JP7484976B2

JP7484976B2 - 調光シート、および、スクリーン

Info

Publication number: JP7484976B2
Application number: JP2022121773A
Authority: JP
Inventors: 哲志吉田; 克仁坂本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2042-07-29
Also published as: JP2024018429A; JP2024028493A

Description

本発明は、光透過率の可変な調光シート、および、スクリーンに関する。

調光シートは、高分子材料中に分散された液晶化合物を含む調光層と、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化合物の配向状態が変わることから、調光層を光が透過する透過状態と、調光層で光が散乱する散乱状態とを切り替えることが可能である（例えば、特許文献１参照）。透過状態の調光シートは透明であり、散乱状態の調光シートは白く濁って見える。

散乱状態の調光シートは、プライバシーの保護等のための視界の遮断や、画像の投影に用いられる。それゆえ、散乱状態においては、調光シートの透明性が低いこと、すなわち、濁りの程度を示す指標であるヘイズが高いことが望まれる。

特開２０１８－４５１３５号公報

意匠性の向上や投影される画像のコントラストの向上といった観点から、散乱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。例えば、スモークフィルムを積層することで、散乱状態であるときに黒色に見える調光シートが提案されている。

しかしながら、散乱状態の調光シートに外光が入射すると、調光シートの前方や後方へ散乱光が射出されることに起因して、スモークフィルムが積層されていても、調光シートが白っぽく見える現象である白化現象が発生することがある。白化現象が起こると、意匠性の向上や投影される画像のコントラストの向上といった効果が十分に得られない。特に、車両の窓に調光シートが取り付けられる場合のように、屋外やその付近で調光シートが用いられて、調光シートに強い外光が入射する場合に、白化現象が起こりやすい。

さらに、ヘイズが高いほど、散乱が強くなるため、白化現象が強くなりやすい。ヘイズを低くすれば、白化現象を抑えることが可能ではあるが、ヘイズが低いと、散乱状態で調光シートが透けてしまうため、視界の遮断や画像の投影といった用途に求められる低い透明性が維持できない。したがって、白化現象を抑えつつも低い透明性を得ることのできる調光シートが求められている。

上記課題を解決するための調光シートおよびスクリーンの各態様を記載する。
［態様１］複数の空隙を有する透明高分子層と、前記空隙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、これによって透明状態から有色の不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ける前記調光シートのヘイズは８５％以上９５％未満であり、前記液晶化合物中のトラン系化合物の割合は２０質量％未満である調光シート。

上記構成によれば、ヘイズが低いことから調光層での光の散乱が抑えられるため、白化現象の発生を抑えることができる。そして、二色性色素による吸光が生じる結果、ヘイズが低くとも不透明状態において調光シートが透けることが抑えられる。

［態様２］前記調光層における前記液晶化合物の割合は６０質量％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、調光シートのヘイズを上記範囲内に制御しやすくなる。

［態様３］前記調光層の厚さは１０μｍ以上２２μｍ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、調光シートのヘイズを上記範囲内に制御しやすくなる。

［態様４］前記液晶組成物は、黒色を呈する前記二色性色素を含む［態様１］～［態様３］のいずれか一項に記載の調光シート。
上記構成によれば、調光シートが透けることをより好適に抑えることができる。

［態様５］前記調光層における前記二色性色素の割合は２質量％以上である［態様１］～［態様４］のいずれか一項に記載の調光シート。
上記構成によれば、調光シートが透けることをより好適に抑えることができる。

［態様６］複数の空隙を有する透明高分子層と、前記空隙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、これによって透明状態から有色の不透明状態に切り換わり、前記不透明状態において画像が投影されるスクリーンであって、前記不透明状態における前記調光シートのヘイズは８５％以上９５％未満であり、前記液晶化合物中のトラン系化合物の割合は２０質量％未満であるスクリーン。

上記構成によれば、ヘイズが低いことから調光層での光の散乱が抑えられるため、白化現象の発生を抑えることができる。そして、二色性色素による吸光が生じる結果、ヘイズが低くとも不透明状態においてスクリーンが透けることが抑えられる。これにより、コントラストの高い画像の投影が可能である。

