(57)【要約】電圧非印加時は光の透過率が小さくかつ散乱が少なく、一方、電圧印加時は光の透過率が大きくかつ散乱が少ない調光素子を得る。  本発明の調光素子は、二色性色素と液晶と重合体とを含む液晶／重合体複合体を有する調光素子であって、電圧非印加時の光の透過率が４０％以下かつ散乱透過率が３０％以下であり、電圧印加時の光の透過率が４５％以上であり、かつ散乱透過率が２０％以下である。
2004005426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な一対の電極付き基板間に、二色性色素と液晶と重合体とを含む液晶／重合体複合体が挟持され、電極間に電圧非印加時の光の透過率が４０％以下かつ散乱透過率（Ｔｄ）が３０％以下であり、電圧印加時の光の透過率が４５％以上かつ散乱透過率（Ｔｄ）が２０％以下であり、かつ電圧印加時と電圧非印加時とのコントラストが１．２以上であることを特徴とする調光素子。
【請求項２】
液晶の誘電率異方性が、１以上である請求項１に記載の調光素子。
【請求項３】
液晶の屈折率異方性が、０．２以下である請求項１または２に記載の調光素子。
【請求項４】
重合体が、メソゲン構造を有する重合体である請求項１〜３のいずれかに記載の調光素子。
【請求項５】
液晶／重合体の複合体が、カイラル剤を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の調光素子。
【請求項６】
少なくとも一方が透明な一対の電極付き基板間に、二色性色素と液晶と重合性化合物とを含む混合物を挟持し、該混合物が液晶相を示す温度で上記重合性化合物を重合させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の調光素子の製造方法。
【請求項７】
重合性化合物が、重合性官能基とメソゲン構造とを有する化合物である請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
混合物に重合開始剤を含む請求項６または７に記載の製造方法。
【請求項９】
少なくとも一方が透明な基板である一対の電極付き基板間に、二色性色素と液晶と重合性化合物とを含む液晶混合物を挟持し、該液晶混合物が液晶相を示す温度で電極間に電圧を印加しながら該重合性化合物を重合させて、電圧非印加時の光の透過率が４０％以下かつ散乱透過率（Ｔｄ）が３０％以下であり、電圧印加時の光の透過率が４５％以上かつ散乱透過率（Ｔｄ）が２０％以下であり、電圧印加時と電圧非印加時とのコントラストが１．２以上であることを特徴とする調光素子の製造方法。
【請求項１０】
重合性化合物の重合時に電極間に印加する電圧が０．５〜３００Ｖである請求項９に記載の調光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、電圧の変化により、光の透過、吸収を制御できる調光素子に関する。
【背景技術】  ガラスにおける光の透過率を任意に制御したいという要求が高まっている。特に、建築用または自動車用などのガラスにおいては、快適性や省エネルギーの観点から窓から室内への光の流入を制御できるガラスは有用であり、またプライバシー保護の観点から透視性が制御可能なガラスが有用である。
従来、アクティブな調光素子としては、エレクトロクロミック素子（以下、ＥＣ素子という。）が注目されていた。しかし、ＥＣ素子は、酸化還元反応により光の透過率を制御するため、応答速度が遅いという問題があった。
そこでＥＣ素子に代わる素子として、電圧駆動型の液晶調光素子が注目されている。液晶調光素子としては、次の原理に基づく動作が知られている。すなわち、電圧非印加時では、光が液晶分子に反射して散乱し、乳白色に見える。一方、電圧印加時では、液晶が外部電界の方向に配向する。このとき液晶の常光屈折率（Ｎｏ）と重合体の屈折率（Ｎｐ）が一致することにより光の散乱が少なくなるため、素子が透明に見える。該液晶調光素子は、電圧非印加時に光が散乱するので、故障時などの電圧を印加できないときには、素子は散乱が強く不透明になる（例えば、特許第３１３４５２２号公報参照。）。したがって、自動車用の調光素子として用いる場合などでは、故障時に、車内からの良好な視界を確保できない問題があった。
【発明の開示】
本発明は、前述の問題点を解決しようとするものであり、電圧非印加時は光の透過率が小さくかつ散乱が少なく、一方、電圧印加時は光の透過率が大きくかつ散乱が少ない、調光素子を得ることを目的とする。
本発明は、少なくとも一方が透明な一対の電極付き基板間に、二色性色素と液晶と重合体とを含む液晶／重合体複合体が挟持され、電極間に電圧非印加時の光の透過率が４０％以下かつ散乱透過率（Ｔｄ）が３０％以下であり、電圧印加時の光の透過率が４５％以上かつ散乱透過率（Ｔｄ）が２０％以下であり、電圧印加時と電圧非印加時とのコントラストが１．２以上であることを特徴とする調光素子を提供する。
本発明は、少なくとも一方が透明な一対の電極付き基板間に、二色性色素と液晶と重合性化合物とを含む混合物を挟持し、該混合物が液晶相を示す温度で重合性化合物を重合させることを特徴とする調光素子の製造方法を提供する。
