CN111033369A - 调光装置 - Google Patents

Abstract

具备：第1透明电极；第2透明电极；调光层，被第1透明电极和第2透明电极夹着；调光层，包含聚合物网络及分散在聚合物网络中并由液晶组成物填充的多个域；以及一对偏光层，夹着调光层，且以正交尼科耳的状态配置。液晶组成物含有液晶分子，通过对调光层施加电压，从而液晶分子的取向变为垂直取向。

Description

调光装置

技术领域

本发明涉及调光装置。

背景技术

已知具备包含高分子网络型液晶的调光层的调光装置。调光装置具备一对透明基板、被一对透明基板夹着的一对透明电极、以及位于这些透明电极间的调光层。调光层包含具有三维网眼状的聚合物网络、以及位于由聚合物网络划分的多个域内的液晶组成物。在这样的调光装置中，在调光装置被施加驱动电压时与未被施加驱动电压时之间，调光层的透光率不同(例如，参照专利文献1)。以往，在使用液晶的调光装置中，未施加驱动电压时为不透明而施加驱动电压时为透明的所谓标准模式为主流。与此相对，近年来，未施加驱动电压时为透明而施加驱动电压时为不透明的所谓反型模式的实用化不断得以研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-162823号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，反型模式的调光装置与标准模式的调光装置相比，对于不透明的状态的可靠性低，要求进一步的改善。换言之，在反型模式的调光装置中，需要使不透明的状态更加明显。

因此，本发明的目的在于提供一种调光装置，尤其涉及反型模式的调光装置，能够将透射率的范围控制得更大以使施加驱动电压时的不透明的状态更明显。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的调光装置具备：第1透明电极；第2透明电极；调光层，被所述第1透明电极和所述第2透明电极夹着，且包含聚合物网络及分散在所述聚合物网络中并由液晶组成物填充的多个域；以及一对偏光层，夹着所述调光层，且以正交尼科耳的状态配置。所述液晶组成物包含液晶分子，通过向所述调光层施加驱动电压，从而所述液晶分子的取向变为垂直取向。

根据上述构成，在调光层被施加驱动电压时，由于垂直取向的液晶分子被以正交尼科耳的状态配置的两个偏光层夹着，因此从一个偏光层入射到调光层的光不从另一个偏光层射出。因此，在调光层被施加驱动电压时，能够有效地降低透射率。进而，在调光层未被施加驱动电压时及调光层被施加驱动电压时之间，能够将透射率的范围控制得更大。

在上述调光装置中，也可以是，在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为水平取向。

在上述调光装置中，也可以是，在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为扭转取向。

根据上述构成，由于在调光层未被施加驱动电压时为水平取向，另外，在调光层未被施加驱动电压时为扭转取向，因此调光层的光的散射得到抑制，结果，调光装置的浊度变低。

用于解决上述课题的调光装置的另一方式为，具备：第1透明电极；第2透明电极；调光层，被所述第1透明电极和所述第2透明电极夹着，且包含聚合物网络及分散在所述聚合物网络中并由液晶组成物填充的多个域；以及一个偏光层。所述液晶组成物含有液晶分子及二色性色素，通过向所述调光层施加驱动电压，从而所述液晶分子的取向变为水平取向，由此，所述二色性色素的吸收轴与所述偏光层的吸收轴交叉。

根据上述构成，在调光层未被施加驱动电压时，由于偏光层的吸收轴与二色性色素的吸收轴交叉，因此入射到调光装置的光的至少一部分不向调光装置的外部射出。因此，能够有效地降低透射率。此外，调光装置中的由二色性色素所呈现的颜色的鲜艳度提高。进而，能够在调光层未被施加驱动电压时及调光层被施加驱动电压时之间将透射率控制得更大。

在上述调光装置中，也可以是，在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为垂直取向。

在上述调光装置中，也可以是，在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为混合取向。

根据上述构成，由于在调光层未被施加驱动电压时为垂直取向，另外，在调光层未被施加驱动电压时为混合取向，因此调光层的光的散射得到抑制，结果，调光装置的浊度变低。

在上述调光装置中，也可以是，所述聚合物网络包含液晶聚合物。

根据上述构成，在液晶分子为液晶层被施加驱动电压之前的取向时，液晶分子的取向与液晶聚合物的取向相互相等。因此，调光层中的光的散射得到抑制，结果，调光装置的浊度变低。

在上述调光装置中，也可以是，所述聚合物网络包含光学各向同性的聚合物。

根据上述构成，由于聚合物在折射率中不具有各向异性，因此即使液晶分子的取向在施加驱动电压之前的取向与施加驱动电压后的取向之间变化，也可抑制液晶分子的折射率及聚合物的折射率变得过大。

在上述调光装置中，也可以是，上述聚合物网络的折射率、上述液晶分子中的异常光的折射率、上述液晶分子中的正常光的折射率中最大的折射率与最小的折射率之差为0.16以下。

根据上述构成，能够抑制调光层中的光的散射，结果，能够提高调光装置所呈现的颜色的鲜艳度。

发明效果

根据本发明，提供一种调光装置，能够将透射率的范围控制得更大以使施加驱动电压时的不透明的状态更加明显。

附图说明

图1是表示第1实施方式的调光装置中的未施加驱动电压时的概略构成的剖视图。

图2是表示第1实施方式的调光装置中的驱动电压施加时的概略构成的剖视图。

图3是表示第2实施方式的调光装置中的未施加驱动电压时的概略构成的剖视图。

图4是表示第2实施方式的调光装置中的驱动电压施加时的概略构成的剖视图。

具体实施方式

[第1实施方式]

