JP7129027B2 - 調光ユニット、調光部材及び調光ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、調光ユニット、調光ユニットを有する調光部材に関する。また、本発明は、調光ユニットの製造方法に関する。

従来、例えば特許文献１，２に記載されているような、光の透過率を制御することができる調光部材が知られている。調光部材の光の透過率の調節方式として、特許文献１，２に示すような、液晶を利用する方式が知られている。液晶を利用する方式の調光部材は、簡素に構成可能であり、非常に高い遮光性能を確保することができる。

このような調光部材において、液晶は、２つの配向膜の間に配置される。各配向膜は、透明な基材に積層される。液晶は、透明基材の間に所定の大きさのスペーサが配置されることで、液晶層の厚さを所望の厚さに維持することができる。スペーサとしては、取り扱い性の観点から、球状のビーズスペーサが用いられることが多い。

特許第６２１３６５３号公報 特開２０１８－１７７７５号公報

組み立て効率の観点から、一対の基材の組み立て前に、あらかじめビーズスペーサを配向膜に固着させておくことが検討されている。ところで、このようなビーズスペーサは、配向膜に分散された後配向膜が乾燥する前に、凝集してしまうことがある。すなわち、複数個のビーズスペーサが固まった状態となってしまうことがある。凝集したビーズスペーサは、配向膜から容易に脱落する。配向膜から脱落したビーズスペーサは、液晶層内に残り、液晶層内を配向膜に対して移動可能となる。凝集したビーズスペーサが移動すると、調光部材に気泡を発生させたり、調光部材に筋状の傷を発生させたりし得る。調光部材に発生する気泡や筋状の傷は、調光部材を介した視界を悪化させ得る。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、配向膜に対して移動可能なビーズスペーサの発生を抑制することを目的とする。

本発明の調光ユニットは、
第１樹脂基材と、前記第１樹脂基材に積層された第１配向膜と、を有する第１積層体と、
第２樹脂基材と、前記第２樹脂基材に積層された第２配向膜と、を有し、且つ、前記第１配向膜と前記第２配向膜とが互いに対面するように配置された、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への電圧の印加により配向が制御される液晶分子を含む液晶層と、
前記第１積層体と前記第２積層体との間に配置された複数のビーズスペーサと、を備え、
前記第１配向膜は、前記液晶層側に突出した複数の第１凸部を含み、
前記第１凸部の一部のみが、前記ビーズスペーサを少なくとも部分的に取り囲んで当該ビーズスペーサを保持する。

本発明の調光ユニットにおいて、前記第１凸部は、前記ビーズスペーサを少なくとも部分的に取り囲んで当該ビーズスペーサを保持する第１保持凸部と、前記ビーズスペーサから離間した第１非保持凸部と、を含んでもよい。

本発明の調光ユニットにおいて、前記第１非保持凸部は、周状パターンの少なくとも一部を線状に延びてもよい。

本発明の調光ユニットにおいて、前記周状パターンによって取り囲まれる領域の面積は、平面視における前記ビーズスペーサの面積の１．１倍以上であってもよい。

本発明の調光ユニットにおいて、前記ビーズスペーサを保持する前記第１凸部の突出高さは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満であってもよい。

本発明の調光ユニットにおいて、前記ビーズスペーサを保持する前記第１凸部以外の前記第1凸部の突出高さは、０．０５μｍ以上０．０６μｍ以下であってもよい。

本発明の調光ユニットにおいて、前記第１配向膜の厚さは、６０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であってもよい。

本発明の調光ユニットにおいて、前記ビーズスペーサの直径〔μｍ〕に対する、前記ビーズスペーサを保持する前記第１凸部の突出高さ〔μｍ〕の比は、２．２％以上５．５未満であってもよい。

本発明の調光部材は、
一対の基板と、
前記一対の基板の間に配置された上述したいずれかの調光ユニットと、を備える。

本発明の調光ユニットの製造方法は、
第１樹脂基材と前記第１樹脂基材に積層された第１配向膜とを有する第１板材を作製する工程と、
前記第１板材上に液晶材料を供給する工程と、
前記第１板材上に前記第２板材を積層する工程と、を備え、
前記第１板材を作製する工程は、前記第１配向膜にビーズスペーサを固着させる工程と、前記ビーズスペーサの一部を脱落させて除去する工程と、を有する。

前記ビーズスペーサの一部を脱落させて除去する工程において、前記第１配向膜への固着強さが弱い前記ビーズスペーサが除去されてもよい。

本発明によれば、配向膜に対して移動可能なビーズスペーサの発生を抑制することができる。

図１は、調光部材を備えた移動体の一例としての自動車を概略的に示す斜視図である。 図２は、調光部材をその板面の法線方向から示す平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿った調光部材の断面図である。 図４は、調光部材の一部を拡大して示した平面図である。 図５は、調光部材の製造方法の一例を説明するための図である。 図６は、調光部材の製造方法の一例を説明するための図である。 図７は、調光部材の製造方法の一例を説明するための図である。 図８は、調光部材の製造方法の一例を説明するための図である。 図９は、調光部材の製造方法の一例を説明するための図である。 図１０は、調光部材の製造方法の一例を説明するための図である。 図１１は、図３に対応する図であって、従来の調光部材の断面図である。

以下、図面を参照して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。

なお、本明細書において、「層」、「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「層」という用語は、シート或いはフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。

また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１には、調光部材を備えた移動体の一例としての自動車を概略的に示す図である。図２は、調光部材をその板面の法線方向から見た図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った調光部材の断面を示す図である。図４は、調光部材の一部を拡大して示す平面図である。