本発明は、少なくとも一方が透明な基板である一対の電極付き基板間に、二色性色素と液晶と重合性化合物とを含む液晶混合物を挟持し、該液晶混合物が液晶相を示す温度で電極間に電圧を印加しながら該重合性化合物を重合させて、電圧非印加時の光の透過率が４０％以下かつ散乱透過率（Ｔｄ）が３０％以下であり、電圧印加時の光の透過率が４５％以上かつ散乱透過率（Ｔｄ）が２０％以下であり、かつ電圧印加時と電圧非印加時とのコントラストが１．２以上であることを特徴とする調光素子の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】図１：本発明の調光素子の一例の模式的断面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ：ガラス基板
２Ａ、２Ｂ：電極膜
３Ａ、３Ｂ：配向膜
４：液晶／重合体複合体
５：シール剤
６Ａ、６Ｂ：電極端子
＜発明を実施するための形態＞
本発明における液晶／重合体複合体とは、二色性色素と液晶と重合体とを含む複合体である。該複合体は、二色性色素と液晶と重合性化合物とを含む混合物（以下、混合物ともいう。）において、液晶相を示す温度で重合性化合物を重合させて形成されたものである。
本発明の調光素子は、二色性色素と液晶と重合体との複合体を有する素子である。
二色性色素とは、分子の長軸方向と短軸方向とで光吸収性に大きな差がある色素である。本発明の調光素子においては、電圧非印加時に基板に対して水平配向とすることにより二色性色素の吸光が大きくなり、光の透過率が小さくなる。また電圧を加えることにより液晶の配向状態が垂直配向へ変化しそれに添って二色性色素が垂直配向するため、二色性色素の吸光が小さくなり、素子の透過率が大きくなる。
本発明における二色性色素としては、特に限定されず種々の二色性色素が使用できるが、耐光性、耐久性のある二色性色素、すなわちアントラキノン系化合物、アゾ系化合物などが好ましく用いられる。本発明における二色性色素の含有量は、液晶と重合体の合計量に対して０．１〜１２％（質量基準である。質量の割合を表す％については以下同じ。）が好ましく、０．５〜１０％がより好ましい。また、本発明における二色性色素は、１種の二色性色素を用いてもよく、２種以上の二色性色素を用いてもよい。
本発明における液晶は、１種または２種以上の液晶化合物からなる組成物である。該液晶化合物は、誘電率異方性（Δε）（Δε＝（ε‖）−（ε⊥）、但し、ε‖：分子軸（長軸）方向の誘電率、ε⊥：分子軸に垂直方向の誘電率である。）が負の化合物、正の化合物または誘電率異方性がない化合物でもよい。なかでも、本発明における液晶全体としては、誘電率異方性が正であることが好ましい。液晶の誘電率異方性が正であると、液晶が水平配向をしている調光素子において、電圧印加時には液晶と二色性色素が共に垂直配向するため光の透過率は大きくなる。また、本発明における液晶の誘電率異方性は１以上が好ましく、２〜５０が特に好ましい。誘電率異方性が１以上であると、低い電圧で調光素子を駆動できるため好ましい。
液晶化合物としては、特に限定されないが、誘電率異方性が正の液晶化合物とするためには、主鎖に対してシアノ基、フッ素原子などの極性基が分子長軸方向に結合した化合物が好ましい。
また、本発明における液晶の屈折率異方性（Δｎ）（Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ、但し、ｎｅ：異常光屈折率、ｎｏ：常光屈折率である。）は、０．２以下が好ましく、０．１５以下がより好ましい。屈折率異方性が０．２以下であると電圧印加時に、調光素子の光の散乱が少なくなるため好ましい。屈折率異方性を小さくするには、飽和炭素環を有する液晶化合物を少なくとも１種含む液晶を用いるのが好ましい。飽和炭素環とは、炭素原子と水素原子とからなる飽和の環状化合物であり、シクロヘキサン環が好ましい。
本発明における液晶の量は、液晶と重合性化合物の合計量に対して５０〜９８％であるのが好ましく、５５〜９５％がより好ましい。５０％以上であると、調光素子を低い電圧で駆動できるため好ましい。９８％以下であると、電圧印加、非印加の繰り返しに対する耐久性や、機械的な外力に対する耐久性が高くなり、さらに高温での信頼性が高くなるため好ましい。
本発明における液晶は、カイラル剤を含むことによりカイラルネマチック液晶とすることが好ましい。本発明におけるカイラル剤としては、既知のものを使用できる。カイラル剤の量は、液晶とカイラル剤の合計量に対して０．１〜３０％であるのが好ましく、０．５〜２０％がより好ましい。０．１％以上であるとカイラル剤のヘリカルピッチを小さくでき、二色性色素の向きを回転させて効率的に利用することができるため好ましい。また３０％以下であると、液晶温度範囲への影響を少なくできるため好ましい。本発明におけるカイラル剤は、１種のカイラル剤を用いてもよく、２種以上のカイラル剤を用いてもよい。
本発明における重合体とは、重合性官能基を有する化合物すなわち重合性化合物の重合性官能基の一部または全部が反応することにより該重合性化合物が２個以上、好ましくは５以上重合したものをいう。また、本発明における液晶／重合体複合体には、未反応の重合性化合物が含まれていてもよい。
本発明における重合体は、重合性化合物を重合させたものが好ましい。重合性官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基、エポキシ基などが挙げられ、反応性が高いことから、アクリロイル基、メタクリロイル基が好ましい。
