(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の光制御装置用板材を対向するように保持して形成された光制御装置において、
前記光制御装置用板材は、
透明板状部材と光制御装置用フィルム材との積層により形成され、
前記光制御装置用フィルム材は、
直線偏光板と、液晶材料による位相差層との積層により形成され、
前記位相差層に、配向した液晶材料による入射光を透過する透過領域と、未配向の液晶材料による入射光を拡散する拡散領域とが形成された
光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対向するように保持された光制御装置用板材をシフトさせて調光を行う光制御装置、この光制御装置に使用する光制御装置用板材、この光制御装置用板材に使用する光制御装置用フィルム材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向するように保持された板材をシフトさせることにより、透過光を調光する光制御装置が種々に提案されている（特許文献１、２）。このような光制御装置では、対向する光制御装置用板材の相対位置を可変することにより、入射光を直進光により透過する透過状態と、入射光を遮光する遮光状態とで、状態を切り替えるように構成されている。
【０００３】
ところでこの種の光制御装置は、例えば屋内のパーテーション等に利用することも考えられる。このように屋内で使用する場合には、光制御装置越しに屋内等を見て取ることが可能な視認可能状態と、スリガラス越しのように、透過光を遮光することなく、屋内等を見て取ることが困難な視認困難状態とで、状態を切り替えることが望まれる。このように視認可能状態と視認困難状態とで状態を切り替えることができれば、この種の光制御装置の適用範囲を一段と拡大することができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−９２７０７号公報
【特許文献２】特開平９−３１０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、光制御装置越しに見て取ることが可能な視認可能状態と、透過光を遮光することなく、屋内等を見て取ることが困難な視認困難状態とで、状態を切り替えることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。
【０００７】
（１）  直線偏光板と、液晶材料による位相差層との積層により形成され、
前記位相差層に、配向した液晶材料による入射光を透過する透過領域と、未配向の液晶材料による入射光を拡散する拡散領域とが形成された光制御装置用フィルム材。
【０００８】
（１）によれば、対向するように１対の光制御装置用フィルム材を保持した場合に、この１対の光制御装置用フィルム材で透過領域が重なり合う場合は、透過領域により屋外等を見て取ることが可能な視認可能状態とすることができる。また１対の光制御装置用フィルム材で透過領域が拡散領域で覆い隠される場合には、屋内等を見て取ることが困難な視認困難状態とすることができ、これらにより視認可能状態と視認困難状態とを切り替えることができる。
【０００９】
（２）  透明板状部材と光制御装置用フィルム材との積層により形成され、
前記光制御装置用フィルム材は、
直線偏光板と、液晶材料による位相差層との積層により形成され、
前記位相差層に、配向した液晶材料による入射光を透過する透過領域と、未配向の液晶材料による入射光を拡散する拡散領域とが形成された光制御装置用板材。
【００１０】
（２）によれば、対向するように１対の光制御装置用板材を保持した場合に、この１対の光制御装置用板材で透過領域が重なり合う場合は、透過領域により屋外等を見て取ることが可能な視認可能状態とすることができる。また１対の光制御装置用板材で透過領域が拡散領域で覆い隠される場合には、屋内等を見て取ることが困難な視認困難状態とすることができ、これらにより視認可能状態と視認困難状態とを切り替えることができる。
【００１１】
（３）  １対の光制御装置用板材を対向するように保持して形成された光制御装置において、
前記光制御装置用板材は、
透明板状部材と光制御装置用フィルム材との積層により形成され、
前記光制御装置用フィルム材は、
直線偏光板と、液晶材料による位相差層との積層により形成され、
前記位相差層に、配向した液晶材料による入射光を透過する透過領域と、未配向の液晶材料による入射光を拡散する拡散領域とが形成された光制御装置。
【００１２】
