(57)【要約】【課題】スペーサーによる光透過の阻害及び液晶分子の配列の阻害を抑制できる液晶セルを提供する。【解決手段】液晶セル１１は、第１偏光板２１及び第２偏光板２２と、第１偏光板２１と第２偏光板２２との間に配置される第１電極２５及び第２電極２６と、第１電極２５と第２電極２６との間に配置される第１配向膜２７及び第２配向膜２８と、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間に配置される液晶層２９と、第２配向膜２８及び液晶層２９の少なくとも一部を貫通する複数のスペーサー３０と、を備える。当該複数のスペーサー３０の各々は、少なくとも第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、第２配向膜２８から第１配向膜２７に向かう方向へ徐々に太くなるテーパー形状を有する。【選択図】図２
2018049232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フィルム基材及び第２フィルム基材と、
前記第１フィルム基材と前記第２フィルム基材との間に配置される第１電極及び第２電極であって、前記第１フィルム基材側に設けられる第１電極及び前記第２フィルム基材側に設けられる第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置される第１配向膜及び第２配向膜であって、前記第１電極側に設けられる第１配向膜及び前記第２電極側に設けられる第２配向膜と、
前記第１配向膜と前記第２配向膜との間に配置される液晶層と、
前記第２配向膜及び前記液晶層の少なくとも一部を貫通する複数のスペーサーと、を備え、
前記複数のスペーサーの各々は、少なくとも前記第１配向膜と前記第２配向膜との間において、前記第２配向膜から前記第１配向膜に向かう方向へ徐々に太くなるテーパー形状を有する液晶セル。
【請求項２】
前記複数のスペーサーの各々は、前記第２配向膜と同じ部材によって被覆される請求項１に記載の液晶セル。
【請求項３】
前記第１配向膜と前記第２配向膜との間において、前記第１配向膜、前記液晶層及び前記第２配向膜の積層方向に関して前記複数のスペーサーの各々と前記第２配向膜とによって挟まれるスペースには、前記第２配向膜と同じ部材が充填されている請求項２に記載の液晶セル。
【請求項４】
前記複数のスペーサーの各々と前記第２配向膜とによって挟まれる前記スペースに充填されている前記第２配向膜と同じ部材の少なくとも一部は、前記積層方向と垂直を成す方向に３００ナノメートルよりも大きい幅を有する請求項３に記載の液晶セル。
【請求項５】
前記複数のスペーサーの各々のテーパー角度は、１００°以上１１０°未満である請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶セル。
【請求項６】
前記第１フィルム基材及び前記第２フィルム基材は、樹脂によって構成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶セル。
【請求項７】
前記第１フィルム基材及び前記第２フィルム基材を挟み込むように設けられる第１偏光板及び第２偏光板であって、前記第１フィルム基材側に設けられる第１偏光板及び前記第２フィルム基材側に設けられる第２偏光板を更に備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶セル。
【請求項８】
前記複数のスペーサーの各々のビッカース硬度値をＸｓで表し、前記複数のスペーサーの各々の先端が当接する前記第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされる請求項１に記載の液晶セル。
【請求項９】
前記複数のスペーサーの各々及び各スペーサーを被覆する前記第２配向膜と同じ部材のビッカース硬度値をＸｓで表し、前記複数のスペーサーの各々の先端を被覆する前記第２配向膜と同じ部材が当接する前記第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされる請求項２〜４のいずれか一項に記載の液晶セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶セルに係り、特に一対の配向膜間に液晶層とともにスペーサーが配置される液晶セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば窓やドア等に調光セル（調光材）を設置し、当該調光セルによって外来光の透過を制御する電子ブラインド等が知られている。そのような調光セルとして、例えば液晶を好適に利用することができる。
【０００３】
液晶を利用した調光セルは、例えば、透明電極を形成する一対の透明フィルム材や一対の配向膜によって液晶層を挟み込むことにより液晶セルを作り、直線偏光を取り出す直線偏光板によってこの液晶セルを挟み込むことにより作製される。液晶を利用した調光セルを使って調光を行う場合、液晶層に印加する電界を制御して液晶層中に含まれる液晶分子の配向を変えることで光の透過が制御され、調光セルは、例えば外来光の遮断及び透過を切り換えたり、透過光量を連続的に変えたりすることができる。
【０００４】
例えば特許文献１は、住宅の窓やドア等に設けられる液晶パネルであって、透明状態及び不透明状態を制御できる液晶パネルを開示する。この液晶パネルによれば、複数枚の分割液晶パネルが並設され、各分割液晶パネルを個別に透明状態及び不透明状態に制御することができる。
【０００５】
また特許文献２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整可能な調光ガラス窓を開示する。この調光ガラス窓によれば、２枚の透明ガラス板間に封入される液晶に作用する電圧を変えて液晶の光学特性を変化させることで、光透過度を調整できる。
【０００６】
上述のような調光セルで用いられる液晶セルでは、液晶が封入される一対の配向膜間の間隔を一定に保持するために、複数のスペーサーが好適に使用される。例えば特許文献３は、スペーサーが混入された液晶を基板上に滴下することで基板間にスペーサーを配置する液晶パネルの製造方法を開示する。また特許文献４は、電極基板間の全ての非画素部のみに黒色スペーサーを散布する液晶表示素子の製造方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０３−０４７３９２号公報
【特許文献２】特開平０８−１８４２７３号公報
【特許文献３】特開平０５−２８１５５７号公報
【特許文献４】特開平０７−０７７６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように調光セルで用いられる液晶セルでは、液晶層を挟持する配向膜間に複数のスペーサーを設けることによって液晶層を所望の厚みに保持することができる。その一方で、配向膜間に設けられるスペーサーは、光の透過を阻害しうるとともに液晶層の液晶分子の配列を乱しうる要素でもある。
【０００９】
例えば、各スペーサーの構成材料によっては、各スペーサーを透過可能な光が限定される。また各スペーサーは光の振動方向を整える偏光機能を持たないため、液晶層が入射光の振動方向を変える場合には、「各スペーサーから出射する光」及び「液晶層から出射する光」は相互に振動方向が異なった状態で偏光板に入射することになる。この場合、通常は「各スペーサーから出射する光」が偏光板によって遮られるため、液晶セルに入射した光は実質的に減光されて液晶セルから出射されることになる。
【００１０】
また各スペーサーは、一般に、液晶層を構成する液晶分子の配列方向に対して影響を及ぼす要素であり、各スペーサーの近傍における液晶分子の配向は乱れやすい。そのため、液晶層のうち各スペーサーの近傍箇所を通過する光は、意図しない方向に偏光されて偏光板により遮られてしまうことがある。したがって、液晶分子の配列方向に対する各スペーサーの影響が強い場合には、配列方向が乱される液晶層部分が広くなり、光の進行が阻害される範囲が大きくなる。