本発明によれば、白化現象を抑えるとともにシートが透けることを抑えることができる。

一実施形態におけるノーマルタイプ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一部を拡大して示す図。一実施形態におけるリバースタイプの調光シートの断面構造を示す図。一実施形態の調光シートにおける不透明状態のヘイズと液晶濃度との関係の一例を示す図。一実施形態の調光シートにおける不透明状態のヘイズと調光層の厚さとの関係の一例を示す図。一実施形態の調光シートにおける不透明状態のクラリティと調光層の厚さとの関係の一例を示す図。一実施形態の調光シートにおけるコントラストと二色性色素濃度との関係の一例を示す図。

図面を参照して、調光シートおよびスクリーン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。本実施形態の調光シートは、例えば、ノーマルタイプおよびリバースタイプのいずれかの層構成を有する。まず、図１を参照して、ノーマルタイプの層構成について説明する。

図１に示すように、ノーマルタイプの調光シート１０である調光シート１０Ａ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。

図２は、図１における調光層２０の領域Ｒを拡大して示す図である。図２に示すように、調光層２０は、透明高分子層２１と液晶組成物２３とを含んでいる。透明高分子層２１は、液晶組成物２３が充填される空隙であるドメイン２２を有しており、ドメイン２２内に液晶組成物２３が保持されている。

透明高分子層２１の構造および液晶組成物２３の保持型式は、ポリマーネットワーク型、高分子分散型、および、カプセル型のいずれかである。ポリマーネットワーク型の調光層２０は、３次元の網目状を有した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、透明高分子層の一例であり、ポリマーネットワークにおける相互に連通した網目状の空隙のなかに液晶組成物が保持される。高分子分散型の調光層２０は、孤立した多数の空隙を区画する透明高分子層を備え、透明高分子層に分散した空隙のなかに液晶組成物が保持される。カプセル型の調光層２０は、透明高分子層のなかに分散したカプセル内の空隙に液晶組成物を保持する。

透明高分子層２１は、光重合性化合物の重合体である。光重合性化合物は、例えば、紫外線重合性化合物である。紫外線重合性化合物は、例えば、ブチルエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等のアクリレート化合物、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等のメタクリレート化合物、スチルベン化合物、ジアクリレート化合物、ジメタクリレート化合物、トリアクリレート化合物、テトラアクリレート化合物、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、これらの各化合物のオリゴマーである。調光層２０の総質量に対する透明高分子層２１の割合は、２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。

透明高分子層２１は、複数のドメイン２２を区画する。液晶組成物２３は、液晶化合物２４と二色性色素２５とを含み、ドメイン２２に充填されている。液晶化合物２４は、例えば、誘電率異方性が正の液晶化合物であり、すなわち、液晶化合物２４の長軸方向の誘電率は、液晶化合物２４の短軸方向の誘電率よりも大きい。

液晶化合物２４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。液晶組成物２３は、単一の種類の液晶化合物２４のみを含んでいてもよいし、複数の種類の液晶化合物２４を含んでいてもよい。

二色性色素２５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分子の短軸方向における吸光度よりも大きい。二色性色素２５は、光の入射方向に対して長軸方向が交差する状態において、有色を呈する。具体的には、二色性色素２５は、調光層２０における第１透明電極層３１または第２透明電極層３２との接触面の法線方向に対して、二色性色素２５の長軸方向が略直交するように交差するとき、呈色する。二色性色素２５が示す色は、例えば、黒色または黒色に近い色である。二色性色素２５は、液晶化合物２４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２５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。液晶組成物２３は、単一の種類の二色性色素２５のみを含んでいてもよいし、複数の種類の二色性色素２５を含んでいてもよい。耐光性および二色比を高める観点では、二色性色素２５は、アゾ化合物およびアントラキノン化合物の少なくとも一方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。調光層２０が含む二色性色素２５の割合は、例えば、調光層２０の総質量に対して、２質量％以上１０質量％以下である。

なお、液晶組成物２３は、液晶化合物２４および二色性色素２５に加えて、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。

また、調光層２０は、透明高分子層２１の全体に渡って分散されたスペーサを含んでいてもよい。スペーサは、スペーサ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が呈する色は、二色性色素２５が呈する色と同色であることが好ましい。

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）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透明電極層３１および第２透明電極層３２には、液晶化合物２４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。調光シート１０は、液晶化合物２４の配向状態の変化に基づいて、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。透明状態は、光透過率、すなわち平行線透過率が相対的に高い状態であり、不透明状態は、光透過率が相対的に低い状態である。また、透明状態は、ヘイズが相対的に低い状態であり、不透明状態は、ヘイズが相対的に高い状態である。

