JP6953750B2

JP6953750B2 - 調光セル

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Publication number: JP6953750B2
Application number: JP2017042122A
Authority: JP
Inventors: 浦啓介三
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-03-06
Also published as: JP2018146801A

Description

本発明は、液晶層を用いて透過率を変化させることができる調光セルに関する。

特許文献１は、日照状況の変化に応じて光透過度を多様なパターンで調節可能な調光ガラス窓（調光セル）を開示している。この調光ガラス窓によれば、２枚の透明ガラス製基板間に封入される液晶層内の液晶分子に作用する電圧を変えて液晶分子の配向を変化させることで、光透過度を調節することができる。

特開平０８−１８４２７３号公報

しかしながら、一対の基板間となる液晶層に気泡が混入してしまうこともある。ＴＮ方式、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式を含むほとんどの駆動形式の調光セルにおいて、液晶分子の配向を調節することで透過光の偏光状態を制御し透過率を調節している。したがって、基板間の気泡が存在する部分では、透過光の偏光状態を制御することができず、透過（輝点）または遮光（欠点）の状態を維持することになる。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板間への気泡の混入を効果的に防止することができる調光セルを提供することを目的とする。

本発明による調光セルは、
第１樹脂製基材を含む第１基板と、
第２樹脂製基材を含む第２基板と、
前記第１樹脂製基材および前記第２樹脂製基材の間に設けられた複数のスペーサと、
前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、を備え、
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が電極を含み、
一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ１）と前記一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ２）との高さ平均（ｈ_ｓａｖｅ）に対する、前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔ_ｌｍ）の比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）は、０．９５４以上である。

本発明による調光セルにおいて、前記一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ１）と前記一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ２）との高さ平均（ｈ_ｓａｖｅ）に対する、前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔ_ｌｍ）の比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）は、０．９８３以上となるようにしてもよい。

本発明による調光セルにおいて、少なくともいずれかのスペーサと前記第１樹脂製基材および前記第２樹脂製基材の一方との間に、前記液晶層が形成されていてもよい。

本発明によれば、調光セルの一対の基板間への気泡の混入を効果的に防止することができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、調光装置の概略構成を示す縦断面図である。図２は、図１の調光装置に含まれる調光セルの一例を示す縦断面図である。図３は、図２に対応する図であって、調光セルの他の例を示す縦断面図である。図４Ａは、図２に示された調光セルの部分拡大図である。図４Ｂは、図４Ａに対応する図であって、調光セルの一変形例を示す部分拡大図である。図５は、調光セルの製造方法を説明するための図である。図６は、調光セルの製造方法を説明するための図である。図７は、調光セルの製造方法を説明するための図である。図８は、調光セルの製造方法を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また本明細書において、「板」、「シート」及び「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて互いから区別されるものではない。例えば「板」という用語は、シートやフィルムと呼ばれうるような部材も含む概念である。また、本明細書において用いられる形状、幾何学的条件、及びそれらの程度を特定する用語（例えば「平行」、「直交」及び「同一」等の用語や長さや角度の値等）は、厳密な意味に縛られず、実質的に同等及び同様の機能を期待しうる程度の範囲を意味しうるものとして解釈される。

図１〜図８は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、調光装置を模式的に示す図である。図２及び図３は、調光セルの概略構成を示す縦断面図であり、図４Ａ及び図４Ｂは、図２の部分拡大図である。図５〜図８は、調光セルの製造方法の一例を説明するための図である。

図１に示すように、調光装置１０は、調光セル２０と、調光セル２０と電気的に接続した調光コントローラ１２と、を有している。調光セル２０は、第１樹脂製基材３２を含む第１基板３０と、第２樹脂製基材４２を含む第２基板４０と、第１樹脂製基材３２および第２樹脂製基材４２の間に設けられた複数のスペーサ５０と、第１基板３０および第２基板４０の間に設けられた液晶層５５と、を有している。また、第１基板３０および第２基板４０の少なくとも一方が電極３３を含んでいる。この調光装置１０では、調光コントローラ１２から電極３３への電圧印加の程度によって、調光セル２０を透過する光の透過率を変化させることができる。

調光装置１０の適用対象は特に限定されず、典型的には窓及びドア等に対して調光セル２０を適用することができる。とりわけ、スペーサ５０を用いて第１基板３０及び第２基板４０の相対位置を固定することで、振動等の外力が加えられる環境下に調光セル２０を設置することも可能となる。したがって、建築物の窓やドアだけでなく、飛行機、船、電車、自動車等の乗り物の窓やドア等にも調光セル２０を適用することができる。