参照图1及图2对调光装置的第1实施方式进行说明。图1表示调光装置所具备的调光层未被施加驱动电压的状态，图2表示调光层被施加驱动电压的状态。另外，在图1及图2中，为了便于说明调光层的构成，对调光层中包含的域进行了夸张。以下，依次说明调光装置的构成以及调光装置的作用。

[调光装置的构成]

参照图1，对调光装置的构成进行说明。

如图1所示，调光装置10具备第1透明电极11a、第2透明电极11b、调光层12以及一对偏光层13a、13b。调光层12夹在第1透明电极11a与第2透明电极11b之间。调光层12包括聚合物网络12a、以及分散在聚合物网络12a中的多个域12b，在各域12b中填充有液晶组成物12c。该构成一般被称为高分子(聚合物)网络型液晶(PNLC)方式。

一对偏光层夹着调光层12。在一对偏光层中，相对于第1透明电极11a位于调光层12的相反侧的偏光层为第1偏光层13a，相对于第2透明电极11b位于调光层12的相反侧的偏光层为第2偏光层13b。第1偏光层13a与第2偏光层13b以正交尼科耳的状态配置。第1偏光层13a及第2偏光层13b在第1透明电极11a及第2透明电极11b的外侧夹着一对透明电极11a、11b及调光层12。

液晶组成物12c含有液晶分子12c1。通过向调光层12施加驱动电压，液晶分子12c1的取向变为垂直取向。即，液晶组成物12c中包含的液晶分子12c1的取向为，在调光层12未被施加驱动电压的状态下是垂直取向以外的取向，通过调光层12被施加驱动电压而变为垂直取向。另外，调光层12未被施加驱动电压的状态下的取向为液晶分子12c1的初始取向。液晶分子12c1的初始取向为水平取向或扭转取向。

在多个域12b中，相邻的域12b彼此相连。因此，相对于驱动电压的施加，各域12b与其他域12b连动地使其液晶分子12c1的取向变化。在多个域12b中，关注一个域而估计其大小的情况下，通过图像解析，以假想的圆进行该域12b中的大小的拟合。

由于初始取向为水平取向、或者初始取向为扭转取向，因此调光层12中的光的散射得到抑制，作为结果，调光装置10的浊度即调光层12未被施加驱动电压时的雾度变低。

调光装置10还具备一对透明基板14a、14b以及一对取向层15a、15b。一对透明基板14a、14b中，位于第1透明电极11a与第1偏光层13a之间的透明基板为第1透明基板14a，位于第2透明电极11b与第2偏光层13b之间的透明基板为第2透明基板14b。一对取向层15a、15b中，位于第1透明电极11a与调光层12之间的取向层为第1取向层15a，位于第2透明电极11b与调光层12之间的取向层为第2取向层15b。以下，更详细地说明调光装置10所具备的各层。

另外，多个域12b中的任一个与第1取向层15a、第2取向层15b相接触。各域12b中的液晶组成物12c与聚合物网络12a相分离，且与其他域12b中的液晶组成物12c相互连续。因此，所有域12b中的液晶分子12c1的初始取向由取向层控制。如上所述，液晶分子12c1的初始取向为水平取向或扭转取向。

[透明基板]

第1透明基板14a及第2透明基板14b具有使可见光透射的透光性。第1透明基板14a及第2透明基板14b可以使用树脂制的薄膜。形成薄膜的材料例如可以使用聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇及聚对苯二甲酸乙二醇酯等。另外，第1透明基板14a及第2透明基板14b分别可以使用玻璃基板。

[透明电极]

第1透明电极11a及第2透明电极11b分别具有使可见光透射的透光性。形成各透明电极11a、11b的材料可以使用金属氧化物、有机聚合物、金属纳米线及碳纳米管(CNT)中的任意。金属氧化物可以使用例如氧化铟锡(ITO)、氧化锡(TO)、氧化锌(ZnO)及氟掺杂氧化锡(FTO)等。作为有机聚合物，可以使用具有透光性且具有导电性的聚合物。金属纳米线及碳纳米管具有透光性且具有导电性。因此，能够将金属纳米线及碳纳米管用于第1透明电极11a及第2透明电极11b。

[偏光层]

如上所述，第1偏光层13a与第2偏光层13b以正交尼科耳的状态配置。即，从调光装置10的厚度方向观察，第1偏光层13a所具有的透射轴与第2偏光层13b所具有的透射轴沿着相互正交的方向延伸。各偏光层13a、13b例如可以通过在使二色性色素吸附于聚乙烯醇制的薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯制的薄膜后、将吸附后的薄膜沿着规定的方向延伸而形成。作为二色性色素，可以使用含有碘的色素及有机色素等。关于第1偏光层13a及第2偏光层13b，用于形成各层的薄膜中的延伸方向相互正交。

[取向层]

一对取向层15a、15b具有使可见光透射的透光性。在一对取向层15a、15b中，能够根据液晶分子12c1的初始取向而选择以下两个中的任一个。在一对取向层15a、15b的第1例中，第1取向层15a及第2取向层15b两者均为水平取向层。即，各取向层具有使液晶分子12c1以液晶分子12c1的长轴方向沿着取向层15a、15b延展的平面的方式取向的取向限制力。而且，各取向层具有使液晶分子12c1以由各取向层取向的液晶分子12c1的长轴方向相互平行的方式取向的取向限制力。根据这样的一对取向层15a、15b，能够将液晶分子12c1的初始取向设为水平取向。另外，水平取向也称为均匀取向。一对取向层15a、15b还使液晶分子12c1以从调光装置10的厚度方向观察时液晶分子12c1的长轴延伸的方向与各偏光层13a、13b的透射轴的延伸方向以45°交叉的方式取向。

