(57)【要約】【課題】従来の調光構造体よりも低い電圧で駆動することのできる調光構造体、または共押出法により形成されてなる調光構造体を提供する。【解決手段】少なくとも２層の可視光透過性層２２と少なくとも２層の液晶層２１とを交互に積層してなる積層体、および前記積層体を挟持する透明電極を含み、前記液晶層２１は、液晶分子および導電性粒子を含むことを特徴とする調光構造体。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光透過性層と液晶層とを交互に積層してなる積層体、および前記積層体を挟持する透明電極を含み、
前記可視光透過層と前記液晶層とはそれぞれ２層以上含まれ、
前記液晶層は、液晶分子および導電性粒子を含むことを特徴とする調光構造体。
【請求項２】
前記導電性粒子は、金属原子を含む化合物、金属酸化物、または金属であることを特徴とする請求項１に記載の調光構造体。
【請求項３】
前記液晶分子は、高分子液晶であること、を特徴とする請求項１または２に記載の調光構造体。
【請求項４】
前記可視光透過性層は、熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項５】
前記導電性粒子の平均粒子径は、３８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項６】
前記液晶層における前記導電性粒子の割合は、０．１〜５０質量％であ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構造体。
【請求項７】
前記可視光透過性層は可視光を７０％以上透過することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項８】
前記可視光透過性層または前記液晶層の厚みは、５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項９】
前記可視光透過性層は、前記導電性粒子を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項１０】
前記透明電極の可視光透過率は、７０％以上であることを特徴とする請求項１〜９に記載の調光構造体。
【請求項１１】
透光性および熱可塑性を有する樹脂を含む可視光透過性層用原材料と、
高分子液晶および粒子を含む液晶層用原材料と、
を共押出する工程を含むことを特徴とする調光構造体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０に記載の調光構造体、または
請求項１１に記載の方法により得られた調光構造体
を含むことを特徴とする車両用グレージング材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶を用いた調光構造体に係わり、より詳細には導電性粒子が添加された調光構造体に係わる。
【背景技術】
【０００２】
液晶材料を用いた調光構造体が知られている。これは、調光構造体に電圧を加えて液晶材料を変化させて、調光構造体を透視性にしたり、非透視性にしたりするものである。
【０００３】
従来の調光構造体は、液晶を保持するための材料が不導体であるため大きな電圧を印加しなければ液晶材料の屈折率を変化させられないという問題があった。調光構造体に大きな電圧を印加する場合、電源装置の他にも昇圧装置を加える必要があったり、電流を送るケーブルを高電圧に耐えうるものする必要があったり、安全性の確保のために付加的な措置を施す必要があったりと、コストを上昇させる要因となっていた。
【０００４】
特許文献１には、液晶を低電圧で駆動させる手段として、液晶層に直径数ナノメータから数１００ナノメータの金属超微粒子を分散させた液晶電気光学素子が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１４８７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
透視性と非透視性という双方の機能を有する調光構造体は、外部の観察とプライバシーの保護とを行うことができるため、例えば、建築物の窓や車両の窓などに応用することもできる。一方で、夏場などに建築物や車両に窓を通じて光が差し込むことにより室温が上昇し、不快感を与えたり、空調設備に負担をかけたりする。調光構造体を利用して光の侵入を抑制することができれば、建築物や車両の内部の温度が異常に上昇することを抑制することができる。
【０００６】
しかしながら、従来の調光構造体には光を散乱させる機能しかなく、散乱光が調光構造体を通過して室温の上昇を招いてしまうため、更に光の侵入を抑制する機能が付加された調光構造体の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、光を散乱させるだけでなく、光を反射させることに着目した。より詳細には、電圧を印加されても屈折率を変化させない透光性材料と、液晶層とが接するように配置し、調光構造体が外部刺激を受けると、液晶層と透光性材料との屈折率差が変化するようにすることで、光を反射させることに着目した。透光性材料と液晶層との屈折率差が大きくなるとこれらの界面で光が反射し、屈折率差が小さくなると光は液晶材料と透光性材料とを通過できる。因みに、特許文献１に記載の液晶電気光学素子は、主に液晶ディスプレイに用いられることを目的として製造されているため光の反射機能は有していない。