【００１１】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、スペーサーによる液晶分子の配列の阻害及び光透過の阻害を抑制できる液晶セルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、第１フィルム基材及び第２フィルム基材と、第１フィルム基材と第２フィルム基材との間に配置される第１電極及び第２電極であって、第１フィルム基材側に設けられる第１電極及び第２フィルム基材側に設けられる第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置される第１配向膜及び第２配向膜であって、第１電極側に設けられる第１配向膜及び第２電極側に設けられる第２配向膜と、第１配向膜と第２配向膜との間に配置される液晶層と、第２配向膜及び液晶層の少なくとも一部を貫通する複数のスペーサーと、を備え、複数のスペーサーの各々は、少なくとも第１配向膜と第２配向膜との間において、第２配向膜から第１配向膜に向かう方向へ徐々に太くなるテーパー形状を有する液晶セルに関する。
【００１３】
本態様によれば、第２配向膜から第１配向膜に向かう方向に関して各スペーサーが逆テーパー形状を有する。そのため、光が第２配向膜側から第１配向膜側に向かって進行する場合には、各スペーサーによる液晶層（液晶分子）の配列の阻害の程度及び光透過の阻害の程度を効果的に抑制することができる。
【００１４】
複数のスペーサーの各々は、第２配向膜と同じ部材によって被覆されてもよい。
【００１５】
本態様によれば、液晶層（液晶分子）の向きに関する各スペーサーからの影響を効果的に弱めることができる。
【００１６】
第１配向膜と第２配向膜との間において、第１配向膜、液晶層及び第２配向膜の積層方向に関して複数のスペーサーの各々と第２配向膜とによって挟まれるスペースには、第２配向膜と同じ部材が充填されてもよい。
【００１７】
本態様によれば、比較的厚みの大きい「第２配向膜と同じ部材」を各スペーサーと液晶層との間に配置することができ、液晶層（液晶分子）の向きに関する各スペーサーからの影響を効果的に弱めることができる。
【００１８】
複数のスペーサーの各々と第２配向膜とによって挟まれるスペースに充填されている第２配向膜と同じ部材の少なくとも一部は、積層方向と垂直を成す方向に３００ナノメートルよりも大きい幅を有していてもよい。本態様によれば、液晶層（液晶分子）の向きに関する各スペーサーからの影響を効果的に弱めることができる。
【００１９】
複数のスペーサーの各々のテーパー角度は、１００°以上１１０°未満であってもよい。
【００２０】
本態様によれば、液晶層（液晶分子）の向きに関する各スペーサーからの影響を特に効果的に弱めることができる。
【００２１】
第１フィルム基材及び第２フィルム基材は、樹脂によって構成されていてもよい。
【００２２】
本態様によれば、液晶セルを比較的簡単に湾曲させることができ、応用性に優れた液晶セルを提供できる。
【００２３】
液晶セルは、第１フィルム基材及び第２フィルム基材を挟み込むように設けられる第１偏光板及び第２偏光板であって、第１フィルム基材側に設けられる第１偏光板及び第２フィルム基材側に設けられる第２偏光板を更に備えてもよい。液晶セルにおける第１偏光板および第２偏光板は第１フィルム基材及び第２フィルム基材を挟み込むように設けられており、液晶層２９に応じて第１偏光板及び第２偏光板のうちの片方又は両方を設けなくてもよい。
【００２４】
複数のスペーサーの各々のビッカース硬度値をＸｓで表し、複数のスペーサーの各々の先端が当接する第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされてもよい。
【００２５】
複数のスペーサーの各々及び各スペーサーを被覆する第２配向膜と同じ部材のビッカース硬度値をＸｓで表し、複数のスペーサーの各々の先端を被覆する第２配向膜と同じ部材が当接する第１配向膜の部位のビッカース硬度値をＸｆで表した場合、１６．９≦Ｘｓ≦４０．２が満たされ、且つ、１１．８≦Ｘｆ≦３５．９が満たされてもよい。
【００２６】
本態様によれば、光の透過及び遮断を適切に調整できる液晶セルを提供できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、各スペーサーが「第２配向膜から第１配向膜に向かう方向へ徐々に太くなるテーパー形状」を有するため、各スペーサーによる光透過の阻害の程度及び液晶層（液晶分子）の配列の阻害の程度を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、調光システムの一例を示す概念図である。
【図２】図２は、調光セルで使われる液晶セルの断面例を示す図である。
【図３】図３は、各スペーサーのテーパー角度θを説明するための図である。
【図４】図４は、順テーパー形状のスペーサーと光との関係を説明するための図であり、単一のスペーサーの断面及び光が概念的に示されている。
【図５】図５は、逆テーパー形状のスペーサーと光との関係を説明するための図であり、単一のスペーサーの断面及び光が概念的に示されている。
【図６】図６は、順テーパー形状のスペーサーと液晶分子の配向性との関係を説明するための図であり、単一のスペーサーの断面、被覆部の断面及び液晶分子が概念的に示されている。
【図７】図７は、逆テーパー形状のスペーサーと液晶分子の配向性との関係を説明するための図であり、単一のスペーサーの断面、被覆部の断面及び液晶分子が概念的に示されている。
【図８】図８は、順テーパー形状のスペーサー及び液晶層を示す写真であり、第１透明電極と第２透明電極との間で電界を作用させた状態で撮影取得された写真である。
【図９】図９は、スペーサーの形成から液晶層の形成までの処理プロセスの概略を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、調光セルの製造工程の概略を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、スペーサー構造体に関する構成の確認に供した試験結果を示す図表である。
【図１２】図１２は、スペーサー構造体に関する構成の確認に供した試験結果を示す図表である。
【図１３】図１３は、スペーサー構造体の製造条件を示す図表である。
【図１４】図１４は、配向膜の製造条件を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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では、図示及び理解を容易にするために便宜的に、各要素の縮尺及び寸法比等が、実物の縮尺及び寸法比等から誇張及び変更されている。また本明細書において、「膜」、「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「膜」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。
【００３０】
図１は、調光システム５の一例を示す概念図である。
【００３１】
本例の調光セル１０は、後述のように液晶分子を含んだ液晶材料からなる液晶層を有し、光の遮断及び透過を切り換えたり光の透過度（透過率）を変えたりすることができる。調光セル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１０を適用できる。とりわけ、後述の柱状のスペーサーは、位置固定性能に優れており、振動等の外力によって位置が変動しにくい。したがって、後述の柱状スペーサーを有する調光セル１０は、振動等の外力が加えられる環境下でも好適に使用可能であり、例えば家に設置される窓（例えば天窓）等に対しても適用されうる。
