(57)【要約】【課題】調光セルにおいて、液晶層の局所的な厚さ増大に起因した明るさばらつきの発生を効果的に抑制する。【解決手段】調光セル２０は、第１樹脂製基材３２を含む第１基板３０と、第２樹脂製基材４２を含む第２基板４０と、第１樹脂製基材及び第２樹脂製基材の間に設けられた複数のスペーサ５０と、第１基板及び第２基板の間に設けられた液晶層５５と、を有する。第１基板及び第２基板の少なくとも一方が電極３３，４３を含む。少なくとも一つのスペーサ５０１と当該一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサ５０２との間のいずれかの位置での液晶層の厚さｔｌａは、一つのスペーサの高さｈｓ１及びび他の一つのスペーサの高さｈｓ２のいずれよりも低い。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１樹脂製基材を含む第１基板と、
第２樹脂製基材を含む第２基板と、
前記第１樹脂製基材および前記第２樹脂製基材の間に設けられた複数のスペーサと、
前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、を備え、
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が電極を含み、
少なくとも一つのスペーサと当該一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサとの間のいずれかの位置での前記液晶層の厚さ（ｔｌａ）は、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）および前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）のいずれよりも小さい、調光セル。
【請求項２】
前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）に対する、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）及び前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）の高さ平均（ｈｓａｖｅ）と前記中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）との差の、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）は、０．００６以上である、請求項１に記載の調光セル。
【請求項３】
前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）に対する、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）及び前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）の高さ平均（ｈｓａｖｅ）と前記中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）との差の、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）は、０．０２３以上である、請求項１又は２に記載の調光セル。
【請求項４】
前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）に対する、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）及び前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）の高さ平均（ｈｓａｖｅ）と前記中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）との差の、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）は、０．０６１以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の調光セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶層を用いて透過率を変化させることができる調光セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、日照状況の変化に応じて光透過度を多様なパターンで調節可能な調光ガラス窓（調光セル）を開示している。この調光ガラス窓によれば、２枚の透明ガラス製基板間に封入される液晶層内の液晶分子に作用する電圧を変えて液晶分子の配向を変化させることで、光透過度を調節することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１８４２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような調光セルにおいて、局色的な明るさの変化が生じることがあった。本件発明者らは、液晶層を区画する基板として、ガラスではなく樹脂製基材を用いることを検討している。樹脂製基材を用いることで軽量化等の利点を享受することができるが、ガラスに代えて樹脂製基材を用いた調光セルでは、明るさの局所的な変化がより顕著となった。透過率の調節を目的とした調光セルにおいて、明るさが面内でばらつくことは重大な欠陥となる。