図１に示されているように、移動体の一例としての自動車１は、サンルーフ、リアウィンドウ、サイドウィンドウ等の窓ガラスを有している。ここでは、サンルーフ５が調光部材１０で構成されているものを例示する。また、自動車１は、図示しないバッテリー等の電源を有している。調光部材１０は、電圧を印加されることで、可視光透過率を変化させることができる。例えば、調光部材１０は、可視光透過率を７０％から１％の間で変化させることができる。調光部材１０の可視光透過率を適宜に調節することで、太陽光等の外光を適切な光量で透過させることができる。また、調光部材１０で外光を遮蔽することもできる。

ここで、可視光透過率は、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ－３１００ＰＣ」、ＪＩＳ Ｋ ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。

図２は、この調光部材１０をその板面の法線方向から示している。また、図３は、図２の調光部材１０のＩＩＩ－ＩＩＩ線に対応する断面図を示している。図２及び図３に示された例では、調光部材１０は、一対の基板である第１基板１１及び第２基板１２と、第１基板１１と第２基板１２との間に配置された調光ユニット２０と、第１基板１１と調光ユニット２０とを接合する第１接合層１３と、第２基板１２と調光ユニット２０とを接合する第２接合層１４と、を有している。また、調光部材１０は、外部の電源と接続するための配線１５を有している。配線１５を介して、電源から調光部材１０に電圧を印加することができる。図２に示されるように、調光部材１０は、平面視において、平板状の矩形形状を有しているが、調光部材１０は、湾曲していてもよい。調光部材１０は、適用されるものに応じた形状及び大きさを、適宜にとることができる。

以下、調光部材１０の各構成要素について説明する。

まず、第１基板１１及び第２基板１２について説明する。第１基板１１及び第２基板１２は、図１で示された例のように自動車１のサンルーフ５に用いる場合、調光部材１０が外光を遮蔽しない状態で外光を十分に透過させることができるよう、可視光透過率が高いもの、例えば可視光透過率が９０％以上のものを用いることが好ましい。このような第１基板１１及び第２基板１２の材質としては、ソーダライムガラスや青板ガラス等の無機ガラスや、ポリカーボネートやアクリル等の樹脂ガラスが例示できる。第１基板１１及び第２基板１２に無機ガラスを用いた場合、耐熱性、耐傷性に優れた調光部材１０とすることができる。第１基板１１及び第２基板１２に樹脂ガラスを用いた場合、調光部材１０を軽量にすることができる。

また、第１基板１１及び第２基板１２は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の厚みを有していることが好ましい。このような厚みであると、強度及び光学特性に優れた第１基板１１及び第２基板１２を得ることができる。第１基板１１及び第２基板１２は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。

次に、第１接合層１３及び第２接合層１４について説明する。第１接合層１３が、第１基板１１と調光ユニット２０との間に配置され、第１基板１１と調光ユニット２０とを互いに接合する。第２接合層１４が、第２基板１２と調光ユニット２０との間に配置され、第２基板１２と調光ユニット２０とを互いに接合する。

このような第１接合層１３及び第２接合層１４としては、種々の接着性または粘着性を有した材料からなる層を用いることができる。また、第１接合層１３及び第２接合層１４は、可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。典型的な接合層としては、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）からなる層を例示することができる。あるいは、接合層は、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等からなる層であってもよい。第１接合層１３及び第２接合層１４の厚みは、それぞれ０．１５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。第１接合層１３及び第２接合層１４は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。

なお、調光部材１０には、図示された例に限られず、特定の機能を発揮することを期待されたその他の機能層が設けられても良い。また、１つの機能層が２つ以上の機能を発揮するようにしてもよいし、例えば、調光部材１０の第１基板１１及び第２基板１２、第１接合層１３及び第２接合層１４、後述する調光ユニット２０の第１積層体３０及び第２積層体４０の、少なくとも一つに何らかの機能を付与するようにしてもよい。調光部材１０に付与され得る機能としては、一例として、反射防止（ＡＲ）機能、耐擦傷性を有したハードコート（ＨＣ）機能、赤外線遮蔽（反射）機能、紫外線遮蔽（反射）機能、防汚機能等を例示することができる。

次に、調光ユニット２０について説明する。調光ユニット２０は、可撓性を有するフィルム状に形成されている。調光ユニット２０は、電圧を印加されることで、可視光透過率を変化させることができる。すなわち、調光ユニット２０は、調光部材１０に調光機能を付与している。調光ユニット２０は、第１積層体３０及び第２積層体４０と、第１積層体３０及び第２積層体４０の間に配置された液晶層２５と、第１積層体３０及び第２積層体４０の間に配置されたビーズスペーサ５０と、を有している。また、調光ユニット２０は、第１積層体３０及び第２積層体４０の間において液晶層２５を取り囲むシール材２７を有している。

第１積層体３０は、第１樹脂基材３１と、第１樹脂基材３１に積層された第１配向膜３３と、第１樹脂基材３１と第１配向膜３３との間に配置された第１電極３７と、を有している。同様に、第２積層体４０は、第２樹脂基材４１と、第２樹脂基材４１に積層された第２配向膜４３と第２樹脂基材４１と第２配向膜４３との間に配置された第２電極４７と、を有している。第１積層体３０及び第２積層体４０は、第１配向膜３３と第２積層体４０の第２配向膜４３とが互いに対面するように、配置されている。