【００３２】
調光セル１０は調光コントローラ１２に接続され、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が接続される。調光コントローラ１２は、調光セル１０の調光状態を制御し、調光セル１０による光の遮断及び透過を切り換えたり、調光セル１０における光の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１０の液晶層に印加する電界を調整して液晶層中の液晶分子の配向を変えることで、調光セル１０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。
【００３３】
調光コントローラ１２は、任意の手法に基づいて液晶層に印加する電界を調整できる。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、液晶層に印加する電界を調整し、調光セル１０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、液晶層に印加する電界を、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１０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。
【００３４】
図２は、調光セル１０で使われる液晶セル１１の断面例を示す図である。以下に詳述する本実施形態によれば、いわゆる逆テーパー形状のスペーサー３０を用いることで、スペーサー３０による液晶分子の配列の阻害及び光透過の阻害が抑制され、高品位の液晶セル１１を提供できる。なお、ここでいう「逆テーパー形状」及び「順テーパー形状」は、光の進行方向（図２の符号「Ｌ」参照）を基準としており、本実施形態では第２配向膜２８側から第１配向膜２７側へ向かう方向を基準としている。
【００３５】
本例の液晶セル１１は、一対の偏光板（第１偏光板２１及び第２偏光板２２）と、一対の偏光板間に配置される一対のフィルム基材（第１偏光板２１側に設けられる第１フィルム基材２３及び第２偏光板２２側に設けられる第２フィルム基材２４）と、一対のフィルム基材間に配置される一対の透明電極（第１フィルム基材２３側に設けられる第１透明電極２５及び第２フィルム基材２４側に設けられる第２透明電極２６）と、一対の透明電極間に配置される一対の配向膜（第１透明電極２５側に設けられる第１配向膜２７及び第２透明電極２６側に設けられる第２配向膜２８）と、一対の配向膜間に配置される液晶層２９とを備える。
【００３６】
このように液晶セル１１では、第１偏光板２１、第１フィルム基材２３、第１透明電極２５、第１配向膜２７、液晶層２９、第２配向膜２８、第２透明電極２６、第２フィルム基材２４及び第２偏光板２２が順次積層されている。これらの積層体の積層方向は、図面中で符号「Ｄ」によって表されている。
【００３７】
また、第２配向膜２８及び液晶層２９の少なくとも一部（本例では第２配向膜２８の全部及び液晶層２９の一部）を貫通する複数のスペーサー３０が設けられている。複数のスペーサー３０の各々は、図示の例では全体として円錐台形状を有し、少なくとも第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において（本例では第１配向膜２７と第２透明電極２６との間において）、第２配向膜２８から第１配向膜２７に向かう方向へ徐々に太くなるテーパー形状を有する。したがって、第２配向膜２８から第１配向膜２７に向かう方向を基準とした場合、或いは第２配向膜２８からスペーサー３０が突出する方向（すなわちスペーサー３０の頂部が向く方向）を基準とした場合、各スペーサー３０は逆テーパー形状を有する。そのため、各スペーサー３０の第１配向膜２７側の端面（平坦状の第１底部３１）の面積は、第２透明電極２６側の端面（平坦状の第２底部３２）の面積よりも大きく、第１底部３１の断面幅は第２底部３２の断面幅よりも大きい。また液晶層２９と第２配向膜２８との間の境界面Ｓｂ１が横切る各スペーサー３０の断面の面積及び断面幅は、第１底部３１の面積及び断面幅よりは小さく、第２底部３２の面積及び断面幅よりは大きい。
【００３８】
また複数のスペーサー３０の各々の頂部は、被覆部３４によって被覆されている。具体的には、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、各スペーサー３０の第１底部３１及び側面が被覆部３４によって覆われている。この被覆部３４は、第２配向膜２８と同じ部材によって構成され、典型的には、ラビング処理によって所望の配向性を簡単に付与可能な樹脂等の配向部材によって構成される。
【００３９】
第１偏光板２１及び第２偏光板２２は、上述のように第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４を挟み込むように設けられ、第１偏光板２１が第１フィルム基材２３側に設けられ、第２偏光板２２が第２フィルム基材２４側に設けられる。第１偏光板２１及び第２偏光板２２は、それぞれ固有の偏光軸及び吸収軸を有し、ある特定の方向に偏光した光のみを通過させる。例えば、第２偏光板２２から第１偏光板２１に向かう方向（図２の矢印「Ｌ」参照）に進行する光が液晶セル１１に入射する場合、当該光のうち第２偏光板２２の偏光軸と同じ方向に偏光した光のみが第２偏光板２２を通過して第２フィルム基材２４に進入し、また第１フィルム基材２３から第１偏光板２１に向かって進行する光のうち第１偏光板２１の偏光軸と同じ方向に偏光した光のみが第１偏光板２１を通過し外部に向かって進行する。第１偏光板２１及び第２偏光板２２の配置形態は特に限定されず、液晶層２９に含まれる液晶分子の配向状態と関連して第１偏光板２１及び第２偏光板２２の配置形態は決定される。代表的には、偏光軸が互いに直交するように第１偏光板２１及び第２偏光板２２が配置される「クロスニコル」と呼ばれる状態、或いは偏光軸が互いに平行になるように第１偏光板２１及び第２偏光板２２が配置される「パラレルニコル」と呼ばれる状態がある。
【００４０】
第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４を樹脂によって構成し、柔軟性に富んだフィルム状の第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４を使用することで、ガラス基材を用いる場合では難しかった「曲面への液晶セル１１の貼り合わせ」が容易になる。このように第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４のうちの少なくともいずれか一方は、全部又は一部が湾曲していてもよい。
【００４１】
第１透明電極２５及び第２透明電極２６は、調光コントローラ１２（図１参照）によって電圧が印加されることで、液晶層２９に所望の電界を印加する。第１透明電極２５及び第２透明電極２６を構成する部材や、第１透明電極２５及び第２透明電極２６の配置形態は特に限定されない。例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の可視光透過率及び導電性に優れた部材によって、第１透明電極２５及び第２透明電極２６を構成できる。
【００４２】
液晶層２９を構成する液晶部材は、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において複数のスペーサー３０間（より厳密には被覆部３４間）に充填される。第１配向膜２７及び第２配向膜２８は、液晶層２９に含まれる液晶分子群を所望方向に配向させるための部材である。第１配向膜２７及び第２配向膜２８による液晶層２９の配向方式は特に限定されず、例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式やＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式を採用することができる。
