(57)【要約】【課題】液晶セルにビーズスペーサーを使用する場合に、液晶セル内をビーズスペーサーが移動してしまうのを低減する調光部材を提供する。【解決手段】調光部材１は、第１基材６と、第２基材１５と、第１基材６及び第２基材１５間に配置される液晶層８と、液晶層８における第１基材６及び第２基材１５間の間隔を保持するビーズスペーサー１２とを備え、ビーズスペーサー１２の比重と、液晶層８の溶液の比重との差が０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基材と、
第２基材と、
前記第１基材及び前記第２基材間に配置される液晶層と、
前記液晶層における前記第１基材及び前記第２基材間の間隔を保持するビーズスペーサーとを備え、
前記ビーズスペーサーの比重と、前記液晶層の溶液の比重との差が０．２ｇ／ｃｍ３以下である
調光部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、窓に貼り付けて外来光の透過を制御する電子ブラインド等に利用可能な調光部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。このような液晶を利用した調光部材は、透明電極を備えた透明フィルム材により液晶材料を挟持して液晶セルを製造し、その液晶セルを直線偏光板により挟持する。
この調光部材では、液晶に印加する電界を変更して液晶の配向を変更することにより外来光の透過を制御している。
【０００３】
このような調光部材は、各種の駆動方式を適用することができ、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式等の駆動方式を適用することができる。
【０００４】
また、上述の駆動方式の他にゲストホスト液晶を利用したものが提案されている（特許文献３、４）。このようなゲストホスト液晶では、ゲストホスト液晶組成物と二色性色素組成物とがランダムに配向した状態と、いわゆるツイスト配向した状態とを電界の制御により変化させて透過光量を制御している。
調光部材では、この調光部材を車両の窓、建築物の窓等に配置する場合において、色味及び視野角特性を重視する場合、ゲストホスト液晶を適用することが望ましい。
【０００５】
ここで、液晶セルでは、ビーズスペーサー等のスペーサーを用いることによりセルギャップを所定の寸法に保持している。このような液晶セルに用いられるビーズスペーサーは、ガラス、透明樹脂等による球形状又は円柱形状のビーズ本体部の表面が、接着剤、粘着剤等による固着層により覆われた形態に形成されており、この固着層により液晶セルを構成する基材に保持される。特許文献５には、このビーズスペーサーの配置方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０３−４７３９２号公報
【特許文献２】特開平０８−１８４２７３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１３９５２１号公報
【特許文献４】特開２０１２−３１３８４号公報
【特許文献５】特開平０６−２６５８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ビーズスペーサーを適用した調光部材は、窓等に貼り付けて、いわゆる縦置きで使用された場合、液晶セル内のビーズスペーサーが下方に沈降してしまう場合があった。また、調光部材が乗り物等の窓に適用された場合、振動によりビーズスペーサーが液晶セル内を移動してしまう場合もあった。このように、液晶セル内をビーズスペーサーが移動してしまうと、調光部材は、透過光を制御する特性が液晶セルの位置に応じて変化してしまい、外観不良が発生してしまう場合があった。
そこで、本発明は、液晶セルにビーズスペーサーを使用する場合に、液晶セル内をビーズスペーサーが移動してしまうのを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
具体的には、本発明は、以下のようなものを提供する。
【０００９】
（１）  第１基材と、
第２基材と、
前記第１基材及び前記第２基材間に配置される液晶層と、
前記液晶層における前記第１基材及び前記第２基材間の間隔を保持するビーズスペーサーとを備え、
前記ビーズスペーサーの比重と、前記液晶層の溶液の比重との差が０．２ｇ／ｃｍ３以下である調光部材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液晶セルにビーズスペーサーを使用する場合に、液晶セル内をビーズスペーサーが移動してしまうのを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の調光フィルムの構成を説明する断面図である。
【図２】ビーズスペーサーの沈降スピードの計測結果を示す図である。
【図３】比重差と沈降スピードとの関係を示すグラフである。
