JP7081497B2 - 調光部材、調光部材の製造方法、調光体、車両 - Google Patents

Description

本発明は、調光部材、調光部材の製造方法、調光体、車両に関する。

従来、例えば窓に貼り付けて外来光の透過を制御する調光部材に関する工夫が種々に提案されている（特許文献１，２）。このような調光部材の１つに、液晶を利用したものがある。液晶を利用した調光部材は、透明電極を作成した２枚の透明基材により液晶を挟持し、透明電極間に電圧を印加することにより液晶分子の配向を変更して外来光の透過率を制御している。
このような調光部材は、透明基材間にスペーサを設け、このスペーサにより液晶層を所望の厚さに保持している。

ここで、スペーサとして、ビーズスペーサを用いる場合がある。ビーズスペーサは、一般的に、配向層が形成された透明基材の表面にビーズを散布し、さらにシール材を周囲に形成後、貼合して液晶を真空注入する。

特開平０３－４７３９２号公報 特開平０８－１８４２７３号公報

ここで、透明基材がガラス基材の場合、ビーズスペーサが透明基材間に挟まれた状態で液晶を注入するためビーズスペーサは動きにくい。
しかし、透明基材を貼合する前に液晶を滴下する方式の場合、ビーズスペーサの基材に対する密着力が弱いと、液晶の流動でビーズスペーサが移動する場合がある。ビーズスペーサが移動すると、液晶の厚みにムラが生じ、虹ムラ等が生じる可能性がある。

さらに、テレビ等と異なり、車両等、常に振動を受ける環境で調光部材が用いられる場合、ビーズスペーサは、より移動しやすい。
特に、透明基材がフィルム状の場合、透明基材が弛んだ場所では、透明基材間の押圧力が弱くなり、ビーズスペーサが移動しやすい。調光部材を曲面に貼り付けた場合には、そのような移動の傾向が強くなる。

ビーズスペーサに固着層を設けて密着力を向上させる手法も用いられている。しかし、固着層が厚いと、固着層が透明基材を貼合する際に押しつぶされ、液晶層の厚みがまばらになり、特に液晶層の厚みに敏感なＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式などではムラが発生しやすい。

本発明は、配向層とビーズスペーサとの固着力が強い調光部材、調光部材の製造方法、調光体、車両を提供することを目的とする。

（１） 基材及び配向層を含む第１積層体と、基材及び配向層を含み、前記第１積層体に対して、互いの配向層を対向させて配置された第２積層体と、前記第１積層体と前記第２積層体との間に配置され、前記第１積層体及び前記第２積層体の少なくとも一方に設けられた電極の駆動により配向が制御される液晶層と、前記液晶層内に配置される複数のビーズスペーサとを備え、前記第１積層体の配向層及び前記第２積層体の配向層の少なくとも一方の配向層には、前記液晶層側に突出する複数の凸部が形成され、前記ビーズスペーサは、少なくとも一部が前記凸部に保持されていること、を特徴とする調光部材。

（２） （１）において、前記配向層は、前記凸部により保持されるビーズスペーサの表面を覆う被覆部を備えることを特徴とする調光部材。

（３） （１）又は（２）において、前記第１積層体及び前記第２積層体の各基材は、樹脂フィルムであり、前記液晶層は、二色性色素を含有していること、を特徴とする調光部材。

（４） （１）から（３）までのいずれかにおいて、前記液晶層に配置される複数の前記ビーズスペーサのうち２個以上４個以下で凝集した前記ビーズスペーサの凝集割合が、２０％以上であること、を特徴とする調光部材。

（５） （１）から（４）までのいずれかにおいて、前記第１積層体及び前記第２積層体に設けられた基材のうち少なくとも一方の基材の前記液晶層側の面には、ハードコート層が設けられていること、を特徴とする調光部材。

（６） （１）から（５）までのいずれかにおいて、前記ビーズスペーサは球形であり、前記ビーズスペーサの径をＲ、前記ビーズスペーサにおける前記凸部内に保持されている部分の最大径をｒとしたときに０．８≦ｒ／Ｒであること、を特徴とする調光部材。

（７） （１）から（６）までのいずれかにおいて、前記凸部の内部は、前記配向層の材料、又はビーズスペーサに起因する樹脂成分で充填されていること、を特徴とする調光部材。

（８） 基材上に配向層を形成して第１積層体を作成する第１積層体製造工程と、基材上に配向層を形成して第２積層体を作成する第２積層体製造工程と、前記第２積層体の外周部にシール部を形成するシール部形成工程と、前記シール部の内部に液晶を流入する液晶流入工程と、前記第１積層体と第２積層体とを積層する積層工程とを、を含む調光部材の製造工程において、前記第１基材の配向層を形成する材料、及び前記第２基材の配向層を形成する材料の少なくとも一方にはビーズスペーサが含まれていること、を特徴とする調光部材の製造方法。

（９） （８）において、前記第１基材の配向層及び前記第２基材の配向層を形成する材料の両方にビーズスペーサが含まれていること、を特徴とする調光部材の製造方法。

（１０） （８）又は（９）において、前記第１積層体製造工程と前記第２積層体製造工程のうちの、前記ビーズスペーサが含まれている材料で配向層が形成される積層体製造工程は、前記配向層を形成する工程を２回含むこと、を特徴とする調光部材の製造方法。