【００４３】
なお第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、液晶層２９の外側にはシール材（図示省略）が配置される。液晶層２９はそのシール材によって囲まれるスペースに封入され、また当該シール材を介して第１配向膜２７と第２配向膜２８とは相互に固定的に貼り合わされる。
【００４４】
複数のスペーサー３０の各々は、液晶層２９が全体として均一の厚みを有するように、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間の間隔を保持する役目を果たす。上述のように各スペーサー３０は、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、被覆部３４によって被覆される。そのため各スペーサー３０は、被覆部３４を介して第１配向膜２７を支持し、また被覆部３４を介して液晶層２９に隣接する。
【００４５】
なお図２に示す例では、第１配向膜２７と第２透明電極２６との間（とりわけ第１配向膜２７と第２配向膜２８との間）において、スペーサー３０及び被覆部３４の径（断面幅）が第２配向膜２８からの距離に応じてほぼ線形に変化し、スペーサー３０及び被覆部３４は、側面の角度がほぼ一定の円錐台形状を有するが、当該形状には限定されない。スペーサー３０及び被覆部３４は、第２透明電極２６や第２配向膜２８からの距離に応じて径が非線形に変化してもよく、例えば第２透明電極２６や第２配向膜２８からの距離に対して径が指数関数的に変わってもよいし、第２透明電極２６や第２配向膜２８からの距離の平方根に比例して径が変わってもよい。
【００４６】
なお各スペーサー３０及び各被覆部３４のテーパー角度は、本例では、１００°以上１１０°未満の範囲に設定されている。この範囲に各スペーサー３０及び各被覆部３４のテーパー角度を設定することで、とりわけ効果的に、各被覆部３４の周囲における液晶分子の配列の乱れを抑えることができる。なお、逆テーパー形状の各スペーサー３０において、テーパー角度が大き過ぎると、下底部（第２底部３２）が極端に小さくなり、基材（図２に示す例では第２フィルム基材２４に支持された第２透明電極２６）との接触面積が小さくなるため、各スペーサー３０の耐圧性能が低下する。各スペーサー３０が、１１０°未満のテーパー角度を有することで、「液晶分子の配列乱れの影響の抑制」と「耐圧性能」とをバランス良く高いレベルで両立することができる。
【００４７】
図３は、各スペーサー３０のテーパー角度θを説明するための図である。ここでいう各スペーサー３０のテーパー角度θは、各スペーサー３０の断面において、積層方向Ｄに関し、各スペーサー３０の両端部間（図３では、各スペーサー３０の最も上側の位置（第１底部３１）と最も下側の位置（第２底部３２）との間）の距離の３分の１（１／３）だけ、各スペーサー３０の最も下側の位置から離間した位置における各スペーサー３０の側部Ｌｐの接線Ｌｔが、積層方向Ｄへ延びるラインＶとの間で成す角度によって表される。すなわち、各スペーサー３０の側面のうち、積層方向Ｄに関する各スペーサー３０の全長の３分の１に相当する距離だけ第２底部３２から離間した箇所Ｌｐの接線Ｌｔと、積層方向Ｄへ延びるラインＶとの間で形成される角度によって、各スペーサー３０のテーパー角度θが表される。
【００４８】
なお各被覆部３４のテーパー角度も、上述の各スペーサー３０のテーパー角度と同様にして求められる。すなわち、各被覆部３４の側面のうち、積層方向Ｄに関する各被覆部３４の全長の３分の１に相当する距離だけ、第２配向膜２８側の底部から離間した箇所の接線と、積層方向Ｄへ延びるラインとの間で形成される角度によって、各被覆部３４のテーパー角度が表される。
【００４９】
次に、逆テーパー形状を有するスペーサー３０の、順テーパー形状のスペーサー３０と比較した有益な作用効果について説明する。
【００５０】
＜利点１＞
図４は、順テーパー形状のスペーサー３０と遮られる光成分１００との関係を説明するための図であり、単一のスペーサー３０の断面及び光成分１００が概念的に示されている。図５は、逆テーパー形状のスペーサー３０と遮られる光成分１００との関係を説明するための図であり、単一のスペーサー３０の断面及び光成分１００が概念的に示されている。
【００５１】
順テーパー形状のスペーサー３０に関する第１底部３１の断面幅（径）を符号「Ｕ１」で表すとともに第２底部３２の断面幅を符号「Ｂ１」で表し（図４参照）、逆テーパー形状のスペーサー３０に関する第１底部３１の断面幅を符号「Ｕ２」で表すとともに第２底部３２の断面幅を符号「Ｂ２」で表した場合（図５参照）、以下の関係式が成り立つ。
【００５２】
Ｕ１＜Ｂ１
Ｕ２＞Ｂ２
【００５３】
また「図４に示す順テーパー形状のスペーサー３０の第１底部３１の断面幅Ｕ１」と「図５に示す逆テーパー形状のスペーサー３０の第１底部３１の断面幅Ｕ２」とを同じ大きさに設定した場合、更に以下の関係式が成り立つ。
【００５４】
Ｕ１＝Ｕ２
Ｂ１＞Ｕ１＝Ｕ２＞Ｂ２
【００５５】
一方、第２配向膜２８（図２参照）から第１配向膜２７に向かって進行する光のうち、液晶層２９を通過する光成分１００は液晶層２９によって振動方向が制御されるが、スペーサー３０に入射する光成分１００は、スペーサー３０によって進行が遮られたり、振動方向が制御されずにスペーサー３０から出射する。したがってスペーサー３０を通過する光成分１００は本来的に好ましくない光成分１００となり、スペーサー３０を通過する光成分１００の量は可能な限り少ない方が好ましい。
【００５６】
スペーサー３０を通過する光成分１００の量は、光成分１００の進行方向Ｌと直交する方向に関するスペーサー３０の断面の最大面積に応じて変動する。例えば図４に示す順テーパー形状のスペーサー３０の場合、第２底部３２の面積に応じて「スペーサー３０を通過する光成分１００」の量が定まる。一方、図５に示す逆テーパー形状のスペーサー３０の場合、第１底部３１の面積に応じて「スペーサー３０を通過する光成分１００」の量が定まる。本例のようにスペーサー３０が円錐台形状を有し、且つ、順テーパー形状のスペーサー３０（図４参照）と逆テーパー形状のスペーサー３０（図５参照）との間で第１底部３１の大きさ（面積）が同じ場合、「Ｂ１＞Ｕ２」が成り立つ。この場合、順テーパー形状のスペーサー３０（図４参照）よりも逆テーパー形状のスペーサー３０（図５参照）の方が「スペーサー３０を通過する光成分１００」の量が少ないため、調光セル１０全体の光透過率を上げる観点からは好ましい。
【００５７】
＜利点２＞
図６は、順テーパー形状のスペーサー３０と液晶分子１１０の配向性との関係を説明するための図であり、単一のスペーサー３０の断面、被覆部３４の断面及び液晶分子１１０が概念的に示されている。図７は、逆テーパー形状のスペーサー３０と液晶分子１１０の配向性との関係を説明するための図であり、単一のスペーサー３０の断面、被覆部３４の断面及び液晶分子１１０が概念的に示されている。なお上述のように、各要素間のサイズ比は必ずしも上述の各図と一致しておらず、例えば図６及び図７に示される第２配向膜２８は図２に示される第２配向膜２８よりも厚みが薄く描かれている。実際の第２配向膜２８の厚みは特に限定されず、例えば１００ｎｍ（ナノメートル）程度にすることも可能である。
【００５８】
なお図６及び図７はＶＡ方式の液晶層２９（液晶分子１１０）を図示しており、第１透明電極２５と第２透明電極２６との間（図２参照）で電界が作用していない状態を示す。本例では、第１透明電極２５と第２透明電極２６との間で電界が作用しない場合、各液晶分子１１０は基本的に積層方向Ｄに沿って配列される（図６及び図７における符号「１１０ａ」参照）。一方、第１透明電極２５と第２透明電極２６との間で電界が作用する場合、各液晶分子１１０は基本的に積層方向Ｄと垂直を成す方向（図６及び図７における水平方向）に沿って配列される。また図６及び図７には、主としてスペーサー３０及び被覆部３４の側部近傍の液晶分子１１０のみが示されている。