ノーマルタイプの調光シート１０Ａでは、駆動電圧が印加されていないとき、液晶化合物２４の長軸方向の向きは不規則である。そのため、液晶化合物２４の複屈折率や液晶化合物２４と透明高分子層２１との屈折率差に起因して、調光シート１０Ａに入射した光は、調光層２０にて様々な方向に散乱される。また、二色性色素２５の長軸方向の向きも不規則となり、二色性色素２５の少なくとも一部は呈色する。したがって、ノーマルタイプの調光シート１０Ａは、駆動電圧が印加されていないときに、有色の不透明状態となる。

液晶化合物２４の誘電率異方性が正の場合、駆動電圧が印加されると、液晶化合物２４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２４の向きが変わる。このとき、二色性色素２５も、調光層２０の厚さ方向に長軸方向が沿うように、配向される。その結果、調光層２０での光の散乱および二色性色素２５の呈色が抑えられ、調光シート１０Ａを光が透過しやすくなる。したがって、ノーマルタイプの調光シート１０Ａは、駆動電圧が印加されているときに、無色の透明状態となる。

次に、図３を参照して、リバースタイプの調光シートの層構成について説明する。
図３に示すように、リバースタイプの調光シート１０である調光シート１０Ｂは、調光層２０、透明電極層３１，３２、透明支持層４１，４２に加えて、第１配向層５１と第２配向層５２とを備えている。第１配向層５１は、調光層２０と第１透明電極層３１との間に位置し、これらの層と接する。第２配向層５２は、調光層２０と第２透明電極層３２との間に位置し、これらの層と接する。なお、調光層２０における領域Ｒの構造はノーマルタイプと同様である。

第１配向層５１および第２配向層５２は、液晶化合物２４の配向を規制する。配向層５１，５２は、例えば、垂直配向膜である。垂直配向膜は、液晶化合物２４を、その長軸方向が調光層２０の厚さ方向に沿うように配向させる。配向層５１，５２が垂直配向膜である場合、液晶化合物２４としては、誘電率異方性が負の液晶化合物、すなわち、長軸方向の誘電率が短軸方向の誘電率よりも小さい液晶化合物が用いられる。

配向層５１，５２の材料は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、シアン化化合物等の有機化合物、シリコン酸化物、酸化ジルコニウム等の無機化合物、シリコーン等である。配向層５１，５２を形成するための配向処理は、例えば、ラビング処理、偏光照射処理、微細加工処理である。

リバースタイプの調光シート１０Ｂでは、駆動電圧が印加されていないとき、配向層５１，５２からの配向規制力を受けて、液晶化合物２４は、その長軸方向が調光層２０の厚さ方向に沿う向きとなる。このとき、二色性色素２５も、調光層２０の厚さ方向に長軸方向が沿うように、配向される。その結果、調光層２０での光の散乱および二色性色素２５の呈色が抑えられ、調光シート１０Ｂを光が透過しやすくなる。したがって、リバースタイプの調光シート１０Ｂは、駆動電圧が印加されていないときに、無色の透明状態となる。

液晶化合物２４の誘電率異方性が負の場合、駆動電圧が印加されると、液晶化合物２４は、その長軸方向が電界方向に直交する向きに配向される。すなわち、長軸方向が調光層２０の厚さ方向に略直交する向きとなるように、液晶化合物２４の向きが変わる。このとき、二色性色素２５も、その長軸方向が調光層２０の厚さ方向に略直交する向きに配向される。その結果、調光層２０で光の散乱が生じやすくなり、二色性色素２５は呈色する。したがって、リバースタイプの調光シート１０Ｂは、駆動電圧が印加されているときに、有色の不透明状態となる。

なお、駆動電圧の印加による液晶化合物の配向状態の変化に基づいて、調光シート１０の透明状態と不透明状態とが切り換えられるように構成されていれば、調光シート１０の層構成は上記に限られない。例えば、調光シート１０は、調光層２０に対する入射光あるいは透過光の偏光を制御する偏光層を備えていてもよいし、配向層５１，５２は水平配向膜であってもよい。駆動電圧の印加時に調光シート１０が透明状態となるか不透明状態となるかは、配向層５１，５２の有無、配向層５１，５２による配向規制力の働く方向、液晶化合物における誘電率異方性の正負、偏光層の有無等によって変えることができる。