（１１） 透明部材と、前記透明部材に配置される（１）から（７）までのいずれかの調光部材と、を備える調光体。

（１２） （１）から（７）までのいずれかの調光部材が、外光が入射する部位に配置された車両。

本発明によると、配向層とビーズスペーサとの固着力が強い調光部材及び調光部材の製造方法を提供することができる。

調光部材の一実施形態としての調光フィルム１を示す断面図である。 調光フィルム１の製造工程を示すフローチャートである。 比較例３の第２積層体１３’を示す。 第２実施形態の調光フィルム１を示す断面図である。

（第１実施形態）
（調光フィルム）
図１は、本発明の調光部材の一実施形態としての調光フィルム１を示す断面図である。
本実施形態の調光フィルム１は、調光部材の一態様として、可撓性を有するフィルム状に形成されている。調光フィルム１は、例えば、車両のサンルーフ等の曲面を有する部分に貼着し、透過、不透明が切り替えられる。
調光フィルム１は、上述のようにサンルーフ等の透明部材に配置され、調光体として主に使用される。より具体的には、調光フィルム１は、透明樹脂板や、ガラス等の透明部材に粘着剤等により貼付されたり、ガラス板（透明部材）間に挟持され、合わせガラスにされたりする調光体として使用することができる。
この調光フィルム１（調光部材）は、例えば、建築物の窓ガラスや、ショーケース、屋内の透明パーテーション、車両のウインドウ等の調光を図る部位（外光が入射する部位、例えば、フロントや、サイド、リア、ルーフ等のウインドウ）に配置され、建築物や車両等の内側への入射光の光量を制御することができる。

調光フィルム１は、液晶１４Ａを利用して透過光を制御する調光フィルム１であり、第１積層体１２及び第２積層体１３により液晶層１４を挟持して構成されている。第１積層体１２と第２積層体１３の間には、液晶層１４の厚みを一定に保持するためのスペーサ２４が設けられている。第１積層体１２及び第２積層体１３は、それぞれ第１基材２１Ａ、第２基材２１Ｂに第１透明電極２２Ａ、第２透明電極２２Ｂ、第１配向層２３Ａ及び第２配向層２３Ｂを順次作成して形成される。
なお、後述するＩＰＳ方式による場合、第１透明電極２２Ａ、第２透明電極２２Ｂは、第１配向層２３Ａ又は２３Ｂ側の一方に纏めて製造される。
そして、調光フィルム１は、第１透明電極２２Ａと、第２透明電極２２Ｂとの間の電位差を変化させることにより外来光の透過を制御する。

（基材）
第１基材２１Ａ、第２基材２１Ｂは、調光フィルム１に適用可能な光透過性を有し、可撓性を有するＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリカーボネートフィルム、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、アクリル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）など各種の積層体を適用することができ、この実施形態では、両面にハードコート層が製造されてなるポリカーボネートによるフィルム材が適用される。

（透明電極）
第１透明電極２２Ａ、第２透明電極２２Ｂは、それぞれ、上述の第１基材２１Ａ、第２基材２１Ｂに積層される透明導電膜から構成されている。
透明導電膜としては、この種の透明樹脂フィルムに適用される各種の透明電極材料を適用することができ、酸化物系の全光透過率が５０％以上の透明な金属薄膜を挙げることができる。例えば、酸化錫系、酸化インジウム系、酸化亜鉛系が挙げられる。

酸化錫（ＳｎＯ２）系としてはネサ（酸化錫ＳｎＯ２）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：アンチモンドープ酸化錫）、フッ素ドープ酸化錫が挙げられる。
酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）系としては、酸化インジウム、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）が挙げられる。
酸化亜鉛（ＺｎＯ）系としては、酸化亜鉛、ＡＺＯ（アルミドープ酸化亜鉛）、ガリウムドープ酸化亜鉛が挙げられる。
本実施形態では、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）により透明導電膜が形成される。

ここで、各基材２１Ａ、２１Ｂの少なくとも液晶層１４が設けられる側の面（第１基材２１Ａと第１透明電極２２Ａとの間、第２基材２１Ｂと第２透明電極２２Ｂとの間）には、不図示のハードコート層が設けられるようにしてもよい。各基材にハードコート層を設けることによって、調光フィルム１の表面に外力等が加わった場合に、基材間に挟まれているビーズ状のスペーサ２４が各基材に食い込んでしまうのを抑制することができ、基材の凹みや割れを抑制するとともに、調光フィルム１の耐圧性を向上させることができる。このハードコート層は、アクリル系樹脂や、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂等により形成され、必要に応じて帯電防止や、紫外線吸収、熱線吸収の各種機能を付加してもよい。
なお、ハードコート層は、第１基材２１Ａ、第２基材２１Ｂのうち少なくとも一方に設けてもよく、また、基材の液晶層１４側の面だけでなく、その反対側の面にも設けられるようにしてもよい。
また、ハードコート層と透明電極２２との間には、屈折率を調整するインデックスマッチング層を更に設けるようにしてもよく、また、ハードコート層に、屈折率を調整する機能を設け、インデックスマッチング層も兼ねるようにしてもよい。

