JP2024081856A - 調光シート - Google Patents

Abstract

【課題】光透過率のばらつきを抑えることができる調光シートを提供する。【解決手段】調光シートの不透明状態において、全光線透過率が３０％以下、かつ、平行線透過率が１％以下であるとともに、透明状態において、平行線透過率が２０％以上である。不透明状態と透明状態との平均の平行線透過率が得られるときの透明電極層間にかかる電圧が４０Ｖ未満である。透明状態の９０％の平行線透過率が得られるときの透明電極層間にかかる電圧と、５％の平行線透過率が得られるときの透明電極層間にかかる電圧との差が３０Ｖ未満である。【選択図】図４

Description

本発明は、調光シートに関する。

調光シートは、高分子材料中に液晶組成物が分散された調光層と、調光層を挟む一対の透明電極層とを備えており、一対の透明電極層間に駆動電圧が印加される。駆動電圧の印加の有無に応じて液晶分子の配向状態が変わることから、調光層を光が透過する透明状態と、調光層で光が散乱する不透明状態とを切り替えることが可能である。

一般に、透明状態の調光シートは無色透明であり、不透明状態の調光シートは白く濁って見える。一方で、使用環境に応じた意匠性の観点から、不透明状態の調光シートが、白色とは異なる有色であることが好まれる場合がある。そこで、液晶組成物に二色性色素を添加することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。二色性色素は、分子の長軸方向における吸光度が短軸方向の吸光度よりも大きい性質を有し、液晶分子に従って配向される。二色性色素の添加によって、不透明状態の調光シートは、二色性色素由来の有色を示す。

国際公開第２０１９／１３２００９号

上記駆動電圧は、調光シートの端部に配置された電圧入力用の電極部から調光シートに印加される。そして、調光シート内の領域に実際にかかる電圧である実効電圧は、上記電極部から離れるにつれて低下する。このように、調光シート内で実効電圧に差が生じていると、駆動電圧の印加時に、調光シートの面内において光透過率にばらつきが生じやすくなる。特に、調光シートが大判になるほど、実効電圧の差が大きくなることから、光透過率のばらつきが生じやすい。

実効電圧の差を小さくする手段としては、例えば、電極部の面積や数を増大させること、透明電極層の抵抗値を低下させること、駆動電圧を大きくすること等が挙げられる。しかしながら、これらの手段は、調光シートの製造コストの増大や、調光層の早期劣化を招いてしまう。それゆえ、光透過率のばらつきを抑えるための調光シートの構成には、なお改善の余地がある。

上記課題を解決するための調光シートの各態様を記載する。
［態様１］複数のドメインを含む透明高分子層と、前記ドメインを埋める液晶組成物であって、液晶化合物および二色性色素を含む前記液晶組成物とを含む調光層と、前記調光層を挟む一対の透明電極層と、を備え、前記一対の透明電極層間の電位差の変化に応じて前記液晶化合物および前記二色性色素の配向を変え、これによって有色の不透明状態から透明状態に切り換わる調光シートであって、前記不透明状態において、全光線透過率が３０％以下、かつ、平行線透過率が１％以下であるとともに、前記透明状態において、平行線透過率が２０％以上であり、前記不透明状態と前記透明状態との平均の平行線透過率が得られるときの前記透明電極層間にかかる電圧が４０Ｖ未満であり、前記透明状態の９０％の平行線透過率が得られるときの前記透明電極層間にかかる電圧と、５％の平行線透過率が得られるときの前記透明電極層間にかかる電圧との差が３０Ｖ未満である、調光シート。

上記構成によれば、不透明状態にて調光シートの遮光性および呈色が十分に得られ、かつ、透明状態にて調光シートの背後が視認可能となる。そして、電圧の上昇に対して、平行線透過率の急激な変化が、早く、かつ、短い電圧区間で生じるため、平行線透過率が飽和に近くなる電圧の範囲の下限が広がる。それゆえ、調光シート内において実効電圧に差が生じたとしても、光透過率のばらつきを抑えることができる。

［態様２］前記調光層の厚さは、１５μｍ以上３０μｍ未満である、［態様１］に記載の調光シート。
上記構成によれば、上記電気光学特性を有する調光シートが得られやすくなる。

［態様３］前記透明高分子層および前記液晶組成物のうちの前記透明高分子層の割合は、３０質量％以上６０質量％以下である、［態様１］または［態様２］に記載の調光シート。
上記構成によれば、透明高分子層にてドメインが適度に確保され、透明高分子層中に液晶組成物が分散した調光層の構造が好適に形成される。