（３）によれば、対向するように１対の光制御装置用板材を保持した場合に、この１対の光制御装置用板材で透過領域が重なり合う場合は、透過領域により屋外等を見て取ることが可能な視認可能状態とすることができる。また１対の光制御装置用板材で透過領域が拡散領域で覆い隠される場合には、屋内等を見て取ることが困難な視認困難状態とすることができ、これらにより視認可能状態と視認困難状態とを切り替えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光制御装置越しに見て取ることが可能な視認可能状態と、透過光を遮光することなく、屋内等を見て取ることが困難な視認困難状態とで、状態を切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光制御装置を示す断面図である。
【図２】図１の光制御装置に係る位相差板の説明に供すル図である。
【図３】図１の光制御装置の状態切替の説明に供する図である。
【図４】図１の光制御装置の製造工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
〔光制御装置〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る光制御装置の説明に供する断面図である。この光制御装置１は、例えば屋内のパーテーション、建築物の窓に適用され、対向するように１対の光制御装置用板材２及び３が保持されて構成される。光制御装置１は、この光制御装置用板材２及び３の相対位置を、矢印Ａにより示すように、光制御装置用板材２、３の面内方向、後述する透過領域ＡＡ及び拡散領域ＢＢの繰り返し方向に、透過領域ＡＡ又は拡散領域ＢＢの幅の分だけ変位させることにより、視認可能状態と視認困難状態とで、状態を切り替える。
【００１６】
ここで視認可能状態とは、例えば透明な窓ガラス越しにより外部の風景を眺める場合のように、この光制御装置１を介して、屋外等の反対側の風景を見て取ることが可能な状態である。これに対して視認困難状態とは、スリガラス越しに屋外等を眺める場合のように、透過光を遮光することなく、反対側の風景を見て取ることが困難な状態である。光制御装置１は、スライド機構、カム機構等の可動機構（図示せず）が設けられ、この可動機構により手動により光制御装置用板材２又は３をスライドして、視認可能状態と視認困難状態とで状態を切り替えることができるように構成される。
【００１７】
〔光制御装置用板材〕
光制御装置用板材２及び３は、粘着剤層６Ａ、６Ｂを介して透明板状部材５Ａ、５Ｂに、光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂをそれぞれ貼り付けて作製される。光制御装置用板材２及び３は、光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂが内側となるように、対向して保持される。
【００１８】
ここで透明板状部材５Ａ、５Ｂは、光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂへの入射光を何ら損なうことなく、光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂを可動可能に保持する保持部材であり、パーテーション、窓等に適用される各種の透明板材を適用することができる。より具体的に、透明板状部材５Ａ、５Ｂは、例えば透明アクリル板材、透明ガラス板等を適用することができるものの、この実施形態では、透明ガラス板が適用される。粘着剤層６Ａ、６Ｂは、この種のフィルム材の保持に適用可能な各種の粘着剤を適用することができ、また粘着剤に代えて、この種の部材の積層に適用可能な、例えば紫外線硬化性樹脂等の各種の接着剤層を適用するようにしてもよい。
【００１９】
〔光制御装置用フィルム材〕
光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂは、粘着剤層８Ａ、８Ｂを介して直線偏光板７Ａ、７Ｂ、位相差板９Ａ、９Ｂを積層して構成され、透明板状部材５Ａ、５Ｂ側が直線偏光板７Ａ、７Ｂとなるように配置される。
【００２０】
直線偏光板７Ａ，７Ｂは、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の透明フィルムからなる基材１０Ａ、１０Ｂの一方の側を鹸化処理した後、光学機能層１１Ａ、１１Ｂ、基材１２Ａ、１２Ｂを順次配置して作製される。なお基材１０Ａ、１０Ｂは、これに代えてポリ（メタ）アクリル酸メチル、ポリ（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸メチル−（メタ）アクリル酸ブチル共重合体、（メタ）アクリル酸メチル−スチレン共重合体等のアクリル樹脂等の樹脂、ソーダ硝子、カリ硝子、鉛硝子、石英硝子等の硝子等を適用することができる。
【００２１】