重合性化合物は、メソゲン構造を有する化合物であるとより好ましい。メソゲン構造を有すると、液晶と重合性化合物との相溶性が高くなり、混合物の液晶温度範囲が広くなるため好ましい。メソゲン構造としては、２価の環基を２個以上有する構造が好ましい。より好ましくは、２〜５個有する構造である。該環基は、それぞれ直接結合していてもよく、−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−などの基を介して結合していてもよい。２価の環基としては、１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、が好ましい。該環基の水素原子は、炭素数１または２のアルキル基、炭素数１または２のアルコキシ基、シアノ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。また、メソゲン構造としては、式（１）、（２）で表される構造が好ましい。
2004005426.tif 000003
ａ１〜ａ１２：それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１または２のアルコキシ基、シアノ基、またはハロゲン原子。
式（１）の３個の１，４−フェニレン基の１個以上は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基に置換されていてもよい。
2004005426.tif 000004
ａ１３〜ａ２４：それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１または２のアルコキシ基、シアノ基、またはハロゲン原子。
式（２）の３個の１，４−フェニレン基の１個以上は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基に置換されていてもよい。
本発明における重合性化合物は、重合性官能基を１個有する化合物であっても、２個以上の重合性官能基を有する化合物であってもよい。２個以上の重合性官能基を有する場合、同じ重合性官能基であっても異なる重合性官能基であってもよい。本発明の重合性化合物は、２個または３個以上の重合性官能基を有する重合性化合物であることが好ましい。
重合性化合物としては、以下の式（３）の化合物が好ましく挙げられる。
Ａ１−（ＯＲ１）ｎ−Ｏ−Ｚ−Ｏ−（Ｒ２Ｏ）ｍ−Ａ２    ・・・（３）
Ａ１、Ａ２：それぞれ独立に、アクリロイル基、メタクリロイル基、グリシジル基、またはアリル基
Ｒ１、Ｒ２：それぞれ独立に、水素原子の１個以上がアルキル基に置換されていてもよい、炭素数２〜１８のアルキレン基
Ｚ：メソゲン構造からなる２価の基
ｎ、ｍ：それぞれ独立に１〜１０の整数。
本発明における重合体は、１種類の重合性化合物を重合したものでもよく、２種以上の重合性化合物を重合したものでもよい。また、本発明における重合体は、メソゲン構造を有する重合性化合物のみを重合させたもの、メソゲン構造を有する重合性化合物とメソゲン構造を有さない重合性化合物とを重合させたものが好ましい。
重合性化合物の量は、液晶と重合性化合物との合計量に対して２〜５０％であることが好ましく、５〜４５％であることがより好ましい。２％以上であると、調光素子の、電圧印加、非印加の繰り返しに対する耐久性や、機械的な外力に対する耐久性が高くなるため好ましい。５０％以下であると、素子の駆動電圧を低くでき、さらに、液晶と重合性化合物との混合物の液晶相を示す温度範囲が広くなるため好ましい。液晶相を示す温度範囲が広くなると、該化合物を重合させるときの温度範囲を広くとれるため好ましい。
本発明における液晶と重合性化合物との混合物は、重合性化合物の重合のための重合開始剤を含有していてもよい。該重合開始剤としては、光重合をさせる場合、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、ベンゾイルベンゾエート類、α−アシロキシムエステル類などのアリールケトン系光重合開始剤、スルフィド類、チオキサントン類などの含硫黄系光重合開始剤、アシルジアリールホスフィンオキシドなどのアシルホスフィンオキシド系光重合開始剤などが挙げられる。光重合開始剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、本発明における混合物は、光重合開始剤を含む場合、アミン類などの光増感剤をさらに含ませても使用できる。
本発明における光重合開始剤は、３００〜４００ｎｍの波長の光を吸収するものが好ましい。具体的な光重合開始剤としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。
４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−メチルプロパン−１−オン、１−｛４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル｝−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−｛４−（メチルチオ）フェニル｝−２−モルホリノプロパン−１−オン。
ベンジル、ベンゾイン、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、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラキス（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、９，１０−フェナントレンキノン、カンファーキノン、ジベンゾスベロン、２−エチルアントラキノン、４’，４”−ジエチルイソフタロフェノン、α−アシロキシムエステル、メチルフェニルグリオキシレート。