【００５９】
一般に、「第２配向膜２８から突出して液晶層２９に囲まれるスペーサー３０の部分」が液晶分子１１０の配向に対して及ぼす影響は比較的大きい。とりわけスペーサー３０と液晶層２９との間に介在する被覆部３４の厚みが薄くなる程、スペーサー３０が液晶分子１１０の配向に対して及ぼす影響は大きくなる。したがって、例えばスペーサー３０が順テーパー形状を有し、且つ、スペーサー３０を覆う被覆部３４が比較的薄い場合、スペーサー３０の影響によって配向が乱される液晶分子（図６における符号「１１０ｂ」参照）の範囲は比較的広範囲に及ぶ。
【００６０】
一方、逆テーパー形状のスペーサー３０の場合（図７参照）、スペーサー３０の影響によって配向が乱される液晶分子１１０ｂの範囲を比較的狭くすることができる。例えば図７に示す例のように、逆テーパー形状のスペーサー３０を覆う被覆部３４が順テーパー形状を有する場合、スペーサー３０の側部と液晶分子１１０との間に配置される被覆部３４の厚みＷは、第２配向膜２８に近づくに従って大きくなる。被覆部３４の厚みＷが大きくなる程、液晶分子１１０に対してスペーサー３０が及ぼす影響は弱まる。特に、本実施形態のように被覆部３４を第２配向膜２８と同じ部材によって構成する場合には、被覆部３４の厚みＷが大きくなる程、第２配向膜２８からの突起部（スペーサー３０及び被覆部３４）の側部近傍の液晶分子１１０の乱れを抑えることができる。
【００６１】
第２配向膜２８の厚みａ（すなわち第２配向膜２８の積層方向Ｄに関する大きさ）が５０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲（すなわち「５０ｎｍ＜ａ＜１５０ｎｍ」）で使用される場合に、各スペーサー３０周りでは配向規制力が弱まる一方で、それ以外の箇所ではほぼ所望の配向規制力が得られることを、本件発明者は確認した。また第２配向膜２８の厚みａが３００ｎｍよりも大きい場合（すなわち「ａ＞３００ｎｍ」）には第２配向膜２８の配向能力が低下することを、本件発明者は確認した。したがってスペーサー３０の側部と液晶分子１１０との間に配置される被覆部３４の厚みＷが３００ｎｍよりも大きい範囲では、被覆部３４の配向能力が比較的小さく、配向不良領域による光透過率の低下が緩和される。すなわち、複数のスペーサー３０の各々と第２配向膜２８とによって挟まれるスペースに充填されている「第２配向膜と同じ部材の被覆部３４」の少なくとも一部は、積層方向Ｄと垂直を成す方向に３００ｎｍよりも大きい幅を有していることが好ましい。スペーサー３０の側部と液晶分子１１０との間に配置される被覆部３４の厚みＷが３００ｎｍよりも大きい範囲が広い程、より効果的に光透過率の低下を緩和できる。一例として、スペーサーのテーパー角度θを１０５°とし、第２配向膜２８の配向部材の塗布膜厚を１００ｎｍとし、各スペーサー３０の積層方向Ｄの長さ（高さ）を３．５μｍ（マイクロメートル）とした場合に、被覆部３４の裾野部分（第２配向膜２８側の端部）の厚みＷを最大で８００ｎｍ程度にすることができ、配向規制力が十分に弱められたことを、本件発明者は確認した。
【００６２】
また第１透明電極２５と第２透明電極２６との間で電界を作用させる場合には、とりわけ「突起部（スペーサー３０及び被覆部３４）の影響を受けて配向が定められる液晶分子１１０ｂ」と「突起部の影響を受けずに配向が定められる液晶分子１１０ａ」との境界部（図６及び図７の符号「Ｍ」で示される領域参照）において、液晶分子１１０の乱れが顕著になる。すなわち本実施形態における「突起部の影響を受けずに配向が定められる液晶分子１１０ａ」は、電界を作用させない場合には積層方向Ｄを向き、電界を作用させる場合には積層方向Ｄに対して垂直な方向を向く。一方、「突起部の影響を受けて配向が定められる液晶分子１１０ｂ」は、電界の作用の有無にかかわらず突起部の影響を受けるため、「突起部の影響を受けずに配向が定められる液晶分子１１０ａ」とは同じ挙動を示さない。そのため「突起部の影響を受けずに配向が定められる液晶分子１１０ａ」及び「突起部の影響を受けて配向が定められる液晶分子１１０ｂ」が混在する境界部Ｍでは、液晶分子１１０ａ及び液晶分子１１０ｂが相互に異なる方向を向き、また液晶分子１１０ａ及び液晶分子１１０ｂのうちの一方が他方の挙動を邪魔するため、液晶分子の向きが非常に不規則になる。
【００６３】
図８は、順テーパー形状のスペーサー３０、被覆部３４及び液晶層２９を示す写真であり、第１透明電極２５と第２透明電極２６との間で電界を作用させた状態で撮影取得された写真である。図８からも明らかなように、「突起部の影響を受けずに配向が定められる液晶分子１１０ａ」及び「突起部の影響を受けて配向が定められる液晶分子１１０ｂ」が混在する境界部Ｍの液晶分子（液晶層２９）は周辺部とは明確に異なる陰影部となる。この陰影部は、主として第２配向膜２８に対するラビング方向（配向方向）Ｐから外れた位置において形成され、ラビング方向（配向方向）Ｐに関する境界部Ｍは陰影部とはなりにくい。これは、「突起部からの作用によって液晶分子１１０ｂが向く方向」がラビング方向（配向方向）Ｐと一致する箇所では、「突起部の影響を受けずに配向が定められる液晶分子１１０ａ」及び「突起部の影響を受けて配向が定められる液晶分子１１０ｂ」の両者の向きが揃うため、結果的に液晶分子１１０ａ、１１０ｂが規則的に配置されるからである。
【００６４】
なお、図７に示す例では逆テーパー形状のスペーサー３０の頂部が「順テーパー形状の被覆部３４」によって被覆されているが、被覆部３４の側部が「逆テーパー形状」や「円筒形状」を有する場合にも、各スペーサー３０による光透過の阻害及び液晶分子の配列の阻害を抑制することができる。第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において、「第１配向膜２７、液晶層２９及び第２配向膜２８の積層方向Ｄに関して各スペーサー３０と第２配向膜２８とによって挟まれるスペースＳ（図７参照）」に、第２配向膜２８と同じ部材（図２に示す「被覆部３４」参照）が充填されている場合には、スペーサー３０の側部と液晶層２９との間に介在する被覆部３４の厚みＷを大きくすることができるため、各スペーサー３０による光透過の阻害及び液晶分子の配列の阻害を抑制できる。なお「積層方向Ｄに関して各スペーサー３０と第２配向膜２８とによって挟まれるスペースＳ（図７参照）」の全部が第２配向膜２８と同じ部材で満たされている必要は必ずしもなく、当該スペースＳの一部のみが第２配向膜２８と同じ部材で満たされていてもよく、例えば被覆部３４は逆テーパー形状を有していてもよい。
【００６５】
＜液晶セル１１の製造方法＞
本実施形態に係る液晶セル１１を製造する方法は特に限定されず、任意の貼り合わせ技術やフォトリソグラフィ技術等を使って液晶セル１１を製造することができる。特に逆テーパー形状の柱状のスペーサー３０は、フォトリソグラフィ技術によって好適に製造可能である。フォトリソグラフィ技術に基づいて各スペーサー３０を形成する場合、各スペーサー３０の配置に応じて定められるパターンが形成されたマスクを使用して、レジストに対する光照射（露光工程）が行われる。この場合、典型的には、洗浄、レジスト塗布、減圧乾燥、プリベーク、露光、現像及びポストベークの一連の処理を行うことによって、柱状のスペーサー３０を所望位置に形成することができる。これらの一連の処理において、例えば露光ギャップを調整したり（例えば露光ギャップを通常よりも低減したり）、プリベーク温度を調整したり（例えばプリベーク温度を通常よりも低減したり）、現像時間を調整したり（例えば現像時間を通常よりも長くしたり）、これらの複数の要素を複合的に調整したりすることによって、逆テーパー形状の柱状のスペーサー３０を形成できる。