（配向層）
第１配向層２３Ａ及び第２配向層２３Ｂは、光配向層により形成される。光配向層に適用可能な光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができるが、本実施形態では、例えば光二量化型の材料を使用する。この光二量化型の材料については、「Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ、 Ｋ．Ｓｃｈｍｉｔｔ、 Ｖ． Ｋｏｚｉｎｋｏｖ ａｎｄ Ｖ． Ｃｈｉｇｒｉｎｏｖ ： Ｊｐｎ． Ｊ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、 ３１、 ２１５５ （１９９２）」、「Ｍ． Ｓｃｈａｄｔ、 Ｈ． Ｓｅｉｂｅｒｌｅ ａｎｄ Ａ． Ｓｃｈｕｓｔｅｒ ： Ｎａｔｕｒｅ、 ３８１、 ２１２（１９９６）」等に開示されている。

また、第１配向層２３Ａ及び第２配向層２３Ｂは、光配向層に代えて、ラビング処理により製造してもよい。この場合、第１配向層２３Ａ及び第２配向層２３Ｂは、ポリイミド等の配向層に適用可能な各種材料層を製造した後、この材料層の表面にラビングロールを使用したラビング処理により微細なライン状凹凸形状を製造して形成される。
このようなラビング処理による配向や光配向に代えて、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。
なお、ポリイミド等の配向層に適用可能な各種材料により形成された第１配向層２３Ａ及び第２配向層２３Ｂは、ライン状凹凸形状の形成を省略してもよい。

（スペーサ）
本実施形態ではスペーサとして球形状のビーズスペーサ２４を用いる。ビーズスペーサ２４は、液晶層１４の厚みを規定するために設けられる。ビーズスペーサ２４は、シリカ等による無機材料による構成、有機材料による構成、これらを組み合わせたコアシェル構造の構成等を広く適用することができる。また球形状による構成の他、円柱形状、角柱形状等によるロッド形状により構成してもよい。
なお、液晶層１４には、上述のビーズスペーサ２４に加え、ビーズスペーサ以外のスペーサ、例えば、フォトリソグラフィや、印刷により形成されたスペーサをさらに備えるようにしてもよい。

（液晶層）
液晶層１４は、この種の調光フィルム１に適用可能な各種の液晶１４Ａを広く適用することができる。なお、本実施形態では、液晶層１４は、二色性色素が混合されたゲストホスト型の液晶１４Ａである。液晶分子の移動に伴い、二色性色素を移動させることで、光の透過及び遮光を制御することができる。
液晶１４Ａとして、ＴＮ液晶（ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）１４ａを用いる。ＴＮ液晶をホストとし、二色性色素をゲストとした場合、調光フィルムは、電圧が印加されていないときは液晶分子及び二色性色素が水平に並び、光をさえぎって画面が「黒」になる、いわゆるノーマリブラック型である。徐々に電圧を印加していくと、液晶分子が垂直に立ち上がるとともに二色性色素も立ち上がり、光が透過する。なお、この液晶１４Ａには、上述のＴＮ方式の液晶の他、ＶＡ方式の液晶を用いてもよい。ゲストホスト型のＶＡ方式の場合、電圧が印加されていないときは液晶分子及び二色性色素が垂直に並び、光が透過可能となる、いわゆるノーマリホワイト型である。

ただし、これに限らず、ゲストホスト方式に用いられる液晶１４Ａと色素としては、ゲストホスト方式について提案されている液晶１４Ａと色素との混合物を広く適用することができる。

さらに、ゲストホスト方式に限らず、二色性色素を含有しない液晶材料から構成される液晶層を用いてもよい。この場合、液晶層１４の駆動に、上述のＴＮ方式だけでなく、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式を用いてもよい。ＶＡ方式は、液晶１４Ａの配向を垂直配向と水平配向とで変化させて透過光を制御する方式であり、無電界時、液晶１４Ａを垂直配向させることにより、液晶層１４を垂直配向層により挟持して調光フィルム１が構成され、電界の印加により液晶１４Ａを水平配向させるように構成される。ＶＡ方式の場合、一般に電圧が印加されていないときに画面が「黒」になる、いわゆるノーマリブラック型である。

また、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ－Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式を用いてもよい。ＩＰＳ方式は、液晶層１４を挟持する１対の基材のうちの一方の基材に駆動用の透明電極をまとめて作成して、この透明電極により基材表面の面内方向の電界であるいわゆる横電界を形成して液晶１４Ａの配向を制御する駆動方式である。

液晶層１４を囲むように、枠状にシール材２５が形成されている。シール材２５は第１積層体１２と第２積層体１３とに固着され、このシール材２５により液晶１４Ａの漏出が防止されている。

（製造工程）
図２は、調光フィルム１の製造工程を示すフローチャートである。
まず、第１積層体製造工程ＳＰ２において、第１積層体１２が製造される。第１積層体製造工程ＳＰ２は、第１電極製造工程ＳＰ２－１及び第１配向層製造工程ＳＰ２－２を含む。
第１電極製造工程ＳＰ２－１において、第１基材２１Ａにスパッタリング等の真空成膜法によりＩＴＯによる第１透明電極２２Ａが製造される。

第１配向層製造工程ＳＰ２－２において、第１配向層２３Ａ用の塗工液をグラビアコーターにて塗工する。その後、塗工液の溶剤分を乾燥炉にて揮発させて乾燥させ、これにより第１配向層２３Ａが製造される。