［態様４］前記透明状態における平行線透過率は７０％以下である、［態様１］～［態様３］のいずれか１つに記載の調光シート。

上記構成によれば、二色性色素を含有する構成にて、上記平行線透過率を有する調光シートの実現が容易である。

本発明によれば、光透過率のばらつきを抑えることができる。

一実施形態の調光シートの平面構造を示す図。 一実施形態の調光シートの断面構造を示す図。 一実施形態の調光層の構成を示す模式図。 一実施形態の調光シートの電気光学特性を示す図。 比較例の調光シートの電気光学特性を示す図。 各実施例および各比較例の調光シートにおける透過率の測定対象領域を示す図。

図面を参照して、調光シートの一実施形態を説明する。
［調光シートの構成］
図１および図２を参照して、調光シートの構成を説明する。図１に示すように、調光シート１０の表面と対向する位置から見て、調光シート１０は、調光領域Ｓｉと、第１接続領域ＳＡおよび第２接続領域ＳＢとを含む。調光領域Ｓｉは、光透過率の可変な領域であり、接続領域ＳＡ，ＳＢは調光シート１０に駆動電圧を印加するための配線部６１，６２が接続される領域である。第１接続領域ＳＡには第１配線部６１が接続され、第２接続領域ＳＢには第２配線部６２が接続される。

２つの接続領域ＳＡ，ＳＢは、調光シート１０の端部に位置する。例えば、調光シート１０は、略矩形形状を有し、２つの接続領域ＳＡ，ＳＢは、調光シート１０の一辺に沿って配置される。

図２は、調光シート１０の層構成および電気的構成を示す。
図２に示すように、調光シート１０は、調光層２０、第１透明電極層３１、第２透明電極層３２、第１透明支持層４１、および、第２透明支持層４２を備えている。調光層２０は、第１透明電極層３１と第２透明電極層３２とに挟まれ、これらの透明電極層３１，３２に接している。第１透明支持層４１は、第１透明電極層３１に対して調光層２０と反対側で第１透明電極層３１を支持し、第２透明支持層４２は、第２透明電極層３２に対して調光層２０と反対側で第２透明電極層３２を支持している。

調光層２０は、多数の空隙を有する透明高分子層と、上記空隙に保持された液晶組成物とを含む。調光層２０は、例えば、高分子分散型液晶、あるいは、ポリマーネットワーク型液晶の構造を有する。

第１透明電極層３１および第２透明電極層３２の各々は、導電性を有し、可視領域の光に対して透明である。透明電極層３１、３２の材料は、例えば、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、カーボンナノチューブ、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）、銀、銀合金等である。

第１透明支持層４１および第２透明支持層４２の各々は、可視領域の光に対して透明な基材である。透明支持層４１，４２の材料は、例えば、合成樹脂や無機化合物である。合成樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリオレフィン等である。無機化合物は、例えば、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素等である。

第１配線部６１は、第１接続領域ＳＡにて第１透明電極層３１に接続し、第２配線部６２は、第２接続領域ＳＢにて第２透明電極層３２に接続している。第１接続領域ＳＡでは、第１透明電極層３１が、調光層２０と第２透明電極層３２および第２透明支持層４２とから露出しており、第２接続領域ＳＢでは、第２透明電極層３２が、調光層２０と第１透明電極層３１および第１透明支持層４１とから露出している。

第１配線部６１および第２配線部６２の各々は、例えば、導電性接着層と、配線基板とを備える。導電性接着層は、例えば、異方性導電フィルム（ACF : Anisotropic Conductive Film）、異方性導電ペースト（ACP : Anisotropic Conductive Paste）、等方性導電フィルム（ICF : Isotropic Conductive Film）、等方性導電ペースト（ICP : Isotropic Conductive Paste）等から形成される。配線基板は、例えば、フレキシブルプリント基板（FPC : Flexible Printed Circuits）である。あるいは、第１配線部６１および第２配線部６２の各々は、導電性テープ等の導電性材料と導線とがはんだ付けによって接合された構造を有していてもよい。

透明電極層３１，３２は、配線部６１，６２を介して、制御部５０に電気的に接続されている。制御部５０は、液晶分子の配向状態を変えるための交流電圧である駆動電圧を、透明電極層３１，３２に配線部６１，６２を通じて印加する。配線部６１，６２のなかで、透明電極層３１，３２に接している導電部分が、駆動電圧の入力のための電極部として機能する。電圧の印加の有無の制御および印加する電圧の大きさの制御を通じて、制御部５０は、透明電極層３１，３２間の電位差を制御する。調光シート１０と制御部５０と配線部６１，６２とから調光装置が構成される。