第１樹脂基材３１は、第１配向膜３３及び第１電極３７を適切に支持するための部材である。同様に、第２樹脂基材４１は、第２配向膜４３及び第２電極４７を適切に支持するための部材である。第１樹脂基材３１及び第２樹脂基材４１の材料は、可撓性を有し、可視光透過率が高いものを用いることが好ましい。このような第１樹脂基材３１及び第２樹脂基材４１としては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ＥＶＡ等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリサルホン（ＰＥＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン、ポリエーテル（ＰＥ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、（メタ）アクロニトリル、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂を例示することができ、特に、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂が好ましい。第１樹脂基材３１及び第２樹脂基材４１の可視光透過率は９０％以上であることが好ましい。また、第１樹脂基材３１及び第２樹脂基材４１は、例えばポリエチレンテレフタレートの場合、３０μｍ以上２５０μｍ以下の厚みを有していることが好ましい。このような厚みであると、強度及び光学特性に優れた第１樹脂基材３１及び第２樹脂基材４１を得ることができる。第１樹脂基材３１及び第２樹脂基材４１は、同一の材料で同一に構成されていてもよいし、或いは、材料および構成の少なくとも一方において互いに異なるようにしてもよい。

第１配向膜３３及び第２配向膜４３は、液晶層２５に隣接する層であって、液晶層２５中の液晶分子の配向を規制する。第１配向膜３３及び第２配向膜４３の製造方法は、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３３及び第２配向膜４３を作製することができる。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第１配向膜３３及び第２配向膜４３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第１配向膜３３及び第２配向膜４３が作製されてもよい。このようなラビング処理による第１配向膜３３及び第２配向膜４３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第１配向膜３３及び第２配向膜４３を作製してもよい。また、後述する液晶層２５にＧＨ方式を用いる場合、ラビング処理がされていなくともよい。

第１配向膜３３の厚さＴは、例えば６０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下となっている。同様に、第２配向膜４３の厚さＴは、例えば６０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下となっている。なお、第１配向膜３３の厚さ及び第２配向膜４３の厚さは、それぞれ、全体の傾向を反映し得ると考えられる数の測定位置（例えば三十点）における第１配向膜３３の厚さの平均及び第２配向膜４３の厚さの平均として特定することができる。とりわけ後述する製造方法で作製され且つここで説明する具体的な構成を有する第１配向膜３３の厚さ及び第２配向膜４３の厚さは、三十点の測定値の平均値によって、特定することができる。第１配向膜３３の厚さは、後述する第１凸部３５を除いた部分、具体的には第１凸部３５から６μｍ以上離間した部分のある点において、測定される。第１配向膜３３及び第２配向膜４３の厚さは、例えば第１積層体３０及び第２積層体４０の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮像した画像から測定することができる。

図３に示すように、第１配向膜３３は、液晶層２５側に突出した複数の第１凸部３５を含んでいる。図３に示すように、第１凸部３５の一部である第１保持凸部３５１は、ビーズスペーサ５０を少なくとも部分的に取り囲んで、当該ビーズスペーサ５０を保持している。また、ビーズスペーサ５０を保持していない第１凸部３５の他の一部である第１非保持凸部３５２が存在する。ビーズスペーサ５０を保持していない第１非保持凸部３５２は、ビーズスペーサ５０から離間している。言い換えると、第１凸部３５の一部のみが、ビーズスペーサ５０を少なくとも部分的に取り囲んで、当該ビーズスペーサ５０を保持している。

第１凸部３５の第１保持凸部３５１がビーズスペーサ５０を保持することで、第１配向膜３３にビーズスペーサ５０が固着している。第１凸部３５のうちビーズスペーサ５０を保持していない第１非保持凸部３５２は、図４に示すように、平面視において周状パターンの少なくとも一部を線状に延びている。図４に示した例では、第１非保持凸部３５２は、平面視において周状パターンの全体に沿って延びている。

第１非保持凸部３５２は、後述する製造工程において、第１配向膜３３からビーズスペーサ５０が脱落することで残される脱落跡である。第１配向膜３３に対して固着強さが弱いビーズスペーサ５０が、第１配向膜３３から脱落して除去される。例えば、製造工程において凝集したビーズスペーサ５０は、ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５の長さに対して保持されるビーズスペーサ５０の個数が多くなるため、第１配向膜３３に対する固着強さが弱くなる。凝集したビーズスペーサ５０の脱落跡の第１非保持凸部３５２がなす周状パターンによって取り囲まれる領域は、平面視における複数個のビーズスペーサ５０の大きさとなる。すなわち、図４に示すように、周状パターンによって取り囲まれる領域の面積は、平面視におけるビーズスペーサ５０の面積の１．０２倍以上となっている。

ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５（第１保持凸部３５１）の突出高さＨａは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満となっている。また、ビーズスペーサ５０を保持しない第１凸部３５（第１非保持凸部３５２）の突出高さ、すなわちビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５以外の第１凸部３５の突出高さＨｂは、０．２μｍ以上０．５μｍ以下となっている。ここで、第１凸部３５の突出高さは、全体の傾向を反映し得ると考えられる数（例えば三十個）の第１凸部３５の突出高さの平均として特定することができる。各第１凸部３５の突出高さは、当該第１凸部３５の最高点における突出高さ（厚さ）によって規定される。とりわけ後述する製造方法で作製され且つここで説明する具体的な構成を有する第１凸部３５の突出高さは、三十点の測定値の平均値とすることができる。第１凸部３５の突出高さＨａ，Ｈｂは、例えば走査型白色干渉計（Ｚｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製「Ｚｙｇｏ」）によって測定することができる。