続く第２積層体製造工程ＳＰ３において、第２積層体１３が製造される。第２積層体製造工程ＳＰ３は、第２電極製造工程ＳＰ３－１及び第２配向層製造工程ＳＰ３－２を含む。
第２電極製造工程ＳＰ２－１において、第２基材２１Ｂにスパッタリング等の真空成膜法によりＩＴＯによる第２透明電極２２Ｂが製造される。

第２配向層製造工程ＳＰ３－２において、第２配向層２３Ｂ用の塗工液をグラビアコーターにて塗工する。この塗工液には、１ｍｍ^２あたり、１５０個となるようにビーズスペーサ２４が混合されている。次いで、塗工液の溶剤分を乾燥炉にて揮発させて乾燥させ、これにより第２配向層２３Ｂが形成される。液晶層１４内におけるビーズスペーサ２４が占める面積（投影面積）の割合は、液晶層の厚み方向に垂直な面の面積に対して、０．１％以上２．５％以下の範囲であることが望ましい。仮に、０．１％未満である場合、後述する液晶層１４の耐圧性が低下してしまうため望ましくなく、また、２．５％を超えてしまう場合、調光フィルム１の透光状態における透過率が低下してしまうため望ましくない。

第２積層体製造工程ＳＰ３に続くシール材塗工工程ＳＰ４において、ディスペンサを使用して枠形状に第２積層体１３にシール材２５を塗工する。本実施形態でシール材２５はＵＶ（紫外線）熱硬化性樹脂である。

次いで、液晶流入工程ＳＰ５において、この枠形状の内部に滴下注入方式により液晶１４Ａを流入する。
そして、積層工程ＳＰ６において、第１積層体１２、第２積層体１３を積層押圧することにより、第２積層体１３に配置した液晶１４Ａを枠形状に形成されたシール材２５の内側に押し広げる。その後、紫外線の照射等によりシール材２５を硬化させ、これにより調光フィルム１を製造する。
なお液晶１４Ａの配置にあっては、滴下注入方式に代えて、第１積層体１２、第２積層体１３を積層した後、液晶層に係る部位に形成される空隙に、液晶材料を配置する場合等、種々の手法を広く適用することができる。

ここで、第２配向層２３Ｂに係る塗工液は、上述のように第２配向層製造工程ＳＰ３－２において、ビーズスペーサ２４が混合された形で第２基材２１Ｂの第２透明電極２２Ｂ上に塗工される。そして、塗工液の溶剤分が乾燥炉にて揮発乾燥される。
そうすると、塗工液の水位（液位）が下がる。このとき、ビーズスペーサ２４と接触している塗工液の水位（液位）は、他の部分より減少しない。したがって、ビーズスペーサ２４の周囲は第２配向層２３Ｂが部分的に液晶層１４側に突出したような形で固まり、ビーズスペーサ２４の下側（第２基材２１Ｂ側）の外周曲面（表面）を覆うようにして、凸部３０が第２配向層２３Ｂと一体に形成される。そして、図１に示すように、この凸部３０により、ビーズスペーサ２４は、第２配向層２３Ｂ上に保持される。
これにより、調光フィルム１０１は、従来の固着層を有するビーズスペーサを散布して配向層上に配置する場合等に比して、ビーズスペーサ２４を第２配向層２３Ｂに対してより強力に配置することができ、液晶流入工程等におけるビーズスペーサの移動を極力抑制することができる。

ここで、従来、ビーズスペーサは、その表面に固着層（粘着層）が設けられ、略平坦に形成された配向層上に散布等により分散配置されていた。この場合、ビーズスペーサは、配向層に対して点接触で固定されるため、ビーズスペーサの下側の外周曲面と配向層との間に隙間が生じることとなる。そのため、液晶流入工程（ＳＰ５）において、二色性色素を含むゲストホスト型の液晶を配向層上に滴下すると、二色性色素を含むゲストホスト型の液晶が、二色性色素を含まない液晶に比して粘度が高いことが起因して、上述の隙間にまで十分に液晶が到達できず、その隙間に空気が残存してしまう場合がある。このように隙間に残存した空気は、積層工程（ＳＰ６）における加熱や、その後の調光フィルムの使用時における温度変化等によって、液晶層内に気泡が生じてしまい、調光フィルムの品質低下の要因となる。
また、特に、基材にガラス板ではなく樹脂フィルムが用いられている場合、加熱等により樹脂フィルム（基材）が延びたときに、上述の隙間に残存した空気が液晶層内で集まり易くなり、気泡となって視認される可能性が高くなってしまう。

そこで、本実施形態の調光フィルム１は、第２配向層２３Ｂに設けられた凸部３０によりビーズスペーサが保持される構成とすることによって、図１に示すように、上述の隙間が、配向層材料（塗工液）により埋められる。これにより、隙間が起因となって液晶層内に残存してしまう空気の量を極力低減することができ、積層工程ＳＰ６における加熱や、その後の調光フィルムの使用時における温度変化等によって、液晶層内に気泡が生じてしまうのを大幅に抑制することができる。