４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルスルフィド、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド。
熱重合をさせる場合、重合部位の種類に応じて、パーオキサイド系などの重合開始剤、アミン系、酸無水物系などの硬化剤を用いることができる。本発明における混合物は、熱重合をさせる場合、必要に応じてさらにアミン類などの硬化助剤を含んでいてもよい。
該重合開始剤の含有量は、重合性化合物に対して２０％以下が好ましく、重合後の重合体に高い比抵抗が要求される場合には、０．０１〜１０％がより好ましい。
本発明における混合物は、必要に応じて、酸化防止剤、界面活性剤、光安定化剤、非二色性の色素、顔料、連鎖移動剤、架橋剤、消泡剤などを、調光素子の調光機能を損なわない範囲で含むことができる。
本発明の調光素子に用いる基板の材質は、ガラスまたは樹脂が好ましい。樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリエーテルイミド、セルローストリアセテート系樹脂などの透明な樹脂が好ましい。少なくとも一方の基板は透明な基板であり、この透明基板はこれらの材質からなることが好ましい。２枚の基板のうち片方はアルミニウムや誘電体多層膜が形成された基板などの反射板であってもよい。
本発明における基板には、透明電極を積層させるのが好ましい。透明電極としては、ＩＴＯ膜やＳｎＯ２膜が好ましい。また、透明電極を積層させる基板は、透明基板であることが好ましい。
本発明の調光素子は、少なくとも一方が透明な基板である一対の電極付き基板を有する。少なくとも一方の基板は、透明な基板に透明な電極を積層させたものである。
本発明における電極付き基板の液晶／重合体の複合体と接する面には、必ずしも必要ではないが液晶が水平配向するための処理がなされていることが好ましい。該処理方法としては、液晶を水平に配向させるものであればとくに限定されず、既知の方法が挙げられる。例えば、基板表面を直接研磨する方法、基板表面に樹脂の薄膜を設けた後ラビングする方法、配向剤を基板表面に設ける方法などが挙げられる。
本発明における、２枚の基板の間隔は、スペーサーの大きさによって適宜選択できる。該基板間隔は、２〜５０μｍが好ましく、３〜３０μｍがより好ましい。基板間隔が２μｍ以上であると、コントラストが高くなるため好ましい。また、基板間隔が５０μｍ以下であると、硬化反応が進みやすいため好ましい。
本発明における重合反応としては、一般的に用いられる、活性エネルギー線重合反応、熱重合反応などが挙げられる。活性エネルギー線重合反応の場合、光重合反応が好ましく、紫外線照射による重合反応が特に好ましい。使用する活性エネルギー線としては、特に限定されず、紫外線、電子線、他の活性エネルギー線が挙げられるが、紫外線が好ましい。紫外線源としては、キセノンランプ、パルスキセノンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、水銀−キセノン（ＨｇＸｅ）ランプ、ケミカルランプ、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプなどが挙げられる。
本発明における重合反応は、光重合反応の場合、光の照射強度、照射温度、照射時間の影響を大きく受ける。特に照射温度の影響が大きい。光の照射強度、照射温度、照射時間は、用いる二色性色素、液晶および重合性化合物などの種類、また各々の配合比などによって、適宜選択されうる。重合反応は、混合物を予め均質な溶液にした状態で基板に積層し、液晶が液晶相を示す温度で行うのが好ましい。該方法で重合させることにより、本発明における液晶／重合体複合体は、液晶が基板に対して均一に配向するので好ましい。
本発明における重合反応は、電極間に電圧を印加した状態で行ってもよい。誘電率異方性が正の液晶を用いた場合、電圧を印加すると液晶は基板に対して垂直に配向し、重合性化合物も液晶にそって基板に対して垂直に配向する。その状態で重合反応が進行すると、生成する重合体は垂直配向を維持した硬化物となる。したがって、製造された調光素子の電圧印加時の散乱透過率を、著しく少なくすることができる。
本発明における重合時の印加電圧は、０．５Ｖ以上３００Ｖ以下が好ましく、１Ｖ以上１００Ｖ以下がさらに好ましい。０．５Ｖ以上だと重合性化合物が垂直配向できるため好ましく、３００Ｖ以下だと基板間隔が不均一な場合、該間隔が狭い部分でショートすることが少なくなるため好ましい。電極間に印加する電圧の電源特性としては、直流でも交流でもよいが交流の方が好ましい。交流の場合の周波数は特に制限はないが、２０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下が好ましい。
本発明の製造方法では、電圧を予備印加してもよい。予備印加とは、重合反応の前にあらかじめ電圧を印加することである。予備印加電圧は、基板間隔、印加時の温度などにより異なるが、０．５Ｖ以上３００Ｖ以下が好ましく、１Ｖ以上１００Ｖ以下がさらに好ましい。また予備印加時間も、基板間隔、印加時の温度などにより異なるが、３０秒以上１時間以下が好ましい。３０秒以上であるとほとんどの重合性化合物が基板に対して垂直配向できるため好ましい。予備印加時間は、より長い方が好ましいが、上限は１時間以下であることが好ましい。予備印加工程を設けることは、重合性化合物を完全にかつ均一に垂直配向させることができ、結果として電圧印加時の散乱透過率の少ない調光素子が製造できるため好ましい。