【０００５】
このような不具合について、本件発明者が、鋭意検討を重ねたところ、液晶層の局所的な厚さの増大が透過率の面内ばらつきを引き起こす主要因の一つになっていることを確認した。液晶層の厚さは、透過光に及ぼす位相変調量と密接に関連する。ＴＮ方式、ＶＡ方式、ＩＰＳ方式を含むほとんどの形式の調光セルにおいて、液晶分子の配向を調節することで透過光の偏光状態を制御し透過率を調節している。したがって、液晶層の厚さが面内で大きく変化すれば、面内の各領域を透過する透過率も当然に変化することになる。
【０００６】
また、樹脂製基材は、ガラス製基材と比較して格段に変形しやすく、局所的な曲がり等の変形を最初から含んでいることもある。この点から、樹脂製基材を含む調光セルでは、明るさの局所的なばらつきが生じやすくなる。
【０００７】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであって、一対の樹脂製基材間に液晶層を含む調光セルにおいて、液晶層の局所的な厚さ増大に起因した明るさばらつきの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による調光セルは、
第１樹脂製基材を含む第１基板と、
第２樹脂製基材を含む第２基板と、
前記第１樹脂製基材および前記第２樹脂製基材の間に設けられた複数のスペーサと、
前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、を備え、
前記第１基板および前記第２基板の少なくとも一方が電極を含み、当該電極への電圧印加の有無によって、前記第１基板、前記液晶層および前記第２基板を透過する光の透過率を変化させることができ、
少なくとも一つのスペーサと当該一つのスペーサに最も近接した他の一つのスペーサとの間のいずれかの位置での前記液晶層の厚さ（ｔｌａ）は、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）および前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）のいずれよりも小さい。
【０００９】
本発明による調光セルにおいて、前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）に対する、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）及び前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）の高さ平均（ｈｓａｖｅ）と前記中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）との差の、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）は、０．００６以上としてもよい。
【００１０】
本発明による調光セルにおいて、前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）に対する、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）及び前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）の高さ平均（ｈｓａｖｅ）と前記中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）との差の、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）は、０．０２３以上としてもよい。
【００１１】
本発明による調光セルにおいて、前記一つのスペーサと前記他の一つのスペーサとの中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）に対する、前記一つのスペーサの高さ（ｈｓ１）及び前記他の一つのスペーサの高さ（ｈｓ２）の高さ平均（ｈｓａｖｅ）と前記中間点における前記液晶層の厚さ（ｔｌｍ）との差の、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）は、０．０６１以上としてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、調光セルにおいて、液晶層の局所的な厚さ増大に起因した明るさばらつきの発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、調光装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１の調光装置に含まれる調光セルの一例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図２に対応する図であって、調光セルの他の例を示す縦断面図である。
【図４】図４は、図２に示された調光セルの部分拡大図である。
【図５】図５は、調光セルの製造方法を説明するための図である。