【００６６】
例えば、スペーサー３０を構成する感光性樹脂（光硬化性樹脂）を第２透明電極２６上にコートし、フォトリソグラフィ技術によって当該感光性樹脂からテーパー形状のスペーサー３０を形成し、その後、第２透明電極２６上に第２配向膜２８を形成し、当該第２配向膜２８に対してラビング処理を施して配向規制力を付与することができる。この場合、スペーサー３０が形成された状態で第２配向膜２８の形成処理が行われるため、第２配向膜２８と同じ部材が各スペーサー３０を被覆して被覆部３４を構成する。また第２配向膜２８に対する配向付与処理は、スペーサー３０の頂部及び被覆部３４が第２配向膜２８から突出した状態で行われる。
【００６７】
図９は、スペーサー３０の形成から液晶層２９の形成までの処理プロセスの概略を示すフローチャートである。
【００６８】
まず、フォトリソグラフィ技術等を利用し、第２透明電極２６上に複数の逆テーパー形状のスペーサー３０が設けられる（図９のＳ１１）。
【００６９】
そして、これらの複数のスペーサー３０及び当該複数のスペーサー３０が形成される第２透明電極２６の面上に、第２配向膜２８を構成する部材（配向部材）が付与される。これにより、第２透明電極２６上に第２配向膜２８が層状に形成され、また各スペーサー３０の頂部が層状の配向部材によって覆われて被覆部３４が形成される（Ｓ１２）。なお第２配向膜２８及び被覆部３４を構成する配向部材の付与は、任意の手法によって実施可能であり、均一な膜厚を実現可能な塗布技術が好適に用いられる。
【００７０】
そして、第２配向膜２８に対して配向性を付与するラビング処理が行われる（Ｓ１３）。本実施形態では、ラビング材（図示省略）を第２配向膜２８及び被覆部３４上で摺動させることで、所望の配向性が第２配向膜２８に付与されるが、他の手法（光配向処理等）によって所望の配向性が第２配向膜２８に付与されてもよい。
【００７１】
その後、第２配向膜２８上における複数のスペーサー３０間（厳密には被覆部３４間）に液晶材料が付与されて、液晶層２９が第２配向膜２８上に形成される（Ｓ１４）。なお、液晶材料の付与手法は特に限定されない。典型的には、第１配向膜２７と第２配向膜２８とを相互に重ね合わせた後に第１配向膜２７と第２配向膜２８との間のスペースを真空状態として、真空引きにより当該真空スペースに液晶材料を充填することで液晶層２９を形成できる。また別の手法としてＯＤＦ（Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌｉｎｇ）と呼ばれる手法を好適に利用可能であり、例えば第２配向膜２８上に液晶層２９を付与（滴下）した後に第１配向膜２７と第２配向膜２８とを相互に重ね合わせることで、液晶層２９が形成されてもよい。
【００７２】
次に、比較例及び実施例について説明する。
【００７３】
＜比較例１＞
本例の調光セル１０は、図２に示すような構成を有する液晶セル１１を含み、液晶の配向性を利用して透過光を制御する。すなわち本例の液晶セル１１では、第１偏光板２１、第１フィルム基材２３、第１透明電極２５、第１配向膜２７、液晶層２９、第２配向膜２８、第２透明電極２６、第２フィルム基材２４及び第２偏光板２２が順次積層されている。
【００７４】
具体的には、液晶配向層用フィルム（第１配向膜２７及び第２配向膜２８）により液晶層２９を挟み込み、これらの第１配向膜２７、液晶層２９及び第２配向膜２８を直線偏光板（第１偏光板２１及び第２偏光板２２）によって挟み込むことで、本例の液晶セル１１（調光セル１０）を作製した。
【００７５】
本例の第１配向膜２７及び第２配向膜２８によって液晶層２９に付与される配向性（駆動方式）として、ＶＡ方式が採用された。したがって第１透明電極２５と第２透明電極２６との間に電界が作用しない状態では、液晶層２９の液晶分子が第１配向膜２７及び第２配向膜２８に対して垂直な方向に並ぶ。また第１透明電極２５と第２透明電極２６との間に電界を作用させると、液晶層２９の液晶分子が第１配向膜２７及び第２配向膜２８に対して平行な方向に並ぶ。
【００７６】
第１配向膜２７と第２配向膜２８との間には、液晶層２９の厚みを一定に保持するための複数のスペーサー３０を設けた。本例のスペーサー３０は順テーパー形状を有し（図４及び図６参照）、第２配向膜２８を貫通するとともに、液晶層２９の一部を貫通するように配置されている。各スペーサー３０の第１配向膜２７と第２配向膜２８との間における頂部は、順テーパー形状の被覆部３４により覆われていた。
【００７７】
液晶配向層用フィルムは、フィルム材（基材）に対して電極（第１透明電極２５及び第２透明電極２６）及び配向層（第１配向膜２７及び第２配向膜２８）を順次作製することで形成した。第１偏光板２１及び第２偏光板２２は、偏光軸が互いに直交するクロスニコルの状態に置かれた。本例では、第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４としてポリカーボネート製のフィルム材を用いた。
【００７８】
なお第１配向膜２７及び第２配向膜２８にはラビング処理により配向性を付与した。特に第２配向膜２８に対するラビング処理は、各スペーサー３０の頂部及び被覆部３４が第２配向膜２８から突出した状態で、ラビング材を第２配向膜２８及び被覆部３４の表面上で摺動させることで行った。
【００７９】
上述の構成を有する本例の液晶セル１１を観察したところ、後述の実施例１に係る調光セル１０（液晶セル１１）に比べ、各スペーサー３０（被覆部３４）の周囲における液晶層２９（液晶分子）は比較的大きなディスクリネーション形状を呈した。また各スペーサー３０近傍における光の透過率は比較的低く、後述の実施例１に係る調光セル１０（液晶セル１１）よりも０．２％低かった。
【００８０】
＜実施例１＞  
本例の液晶セル１１で用いられる各スペーサー３０は逆テーパー形状を有し（図５及び図７参照）、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間において各スペーサー３０の頂部は順テーパー形状の被覆部３４により覆われていた。
【００８１】
本例の液晶セル１１の他の構成は、上述の比較例１と同じである。
【００８２】
上述の構成を有する本例の液晶セル１１を観察したところ、上述の比較例１に係る調光セル１０（液晶セル１１）に比べ、各スペーサー３０（被覆部３４）の周囲における液晶層２９（液晶分子）が呈するディスクリネーション形状の範囲は比較的小さかった。また各スペーサー３０近傍における光の透過率は比較的高く、上述の比較例１に係る調光セル１０（液晶セル１１）よりも０．２％高かった。
【００８３】
上述の比較例１及び実施例１の観察結果からも、第１配向膜２７と第２配向膜２８との間におけるスペーサー３０の形状を逆テーパー形状とすることで、各スペーサー３０による光透過の阻害及び液晶分子の配列の阻害を効果的に抑制できることが確認された。
【００８４】
＜スペーサー構造体の詳細構成＞
以下、「スペーサー構造体の硬度」と「スペーサー構造体の先端が当接する部位の硬度」との好ましい関係例について説明する。なお以下の説明において「スペーサー構造体」は、第１配向膜２７及び第２配向膜２８の間隔（セルギャップ）を保持するように第１配向膜２７及び第２配向膜２８を支持する単一又は複数の部材を指す。例えば図２に示す例では、実質的にスペーサー３０及び被覆部３４の組み合わせによってスペーサー構造体が構成されている。
【００８５】
