JP7196417B2 - 調光シート、調光装置、および、調光シートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶組成物で埋められる区画を垂直配向層間に区切るポリマーネットワークを備えた調光シート、調光装置、および、調光シートの製造方法に関する。

調光シートは、第１の透過電極層と第２の透明電極層との間に、ポリマーネットワークを備える。ポリマーネットワークは、三次元の網状を有した構造体であり、複数の区画を透明電極層間で垂直方向に区切る。液晶化合物を含む液晶組成物は、ポリマーネットワークに区切られた各区画を埋める。透明電極層間に印加される電圧の変更は、液晶化合物の分極の向きを区画内で変える。

調光シートの状態は、透明と不透明とに切り替えられる。透明状態の調光シートは、調光シートの後ろに位置する物体を視覚で認知させる。不透明状態の調光シートは、調光シートの後ろに位置する物体を視覚で認知させない。ノーマル型の調光シートは、駆動電圧の印加開始によって不透明状態から透明状態に切り替わる。リバース型の調光シートは、駆動電圧の印加開始によって透明状態から不透明状態に切り替わる（例えば、特許文献１，２参照）。リバース型の調光シートは、駆動電圧の非印加期間に透明性を示し、透明状態を定常的に要する用途にて省電力化を可能とする。

リバース型の調光シートは、ポリマーネットワークを第１の垂直配向層と第２の垂直配向層とで挟む。ポリマーネットワークを挟む垂直配向層は、駆動電圧の非印加期間に、各液晶化合物の長軸方向を垂直方向に統一する。垂直方向に配向した各液晶化合物は、調光シートの後ろに位置する物体を視覚で認知させる。

特開２０１７－１８７７７５号公報 ＷＯ２０１６／０７２４９８号

一方、リバース型の調光シートでは、液晶化合物と垂直配向層との距離が大きいほど、垂直配向層から液晶化合物に作用する規制力が小さい。例えば、垂直配向層に接する液晶化合物は、垂直配向層から大きい規制力を受けるが、垂直配向層間の途中に位置する液晶化合物は、垂直配向層から殆ど規制力を受けない。

結果として、垂直配向層に接する液晶化合物の配向方向は、駆動電圧の印加終了時に垂直方向へ直ぐに変わるが、垂直配向層間の途中に位置する液晶化合物の配向方向は、駆動電圧の印加終了時に直ぐには変わらない。そして、配向方向の変化の遅れは、調光シートでの調光の応答を遅らせる。
本発明は、駆動電圧の印加終了時での調光の応答速度を向上可能にした調光シート、調光装置、および、調光シートの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための調光シートは、透明状態と、散乱による不透明状態とを切り替える調光シートであって、第１の透明電極層と、第２の透明電極層と、前記透明電極層間に位置する第１の垂直配向層と、前記透明電極層間に位置する第２の垂直配向層と、誘電異方性の値が負である液晶化合物を含む液晶組成物と、前記液晶組成物で埋められた複数の区画を前記垂直配向層間で垂直方向に区切るポリマーネットワークと、を備えた調光層と、を備える。前記ポリマーネットワークは、重合性液晶モノマーの重合体であり、前記液晶化合物の長軸方向を垂直方向に規制するための前記重合性液晶モノマーのメソゲンを含み、前記メソゲンの長軸方向が前記調光層の厚み方向の全体で垂直方向と平行である。

上記課題を解決するための調光シートの製造方法は、負の誘電異方性を有した液晶化合物を含む液晶組成物と、前記液晶組成物で埋められた複数の区画を垂直配向層間で垂直方向に区切るポリマーネットワークと、を有した調光層を備えて、透明状態と、散乱による不透明状態とを切り替える調光シートの製造方法である。調光シートの製造方法は、前記液晶化合物と重合性液晶モノマーとを含む重合性液晶組成物を第１の垂直配向層と第２の垂直配向層との間に配置して、前記液晶化合物および前記重合性液晶モノマーを垂直配向させることと、前記液晶化合物および前記重合性液晶モノマーが垂直配向した状態で前記重合性液晶モノマーを重合して、前記液晶化合物の長軸方向を垂直方向に規制するための前記重合性液晶モノマーのメソゲンを繰り返し単位に含め、かつ、前記メソゲンの長軸方向を前記調光層の厚み方向の全体で垂直方向と平行にする前記ポリマーネットワークを形成することと、を含む。

上記構成によれば、ポリマーネットワークでのメソゲンの姿勢が、駆動電圧の印加終了時に、液晶化合物の配向方向を垂直方向に統一する。ポリマーネットワークによる配向方向の規制は、各垂直配向層の近傍のみならず、調光層での厚み方向の全体に広がる。結果として、駆動電圧の印加終了時に、調光シートでの調光の応答が速められる。