本発明の調光素子の作製方法は、注入むらや挟持むらが発生せず、不純物の混入がなくかつ均一の厚さで積層できる方法であれば特に限定されないが、例えば次のような方法が挙げられる。基板がガラス製である場合、２枚の電極付きのガラス基板を用意し、基板の電極側に配向処理を施す。一方の基板の電極側に、直径２〜５０μｍの樹脂ビーズなどのスペーサーを散布し該基板を、それぞれ電極側が向かい合うようにして重ねる。該重ねた基板の外周部をエポキシ樹脂などのシール剤で封止してセルを作製する。次に、本発明における混合物をセルに封入した後、重合性化合物を重合させる。混合物を封入する方法としては、セル作製の際にあらかじめ基板外周部のシール剤の１ヶ所に注入口を設けて、該注入口から混合物を真空注入する方法、該シール剤の２ヶ所以上に切り抜き部を設け、該切り抜き部のうちの１ヶ所以上を混合物に浸漬し、浸漬していない切り抜き部より吸引する方法が好ましく挙げられる。
基板が樹脂製である場合の調光素子の作製方法は、電極側が向かい合った配向剤処理がされた２枚の電極付きの樹脂フィルム基板を２本のロールで挟むと同時に、該基板間にスペーサーが均一に分散した混合物を注入する。該ロールにより、均一な基板間隔を保持したまま連続的に重合性化合物を重合させて作製する方法や、ガラス製基板と同様の方法で作製する方法が好ましく挙げられる。
本発明の調光素子の別の作製方法としては、基板がガラスである場合、２枚の電極付きのガラス基板を用意し、基板の電極側に必要に応じて配向処理を施す。一方の基板の電極側に、直径２〜５０μｍの樹脂ビーズなどのスペーサーを散布し該基板を、それぞれ電極側が向かい合うようにして重ねる。該重ねた基板の外周部をエポキシ樹脂などのシール剤で封止してセルを作製する。該セルにおいて、両電極面に導電性粘着剤付き金属箔テープを貼り付け、電極を取り出す。次に、本発明における液晶混合物をセルに封入した後、電極間に電圧を印加し、電圧を印加した状態で重合性化合物を重合させる。液晶混合物を封入する方法としては、セル作製の際にあらかじめ基板外周部のシール剤の１ヶ所に注入口を設けて、該注入口から液晶混合物を真空注入する方法、該シール剤の２ヶ所以上に切り抜き部を設け、該切り抜き部のうちの１ヶ所以上を液晶混合物に浸漬し、浸漬していない切り抜き部より吸引する方法が好ましく挙げられる。
本発明で行う電極面からの電極取り出し方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えばＴＡＢや導線を電極面に接着してもよく、導電性粘着剤付き金属箔テープを電極面に貼り付けてもよく、導線を電極面にハンダ付けしてもよい。
基板が樹脂製である場合の調光素子の作製方法の一例を次に挙げる。電極側が向かい合った、必要に応じて配向処理がされた２枚の電極付きの樹脂フィルム基板を用意する。該樹脂フィルム基板を２本のロールで挟むと同時に、該基板間にスペーサーが均一に分散した液晶混合物を注入する。該ロールにより、均一な基板間隔を保持したまま、電源の端子を電極表面に接触させて電極間に電圧を印加しながら、連続的に重合性化合物を重合させて作製する方法や、ガラス製基板と同様の方法で作製する方法が好ましく挙げられる。
本発明の調光素子において、平面形状の素子や小面積の素子などの場合は、基板の材質はガラスである方が、基板の光の透過率が高いため、良好な調光素子が得られるので好ましい。しかし、非平面形状の素子または大面積の素子、すなわち建築用、自動車用などの調光素子を作製する場合は、基板の材質は樹脂である方が、軽量かつ柔軟性のある素子が得られるため好ましい。該樹脂製基板の素子は、合わせガラスに挟む等、他の部材と複合させて使用されうる。
本発明の調光素子は、ノーマルモードの調光素子である。すなわち、電圧非印加時では光の透過率が小さく、電圧印加時では光の透過率が大きくなる調光素子である。
本発明の調光素子は、少なくとも一方が透明な一対の電極付き基板間に、液晶／重合体の複合体が狭持された調光素子である。図１は、本発明の調光素子の一例を示す図である。
本発明の調光素子は、電圧非印加時の光の透過率が４０％以下であり、かつ、散乱透過率（Ｔｄ）は、３０％以下である。光の透過率の下限は、３％以上が好ましく、５％以上がより好ましい。散乱透過率の下限は、０％であってもよい。
本発明の調光素子は、電圧印加時の光の透過率は、４５％以上であり、かつ、散乱透過率（Ｔｄ）は、２０％以下である。光の透過率の上限は１００％であってもよい。散乱透過率の下限は、０％であってもよい。
本発明の調光素子は、電圧印加時と電圧非印加時とでのコントラストが１．２以上であるが、１．２〜５０が好ましい。
【実施例】  以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、該実施例により本発明は何ら限定されない。例１〜４、７〜１０は実施例であり、例５〜６、１１〜１３は比較例である。
透過率、散乱透過率、コントラストは、次の方法により測定した。得られた調光素子を、まず、矩形波で周波数が１００Ｈｚの電圧を、０Ｖから６０Ｖまで１分間かけて上昇させた。次に６０Ｖから０Ｖまで１分間かけて降下させた。この操作を１０回繰り返した後、透過率、散乱透過率を測定した。