在一对取向层15a、15b的第2例中，与第1例同样地，第1取向层15a及第2取向层15b两者均为水平取向层。即，各取向层15a、15b具有使液晶分子12c1以液晶分子12c1的长轴方向沿着取向层15a、15b延展的平面的方式取向的取向限制力。但是，第1取向层15a具有使液晶分子12c1以第1偏光层13a中的透射轴的延伸方向与液晶分子12c1的长轴方向平行的方式取向的取向限制力。另一方面，第2取向层15b具有使液晶分子12c1以第2偏光层13b中的透射轴的延伸方向与液晶分子12c1的长轴方向平行的方式取向的取向限制力。根据这样的一对取向层，能够将液晶分子12c1的初始取向设为扭转取向。

另外，各取向层15a、15b例如可以通过以下的方法形成。首先，准备聚酰亚胺制的薄膜。然后，在薄膜的一个面、即调光装置10中与调光层12相接触的面，进行与液晶分子12c1的初始取向对应的摩擦处理。由此，能够得到取向层15a、15b。另外，取向层15a、15b也可以具体化为通过光的照射而具有规定的取向限制力的光取向层。

[调光层]

[液晶组成物]

液晶组成物12c含有液晶分子12c1。液晶组成物12c可以包含用于形成聚合物网络12a的紫外线聚合性化合物12c2的未反应部分(未聚合部分)，也可以不包含紫外线聚合性化合物12c2的未反应部分。液晶组成物12c优选对光的化学稳定性高。液晶分子12c1能够无关于液晶分子12c1的初始取向而使用具有向列型液晶相且具有正的介电常数各向异性的液晶分子。

通过作为液晶分子12c1而使用具有向列型液晶相且具有正的介电常数各向异性的液晶分子，从而通过对调光层12施加驱动电压，使得液晶分子12c1的取向从水平取向变为垂直取向，或者液晶分子12c1的取向从扭转取向变为垂直取向。

[聚合物网络]

形成聚合物网络12a的材料可以使用紫外线聚合性化合物12c2。紫外线聚合性化合物12c2通过紫外线的照射而与其他紫外线聚合性化合物12c2进行聚合而形成聚合物网络12a。聚合物网络12a可以包含光学各向同性的高分子、即聚合物，也可以包含液晶高分子、即液晶聚合物。换言之，紫外线聚合性化合物12c2可以是光学各向同性的化合物，也可以是包含液晶分子的化合物。

作为光学各向同性的化合物，可以使用单官能紫外线聚合性化合物、二官能紫外线聚合性化合物及多官能紫外线聚合性化合物。单官能紫外线聚合性化合物例如为丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、以及各化合物的低聚物等。丙烯酸酯化合物例如为丙烯酸丁基乙酯及丙烯酸环己酯等。甲基丙烯酸酯化合物例如为基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯及甲基丙烯酸苯氧基乙酯等。

二官能紫外线聚合性化合物例如为茋类化合物、二丙烯酸酯化合物、二甲基丙烯酸酯化合物、以及各化合物的低聚物等。多官能紫外线聚合性化合物例如为三丙烯酸酯化合物、四丙烯酸酯化合物、三甲基丙烯酸酯化合物、四甲基丙烯酸酯化合物、以及各化合物的低聚物等。

在聚合物网络12a包含光学各向同性的聚合物的构成中，优选为，在液晶分子12c1为初始取向时，聚合物的折射率与液晶分子12c1的平均折射率彼此大致相等。另外，液晶分子12c1的平均折射率是在液晶分子12c1中将双折射中的异常光的折射率与正常光的折射率进行平均而得到的值。

另外，为了促进聚合物网络12a的形成，液晶组成物12c可以包含通过紫外线的照射而产生自由基的聚合引发剂。另外，紫外线聚合性化合物12c2可仅含有1种上述化合物，也可含有2种以上。

包含液晶分子的化合物可以使用介晶化合物。介晶化合物包含含有芳香环的具有棒状或板状的介晶基团。介晶基团被包含于介晶化合物中的主链及侧链的至少一方。通过使用仅在主链中包含介晶基团的介晶化合物，能够生成主链型的液晶聚合物。另外，通过使用仅在侧链中包含介晶基团的介晶化合物，能够生成侧链型的液晶聚合物。进而，通过使用在主链及侧链这两者中包含介晶基团的介晶化合物，能够生成复合型的液晶聚合物。

聚合物网络12a中包含的液晶聚合物中，构成聚合物的单位构造且为与聚合前的液晶分子对应的构造的取向被固定为由取向层15a、15b所具有的取向限制力确定的取向。因此，在一对取向层15a、15b构成为使填充于域12b的液晶分子12c1水平取向时，聚合物网络12a中包含的单位构造的取向、即与液晶分子对应的构造的取向被固定为水平取向。与此相对，在一对取向层15a、15b构成为使液晶分子12c1扭转取向时，聚合物网络12a中包含的单位构造的取向被固定为扭转取向。

在调光层12中，与第1取向层15a相接触的面为表面，与第2取向层15b相接触的面为背面。在调光层12的表面及背面上，聚合物网络12a中包含的各域12b所占的区域的长度是该域12b的域径。各域12b所占的区域的长度是通过图像分析将该域12b视为假想的圆时的直径的大小。例如，域径的平均值为0.1μm以上5μm以下，优选为0.2μm以上3μm以下，更优选为0.5μm以上2μm以下。

在分散于聚合物网络12a中的多个域12b中，例如域径大致相等的域12b优选含有30％以上，更优选含有50％以上，进一步优选含有80％以上。另外，两个域12b之间，当一个域12b中的域径为另一个域的域径的±50％以内时，视为两个域12b中的域径相等。根据这样的构成，在聚合物网络12a中分散有提高了域径均匀性的多个域12b，因此能够抑制入射到调光层12的光在调光层12中散射。因此，例如在调光装置10被施加驱动电压时呈现黑色的构成中，能够抑制调光装置10呈现的黑色的明度提高，结果，能够提高调光装置10呈现的黑色的鲜艳度。