以下、調光装置１０の各構成要素について説明する。まず、調光セル２０以外の構成要素について説明する。

図１に示す例において、調光コントローラ１２にはセンサ装置１４及びユーザ操作部１６が接続されている。調光コントローラ１２は、調光セル２０の調光状態を制御し、調光セル２０による光の遮断及び透過を切り換えたり、調光セル２０を透化する光の透過率（透過度）を変えたりすることができる。具体的には、調光コントローラ１２は、調光セル２０の液晶層５５に印加する電圧を調整して液晶層５５中の液晶分子の配向を変えることで、調光セル２０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。このような窓やドア等への適用において、調光セルは、ガラス等の透明部材に貼合され、或いは、一対のガラス等の透明部材の間に挟持されて、用いられる。

調光コントローラ１２は、任意の手法に基づいて液晶層５５に印加する電圧を調整することができる。例えばセンサ装置１４の測定結果や、ユーザ操作部１６を介してユーザにより入力される指示（コマンド）に応じて、調光コントローラ１２は、液晶層５５に印加する電圧を調整し、調光セル２０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。したがって、調光コントローラ１２は、液晶層５５に印加する電圧を、センサ装置１４の測定結果に応じて自動的に調整してもよいし、ユーザ操作部１６を介したユーザの指示に応じて手動的に調整してもよい。なお、センサ装置１４による測定対象は特に限定されず、例えば使用環境の明るさを測定してもよく、この場合、調光セル２０による光の遮断及び透過の切り換えや光の透過度の変更が使用環境の明るさに応じて行われる。また調光コントローラ１２には、必ずしもセンサ装置１４及びユーザ操作部１６の両方が接続されている必要はなく、センサ装置１４及びユーザ操作部１６のうちのいずれか一方のみが接続されていてもよい。

次に、調光セル２０について説明する。上述したように、調光セル２０は、一対の基板３０，４０と、一対の基板３０，４０間に配置された液晶層５５と、を有している。一対の基板３０，４０の少なくとも一方が電極を有している。第１基板３０及び第２基板４０は、調光コントローラ１２からの電圧印加により、液晶層５５をなす液晶材料５６中に含まれる液晶分子の配向を変化させることを可能とする構成を有している。液晶分子の駆動方式は、特に限定されることなく、例えば、ＶＡ（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（ＩｎＰｌａｎｅＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＧＨ（ＧｕｅｓｔＨｏｓｔ）方式、或いはこれらの方式の応用方式を採用することができる。

第１基板３０及び第２基板４０、並びに、液晶層５５は、採用された液晶分子の駆動方式にともなって、適宜選択され得る。例えば、ＩＰＳ方式が採用された場合、第１基板３０及び第２基板４０の一方だけが、電極を有するようにすればよい。また、ＧＨ方式が採用された場合、液晶層５５をなす液晶材料５６は、液晶分子とともに二色性色素を含む。さらに、ＧＨ方式が採用された場合、第１基板３０及び第２基板４０の一方或いは両方が、偏光板を含まなくてもよい。

ここで、図２は、ＶＡ方式を採用した調光セル２０の具体的な構成例を示している。以下、図２に示された例を参照して、調光セル２０の具体例について説明する。

図２に示された例において、第１基板３０は、液晶層５５に離間する側から順に、第１偏光板３１、第１樹脂製基材３２、第１電極３３及び第１配向膜３４を有している。同様に、第２基板４０は、液晶層５５に離間する側から順に、第２偏光板４１、第２樹脂製基材４２、第２電極４３及び第２配向膜４４を有している。