なお、調光シート１０は、取付対象物である透明基材に貼り付けられる。透明基材は、ガラス基板や樹脂基板である。透明基材の一例は、車両や航空機等の移動体が搭載する窓ガラス、建物に設置された窓ガラス、車内や屋内に配置された間仕切りである。調光シート１０が貼り付けられる面は、平面状あるいは曲面状である。また、調光シート１０は、２つの透明基材によって挟まれてもよい。
また、調光シート１０は、例えば、紫外線を遮断するための層のように、上述の各層以外の層をさらに備えていてもよい。

［調光層の構成］
図３を参照して、調光層２０の詳細構成を説明する。図３は、調光シート１０の断面構造のうち、調光層２０と透明電極層３１，３２との積層部分を、調光層２０の構成を強調して模式的に示す図である。

調光層２０は、透明高分子層２１、液晶組成物２２、および、スペーサ２３を含む。透明高分子層２１は、光重合性化合物の硬化体である。透明高分子層２１は、その内部に、分散した複数のドメイン２１Ｄを区画している。ドメイン２１Ｄは、言い換えれば、空隙である。ドメイン２１Ｄの形状は、例えば、略球形状や略楕円体状や不定形状である。ドメイン２１Ｄ内の空間は、液晶組成物２２によって埋められている。

透明高分子層２１および液晶組成物２２のうちの透明高分子層２１の割合は、３０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。透明高分子層２１の割合が上記範囲内であると、ドメイン２１Ｄが適度に確保される。上記範囲内において、透明高分子層２１の割合が大きいほど、透明高分子層２１の機械的な強度を高めることが可能であり、透明高分子層２１の割合が小さいほど、調光シート１０の駆動に必要な電圧を低下させることが可能である。

透明高分子層２１の材料の光重合性化合物は、紫外線硬化性化合物でもよいし、電子線硬化性化合物でもよい。光重合性化合物は、液晶組成物２２と相溶性を有する。光重合性化合物が紫外線硬化性化合物であると、ドメイン２１Ｄの寸法の制御性が高められる。光重合性化合物は、１種の重合性化合物であってもよいし、２種以上の重合性化合物の組み合わせであってもよい。

紫外線硬化性化合物の一例は、分子構造の末端に重合性不飽和結合を含む。紫外線硬化性化合物の他の例は、分子構造の末端以外に重合性の不飽和結合を含む。紫外線硬化性化合物は、例えば、アクリレート化合物、メタクリレート化合物、チオール化合物、スチレン化合物、これらの各化合物のオリゴマーである。アクリレート化合物は、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を含む。アクリレート化合物の一例は、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である。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を含む。メタクリレート化合物の一例は、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である。チオール化合物の一例は、１，３－プロパンジチオール、１，６－ヘキサンジチオールである。スチレン化合物の一例は、スチレン、メチルスチレンである。

液晶組成物２２は、液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐを含む。なお、液晶組成物２２は、さらに、粘度低下剤、消泡剤、酸化防止剤、耐候剤等を含有してもよい。耐候剤の一例は、紫外線吸収剤や光安定剤である。

液晶化合物２２Ｌは、非重合性の化合物である。液晶化合物２２Ｌの長軸方向の誘電率は、液晶化合物２２Ｌの短軸方向の誘電率よりも高い。すなわち、液晶化合物２２Ｌは、正の誘電異方性を有する。

液晶化合物２２Ｌは、例えば、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、ピリダジン系、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、ビフェニルシクロヘキサン系、ジシアノベンゼン系、ナフタレン系、ジオキサン系の化合物である。液晶化合物２２Ｌは、１種の液晶化合物であってもよいし、２種以上の液晶化合物の組み合わせであってもよい。

二色性色素２２Ｐは、細長い分子形状を有し、分子の長軸方向における可視領域の吸光度が短軸方向における吸光度よりも大きい。二色性色素２２Ｐは、光の入射方向に対して長軸方向が略直交する状態において、所定の色を示す。二色性色素２２Ｐが呈する色は、例えば、黒色または黒色に近い色である。二色性色素２２Ｐは、液晶化合物２２Ｌをホストとしたゲストホスト型式によって駆動されて呈色する。

二色性色素２２Ｐは、例えば、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である。二色性色素２２Ｐは、１種の色素であってもよいし、２種以上の色素の組み合わせであってもよい。耐光性および二色比を高める観点では、二色性色素２２Ｐ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ることが好ましく、アゾ化合物であることがより好ましい。

透明高分子層２１および液晶組成物２２のうちの二色性色素２２Ｐの割合は、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上５質量％であることがより好ましい。二色性色素２２Ｐの割合が０．５質量％以上であることにより、不透明状態において、呈色が明瞭に認識されやすくなり、また、光透過率を十分に低下させることができる。二色性色素２２Ｐの割合が１０質量％以下であることにより、二色性色素２２Ｐが凝集した粒子の析出を抑制できる。