【図６】図６は、調光セルの製造方法を説明するための図である。
【図７】図７は、調光セルの製造方法を説明するための図である。
【図８】図８は、調光セルの製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の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。また本明細書において、「板」、「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「板」という用語は、シートやフィルムと呼ばれうるような部材も含む概念である。また、本明細書において用いられる形状、幾何学的条件、及びそれらの程度を特定する用語（例えば「平行」、「直交」及び「同一」等の用語や長さや角度の値等）は、厳密な意味に縛られず、実質的に同等及び同様の機能を期待しうる程度の範囲を意味しうるものとして解釈される。
【００１５】
図１〜図８は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は、調光装置を模式的に示す図である。図２及び図３は、調光セルの概略構成を示す縦断面図であり、図４は、図２の部分拡大図である。図４〜図８は、調光セルの製造方法の一例を説明するための図である。
【００１６】
図１に示すように、調光装置１０は、調光セル２０と、調光セル２０と電気的に接続した調光コントローラ１２と、を有している。調光セル２０は、第１樹脂製基材３２を含む第１基板３０と、第２樹脂製基材４２を含む第２基板４０と、第１樹脂製基材３２および第２樹脂製基材４２の間に設けられた複数のスペーサ５０と、第１基板３０および第２基板４０の間に設けられた液晶層５５と、を有している。また、第１基板３０および第２基板４０の少なくとも一方が電極３３を含んでいる。この調光装置１０では、調光コントローラ１２から電極３３への電圧印加の程度によって、調光セル２０を透過する光の透過率を変化させることができる。
【００１７】
調光装置１０の適用対象は特に限定されず、典型的には窓及びドア等に対して調光セル２０を適用することができる。とりわけ、スペーサ５０を用いて第１基板３０及び第２基板４０の相対位置を固定することで、振動等の外力が加えられる環境下に調光セル２０を設置することも可能となる。したがって、建築物の窓やドアだけでなく、飛行機、船、電車、自動車等の乗り物の窓やドア等にも調光セル２０を適用することができる。このような窓やドア等への適用において、調光セルは、ガラス等の透明部材に貼合され、或いは、一対のガラス等の透明部材の間に挟持されて、用いられる。
【００１８】
以下、調光装置１０の各構成要素について説明する。まず、調光セル２０以外の構成要素について説明する。
【００１９】
図１に示す例において、調光コントローラ１２にはセンサ装置１４及びユーザ操作部１６が接続されている。調光コントローラ１２は、調光セル２０の調光状態を制御し、調光セル２０による光の遮断及び透過を切り換えたり、調光セル２０を透化する光の透過率（透過度）を変えたりすることができる。具体的には、調光コントローラ１２は、調光セル２０の液晶層５５に印加する電圧を調整して液晶層５５中の液晶分子の配向を変えることで、調光セル２０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。
【００２０】
調光コントローラ１２は、任意の手法に基づいて液晶層５５に印加する電圧を調整することができる。例えばセンサ装置１４の測定結果や、ユーザ操作部１６を介してユーザにより入力される指示（コマンド）に応じて、調光コントローラ１２は、液晶層５５に印加する電圧を調整し、調光セル２０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。したがって、調光コントローラ１２は、液晶層５５に印加する電圧を、センサ装置１４の測定結果に応じて自動的に調整してもよいし、ユーザ操作部１６を介したユーザの指示に応じて手動的に調整してもよい。なお、センサ装置１４による測定対象は特に限定されず、例えば使用環境の明るさを測定してもよく、この場合、調光セル２０による光の遮断及び透過の切り換えや光の透過度の変更が使用環境の明るさに応じて行われる。また調光コントローラ１２には、必ずしもセンサ装置１４及びユーザ操作部１６の両方が接続されている必要はなく、センサ装置１４及びユーザ操作部１６のうちのいずれか一方のみが接続されていてもよい。
【００２１】
次に、調光セル２０について説明する。上述したように、調光セル２０は、一対の基板３０，４０と、一対の基板３０，４０間に配置された液晶層５５と、を有している。一対の基板３０，４０の少なくとも一方が電極を有している。第１基板３０及び第２基板４０は、調光コントローラ１２からの電圧印加により、液晶層５５をなす液晶材料５６中に含まれる液晶分子の配向を変化させることを可能とする構成を有している。液晶分子の駆動方式は、特に限定されることなく、例えば、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式、ＧＨ（Ｇｕｅｓｔ  Ｈｏｓｔ）方式、或いはこれらの方式の応用方式を採用することができる。
【００２２】