以下で説明する実施形態では、図１０に示す調光セル１０の製造工程によりフォトレジストを使用して円柱形状又は円錐台形状によりスペーサー３０が形成される。すなわち調光セル１０の製造工程では、第１の積層体の製造（図１０の符号「ＳＰ１」参照）、第２の積層体の製造（図１０の符号「ＳＰ２」参照）、液晶セル１１の製造（図１０の符号「ＳＰ３」参照）、及びこれらの部材の積層（図１０の符号「ＳＰ４」参照）が順次行われる。なお第１の積層体の製造工程ＳＰ１には、電極（すなわち「第２透明電極２６」）の製造工程ＳＰ１−１、スペーサー３０の製造工程ＳＰ１−２及び配向層（すなわち「第２配向膜２８」）の製造工程ＳＰ１−３が含まれる。また図示は省略したが、第２の積層体の製造工程ＳＰ２には、電極（すなわち「第１透明電極２５」）の製造工程及び配向層（すなわち「第１配向膜２７」）の製造工程が含まれる。このようにしてスペーサー構造体を製造して、この実施形態では、各スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり（すなわち「１６．９≦Ｘｓ≦４０．２」が満たされ）、スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下であるように設定され（すなわち「１１．８≦Ｘｆ≦３５．９」が満たされ）、これによりスペーサー構造体に関する信頼性が従来に比して一段と向上する。なお、ビッカース硬度の値は、以下の実施例に記載の条件における測定値である。
【００８６】
例えば、被覆部３４が設けられず主としてスペーサー３０のみによってセルギャップが保持されている場合（すなわちスペーサー構造体がスペーサー３０を含むが被覆部３４を含まない場合）には、複数のスペーサー３０の各々のビッカース硬度値によって上記のＸｓが表され、複数のスペーサー３０の各々の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値によって上記のＸｆが表される。一方、図２に示すように被覆部３４が設けられて主としてスペーサー３０及び被覆部３４の組み合わせによってセルギャップが保持されている場合（すなわちスペーサー構造体がスペーサー３０及び被覆部３４を含む場合）には、複数のスペーサー３０の各々及び被覆部３４のビッカース硬度値によって上記のＸｓが表され、複数のスペーサー３０の各々の先端を被覆する被覆部３４が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値によって上記のＸｆが表される。ここで言う「複数のスペーサー３０の各々及び被覆部３４のビッカース硬度値」は、各スペーサー３０が被覆部３４によって被覆された状態で計測されるビッカース硬度値を意味する。
【００８７】
スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７の部位のビッカース硬度値Ｘｆが１１．８未満の場合、使用中の押圧力により、スペーサー構造体の先端が対向する面に貫入し、その結果、セルギャップが不均一化したり、局所的な配向不良が発生したりする。またこの場合、スペーサー構造体の組み立て時の接触等により第１フィルム基材２３にキズが発生したり、全体を屈曲した際にクラックが生じたりする。
【００８８】
またスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９未満の場合には、外圧によりスペーサー構造体が潰れてセルギャップが低減し、所望のセルギャップを得られなくなる。またスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが４０．２を超える場合、又はスペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが３５．９を超える場合にあっても、セルギャップが低減したり、キズやクラックが発生したりする場合がある。
【００８９】
しかしながらスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９以上４０．２以下であり、スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８以上３５．９以下であるように設定すれば、これらの問題を一挙に解決してスペーサー構造体に関する信頼性を従来に比して一段と向上することができる。
【００９０】
〔試験結果〕
図１１及び図１２は、このスペーサー構造体に関する構成の確認に供した試験結果を示す図表である。図１１及び図１２における実施例は、スペーサー構造体（スペーサー３０及び被覆部３４）及びこのスペーサー構造体が当接する配向層に関する構成が異なる点を除いて、同一に構成される。より具体的には、これらの実施例の調光セル１０は、下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）側にのみスペーサー構造体を設けるようにし、このスペーサー構造体に係る製造条件を調整することにより、スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓを変化させた。また第１配向膜２７を製造する際の条件を調整することにより、スペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆを変化させた。
【００９１】
すなわちスペーサー構造体に関しては、スペーサー３０に係る塗工液を塗工した後、乾燥させ、その後、露光装置を使用したマスク露光により、スペーサー３０を製造する部位を選択的に露光する。なおこれはネガ型のフォトレジストの場合であり、ポジ型のフォトレジストではこれとは逆にスペーサー構造体を配設する部位を除く部位が選択的に露光処理される。その後、スペーサー３０は、現像処理により未露光の部位又は露光処理した部位が選択的に除去されてリンス等の処理が実行され、必要に応じて乾燥等の処理が実行される。
【００９２】
この露光処理では、事前に加熱していわゆるハーフキュアーの状態のフォトレジストに対して露光処理を行ったり、加熱した環境下で露光処理を行ったりする場合がある。また現像処理において、リンス等の処理を実行した後、加熱処理を行って反応を促進する場合がある。スペーサー構造体の硬度値Ｘｓは、スペーサー構造体に係るフォトレジストの材料の選定、露光工程及びオーブンでの焼成における加熱の温度及び時間の設定、現像工程における加熱の温度及び時間の設定、露光光量及び露光時間、及びマスクキャップの設定に応じて決めることができる。
【００９３】
この実施形態では、露光工程及び現像工程における加熱の温度及び時間を調整することにより、スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓがそれぞれ１４．８、１６．９、２２．２、４０．２、或いは５１．４である下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を製造した（図１３）。なおこの硬度は、スペーサー構造体の作製条件をそれぞれ調整して下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を製造し、この下側積層体（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を使って調光セル１０を一旦製造した後、分解して計測した計測値である。またこの計測値は、各調光セル１０で１２点を計測し、最大値及び最小値を除いて残る１０点の平均値による計測結果である。
【００９４】
なおスペーサー構造体は、直径９μｍ、高さ６μｍの円柱形状により製造した。また第２フィルム基材２４の面内方向で直交する２方向に１１０μｍピッチにより規則的にスペーサー構造体を配置した。従って第２フィルム基材２４上においてスペーサー構造体の占める割合（占有率）は、０．５％（＝（（９／２）２×３）／（１１０）２）である。
【００９５】
なおスペーサー構造体の占有率を大きくすると、スペーサー構造体１個当たりに印加される応力が小さくなることにより、スペーサー構造体が潰れたり、先端が貫入したりする現象を軽減できるものの、透過率が劣化したり、遮光率が劣化したりする。しかしながらスペーサー構造体の占有率が小さい場合には、透過率及び遮光率等の光学特性を確保することができるものの、スペーサー構造体が潰れたり、先端が貫入したりする現象を避け得なくなる。これによりスペーサー構造体の占有率は、０．５％以上、１０％以下であることが望ましい。