スペーサ２３は、透明高分子層２１の全体に渡って分散されている。スペーサ２３は、スペーサ２３の周辺において調光層２０の厚さを定めることにより、調光層２０の厚さを均一化する。スペーサ２３は、ビーズスペーサでもよいし、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でもよい。スペーサ２３は、透光性を有していれば、無色透明でもよいし、有色透明でもよい。有色透明のスペーサ２３が呈する色は、二色性色素２２Ｐが呈する色と同色であることが好ましい。

調光層２０の厚さは、１５μｍ以上３０μｍ未満であることが好ましい。調光層２０の厚さはスペーサ２３の大きさとおおよそ一致することから、スペーサ２３の平均粒径を変えることで調光層２０の厚さを制御することができる。すなわち、スペーサ２３の平均粒径は、メジアン径Ｄ５０で１５μｍ以上３０μｍ未満であることが好ましい。

［調光シートの動作および電気的特性］
第１透明電極層３１および第２透明電極層３２には、制御部５０の制御に基づき、液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐの配向状態を変えるための電圧である駆動電圧が印加される。駆動電圧の大きさは、例えば、１００Ｖである。液晶組成物２２の配向状態の変化に基づいて、調光シート１０は、透明状態と不透明状態とのうちの一方から他方へ切り替わる。不透明状態では、調光シート１０の全光線透過率および平行線透過率は透明状態よりも低くなり、調光シート１０のヘイズは透明状態よりも高くなる。

駆動電圧が印加されていないとき、液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐの長軸方向の向きは無秩序である。そのため、液晶化合物２２Ｌの複屈折性に因る液晶化合物２２Ｌと透明高分子層２１との屈折率差などに起因して、調光シート１０に入射した光は、調光層２０において様々な方向に散乱される。また、二色性色素２２Ｐの長軸方向の向きが無秩序であることから、二色性色素２２Ｐの少なくとも一部は呈色する。したがって、駆動電圧が印加されていないときに、調光シート１０は不透明状態となり、有色に見える。

駆動電圧が印加されると、液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐは、その長軸方向が電界方向に沿う向きに配向される。すなわち、調光層２０の厚さ方向に長軸方向が沿うように、液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐの向きが変わる。その結果、調光層２０での光の散乱および二色性色素２２Ｐの呈色が抑えられ、調光シート１０を光が透過しやすくなる。したがって、駆動電圧が印加されているときに、調光シート１０は透明状態となる。
以上のように、駆動電圧の印加とその解除とが切り換えられることにより、調光シート１０の不透明状態と透明状態とが切り換えられる。

本実施形態の調光シート１０において、不透明状態での全光線透過率ＴＴａは３０％以下であり、不透明状態での平行線透過率ＰＴａは１％以下である。また、透明状態での平行線透過率ＰＴｂは２０％以上である。なお、全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１に準拠して測定され、平行線透過率は、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して測定される。

図４は、本実施形態の調光シート１０における印加電圧Ｖｏと平行線透過率ＰＴとの関係の典型例を示す。印加電圧Ｖｏは電源の電圧である。平行線透過率ＰＴは、接続領域ＳＡ，ＳＢの付近での値であり、具体的には、接続領域ＳＡおよび接続領域ＳＢの少なくとも一方までの距離が３０ｃｍ以下の領域での測定値である。すなわち、図４に示す電気光学特性は、調光シート１０内の領域における、実際にかかる電圧である実効電圧と平行線透過率との関係と見做せる。

図４に示すように、印加電圧Ｖｏを０Ｖから大きくしていく場合、印加電圧Ｖｏが低い領域では、平行線透過率ＰＴは０％付近に保たれており、その後、印加電圧Ｖｏの上昇に伴って平行線透過率ＰＴが急激に大きくなる。そして、印加電圧Ｖｏが高い領域では、平行線透過率ＰＴの上昇は緩やかになり、やがて、平行線透過率ＰＴは飽和する。

印加電圧Ｖｏが０Ｖであるときが不透明状態であり、このときの平行線透過率ＰＴが平行線透過率ＰＴａである。印加電圧Ｖｏが１００Ｖであるときが透明状態であり、このときの平行線透過率ＰＴが平行線透過率ＰＴｂである。

平行線透過率ＰＴが、平行線透過率ＰＴａと平行線透過率ＰＴｂとの平均値（ＰＴ＝（ＰＴａ＋ＰＴｂ）／２）であるときの印加電圧Ｖｏを電圧Ｖｍとするとき、電圧Ｖｍは、４０Ｖ未満である（Ｖｍ＜４０Ｖ）。