第１基板３０及び第２基板４０、並びに、液晶層５５は、採用された液晶分子の駆動方式にともなって、適宜選択され得る。例えば、ＩＰＳ方式が採用された場合、第１基板３０及び第２基板４０の一方だけが、電極を有するようにすればよい。また、ＧＨ方式が採用された場合、液晶層５５をなす液晶材料５６は、液晶分子とともに二色性色素を含む。さらに、ＧＨ方式が採用された場合、第１基板３０及び第２基板４０の一方或いは両方が、偏光板を含まなくてもよい。
【００２３】
ここで、図２は、ＶＡ方式を採用した調光セル２０の具体的な構成例を示している。以下、図２に示された例を参照して、調光セル２０の具体例について説明する。
【００２４】
図２に示された例において、第１基板３０は、液晶層５５に離間する側から順に、第１偏光板３１、第１樹脂製基材３２、第１電極３３及び第１配向膜３４を有している。同様に、第２基板４０は、液晶層５５に離間する側から順に、第２偏光板４１、第２樹脂製基材４２、第２電極４３及び第２配向膜４４を有している。
【００２５】
このうち、まず、第１偏光板３１及び第２偏光板４１について説明する。偏光板３１，４１は、その吸収軸と平行な方向に振動する一方の直線偏光成分を選択的に吸収し且つ吸収軸と直交する透過軸と平行な方向に振動する他方の直線偏光成分を選択的に透過する偏光機能を有した層である。偏光板３１，４１は、具体的な構成として、偏光子と、偏光子を樹脂製基材３２，４２に貼合するための粘着層と、を有するようにしてもよい。偏光子は、所望の偏光機能を果たす部材によって構成され、典型的には、ヨウ素化合物がドープされたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を延伸することによって作られる。一般に、延伸によって偏光子が作られる場合、当該延伸の方向に応じて偏光子の吸収軸が定まり、同じ方向に延伸された偏光子は相互に同じ方向の吸収軸を持つ。第１偏光板３１及び第２偏光板４１の配置態様として、第１偏光板３１の吸収軸と第２偏光板４１の吸収軸とが互いに平行である「パラレルニコル」と呼ばれる態様と、第１偏光板３１の吸収軸と第２偏光板４１の吸収軸とが互いに垂直である「クロスニコル」と呼ばれる態様とがある。ＶＡ方式では、第１偏光板３１及び第２偏光板４１を「クロスニコル」で配置することにより、非透過状態での透過率をより確実に低下させることができる。
【００２６】
次に、第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２について説明する。樹脂製基材３２，４２は、シート状の樹脂からなる。ガラス製基材に代えて樹脂製基材３２，４２を使用することで、薄型軽量化を実現することができる。また、樹脂製基材３２，４２を用いることで、調光セル２０に柔軟性を付与することができ、調光セル２０を二次元曲面状だけでなく三次元曲面状とすることもできる。ここで、二次元曲面とは、単一の軸線を中心として二次元的に曲がった曲面、或いは、互いに平行な複数の軸線を中心として同一又は異なる曲率で二次元的に曲がった曲面のことである。一方、三次元曲面とは、互いに非平行な複数の軸線の各々を中心として、部分的に又は全体的に曲がっている面を意味する。
【００２７】
一具体例として、樹脂製基材３２，４２は、複数の樹脂層を含むようにしてよい。例えば、樹脂製基材３２，４２が、一対のハードコート層と、一対のハードコート層間に配置される主樹脂層と、を有するようにしてもよい。各ハードコート層は、隣接する主樹脂層を保護する役割を果たし、可視光線を透過可能な任意の材料によって構成可能である。ハードコート層は、例えばＴＡＣ（トリアセチルセルロース（Ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ））やアクリルによって構成され、粘着層を介して主樹脂層に貼り付けられてもよい。また主樹脂層の表面上に、例えばシリコーン系の紫外線硬化樹脂を用いて微小粒子（例えば二酸化チタン等）を含む硬化皮膜を形成し、当該硬化皮膜をハードコート層として機能させてもよい。なお第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の複数箇所に形成されるハードコート層は、配置位置に応じて異なる材料によって構成されてもよいし、同じ材料によって構成されてもよい。
【００２８】
次に、第１電極３３及び第２電極４３について説明する。電極３３，４３は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ（酸化インジウムスズ））等の各種材料によって透明電極として形成される。電極３３，４３は、例えばＦＰＣ等を介して、調光コントローラ１２と接続される。第１電極３３及び第２電極４３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３３及び第２電極４３に印加される電圧に応じて、第１電極３３と第２電極４３との間に配置される液晶層５５に作用する電界が形成され、液晶層５５を構成する液晶材料５６中の液晶分子の配向が調整される。
【００２９】