在这样的调光层12中，优选为，在调光层12被施加驱动电压时，调光层12的折射率各向异性为0.1以下。调光层12的折射率各向异性是根据调光层12中包含的聚合物网络12a的折射率及液晶组成物12c的折射率而确定的值。通过使折射率各向异性为0.1以下，在调光层12中可抑制入射到调光层12的光发生散射。由此，例如在调光装置10呈现黑色时，能够抑制调光层12的明度提高，换言之，能够抑制调光装置10所显示的颜色接近灰色，结果，能够提高调光装置10所显示的黑色的鲜艳度。

在调光层12被施加驱动电压时、即调光装置10被施加驱动电压时，在聚合物网络12a的折射率、液晶分子12c1中的异常光的折射率、以及液晶分子12c1中的正常光的折射率中最大值与最小值之差优选为0.16以下。另外，若调光层12被施加驱动电压时上述的折射率的最大值与最小值之差为0.16以下，则即使在调光层12未被施加驱动电压时，折射率的最大值与最小值之差也为0.16以下。

通过减小聚合物网络12a的折射率与位于由聚合物网络12a划分的域12b内的液晶分子12c1的折射率之差，也能够抑制入射到调光层12的光在调光层12中散射。由此，能够抑制光从调光层12向调光层12的外部泄漏。在这一点上，通过在聚合物网络12a的折射率、液晶分子12c1中的异常光的折射率、以及液晶分子12c1中的正常光的折射率中使最大值与最小值之差为0.16以下，能够抑制调光层12中的光的散射，结果，能够提高调光装置10所呈现的颜色的鲜艳度。

另外，在调光层12中，来源于紫外线聚合性化合物12c2的物质的质量相对于调光层12的总质量之比，例如可以设为5质量％以上且50质量％以下。来源于紫外线聚合性化合物12c2的物质包含单体的紫外线聚合性化合物12c2、以及通过对紫外线聚合性化合物12c2照射紫外线而形成的聚合物。另外，来源于紫外线聚合性化合物12c2的物质的质量相对于调光层12的总质量之比可以视为等于制造调光层12时的紫外线聚合性化合物12c2相对于总固体成分的质量之比。

根据这样的构成，与来源于紫外线聚合性化合物12c2的质量更小的构成相比，在调光层12的形成时，能够以抑制调光层12从取向层15a、15b剥离的程度来提高调光层12与取向层15a、15b之间的密合性。另外，与来源于紫外线聚合性化合物12c2的质量更大的构成相比，在调光层12未被施加驱动电压的状态下，可抑制入射到调光层12的光被聚合物网络12a散射，由此，可抑制调光装置10的浊度升高。

调光层12的厚度优选设定为，在调光层12未被施加驱动电压的状态下，在液晶分子12c1的初始取向为水平取向的构成、以及液晶分子12c1的初始取向为扭转取向的构成中分别满足以下的式子。

mλ＝Δnd＝(n_e－n_o)d …式(1)

λ/2＝Δnd …式(2)

在这些式子中，m为整数，λ为入射到调光层12的光的波长，n_e为异常光的折射率，n_o为正常光的折射率，d为调光层12的厚度。在液晶分子12c1的初始取向为扭转取向的情况下满足式(1)，由此，调光层12中的透射光的强度成为最大。另外，在液晶分子12c1的初始取向为水平取向的情况下满足式(2)，由此，调光层12中的透射光的强度成为最大。

此外，在调光层12未被施加驱动电压的情况下也是，Δn、即从异常光的折射率n_e减去正常光的折射率n_o而得的值，如上所述优选为0.16以下。由此，根据上述的式(1)以及式(2)可知，与Δn的值更大的情况相比，能够减小调光层12的厚度d变动时的mλ、或者λ/2的值的偏差。因此，不易因调光装置10的制造中的调光层12的厚度d的偏差而导致调光装置10的特性产生偏差。

另外，在液晶分子12c1中，Δn的值越大，波长分散性越大。这里，向调光装置10照射的可见光具有规定的波长宽度、例如450nm以上610nm以下的波长宽度。在Δn的值较大的液晶分子12c1中波长分散性大，因此偏光状态与可见光中的波长相应地变化，结果，导致色温变化。另外，Δn的值越大，这样的色温的变化越容易受到调光层12的厚度d的变化的影响。从这一点来看，也优选Δn为0.16以下。

在将Δn设为0.16以下的方面，作为液晶分子，优选使用除二苯乙炔类液晶分子、联苯类液晶分子及三联苯类液晶分子以外的液晶分子。另外，即使在含有这些液晶分子的情况下也优选为，相对于液晶分子的总量，使二苯乙炔类液晶分子、联苯类液晶分子以及三联苯类液晶分子所占的比例较小。

另外，在Δn大于0.16的情况下，与Δn为0.16以下的情况相比，异常光的折射率n_e变得更大。因此，在从斜向观察调光装置10的情况下，聚合物网络12a的折射率与液晶分子12c1的折射率之差变得更大。由此，在调光层12未被施加驱动电压的情况下，与观察调光装置10的视场角的变化对应的透射率的降低量变大。从这一点来看，也优选Δn为0.16以下。

[调光装置的作用]

参照图1及图2对调光装置10的作用进行说明。以下，首先对液晶分子12c1的初始取向为水平取向的构成的作用进行说明，接着，对液晶分子12c1的初始取向为扭转取向的构成的作用进行说明。另外，如以下说明的那样，调光装置10是调光层12未被施加驱动电压时为透明而调光层12被施加驱动电压时为不透明的反型模式的调光装置10。