ポリマーネットワークが区切る区画の大きさが小さいほど、単位体積に占めるポリマーネットワークの表面積は大きい。単位体積に占めるポリマーネットワークの表面積は、調光の応答を速めるための有効な面積である。そこで、上記調光シートでは、前記重合性液晶モノマーが紫外線重合性液晶モノマーであってもよい。この構成によれば、紫外線の照射によってポリマーネットワークが形成可能であるから、照射位置や照射強度の調整によって、調光層での各区画が微細化可能である。そして、各区画の微細化が可能な上記構成は、調光の応答をさらに向上可能である。

上記調光シートにおいて、前記液晶組成物は、前記液晶化合物と前記重合性液晶モノマーとの相溶性を高める可溶化剤を含んでもよい。また、上記調光シートの製造方法において、前記液晶組成物は、前記液晶化合物と前記重合性液晶モノマーとの相溶性を高める可溶化剤を含んでもよい。

上記構成によれば、前記液晶化合物と前記重合性液晶モノマーとが均一に分布するため、微細化された各区画を調光層で均一に配置可能である。結果として、調光シートの全体で不透明性の均一化と透明性の均一化とが実現可能である。

上記調光シートは、前記ポリマーネットワークが区切る区画の中に、全周囲を前記ポリマーネットワークで囲まれた前記区画を含んでもよい。また、上記調光シートの製造方法において、前記ポリマーネットワークを形成することでは、前記ポリマーネットワークが区切る区画の中に、全周囲を前記ポリマーネットワークで囲まれた前記区画を含めてもよい。

上述したように、駆動電圧の印加終了時での調光の応答は、ポリマーネットワークと液晶化合物との接触によって速まる。全周囲がポリマーネットワークで囲まれる区画は、区画を埋める液晶組成物のほぼ全体と、ポリマーネットワークとを接触させて、それによって、駆動電圧の印加終了時での調光の応答をさらに速める。

上記調光シートは、前記第１の透明電極層を支持して紫外線を透過する第１の透明基材と、前記第１の透明基材における前記第１の透明電極層側の面とは反対側の面に貼り付けられた第１の紫外線吸収層とをさらに備えてもよい。また、上記調光シートの製造方法において、前記重合性液晶モノマーは、紫外線重合性液晶モノマーであり、前記ポリマーネットワークを形成することでは、紫外線を透過する第１の透明基材で前記第１の垂直配向層を支持し、前記第１の透明基材を通して前記重合性液晶組成物に紫外線を照射し、前記第１の透明基材における前記ポリマーネットワーク側の面とは反対側の面に、第１の紫外線吸収層を貼りつけることをさらに含んでもよい。

上記構成では、第１の透明基材上に位置する紫外線重合性液晶モノマーに第１の透明基材を通して紫外線が照射され、それによって、ポリマーネットワークが形成可能である。一方で、調光層が形成された第１の透明基材に第１の紫外線吸収層が貼り付けられ、それによって、調光層に紫外線が照射される、すなわち、液晶組成物に紫外線が照射されることが抑制可能である。それゆえに、上記第１の透明基材、および、紫外線吸収層を備える構成は、調光の応答を速められ、かつ、調光層の耐候性を高められる。

上記調光シートにおいて、前記第２の透明電極層を支持して紫外線を透過する第２の透明基材と、前記第２の透明基材における前記第２の透明電極層側の面とは反対側の面に貼り付けられた紫外線吸収層とをさらに備えてもよい。

上記構成では、透明基材間に位置する紫外線重合性液晶モノマーに各透明基材を通して紫外線を照射し、それによって、ポリマーネットワークが形成可能である。そのため、液晶化合物の長軸方向を垂直方向に統一する規制力は、調光層における厚み方向の全体で均一化される。

上記調光シートにおいて、前記調光層の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。この構成によれば、液晶化合物の長軸方向を垂直方向に統一する規制力は、調光層の面方向で均一化される。
上記課題を解決するための調光装置は、上記調光シートと、前記調光シートを駆動する駆動回路と、を備える。

本発明に係る調光シート、調光装置、および、調光シートの製造方法によれば、駆動電圧の印加終了時での調光の応答速度が高められる。

調光装置の一実施形態における調光シートの層構成を示す断面図。 透明状態の調光層における構成を示す構成図。 不透明状態の調光層における構成を示す構成図。 調光シートの製造方法の一実施形態における工程の流れを示すフロー図。 調光シートの製造方法の一実施形態における塗布工程を示す断面図。 調光シートの製造方法の一実施形態における配向工程を示す断面図。 調光シートの製造方法の一実施形態における露光工程を示す断面図。 変更例の調光装置における調光シートの層構成を示す断面図。