また、平行線透過率ＰＴが５％であるときの印加電圧Ｖｏを電圧Ｖａとし、平行線透過率ＰＴが平行線透過率ＰＴｂの９０％であるときの印加電圧Ｖｏを電圧Ｖｂとするとき、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとの差は、３０Ｖ未満である（｜Ｖａ－Ｖｂ｜＜３０Ｖ）。

このように、本実施形態の調光シート１０は、印加電圧Ｖｏおよび平行線透過率ＰＴに関して、下記（ａ）～（ｃ）の条件を満たす。
（ａ）ＰＴａ≦１％、かつ、ＰＴｂ≧２０％
（ｂ）Ｖｍ＜４０Ｖ
（ｃ）｜Ｖａ－Ｖｂ｜＜３０Ｖ

上記（ａ）が満たされることにより、不透明状態にて調光シート１０が透けることが抑えられ、かつ、透明状態にて調光シート１０の背後が視認可能となる。透明状態での視認性の向上のためには、平行線透過率ＰＴｂは、４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。また、平行線透過率ＰＴｂが７０％以下であれば、二色性色素を含有する調光シート１０にて、当該平行線透過率ＰＴｂの実現が容易である。

また、上記（ｂ）および上記（ｃ）が満たされることにより、印加電圧Ｖｏの上昇に対して、平行線透過率ＰＴの急激な変化が、早く、かつ、短い電圧区間で生じる。すなわち、平行線透過率ＰＴが平行線透過率ＰＴｂの９０％となる電圧Ｖｂがより低い電圧となり、印加電圧Ｖｏが１００Ｖ以下の範囲のなかで、平行線透過率ＰＴが平行線透過率ＰＴｂに近い値となる印加電圧Ｖｏの範囲、言い換えれば、平行線透過率ＰＴが飽和に近くなる印加電圧Ｖｏの範囲が広くなる。

これに対し、図５は、上記（ｃ）が満たされていない場合の印加電圧Ｖｏと平行線透過率ＰＴとの関係の例を示す。図５に示す例では、印加電圧Ｖｏの上昇に対して、平行線透過率ＰＴが飽和近くまで変化することに要する電圧区間が長く、図４よりも電圧Ｖｂが高くなっている。換言すれば、図４に示す電気光学特性では、印加電圧Ｖｏに対する平行線透過率ＰＴの変化が急峻であることに対し、図５に示す電気光学特性では、印加電圧Ｖｏに対する平行線透過率ＰＴの変化が緩やかである。

例えば、調光シートに１００Ｖの駆動電圧を印加した場合に、調光シート内に、実効電圧が８０Ｖとなる領域や６０Ｖとなる領域が存在したとする。接続領域ＳＡ，ＳＢの付近での実効電圧は１００Ｖであり、接続領域ＳＡ，ＳＢから離れるにつれて実効電圧は低下する。

図５に示した電気光学特性を有する調光シートでは、実効電圧が８０Ｖである領域、および、実効電圧が６０Ｖである領域の各々の平行線透過率と、実効電圧が１００Ｖである領域での平行線透過率との差が大きい。例えば、実効電圧が６０Ｖの領域と１００Ｖの領域との平行線透過率の差は、実効電圧が１００Ｖである領域の平行線透過率の２０％近くになる。

一方、図４に示した電気光学特性を有する調光シート１０であれば、実効電圧が８０Ｖである領域、および、実効電圧が６０Ｖである領域の各々の平行線透過率と、実効電圧が１００Ｖである領域での平行線透過率との差は小さい。例えば、実効電圧が６０Ｖの領域と１００Ｖの領域との平行線透過率の差は、実効電圧が１００Ｖである領域の平行線透過率の１０％未満である。

このように、本実施形態の調光シート１０であれば、調光シート１０の面内における光透過率のばらつきが抑えられることから、透明状態において、調光シート１０の面内に透明性や色のムラが視認されることを抑えることができる。

ここで、調光シート１０の電気光学特性とドメイン２１Ｄの分布との関係について説明する。ドメイン２１Ｄが大きいほど、ドメイン２１Ｄ内の液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐが動きやすくなるため、液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐが向きを変える電圧が低くなる傾向がある。調光層２０内において、ドメイン２１Ｄの大きさのばらつきが大きいと、液晶化合物２２Ｌおよび二色性色素２２Ｐが向きを変える電圧がばらける結果、図５に示したように、印加電圧Ｖｏに対する平行線透過率ＰＴの変化が緩やかな電気光学特性が得られやすい。