本実施形態の調光フィルム１は、液晶層１４に配置されるビーズスペーサのうち２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合の下限は、２０％以上が望ましく、３０％以上がより望ましく、４０％以上が更に望ましい。２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合が、上述の範囲を満たすことによって、液晶層１４の耐圧性を向上させることができる。すなわち、調光フィルム１（液晶層１４）に外力が加わった場合に、凝集したビーズスペーサによって、液晶層が潰れてギャップが変動したり、破損したりしてしまうのを大幅に抑制することができる。特に調光フィルムをガラス基板に挟持して合わせガラスにする場合、調光フィルムに大きな圧力がかかったとしても、調光フィルム（液晶層）の変形を極力抑えることができ、液晶層の厚みが不均一になってしまうのを防ぐことができる。
液晶層１４中において、仮に、２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合が２０％未満である場合、凝集したビーズスペーサの割合が小さすぎてしまい、液晶層の潰れや、破損の発生する可能性があるため望ましくない。

ビーズスペーサの凝集割合とは、液晶層内の所定領域内に配置されるビーズスペーサの全個数Ｓ１に対するビーズスペーサの凝集体の個数Ｓ２の割合（１００×Ｓ２／Ｓ１［％］）をいう。
例えば、２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合は、液晶層の所定領域内に配置されるビーズスペーサの全個数Ｓ１に対する２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集体の個数の割合を示す。
ここで、ビーズスペーサの凝集体とは、複数のビーズスペーサが凝集したものをいう。
また、ビーズスペーサの全個数Ｓ１とは、ビーズスペーサの凝集体が含まれる場合、その凝集体を構成するビーズスペーサの個数ではなく、凝集体の個数により数えられるものをいう。例えば、液晶層内の所定領域内に凝集していないビーズスペーサが２個と、３個のビーズスペーサが凝集した凝集体が１個存在する場合、この所定領域内のビーズスペーサの全個数Ｓ１は、凝集していないビーズスペーサの個数（２個）と凝集体の個数（１個）との和、すなわち３個となる。

また、液晶層１４に配置されるビーズスペーサのうち２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合の上限は、８０％以下が望ましく、７０％以下がより望ましく、６０％以下が更に望ましい。２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合が、上述の範囲を満たすことによって、ビーズスペーサを液晶層内に均一に分散させることができ、液晶層の厚みが不均一になってしまうのを抑制することができる。
仮に、凝集割合が８０％を超えてしまう場合、液晶層内においてビーズスペーサの分布が不均一となってしまう場合があるので望ましくない。また、凝集割合が８０％よりも大きい場合、凝集したビーズスペーサが調光フィルム１（液晶層１４）を透過する光を必要以上に遮ってしまい、透光状態における調光フィルム１の光の透過量が減少してしまうので望ましくない。

更に、液晶層１４に配置されるビーズスペーサのうち５個以上で凝集したビーズスペーサの凝集割合の上限は、１５％未満が望ましく、１０％未満がより望ましく、６％未満が更に望ましい。５個以上で凝集したビーズスペーサの凝集割合が、上述の範囲を満たすことによって、ビーズスペーサを液晶層内に均一に分散させることができ、液晶層の厚みが不均一になってしまうのを抑制することができる。

本実施形態の調光フィル１は、上述のように、第２配向層製造工程ＳＰ３－２により、ビーズスペーサ２４を混在させた配向層材料を塗工することによって、ビーズスペーサ２４の配置及び配向層の作製を行っている。この場合、配向層の乾燥過程において、ビーズスペーサ２４が凝集し易くなる傾向があるため、配向層の乾燥条件（乾燥温度や、乾燥時間等）を調整することにより、２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合を適切に調整することができる。

ここで、上述の凝集割合の範囲を満たした調光フィルムを、直径の異なる２種類のビーズスペーサにより作成した調光フィルムの凝集割合の詳細を表１に示す。表１では、調光フィルム１（液晶層１４）の面内５カ所（中心と、４隅の中点）における矩形領域（１．５ｍｍ×１．５ｍｍ）内において、ビーズスペーサの個数をそれぞれ数えて平均した値に基づいて凝集割合を算出している。

表１中の実施例１－１は、直径６．２μｍのビーズスペーサを用いた調光フィルムの凝集割合を示している。この調光フィルムでは、上述のように、配向層の乾燥条件を調整することによって、２個以上の凝集したビーズスペーサの凝集割合が４７．１％となり、そのうち、２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合が４３．９％、５個以上で凝集したビーズスペーサの凝集割合が３．２％となり、調光フィルムの外力に対する耐圧性と、透光状態における透過光量ともに、製品として十分なレベルであることが確認された。
また、表１中の実施例１－２は、直径９．０μｍのビーズスペーサを用いた調光フィルムの凝集割合を示している。この調光フィルムでも、上述のように、配向層の乾燥条件を調整することによって、２個以上の凝集したビーズスペーサの凝集割合が６０．４％となり、そのうち、２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合が５５．２％、５個以上で凝集したビーズスペーサの凝集割合が５．２％となり、調光フィルムの外力に対する耐圧性と、透光状態における透過光量ともに、製品として十分なレベルであることが確認された。

表１中の比較例１は、直径５．７μｍのビーズスペーサを用いた調光フィルムの凝集割合を示している。この調光フィルムでは、２個以上の凝集したビーズスペーサの凝集割合が２１．４％となり、そのうち、２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合が１６．４％、５個以上で凝集したビーズスペーサの凝集割合が５．０％となっている。比較例１の調光フィルムは、上述の実施例１－１、実施例１－２の調光フィルムに比して、調光フィルムの外力に対する耐圧性が不十分であることが確認された。これは、比較例１の調光フィルムの２個以上４個以下で凝集したビーズスペーサの凝集割合（１６．４％）が、実施例１－１、実施例１－２の凝集割合に比して低かったことが起因しているものと考えられる。