第１電極３７及び第２電極４７には、例えば、酸化錫系、酸化インジウム系、酸化亜鉛系の透明な金属薄膜を適用することができる。酸化錫（ＳｎＯ_２）系の例としてはネサ（酸化錫ＳｎＯ_２）、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（Ｉｎ_２Ｏ_３）系の例としては、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）系の例としては、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。本実施の形態では、第１電極３７及び第２電極４７は、ＩＴＯによって透明電極として形成される。第１電極３７及び第２電極４７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３７及び第２電極４７に印加される電圧に応じて、第１電極３７及び第２電極４７との間に配置される液晶層２５に作用する電界が形成され、液晶層２５に含まれる液晶分子の配向が制御される。第１電極３７及び第２電極４７の可視光透過率は、例えば５０％以上であることが好ましい。第１電極３７及び第２電極４７の厚さは、例えば５０μｍ以上１７５μｍ以下である。

液晶層２５は、例えばＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式またはＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＧＨ（Ｇｕｅｓｔ Ｈｏｓｔ）方式を用いることができる。本実施の形態では、一例として、液晶層２５は、ＧＨ方式を用いている。ＧＨ方式を用いる場合、液晶層２５は、液晶分子と、二色性色素組成物と、を含んでいる。

配線１５を介して電極３７，４７の少なくとも一方に電圧を印加することにより、電界が形成され、電界の作用により、液晶層２５の液晶分子の配向を変化させることができる。液晶分子の配向によって、液晶層２５を透過する光の偏光方向は変化し得る。例えば、ＧＨ方式の液晶を用いる場合、電圧が印加されていない状態では、液晶分子及び二色性色素組成物が第１配向膜３３及び第２配向膜４３に対して垂直に並び、光が透過する。電圧が印加されるにつれて、液晶分子及び二色性色素組成物が第１配向膜３３及び第２配向膜４３に対して垂直から水平になっていき、可視光透過率が減少する。電圧が十分に印加されている状態では、液晶分子及び二色性色素組成物が第１配向膜３３及び第２配向膜４３に対して水平に並び、光を遮光する。このように、調光ユニット２０は、電圧の印加の制御により液晶層２５の液晶分子の配向を変化させ、可視光透過率を調節することができる。

液晶層２５の厚さは、例えば６μｍ以上９μｍ以下である。液晶層２５の厚さは、ビーズスペーサ５０によって確保された第１積層体３０と第２積層体４０との間のスペースの大きさに等しい。ここで、液晶層２５の厚さは、全体の傾向を反映し得ると考えられる数の測定位置（例えば三十点）における液晶層２５の厚さの平均として特定することができる。とりわけ後述する製造方法で作製され且つここで説明する具体的な構成を有する液晶層２５の厚さは、三十点の測定値の平均値とすることができる。

シール材２７は、図２に示すように、液晶層２５を周状に取り囲んでいる。すなわち、このシール材２７が、液晶層２５を区画している。また、シール材２７は、図３に示すように、第１積層体３０及び第２積層体４０の間に設けられている。シール材２７は、液晶層２５を構成する液晶分子が第１積層体３０及び第２積層体４０の間から漏出することを防ぐ役割を果たしているとともに、第１積層体３０及び第２積層体４０に接着して両者を相互に固定する役割を果たしている。シール材２７は、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等から形成することができる。

ビーズスペーサ５０は、第１積層体３０と第２積層体４０との間に配置され、第１積層体３０と第２積層体４０との間にスペースを確保している。このスペースに液晶分子を含む液晶材料が充填されることで、液晶層２５が形成されている。上述した液晶層２５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、第１積層体３０と第２積層体４０との間で或る程度一定の厚さを有していることが求められる。このため、ビーズスペーサ５０は、球形であることが好ましい。ビーズスペーサ５０の直径は、例えば６μｍ以上９μｍ以下となっている。ここで、ビーズスペーサ５０の直径は、全体の傾向を反映し得ると考えられる個数（例えば三十個）のビーズスペーサの直径の平均として特定することができる。とりわけ、ここで説明するビーズスペーサ５０の直径は、三十個の測定値の平均値とすることができる。

また、ビーズスペーサ５０の直径〔μｍ〕に対する、当該ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５の突出高さ〔μｍ〕の比は、２．２％以上５．５％未満であることが好ましい。上述したように、ビーズスペーサ５０の直径〔μｍ〕は、全体の傾向を反映し得ると考えられる十分な個数の平均値として特定することができ、第１凸部３５の突出高さも、全体の傾向を反映し得ると考えられる十分な個数の平均値として特定することができる。

なお、ビーズスペーサ５０の直径は、例えば、動的光散乱法、レーザー回折法によって測定することができる。

また、平面視におけるビーズスペーサ５０の面密度は、例えば３０〔個／ｍｍ^２〕以上１６０〔個／ｍｍ^２〕以下となっている。なお、ビーズスペーサが調光ユニット２０の全体に均一に分散している場合、ビーズスペーサの面密度は、調光ユニット２０のある領域（例えば１ｍｍ角）に含まれるビーズスペーサ５０の個数を数えることで、規定することができる。とりわけ後述する製造方法で作製される調光ユニット２０におけるビーズスペーサ５０の面密度は、１ｍｍ角に含まれるビーズスペーサ５０の個数によって規定することができる。なお、ビーズスペーサ５０が凝集している場合、すなわち複数のビーズスペーサ５０が塊となっている場合、ビーズスペーサ５０の凝集体すなわちビーズスペーサ５０の塊を１個のビーズスペーサ５０として個数を数える。

複数のビーズスペーサ５０は、第１積層体３０と第２積層体４０との間に、離散的に配置されている。ビーズスペーサ５０は、シリカ等による無機材料、有機材料、またはこれらを組み合わせたコアシェル構造によって形成されている。