以下、調光シート、調光装置、および、調光シートの製造方法を具体化した一実施形態を説明する。調光シートは、リバース型であり、駆動電圧の印加開始時に透明状態から不透明状態に切り替わり、駆動電圧の印加終了時に不透明状態から透明状態に切り替わる。調光シートは、平面状の透明部材に積層されたり、曲面を含む透明部材に積層されたり、巻き取られた状態で保管されたりする。

図１が示すように、調光シートは、第１の透明基材１１、第１の透明電極層１２、第１の垂直配向層１３、調光層３０、第２の垂直配向層２３、第２の透明電極層２２、および、第２の透明基材２１を備える。調光装置は、調光シートと駆動回路４０とを備える。

各透明電極層１２，２２、各垂直配向層１３，２３、および、調光層３０は、第１の透明基材１１と第２の透明基材２１との間に位置する。各垂直配向層１３，２３、および、調光層３０は、第１の透明電極層１２と第２の透明電極層２２との間に位置する。調光層３０は、第１の垂直配向層１３と第２の垂直配向層２３との間に位置する。調光シートでは、表面に近い順に、第１の透明基材１１、第１の透明電極層１２、第１の垂直配向層１３、調光層３０、第２の垂直配向層２３、第２の透明電極層２２、および、第２の透明基材２１が位置する。

各透明基材１１，２１は、可視光と紫外光とを透過する。第１の透明電極層１２は、第１の透明基材１１に直接接続されて、第１の透明基材１１は、第１の透明電極層１２を支持する。第２の透明電極層２２は、第２の透明基材２１に直接接続されて、第２の透明基材２１は、第２の透明電極層２２を支持する。なお、透明電極層１２，２２は、接着層やバリア層などの機能層を介して透明基材１１，２１に支持されてもよい。

各透明基材１１，２１を構成する材料は、樹脂、もしくは、無機化合物である。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などのポリエステル、ポリメチルメタクリレートなどのポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリオレフィンである。無機化合物は、例えば、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素などである。なお、各透明基材１１，２１は、樹脂の表面に無機化合物の被膜を備えた積層体であってもよい。

各透明基材１１，２１の厚さは、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下である。各透明基材１１，２１の厚さが５０μｍ以上であれば、調光シートをロールツーロールで製造する際に、各透明基材１１，２１にシワなどが発生することが抑制される。各透明基材１１，２１の厚さが２００μｍ以下であれば、調光シートでの透明性が確保されやすい。

各透明電極層１２，２２は、可視光と紫外光とを透過する。各透明電極層１２，２２は、駆動回路４０に接続されている。駆動回路４０は、第１の透明電極層１２と第２の透明電極層２２との間に駆動電圧を印加する。駆動電圧は、透明電極層１２，２２間で極性を反転させる交流電圧である。

各透明電極層１２，２２を構成する材料は、導電性樹脂、もしくは、金属酸化物である。導電性樹脂は、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（PEDOT）などのポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロールである。金属酸化物は、例えば、アンチモン添加酸化錫（ATO）、フッ素添加酸化錫（FTO）、錫添加酸化インジウム（ITO）、アルミニウム添加酸化亜鉛（AZO）、ガリウム添加酸化亜鉛（GZO）である。

各透明電極層１２，２２の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。各透明電極層１２，２２の厚さが０．１μｍ以上であれば、各透明電極層１２，２２に起因した内部抵抗の増大が抑制される。各透明電極層１２，２２の厚さが１０μｍ以下であれば、調光シートでの透明性が確保されやすい。

各垂直配向層１３，２３は、可視光と紫外光とを透過する。各垂直配向層１３，２３は、駆動電圧の非印加時に、液晶化合物３５の長軸方向を垂直方向に統一する。各垂直配向層１３，２３は、駆動電圧の印加時に、液晶化合物３５の長軸方向を垂直方向以外の方向に変更可能にする。垂直方向は、各透明電極層１２，２２の面方向と直交する方向であり、垂直方向以外の方向は、例えば、水平方向である。調光層３０は、駆動電圧の印加開始時に、透明状態から不透明状態に切り替わり、駆動電圧の印加終了時に、不透明状態から透明状態に切り替わる。透明状態の調光シートは、調光シートの後ろに位置する物体を視覚で認知させる。不透明状態の調光シートは、調光シートの後ろに位置する物体を視覚で認知させない。

各垂直配向層１３，２３を構成する材料は、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリシロキサン、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などのポリエステル、ポリメチルメタクリレートなどのポリアクリレートである。各垂直配向層１３，２３を形成するための配向処理は、ラビング処理、偏光照射処理、微細加工処理である。