【図４】第２実施形態の調光フィルムの構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１実施形態〕
〔調光フィルム〕
図１は、第１実施形態の調光フィルム１の構成を説明する断面図である。
この調光フィルム（調光部材）１は、建築物の窓ガラス、ショーケース、屋内の透明パーテーション、自動車等の移動体のルーフウィンドウ等の調光を図る部位に、粘着剤層等により貼り付けて使用され、印加電圧を変化させることにより透過光の光量を制御する。なお、調光フィルム１は、合わせガラスの中間体に適用して配置するようにしてもよい。
【００１３】
この調光フィルム１は、ゲストホスト液晶を利用して透過光を制御するフィルム材であり、液晶セル４により構成される。
本実施形態の調光フィルム１は、液晶セル４の一方の面（上側積層体５Ｕの基材１６側）に直線偏光板２を配置する例を示すが、これに限定されるものでなく、下側積層体５Ｄ側に配置したり、直線偏光板自体を省略したりしてもよい。
【００１４】
〔液晶セル〕
液晶セル４は、フィルム状の下側積層体５Ｄ及び上側積層体５Ｕにより液晶層８を挟持し、シール材１９によりこれら下側積層体５Ｄ及び上側積層体５Ｕを一体化して構成される。
【００１５】
〔下側積層体、上側積層体〕
下側積層体５Ｄは、透明フィルム材による基材６に、透明電極１１、配向層１３、ビーズスペーサー１２を設けて形成される。
上側積層体５Ｕは、透明フィルム材による基材１５に、透明電極１６及び配向層１７を積層して形成される。
【００１６】
〔基材〕
基材６、１５は、種々の透明フィルム材を適用することができるが、光学異方性の小さなフィルム材を適用することが望ましい。本実施形態において、基材６、１５は、厚み１００μｍのポリカーボネートフィルムが適用されるが、種々の厚みのフィルム材を適用することができ、さらにはＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルム等を適用してもよい。
【００１７】
〔透明電極〕
透明電極１１、１６は、この種のフィルム材に適用される各種の電極材料を適用することができ、本実施形態ではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）による透明電極材により形成される。
【００１８】
〔配向層〕
配向層１３、１７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。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。
なお、配向層１３、１７は、光配向層に代えてラビング処理により配向層を作製してもよく、微細なライン状凹凸形状を賦型処理して配向層を作製してもよい。
【００１９】
〔液晶層〕
液晶層８は、ゲストホスト液晶組成物８Ａ、二色性色素組成物８Ｂによるゲストホスト液晶の溶液により形成され、この種の調光フィルム１に適用可能な各種の液晶層材料を広く適用することができる。
【００２０】
〔シール材１９〕
液晶セル４は、液晶層８を囲むように、シール材１９が配置されている。液晶セル４は、このシール材１９により上側積層体５Ｕ、下側積層体５Ｄが一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。シール材１９は、例えばエポキシ樹脂、紫外線硬化性樹脂等を適用することができる。
【００２１】
〔ビーズスペーサー１２〕
ビーズスペーサー１２は、液晶層８の厚みであるセルギャップを一定に保持するために配置され、この実施形態では球形状によるビーズスペーサーが適用される。ビーズスペーサー１２は、直径２μｍ以上２０μｍ以下により形成される。
また、ビーズスペーサー１２は、ガラス等の無機材料、各種の透明樹脂材料により球形状のビーズ本体部により形成されており、必要に応じてビーズ本体部の表面に固着層等の固定に使用する表面層が設けられる。
本実施形態のビーズスペーサー１２は、上述の固着層が省略されており、ビーズ本体部が表面に露出している。このように固着層が設けられていない場合、調光フィルム１の製造時等において、液晶セル４内に複数のビーズスペーサー１２が凝集して生じる凝集塊が発生しないようにすることができ、凝集塊により発生する局所的な配向不良を防止することができる。ここで、ビーズ本体部は、セルギャップを所望の値に設定する機能を主に確保する部位である。
【００２２】
ビーズスペーサー１２は、液晶セル４内において、上側積層体５Ｕと下側積層体５Ｄとにより挟持して保持されており、ビーズ本体部に固着層が設けられている場合には、更に固着層により基材６，１５上に設けられた配向層の表面に固定して保持される。