【０００８】
さらに、本発明者等は、液晶層と透光性材料との界面を多数含むことで反射率を向上させられることに着目した。
【０００９】
すなわち本発明は、可視光透過性層と液晶層とを交互に積層してなる積層体、および前記積層体を挟持する透明電極を含み、前記可視光透過層と前記液晶層とはそれぞれ２層以上含まれ、前記液晶層は、液晶分子および導電性粒子を含むことを特徴とする調光構造体により上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により低電圧で駆動することができ、可視光を反射することのできる調光構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第一は、可視光透過性層と液晶層とを交互に積層してなる積層体、および前記積層体を挟持する透明電極を含み、前記可視光透過層と前記液晶層とはそれぞれ２層以上含まれ、前記液晶層は、液晶分子および導電性粒子を含むことを特徴とする調光構造体である。
【００１２】
液晶層と透光性層との界面を３以上含むことで、可視光の反射率を向上させることができる。可視光の侵入を抑制するだけでも温度の上昇を抑制することができる。また、液晶層に導電性粒子を含むことにより、低い電圧で駆動することのできる調光構造体を提供することができる。透光性層を複数含むと、必要な電圧も増加するため、導電性粒子を利用して電圧を下げることは非常に有意義である。また、液晶層に導電性粒子を含むことによる他の効果として、共押出法により成型することができる、液晶層の強度を向上しうる、可視光透過性層との接着性を向上しうる、可視光透過性層の屈折率に合わせて液晶層の屈折率を調節できうるといった効果も挙げられる。
【００１３】
以下に、本発明の調光構造体の構成要素について詳細を記載する。
【００１４】
（液晶層：導電性粒子）
液晶層が導電性粒子を含んでいると、液晶層の通電効率が向上するため低電圧で調光構造体を駆動することができる。
【００１５】
導電性粒子を形成する材料としては、金属原子を含む化合物、金属酸化物、金属、導電性高分子が好ましく、より好ましくは金属原子を含む化合物、金属酸化物、または金属である。
【００１６】
金属原子を含む化合物としては、コバルト、鉄、マンガンなどの２価金属イオンを含むアート型錯体などが挙げられる。
【００１７】
金属酸化物としては、ＩＺＯ（酸化インジウム−亜鉛）などの酸化亜鉛を含むもの、ＩＴＯ（酸化インジウム−スズ）、またはＡＴＯ（酸化アンチモン−スズ）などが挙げられる。
【００１８】
金属としては、パラジウム、金、または銀などが挙げられる。
【００１９】
導電性粒子の平均粒子径は３８０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１００ｎｍ以下である。さらに、導電性粒子の平均粒子径は５０ｎｍ以上であることが好ましい。導電性粒子の平均粒子径が３８０ｎｍ以下であると、液晶層の透明性に優れる。また、導電性粒子の最長径は、液晶層の目的の厚みよりも小さいものを選択する。液晶層の厚みについては後述する。平均粒子径は、ＴＥＭ観察により測定することができる。
【００２０】
液晶層における導電性粒子の割合は、０．１〜５０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．１〜３０質量％である。０．１質量％以上であると、駆動に必要な電圧を効果的に下げることができ、５０質量％以下であると、透明性に優れる。
【００２１】
（液晶層：液晶分子）
実施形態１の液晶分子は電圧に対して応答性を有するものであれば特に限定されず、低分子液晶または高分子液晶など従来公知の液晶分子を用いることができる。一般的に低分子液晶は液晶分子の中でも比較的に電圧に対する応答性が高いため、低分子液晶を用いた場合、電圧をさらに低減できるという利点がある。一方、一般的に高分子液晶は液晶分子の中でも比較的に電圧に対する応答性が低いため、本発明の形態を高分子液晶に適用することにより、従来では用いることのできなかった高分子液晶を用いることができるようになる場合があるという利点がある。さらに、高分子液晶を用いた場合、共押出法という生産性に優れた方法により調光構造体を作製することができるという利点も有する。共押出法については、後述の本発明の第二の項に詳細を記載する。
【００２２】
（液晶層）
液晶層は、上述の導電性粒子と上述の液晶分子とを含んでいることが好ましい。また、目的に応じて導電性を有さない粒子など他の要素を含んでいてもよい。
【００２３】