図２が示すように、調光層３０は、ポリマーネットワーク３１Ａと液晶組成物３３とを含む。調光層３０の厚みは、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下である。調光層３０の厚みが５μｍ以上であれば、調光シートでの不透明性を確保しやすい。調光層３０の厚みが５０μｍ以下であれば、ポリマーネットワーク３１Ａの規制力が調光層３０の厚みの全体で均一に得られやすい。調光層３０を形成するための塗布膜の厚みの均一性が得られやすい観点においては、調光層３０の厚みが３０μｍ以上であることが好ましい。

ポリマーネットワーク３１Ａは、高分子化合物から構成される繊維が三次元の網状を有する構造体である。ポリマーネットワーク３１Ａは、液晶組成物３３で埋まる区画３２を透明電極層１２，２２間で垂直方向に区切る。ポリマーネットワーク３１Ａが区切る区画３２は、調光層３０の厚み方向に重なる複数の区画３２を含む。

なお、ポリマーネットワーク３１Ａが区切る複数の区画３２は、全周囲をポリマーネットワーク３１Ａで囲まれた区画３２を含有可能である。すなわち、ポリマーネットワーク３１Ａが区切る区画３２は、各垂直配向層１３，２３と液晶組成物３３とが接しない孤立した区画３２を含有可能である。孤立した区画３２が球状である場合、孤立した区画３２の直径は、例えば、０．５μｍ以上１０μｍ以下であり、好ましくは、１μｍ以上５μｍ以下である。また、調光層３０の全重量に対するポリマーネットワーク３１Ａの重量は、単位体積に占めるポリマーネットワーク３１Ａの表面積を高めるうえで、２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。

ポリマーネットワーク３１Ａを構成する高分子化合物は、重合性液晶モノマーの重合体である。重合性液晶モノマーは、液晶性を発現する剛直構造であるメソゲン３１Ｂと、重合可能な末端基である重合性官能基とを含む。ポリマーネットワーク３１Ａを構成する高分子化合物は、重合性液晶モノマーのメソゲン３１Ｂを繰り返し単位に含む。繰り返し単位を構成するメソゲン３１Ｂは、部分構造として、２個以上の６員環を直鎖状に連結した構造を含む。ポリマーネットワーク３１Ａを構成する高分子化合物は、メソゲン３１Ｂの他に、ポリエチレンなどの屈曲鎖を繰り返し単位に含んでもよい。

ポリマーネットワーク３１Ａを構成する高分子化合物は、常温で液晶性を有してもよいし、常温で液晶性を有しなくてもよい。ポリマーネットワーク３１Ａを構成する高分子化合物は、重合性液晶モノマーのメソゲン３１Ｂを主鎖に含む構造（主鎖型）を有する。ポリマーネットワーク３１Ａを構成する高分子化合物は、重合性液晶モノマーのメソゲン３１Ｂを側鎖に含む構造（側鎖型）を有してもよいし、主鎖型と側鎖型との組み合わせであってもよい。なお、図２および図３のポリマーネットワーク３１Ａでは、主鎖型を例示する。

重合性液晶モノマーは、室温でネマチック相を有する。重合性液晶モノマーのメソゲン３１Ｂは、２個以上の６員環を直鎖状に連結した構造を有し、例えば、液晶化合物３５のメソゲンと同一である。重合性液晶モノマーの重合性官能基は、紫外線感受性重合開始剤の作用によって重合を開始する。重合性液晶モノマーの重合性官能基は、メソゲン３１Ｂを含む直鎖状構造の一端、もしくは、両端に位置する。重合性液晶モノマーの重合性官能基は、例えば、アリル基、アシル基、ビニル基、ビニルオキシ基である。重合性液晶モノマーは、１種であってもよいし、２種以上の組み合わせでもよい。

ポリマーネットワーク３１Ａは、液晶化合物３５の長軸方向を垂直方向に統一する規制力をメソゲン３１Ｂの配置によって有する。ポリマーネットワーク３１Ａでの各メソゲン３１Ｂの長軸方向は、垂直方向と平行である。これによって、ポリマーネットワーク３１Ａは、液晶化合物３５の長軸方向が垂直方向に統一される状態を安定させて、液晶化合物３５の長軸方向が水平方向から垂直方向に切り替わりやすくする。また、ポリマーネットワーク３１Ａは、液晶化合物３５の長軸方向を垂直方向から水平方向に変えるための閾値電圧を高める。

液晶化合物３５は、室温でネマチック相を有する。液晶化合物３５は、誘電異方性の値が負である液晶化合物を含む。液晶化合物３５は、耐候性を高める観点から、分極基としてフッ素を含むことが好ましい。誘電異方性の値が負である液晶化合物３５は、例えば、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶、ジシアノベンゼン系液晶、ナフタレン系液晶、ピリダジン系液晶、アゾキシ系液晶、ナフタレン系液晶である。