透過率（Ｔｐ）および散乱透過率（Ｔｄ）の測定方法：電極間の電圧が０Ｖと６０Ｖである調光素子において、ＪＩＳ  Ｒ３２１２に記載の方法にしたがってヘーズメータを用いて透過率と散乱透過率を測定した。
コントラストの計算方法：コントラスト＝（電圧６０Ｖ時の透過率）／（電圧０Ｖ時の透過率）。
［例１］
誘電率異方性が正のネマチック液晶Ｐ（Ｔｃ（等方相相転移温度）＝１０９℃、Δε（誘電率異方性）＝３．３５、Δｎ（屈折率異方性）＝０．０９）を液晶と重合性化合物の合計量に対して８０％、式（４）の重合性化合物を液晶と重合性化合物の合計量に対して２０％、二色性色素ＬＳＢ２７８（三菱化学社製）を液晶と重合性化合物の合計量に対して５％、ベンゾインイソプロピルエーテルを液晶と重合性化合物の合計量に対して０．６０％含む混合物Ａを調製した。
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次に、２枚の、ＩＴＯ膜が形成されたガラス基板（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、表面抵抗値３０Ω／□）を準備した。２枚の基板のＩＴＯ面上に、イミド系配向剤ＨＬ１１１０を固形分で１００ｎｍになるように塗布し、１８０℃で３０分間、加熱硬化させラビング処理を行った。一方の基板の配向剤層上には、直径６μｍの樹脂ビーズ（積水ファインケミカル社製）を３０個／ｍｍ２散布した。また該基板には、基板の外周部の四辺（注入口部を除く。）に幅１ｍｍで６μｍのガラスファイバーを混ぜた未硬化のエポキシ樹脂を印刷した。２枚の基板をラビング方向がアンチパラレルになるように配置しかつＩＴＯ側がそれぞれ内側になるように重ね、未硬化のエポキシ樹脂を６０℃で５分間加熱硬化させてセルを作製した。
混合物Ａを６０℃で液晶状態を保持させながら、セルに設けられた注入口から、混合物Ａをセルに真空注入させた。次に、セルを４５℃まで冷却した。混合物Ａを、４５℃に保つことにより液晶状態を保持したまま、ＨｇＸｅランプを用いて、主波長が３６５ｎｍの紫外線を強さ３ｍＷ／ｃｍ２で１０分間照射することにより、調光素子を作製した。作製された調光素子は、照射前のセルと同様、外観は透明であった。
得られた調光素子の透過率を測定した結果は、電圧０Ｖでは３８％、電圧６０Ｖでは６６％であった。また、Ｔｄは、電圧０Ｖでは４％、電圧６０Ｖでは１０％であった。コントラストは、１．７であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、素子は透明であった。
［例２］
混合物Ａに直径６μｍの樹脂ビーズ（積水ファインケミカル社製）を混合物Ａに対して１％、カイラル剤ＣＮ（コレステリルノナノエート）を液晶に対して５％添加して混合物Ｂを調製した。
片面にＩＴＯ膜が形成されたポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１２５μｍ、表面抵抗値３００Ω／□）２巻のフィルムを、ＩＴＯ膜側が向かい合うようにして、４５℃に保持したロールに供給した。フィルムが該ロールに供給されると同時に、２枚の基板間に６０℃に保持した液晶状態の混合物Ｂを注入した。該混合物を挟持した２枚の基板が該ロールを通過することにより、基板間に混合物Ｂをラミネートすなわち封入した。次に、混合物Ｂが封入された基板に、照射ブースで４５℃で、ケミカルランプを用いて主波長が３５２ｎｍの紫外線を、強さ３ｍＷ／ｃｍ２で１０分間照射することにより、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで２５％、電圧６０Ｖで６４％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５％、電圧６０Ｖで１２％であった。コントラストは２．６であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、透明性は確保されていた。また、カイラル剤を添加することにより、高コントラストの素子を得ることができた。
［例３］
重合性化合物を式（４）の化合物に代えて式（５）の化合物にすること以外は例２と同様にして、混合物Ｃを調製した。
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例２と同様にして、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで３０％、電圧６０Ｖで７０％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで０．５％、電圧６０Ｖで０．７％であった。コントラストは２．５であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、透明性は確保されていた。
［例４］
重合性化合物を式（４）の化合物に代えて式（６）の化合物にすること以外は例２と同様にして、混合物Ｄを調製した。
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例２と同様にして、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで３０％、電圧６０Ｖで６６％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで０．４％、電圧６０Ｖで０．７％であった。コントラストは２．２であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、透明性は確保されていた。