次に、第１配向膜３４及び第２配向膜４４について説明する。配向膜３４，４４は、液晶層５５に隣接する層であって、液晶層５５中の液晶分子の配向を制御する。配向膜３４，４４の製法は、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３４及び第２配向膜４４を作ることができる。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配向膜３４，４４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配向膜３４，４４が作製されてもよい。このようなラビング処理による配向層、光配向層に代えて、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。
【００３０】
第１配向膜３４及び第２配向膜４４の間には、液晶層５５が設けられている。液晶層５５は、液晶材料５６を含んでいる。図示された例では、ＶＡ方式が採用されており、液晶材料５６は負の誘電率異方性を有するネマチック液晶を含んでいる。ＶＡ方式において、液晶分子の配向は、一対の電極３３，４３間に電圧が印加されていない状態において、配向膜３４，４４の配向能によって規制され、垂直配向となる。このとき、液晶層５５を透過する光の偏光状態が維持される。一方、一対の電極３３，４３間に電圧が印加されると、電界に制御されて液晶分子が倒れる。このとき、液晶層５５を透過することで一方の直線偏光成分が他方の直線偏光成分となる。すなわち、偏光板３１，４１をクロスニコルで配置すると、印加状態で透過（白表示）となり、非印加状態で遮光（黒表示、ノーマリーブラック）となる。
【００３１】
次に、スペーサ５０について説明する。スペーサ５０は、第１基板３０の第１樹脂製基材３２と第２基板４０の第２樹脂製基材４２との間に配置されている。スペーサ５０は、第１樹脂製基材３２と第２樹脂製基材４２との間に、スペースを確保する。このスペースに液晶材料５６が充填されることで、液晶層５５が形成されている。上述した液晶層５５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、一対の基板３０，４０間で或る程度一定の厚さを有している必要がある。また、複数のスペーサ５０は、一対の樹脂製基材３２，４２間となる領域に、離散的に配置されている。各スペーサ５０は、各種の樹脂材料によって構成可能であり、錐台（例えば円錐台や角錐台）等の形状を有していてもよいし、球状のビーズ形状を有していてもよい。柱形状のスペーサ５０はフォトリソグラフィ技術に基づいて所望箇所に形成可能であり、またビーズ形状のスペーサは予め作られて散布される。
【００３２】
ところで、図２に示された例では、第１基板３０において、第１配向膜３４は、第１電極３３に隣接して、第１電極３３に沿って延び広がっている。つまり、第１配向膜３４は第１電極３３に面状に隣接して設けられている。一方、第２基板４０において、スペーサ５０が、第２配向膜４４と第２電極４３との間に設けられている。第２配向膜４４は、第２電極４３とスペーサ５０とに沿って延び広がっている。すなわち、第２配向膜４４の液晶層５５とは反対側の面は、第２電極４３およびスペーサ５０のいずれかに接触している。図２の例では、スペーサ５０上において、第１基板３０の第１配向膜３４と第２基板４０の第２配向膜４４とが当接している。スペーサ５０は、一対の樹脂製基材３２，４２間に位置するものの、一対の基板３０，４０間ではなく第２基板４０内に位置している。
【００３３】
しかしながら、図２の例に限られることなく、例えば図３に示された例のように、スペーサ５０が、一対の基板３０，４０間に配置されるようにしてもよい。図３に示された例では、第１配向膜３４と同様に、第２配向膜４４は、第２電極４３に隣接して第２電極４３に沿って延び広がっていてもよい。図２に示された例および図３に示された例のいずれにおいても、一対の基板３０，４０が撓むことなく平坦面状に延び広がっている場合には、液晶層５５の厚さｔｌは、スペーサ５０の高さｈｓと一致する。
【００３４】
なお、図１に示すように、一対の基板３０，４０間にシール部材５１が設けられている。シール部材５１は、基板３０，４０の縁部に沿って周状に延びている。シール部材５１は、液晶層５５を構成する液晶材料５６の一対の基板３０，４０間からの漏出を防ぐ役割を果たすとともに、第１基板３０（第１配向膜３４）と第２基板４０（第２配向膜４４）に接着して両者を相互に固定する役割を果たす。シール部材５１は、一般的には熱硬化性のエポキシ樹脂が用いられる。とりわけ、一対の基板３０，４０間への液晶材料５６の充填方式が真空注入方式の場合にはエポキシ樹脂製のシール部材５１を好適に用いることができる。なお液晶材料５６の充填方式としてＯＤＦ（Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌ）方式が用いられる場合には、熱硬化性及びＵＶ硬化性（紫外線硬化性）を併せ持つハブリッドタイプの材料をシール部材５１として好適に用いることができる。これは、液晶材料５６が硬化前のシール部材５１に触れることは外観上の不具合を誘発するためである。したがってシール部材５１を構成するシール材料５２（シール部材５１の組成成分）に、例えば紫外線硬化型アクリル樹脂及びエポキシ樹脂が含まれることが好ましい。
【００３５】
次に、図５〜図８を参照して、以上の構成からなる調光セル２０の製造方法に一例について説明する。
【００３６】