液晶化合物３５は、誘電異方性の値がほぼゼロである液晶化合物を含有可能である。誘電異方性の値がほぼゼロである液晶化合物３５は、誘電異方性の値が負である液晶化合物３５同士の短軸方向での分子間相互作用を緩和する。誘電異方性の値がほぼゼロである液晶化合物３５は、垂直方向から水平方向に配向方向を切り替える負荷を液晶組成物３３で軽減する。誘電異方性の値がほぼゼロである液晶化合物３５は、誘電異方性の値が負である液晶化合物３５と同一の剛直構造を有することが好ましく、例えば、ビフェニル系液晶、フェニルシクロヘキサン系液晶、ビフェニルシクロヘキサン系液晶である。

液晶組成物３３は、液晶化合物３５の他に、可溶化剤、消泡剤、酸化防止剤、二色性色素、および、色素の少なくとも一種を含有可能である。可溶化剤は、液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとの相溶性を高める。可溶化剤は、重合性液晶組成物の中で液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとを均一に分布させる。可溶化剤は、例えば、液晶化合物３５と重合性モノマーとの境界で界面活性機能を発現するフルオロカーボン系化合物である。

［調光装置の作用］
図２が示すように、駆動電圧の非印加期間では、ポリマーネットワーク３１Ａでのメソゲン３１Ｂの配置が、液晶化合物３５の長軸方向を垂直方向に規制する。結果として、調光シートは、調光シートの後ろに位置する物体を視覚で認知させる透明状態を保つ。

図３が示すように、駆動電圧の印加期間では、透明電極層１２，２２間に印加される電圧が、液晶化合物３５の長軸方向を水平方向に規制する。結果として、調光シートは、調光シートの後ろに位置する物体を視覚で認知させない不透明状態を保つ。

そして、駆動電圧の印加終了時に、ポリマーネットワーク３１Ａでのメソゲン３１Ｂの配置が、液晶化合物３５の長軸方向を垂直方向に再び規制する。ポリマーネットワーク３１Ａによる配向方向の規制は、各垂直配向層１３，２３の近傍のみならず、調光層３０での厚み方向の全体に広がる。結果として、駆動電圧の印加終了時に、調光シートでの調光の応答速度が高められる。

なお、調光層３０の厚みが厚いほど、垂直配向層１３，２３による規制力が弱まるため、調光シートの透明性は低く、調光シートの不透明性は高い。また、調光層３０の厚みが薄いほど、調光シートの透明性は高く、調光シートの不透明性は低い。そのため、透明性を高めるために調光層３０の厚みを薄くすると、透明性は高まるが、不透明性は低下してしまう。反対に、不透明性を高めるために調光層３０の厚みを厚くすると、不透明性は高まるが、透明性は低下してしまう。

一方、ポリマーネットワーク３１Ａによる配向方向の規制は、厚みの増加に起因した透明性の低下を抑制する。そのため、ポリマーネットワーク３１Ａが規制力を有する構成であれば、調光層３０の厚みを保つことによって、駆動電圧の印加による不透明性を保ちつつ、駆動電圧の非印加による透明性を高められる。あるいは、調光層３０の厚みを厚くすることによって、駆動電圧の非印加による透明性を保ちつつ、駆動電圧の印加による不透明性を高められる。

また、単位体積に占めるポリマーネットワーク３１Ａの表面積は、調光の応答を速める有効面積である。そして、ポリマーネットワーク３１Ａが区切る区画３２の大きさが小さいほど、有効面積は大きい。この点、紫外線の照射によってポリマーネットワーク３１Ａが形成可能であるから、調光層３０での各区画３２が微細化可能である。さらに、液晶組成物３３が可溶化剤を含む場合、液晶組成物３３の中で液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとが均一に分布されて、調光層３０での各区画３２の微細化がさらに促進可能である。そして、各区画３２の微細化が可能であるから、調光の応答速度がさらに高まる。

また、駆動電圧の印加終了時での調光の応答は、ポリマーネットワーク３１Ａと液晶化合物３５との接触によって速まる。全周囲がポリマーネットワーク３１Ａで囲まれる構成は、区画３２を埋める液晶組成物３３のほぼ全体と、ポリマーネットワーク３１Ａとを接触させて、それによって、駆動電圧の印加終了時での調光の応答速度をさらに高める。

そのうえ、液晶組成物３３とポリマーネットワーク３１Ａとの界面は、駆動電圧の印加期間に光を散乱させて調光シートに不透明性を与える。そして、ポリマーネットワーク３１Ａが規制力を有する場合、ポリマーネットワーク３１Ａは、全周囲をポリマーネットワーク３１Ａで囲むことが可能であって、小さな区画３２を区切ることが可能ともなる。言い換えれば、ポリマーネットワーク３１Ａでの高分子化合物の密度を密にすることが可能である。結果として、全周囲がポリマーネットワーク３１Ａで囲まれる区画３２では、駆動電圧の印加終了時での調光の応答速度が高まり、かつ、駆動電圧の印加時では不透明性も高まる。また、垂直配向層１３，２３とポリマーネットワーク３１Ａとの密着性も高まる。