上述のようにビーズスペーサーは、液晶セル４内で保持されているが、例えば、調光フィルムが縦置きに配置（調光フィルムの厚み方向が鉛直方向に交差するように配置）された場合、液晶層中に分散されたビーズスペーサーの一部が鉛直下方側へ移動して沈降してしまう場合がある。また、乗り物等の移動体に調光フィルムが配置された場合、その移動体の振動により、液晶層内をビーズスペーサーの一部が移動してしまう場合もある。このように、ビーズスペーサーが液晶セル内を移動してしまうと、液晶セル内におけるビーズスペーサーの配置に偏りが生じてしまうため、調光フィルムの外観を損ねたり、調光フィルム（液晶セル）の強度が部分的に弱くなったりする場合がある。
【００２３】
そこで、本実施形態では、ビーズスペーサー１２の比重と、液晶層８の溶液の比重との差（比重差）が０．２ｇ／ｃｍ３以下となるビーズスペーサーが適用する。
仮に、この比重差が０．２ｇ／ｃｍ３よりも大きい場合、縦置きした場合に、重力によりビーズスペーサー１２が液晶層８中で沈降し易くなり、また、振動等によりビーズスペーサー１２が移動し易くなるから好ましくない。
上述のように、ビーズスペーサー１２と液晶層８の溶液との比重差を０．２ｇ／ｃｍ３以下とすれば、縦置きした場合でも、実用上十分にビーズスペーサー１２の沈降を低減することができるとともに、振動等によるビーズスペーサー１２の移動も低減することができる。
また、比重差を０．１ｇ／ｃｍ３以下の場合、さらには０．０５ｇ／ｃｍ３以下の場合、調光フィルム１を繰り返し張り直したときや、調光フィルムを著しく折り曲げたりしたとき等にあっても、縦置き時におけるビーズスペーサー１２の沈降を低減し、また、振動によるビーズスペーサー１２の移動を低減することができる。
【００２４】
〔液晶層を構成する溶液中におけるビーズスペーサーの沈降スピードの評価〕
図２は、ビーズスペーサーの沈降スピードの計測結果を示す図である。
この評価は、ビーズスペーサーを含んでいない液晶層を構成する溶液に、ビーズスペーサーを分散させた液晶層の溶液を滴下し、溶液中を沈降するビーズスペーサーの沈降スピードを計測したものである。なお、この評価に用いた液晶層の溶液は、粘度２１．２Ｐａ・ｓ、比重１．０１ｇ／ｃｍ３（温度２５度）ある。
図２中の沈降スピードは、温度２５度の環境により計測した結果である。また、ビーズスペーサーを含んだ液晶層の溶液は、超音波を使用してビーズスペーサーを溶液中に十分に分散させた。
【００２５】
図２に記載のサンプル１は、ビーズ本体部がアクリル樹脂であり、固着層を有さないビーズスペーサーである。サンプル１のビーズスペーサーの直径は、６．０μｍである。
サンプル２は、ビーズ本体部がスチレン系樹脂であり、固着層を有さないビーズスペーサーである。サンプル２のビーズスペーサーの直径は、６．０μｍである。
サンプル３は、ビーズ本体部がスチレン系樹脂であり、固着層を有さないビーズスペーサーである。サンプル３のビーズスペーサーの直径は、６．０μｍである。
サンプル４は、ビーズ本体部がスチレン系樹脂であり、固着層を有さないビーズスペーサーである。サンプル４のビーズスペーサーの直径は、６．０μｍである。
サンプル５は、ビーズ本体部がスチレン系樹脂であり、固着層を有さないビーズスペーサーである。サンプル５のビーズスペーサーの直径は、６．０μｍである。
【００２６】
この計測結果によれば、比重差が大きくなれば、沈降スピードが増大することが確認された。この沈降スピードが速い場合に、ビーズスペーサーの沈降、振動による移動を防止するためには、ビーズスペーサーを大きな拘束力により拘束しておくことが必要になる。これとは逆に沈降スピードが遅い場合には、小さな拘束力によりビーズスペーサーの沈降、振動による移動を防止することができる。
なお、本評価では、液晶層の溶液とビーズスペーサーの比重差が少ない（ゼロ）の場合でも、ビーズスペーサーは徐々に沈降する。これは、ビーズスペーサーを分散させた液晶層の溶液を滴下させたときの滴下沈降方向への初速度が完全にゼロにできないためである。
【００２７】
図３は、比重差と沈降スピードとの関係を示すグラフである。
図２及び図３に示すように、サンプル１〜サンプル５において液晶層の溶液の比重に対して、比重差Δが大きくなると、液晶層の溶液中のビーズスペーサーの沈降スピードが速くなる。特に、比重差Δが０．２ｇ／ｃｍ３より大きくなると、沈降スピードが急激に速くなる。
ここで、比重差Δが、０．２ｇ／ｃｍ３よりも大きいビーズスペーサー（サンプル１、２）を調光フィルムに適用した場合、調光フィルムを縦置きにしたり、移動体に配置したりした場合に、ビーズスペーサーの沈降や、移動が起因となる外観不良や、液晶セルの強度不足が発生してしまうのが確認された。
【００２８】
これに対して、比重差Δが０．２ｇ／ｃｍ３以下のビーズスペーサー（サンプル３〜５）を適用した本実施形態の調光フィルム１では、縦置きによるビーズスペーサー１２の沈降や、振動による移動を極力低減することができることが確認された。