まず、図５に示すように、第２基板４０及びスペーサ５０を用意する。第２基板４０は、例えば次のようにして作製することができる。まず。第２樹脂製基材４２上に第２電極４３をスパッタリング等により成膜する。次に、第２配向膜４４をなすようになる組成物を第２配向膜４４上に塗布し、その後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することで、第２配向膜４４を作製する。その後、第２偏光板４１を第２樹脂製基材４２に貼合することで、第２基板４０が得られる。スペーサ５０は、フォトリソグラフィ技術を用いて作製することができる。図２に示された調光セル２０を作製する場合には、第２配向膜４４よりも先にスペーサ５０を第２電極４３上に形成する。図３に示された調光セル２０を作製する場合には、スペーサ５０よりも先に第２配向膜４４を第２電極４３上に形成する。
【００３７】
次に、図６に示すように、第２基板４０の周縁に沿って、シール材料５２を塗布する。シール材料５２は、接着性または粘着性を有した材料である。シール材料５２は、硬化することでシール部材５１を形成するようになる。その後、図７に示すように、シール部材５１で取り囲まれた第２基板４０上の領域に、液晶分子を含んだ液晶材料５６を供給する。
【００３８】
次に、図８に示すように、減圧下で、第１基板３０を第２基板４０上に積層する。その後、シール材料５２が変形および硬化して第１基板３０及び第２基板４０を接合することで、調光セル２０が得られる。なお、第１基板３０は、ガラス製基材ではなく樹脂製基材を含むことで、より柔軟となる。したがって、第１基板３０及び第２基板４０を接合する際、ローラー６０等を用いて、第１基板３０及び第２基板４０の間から気泡を効果的にしごき出すことが可能となる。
【００３９】
このようにして得られた調光セル２０では、調光コントローラ１２から電極３３，４３への電圧印加により、液晶層５５内の液晶分子の配向を制御することができる。液晶分子の配向の変更により、液晶層５５内を透過する際における光の位相変調量が変化する。これにより、第１基板３０、液晶層５５及び第２基板４０を透過する光の透過率を変化させることができる。
【００４０】
ところで、従来の不具合として既に説明したように、従来の調光セルにおいて、局色的な明るさの変化が生じることがあった。液晶層を区画する基板としてガラス製基材ではなく樹脂製基材を用いることで、明るさの局所的な変化がより顕著となった。透過率の調節を目的とした調光セルにおいて、明るさが面内でばらつくことは当然に重大な欠陥となっていた。
【００４１】
このような不具合について、本件発明者が、鋭意検討を重ねたところ、液晶層の局所的な厚さ変動、とりわけ局所的な厚さの増大が透過率の面内ばらつきを引き起こすことが主要因の一つになっていることを確認した。液晶層の厚さは、透過光に及ぼす位相変調量と密接に関連する。ほとんどの駆動形式の調光セルにおいて、液晶分子の配向を調節して透過光の偏光状態を制御することで透過率を制御している。したがって、液晶の厚さが面内で大きく変化すれば、調光セルの各領域を透過する光の透過率も当然に面内で変化することになる。
【００４２】
そして、樹脂製基材は、ガラス製基材と比較して格段に変形しやすい。また、樹脂製基材は、局所的な曲がり等の変形を最初から含んでいることもある。これらのことから、樹脂製基材を含む調光セルでは、明るさの局所的なばらつきがより生じやすくなっていたと言える。
【００４３】
本件発明者は、さらに検討を更に重ね、一対の基板とシール部材とで囲まれた空間に陰圧量となる液晶材料を封入することで、言い換えると、一対の基板とシール部材とで囲まれた空間の容積の１００％未満の体積の液晶材料を封入することで、調光セルにおける局所的な明るさの変動に対処し得ることを見出した。
【００４４】
陽圧量の液晶材料を封入した場合、調光セルの配置等にも依存して、局所的に液晶層の厚さが厚くなる部分が形成され得る。その一方で陰圧量の液晶材料５６を封入した場合には、まず、スペーサ５０が分散して配置されていることから、局所的に液晶層の厚さが薄くなることを防止することができる。とりわけ、スペーサ５０の間隔を調節することで、厚さが薄くなる領域が視認可能な大きさで発生することを効果的に抑制することが可能となる。すなわち、調光セル２０の配置姿勢等に影響されることなく、液晶層５５の厚さの変動を抑制して、明るさの面内での変動を効果的に回避することができる。具体的な構成として、柔軟性を有する樹脂製基材３２，４２との組み合わせにおいて以下の構成を提案する。
【００４５】
まず、図４に示すように、少なくとも一つのスペーサ５０１と当該一つのスペーサ５０１に最も近接した他の一つのスペーサ５０２との間のいずれかの位置での液晶層５５の厚さｔｌａ〔μｍ〕が、一つのスペーサ５０１の高さｈｓ１〔μｍ〕および他の一つのスペーサ５０２の高さｈｓ２〔μｍ〕のいずれよりも低くなっていることが、明るさの変動を防止する上で好ましい。すなわち、隣り合う二つのスペーサ５０間において、液晶層５５を形成するスペース内にいずれかの基板３０，４０が吸い込まれて当該スペース内に入り込んでいることが好ましい。このような構成によれば、液晶層５５の局所的な厚さの増大に起因した明るさの変動を回避することが可能となる。
【００４６】