なお、ポリマーネットワーク３１Ａが規制力を有しない従来構成では、全周囲がポリマーネットワークで囲まれると、寧ろ、駆動電圧の印加終了時での調光の応答速度は低下してしまう。そのため、ポリマーネットワーク３１Ａが規制力を有しない従来構成では、ポリマーネットワーク３１Ａが区切る区画３２は、全周囲をポリマーネットワーク３１Ａで囲まないような、大きな区画３２に限られている。言い換えれば、ポリマーネットワーク３１Ａでの高分子化合物の密度を疎にせざるを得ない。結果として、全周囲をポリマーネットワーク３１Ａで囲まれない大きな区画３２では、光の散乱による不透明性も自ずと制限されている。また、垂直配向層１３，２３とポリマーネットワーク３１Ａとの密着性も得られ難い。

［調光シートの製造方法］
図４が示すように、調光シートの製造方法は、塗布工程（ステップＳ１１）、配向工程（ステップＳ１２）、および、露光工程（ステップＳ１３）を含む。
図５が示すように、塗布工程（ステップＳ１１）では、重合性液晶組成物３０Ｐが第１の垂直配向層１３に塗布される。第１の垂直配向層１３は、第１の透明電極層１２と第１の透明基材１１との積層体に支持されている。重合性液晶組成物３０Ｐは、液晶化合物３５を含む液晶組成物と、重合性液晶モノマーとを含む。

重合性液晶組成物３０Ｐを構成する液晶組成物は、液晶化合物３５の他に、紫外線反応性重合開始剤を含む。液晶組成物３３は、誘電異方性の値がほぼゼロである液晶化合物３５、重合禁止剤、消泡剤、酸化防止剤、二色性色素、色素、および、可溶化剤の少なくとも一種を含有可能である。塗布方法は、インクジェット法、グラビアコーティング法、スピンコーティング法、スリットコーティング法、バーコーティング法、フレキソコーティング法、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法のいずれか一種である。

図６が示すように、配向工程（ステップＳ１２）では、第１の垂直配向層１３と第２の垂直配向層２３との間に重合性液晶組成物３０Ｐが配置されて、液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとが垂直配向する。第１の垂直配向層１３に塗布された重合性液晶組成物３０Ｐは、塗布工程において、可視光を散乱させて混濁している。一方、第２の垂直配向層２３が重合性液晶組成物３０Ｐと接触すると、液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとが垂直配向し、それによって、重合性液晶組成物３０Ｐは可視光の散乱を抑えて透明になる。

図７が示すように、露光工程（ステップＳ１３）では、液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとが垂直配向した状態で、重合性液晶組成物３０Ｐに紫外線Ｅが照射される。照射される紫外線Ｅの波長は、好ましくは３９０ｎｍ以下であり、より好ましくは２５０ｎｍ以上３７０ｎｍ以下である。紫外線Ｅは、第１の透明基材１１に向けて照射され、かつ、第２の透明基材２１に向けて照射される。第１の垂直配向層１３に照射される紫外線Ｅは、第１の垂直配向層１３から第２の垂直配向層２３に向けて照射される。第２の垂直配向層２３に照射される紫外線Ｅは、第２の垂直配向層２３から第１の垂直配向層１３に向けて照射される。

紫外線Ｅを照射された重合性液晶モノマーは、重合性液晶モノマーの重合体である高分子化合物を生成する。多数の高分子化合物は、多数の微細な区画３２を垂直配向層１３，２３間に区切る。各区画３２は、液晶組成物３３に埋められている。これによって、多数の高分子化合物からなるポリマーネットワーク３１Ａが形成される。ポリマーネットワーク３１Ａを構成する高分子化合物は、重合性液晶モノマーのメソゲン３１Ｂを繰り返し単位に含む。ポリマーネットワーク３１Ａでの各メソゲン３１Ｂの長軸方向は、調光層３０の厚み方向の全体にわたり、垂直方向と平行である。そして、ポリマーネットワーク３１Ａでのメソゲン３１Ｂの配置は、駆動電圧の非印加時において、液晶化合物３５の長軸方向を垂直方向に規制する。

また、ポリマーネットワーク３１Ａの形成が進行する過程において、ポリマーネットワーク３１Ａは、液晶化合物３５のネマチック相を保つ。そのため、ポリマーネットワーク３１Ａの形成と、液晶化合物３５のネマチック相での分離とに、詳細な温度の調整が不要となる。なお、液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとが垂直配向しない状態でポリマーネットワーク３１Ａの形成が進行すると、液晶化合物３５をネマチック相で分離（重合相分離）するために、詳細な相分離温度の管理などのような露光条件の調整が強いられる。