調光シート１０の表面および裏面の少なくとも一方は、ガラスや樹脂等からなる透明板に貼り付けられる。透明板は、例えば、各種の建物が備える窓ガラス、屋内に設置されたパーティション、車両や航空機等の移動体が備える窓ガラスやウインドシールドである。透明板の表面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。

また、調光シート１０は、画像が投影されるスクリーンとして用いられてもよい。調光シート１０は、透過型の投影システムのスクリーンに適用可能である。すなわち、調光シート１０の後方から、不透明状態の調光シート１０に向けて、画像を構成する光である投影光が照射されると、投影光に基づく散乱光が調光シート１０の前方に射出される。これにより、調光シート１０の前方に位置する観察者は画像を視認することができる。

［調光シートの特性］
本実施形態の調光シート１０の特性について説明する。以下の特性は、調光シート１０の層構成に関わらず共通する特性である。

不透明状態における調光シート１０のヘイズは、８５％以上９５％未満である。ヘイズは、ＡＳＴＭＤ１００３－００に準拠して測定される。
一般に、二色性色素を含まず不透明状態において白く濁って見える従来の調光シートでは、不透明状態であるときに調光シートが透けて見えることを抑えるために、９５％以上、好ましくは９７％以上のヘイズを要する。すなわち、本実施形態の調光シート１０は、透明性が十分に低い従来の調光シートよりも、低いヘイズを有する。

一方で、本実施形態の調光シート１０は二色性色素２５を含んでいるため、二色性色素２５による吸光が生じる結果、ヘイズが低くとも不透明状態において調光シート１０が透けて見えることは抑えられる。それゆえ、調光シート１０による視界の遮断や、調光シート１０への画像の投影が好適に可能である。こうした効果は、特に、二色性色素２５が黒色または黒色に近い色を呈する場合に高く得られる。調光シート１０が透けることを抑えるためには、調光層２０における二色性色素２５の含有割合は２質量％以上であることが好ましい。

そして、ヘイズが低いことから、調光層２０での光の散乱が抑えられるため、白化現象の発生を抑えることができる。このように、本実施形態の調光シート１０であれば、不透明状態において、白化現象を抑えつつも低い透明性を得ることができる。それゆえ、意匠性の向上やコントラストの高い画像の投影が可能である。

調光シート１０の特性についてさらに説明する。調光層２０が含む液晶組成物２３において、液晶化合物２４の総質量に対するトラン系化合物の割合は、２０質量％未満である。さらに、液晶化合物２４の総質量に対するトラン系化合物の割合は、１５質量％未満であることが好ましく、５質量％未満であることがより好ましい。さらに、トラン系化合物の割合は０質量％でもよい。トラン系化合物である液晶材料は、従来のように不透明状態において高いヘイズを得るために、液晶化合物の屈折率異方性を示すΔｎを高めることを目的として用いられる。しかしながら、トラン系化合物の割合が多いと、調光シート１０における耐候性の低下や、駆動可能な温度範囲の縮小が生じる。

本実施形態では、調光シート１０のヘイズが低く抑えられることから、Δｎも低く抑えられる。具体的には、従来の調光シートでは、Δｎは、０．１８以上、好ましくは０．２０以上であることに対し、本実施形態の調光シート１０では、Δｎは、０．１８未満である。それゆえ、調光シート１０では、液晶組成物２３におけるトラン系化合物の割合を抑えることが可能であり、これにより、耐候性の向上や駆動可能な温度範囲の拡大が可能である。
なお、トラン系の液晶化合物とは、アセチレン結合を結合基に含むトラン骨格を有する液晶化合物である。

続いて、不透明状態での調光シート１０のヘイズと液晶濃度との関係について説明する。図４は、Δｎ＝０．１７３である液晶化合物２４を用いた場合の、不透明状態でのヘイズと液晶濃度との関係の一例を示す。液晶濃度は、調光層２０の総質量に対する液晶化合物２４の総質量の割合である。

図４に示すように、液晶濃度が大きくなるほどヘイズが高くなる傾向がある。Δｎが０．１８未満である場合において、ヘイズを９５％未満に抑えるためには、液晶濃度は６０質量％未満であることが好ましいと言える。なお、調光シート１０の好適な駆動のためには、液晶濃度は、２０質量％以上であることが好ましい。