以下、このようにビーズスペーサ２４が第２配向層２３Ｂの凸部３０に保持された本実施形態の調光フィルム１の効果を、比較例との対比により説明する。

（比較例２）
まず、比較例２について説明する。比較例２は、第２配向層製造工程において使用する塗工液がビーズスペーサを含まない。比較例２では、第２配向層上に市販の固着層を有するビーズスペーサを散布して、加熱処理することによって、固着層を溶融し、その後、冷却することによりビーズスペーサを第２配向層に固着してサンプルを作成した。
次いで、第２基材（第１基材と積層する前の状態）に対して、エアガンにより空気を吹き付け（エアブロー）、ビーズスペーサの残存率を求めた。
エアガンのノズルは２ｍｍφ、エアガンと第２基材との距離は５ｍｍ、ブロー時間は１５ｓｅｃである。
エアブローの圧力を１ｋｇｆ／ｃｍ^２から１ｋｇ／ｃｍ^２ずつ順次圧力を上昇させたところ、５ｋｇｆ／ｃｍ^２を超えたところで、ビーズスペーサにおいて大きな残存率の低下が確認された。５ｋｇｆ／ｃｍ^２におけるビーズスペーサの残存率は３０％であった。

（本実施形態の実施例２）
上述の第２積層体製造工程ＳＰ３により製造された、第２配向層２３Ｂが形成された第２基材２１Ｂ（第１基材と積層する前の状態）に対して、エアガンにより空気を吹き付け（エアブロー）、ビーズスペーサ２４の残存率を求めた。
エアガンのノズルは２ｍｍφ、エアガンと第２基材との距離は５ｍｍ、ブロー時間は１５ｓｅｃである。
エアブローの圧力を１ｋｇｆ／ｃｍ^２から１ｋｇ／ｃｍ^２ずつ順次圧力を上昇させたところ、５ｋｇｆ／ｃｍ^２を超えたところでも、ビーズスペーサ２４において大きな残存率が確認された。ビーズスペーサ２４における、凸部３０内に保持されている部分の最大径をｒ（図１参照）とし、Ｒに対するｒの比＝ｒ／Ｒとしたときに、ｒ／Ｒ＝１なら、残存率は１００％、ｒ／Ｒ＝０．６でも比較例２と比べると良好な結果が得られた。

以上、本実施形態のように、配向層にビーズスペーサ２４を混合すると、ビーズスペーサ２４と配向層（第２配向層２３Ｂ）との密着力を向上することができることが確認された。

（本実施形態の実施例３）
上述の第２積層体製造工程ＳＰ３により第２基材２１Ｂを作成した。その際、ビーズスペーサ２４の直径をＲとする。また、ビーズスペーサ２４における、凸部３０内に保持されている部分の最大直径をｒ（図１参照）とし、Ｒに対するｒの比＝ｒ／Ｒを変更し、ｒ／Ｒ＝１．０、ｒ／Ｒ＝０．８、ｒ／Ｒ＝０．６の３つのサンプルを、配向層２３Ｂの塗工液の粘度等を調整することにより作成した。

比較例２の１つのサンプルと実施例３の３つのサンプル（実施例３－１～３－３）とに対して、エアガンにより空気を吹き付け（エアブロー）、ビーズスペーサの残存率を求めた。エアガンのノズルは２ｍｍφ、エアガンと第２基材との距離は５ｍｍ、ブロー時間は１５ｓｅｃである。エアブローの圧力は６ｋｇｆ／ｃｍ^２である。以下の表２にその結果を示す。

表２に示すように、比較例２ではビーズスペーサの残存率が２０％であるが、実施例３－１～３－３はいずれの場合もビーズスペーサ２４の残存率は比較例２より高く、比較例２と比べてビーズスペーサ２４の残存率を向上することができた。
実施例３の中では、ｒ／Ｒが高いほど、ビーズスペーサ２４の残存率が増加し、ｒ／Ｒ＝１においては１００％であった。
ここで、調光フィルム１において、虹ムラ等観察を防止するには、ビーズスペーサ２４の残存率が８０％以上であることが好ましい。上述の結果においてｒ／Ｒ＝０．８では残存率が８５％であるので、０．８≦ｒ／Ｒが好ましい。

（比較例３）
次に、比較例３について説明する。図３は比較例３の第２積層体１３’を示す図である。第２配向層製造工程ＳＰ３－２において、ビーズスペーサ２４’が混合された形で第２基材２１Ｂ’上に塗工された第２配向層２３Ｂ’の塗工剤を乾燥させる。ここで、比較例３では、粘度が低くかつ沸点の低い溶剤を使用する。そして乾燥風速を強める。これにより、外観形状は本実施形態の図１と同様であるが、凸部３０’が中空となる第２配向層２３Ｂ’を有するサンプルを作成した。
そして、比較例３のサンプルに対して、エアガンにより空気を吹き付け（エアブロー）、ビーズスペーサの残存率を求めた。
エアガンのノズルは２ｍｍφ、エアガンと第２基材との距離は５ｍｍ、ブロー時間は１５ｓｅｃである。
エアブローの圧力は６ｋｇｆ／ｃｍ^２である。
以下の表３にその結果を示す。表には比較のため上述の比較例２及び実施例３の数値も示す。