光学機能層１１Ａ、１１Ｂは、直線偏光板としての光学的機能を担う部位であり、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）によるフィルム材に、ヨウ素化合物分子を吸着配向させて作製される。基材１２Ａ、１２Ｂは、ＴＡＣ等の透明フィルム材により形成される。光制御装置１において、直線偏光板７Ａ、７Ｂは、クロスニコルにより配置される。より具体的に、直線偏光板７Ａ、７Ｂは、矩形形状により形成され、この矩形形状による１辺が、吸収軸方向となるように配置される。なお光制御装置１では、後述する位相差層１６Ａ、１６Ｂの透過領域ＡＡにおける遅相軸方向に対して、直線偏光板７Ａ、７Ｂの吸収軸方向が４５度の角度を成すようにすれば良く、これにより位相差層１６Ａ、１６Ｂの遅相軸方向の向きに応じて、直線偏光板７Ａ、７Ｂの向きは種々に設定することができる。
【００２２】
図２に示すように、位相差板９Ａ、９Ｂは、透明フィルムからなる基材１４Ａ、１４Ｂに配向層１５Ａ、１５Ｂ、位相差層１６Ａ、１６Ｂが設けられる。ここで位相差層１６Ａ、１６Ｂは、液晶材料により構成され、配向層１５Ａ、１５Ｂの配向規制力により液晶材料を配向させた状態で固化（硬化）して作製される。この実施形態において、光制御装置用板材２、３は、この配向層１５Ａ、１５Ｂのパターンニングにより、入射光をほぼ拡散させることなく透過する透過領域ＡＡと、透過光を拡散透過する拡散領域ＢＢとが作製される。
【００２３】
この実施形態において、配向層１５Ａ、１５Ｂは、光配向層により構成され、直線偏光板７Ａ、７Ｂの透過軸方向に対して斜め４５度の方向に配向規制力を発現する第１の領域Ａと、何れの方向にも配向規制力を発現しない領域Ｂとがほぼ同一幅による帯状領域により交互に作成される。その結果、第１の領域Ａにおいて、位相差層１６Ａ、１６Ｂは、この配向規制力の方向に液晶材料が配向して硬化することにより、この配向規制力の方向が遅相軸方向となるように光学異方性が発現する。これにより光制御装置用板材２、３は、この第１の領域により透過領域ＡＡが形成される。なお図２においては、矢印により遅相軸方向を示す。なお配向層１５Ａ、１５Ｂは、光配向層に代えてラビング処理により作製してもよく、またラビング処理による微細凹凸形状を賦型処理により転写して作製してもよい。
【００２４】
これに対して第２の領域Ｂにおいて、位相差層１６Ａ、１６Ｂは、液晶材料が何ら配向することなく、未配向の状態（塗工液により塗工したままの状態）で固化して作製され、これにより光制御装置用板材２、３は、この第２の領域により拡散領域ＢＢが形成される。
【００２５】
これにより図３（Ａ）に示すように、位相差板９Ａ、９Ｂにおいて、透過領域ＡＡ及び拡散領域ＢＢがそれぞれ重なり合っている場合、位相差板９Ａ側から入射した入射光は、直線偏光板７Ａにより直線偏光に変換された後、透過領域ＡＡでは位相差層１６Ａの厚みに応じた楕円率による円偏光に変換され、拡散領域ＢＢでは拡散光に変換されることになる。また続く位相差板９Ｂにおいて、位相差板９Ａの透過領域ＡＡからの出射光は、透過領域ＡＡにおいて位相差層１６Ｂの厚みに応じた楕円率による円偏光に変換されて直線偏光板７Ｂを透過し、また位相差板９Ａの拡散領域ＢＢからの拡散光による出射光は、さらに位相差層１６Ｂの拡散領域ＢＢにより拡散した後、直線偏光板７Ｂを透過して出射されることになる。これにより光制御装置１では、光制御装置１越しに屋内等を見て取ることが可能な視認可能領域ＡＲ１と、透過光を遮光することなく、屋内等を見て取ることが困難な視認困難領域ＡＲ２とが交互に帯状に形成れ、これにより視認可能状態を作製することができる。
【００２６】
なおこれにより視認可能領域ＡＲ１において、最も効率良く透過光を確保するためには、位相差層１６Ａ、１６Ｂをそれぞれ１／４波長板として機能して、出射側の直線偏光板７Ｂに楕円率１の円偏光により位相差層１６Ｂの出射光を入射すればよい。
【００２７】
なおこれにより位相差層１６Ａ、１６Ｂで付与する位相差が１／４波長より異なれば、その分、視認可能領域ＡＲ１における透過率が低減することになる。従って位相差層１６Ａ、１６Ｂの厚みの制御により視認可能領域ＡＲ１の透過光量を制御することができる。
【００２８】
また直線偏光板７Ａ、７Ｂの透過軸方向の成す角度を９０度から傾けるようにすれば、視認可能領域ＡＲ１、視認困難領域ＡＲ２の双方で、透過光量を制御することができる。
【００２９】
またこれにより直線偏光板７Ａ、７Ｂの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良く、この場合は、位相差層１６Ａ、１６Ｂの積層体で付与する位相差を１／２波長とすることにより、又は直線偏光板７Ａ、７Ｂの吸収軸方向に対して、位相差層１６Ａ、１６Ｂの透過領域ＡＡにおける遅相軸方向を一致するように又は直交するように配置することにより、視認可能領域ＡＲ１において、最も効率良く透過光を確保することができる。
【００３０】
