对比度提高的实效性提高。
(2-3)在调光装置10的对比度为4以上的情况下,调光装置10的对比度提高,并且可抑制调光装置10中的对比度的偏差。
(3-1)在调光装置10的透明时的吸光度为0.33以上且1.1以下的情况下,调光装置10的对比度提高,并且可抑制对比度的偏差。
(3-2)在调光装置10的透明时的吸光度为0.8以下的情况下,基于(3-1)的效果的实效性进一步提高。
(3-3)含有二色性色素DP的调光装置10通过二色性色素DP的吸光而在透明时也呈现有色。假设在通过透射率评价调光装置10的透明性的情况下,规定范围的透射率所显示的良好的透明性不确定是由二色性色素DP的吸光不足引起的透明性、还是二色性色素DP的正常的吸光下的良好的透明性。换而言之,在评价中使用透射率的情况下,存在各种透射率(直线、散射、立体角)的指标,透射率根据观察角度也不同。因此,透射率未成为表示透明度(透明时的黑色)的统一的指标。即,利用总光线透射率对含有二色性色素DP的调光装置10进行评价的方法不能说使调光装置10的利用者准确地掌握调光层21中的二色性色素DP的状态。关于这一点,调光装置10的透明时的由二色性色素DP的光吸收特性引起的吸光度是否为规定范围的评价能够使调光装置10的利用者准确地掌握调光层21中的二色性色素DP的状态。
Claims (17)
1.一种调光装置,其特征在于,其具备:
透明高分子层,其具有空隙;和
液晶组合物,其含有液晶化合物和二色性色素,并且填埋所述空隙,
所述调光装置从透明的状态可逆地变为不透明的状态,
其中,所述调光装置在所述透明时的吸光度为0.33以上且1.1以下。
2.根据权利要求1所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述透明时的吸光度为0.8以下。
3.根据权利要求1或2所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度减去所述调光装置在所述透明时的吸光度而得的值即吸光度差为0.6以上且1.3以下。
4.根据权利要求1或2所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度减去所述调光装置在所述透明时的吸光度而得的值即吸光度差为0.8以上且1.2以下。
5.根据权利要求1或2所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度相对于所述调光装置在所述透明时的吸光度之比即吸光度比为2.1以上。
6.根据权利要求1或2所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度相对于所述调光装置在所述透明时的吸光度之比即吸光度比为3.3以上。
7.一种调光装置,其特征在于,其具备:
透明高分子层,其具有空隙;和
液晶组合物,其含有液晶化合物和二色性色素,并且填埋所述空隙,
所述调光装置从透明的状态可逆地变为不透明的状态,
其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度减去所述调光装置在所述透明时的吸光度而得到的值即吸光度差为0.6以上。
8.根据权利要求7所述的调光装置,其中,所述吸光度差为1.3以下。
9.根据权利要求7所述的调光装置,其中,所述吸光度差为0.8以上且1.2以下。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述不透明时的总光线透射率为7%以下。
11.一种调光装置,其特征在于,其具备:
透明高分子层,其具有空隙;和
液晶组合物,其含有液晶化合物和二色性色素,并且填埋所述空隙,
所述调光装置从透明的状态可逆地变为不透明的状态,
其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度相对于所述调光装置在所述透明时的吸光度之比即吸光度比为2.1以上。
12.根据权利要求11所述的调光装置,其中,所述吸光度比为3.3以上。
13.根据权利要求11所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述透明时的总光线透射率相对于所述调光装置在所述不透明时的总光线透射率之比即对比度为4以上。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度减去所述调光装置在所述透明时的吸光度而得的值即吸光度差为0.6以上且1.3以下。
15.根据权利要求11~13中任一项所述的调光装置,其中,所述调光装置在所述不透明时的吸光度减去所述调光装置在所述透明时的吸光度而得的值即吸光度差为0.8以上且1.2以下。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的调光装置,其中,所述调光装置所具备的调光片材为一个,所述调光片材具备所述透明高分子层和所述液晶组合物。
17.根据权利要求1~15中任一项所述的调光装置,其中,所述调光装置所具备的调光片材为多个,所述各调光片材分别具备所述透明高分子层和所述液晶组合物。
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