［例５］
液晶をネマチック液晶Ｐに代えて、誘電率異方性が負のネマチック液晶Ｒ（Ｔｃ＝９８℃、Δε＝−５．６、Δｎ＝０．２２）にすること以外は例１と同様にして混合物Ｅを調製した。次に、例１と同様にして、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで６７％、電圧６０Ｖで２％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５％、電圧６０Ｖで９１％であった。Δｎの大きな液晶を用いたため、電圧印加時の光の散乱が大きく、調光素子は透明性が低かった。またΔεが負の液晶を用いたため、電圧非印加時に透過率が高く、電圧印加時に透過率が低くなる逆のモードの素子となった。
［例６］
紫外線照射時の混合物Ａを、４５℃に保つことにより液晶状態を保持することに代えて２５℃に保ち結晶状態にすること以外は例１と同様にして、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで４２％、電圧６０Ｖで４６％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５０％、電圧６０Ｖで５５％であった。コントラストは１．１であった。結晶状態のまま重合させたため、光の散乱が強かった。
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［例７］
誘電率異方性が正の市販のネマチック液晶Ｐ（Ｔｃ（等方相相転移温度）＝１０９℃、Δε（誘電率異方性）＝３．３５、Δｎ（屈折率異方性）＝０．０９）を液晶と重合性化合物の合計量に対して８０％、式（４）の重合性化合物を液晶と重合性化合物の合計量に対して２０％、二色性色素ＬＳＢ２７８（三菱化学製）を液晶と重合性化合物の合計量に対して５％、ベンゾインイソプロピルエーテルを液晶と重合性化合物の合計量に対して０．６０％含む混合物Ａを調製した。
次に、２枚の、ＩＴＯ膜が形成されたガラス基板（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ、表面抵抗値３０Ω／□）を準備した。２枚の基板のＩＴＯ面上に、イミド系配向剤ＨＬ１１１０を固形分で１００ｎｍになるように塗布し、１８０℃で３０分間、加熱硬化させラビング処理を行った。一方の基板の配向剤層上には、直径６μｍの樹脂ビーズ（積水ファインケミカル社製）を３０個／ｍｍ２散布した。また該基板には、基板の外周部の四辺（注入口部を除く。）に幅１ｍｍで６μｍのガラスファイバーを混ぜた未硬化のエポキシ樹脂を印刷した。２枚の基板をラビング方向がアンチパラレルになるように配置しかつＩＴＯ側がそれぞれ内側になるように重ね、未硬化のエポキシ樹脂を６０℃で５分間加熱硬化させてセルを作製した。
混合物Ａを６０℃で液晶状態を保持させながら、セルに設けられた注入口から、混合物Ａをセルに真空注入させた。次に、セルを４５℃まで冷却した。混合物Ａを、４５℃に保つことにより液晶状態を保持したまま、該セルの両基板の電極面に導電性粘着剤付き金属箔テープを貼り付け、その金属箔テープに周波数５０Ｈｚの交流電源を用いて、４５Ｖの電圧を５分間印加して予備印加を行った。引き続き電圧を印加したままの状態で、ＨｇＸｅランプを用いて、主波長が３６５ｎｍの紫外線を強さ３ｍＷ／ｃｍ２で１０分間照射することにより、調光素子を作製した。作製された調光素子は、照射前のセルと同様、外観は透明であった。
得られた調光素子の透過率を測定した結果は、電圧０Ｖでは３５％、電圧６０Ｖでは６７％であった。また、Ｔｄは、電圧０Ｖでは９％、電圧６０Ｖでは４％であった。コントラストは、１．９であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、素子は透明であった。また、電圧を印加した状態で重合反応を行うことにより、特に調光素子の電圧印加時の散乱透過率を少なくすることができた。
［例８］
混合物Ａに直径６μｍの樹脂ビーズ（積水ファインケミカル社製）を混合物Ａに対して１％、カイラル剤ＣＮ（コレステリルノナノエート）を液晶に対して５％添加して混合物Ｂを調製した。
片面にＩＴＯ膜が形成されたポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１２５μｍ、表面抵抗値３００Ω／□）２巻のフィルムを用意した。該２巻のフィルムをＩＴＯ膜側が向かい合うようにして、４５℃に保持したロールに供給した。フィルムが該ロールに供給されると同時に、２枚の基板間に６０℃に保持した液晶状態の混合物Ｂを注入した。該混合物を挟持した２枚の基板が該ロールを通過することにより、基板間に混合物Ｂをラミネートすなわち封入した。次に、混合物Ｂが封入された電極間に端子を接触させ周波数５０Ｈｚの交流電源を用いて４５Ｖの電圧を５分間印加し予備印加を行った。電圧を印加したままの状態で照射ブースで４５℃で、ケミカルランプを用いて主波長が３５２ｎｍの紫外線を、強さ３ｍＷ／ｃｍ２で１０分間照射した。続いて両フィルム基板の電極面に導電性粘着剤付き金属箔テープを貼り付けた後、２枚のフィルムの外周部に未硬化のエポキシ樹脂を塗り、６０℃で５分間加熱硬化させ、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで２３％、電圧６０Ｖで６６％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで１０％、電圧６０Ｖで４％であった。コントラストは２．９であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、透明性は確保されていた。電圧を印加した状態で重合反応を行うことにより、特に調光素子の電圧印加時の散乱透過率を少なくすることができた。また、カイラル剤を添加することにより、高コントラストの素子を得ることができた。