またこのようにパラレルニコル配置による場合にあっても、位相差層１６Ａ、１６Ｂの厚みの制御により、透過光量を制御することも可能なる。
【００３１】
これに対して図３（Ｂ）により示すように、位相差層１６Ａの透過領域ＡＡと位相差層１６Ｂの拡散領域ＢＢとが重なり合い、位相差層１６Ａ及び１６Ｂの透過領域ＡＡが拡散領域ＢＢにより覆い隠されてしまう場合、位相差板９Ａ側から入射した入射光は、直線偏光板７Ａにより直線偏光に変換された後、透過領域ＡＡでは位相差層１６Ａの厚みに応じた楕円率による円偏光に変換され、拡散領域ＢＢでは拡散光に変換されることになる。また続く位相差板９Ｂにおいて、位相差板９Ａの透過領域ＡＡからの出射光は、位相差層１６Ｂの拡散領域ＢＢにより拡散し、直線偏光板７Ｂを透過することになり、位相差板９Ａの拡散領域ＢＢからの出射光は、位相差層１６Ｂの透過領域により所望の位相差が付与され、直線偏光板７Ｂを透過することになる。
【００３２】
これにより光制御装置１は、全面が、視認困難領域ＡＲ２に設定され、視認可能状態に設定される。これらにより光制御装置１は、視認可能状態と視認困難状態とで状態を切り替えることができる。
【００３３】
なおこれによりこのように相対位置を手動により変化させて状態を切り替えることにより、視認可能領域と視認困難領域との幅にあっては、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設定して好適である。
【００３４】
〔位相差板の詳細構成〕
位相差板９Ａ、９Ｂにおいて、基材１４Ａ、１４ＢはＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等の透明フィルム材が適用される。なお転写法により位相差層１６Ａ、１６Ｂを直線偏光板７Ａ、７Ｂの基材１０Ａに転写して光制御装置用板材を構成するようにしてもよく、この場合、基材１４Ａ、１４Ｂを省略することができる。なお転写法とは、例えば基材の上に所望の層を形成する場合に、この層を直接当該基材上に形成するのでは無く、一旦、離型性の支持体上に剥離可能に該層を積層形成して転写体を作製した後、工程、需要等に応じて、該支持体上に形成した層を、最終的に該層を積層すべき基材（被転写基材）上に接着、積層し、その後、該支持体を剥離除去することにより、該基材上に所望の層を形成する方法である。なお光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂは、この転写法の適用により、又は位相差板９Ａ、９Ｂの向きを逆向きに配置することにより、直線偏光板７Ａ、７Ｂに対する配向層１５Ａ、１５Ｂ、位相差層１６Ａ、１６Ｂの配置の順序を逆にするようにしてもよい。
【００３５】
配向層１５Ａ、１５Ｂは、光配向の手法を適用可能な各種の材料を適用することができ、例えば光２量化型の材料、異性化材料を適用することができる。なおこの光２量化型の材料は、「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。また異性化材料は、特許第５１７０４６８号公報、国際公開第ＷＯ１３／１９１２５１号、国際公開第ＷＯ１４／０１０６８８号等に開示の構成を適用することができる。
【００３６】
位相差層１６Ａ、１６Ｂは、光学異方性を発現する液晶材料である各種の重合性液晶組成物を適用することができる。ここでこの重合性液晶組成物は、液晶性を示し、分子内に重合性官能基を有する液晶化合物（以下、「棒状化合物」ともいう。）のほか、アンチブロッキング剤等を含有させることができる。
【００３７】
位相差層１６Ａ、１６Ｂに係る棒状化合物は、屈折率異方性を有し、配向層１５Ａ、１５Ｂの配向規制力により規則的に配列することにより、所望の位相差性を付与する機能を有する。棒状化合物として、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を示す材料が挙げられるが、他の液晶相を示す液晶化合物と比較して規則的に配列させることが容易である点で、ネマチック相を示す棒状化合物を用いることがより好ましい。
【００３８】
本実施形態において用いられる棒状化合物の具体例としては、例えば、下記式（１）〜（１３）で表される化合物を例示でき、これらの化合物を重合させて使用することができる。
【００３９】
【化１】
0006492836.tif 000002
【００４０】
〔製造工程〕
図４は、光制御装置の製造工程を示すフローチャートである。光制御装置１は、光制御装置用フィルム材製造工程により光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂが製造され、透明板状部材との貼り合せ工程ＳＰ７において、この光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂを透明板状部材５Ａ、５Ｂと貼り合せて光制御装置用板材２、３が作製される。その後、組み立て工程ＳＰ８において、この光制御装置用板材２、３が所望の形状に加工されて可動機構を備えた保持機構により保持され、これにより光制御装置が作製される。