一方、調光層２０内において、ドメイン２１Ｄの大きさのばらつきが小さいと、図４に示したように、印加電圧Ｖｏに対する平行線透過率ＰＴの変化が急峻な電気光学特性が得られやすく、これによって、上述したように、調光シート１０の面内における光透過率のばらつきを抑えることができる。

ドメイン２１Ｄの大きさのばらつきについては、定量的な規定や正確な測定が困難であることから、本願の発明者は、電気光学特性として、印加電圧Ｖｏと平行線透過率ＰＴとの関係を規定することで、光透過率のばらつきを抑えることの可能な調光シート１０の構成を特定するに至った。

なお、液晶組成物２２が二色性色素２２Ｐを含む場合と二色性色素２２Ｐを含まない場合とで、ドメイン２１Ｄ内の液晶組成物２２の動きやすさは異なり、また、不透明状態での全光線透過率ＴＴａおよび平行線透過率ＰＴａや、透明状態での平行線透過率ＰＴｂも大きく異なる。それゆえ、図４に示した電気光学特性は、調光シート１０が二色性色素２２Ｐを含む場合に特化して好適な特性である。

［調光シートの製造方法］
調光シート１０の製造方法について説明する。まず、第１透明電極層３１が積層された第１透明支持層４１と、第２透明電極層３２が積層された第２透明支持層４２とを準備する。透明電極層３１，３２は、例えば、スパッタリング等の公知の成膜方法によって形成される。

続いて、第１透明電極層３１と第２透明電極層３２との間に、調光層２０を形成するための塗膜を形成する。塗膜は、光重合性化合物、液晶化合物２２Ｌ、二色性色素２２Ｐ、および、光重合性化合物の重合を開始するための重合開始剤を含む。重合開始剤は、例えば、ジケトン化合物、アセトフェノン化合物、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、チオキサンソン化合物、オキシムエステル化合物等である。塗膜は、単一の種類の重合開始剤のみを含んでいてもよいし、複数の種類の重合開始剤を含んでいてもよい。
なお、スペーサ２３は、塗膜の形成のための塗液に含まれていてもよいし、塗膜の形成の際に塗膜中に分散させられてもよい。

塗膜を挟んだ積層体に対して光を照射し、光重合性化合物を重合させることによって、液晶組成物２２の相分離が生じ、調光層２０が形成される。光重合性化合物を重合させる光は、紫外光線や電子線である。光重合性化合物を重合させる光は、第１透明支持層４１に向けて照射されてもよいし、第２透明支持層４２に向けて照射されてもよいし、第１透明支持層４１および第２透明支持層４２の両方に向けて照射されてもよい。これにより、調光シート１０が形成される。

調光層２０におけるドメイン２１Ｄの大きさのばらつきは、光重合性化合物に照射される光の強度や照射時間と調光層２０の厚さとを調整することによって制御可能であり、これによって、所望の電気光学特性を有する調光シート１０が得られる。

［実施例］
上述した調光シートについて、具体的な実施例および比較例を用いて説明する。
（実施例１）
液晶化合物、二色性色素、光重合性化合物、および、重合開始剤を混合して、調光層の形成のための塗液を生成した。材料の詳細は下記である。また、塗液における各材料の割合は、液晶化合物が５２．０質量％、二色性色素が３．０質量％、光重合性化合物が４４．０質量％、重合開始剤が１．０質量％である。

・液晶化合物：シアノビフェニル化合物
・二色性色素：黒色二色性色素（ＹＨ－４２８，三井化学ファイン社製）
・光重合性化合物（紫外線硬化性化合物）：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、ウレタンアクリレートの混合
・重合開始剤：１，２－オクタンジオン，１－［４－（フェニルチオ）フェニル］－，２－（Ｏ－ベンゾイルオキシム）（ＩｒｇａｃｕｒｅＯＸＥ０１，ＢＡＳＦジャパン社製）

第１透明支持層上に第１透明電極層をスパッタリングによって形成することにより、第１透明支持層と第１透明電極層との積層体である第１シートを作製した。同様に、第２透明支持層上に第２透明電極層をスパッタリングによって形成することにより、第２透明支持層と第２透明電極層との積層体である第２シートを作製した。第１透明支持層および第２透明支持層の各々について、材料はポリエチレンテレフタレートであり、厚さは１２５μｍである。第１透明電極層および第２透明電極層の各々について、材料は酸化インジウムスズであり、厚さは３０ｎｍである。