次に、不透明状態での調光シート１０のヘイズと調光層２０の厚さとの関係について説明する。図５は、Δｎ＝０．１７３である液晶化合物２４を用いた場合の、不透明状態でのヘイズと調光層２０の厚さとの関係の一例を示す。

図５に示すように、調光層２０が厚くなるほどヘイズが高くなる傾向がある。Δｎが０．１８未満である場合において、ヘイズを８５％以上９５％未満とするためには、調光層２０の厚さは、１０μｍ以上２２μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましいと言える。

本実施形態では、従来の調光シートよりもヘイズが低く抑えられることから、従来よりも調光層２０を薄くすることが可能である。これによって、調光層２０の膜厚の増大に伴う電界強度の低下が原因で駆動電圧の上昇が生じることが抑えられる。

なお、液晶濃度および調光層２０の厚さの各々は、各別にヘイズを制御可能である。図４に示したように、液晶濃度が６０質量％未満であることにより好適なヘイズを得るためには、調光層２０の厚さは１５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。図５に示したように、調光層２０の厚さが１０μｍ以上２２μｍ以下であることにより好適なヘイズを得るためには、液晶濃度は４０質量％以上６０質量％未満であることが好ましい。

次に、不透明状態での調光シート１０のクラリティと調光層２０の厚さとの関係について説明する。クラリティとは、調光シート１０の透け感を評価するための指標である。
クラリティは、調光層２０を透過した光のなかで、調光層２０に入射した平行光の光軸に沿って直進する直進光の光量を光量Ｌ_Ｃとし、平行光の光軸に対する角度が±２．５°以内である狭角散乱光の光量を光量Ｌ_Ｒとするときに、以下の（式１）によって算出される。なお、光量Ｌ_Ｃおよび光量Ｌ_Ｒは、ＡＳＴＭＤ１００３－００に準拠した測定によって求められる。
１００×（Ｌ_Ｃ－Ｌ_Ｒ）／（Ｌ_Ｃ＋Ｌ_Ｒ）・・・（式１）

調光シート１０の透け感は平行線透過率によっても評価可能であるが、クラリティは、平行線透過率よりも評価結果が人間の視感に合致しやすいパラメーターである。調光シート１０の背後の光景が調光シート１０を介して見えることを抑えるためには、不透明状態での調光シート１０のクラリティは、８０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましい。

図６は、Δｎ＝０．１７３である液晶化合物２４を用いた場合の、不透明状態でのクラリティと調光層２０の厚さとの関係の一例を示す。図６に示すように、調光層２０が厚くなるほどクラリティが低くなる、すなわち透け感が小さくなる傾向がある。Δｎが０．１８未満である場合において、クラリティを８０％未満に抑えるためには、調光層２０の厚さは１５μｍ以上であることが好ましく、クラリティを６０％未満に抑えるためには、調光層２０の厚さは１８μｍ以上であることが好ましいと言える。

次に、二色性色素２５の濃度と調光シート１０のコントラストとの関係について説明する。二色性色素２５の濃度は、調光層２０の総質量に対する二色性色素２５の総質量の割合である。コントラストは、不透明状態の全光線透過率に対する透明状態の全光線透過率の比である。全光線透過率はＡＳＴＭＤ１００３－００に準拠して測定される。

図７は、Δｎ＝０．１７３である液晶化合物２４を用いた場合の、二色性色素２５の濃度と調光シート１０のコントラストとの関係の一例を、調光層２０の厚さが１５μｍの場合および１８μｍの場合について示す。図７に示すように、調光層２０が厚いほど、また、二色性色素２５の濃度が大きいほど、コントラストが大きくなる。したがって、調光シート１０の用途に応じて、高いコントラストが望まれる場合には、調光層２０を厚くすることや二色性色素２５の濃度を大きくすることが好ましいと言える。一方で、調光シート１０の製造コストの削減が優先される場合には、調光層２０の厚さや二色性色素２５の濃度が小さく抑えられてもよい。

［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。

ノーマルタイプの調光シート１０Ａを製造する場合には、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。リバースタイプの調光シート１０Ｂを製造する場合には、第１透明電極層３１の上に第１配向層５１を形成し、第２透明電極層３２の上に第２配向層５２を形成する。そして、第１配向層５１と第２配向層５２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２４、二色性色素２５、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。重合開始剤の一例は、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、シクロヘキシルフェニルケトン等である。