如图1所示，在初始取向为水平取向的构成中，在调光层12未被施加驱动电压时，液晶组成物12c中包含的液晶分子12c1的取向为水平取向。因此，例如经由第2偏光层13b入射到调光层12的光从调光层12透射、经由第1偏光层13a向调光装置10的外部射出。在调光层12未被施加驱动电压时，调光装置10为透明。

在聚合物网络12a包含液晶聚合物的构成中，在调光层12未被施加驱动电压时，液晶组成物12c中包含的液晶分子12c1以及聚合物网络12a中的液晶聚合物的取向均为水平取向。另外，通过在液晶分子12c1与液晶聚合物之间抑制异常光的折射率及正常光的折射率各自的差变大，在调光层12中不易产生散射。

如图2所示，若驱动部D经由一对透明电极11a、11b对调光层12施加驱动电压，则各液晶分子12c1的长轴方向沿着电场，由此液晶分子12c1的取向从水平取向变为垂直取向。由此，例如，经由第2偏光层13b入射到调光层12的光不透射第1偏光层13a，因此调光装置10呈现黑色。这样，在调光装置10中，在调光层12被施加驱动电压时，由于以正交尼科耳的状态配置的两个偏光层夹着垂直取向的液晶分子12c1，因此从一方的偏光层入射到调光层12的光不从另一方的偏光层射出。因此，在调光层12被施加驱动电压时，能够有效地降低透射率。进而，能够在调光层12未被施加驱动电压时与调光层12被施加驱动电压时之间，以更大的范围控制透射率。此外，在施加驱动电压时调光装置10呈现黑色的构成中，调光装置10所呈现的黑色的鲜艳度提高。

在调光层12被施加驱动电压时，在聚合物网络12a中包含液晶聚合物的情况下，由于液晶聚合物的取向维持水平取向，因此在液晶分子12c1与液晶聚合物之间，异常光的折射率及正常光的折射率相互不同。在这点上，如上所述，如果来源于紫外线聚合性化合物12c2的物质的质量为调光层12的总质量的50％以下，则能够抑制液晶聚合物的异常光的折射率及正常光的折射率对调光层12中的异常光的折射率及正常光的折射率的影响。因此，能够抑制由这样的折射率的不同引起的调光层12中的散射，结果，能够抑制调光装置10所呈现的颜色的明度提高。

另一方面，如图1及图2所示，初始取向为水平取向且聚合物网络12a包含光学各向同性的聚合物的构成为，调光层12未被施加驱动电压时为透明，被施加驱动电压时呈现例如黑色。但是，在调光层12未被施加驱动电压时，液晶分子12c1的取向为水平取向，另一方面，光学各向同性的聚合物中的取向是随机的。因此，与聚合物网络12a包含液晶聚合物的构成相比，入射到调光层12的光容易在调光层12中散射。在这一点上，如上所述，若来源于紫外线聚合性化合物12c2的物质的质量为调光层12的总质量的50％以下，则能够将调光层12中产生的散射光的光量减小至抑制调光装置10所呈现的黑色的明度提高的程度。

在聚合物网络12a包含光学各向同性的聚合物的构成中，由于聚合物在折射率中不具有各向异性，因此即使液晶分子12c1的取向在初始取向与垂直取向之间变化，也可抑制液晶分子12c1的折射率与聚合物的折射率变得过大。

另外，另一方面，如图1所示，在初始取向为扭转取向的构成中，在调光层12未被施加驱动电压时，例如经由第2偏光层13b入射到调光层12的偏光的方向由于从液晶分子12c1中穿过，从而在到达第1偏光层13a为止的期间扭转90°。因此，经由第2偏光层13b入射到调光层12的光经由第1偏光层13a向调光装置10的外部射出。因此，在调光层12未被施加驱动电压时，调光装置10透明。

如图2所示，若驱动部D经由一对透明电极11a、11b对调光层12施加驱动电压，则与上述的构成相同，液晶分子12c1的取向变为垂直取向。由此，例如，经由第2偏光层13b入射到调光层12的光不透射第1偏光层13a，因此调光装置10例如呈现黑色。此外，在聚合物网络12a包含液晶聚合物的构成中，即使在调光层12被施加驱动电压时，液晶聚合物的取向也是扭转取向。因此，以入射到调光层12的偏光的绝大部分不会在调光层12中扭转而穿过调光层12的方式设定残留相位差。由此，能够抑制调光装置10所显示的黑色的明度提高。例如，设液晶聚合物的折射率差为Δn、调光层12的厚度为d、液晶分子的比率为r时，优选满足以下的式(3)，更优选满足以下的式(4)。

Δndr≤0.25 …式(3)

Δndr≤0.1 …式(4)

另外，在调光装置10中，为了提高设置有调光装置10的物品的外观设计性、或为了抑制从由调光装置10分隔的空间中的一侧视觉确认到另一侧，要求呈现黑色。另外，在提高调光装置10所具有的黑色的品质方面，要求能够进行鲜艳的黑色、换言之明度低的黑色的显示。根据本实施方式的调光装置10，能够满足这样的要求。

如以上说明的那样，根据调光装置的第1实施方式，能够得到以下列举的效果。

(1)在调光装置10中，在调光层12被施加驱动电压时，由于垂直取向的液晶分子12c1被夹在以正交尼科耳的状态配置的两个偏光层13a、13b之间，因此从一方的偏光层入射到调光层12的光不从另一方的偏光层射出。因此，在调光层12被施加驱动电压时，能够有效地降低透射率。进而，能够在调光层12未被施加驱动电压时与调光层12被施加驱动电压时之间以更大的范围控制透射率。