上記塗液を第１シート上に滴下し、ラミネート加工によって、第１シートと第２シートとの透明電極層間に上記塗液からなる塗膜が挟まれるように、第１シートと第２シートとを貼り合わせた積層体を得た。このとき、スペーサを塗膜中に散布した。スペーサとしては、ポリメチルメタクリレート製の黒色の真球状粒子を用いた。スペーサの粒径および塗膜の厚さは、１８μｍである。

続いて、上記積層体の第１透明支持層に向けて３６５ｎｍの紫外光線を照射することによって、調光層を形成し、実施例１の調光シートを得た。紫外光線の強度、すなわち露光照度は４ｍＷ／ｃｍ^２であり、紫外光線の照射時間は１２０秒である。

（実施例２）
スペーサの粒径を変更することにより、塗膜の厚さを２０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の材料および工程によって、実施例２の調光シートを得た。

（実施例３）
スペーサの粒径を変更することにより、塗膜の厚さを２５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の材料および工程によって、実施例３の調光シートを得た。

（実施例４）
調光層の形成のための塗液における各材料の割合を、液晶化合物が５０．１質量％、二色性色素が６．０質量％、光重合性化合物が４２．４質量％、重合開始剤が１．５質量％に変更したこと、および、スペーサの粒径を変更することにより、塗膜の厚さを１３μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の材料および工程によって、実施例４の調光シートを得た。

（比較例１）
調光層の形成のための塗液における各材料の割合を、液晶化合物が５２．８質量％、二色性色素が１．５質量％、光重合性化合物が４４．７質量％、重合開始剤が１．０質量％に変更したこと、および、スペーサの粒径を変更することにより、塗膜の厚さを１０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の材料および工程によって、比較例１の調光シートを得た。

（比較例２）
スペーサの粒径を変更することにより、塗膜の厚さを３０μｍとしたこと以外は、実施例１と同様の材料および工程によって、比較例２の調光シートを得た。

（比較例３）
スペーサの粒径を変更することにより、塗膜の厚さを２５μｍとしたこと、および、紫外光線の照射工程にて、露光照度を１０ｍＷ／ｃｍ^２に変更したこと以外は、実施例１と同様の材料および工程によって、比較例３の調光シートを得た。

（評価方法）
各実施例および各比較例について、調光シートの形状を一辺が１ｍの正方形状に整え、図６に示すように、一辺の一端に接続領域ＳＡを形成するとともに他端に接続領域ＳＢを形成した。そして、各接続領域ＳＡ，ＳＢに、配線部として、電源に接続されたワニ口クリップを接続した。接続領域ＳＡ，ＳＢが並ぶ辺である第１の辺から、第１の辺と向かい合う辺である第２の辺に向けた距離Ｌ１が３０ｃｍ以下の領域を第１測定領域Ａ１とし、第２の辺から第１の辺に向けた距離Ｌ２が３０ｃｍ以下の領域を第２測定領域Ａ２とした。

電源の電圧である印加電圧が０Ｖである不透明状態について、全光線透過率ＴＴａを測定した。また、印加電圧を０Ｖから１００Ｖまで５Ｖずつ上昇させ、各印加電圧における第１測定領域Ａ１の平行線透過率を測定して、平行線透過率ＰＴａ，ＰＴｂ、電圧Ｖｍ，Ｖａ，Ｖｂの各々を求めた。

また、印加電圧が１００Ｖである透明状態について、第１測定領域Ａ１と第２測定領域Ａ２との各々の平行線透過率を測定し、これらの平行線透過率の差を算出した。そして、平行線透過率の差から、透過率のムラである表示ムラの程度を評価した。表示ムラの評価では、平行線透過率の差が１０％未満である場合を、表示ムラが好適に抑制されているとして評価を「○」とし、平行線透過率の差が１０％以上である場合を、表示ムラの抑制が不十分であるとして評価を「×」とした。

なお、透過率の測定には、日本電色工業社製の濁度計（ＮＤＨ２０００）を用い、全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１：１９９７（ＩＳＯ １４６８－１）に準拠して測定し、平行線透過率は、ＪＩＳ Ｋ ７１３６に準拠して測定した。

（評価結果）
表１に、各実施例および各比較例について、二色性色素の割合、調光層の厚さ、露光照度、平行線透過率ＰＴａ，ＰＴｂ、電圧Ｖｍ，Ｖａ，Ｖｂ、全光線透過率ＴＴａ、および、表示ムラの評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１～４では、不透明状態での全光線透過率ＴＴａが３０％以下であり、また、（ａ）ＰＴａ≦１％、かつ、ＰＴｂ≧２０％、（ｂ）Ｖｍ＜４０Ｖ、（ｃ）｜Ｖａ－Ｖｂ｜＜３０Ｖ、のすべてが満たされている。それゆえ、不透明状態での遮光性および呈色と透明状態での透明性とが良好に得られるとともに、第１測定領域Ａ１と第２測定領域Ａ２との平行線透過率の差が小さく、表示ムラが好適に抑えられることが確認された。