上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）ポリマーネットワーク３１Ａによる配向方向の規制によって、駆動電圧の印加終了時には、調光シートでの調光の応答速度が高められる。
（２）駆動電圧の印加による不透明性が保たれつつ、駆動電圧の非印加による透明性が高められる。あるいは、駆動電圧の非印加による透明性が保たれつつ、駆動電圧の印加による不透明性が高められる。また、液晶組成物３３が二色性色素を含有する場合、不透明状態での色の濃さや鮮やかさが向上可能である。

（３）紫外線Ｅの照射によってポリマーネットワーク３１Ａが形成可能であるから、各区画３２が微細化可能である。そして、各区画３２の微細化が可能であるから、上記（１）に準じた効果と相まって、調光の応答速度がさらに高められる。

（４）また、区画３２の微細化は、孤立した区画３２を形成可能であるから、駆動電圧の印加終了時での調光の応答速度がさらに高められ、かつ、駆動電圧の印加時に不透明性が高められる。

（５）液晶組成物３３が可溶化剤を含む場合、液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとの分布の均一化が図られるため、微細化された各区画３２を調光層３０で均一に配置可能である。結果として、調光シートでの不透明性と、調光シートでの透明性との均一化が図られる。

（６）各透明基材１１，２１を通して重合性液晶モノマーに紫外線Ｅを照射する場合、調光層３０の厚み方向において、重合性液晶モノマーでの重合速度のばらつきが抑制されて、ポリマーネットワーク３１Ａでの規制力の均一化が図られる。

（７）調光層３０の厚みが５μｍ以上５０μｍ以下である場合、調光層３０の面内において、重合性液晶モノマーでの重合速度のばらつきが抑制されて、ポリマーネットワーク３１Ａでの規制力の均一化が図られる。

上記実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
［紫外線吸収層］
・図８が示すように、調光シートは、第１の透明基材１１に対する第１の透明電極層１２の側とは反対側に、紫外線吸収層１４をさらに備えることも可能である。
・また、調光シートは、第２の透明基材２１に対する第２の透明電極層２２の側とは反対側に、紫外線吸収層２４をさらに備えることも可能である。

調光シートの製造方法において、各紫外線吸収層１４，２４は、露光工程の後、すなわち、ポリマーネットワーク３１Ａが形成された後に、透明基材１１，２１に貼り付けられる。

上記変更例であれば、紫外線Ｅの照射によってポリマーネットワーク３１Ａが形成可能であって、かつ、紫外線吸収層１４，２４の貼り付けによって、調光層３０に紫外線が照射されること、すなわち、液晶組成物３３に紫外線が照射されることが抑制可能である。それゆえに、建物の窓や車両の窓などのように、調光シートが外気に曝される使用では、調光の応答速度が高められ、かつ、調光層３０の耐候性が高められる。
［判定工程］

・調光シートの製造方法は、配向工程と露光工程との間に、積層体での全光線透過率を測定して、全光線透過率が所定値以上であるか否かを判定する工程を含み、全光線透過率が所定値以上であることを条件として露光工程を実行することも可能である。

すなわち、配向工程（ステップＳ１２）では、液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとが垂直配向したか否かが、重合性液晶組成物３０Ｐの全光線透過率によって判定可能である。液晶化合物３５と重合性液晶モノマーとが垂直配向したとき、第１の透明基材１１、第１の透明電極層１２、第１の垂直配向層１３、重合性液晶組成物、第２の垂直配向層２３、第２の透明電極層２２、第２の透明基材２１での全光線透過率は、例えば、８０％以上である。そして、重合性液晶組成物３０Ｐを含む積層体での全光線透過率が、８０％以上となるときに、判定工程から露光工程（ステップ１３）に移行する。
判定工程を含む製造方法であれば、上記（１）から（７）に準じた効果の再現性が高められる。

・重合性液晶モノマーは、熱によって重合を開始する熱重合性液晶モノマーに変更可能である。なお、紫外線重合性液晶モノマーは、上記（３）、（４）に準じた効果が得られるうえで好ましい。重合性液晶モノマーの重合性官能基は、メソゲン３１Ｂを含む直鎖状構造の側鎖に位置することも可能である。

・調光層３０が取り得る光透過率は、不透明状態に対応する第１の値と、透明状態に対応する第２の値とのみであってもよいし、調光層３０は、印加される駆動電圧の大きさに応じて、第１の値と第２の値との間の中間値を取り得ることが可能な構成でもよい。