このうち、まず、第１偏光板３１及び第２偏光板４１について説明する。偏光板３１，４１は、その吸収軸と平行な方向に振動する一方の直線偏光成分を選択的に吸収し且つ吸収軸と直交する透過軸と平行な方向に振動する他方の直線偏光成分を選択的に透過する偏光機能を有した層である。偏光板３１，４１は、具体的な構成として、偏光子と、偏光子を樹脂製基材３２，４２に貼合するための粘着層と、を有するようにしてもよい。偏光子は、所望の偏光機能を果たす部材によって構成され、典型的には、ヨウ素化合物がドープされたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を延伸することによって作られる。一般に、延伸によって偏光子が作られる場合、当該延伸の方向に応じて偏光子の吸収軸が定まり、同じ方向に延伸された偏光子は相互に同じ方向の吸収軸を持つ。第１偏光板３１及び第２偏光板４１の配置態様として、第１偏光板３１の吸収軸と第２偏光板４１の吸収軸とが互いに平行である「パラレルニコル」と呼ばれる態様と、第１偏光板３１の吸収軸と第２偏光板４１の吸収軸とが互いに垂直である「クロスニコル」と呼ばれる態様とがある。ＶＡ方式では、第１偏光板３１及び第２偏光板４１を「クロスニコル」で配置することにより、非透過状態での透過率をより確実に低下させることができる。

次に、第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２について説明する。樹脂製基材３２，４２は、シート状の樹脂からなる。ガラス製基材に代えて樹脂製基材３２，４２を使用することで、薄型軽量化を実現することができる。また、樹脂製基材３２，４２を用いることで、調光セル２０に柔軟性を付与することができ、調光セル２０を二次元曲面状だけでなく三次元曲面状とすることもできる。ここで、二次元曲面とは、単一の軸線を中心として二次元的に曲がった曲面、或いは、互いに平行な複数の軸線を中心として同一又は異なる曲率で二次元的に曲がった曲面のことである。一方、三次元曲面とは、互いに非平行な複数の軸線の各々を中心として、部分的に又は全体的に曲がっている面を意味する。

一具体例として、樹脂製基材３２，４２は、複数の樹脂層を含むようにしてよい。例えば、樹脂製基材３２，４２が、一対のハードコート層と、一対のハードコート層間に配置される主樹脂層と、を有するようにしてもよい。各ハードコート層は、隣接する主樹脂層を保護する役割を果たし、可視光線を透過可能な任意の材料によって構成可能である。ハードコート層は、例えばＴＡＣ（トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ））やアクリルによって構成され、粘着層を介して主樹脂層に貼り付けられてもよい。また主樹脂層の表面上に、例えばシリコーン系の紫外線硬化樹脂を用いて微小粒子（例えば二酸化チタン等）を含む硬化皮膜を形成し、当該硬化皮膜をハードコート層として機能させてもよい。なお第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の複数箇所に形成されるハードコート層は、配置位置に応じて異なる材料によって構成されてもよいし、同じ材料によって構成されてもよい。

次に、第１電極３３及び第２電極４３について説明する。電極３３，４３は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ（酸化インジウムスズ））等の各種材料によって透明電極として形成される。電極３３，４３は、例えばＦＰＣ等を介して、調光コントローラ１２と接続される。第１電極３３及び第２電極４３の配置態様は特に限定されず、パターニング形成によって所定箇所にのみ電極が配置されてもよいし、ベタ状に電極が配置されてもよい。第１電極３３及び第２電極４３に印加される電圧に応じて、第１電極３３と第２電極４３との間に配置される液晶層５５に作用する電界が形成され、液晶層５５を構成する液晶材料５６中の液晶分子の配向が調整される。

次に、第１配向膜３４及び第２配向膜４４について説明する。配向膜３４，４４は、液晶層５５に隣接する層であって、液晶層５５中の液晶分子の配向を制御する。配向膜３４，４４の製法は、特に限定されない。任意の手法によって液晶配向能を有する第１配向膜３４及び第２配向膜４４を作ることができる。例えば、ポリイミド等の樹脂層に対してラビング処理を施すことで配向膜３４，４４が作製されてもよいし、高分子膜に直線偏光紫外線を照射して偏光方向の高分子鎖を選択的に反応させる光配向法に基づいて配向膜３４，４４が作製されてもよい。このようなラビング処理による配向層、光配向層に代えて、ラビング処理により製造した微細なライン状凹凸形状を賦型処理により製造して配向層を製造してもよい。

第１配向膜３４及び第２配向膜４４の間には、液晶層５５が設けられている。液晶層５５は、液晶材料５６を含んでいる。図示された例では、ＶＡ方式が採用されており、液晶材料５６は負の誘電率異方性を有するネマチック液晶を含んでいる。ＶＡ方式において、液晶分子の配向は、一対の電極３３，４３間に電圧が印加されていない状態において、配向膜３４，４４の配向能によって規制され、垂直配向となる。このとき、液晶層５５を透過する光の偏光状態が維持される。一方、一対の電極３３，４３間に電圧が印加されると、電界に制御されて液晶分子が倒れる。このとき、液晶層５５を透過することで一方の直線偏光成分が他方の直線偏光成分となる。すなわち、偏光板３１，４１をクロスニコルで配置すると、印加状態で透過（白表示）となり、非印加状態で遮光（黒表示、ノーマリーブラック）となる。