【００４１】
光制御装置用フィルム材製造工程では、塗工工程ＳＰ２において、光配向層に係る塗工液を基材１２Ａ、１２Ｂに塗工した後、乾燥して光配向層の材料層が作製される。続いてパターン露光工程ＳＰ３において、拡散領域ＢＢに対応する第２の領域Ｂをマスクした状態で、直線偏光の紫外線の照射により透過領域ＡＡに対応する第１の領域Ａに配向規制力を発現させ、これにより配向層１５Ａ、１５Ｂを作製する。これにより位相差板９Ａ、９Ｂが作製される。
【００４２】
続いて位相差層１６Ａ、１６Ｂに係る塗工工程ＳＰ４において、位相差層１６Ａ、１６Ｂに係る塗工液を塗工した後、乾燥させ、続く硬化工程ＳＰ５において、紫外線の照射により硬化させ、これにより位相差層１６Ａ及び１６Ｂを作製する。光制御装置用フィルム材製造工程は、続く直線偏光板との貼り合せ工程ＳＰ６において、別工程で作成された直線偏光板７Ａ、７Ｂに位相差板９Ａ、９Ｂを貼り付け、光制御装置用フィルム材４Ａ、４Ｂが作製される。
【００４３】
〔実施例〕
長さ１ｍ、幅１１５ｃｍ、厚み８０μｍによるＴＡＣフィルム材を基材に適用し、この基材の片面に、光配向層に係る塗工液を、乾燥厚みが０．１μｍとなるように塗工して乾燥させ、これにより光配向層の材料層を作製した。ここでこの塗工液は、重合性アクリル材料と、開始剤と、トルエンと、メチルエチルケトンとからなる組成物である。その後、マスクを使用した直線偏光による紫外線の照射により、透過領域ＡＡ及び拡散領域ＢＢに対応する第１及び第２の領域Ａ及びＢを、長手方向と直交する方向に交互に作製し、配向層を作製した。
【００４４】
その後、以下の化学式による重合性棒状液晶と、ＭＩＢＫと、光開始剤とからなる組成物による塗工液を、乾燥厚みが１μmになるよう塗工、乾燥した後、無偏光の紫外線の照射により重合し、位相差層を作製し、これにより位相差板を作製した。
【００４５】
【化２】
0006492836.tif 000003
【００４６】
このようにして作成した位相差板を、その長手方向が吸収軸方向となるように設定した位相差板と同一サイズの直線偏光板と貼り合せ、光制御装置用板材の１枚を作製した。また同様にして、長手方向が透過軸方向である同一サイズの直線偏光板と位相差板とを貼り合せ、光制御装置用板材の１枚を作製した。
【００４７】
このようにして作成した２枚の光制御装置用板材を、長手方向と直交方向に可動するよう配置し、光制御装置を作製した。このようにして作成した光制御装置では、２枚の光制御装置用板材の相対位置の可変により、視認可能状態と視認困難状態とで状態を切り替えることができた。
【００４８】
〔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変更することができる。
【００４９】
すなわち上述の実施形態では、配向層の配向規制力により液晶材料を固化して位相差層を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば位相差層に光配向性の液晶ポリマーを適用することにより、直接、配向状態及び未配向状態で液晶材料を固化して位相差層を作製し、配向層を省略するようにしてもよい。
【００５０】
また上述の実施形態では、帯状領域により透過領域と拡散領域とを設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、市松模様状に設けるようにしてもよく、種々の形状によりこれら領域を設けることができる。
【００５１】
また上述の実施形態では、透過領域と拡散領域とを繰り返す場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は透過領域と拡散領域とを設けて、光制御装置用板材の相対位置の可変によりこれらの領域の重なり合いを可変する場合に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  光制御装置
２、３  光制御装置用板材
４Ａ、４Ｂ  光制御装置用フィルム材
５Ａ、５Ｂ  透明板状部材
６Ａ、６Ｂ  粘着剤層
７Ａ、７Ｂ  直線偏光板
８Ａ、８Ｂ  粘着剤層
９Ａ、９Ｂ  位相差板
１０Ａ、１０Ｂ  基材
１１Ａ、１１Ｂ  光学機能層
１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ  基材
１５Ａ、１５Ｂ  配向層
１６Ａ、１６Ｂ  位相差層
【図１】
0006492836.tif 000004
【図２】
0006492836.tif 000005
【図３】
0006492836.tif 000006
【図４】
0006492836.tif 000007