とりわけ、一つのスペーサ５０１と当該一つのスペーサ５０に最も近接した他の一つのスペーサ５０２との中間点ｍｐにおける液晶層５５の厚さｔｌｍ〔μｍ〕に対する、一つのスペーサ５０１の高さｈｓ１〔μｍ〕及び他の一つのスペーサ５０２の高さｈｓ２〔μｍ〕の平均ｈｓａｖｅ〔μｍ〕と中間点ｍｐにおける液晶層５５の厚さｔｌｍ〔μｍ〕との差の、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）が、０．００６以上となっていることが好ましい。比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）が、０．００６以上となる場合、液晶層５５での面内での厚さ分布を効果的に均一化することができる。したがって、液晶層５５の局所的な厚さの増大に起因した明るさの変動をより効果的に回避することが可能となる。
【００４７】
また、この比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）が、０．０２３以上となっていることがより好ましい。完成した調光セル２０は、例えば窓ガラス等に貼合される。そして窓ガラスが曲面、とりわけ三次元曲面である場合、調光セル２０をしごいて窓ガラス等の立体的形状に適合させる際に、シール部材５１が決壊して液晶材料５６が漏出してしまうことがある。このような不具合を回避する観点からも、陰圧量で液晶材料５６を封入しておくことが好ましい。具体的には、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）が０．０２３以上になっていると、調光セル２０の曲面への貼合時におけるシール部材５１の決壊を効果的に回避することができる。
【００４８】
さらに、この比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）が、０．０６１以上となっていることがより好ましい。上述したように、完成した調光セル２０を曲面に貼合する場合、貼合時におけるシール部材５１の決壊がまず問題となる。しかしながら、仮にシール部材５１の決壊を引き起こすことなく調光セル２０を曲面に貼合することができたとしても、曲面の曲率の面内分布に応じて明るさの面内ばらつきが生じることがある。調光セル２０を曲げた場合、より曲率半径の小さい箇所において液晶層５５の厚さが薄くなりやすい。したがって、調光セル２０が貼合される曲面において曲率が面内で変動している場合、調光セル２０に厚さの変動が生じ易くなる。一方、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）が、０．０６１以上となっている場合には、調光セル２０を曲げた際における、シール部材５１の決壊だけでなく、曲率半径の分布に応じた明るさ変動を効果的に不可視化することができる。
【００４９】
その一方で、上述した隣り合う二つのスペーサ５０の高さ平均ｈｓａｖｅ〔μｍ〕と中間点ｍｐにおける液晶層５５の厚さｔｌｍ〔μｍ〕との差（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）〔μｍ〕が、大きくなると、図８に示された接合時に、一対の基板３０，４０とシール部材５１とで区画された空間に、液晶材料５６とともに気泡が混入するといった不具合が生じ得る。気泡は、当然に透過光の偏光状態を制御することは不可能である。したがって、気泡が混入した位置では、電圧印加の有無に依らず、常に透過（白表示）または常に遮光（黒表示）となってしまう。貼合時における気泡の混入を防止する観点から、比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）は０．１０８以下となっていることがより好ましい。
【００５０】
なお、上述した構成および比の値（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）に関する数値条件は、厚さｔｌｍを調整することで、より具体的には、封入される液晶量を調整することで実現され得る。封入される液晶量を調整する方法としては、ODF方式であれば塗布液晶量の調整すること、真空注入方式であれば図８に示すようなローラー６０等加圧治具の硬度、押し圧、しごき速度等の調整することが例示され得る。
【００５１】
以上に説明した一実施の形態において、調光セル２０は、第１樹脂製基材３２を含む第１基板３０と、第２樹脂製基材４２を含む第２基板４０と、第１樹脂製基材３２及び第２樹脂製基材４２の間に設けられた複数のスペーサ５０と、第１基板３０および第２基板４０の間に設けられた液晶層５５と、を有している。第１基板３０及び第２基板４０の少なくとも一方が電極３３，４３を含み、当該電極３３，４３への電圧印加の程度に応じて、すなわち印加電圧量に応じて、第１基板３０、液晶層５５及び第２基板４０を透過する光の透過率を変化させることができる。そして、少なくとも一つのスペーサ５０１と当該一つのスペーサ５０１に最も近接した他の一つのスペーサ５０２との間のいずれかの位置での液晶層５５の厚さｔｌａ〔μｍ〕は、一つのスペーサ５０１の高さｈｓ１〔μｍ〕および他の一つのスペーサ５０２の高さｈｓ２〔μｍ〕のいずれよりも小さくなっている。このような調光セル２０によれば、液晶層５５の局所的な厚さの増大に起因した明るさの変動を効果的に回避することができる。
【００５２】