一方、比較例１では、上記（ｂ）および上記（ｃ）は満たされているが、平行線透過率ＰＴａが１％を超えているため上記（ａ）が満たされておらず、また、不透明状態での全光線透過率ＴＴａも３０％を超えている。したがって、表示ムラは抑えられるものの、不透明状態での遮光性および呈色が不十分である。比較例１では、二色性色素の割合が少ないために、不透明状態での平行線透過率ＰＴａおよび全光線透過率ＴＴａが高くなっていると考えられる。

また、比較例２および比較例３では、上記（ｂ）および上記（ｃ）が満たされていない。その結果、第１測定領域Ａ１と第２測定領域Ａ２との平行線透過率の差が大きくなり、すなわち、表示ムラが大きくなっている。

各実施例および各比較例を参照すると、露光照度が一定である場合、調光層が厚くなるほど、電圧Ｖｍ、および、電圧Ｖａと電圧Ｖｂとの差が大きくなる傾向があり、印加電圧に対する平行線透過率の変化が緩やかになると言える。調光層が厚いほど、調光層の表面付近と厚さ方向の中央部とで、調光層の形成時に受ける紫外光線の強さに差が生じ、ドメインの大きさのばらつきが大きくなると推測される。その結果、印加電圧に対する平行線透過率の変化が緩やかになっていると考えられ、このことが、光透過率のばらつきの要因であると考えられる。

以上、実施形態および実施例で説明したように、調光シートによれば、以下の効果を得ることができる。
（１）不透明状態での全光線透過率ＴＴａが３０％以下であるとともに、上記（ａ）が満たされていることにより、不透明状態にて調光シートの遮光性および呈色が十分に得られ、かつ、透明状態にて調光シートの背後が視認可能となる。そして、上記（ｂ）および上記（ｃ）が満たされていることにより、平行線透過率が飽和に近くなる電圧の範囲の下限が広がる。それゆえ、調光シート内において実効電圧に差が生じたとしても、光透過率のばらつきを抑えることができる。

（２）調光層２０の厚さが１５μｍ以上３０μｍ未満であれば、上記電気光学特性を有する調光シートが得られやすくなる。
（３）透明高分子層２１および液晶組成物２２のうちの透明高分子層２１の割合が、３０質量％以上６０質量％以下であると、透明高分子層２１にてドメイン２１Ｄが適度に確保され、透明高分子層２１中に液晶組成物２２が分散した調光層２０の構造が好適に形成される。

（４）透明状態における平行線透過率ＰＴｂが７０％以下であると、二色性色素を含有する構成において、上記平行線透過率ＰＴｂを有する調光シート１０の実現が容易である。

ＳＡ，ＳＢ…接続領域
Ｓｉ…調光領域
１０…調光シート
２０…調光層
２１…透明高分子層
２１Ｄ…ドメイン
２２…液晶組成物
２２Ｌ…液晶化合物
２２Ｐ…二色性色素
２３…スペーサ
３１，３２…透明電極層
４１，４２…透明支持層
５０…制御部
６１，６２…配線部

Claims (4)

1. 複数のドメインを含む透明高分子層と、前記ドメインを埋める液晶組成物であって、液晶化合物および二色性色素を含む前記液晶組成物とを含む調光層と、
   前記調光層を挟む一対の透明電極層と、を備え、
   前記一対の透明電極層間の電位差の変化に応じて前記液晶化合物および前記二色性色素の配向を変え、これによって有色の不透明状態から透明状態に切り換わる調光シートであって、
   前記不透明状態において、全光線透過率が３０％以下、かつ、平行線透過率が１％以下であるとともに、前記透明状態において、平行線透過率が２０％以上であり、
   前記不透明状態と前記透明状態との平均の平行線透過率が得られるときの前記透明電極層間にかかる電圧が４０Ｖ未満であり、
   前記透明状態の９０％の平行線透過率が得られるときの前記透明電極層間にかかる電圧と、５％の平行線透過率が得られるときの前記透明電極層間にかかる電圧との差が３０Ｖ未満である
   調光シート。
2. 前記調光層の厚さは、１５μｍ以上３０μｍ未満である
   請求項１に記載の調光シート。
3. 前記透明高分子層および前記液晶組成物のうちの前記透明高分子層の割合は、３０質量％以上６０質量％以下である
   請求項１に記載の調光シート。
4. 前記透明状態における平行線透過率は７０％以下である
   請求項１に記載の調光シート。

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