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２３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。

［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）
ポリマーネットワーク型の調光層を備え、液晶組成物中に二色性色素を含有したノーマルタイプの調光シートを実施例１の調光シートとした。二色性色素の色は黒色である。実施例１の調光シートは、液晶化合物をホストとし二色性色素をゲストとしたゲストホスト型式によって駆動される。これにより、調光シートの透明性が変化する。

実施例１の調光シートの製造に用いた材料、および、調光層の形成のための塗液における各材料の比率は下記である。
透明電極層：酸化インジウムスズ
透明支持層：ポリエチレンテレフタレートフィルム
液晶化合物：フッ素系液晶化合物５０質量％
二色性色素：アゾ系化合物混合色素（Irgaphor Black X12 DC、BASF社製）３質量％
光重合性化合物：イソボニルアクリレートと、ペンタエリスリトールトリアクリレートと、ウレタンアクリレートとの混合物４６質量％
重合開始剤：光重合開始剤（Irgacure Oxe04、ＢＡＳＦ社製）１質量％
スペーサ：カーボンブラックを含有したシリカ製の真球状粒子（粒径１５μｍ）

（比較例１）
透明高分子層を有さない液晶組成物のみからなる調光層を備え、液晶組成物中に二色性色素を含有した調光シートを比較例１の調光シートとした。二色性色素の色は黒色である。比較例１の調光シートは、液晶化合物をホストとし二色性色素をゲストとしたゲストホスト型式によって駆動される。これにより、調光シートの透明性が変化する。

（比較例２）
ポリマーネットワーク型の調光層を備え、液晶組成物中に二色性色素を含まず、かつ、黒色のスモークフィルムが積層されたノーマルタイプの調光シートを比較例２の調光シートとした。比較例２の調光シートにおいては、電圧印加による液晶化合物の配向状態の変化に応じて透明性が変化する。

（比較例３）
エレクトロクロミック素子を用いたシートを比較例３の調光シートとした。比較例３の調光シートにおいては、電気化学的な酸化還元反応により透明性が変化する。

（比較例４）
ＳＰＤ（ＳｕｓｐｅｎｄｅｄＰａｒｔｉｃｌｅＤｅｖｉｃｅ）を用いたシートを比較例４の調光シートとした。比較例４の調光シートにおいては、電圧印加による微粒子の配向状態の変化に応じて透明性が変化する。

（評価）
実施例１および比較例１～４の調光シートについて、不透明状態でのヘイズの有無、黒色の透過性変化の有無、白化現象の発生の有無、および、映像投影の適否を評価した。評価結果を表１に示す。白化現象の発生の確認は、調光シートに後方から外光が入射する環境で実施した。映像投影の適否については、調光シートの後方から画像を投影し、調光シートの前方から画像が視認できるかを確認した。

表１に示すように、ポリマーネットワーク型の調光層を備える実施例１および比較例２は、不透明状態でヘイズを有していた。実施例１のヘイズは、比較例２のヘイズよりも低い。比較例１，３，４は、不透明状態、すなわち黒色の遮光状態においてヘイズを有しておらず、光の散乱が起こっていないことが確認された。

実施例１および比較例１，３，４では、電圧の印加によって黒色の透過性変化が観察された。すなわち、黒色が薄いもしくは無色でシートの透明性が高い透明状態と、黒色が濃くシートの透明性が低い不透明状態との切り替えが可能であった。一方、比較例２では、スモークフィルムにおける黒色の濃度は一定であるため、電圧の印加に伴うヘイズの変化によってシートの透明性は変化するものの、黒色の透過性は変化しない。

不透明状態でヘイズが生じていない比較例１，３，４では、散乱光の射出がないことから、白化現象は観察されなかった。一方で、散乱光の射出がないことから、映像の投影は困難であった。

不透明状態でヘイズが生じている実施例１および比較例２では、画像の投影が可能であった。一方、ヘイズが抑えられている実施例１では白化現象が観察されないことに対し、ヘイズが高い比較例２では、白化現象が観察された。白化現象が生じている状態で画像を投影すると、投影された画像が白っぽく見えた。
以上により、実施例１の調光シートでは、白化現象の発生が抑えられて画像の投影が好適に可能であることが確認された。