(2)在聚合物网络12a包含液晶聚合物的构成中，液晶分子12c1为初始取向时，液晶分子12c1的取向与液晶聚合物的取向相互相等。因此，能够抑制在液晶分子12c1与液晶聚合物之间异常光的折射率及正常光的折射率各自的差变大。因此，抑制了调光层12中的光的散射，结果，调光装置10的浊度变低。

(3)在聚合物网络12a包含光学各向同性的聚合物的构成中，由于聚合物在折射率中不具有各向异性，因此即使液晶分子12c1的取向在初始取向与垂直取向之间变化，也可抑制液晶分子12c1的折射率及聚合物的折射率变得过大。

(4)由于初始取向为水平取向或初始取向为扭转取向，因此调光层12中的光的散射得到抑制，结果，调光装置10的浊度变低。

(5)通过使折射率各向异性为0.1以下，可抑制在调光层12中入射到调光层12的光发生散射。由此，在调光装置10例如呈现黑色时，可抑制调光层12的明度提高，换言之，可抑制调光装置10所显示的颜色接近灰色。结果，能够提高调光装置10所显示的黑色的鲜艳度。

(6)通过在聚合物网络的折射率、液晶分子中的异常光的折射率、以及正常光的折射率中使最大值与最小值之差为0.16以下，能够抑制调光层12中的光的散射，结果，能够提高调光装置10所呈现的颜色的鲜艳度。另外，通过将这些折射率的最大值与最小值之差设为0.16以下，在调光层12未被施加驱动电压时，从斜向观察调光层12的情况下的视觉辨认性变得良好。另外，从斜向观察调光层12是指从相对于调光层12的法线方向倾斜的方向观察调光层12。

另外，上述的第1实施方式能够如以下那样适当变更而实施。

·一对偏光层13a、13b中的至少一方也可以位于透明电极与透明基板之间。即使是这样的构成，只要是一对偏光层13a、13b以正交尼科耳的状态配置且夹着包含液晶分子12c1的调光层12的构成，就能够得到基于上述的(1)的效果。

·在上述实施方式中，对在调光层12被施加电压时调光装置10呈现黑色的情况进行了说明，但调光装置10并不限定于此，也可以是呈现各种颜色的构成。

[第2实施方式]

参照图3及图4对调光装置的第2实施方式进行说明。第2实施方式的调光装置与第1实施方式的调光装置10相比，调光层中包含的液晶组成物的构成、以及液晶分子的取向不同。因此，以下，对这样的不同点进行详细说明，另一方面，对与第1实施方式相同的构成标注相同的附图标记，从而省略其详细的说明。以下，依次说明调光装置的构成以及调光装置的作用。另外，在图3以及图4中，与上述的图1以及图2相同，为了便于说明调光层的构造，对调光层中包含的域进行了夸张。

[调光装置的构成]

参照图3对调光装置的构成进行说明。

如图3所示，调光装置20具备第1透明电极11a、第2透明电极11b、调光层22以及一个偏光层23。调光层22夹在第1透明电极11a与第2透明电极11b之间。调光层22包含聚合物网络22a及分散在聚合物网络22a中的多个域22b。各域22b中填充有含有液晶分子22c1及二色性色素22c2的液晶组成物22c。在液晶组成物22c中，优选二色性色素22c2与液晶分子22c1的混和性良好。

液晶组成物22c构成为，通过对调光层22施加驱动电压而使液晶分子22c1的取向变为水平取向，从而使二色性色素22c2的吸收轴与偏光层23的吸收轴交叉。即，液晶组成物22c中包含的液晶分子22c1的初始取向为水平取向以外的取向，通过对调光层22施加驱动电压而变为水平取向。液晶分子22c1的初始取向为垂直取向或混合取向。液晶组成物22c中包含的二色性色素22c2无关于调光层22是否被施加驱动电压，而具有与液晶分子22c1相同的取向。换言之，通过调光层22被施加驱动电压，从而二色性色素22c2的取向与液晶分子22c1的取向一起从水平取向以外的取向变为水平取向。

初始取向为垂直取向或混合取向，但能够通过对调光层22施加驱动电压而将填充于域22b的液晶分子22c1的取向改变为水平取向。

调光装置20还具备位于第1透明电极11a与调光层22之间的第1取向层25a、以及位于第2透明电极11b与调光层22之间的第2取向层25b。以下，在调光装置20所具备的各层中，更详细地说明与第1实施方式的调光装置10所具备的层不同的层。

[偏光层]

调光装置20与第1实施方式的调光装置10不同，仅具备一层偏光层23。从调光装置20的厚度方向观察，偏光层23具有沿着一个方向延伸的透射轴。从调光装置20的厚度方向观察，偏光层23具有沿着与透射轴正交的方向延伸的吸收轴。偏光层23构成为，在调光层22被施加驱动电压时，从调光装置20的厚度方向观察，偏光层23所具有的吸收轴与二色性色素22c2的吸收轴、即二色性色素22c2的延伸方向正交。由于调光装置20具备偏光层23，因此与不具备偏光层23的构成相比，在这两个构成中使颜色、例如黑色的明度为彼此相同程度的情况下，能够减少调光层22中包含的二色性色素22c2的量。

[取向层]

一对取向层25a、25b具有使可见光透射的透光性。在一对取向层25a、25b中，能够根据液晶分子22c1的初始取向，选择以下两个中的任一个。在一对取向层25a、25b的第1例中，第1取向层25a及第2取向层25b这两者均为垂直取向层。即，各取向层25a、25b具有使液晶分子22c1以液晶分子22c1的长轴方向与取向层25a、25b延展的平面正交的方式取向的取向限制力。根据这样的一对取向层25a、25b，能够使液晶分子22c1的初始取向为垂直取向。一对取向层25a、25b使液晶分子22c1以在从调光装置20的厚度方向观察时包含液晶分子22c1的长轴的平面与包含偏光层23的吸收轴的平面正交的方式取向。此外，在初始状态的垂直取向中，即使液晶分子22c1的长轴方向相对于垂直方向倾斜几度左右，只要是对于本领域技术人员而言被判断为实质上垂直的范围，就能够起到效果。