次に、スペーサ５０について説明する。スペーサ５０は、第１基板３０の第１樹脂製基材３２と第２基板４０の第２樹脂製基材４２との間に配置されている。スペーサ５０は、第１樹脂製基材３２と第２樹脂製基材４２との間に、スペースを確保する。このスペースに液晶材料５６が充填されることで、液晶層５５が形成されている。上述した液晶層５５は、透過光の位相変調量を制御するものであり、したがって、一対の基板３０，４０間で或る程度一定の厚さを有している必要がある。また、複数のスペーサ５０は、一対の樹脂製基材３２，４２間となる領域に、離散的に配置されている。各スペーサ５０は、各種の樹脂材料によって構成可能であり、錐台（例えば円錐台や角錐台）等の形状を有していてもよいし、球状のビーズ形状を有していてもよい。柱形状のスペーサ５０はフォトリソグラフィ技術に基づいて所望箇所に形成可能であり、またビーズ形状のスペーサは予め作られて散布される。

ところで、図２に示された例では、第１基板３０において、第１配向膜３４は、第１電極３３に隣接して、第１電極３３に沿って延び広がっている。つまり、第１配向膜３４は第１電極３３に面状に隣接して設けられている。一方、第２基板４０において、スペーサ５０が、第２配向膜４４と第２電極４３との間に設けられている。第２配向膜４４は、第２電極４３とスペーサ５０とに沿って延び広がっている。すなわち、第２配向膜４４の液晶層５５とは反対側の面は、第２電極４３およびスペーサ５０のいずれかに接触している。スペーサ５０は、一対の樹脂製基材３２，４２間に位置するものの、一対の基板３０，４０間ではなく第２基板４０内に位置している。

しかしながら、図２の例に限られることなく、例えば図３に示された例のように、スペーサ５０が、一対の基板３０，４０間に配置されるようにしてもよい。図３に示された例では、第１配向膜３４と同様に、第２配向膜４４は、第２電極４３に隣接して第２電極４３に沿って延び広がっていてもよい。図２に示された例および図３に示された例のいずれにおいても、一対の基板３０，４０が撓むことなく平坦面状に延び広がっている場合には、液晶層５５の厚さｔ_ｌは、スペーサ５０の高さｈ_ｓと一致する。

なお、図１に示すように、一対の基板３０，４０間にシール部材５１が設けられている。シール部材５１は、基板３０，４０の縁部に沿って周状に延びている。シール部材５１は、液晶層５５を構成する液晶材料５６の一対の基板３０，４０間からの漏出を防ぐ役割を果たすとともに、第１基板３０（第１配向膜３４）と第２基板４０（第２配向膜４４）に接着して両者を相互に固定する役割を果たす。シール部材５１は、一般的には熱硬化性のエポキシ樹脂が用いられる。とりわけ、一対の基板３０，４０間への液晶材料５６の充填方式が真空注入方式の場合にはエポキシ樹脂製のシール部材５１を好適に用いることができる。なお液晶材料５６の充填方式としてＯＤＦ（ＯｎｅＤｒｏｐＦｉｌｌ）方式が用いられる場合には、熱硬化性及びＵＶ硬化性（紫外線硬化性）を併せ持つハブリッドタイプの材料をシール部材５１として好適に用いることができる。これは、液晶材料５６が硬化前のシール部材５１に触れることは外観上の不具合を誘発するためである。したがってシール部材５１を構成するシール材料５２（シール部材５１の組成成分）に、例えば紫外線硬化型アクリル樹脂及びエポキシ樹脂が含まれることが好ましい。

次に、図５〜図８を参照して、以上の構成からなる調光セル２０の製造方法に一例について説明する。

まず、図５に示すように、第２基板４０及びスペーサ５０を用意する。第２基板４０は、例えば次のようにして作製することができる。まず。第２樹脂製基材４２上に第２電極４３をスパッタリング等により成膜する。次に、第２配向膜４４をなすようになる組成物を第２配向膜４４上に塗布し、その後にラビングや光配向等によって配向規制力を塗膜に付与することで、第２配向膜４４を作製する。その後、第２偏光板４１を第２樹脂製基材４２に貼合することで、第２基板４０が得られる。スペーサ５０は、フォトリソグラフィ技術を用いて作製することができる。図２に示された調光セル２０を作製する場合には、第２配向膜４４よりも先にスペーサ５０を第２電極４３上に形成する。図３に示された調光セル２０を作製する場合には、スペーサ５０よりも先に第２配向膜４４を第２電極４３上に形成する。