［例９］
重合性化合物を式（４）の化合物に代えて式（５）の化合物にすること以外は例８と同様にして、混合物Ｃを調製し、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで３０％、電圧６０Ｖで７３％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５％、電圧６０Ｖで３％であった。コントラストは２．４であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、透明性は確保されていた。電圧を印加した状態で重合反応を行うことにより、特に調光素子の電圧印加時の散乱透過率を少なくすることができた。
［例１０］
重合性化合物を式（４）の化合物に代えて式（６）の化合物にすること以外は例８と同様にして、混合物Ｄを調製し、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで２９％、電圧６０Ｖで６７％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５％、電圧６０Ｖで４％であった。コントラストは２．３であった。電圧印加時でも電圧非印加時でも、透明性は確保されていた。電圧を印加した状態で重合反応を行うことにより、特に調光素子の電圧印加時の散乱透過率を少なくすることができた。
［例１１］
紫外線照射時の混合物Ａを、４５℃に保つことにより液晶状態を保持することに代えて２５℃に保ち結晶状態にすること以外は例７と同様にして、調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで４７％、電圧６０Ｖで４１％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５１％、電圧６０Ｖで４０％であった。コントラストは１．１であった。結晶状態のまま重合させたため、光の散乱が強かった。
［例１２］
予備印加を省略し、電圧を印加しないでＨｇＸｅランプを用いて主波長が３６５ｎｍの紫外線を強さ３ｍＷ／ｃｍ２で１０分間照射すること以外は、例７と同様にして調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率を測定した結果は、電圧０Ｖでは３８％、電圧６０Ｖでは６６％であった。また、Ｔｄは、電圧０Ｖでは４％、電圧６０Ｖでは１０％であった。コントラストは、１．７であった。
電圧を印加しないで重合性化合物を重合したため、電圧６０ＶでのＴｄが例７で作製した調光素子よりも大きくなってしまった。
［例１３］
予備印加を省略し、電圧を印加しないでケミカルランプを用いて主波長が３５２ｎｍの紫外線を強さ３ｍＷ／ｃｍ２で１０分間照射すること以外は、例８と同様にして調光素子を作製した。
得られた調光素子の透過率は、電圧０Ｖで２５％、電圧６０Ｖで６４％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５％、電圧６０Ｖで１２％であった。コントラストは２．６であった。
電圧を印加しないで重合性化合物を重合したため、電圧６０ＶでのＴｄが例８で作製した調光素子よりも大きくなってしまった。
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【産業上の利用可能性】  本発明の調光素子は、ノーマルモードの調光素子である。すなわち、電圧非印加時に光の透過率を小さくかつ散乱透過率を小さくすることができる。例えば、自動車用のガラスに本発明の調光素子を用いた場合、駐車時等の電圧非印加時に光の透過率を小さい状態で保持することができ、防犯上有益である。また故障などのトラブル時でも、透視可能であるため、車内からの視界を確保できる。
また、本発明の調光素子は、電圧印加時には、光の透過率が大きく、かつ、散乱透過率が小さく、電圧非印加時には、光の透過率が小さく、かつ、散乱透過率を小さく保つことができる。したがって、本発明の調光素子は、自動車用窓ガラス（フロントガラス、リアガラス、サイドガラス、サンルーフなど。）、列車や航空機などの産業用車両の窓ガラス、ショーウインドウ、オフィスや住宅などの間仕切り、採光制御カーテン、反射板（オフィス用、窓用、照明用、間接照明用など。）、インテリア材料、光学フィルター、光学シャッター、デイスプレイなど幅広い用途に有用である。例えば、自動車用のガラスに本発明の調光素子を用いた場合、太陽光の下では電圧を印加して自動車内に入ってくる光の量を調整でき、かつ車内からの視界を良好に確保できる。また、夜などの車外が暗いときには、電圧を印加にすることにより車内からの視界を良好にすることができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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