ビーズスペーサ５０は、第１配向膜３３に固着している。すなわち、液晶層２５において、ビーズスペーサ５０は第１配向膜３３に対する移動が規制されている。このため、ビーズスペーサ５０の移動により、液晶層２５内に気泡が発生してしまうことや、筋状の傷が発生してしまうことを防止し、調光部材１０を介した視界を悪化させることを防止することができる。

なお、ビーズスペーサ５０以外にも、第１積層体３０と第２積層体４０との間には、柱状のスペーサ等が配置されていてもよい。柱形状のスペーサは、フォトリソグラフィ技術を利用して所望の位置に形成することができる。

次に、調光部材１０及び調光ユニット２０の製造方法の一例について、図５乃至図１０を参照しながら、説明する。

まず、図５に示すように、ビーズスペーサ５０が均一に分散した第１板材３０ａを用意する。第１板材３０ａは、トリミングされることで第１積層体３０を形成するようになる部材である。ビーズスペーサ５０が均一に分散した第１板材３０ａは、例えば次のようにして作製することができる。まず、第１樹脂基材３１上に第１電極３７をスパッタリング等により成膜する。次に、ビーズスペーサ５０が第１電極３７上に散布される。その後、第１配向膜３３をなすようになる組成物を第１樹脂基材３１上に塗布する。このとき、第１配向膜３３をなすようになる組成物の粘性やビーズスペーサ５０と第１配向膜３３をなすようになる組成物との表面張力により、第１凸部３５をなすようになる第１裾野部３５ａがビーズスペーサ５０と第１樹脂基材３１との間に形成される。なお、第１配向膜３３をなすようになる組成物中にビーズスペーサ５０を分散させ、ビーズスペーサ５０を含有した組成物を第１樹脂基材３１上に塗布するようにしてもよい。その後、乾燥炉において組成物を揮発させて、乾燥させる。次に、ラビングや光配向等によって配向規制力を塗膜に付与し、第１配向膜３３を形成する。以上によって、ビーズスペーサ５０を散布された第２板材４０ａが得られる。

なお、ビーズスペーサ５０の一部は、第１配向膜３３をなすようになる組成物に分散された後であって乾燥前に、凝集してしまう。すなわち、図５に示すように、複数のビーズスペーサ５０が集まってしまう。

第１配向膜３３をなすようになる組成物が乾燥することで、第１裾野部３５ａが固まって第１凸部３５となる。第１凸部３５の一部は、ビーズスペーサ５０を保持するようになる。これにより、第１配向膜３３にビーズスペーサ５０が固着する。第１凸部３５がビーズスペーサ５０を確実に保持することができるよう、第１凸部３５の突出高さは、０．２μｍ以上と十分に高くなっている。また、ビーズスペーサ５０の直径〔μｍ〕に対する、ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５の突出高さ〔μｍ〕の比は、２．２％以上となっている。

なお、第１配向膜３３をなすようになる組成物に含まれるポリイミド等の量を調節することで、当該組成物の粘度を調節することができる。これにより、第１裾野部３５ａの高さを調節することができる。すなわち、第１裾野部３５ａから形成される第１凸部３５の高さを調節することができる。

次に、図６に示すように、第１配向膜３３上に分散するビーズスペーサ５０のうちの一部を脱落させて除去する。除去されるビーズスペーサ５０は、第１配向膜３３への固着強さが弱いビーズスペーサ５０である。具体的には、粘着性を有するローラー７０によって、ビーズスペーサ５０の一部を第１配向膜３３から脱落させて除去する。脱落するビーズスペーサ５０は、第１凸部３５に保持されたビーズスペーサ５０のうち、第１配向膜３３に対して固着強さが弱いものである。ただし、ビーズスペーサ５０を脱落させて除去する方法は、粘着性を有するローラー７０による脱落に限られず、他の方法、例えば吸引による脱落等を用いることもできる。

第１配向膜３３に対して固着強さが弱いビーズスペーサ５０には、典型的には、凝集したビーズスペーサ５０が含まれる。ローラー７０の粘着性を適切に設定することで、第１配向膜３３に対して固着強さが弱いビーズスペーサ５０のみを選択的に第１配向膜３３から脱落させて除去することができる。また、第１配向膜３３に対して固着強さが弱いビーズスペーサ５０を容易に脱落させて除去することができるよう、例えば凝集したビーズスペーサ５０を脱落させて除去することができるよう、さらには凝集したビーズスペーサ５０を選択的に脱落させて除去することができるよう、ビーズスペーサ５０の第１配向膜３３への固着の程度が調整されている。具体的には、ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５（第１保持凸部３５１）の突出高さが、０．５μｍ以下と十分に低くなっている。また、ビーズスペーサ５０の直径〔μｍ〕に対するビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５（第１保持凸部３５１）の突出高さ〔μｍ〕の比が、５．５％未満となっている。

ビーズスペーサ５０が脱落した跡には、脱落跡として、ビーズスペーサ５０を保持しない第１凸部３５である第１非保持凸部３５２が残される。第１非保持凸部３５２は、ビーズスペーサ５０から離間している。第１非保持凸部３５２は、図４に示すように、平面視において、ビーズスペーサ５０を保持していた形状である周状パターンの少なくとも一部を線状に延びる形状となっている。

次に、図７に示すように、シール材料２７ａを周状に塗布する。シール材料２７ａは、接着性または粘着性を有した粘稠性液体材料である。シール材料２７ａは、硬化することでシール材２７を形成するようになる。その後、図８に示すように、シール材料２７ａで取り囲まれた第１板材３０ａ上の領域に、液晶分子を含んだ液晶材料２５ａを供給する。