次に、図６に示すように、第２基板４０の周縁に沿って、シール材料５２を塗布する。シール材料５２は、接着性または粘着性を有した材料である。シール材料５２は、硬化することでシール部材５１を形成するようになる。その後、図７に示すように、シール部材５１で取り囲まれた第２基板４０上の領域に、液晶分子を含んだ液晶材料５６を供給する。

次に、図８に示すように、減圧下で、第１基板３０を第２基板４０上に積層する。その後、シール材料５２が変形および硬化して第１基板３０及び第２基板４０を接合することで、調光セル２０が得られる。なお、第１基板３０は、ガラス製基材ではなく樹脂製基材を含むことで、より柔軟となる。したがって、第１基板３０及び第２基板４０を接合する際、ローラー６０等を用いて、第１基板３０及び第２基板４０の間から気泡を効果的にしごき出すことが可能となる。

このようにして得られた調光セル２０では、調光コントローラ１２から電極３３，４３への電圧印加により、液晶層５５内の液晶分子の配向を制御することができる。液晶分子の配向の変更により、液晶層５５内を透過する際における光の位相変調量が変化する。これにより、第１基板３０、液晶層５５及び第２基板４０を透過する光の透過率を変化させることができる。

ところで、従来の不具合として既に説明したように、従来、調光セルの一対の基板間への気泡が混入してしまうことがあった。本実施の形態では、基板３０，４０が、ガラス製基材に代えて樹脂製基材３２，４２を含んでおり、一対の基板３０，４０間への気泡の滞留を効果的に抑制することができる。しかしながら、本件発明者が、鋭意検討を重ねたところ、基材を樹脂製とすることだけでは、気泡の混入を完全に防止することができなかった。基板３０，４０間に混入した気泡が、本来存在すべき液晶材料とは異なり、偏光制御能を有さない。このため、気泡が混入した場所では遮光および透過の制御や透過率の制御を十分に行うことができず、したがって、一対の基板間への気泡の混入は、透過率の調節を目的とした調光セルにおいて、重大な欠陥となる。

本件発明者は、さらに検討を更に重ね、一対の基板とシール部材とで囲まれた空間に所定の条件を満たすように液晶材料を封入することで、気泡の混入に対処し得ることを見出した。具体的な構成として、柔軟性を有する樹脂製基材との組み合わせにおいて以下の構成を提案する。

図４Ａに示すように、一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ１）とこの一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ２）との高さ平均（ｈ_ｓａｖｅ）に対する、一つのスペーサと他の一つのスペーサとの中間点ｍｐにおける液晶層５５の厚さ（ｔ_ｌｍ）の比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）が、０．９５４以上となっていることが、気泡の混入を防止する上で有効であり、０．９８３以上であることが、気泡の発生を防止する上で有効である。すなわち、液晶層５５をなす液晶材料５６の充填量を或る程度以上に確保することが、気泡の発生を防止する上で有効であることが確認された。

また、調光セル２０で問題となる気泡には、第１基板３０及び第２基板４０を接合して液晶材料５６を封止した際に確認される気泡だけでなく、当初確認されなかったものの調光セル２０を使用していくなかで確認されるようになる気泡も含まれる。このような気泡は、耐久気泡とも呼ばれ、例えば調光セル２０が設置される環境条件等に起因して生じ易くなる。

この耐久気泡の発生を防止する上で、図４Ｂに示すように、少なくともいずれかのスペーサ５０（図４Ｂの例では、スペーサ５０１）と第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の一方との間に、液晶層５５が残存することが有効であることが確認された。言い換えると、少なくともいずれかのスペーサ５０と第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の一方との間（図４に示された例ではスペーサ５０１と第１樹脂製基材３２との間）に、液晶材料５６が入り込んでいることが好ましい。すなわち、少なくともいずれかのスペーサ５０が、その頂部において、一方の基板に当接できない程度に、液晶材料が陽圧で封入されていることが好ましい。このような構成によれば、液晶層５５内に耐久気泡が混入することをより効果的に抑制することができる。