（実施例２）
ポリマーネットワーク型の調光層を備え、液晶組成物中に二色性色素を含有したノーマルタイプの調光シートを実施例２の調光シートとした。二色性色素の色は黒色である。

実施例２の調光シートの製造に用いた材料、および、調光層の形成のための塗液における各材料の比率は下記である。実施例２の調光シートの不透明状態におけるヘイズは９０％であった。
透明電極層：酸化インジウムスズ
透明支持層：ポリエチレンテレフタレートフィルム
液晶化合物：フッ素系液晶化合物５０質量％
二色性色素：アゾ系化合物混合色素（Irgaphor Black X12 DC、BASF社製）３質量％
光重合性化合物：イソボニルアクリレートと、ペンタエリスリトールトリアクリレートと、ウレタンアクリレートとの混合物４６質量％
重合開始剤：光重合開始剤（Irgacure Oxe04、ＢＡＳＦ社製）１質量％
スペーサ：カーボンブラックを含有したシリカ製の真球状粒子（粒径１５μｍ）

（比較例５）
ポリマーネットワーク型の調光層を備え、液晶組成物中に二色性色素を含まず、かつ、黒色のスモークフィルムが積層されたノーマルタイプの調光シートを比較例５の調光シートとした。

比較例５の調光シートの製造に用いた材料、および、調光層の形成のための塗液における各材料の比率は下記である。スモークフィルムの全光線透過率は１８％である。比較例５の調光シートの不透明状態におけるヘイズは９７％であった。
透明電極層：酸化インジウムスズ
透明支持層：ポリエチレンテレフタレートフィルム
液晶化合物：シアノ系液晶化合物とフッ素系液晶化合物の組成物５０質量％
光重合性化合物：イソボニルアクリレートと、ペンタエリスリトールトリアクリレートと、ウレタンアクリレートとの混合物４９質量％
重合開始剤：光重合開始剤（Irgacure Oxe04、ＢＡＳＦ社製）１質量％
スペーサ：ポリメチルメタクリレート製真球状粒子（粒径１５μｍ）

（比較例６）
スモークフィルムを、全光線透過率が４２％のスモークフィルムに変更したこと以外は比較例５と同様の構成として、比較例６の調光シートを得た。比較例６の調光シートの不透明状態におけるヘイズは９７％であった。

（評価）
実施例２および比較例５，６の不透明状態の調光シートについて、３種類の条件下で白化現象の発生の有無を評価した。白化現象が観察される場合を「○」、白化現象が観察されない場合を「×」として、評価結果を表２に示す。

観察条件１では、調光シートの後方からの外光の入射がない環境で白化現象の有無を確認した。観察条件２では、調光シートの後方から外光が間接的に入射する環境で白化現象の有無を確認した。すなわち、調光シートの後方において調光シートと重ならない位置に照明が位置する。観察条件３では、調光シートの後方から外光が直接的に入射する環境で白化現象の有無を確認した。すなわち、調光シートの後方において調光シートと重なる位置に照明が位置する。

表２に示すように、実施例２では、観察条件１～３のいずれにおいても、白化現象は確認されなかった。一方、比較例５，６では、観察条件１では白化現象が確認されなかったが、観察条件２，３では白化現象が確認された。また、比較例５，６のいずれについても、観察条件２よりも観察条件３の方が白化現象が強く生じていた。

以上により、ヘイズを抑えつつ二色性色素の含有により黒色を呈する実施例２の調光シートでは、高いヘイズでスモークフィルムの積層により黒色を実現した比較例５，６よりも、白化現象を抑えることが可能であることが確認された。特に、実施例２では、外光の強い環境下でも白化現象を好適に抑えることができる。

（実施例３）
ポリマーネットワーク型の調光層を備え、液晶組成物中に二色性色素を含有したノーマルタイプの調光シートを実施例３の調光シートとした。二色性色素の色は黒色である。