次に、図９に示すように、減圧下で、第２板材４０ａを第１板材３０ａ上に積層する。第２板材４０ａを第１板材３０ａ上に積層する際、ローラー等を用いてしごくようにしてもよい。第２板材４０ａは、トリミングされることで第２積層体４０を形成するようになる部材であって、例えば第１板材３０ａと同様の工程で作製することができる。すなわち、第２板材４０ａは、まず、第２樹脂基材４１上に第２電極４７を成膜し、次に、第２配向膜４３をなすようになる組成物を第２樹脂基材４１上に塗布して乾燥炉において揮発させ、その後に配向規制力を塗膜に付与することで、第２配向膜４３を作製することで、作製され得る。

第１板材３０ａと第２板材４０ａとの間のビーズスペーサ５０によって確保されたスペースに充填された液晶材料２５ａが液晶層２５となる。その後、紫外線照射及び加熱処理によりシール材料２７ａが変形および硬化してシール材２７となり、第１板材３０ａ及び第２板材４０ａを接合する。以上の工程によって、第１板材３０ａと、第２板材４０ａと、第１板材３０ａと第２板材４０ａとの間に配置された液晶層２５と、を含んでいる積層体が準備される。

次に、第１板材３０ａ及び第２板材４０ａの一部を切断して余分な領域である第１板材３０ａ及び第２板材４０ａの外周を取り除く、すなわち第１板材３０ａ及び第２板材４０ａをトリミングする。この切断は、少なくとも一部においてシール材２７上で実施されることが好ましい。第１板材３０ａ及び第２板材４０ａのトリミングは、打ち抜き刃やカッター等からなる工具を用いることで実施され得る。このようにして、第１板材３０ａが第１積層体３０となり、第２板材４０ａが第２積層体４０となることで、調光ユニット２０が得られる。

最後に、図１０に示すように、調光ユニット２０の第１積層体３０の側に第１接合層１３及び第１基板１１を積層して、調光ユニット２０と第１基板１１とを接合する。同様に、調光ユニット２０の第２積層体４０の側に第２接合層１４及び第２基板１２を積層して、調光ユニット２０と第２基板１２とを接合する。これにより、図３に示した調光部材１０が作製される。

ところで、図１１に示すように、従来の調光部材１１０では、調光ユニット１２０に凝集したビーズスペーサ１５０が含まれている。凝集したビーズスペーサ１５０は、第１配向膜１３３に対する固着強さが弱いため、容易に脱落し得る。とりわけ、上述したような調光部材の製造工程において第１板材と第２板材とを積層する際に、ビーズスペーサ１５０に圧力がかかりやすいため、凝集したビーズスペーサ１５０は脱落し得る。脱落したビーズスペーサ１５０は、液晶層１２５内に残り、液晶層１２５内を配向膜３３，４３に対して移動し得る。凝集したビーズスペーサ１５０が配向膜１３３，１４３に対して移動すると、配向膜１３３，１４３に筋状の傷を発生させ得る。また、凝集したビーズスペーサ１５０があると、液晶層１２５の耐圧性が不均一になり、特に高温高湿度環境において、第１積層体１３０及び第２積層体１４０の変形によって液晶層１２５内に気泡を発生させ得る。調光部材１１０に筋状の傷や気泡が発生すると、調光部材１１０を介した視界を悪化させ得る。

一方、本実施の形態では、調光ユニット２０の製造工程において、第１板材３０ａと第２板材４０ａとを積層させる前に、ローラー７０によって、固着強さの弱いビーズスペーサ５０を脱落させて除去している。除去する固着強さの弱いビーズスペーサ５０には、凝集したビーズスペーサ５０が含まれている。したがって、第１板材３０ａと第２板材４０ａとを積層させる際には、凝集したビーズスペーサ５０が除去されている。このため、凝集したビーズスペーサに起因する筋状の傷や気泡の発生を抑制することができる。

凝集したビーズスペーサ５０等の固着強さの弱いビーズスペーサ５０を脱落させた結果、本実施の形態の調光ユニット２０では、第１配向膜３３の第１凸部３５の一部である第１保持凸部３５１のみが、ビーズスペーサ５０を少なくとも部分的に取り囲んで当該ビーズスペーサ５０を保持している。一方、ビーズスペーサ５０を保持していない第１凸部３５の他の一部である第１非保持凸部３５２は、保持していたビーズスペーサ５０が脱落した脱落跡であり、ビーズスペーサ５０から離間している。第１非保持凸部３５２は、周状パターンの少なくとも一部を線状に延びている。第１非保持凸部３５２は、第１配向膜３３からビーズスペーサ５０が脱落した脱落跡であるため、第１非保持凸部３５２が存在することは、ビーズスペーサ５０が脱落したことを示している。言い換えると、第１凸部３５の一部のみがビーズスペーサ５０を保持することによって、凝集したビーズスペーサに起因する筋状の傷や気泡の発生を抑制されている。

また、第１非保持凸部３５２の周状パターンによって取り囲まれる面積は、平面視におけるビーズスペーサ５０の面積の１．０２倍以上である。言い換えると、第１非保持凸部３５２は、複数のビーズスペーサ５０、すなわち凝集したビーズスペーサを取り囲んでいたことを示している。このような第１非保持凸部３５２が存在することで、凝集したビーズスペーサ５０が脱落したことが示され、したがって、凝集したビーズスペーサに起因する筋状の傷や気泡の発生を抑制されている。