また、図４Ｂに示すように、少なくともいずれかのスペーサ５０（図４Ｂの例では、スペーサ５０１）に最も近接した他のスペーサ５０（図４Ｂの例では、スペーサ５０２）と、第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の一方（図４Ｂに示された例では第１樹脂製基材３２）との間にも、液晶層５５が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、耐久気泡の発生をより効果的に回避することができる。

とりわけ、少なくとも一つのスペーサ５０１と当該一つのスペーサ５０１に最も近接した他の一つのスペーサ５０２との中間点ｍｐにおける液晶層５５の厚さｔ_ｌｍが、一つのスペーサ５０１の高さｈ_ｓ１及び他の一つのスペーサ５０２の高さｈ_ｓ２のいずれよりも高くなっていることが好ましい。このような構成によれば、耐久気泡の発生をさらに効果的に回避することができる。

なお、上述したように、液晶層５５への気泡の混入を防止する観点から、比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）は、０．９５４以上となっていることが好ましい。その一方で、この比の値が大きくなり過ぎると、調光セル２０の板面が水平方向と非平行となるように配置されたとき、典型的には、調光セル２０が縦置きされたときに不具合が生じ得る。このような配置では、重力により、液晶層５５の厚みが下側で厚く、上側で薄くなる。すなわち、液晶層５５の厚みが面内で不均一となってしまう。液晶層５５の厚さは、透過光に対して及ぼす位相変調量と関連する。したがって、液晶層５５の厚さがばらつくと、透過光の偏光状態が面内で変化し、結果として、調光セル２０の面内での明るさが不均一となってしまう。このような不具合を回避する上で、上述した比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）は１．０６３以下となっていることが有効である。比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）は１．０６３以下となっていれば、調光セル２０を縦置きした場合にも、調光セル２０の面内での明るさばらつきを効果的に目立たなくさせることができる。

さらに、液晶材料５６の漏出や明るさが不均一といった不具合を回避する観点からは、少なくとも一つのスペーサは、第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の両方との間に液晶層５５を介在させないようにすることが好ましい。

なお、上述した構成、比の値等の数値条件等は、厚さｔ_ｌｍを調整することで、より具体的には、封入される液晶量を調整することで実現され得る。封入される液晶量を調整する方法としては、ODF方式であれば塗布液晶量の調整すること、真空注入方式であれば図８に示すようなローラー６０等加圧治具の硬度、押し圧、しごき速度等の調整することが例示され得る。

以上に説明した一実施の形態において、調光セル２０は、第１樹脂製基材３２を含む第１基板３０と、第２樹脂製基材４２を含む第２基板４０と、第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の間に設けられた複数のスペーサ５０と、第１基板３０および第２基板４０の間に設けられた液晶層５５と、を有している。第１基板３０及び第２基板４０の少なくとも一方が電極３３，４３を含み、当該電極３３，４３への電圧印加の程度に応じて、すなわち印加電圧量に応じて、第１基板３０、液晶層５５及び第２基板４０を透過する光の透過率を変化させることができる。そして、一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ１）と前記一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ２）との高さ平均（ｈ_ｓａｖｅ）に対する、一つのスペーサと他の一つのスペーサとの中間点ｍｐにおける液晶層５５の厚さ（ｔ_ｌｍ）の比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）が、０．９５４以上となっている。このような調光セル２０によれば、調光セルの一対の基板間への気泡の混入を効果的に防止することができる。

以上、本発明を図示する一実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形が加えられた各種態様も含み得るものであり、本発明によって奏される効果も上述の事項に限定されない。したがって、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲及び明細書に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