【００９６】
これに対してこのスペーサー構造体が当接する面である第１配向膜２７は、塗工液を塗工して乾燥及び熱硬化することにより製造され、この熱硬化の条件（加熱温度及び加熱時間）等を調整することによりビッカース硬度値Ｘｆを所望値に設定した。これにより実施例では、ビッカース硬度値Ｘｆが１０．２、１１．８、２４．８、３５．９、或いは３８．５である第１配向膜２７を製造した（図１４）。なおこの硬度値Ｘｆは、第１配向膜２７の作製条件をそれぞれ調整してスペーサー構造体が当接する面である第１配向膜２７について硬さの異なる第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）を製造し、この第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）を使って調光セル１０を一旦製造した後、分解して計測した計測値である。またこの計測値は、１２点で計測を行い、最大値及び最小値を除いて残る１０点の平均値による計測結果である。
【００９７】
なおビッカース硬度値Ｘｓ、Ｘｆは、ヘルムートフィッシャー社製ＰＩＣＯＤＥＮＴＯＲ  ＨＭ５００を使用して計測した。計測は、押し込み速度３００ｍＮ／２０ｓｅｃ、リリース速度３００ｍＮ／２０ｓｅｃ、クリープ時間５秒により、最大荷重を１００ｍＮの測定条件とした。
【００９８】
図１１及び図１２の各実施例では、このようにして製造した第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）及び第２電極配向層（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）により調光セル１０を製造して試験した。図１１及び図１２の試験では、定盤による硬度の高い平滑面に調光セル１０を載置した状態で、０．８ＭＰａに相当する加重を印加した後、セルギャップを計測してセルギャップの減少を判断した。なお加重の時間は２４時間である。またこのように加重した後、第１配向膜２７を含む上側積層体及び第２配向膜２８を含む下側積層体を剥離してスペーサー構造体を顕微鏡により観察して、スペーサー構造体の潰れ（以下、「スペーサー潰れ」とも称する）を観察してセルギャップの減少を観察し、またスペーサー構造体が当接する部位を顕微鏡により観察してスペーサー構造体先端の貫入（フィルム貫入）の状態を観察した。
【００９９】
ここでこの顕微鏡による観察ではＳＥＭ等の手法を用いて正面視、斜視、及び断面を観察し、目視でスペーサー構造体の変形の有無を確認し、スペーサー構造体の変形が確認された場合にはその状況に応じて「セルギャップ減少、スペーサー潰れ」の有無を○△判定した。従って図１１及び図１２において「○」は、対応する項目に係る異常が見られない場合を示し、「△」は対応する項目に係る異常が見られる場合を示す。
【０１００】
また同様にスペーサー構造体が当接する部位をＳＥＭ等の手法を用いて斜視して、窪み（凹部）が確認された場合には「フィルム貫入」を「△」判定とし、凹部が認められない場合には「フィルム貫入」を「○」判定とした。
【０１０１】
また第１電極配向層（第１透明電極２５及び第１配向膜２７参照）及び第２電極配向層（第２透明電極２６及び第２配向膜２８参照）を積層して０．１ＭＰａに相当する加重を印加した状態で、第１電極配向層及び第２電極配向層の相対位置を０．１ｃｍ／ｓｅｃにより変位させ、目視により傷の発生を確認した。ここで複数サンプルの半数以上で傷の発生が確認された場合には図１１及び図１２の「キズ」の項目を「△」により示し、これとは逆に、複数サンプルの半数以上で傷の発生が確認されない場合には「キズ」の項目を「○」により示す。
【０１０２】
また調光セル１０の状態で、ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−１の曲げ試験の規定に従って、直径２ｍｍの円柱マンドレルに当該調光セルを巻き付けて、基材（第１フィルム基材２３及び第２フィルム基材２４）におけるクラックの発生の有無を確認した。この試験で、複数サンプルの半数以上で基材にクラックの発生が確認された場合には図１１及び図１２の「クラック」の項目を「△」により示し、これとは逆に、複数サンプルの半数以上で基材にクラックの発生が確認されない場合には「クラック」の項目を「○」により示す。
【０１０３】
この図１１及び図１２の計測結果から明らかなように、スペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが１６．９未満である場合（実施例１９及び２１）、セルギャップの減少が観察され、また実施例１９では、フィルムへのスペーサー構造体先端の貫入、キズ及びクラックが観察された。またスペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７のビッカース硬度値Ｘｆが、１１．８未満である場合（実施例９及び１１）、キズ及びクラックが観察され、また実施例１１では、フィルムへのスペーサー構造体先端の貫入が観察された。
【０１０４】
またスペーサー構造体のビッカース硬度値Ｘｓが４０．２を超える場合（実施例２０及び２２）、実施例２０では、セルギャップの減少及びフィルムへのスペーサー構造体先端の貫入が観察され、実施例２２ではキズが観察された。またスペーサー構造体の先端が当接する第１配向膜２７の部位のビッカース硬度値Ｘｆが３５．９を超える場合（実施例１０及び１２）、セルギャップの減少及びキズが観察され、さらに実施例１２では、クラックが観察された。
【０１０５】
しかしながら実施例２〜８及び１３〜１８では、これらの現象（図１１及び図１２に示す「セルギャップ減少」、「フィルム貫入」、「キズ」及び「クラック」）が観察されることが無く、これにより充分にスペーサー構造体に関して信頼性を確保できることが確認された。
【０１０６】
本発明は上述の個々の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、上述の実施形態及び変形例の一部又は全部が組み合わされてもよいし、上述の実施形態及び変形例に対して種々の変形が加えられてもよい。また、本発明の効果も上述の内容に限定されない。このように特許請求の範囲において特定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
５  調光システム
１０  調光セル
１１  液晶セル
１２  調光コントローラ
１４  センサ装置
１６  ユーザ操作部
２１  第１偏光板
２２  第２偏光板
２３  第１フィルム基材
２４  第２フィルム基材
２５  第１透明電極
２６  第２透明電極
２７  第１配向膜
２８  第２配向膜
２９  液晶層
３０  スペーサー
３１  第１底部
３２  第２底部
３４  被覆部
４０  ラビング材
１００  光成分
１１０  液晶分子
【図１】
2018049232.tif 000003
【図２】
2018049232.tif 000004
【図３】
2018049232.tif 000005
【図４】
2018049232.tif 000006
【図５】
2018049232.tif 000007
【図６】
2018049232.tif 000008
【図７】
2018049232.tif 000009
【図８】
2018049232.tif 000010
【図９】
2018049232.tif 000011
【図１０】
2018049232.tif 000012
【図１１】
2018049232.tif 000013
【図１２】
2018049232.tif 000014
【図１３】
2018049232.tif 000015
【図１４】
2018049232.tif 000016