実施例３の調光シートの製造に用いた材料、および、調光層の形成のための塗液における各材料の比率は下記である。
透明電極層：酸化インジウムスズ
透明支持層：ポリエチレンテレフタレートフィルム
液晶化合物：フッ素系液晶化合物５０質量％
二色性色素：アゾ系化合物混合色素（Irgaphor Black X12 DC、BASF社製）３．０質量％
光重合性化合物：イソボニルアクリレートと、ペンタエリスリトールトリアクリレートと、ウレタンアクリレートとの混合物４６質量％
重合開始剤：光重合開始剤（Irgacure Oxe04、ＢＡＳＦ社製）１質量％
スペーサ：カーボンブラックを含有したシリカ製の真球状粒子（粒径１５μｍ）

（実施例４）
二色性色素の比率を４．０質量％に変更したこと以外は実施例３と同様の構成にて、実施例４の調光シートを得た。

（実施例５）
二色性色素の比率を５．０質量％に変更したこと以外は実施例３と同様の構成にて、実施例５の調光シートを得た。

（評価）
実施例３～５の調光シートについて、高温と低温での動作の可否を評価した。高温は９０℃と８０℃、低温は－３０℃と－３５℃と－４０℃の各々について評価を実施した。評価においては、透明状態と不透明状態との切り替えが可能であり、透明状態での曇りおよび不透明状態での透けが生じない場合を「○」、透明状態と不透明状態との切り替えが可能であり、透明状態での曇りあるいは不透明状態での透けがやや確認された場合を「△」、透明状態での曇りあるいは不透明状態での透けが顕著に確認された場合を「×」とした。評価結果を表３に示す。

表３に示すように、実施例３～５のいずれも、高温および低温のすべての温度で動作が可能であった。高温では、ヘイズの低下により不透明状態での透けが生じやすくなるが、二色性色素の含有により光吸収が起こることから顕著な透けが抑えられている。特に、二色性色素の含有割合が４．０質量％以上である実施例４，５では、高温での透けが好適に抑えられている。また、最も低温である－４０℃の場合でも二色性色素の析出は確認されなかった。

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）不透明状態における調光シート１０のヘイズが８５％以上９５％未満であり、液晶化合物２４中のトラン系化合物の割合が２０質量％未満である。こうした構成によればヘイズが低いことから調光層２０での光の散乱が抑えられるため、白化現象の発生を抑えることができる。そして、二色性色素による吸光が生じる結果、ヘイズが低くとも不透明状態において調光シート１０が透けることが抑えられる。

（２）画像が投影されるスクリーンに調光シート１０を適用することにより、コントラストの高い画像の投影が可能である。
（３）黒色を呈する二色性色素２５を用いることにより、調光シート１０が透けることをより好適に抑えることができる。

（４）調光層２０における二色性色素２５の割合が２質量％以上であれば、調光シート１０が透けることをより好適に抑えることができる。
（５）調光層２０における液晶化合物２４の割合が６０質量％未満であれば、調光シート１０のヘイズを上記範囲内に制御しやすくなる。

（６）調光層２０の厚さが１０μｍ以上２２μｍ以下であれば、調光シート１０のヘイズを上記範囲内に制御しやすくなる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ…調光シート
２０…調光層
２１…透明高分子層
２２…ドメイン
２３…液晶組成物
２４…液晶化合物
２５…二色性色素
３１，３２…透明電極層
４１，４２…透明支持層
５１，５２…配向層

Claims

複数の空隙を有する透明高分子層と、前記空隙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、これによって透明状態から有色の不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ける前記調光シートのヘイズは８５％以上９５％未満であり、
前記液晶化合物はトラン系化合物を含んでおらず、
前記液晶化合物の屈折率異方性を示すΔｎは０．１８未満であり、
前記調光層における前記液晶化合物の割合は６０質量％未満であり、
前記調光層における前記二色性色素の割合は２質量％以上である
調光シート。
前記調光層の厚さは１０μｍ以上２２μｍ以下である
請求項１に記載の調光シート。
前記液晶組成物は、黒色を呈する前記二色性色素を含む
請求項１に記載の調光シート。
複数の空隙を有する透明高分子層と、前記空隙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、これによって透明状態から有色の不透明状態に切り換わり、前記不透明状態において画像が投影されるスクリーンであって、
前記不透明状態における前記スクリーンのヘイズは８５％以上９５％未満であり、
前記液晶化合物はトラン系化合物を含んでおらず、
前記液晶化合物の屈折率異方性を示すΔｎは０．１８未満であり、
前記調光層における前記液晶化合物の割合は６０質量％未満であり、
前記調光層における前記二色性色素の割合は２質量％以上である
スクリーン。