与此相对，在一对取向层25a、25b的第2例中，第1取向层25a为垂直取向层，另一方面，第2取向层25b为水平取向层。即，第1取向层25a具有使液晶分子22c1以液晶分子22c1的长轴方向与第1取向层25a延展的平面正交的方式取向的取向限制力。与此相对，第2取向层25b具有使液晶分子22c1以液晶分子22c1的长轴延伸的方向与第2取向层25b延展的平面平行的方式取向的取向限制力。

根据这样的一对取向层25a、25b，能够使液晶分子22c1的初始取向为混合取向。更详细而言，在液晶分子22c1的初始取向中，沿着从第2取向层25b朝向第1取向层25a的方向，液晶分子22c1相对于第2取向层25b延展的平面的倾斜逐渐变大。由此，液晶分子22c1的取向从水平取向朝向垂直取向逐渐变化。由此，一对取向层25a、25b使液晶分子22c1以从调光装置20的厚度方向观察时液晶分子22c1的长轴延伸的方向在偏光层23的附近与偏光层23的吸收轴正交的方式取向。

[液晶组成物]

[液晶组成物]

液晶组成物22c包含液晶分子22c1及二色性色素22c2。液晶组成物22c可以包含用于形成聚合物网络22a的紫外线聚合性化合物22c3的未反应部分，也可以不包含紫外线聚合性化合物22c3的未反应部分。

液晶分子22c1的初始取向为垂直取向时，液晶分子22c1可以使用具有负的介电常数各向异性且具有向列型液晶相的液晶分子。通过作为液晶分子22c1而使用具有负的介电常数各向异性且具有向列型液晶相的液晶分子，通过对调光层22施加驱动电压，从而液晶分子22c1的取向从垂直取向变为水平取向。

同样，液晶分子22c1的初始取向为混合取向时，液晶分子22c1可以使用具有负的介电各向异性且具有向列型液晶相的液晶分子。通过作为液晶分子22c1而使用具有负的介电各向异性且具有向列型液晶相的液晶分子，通过对调光层22施加驱动电压，从而液晶分子22c1的取向从混合取向变为水平取向。

[聚合物网络]

形成聚合物网络22a的材料即紫外线聚合性化合物22c3可以使用第1实施方式的紫外线聚合性化合物12c2中的包含液晶分子的化合物或各向同性聚合物。

聚合物网络22a中包含的液晶聚合物中，构成聚合物的单位构造且为与聚合前的液晶分子对应的构造的取向被固定为由取向层25a、25b所具有的取向限制力确定的取向。因此，在一对取向层25a、25b构成为使填充于域22b的液晶分子22c1垂直取向时，聚合物网络22a中包含的单位构造的取向、换言之与液晶分子对应的构造的取向被固定为垂直取向。与此相对，在一对取向层25a、25b构成为使液晶分子22c1混合取向时，聚合物网络22a中包含的单位构造被固定为混合取向。

[二色性色素]

二色性色素22c2是在可见光的吸收中具有各向异性的色素分子。从调光层22透射的光的颜色根据二色性色素22c2的长轴延伸的方向、换言之吸收轴的延伸方向而不同。二色性色素22c2可仅含有一种色素，也可含有多种色素。例如，如果是在调光层22被施加驱动电压时调光装置20呈现黑色的构成，则在二色性色素22c2仅含有一种色素时，二色性色素22c2可使用黑色用色素、即将可见光的波长区域中包含的几乎所有波长的光吸收的色素。二色性色素22c2含有多种色素时，二色性色素22c2可使用在可见光的波长区域中具有互不相同的吸收波段的多种色素。

在二色性色素22c2含有多种色素时，例如可以由黄色用色素、红色用色素及蓝色用色素这三种色素构成二色性色素22c2。另外，黄色用色素的吸收波段包含三个色素中最短波长的区域，蓝色用色素的吸收波段包含三个色素中最长波长的区域，红色用色素的吸收波段包含位于其他色素的吸收波段之间的区域。在各色素的吸收波段中，也可以包含其他色素的吸收波段的一部分。二色性色素22c2例如可使用偶氮系色素、蒽醌系色素及萘醌系色素等。

另外，在本实施方式的调光层22中，也与上述的第1实施方式的调光层12同样地优选为，在调光层22被施加驱动电压时，调光层22的折射率各向异性为0.1以下。另外，优选为，在调光层22被施加驱动电压时、即调光装置20被施加驱动电压时，聚合物网络22a的折射率、液晶分子22c1中的异常光的折射率、以及液晶分子22c1中的正常光的折射率中的最大值与最小值之差为0.16以下。

另外，优选为，在调光层12未被施加驱动电压的情况下也是，Δn即从异常光的折射率n_e减去正常光的折射率n_e而得的值如上所述为0.16以下。如上所述，在Δn大于0.16的情况下，与Δn为0.16以下的情况相比，异常光的折射率n_e变得更大。因此，在从斜向观察调光装置20的情况下，聚合物网络12a的折射率与液晶分子12c1的折射率之差变得更大。由此，在未对调光层22施加驱动电压的情况下，与观察调光装置20的视场角的变化对应的透射率的降低量变大。在这一点上，Δn优选为0.16以下。

[调光装置的作用]