さらに、本実施の形態の調光ユニット２０において、ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５（第１保持凸部３５１）の突出高さは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満であり、ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５以外の第１凸部３５（第１非保持凸部３５２）の突出高さは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満である。このような場合、第１凸部３５が確実にビーズスペーサ５０を保持しながら、第１凸部３５から固着強さの弱いビーズスペーサ５０を容易に脱落させて除去することができる。このため、調光ユニット２０の製造工程において、凝集したビーズスペーサ５０をローラー７０等によって容易に脱落させて除去することができる。したがって、凝集したビーズスペーサ５０に起因する筋状の傷や気泡の発生を抑制することができる。

また、第１配向膜３３の厚さは、６０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。このような場合、第１配向膜３３からビーズスペーサ５０を容易に脱落させることができる。凝集したビーズスペーサ５０をローラー７０等によって容易に脱落させることができる。したがって、凝集したビーズスペーサ５０に起因する筋状の傷や気泡の発生を抑制することができる。

さらに、ビーズスペーサ５０の直径〔μｍ〕に対する、ビーズスペーサ５０を保持する第１凸部３５の突出高さ〔μｍ〕の比は、２．２％以上５．５％未満である。このような場合、第１凸部３５に保持されたビーズスペーサ５０は、脱落しにくくなっている。また、調光ユニット２０の製造工程において、凝集したビーズスペーサ５０は、ローラー７０等によって、容易に脱落させることができる。したがって、凝集したビーズスペーサ５０に起因する筋状の傷や気泡の発生を抑制することができる。

以上のように、本実施の形態の調光ユニット２０は、第１樹脂基材３１と、第１樹脂基材３１に積層された第１配向膜３３と、を有する第１積層体３０と、第２樹脂基材４１と、第２樹脂基材４１に積層された第２配向膜４３と、を有し、且つ、第１配向膜３３と第２配向膜４３とが互いに対面するように配置された、第２積層体４０と、第１積層体３０と第２積層体４０との間に配置され、第１積層体３０及び第２積層体４０の少なくとも一方に設けられた電極３７，４７への電圧の印加により配向が制御される液晶分子を含む液晶層２５と、第１積層体３０と第２積層体４０との間に配置された複数のビーズスペーサ５０と、を備え、第１配向膜３３は、液晶層２５側に突出した複数の第１凸部３５を含み、第１凸部３５の一部のみが、ビーズスペーサ５０を少なくとも部分的に取り囲んで当該ビーズスペーサ５０を保持する。このような調光ユニット２０において、ビーズスペーサ５０を保持しない第１凸部３５の他の一部である第１非保持凸部３５２が存在する。第１非保持凸部３５２の存在は、ビーズスペーサ５０が脱落したこと、とりわけ第１配向膜３３に対する固着強さの弱いビーズスペーサ５０である凝集したビーズスペーサ５０が脱落して除去されたことを示す。したがって、第１凸部３５の一部のみがビーズスペーサ５０を保持することによって、凝集したビーズスペーサに起因する筋状の傷や気泡の発生を抑制されている。

このような調光部材１０は、図１に示したような自動車１のサンルーフに限らず、リアウィンドウ、サイドウィンドウに用いてもよい。また、自動車以外の、鉄道車両、航空機、船舶、宇宙船等の移動体の窓或いは扉の透明部分に用いてもよい。

さらに、調光部材１０は、移動体以外にも、特に室内と室外とを区画する箇所、例えばビルや店舗、住宅の窓或いは扉の透明部分、建物の窓又は扉、冷蔵庫、展示箱、戸棚等の收納乃至保管設備の窓あるいは扉の透明部分等に使用することもできる。

上述した実施の形態では、調光部材１０は、調光ユニット２０が第１基板１１及び第２基板１２の間に配置されることで、形成されていた。しかしながら、調光部材１０は、１つの基板に調光ユニット２０が貼合されることで、形成されていてもよい。

また、上述した実施の形態では、ビーズスペーサ５０は、第１配向膜３３に均一に分散されて製造されていた。しかしながら、ビーズスペーサ５０は、第１配向膜３３に不均一に分散されていてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、調光ユニット２０は、第1配向膜３３に固着したビーズスペーサ５０のみを有していた。しかしながら、調光ユニット２０は、第２配向膜４３に固着した第２ビーズスペーサをさらに有していてもよい。この場合、上述した第１配向膜３３と同様に、第２配向膜４３は、液晶層２５側に突出した複数の第２凸部を含んでいる。第２凸部の一部は、第２ビーズスペーサを少なくとも部分的に取り囲んで、当該第２ビーズスペーサを保持している。第２凸部が第２ビーズスペーサを保持することで、第２配向膜４３に第２ビーズスペーサが固着されている。第２凸部のうち第２ビーズスペーサを保持していない他の一部の第２凸部は、平面視において周状パターンの少なくとも一部を線状に延びている。

第２ビーズスペーサを保持する第２凸部の突出高さは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満であり、第２ビーズスペーサを保持していない第２凸部の突出高さは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満であることが好ましい。また、第２ビーズスペーサを保持する第２凸部の突出高さ〔μｍ〕の比が、２．２％以上５．５％未満であることが好ましい。このような場合、調光ユニット２０の製造工程において、第１積層体３０を形成するようになる第１板材３０ａと同様に、粘着性を有するローラーによって、第２ビーズスペーサのうち固着強さが弱いものを第２配向膜４３から脱落させて除去することで、凝集した第２ビーズスペーサを容易に脱落させて除去することができる。