図５〜図８を参照して説明した製造方法により、図２に示された構成を有したＶＡ駆動方式の調光セルのサンプル１〜９を実際に作製した。サンプルの平面形状は、１００〔ｍｍ〕×１００〔ｍｍ〕とした。サンプル１〜９は、一対の基板とシール部材とによって区画されるスペースに充填した液晶材料の体積を変化させたが、その他は同一の材料を用いて作製した。表１の「封入量」の欄に、一対の基板とシール部材とによって区画されるスペースの容積に対する、当該スペースに充填した液晶材料の体積の割合（液晶材料の体積〔μｍ^３〕／スペースの容積〔μｍ^３〕）を示す。また、各サンプルについて、当該サンプル内の各スペーサの高さｈ_ｓ１〔μｍ〕、当該一つのスペーサに最も近接する他のスペーサの高さｈ_ｓ２〔μｍ〕、当該一つのスペーサの高さｈ_ｓ１と当該一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサの高さｈ_ｓ２との高さ平均ｈ_ｓａｖｅ（＝（ｈ_ｓ１＋ｈ_ｓ２）／２）〔μｍ〕、当該一つのスペーサと当該スペーサに最も近接する他のスペーサとの中間点における液晶層の厚さｔ_ｌｍ〔μｍ〕、比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）を、測定及び測定値から算出した。セルの大部分を占める外観上均一な正常領域での測定値及び算出値のうち、「ｔ_ｌｍ〔μｍ〕」の値が最も大きかった測定についての値を、各サンプルでの測定値として、表１に示す。また、いずれかのスペーサと第１基板との間に液晶Ａ（図４Ｂ参照）が形成されているか否か、並びに、当該いずれかのスペーサに最も近接する他のスペーサと第１基板との間に液晶Ｂ（図４Ｂ参照）が形成されているか否かを調査し、調査結果を表２に示した。さらに、表１では、次の条件１〜３を満たすサンプルに対して○を付し、満たさないサンプルに対して×を付した。
・条件１：０．９５４≦（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）
・条件２：液晶Ａが存在する
・条件３：（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）≦１．０６３

各サンプルを遮光状態および透過状態で観察し、気泡に起因した輝点又は欠点の有無を確認した。輝点又は欠点の有無は、以下に説明する評価２での輝点又は欠点の確認と同様とし、具体的には、各サンプルの電極に電圧印加を操作することで、サンプルを遮光（黒表示）とした際に輝点の有無を確認し、また、サンプルを透過（白表示）とした際に欠点の有無を確認した。輝点又は欠点が確認されたサンプルについて、表１の「評価１」に×を付した。通常の観察において輝点又は欠点が確認されなかったサンプルについて、表１の「評価１」に○を付した。

また、各サンプルを耐久気泡が生じ易い状況に置き、耐久気泡の発生の有無を確認した。具体的には、各サンプルを、８０℃の環境および−４０℃の環境に、３時間ずつ、計１０ずつ交互に配置し、その後、気泡に起因した輝点又は欠点の有無を確認した。輝点又は欠点が確認されたサンプルについて、表１の「評価２」に×を付した。通常の観察において輝点又は欠点が確認されなかったサンプルについて、表１の「評価２」に○を付した。

さらに、各サンプルについて、立てた状態での使用を想定し外観変化を確認した。具体的には、サンプルの対向する一対の辺が水平方向に延び且つ他の対向する一対の辺が鉛直方向に延びるようにして各サンプルを１００時間吊るした後、各サンプルの外観を確認した。具体的には、各サンプルの電極への電圧印加を透過（白表示）と遮光（黒表示）との中間程度となるように調整した状態で、あらゆる方向から目視することで確認した。主にサンプル下方４分の１程度の領域で発生する水平方向のスジ状の明暗ムラが発生したサンプルについて、表１の「評価３」に×を付した。明暗ムラが発生しなかったサンプルについては○を付した。

１０調光装置
１２調光コントローラ
１４センサ装置
１６ユーザ操作部
２０調光セル
３０第１基板
３１第１偏光板
３２第１樹脂製基材
３３第１電極
３４第１配向膜
４０第２基板
４１第２偏光板
４２第２樹脂製基材
４３第２電極
４４第２配向膜
５０スペーサ
５１シール部材
５２シール材料
５５液晶層
５６液晶材料

Claims

第１樹脂製基材を含む第１基板と、
第２樹脂製基材を含む第２基板と、
前記第１樹脂製基材および前記第２樹脂製基材の間に設けられた複数のスペーサと、
前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、を備え、
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が電極を含み、
一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ１）と前記一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサの高さ（ｈ_ｓ２）との高さ平均（ｈ_ｓａｖｅ）に対する、前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔ_ｌｍ）の比の値（ｔ_ｌｍ／ｈ_ｓａｖｅ）は、０．９８３以上１．０６３以下であり、
一部のスペーサと前記第１樹脂製基材および前記第２樹脂製基材の一方との間に、前記液晶層が形成されている、調光セル。
前記比の値（ｔ _ｌｍ／ｈ _ｓａｖｅ）は１以下である、請求項１に記載の調光セル。