参照图3及图4，对调光装置20的作用进行说明。以下，首先对液晶分子22c1的初始取向为垂直取向的构成的作用进行说明，接着，对液晶分子22c1的初始取向为混合取向的构成的作用进行说明。另外，如以下说明的那样，调光装置20是在调光层22未被施加驱动电压时为透明、在被施加驱动电压时为不透明的反型模式的调光装置20。

如图3所示，在初始取向为垂直取向的构成中，在调光层22未被施加驱动电压时，液晶组成物22c中包含的液晶分子22c1、以及聚合物网络22a中的液晶聚合物的取向均为垂直取向。此时，二色性色素22c2的取向也是垂直取向。因此，例如，从第2透明基板14b入射到调光装置10的光经由偏光层23向调光装置10的外部射出。因此，在调光层22未被施加驱动电压时，调光装置20为透明。

如图4所示，若驱动部D经由一对透明电极对调光层22施加驱动电压，则液晶分子22c1的取向从垂直取向变为水平取向。此时，二色性色素22c2的取向也是水平取向。而且，从调光装置20的厚度方向观察，二色性色素22c2的吸收轴与偏光层23的吸收轴正交。由此，从第2透明基板14b入射的光的一部分被二色性色素22c2吸收，且未被二色性色素22c2吸收的光不透射偏光层23，因此调光装置20例如呈现黑色。这样，在调光装置20中，在调光层22被施加驱动电压时，由于偏光层23的吸收轴与二色性色素22c2的吸收轴正交，因此入射到调光装置20的光不会向调光装置20的外部射出。因此，调光装置20中的黑色的鲜艳度提高。

另一方面，如图3及图4所示，在初始取向为混合取向的构成中，在调光层22未被施加驱动电压时，液晶组成物22c中包含的液晶分子22c1、聚合物网络22a中的液晶聚合物的取向、以及二色性色素22c2的取向均为混合取向。因此，例如，从第2透明基板14b入射到调光装置20的光经由偏光层23向调光装置20的外部射出。结果，调光装置20为透明。与此相对，通过调光层22被施加驱动电压，液晶分子22c1的取向及二色性色素22c2的取向变为水平取向。因此，与初始取向为垂直取向的构成同样地，调光装置20例如呈现黑色。

如以上说明的那样，根据调光装置的第2实施方式，除了上述的(2)、(5)以及(6)之外，还能够得到以下列举的效果。

(7)在调光装置20中，在调光层22被施加驱动电压时，由于偏光层23的吸收轴与二色性色素22c2的吸收轴正交，因此入射到调光装置20的光不会向调光装置20的外部射出。因此，能够有效地降低透射率。此外，调光装置20中的由二色性色素所呈现的颜色的鲜艳度提高。进而，能够在调光层22未被施加驱动电压时及调光层22被施加驱动电压时之间以更大的范围控制透射率。

(8)初始取向为垂直取向或混合取向，但能够通过对调光层22施加驱动电压而将填充于域22b的液晶分子22c1的取向改变为水平取向。

另外，上述的第2实施方式能够如以下那样适当变更而实施。

·也可以是如下构成：在二色性色素22c2与液晶分子22c1都设为水平取向时，从调光装置20的厚度方向观察，二色性色素22c2的吸收轴与偏光层23的吸收轴以正交以外的角度交叉。即使是这样的构成也是，被二色性色素22c2吸收的光的至少一部分无法透射偏光层23，因此至少能够得到上述的(7)的效果。

·在上述实施方式中，说明了对调光层22被施加驱动电压时调光装置20呈现黑色的情况，但调光装置20并不限定于此，也可以是呈现各种颜色的构成。例如，也可以构成为调整在第2实施方式中使用的二色性色素的成分而呈现蓝色或红色。

符号说明

10、20…调光装置、11a…第1透明电极、11b…第2透明电极、12、22…调光层、12a、22a…聚合物网络、12b、22b…域、12c、22c…液晶组成物、12c1、22c1…液晶分子、12c2、22c3…紫外线聚合性化合物、13a…第1偏光层、13b…第2偏光层、14a…第1透明基板、14b…第2透明基板、15a、25a…第1取向层、15b、25b…第2取向层、22c2…二色性色素、23…偏光层、D…驱动部。

Claims (9)

1.一种调光装置，具备：

第1透明电极；

第2透明电极；

调光层，被所述第1透明电极和所述第2透明电极夹着，且包含聚合物网络及分散在所述聚合物网络中并由液晶组成物填充的多个域；以及

一对偏光层，夹着所述调光层，且以正交尼科耳的状态配置，

所述液晶组成物包含液晶分子，通过向所述调光层施加驱动电压，从而所述液晶分子的取向变为垂直取向。

2.根据权利要求1所述的调光装置，其中，

在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为水平取向。

3.根据权利要求1所述的调光装置，其中，

在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为扭转取向。

4.一种调光装置，具备：

第1透明电极；

第2透明电极；

调光层，被所述第1透明电极和所述第2透明电极夹着，且包含聚合物网络及分散在所述聚合物网络中并由液晶组成物填充的多个域；以及

一个偏光层；

所述液晶组成物含有液晶分子及二色性色素，通过向所述调光层施加驱动电压，从而所述液晶分子的取向变为水平取向，由此，所述二色性色素的吸收轴与所述偏光层的吸收轴交叉。

5.根据权利要求4所述的调光装置，其中，

在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为垂直取向。

6.根据权利要求4所述的调光装置，其中，

在所述调光层未被施加驱动电压时，所述液晶分子的取向为混合取向。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的调光装置，其中，

所述聚合物网络包含液晶聚合物。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的调光装置，其中，

所述聚合物网络包含光学各向同性的聚合物。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的调光装置，其中，

所述聚合物网络的折射率、所述液晶分子中的异常光的折射率、所述液晶分子中的正常光的折射率中最大的折射率与最小的折射率之差为0.16以下。

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