Ｅ…紫外線、１１…第１の透明基材、１２…第１の透明電極層、１３…第１の垂直配向層、１４，２４…紫外線吸収層、２１…第２の透明基材、２２…第２の透明電極層、２３…第２の垂直配向層、３０…調光層、３０Ｐ…重合性液晶組成物、３１Ａ…ポリマーネットワーク、３１Ｂ…メソゲン、３２…区画、３３…液晶組成物、３５…液晶化合物、４０…駆動回路。

Claims (8)

1. 透明状態と、散乱による不透明状態とを切り替える調光シートであって、
   第１の透明電極層と、
   第２の透明電極層と、
   前記透明電極層間に位置する第１の垂直配向層と、
   前記透明電極層間に位置する第２の垂直配向層と、
   誘電異方性の値が負である液晶化合物を含む液晶組成物と、前記液晶組成物で埋められた複数の区画を前記垂直配向層間で垂直方向に区切るポリマーネットワークと、を備えた調光層と、を備え、
   前記ポリマーネットワークは、重合性液晶モノマーの重合体であり、前記液晶化合物の長軸方向を垂直方向に規制するための前記重合性液晶モノマーのメソゲンを含み、前記メソゲンの長軸方向が前記調光層の厚み方向の全体で垂直方向と平行であり、
   前記ポリマーネットワークが区切る区画の中に、全周囲を前記ポリマーネットワークで囲まれた前記区画であって、当該区画のなかの前記液晶組成物と、前記第１の垂直配向層、および前記第２の垂直配向層とが接しない、直径が０．５μｍ以上１０μｍ以下の孤立した球状を有する、前記区画を含み、
   前記液晶組成物は、前記液晶化合物と前記重合性液晶モノマーとの境界で界面活性機能を発現することによって前記液晶化合物と前記重合性液晶モノマーとの相溶性を高める可溶化剤を含む
   調光シート。
2. 前記重合性液晶モノマーは、紫外線重合性液晶モノマーである
   請求項１に記載の調光シート。
3. 前記第１の透明電極層を支持して紫外線を透過する第１の透明基材と、
   前記第１の透明基材における前記第１の透明電極層側の面とは反対側の面に貼り付けられた第１の紫外線吸収層とをさらに備える
   請求項２に記載の調光シート。
4. 前記第２の透明電極層を支持して紫外線を透過する第２の透明基材と、
   前記第２の透明基材における前記第２の透明電極層側の面とは反対側の面に貼り付けられた紫外線吸収層とをさらに備える
   請求項３に記載の調光シート。
5. 前記調光層の厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下である
   請求項１から４のいずれか一項に記載の調光シート。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の調光シートと、
   前記調光シートを駆動する駆動回路と、を備える
   調光装置。
7. 誘電異方性の値が負である液晶化合物を含む液晶組成物と、前記液晶組成物で埋められた複数の区画を垂直配向層間で垂直方向に区切るポリマーネットワークと、を有した調光層を備えて、透明状態と、散乱による不透明状態とを切り替える調光シートの製造方法であって、
   前記液晶化合物と重合性液晶モノマーとを含む重合性液晶組成物を第１の垂直配向層と第２の垂直配向層との間に配置して、前記液晶化合物および前記重合性液晶モノマーを垂直配向させることと、
   前記液晶化合物および前記重合性液晶モノマーが垂直配向した状態で前記重合性液晶モノマーを重合して、前記液晶化合物の長軸方向を垂直方向に規制するための前記重合性液晶モノマーのメソゲンを繰り返し単位に含め、かつ、前記メソゲンの長軸方向を前記調光層の厚み方向の全体で垂直方向と平行にする前記ポリマーネットワークを形成することと、を含み、
   前記ポリマーネットワークを形成することでは、前記ポリマーネットワークが区切る区画の中に、全周囲を前記ポリマーネットワークで囲まれた前記区画であって、当該区画のなかの前記液晶組成物と、前記第１の垂直配向層、および前記第２の垂直配向層とが接しない、直径が０．５μｍ以上１０μｍ以下の孤立した球状を有する、前記区画を含み、
   前記液晶組成物は、前記液晶化合物と前記重合性液晶モノマーとの境界で界面活性機能を発現することによって前記液晶化合物と前記重合性液晶モノマーとの相溶性を高める可溶化剤を含む
   調光シートの製造方法。
8. 前記重合性液晶モノマーは、紫外線重合性液晶モノマーであり、
   前記ポリマーネットワークを形成することでは、紫外線を透過する第１の透明基材で前記第１の垂直配向層を支持し、前記第１の透明基材を通して前記重合性液晶組成物に紫外線を照射し、
   前記第１の透明基材における前記ポリマーネットワーク側の面とは反対側の面に、第１の紫外線吸収層を貼りつけることをさらに含む
   請求項７に記載の調光シートの製造方法。

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