これは、液晶セル４が、上側積層体５Ｕと、下側積層体５Ｄとにより液晶層８を挟持した形態であるため、液晶層８内に分散されたビーズスペーサー１２は、上側積層体５Ｕ及び下側積層体５Ｄの挟持によって所定の拘束力が加わり保持される。そのため、液晶層の溶液とビーズスペーサーとの比重差Δが０．２ｇ／ｃｍ３以下であることによって、縦置きによる沈降や、振動が起因となるビーズスペーサーの移動しようとする力が、上述の挟持による拘束力よりも弱くなり、ビーズスペーサーが液晶層内において個別に動きにくくなったためと考えられる。
【００２９】
以上より、本実施形態の調光フィルム１は、ビーズスペーサーの比重と、液晶層８の溶液の比重とビーズスペーサー１２の比重との差が０．２ｇ／ｃｍ３以下にすることにより、液晶セル４内のビーズスペーサー１２の沈降や、振動による移動を極力低減することができる。
【００３０】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の調光フィルムについて説明する。
図４は、第２実施形態の調光フィルムの構成を説明する断面図である。
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、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
調光フィルム３１は、直線偏光板３２、３３により調光フィルム用の液晶セル３４を挟持して構成される。
【００３１】
〔直線偏光板〕
直線偏光板３２、３３は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素等を含浸させた後、延伸して直線偏光板としての光学的機能を果たす光学機能層が形成され、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の透明フィルム材による基材により光学機能層を挟持して作製される。直線偏光板３２、３３は、クロスニコル配置により、アクリル系透明粘着樹脂等による接着剤層により液晶セル３４に配置される。なお、直線偏光板３２、３３の液晶セル３４側に光学補償のための位相差フィルムを設けてもよい。またクロスニコル配置に代えてパラレルニコル配置により配置してもよい。
【００３２】
〔液晶セル〕
液晶セル３４は、フィルム状の下側積層体５Ｄ及び上側積層体５Ｕにより液晶層３８を挟持して構成される。
【００３３】
〔下側積層体、上側積層体〕
下側積層体５Ｄは、第１実施形態について上述した調光フィルム１と同様にして、この調光フィルム３１の駆動方式に対応するように構成される。
【００３４】
調光フィルム３１は、ＶＡ方式による液晶層３８の液晶分子を駆動する調光フィルムである。調光フィルム３１は、この駆動方式に関する構成を除いて、ビーズスペーサー１２等にあっては、第１実施形態と同一に構成される。
【００３５】
ここで、ＶＡ方式は、無電界時、液晶層３８の液晶分子を垂直配向して入射光を遮光し、電界の印加により、液晶層３８の液晶分子を水平配向して入射光を透過させる。なお、ＶＡ方式に代えて、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｃｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）等、種々の駆動方式を適用してもよい。
【００３６】
ここで、ＴＮ方式は、電界の印加により、液晶分子の配向を垂直方向と水平ねじれ方向とで変化させ、光の旋光性を利用して透過光量を制御する方式である。
また、ＩＰＳ方式は、一方の基材に電極をまとめて作成し、この電極による電界により配向させた液晶分子を基板に対して横（水平）方向に回転させることにより透過光量を制御する方式である。
【００３７】
このように液晶層３８にＶＡ方式等の駆動方式を適用する場合においても、調光フィルム３１は、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００３８】
〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。
【００３９】
すなわち上述の実施形態では、球形状によるビーズスペーサーを使用する場合に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、円柱形状によりビーズスペーサー本体が形成されたビーズスペーサーを使用する場合にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１、３１    調光フィルム
２、３    直線偏光板
４、３４    液晶セル
５Ｕ    上側積層体
５Ｄ    下側積層体
６、１５    基材
８、３８    液晶層
１１、１６    透明電極
１２    ビーズスペーサ
１３、１７    配向層
１９    シール材
【図１】
2018106077.tif 000003
【図２】
2018106077.tif 000004
【図３】
2018106077.tif 000005
【図４】
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