表３に示す通り、凸部３０’が中空となる比較例３の場合、ビーズスペーサ２４’の残存率が３５％となる。すなわち凸部３０’が中空となる場合、配向層２３Ｂ’とビーズスペーサ２４’との密着度が、凸部３０が中実となる本実施形態と比べて３５％と低くなるため、好ましくないという結果となった。
すなわち、配向層２３Ｂの凸部３０の内部は、配向層２３Ｂの材料で充填されていることが好ましい。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の調光フィルム１を示す断面図である。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、末尾（下二桁）に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
本実施形態の調光フィルム１０１は、図４に示すように、ビーズスペーサ１２４が配向層を形成する材料で覆われている点で、第１実施形態の調光フィルム１と主に相違する。
本実施形態の調光フィルム１０１のビーズスペーサ１２４は、第２配向層１２３Ｂと同様の配向層材料により形成された凸部１３０及び被覆部１３１により保持されている。

凸部１３０は、上述の第１実施形態の凸部３０と同様に、ビーズスペーサ１２４の下側の外周曲面を囲むようにして形成されている。
被覆部１３１は、凸部１３０に保持されたビーズスペーサ１２４の外周曲面（表面）全体を覆うようにして形成、すなわち凸部１３０により保持される部位を除いたビーズスペーサ１２４の外周曲面を覆うようにして形成されている。

本実施形態の第２配向層１２３Ｂの製造と、ビーズスペーサ１２４の配置（凸部１３０、被覆部１３１の形成）は、例えば、以下の様にして行われる。
上述の第１実施形態と同様に、第２配向層製造工程（ＳＰ３－２）において、ビーズスペーサ１２４が分散された第２配向層１２３Ｂ用の塗工液（配向層材料）をグラビアコーターにて塗工する。次いで、塗工液の溶剤分を乾燥炉にて揮発させて乾燥させ、これにより第２配向層１２３Ｂが形成されるとともに、ビーズスペーサ１２４が凸部１３０及び被覆部１３１により保持される。

ここで、本実施形態の第２配向層１２３Ｂに係る塗工液は、第１実施形態で使用する塗工液に比して、例えば、粘度の高いものを用いて、乾燥後においてもビーズスペーサ１２４の上側（第１基材２１Ａ側）の外周曲面にも塗工液（配向層材料）が残存するようにしている。これにより、第２透明電極１２２Ｂ上には第２配向層１２３Ｂが形成されるとともに、ビーズスペーサ１２４を保持するようにして凸部１３０及び被覆部１３１が形成される。
なお、被覆部１３１の形成方法は、上述に限定されるものでなく、第１実施形態に比して、乾燥条件（乾燥時間や、乾燥温度等）を変化させて被覆部１３１が形成されるようにしてもよい。

本実施形態の凸部１３０及び被覆部１３１は、上述のように、同じ工程において、同じ塗工液（配向層材料）により形成されているため、第２配向層１２３Ｂとともに一体に形成される。しかし、これに限定されるものでなく、凸部１３０及び被覆部１３１は、別体で形成されるようにしてもよい。例えば、第１実施形態のように、ビーズスペーサ１２４の下側の外周曲面を保持した凸部１３０を第２配向層１２３Ｂとともに形成した後に、別工程により被覆部１３１を形成するようにしてもよい。

以上より、本実施形態の調光フィルム１０１は、第２積層体１１３の第２配向層１２３Ｂに、液晶層１１４側に突出する複数の凸部１３０が形成され、ビーズスペーサ１２４の少なくとも一部が凸部１３０により保持されている。これにより、調光フィルム１０１は、上述の第１実施形態の調光フィルム１と同様に、固着層を有するビーズスペーサを散布して配向層上に配置する場合等に比して、ビーズスペーサ１２４を第２配向層１２３Ｂに対してより強力に配置することができ、液晶流入工程等におけるビーズスペーサの移動を極力抑制することができる。
また、本実施形態の調光フィルム１０１は、上述の第１実施形態の調光フィルム１と同様に、第２配向層１２３Ｂに設けられた凸部１３０によりビーズスペーサ１２４が保持される構成とすることによって、第２配向層１２３Ｂとビーズスペーサ１２４との隙間が、配向層材料（塗工液）により埋められる。これにより、隙間が起因となって液晶層内に残存してしまう空気の量を極力低減することができ、積層工程（ＳＰ６）における加熱や、その後の調光フィルムの使用時における温度変化等によって、液晶層内に気泡が生じてしまうのを大幅に抑制することができる。
更に、本実施形態の調光フィルム１０１は、凸部１３０により保持されるビーズスペーサ１２４の外周曲面（表面）を覆う被覆部１３１を備えるので、第１実施形態の場合に比してより強固にビーズスペーサ１２４を第２配向層１２３Ｂに固着させることができる。