以上、本発明を図示する一実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述の一実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到し得る種々の変形が加えられた各種態様も含みうるものであり、本発明によって奏される効果も上述の事項に限定されない。したがって、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲及び明細書に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【実施例】
【００５３】
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。
【００５４】
図５〜図８を参照して説明した製造方法により、図２及び図４に示された構成を有したＶＡ駆動方式の調光セルのサンプル１〜６を実際に作製した。サンプルの平面形状は、１００〔ｍｍ〕×１００〔ｍｍ〕とした。サンプル１〜６は、一対の基板とシール部材とによって区画されるスペースに充填した液晶材料の体積を変化させたが、その他は同一の材料を用いて作製した。表１の「封入量」の欄に、一対の基板とシール部材とによって区画されるスペースの容積に対する、当該スペースに充填した液晶材料の体積の割合（液晶材料の体積〔μｍ３〕／スペースの容積〔μｍ３〕）を示す。また、各サンプルについて、当該サンプル内の各スペーサの高さｈｓ１〔μｍ〕、当該スペーサに最も近接する他のスペーサの高さｈｓ２〔μｍ〕、当該スペーサと当該スペーサに最も近接する他のスペーサの高さ平均ｈｓａｖｅ〔μｍ〕、当該スペーサと当該スペーサに最も近接する他のスペーサとの中間点における液晶層の厚さｔｌｍ〔μｍ〕を測定した。各サンプルについての測定値及び算出値のうち、「ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ」の値が最も大きかった測定についての値を、表１に示す。また、表１では、次の条件１〜４を満たすサンプルに対して○を付し、満たさないサンプルに対して×を付した。
・条件１：０．００６≦（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）
・条件２：０．０２３≦（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）
・条件３：０．０６１≦（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）
・条件４：≦（（ｈｓａｖｅ−ｔｌｍ）／ｔｌｍ）≦０．１０８
【００５５】
各サンプルを観察し、局所的な明るさ変動の有無を確認した。局所的な明るさ変動の有無は、以下に説明する評価３での局所的な明るさ変動の確認と同様とし、具体的には、各サンプルの電極への電圧印加を透過（白表示）と遮光（黒表示）との中間程度となるように調整した状態で、あらゆる方向から目視することで確認した。局所的な明るさの変動を生じたサンプルについて、表１の「評価１」に×を付した。局所的な明るさの変動が確認されなかったサンプルについて、表１の「評価１」に○を付した。
【００５６】
また、各サンプルを曲率半径が５０ｃｍである曲面に貼合した。貼合時にシール材が決壊して液晶材料が漏出したか否かを確認した。液晶材料の漏出が確認されたサンプルについて、表１の「評価２」に×を付した。液晶材料の漏出が確認されなかったサンプルについて、表１の「評価２」に○を付した。
【００５７】
さらに、曲面に貼合した調光セルについて、局所的な明るさ変動の有無を確認した。局所的な明るさ変動の有無は、上述した評価１での局所的な明るさ変動の確認と同様とした。局所的な明るさの変動を生じたサンプルについて、表１の「評価３」に×を付した。通常の観察において局所的な明るさの変動が確認されなかったサンプルについて、表１の「評価３」に○を付した。
【００５８】
さらに、各サンプルを観察し、気泡の有無を確認した。気泡の有無の確認は、局所的な明るさ変動の有無と同様に、各サンプルの電極への電圧印加を透過（白表示）と遮光（黒表示）との中間程度となるように調整した状態で、確認した。気泡が生じていたサンプルについて、表１の「評価４」に×を付した。気泡が確認されなかったサンプルについて、表１の「評価４」に○を付した。
【００５９】
【表１】
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【符号の説明】
【００６０】
１０    調光装置
１２    調光コントローラ
１４    センサ装置
１６    ユーザ操作部
２０    調光セル
３０    第１基板
３１    第１偏光板
３２    第１樹脂製基材
３３    第１電極
３４    第１配向膜
４０    第２基板
４１    第２偏光板
４２    第２樹脂製基材
４３    第２電極
４４    第２配向膜
５０    スペーサ
５１    シール部材
５２    シール材料
５５    液晶層
５６    液晶材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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