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。

実施例及び比較例として、第１凸部の突出高さ及び第１配向膜３３の厚さの異なる調光ユニットを有する調光部材を用意した。調光ユニットを有する調光部材の製造方法は、上述した製造方法を採用し、実施例及び比較例で共通とした。第１凸部の突出高さ及び第１配向膜の厚さ以外の各要素については、実施例及び比較例で共通している。実施例及び比較例の調光部材において、第１樹脂基材及び第２樹脂基材は、厚さ１００μｍのポリカーボネート樹脂からなり、第１配向膜及び第２配向膜はポリイミド樹脂からなる。また、液晶層にはＧＨ方式を用いている。ビーズスペーサは、直径が９．０μｍのアクリル樹脂からなる。第１基板及び第２基板は、厚さ１００μｍのポリカーボネート樹脂からなり、第１接合層及び第２接合層は、厚さ２０μｍのアクリルエポキシ樹脂からなる。

実施例における第１凸部の突出高さは、０．３μｍであり、第１配向膜の厚さは、１００ｎｍである。したがって、実施例におけるビーズスペーサの直径に対する第１配向膜の厚さの比は、５％である。一方、比較例における第１凸部の突出高さは、０．７μｍであり、第１配向膜の厚さは、２００ｎｍである。したがって、比較例におけるビーズスペーサの直径に対する第１配向膜の厚さの比は、８％である。

実施例の調光ユニットは、比較例の調光ユニットより、第１凸部の突出高さが低くなっており、第１配向膜の厚さは薄くなっている。このため、実施例の調光ユニットでは、比較例の調光ユニットより、ビーズスペーサが第１凸部から脱落しやすくなっている。実際に光学顕微鏡を用いて確認したところ、実施例の調光ユニットの配向膜には、脱落跡としてのビーズスペーサを保持していない周状の凸部が確認された。一方、比較例の調光ユニットでは、ビーズスペーサから離間した周状の凸部は確認されなかった。

実施例の調光ユニットを有する調光部材を介した視界においては、筋状の傷や気泡は観察されなかった。これは、調光ユニットの製造工程において、凝集したビーズスペーサが脱落しているためであると考えられる。一方、比較例の調光ユニットを有する調光部材を介した視界においては、筋状の傷や気泡が観察された。これは、調光ユニットの製造工程において、凝集したビーズスペーサを脱落させることができなかったためであると考えられる。

１ 自動車
５ サンルーフ
１０ 調光部材
１１ 第１基板
１２ 第２基板
１３ 第１接合層
１４ 第２接合層
１５ 配線
２０ 調光ユニット
２５ 液晶層
２７ シール材
３０ 第１積層体
３１ 第１樹脂基材
３３ 第１配向膜
３５ 第１凸部
３５１ 第１保持凸部
３５２ 第１非保持凸部
３７ 第１電極
４０ 第２積層体
４１ 第２樹脂基材
４３ 第２配向膜
４７ 第２電極
５０ ビーズスペーサ

Claims (10)

1. 第１樹脂基材と、前記第１樹脂基材に積層された第１配向膜と、を有する第１積層体と、
   第２樹脂基材と、前記第２樹脂基材に積層された第２配向膜と、を有し、且つ、前記第１配向膜と前記第２配向膜とが互いに対面するように配置された、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への電圧の印加により配向が制御される液晶分子を含む液晶層と、
   前記第１積層体と前記第２積層体との間に配置された複数のビーズスペーサと、を備え、
   前記第１配向膜は、前記液晶層側に突出した複数の第１凸部を含み、
   前記第１凸部の一部のみが、前記ビーズスペーサを少なくとも部分的に取り囲んで当該ビーズスペーサを保持し、
   前記ビーズスペーサの直径〔μｍ〕に対する、前記ビーズスペーサを保持する前記第１凸部の前記電極の表面を基準とする突出高さ〔μｍ〕の比は、２．２％以上５．５％未満である、調光ユニット。
2. 前記第１凸部は、前記ビーズスペーサを少なくとも部分的に取り囲んで当該ビーズスペーサを保持する第１保持凸部と、前記ビーズスペーサから離間した第１非保持凸部と、を含む、請求項１に記載の調光ユニット。
3. 前記第１非保持凸部は、周状パターンの少なくとも一部を線状に延びる、請求項２に記載の調光ユニット。
4. 前記周状パターンによって取り囲まれる領域の面積は、平面視における前記ビーズスペーサの面積の１．０２倍以上である、請求項３に記載の調光ユニット。
5. 前記ビーズスペーサを保持する前記第１凸部の前記電極の表面を基準とする突出高さは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の調光ユニット。
6. 前記ビーズスペーサを保持する前記第１凸部以外の前記第1凸部の前記電極の表面を基準とする突出高さは、０．２μｍ以上０．５μｍ未満である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の調光ユニット。
7. 前記第１配向膜の厚さは、６０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の調光ユニット。
8. 一対の基板と、
   前記一対の基板の間に配置された請求項１乃至７のいずれか一項に記載の調光ユニットと、を備える、調光部材。
9. 第１樹脂基材と前記第１樹脂基材に積層された第１配向膜とを有する第１板材を作製する工程と、
   前記第１板材上に液晶材料を供給する工程と、
   前記第１板材上に第２板材を積層する工程と、を備え、
   前記第１板材を作製する工程は、前記第１配向膜にビーズスペーサを固着させる工程と、前記ビーズスペーサと前記第１樹脂基材との間に第１裾野部が形成される工程と、前記第１裾野部が固まって第１凸部となる工程と、前記ビーズスペーサの一部を脱落させて除去する工程と、を有し、
   前記ビーズスペーサの直径〔μｍ〕に対する、前記ビーズスペーサを保持する前記第１凸部の前記電極の表面を基準とする突出高さ〔μｍ〕の比は、２．２％以上５．５％未満である、調光ユニットの製造方法。
10. 前記ビーズスペーサの一部を脱落させて除去する工程において、凝集した前記ビーズスペーサが除去される、請求項９に記載の調光ユニットの製造方法。

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