（変形形態）
（１）１ｍｍ^２当たりのビーズスペーサ２４の個数が増加してくると、配向層中のビーズスペーサ２４の分散度が悪くなる傾向がある。凝集によりビーズスペーサ２４がクラスター化するからである。これを回避するために、第１基材２１Ａ及び第２基材２１Ｂにビーズスペーサ２４を分けて固着させてもよい。
この場合、何らかの原因で第１基材２１Ａ及び第２基材２１Ｂのうちの一方の基材のビーズスペーサ２４の密度が低く、通常では液晶層のギャップムラになるような場合でも、もう片側の基材のビーズスペーサ２４の補間により、液晶層のギャップムラの発生を抑制することができる。
また、第１配向層の塗工液に、ビーズスペーサを分散させて、第１配向層上に形成された凸部によりビーズスペーサが保持されるようにしてもよい。

（２）また、第１基材２１Ａ及び第２基材２１Ｂの一方へのビーズスペーサ２４を含む配向層の形成を、２回に分けて行ってもよい。この場合も、（１）と同様に、何らかの原因で１回目に固着されたビーズスペーサ２４の密度が低く、通常では液晶層のギャップムラになるような場合でも、２回目のビーズスペーサ２４の固着により、液晶層のギャップムラの発生を抑制することができる。ビーズスペーサ２４の凝集を良好に回避することができる。

（３）上述の実施形態では、可撓性を有する調光フィルムを調光部材の一態様として記載したが、これに限定されるものでなく、例えば、基材にガラス板を用いた可撓性を有さない板状の形態を調光部材としてもよい。この場合、建造物や車両の外光が入射する部位に、透明部材の片面に貼り合わせたり、２枚の透明部材に挟み、合わせガラスの形態にすることなく直接、調光部材を配置したりするようにしてもよい。

（効果）
以上、本実施形態によると、調光フィルム１において、ビーズスペーサ２４を、配向層の塗工液に混合させることで、ビーズスペーサを単に配向層上に散布した場合や、ビーズスペーサの固着に固着剤を用いた場合と比較して、ビーズスペーサの配向層への固着力を大きく向上させることができる。

１ 調光フィルム
１２ 第１積層体
１３ 第２積層体
１４ 液晶層
１４Ａ 液晶
２１Ａ 第１基材
２１Ｂ 第２基材
２２Ａ 第１透明電極
２２Ｂ 第２透明電極
２３Ａ 第１配向層
２３Ｂ 第２配向層
２４ スペーサ
２４ ビーズスペーサ
２５ シール剤
３０ 凸部

Claims (11)

1. 基材及び配向層を含む第１積層体と、
   基材及び配向層を含み、前記第１積層体に対して、互いの配向層を対向させて配置された第２積層体と、
   前記第１積層体と前記第２積層体との間に配置され、前記第１積層体及び前記第２積層体の少なくとも一方に設けられた電極の駆動により配向が制御される液晶層と、
   前記液晶層内に配置される複数のビーズスペーサとを備え、
   前記第１積層体の配向層及び前記第２積層体の配向層の少なくとも一方の配向層には、前記液晶層側に突出する複数の凸部が形成され、
   前記ビーズスペーサは、少なくとも一部が前記凸部に保持されており、
   前記第１積層体及び前記第２積層体に設けられた基材のうち少なくとも一方の基材の前記液晶層側の面には、ハードコート層が設けられていること、
   を特徴とする調光部材。
2. 前記配向層は、前記凸部により保持されるビーズスペーサの表面を覆う被覆部を備えること、
   を特徴とする請求項１に記載の調光部材。
3. 前記第１積層体及び前記第２積層体の各基材は、樹脂フィルムであり、
   前記液晶層は、二色性色素を含有していること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の調光部材。
4. 前記液晶層に配置される複数の前記ビーズスペーサのうち２個以上４個以下で凝集した前記ビーズスペーサの凝集割合が、２０％以上であること、
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の調光部材。
5. 前記ビーズスペーサは球形であり、
   前記ビーズスペーサの径をＲ、前記ビーズスペーサにおける前記凸部内に保持されている部分の最大径をｒとしたときに０．８≦ｒ／Ｒであること、
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の調光部材。
6. 前記凸部の内部は、前記配向層の材料で充填されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の調光部材。
7. 第１基材上に配向層を形成して第１積層体を作成する第１積層体製造工程と、
   第２基材上に配向層を形成して第２積層体を作成する第２積層体製造工程と、
   前記第２積層体の外周部にシール部を形成するシール部形成工程と、
   前記シール部の内部に液晶を流入する液晶流入工程と、
   前記第１積層体と前記第２積層体とを積層する積層工程と、を含む調光部材の製造工程において、
   前記第１基材の前記配向層を形成する材料、及び前記第２基材の前記配向層を形成する材料の少なくとも一方にはビーズスペーサが含まれており、
   前記第１基材及び前記第２基材のうち少なくとも一方の基材の前記液晶側の面には、ハードコート層が設けられていること、
   を特徴とする調光部材の製造方法。
8. 前記第１基材の前記配向層及び前記第２基材の前記配向層を形成する材料の両方にビーズスペーサが含まれていること、
   を特徴とする請求項７に記載の調光部材の製造方法。
9. 前記第１積層体製造工程と前記第２積層体製造工程のうちの、前記ビーズスペーサが含まれている材料で配向層が形成される積層体製造工程は、前記配向層を形成する工程を２回含むこと、
   を特徴とする請求項７又は８に記載の調光部材の製造方法。
10. 透明部材と、
    前記透明部材に配置される請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の調光部材と、
    を備える調光体。
11. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の調光部材が、外光が入射する部位に配置された車両。

Images