液晶層の層数および厚みは特に限定されず、用途等に応じて適宜決定することができる。液晶層の各層は全て同じ厚みを有してもよいし、少なくとも１層が他の液晶層とは異なる厚みを有してもよい。
【００２４】
液晶層の厚みと液晶層の屈折率との積から導かれる光学厚みにより、反射させられる光の波長が決定される。つまり屈折率を一定とした場合、厚みの薄い液晶層ほど短波長側の光を反射させられ、厚みの厚い液晶層ほど長波長側の光を反射させられる。そして、同じ材質からなる複数の液晶層を用いる場合、同じ厚みを有する層の割合が増えるほど特定の波長に対する反射率が向上し、各層の厚みがバラバラになるほど広範な波長領域に亘り反射することができるようになる。上述の特許文献１の構成では、液晶層を１層しか含まないため、この様な反射率の調整を行うことはできない。
【００２５】
より具体的には、液晶層の厚みは５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４００〜８０ｎｍである。５００ｎｍ以下であると可視光を反射させ易い。
【００２６】
また、調光構造体に含まれる液晶層の数は２層以上であれば良いが、好ましくは１０層以上であり、更に好ましくは３０層以上である。
【００２７】
（可視光透過性層）
可視光透過性層は可視光を透過するものであればよいが、好ましくは可視光を７０％以上透過させる。可視光透過率が７０％を超えると視界に優れる。
【００２８】
可視光透過性層として透明樹脂が好ましい。具体的には、ポリ（メタ）アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリメルカプトエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリエチレン樹脂、およびポリ塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂、ならびに、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。熱可塑性樹脂は、調光構造体の製造方法の一種である共押出法に適しているという利点がある。共押出法については後述の本発明の第二の項に詳細を記載する。
【００２９】
これらの中でも加工性、経済性、市場入手性、またはリサイクル性などの点から、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、およびポリスチレン樹脂からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。さらに、これらの中でも特に無色透明であるという点から、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、またはポリエーテルエーテルケトン樹脂がさらに好ましい。
【００３０】
可視光透過性層の層数および厚みは特に限定されず、用途等に応じて適宜決定することができる。可視光透過性層の各層は全て同じ厚みを有してもよいし、少なくとも１層が他の可視光透過性層とは異なる厚みを有してもよい。
【００３１】
可視光透過性層の厚みと可視光透過性層の屈折率との積から導かれる光学厚みにより、反射させられる光の波長が決定される。つまり屈折率を一定とした場合、厚みの薄い可視光透過性層ほど短波長側の光を反射させられ、厚みの厚い可視光透過性層ほど長波長側の光を反射させられる。そして、同じ材質からなる複数の可視光透過性層を用いる場合、同じ厚みを有する層の割合が増えるほど、特定の波長に対する反射率が向上し、各層の厚みがバラバラになるほど、広範な波長領域に亘り反射することができるようになる。
【００３２】
より具体的には、可視光透過性層の厚みは５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４００〜８０ｎｍである。５００ｎｍ以下であると可視光を反射させ易い。
【００３３】
また、調光構造体に含まれる可視光透過性層の数は２層以上であれば良いが、好ましくは１０層以上であり、更に好ましくは３０層以上である。
【００３４】
可視光透過性層には、上述の導電性粒子が含まれていてもよい。可視光透過性層に上述の導電性粒子が含まれることにより、さらに低い電圧で調光構造体を駆動することができる。また、可視光透過性層と異なる屈折率を有する導電性粒子を用いた場合、可視光透過性層の屈折率を調節することもできる。
【００３５】
（液晶層および可視光透過性層）
液晶層および可視光透過性層からなる積層体は可撓性を有することが好ましい。液晶層および可視光透過性層からなる積層体が可撓性を有していると、例えば形成された積層構造を破壊することなく変形することが可能となり、窓などの既存の構造に調光構造体を簡易に取り付けることができるという利点や、様々な形状の調光構造体を形成し易いという利点がある。
【００３６】
液晶層と可視光透過性層との組み合わせは電圧印加時および電圧無印加時のそれぞれの屈折率差により決定することが好ましい。図１を用いて説明すると、液晶層Ａの屈折率は電圧無印加時には（ｉ）点にあったものが、電圧を印加することにより（ｉｉ）点まで移動し、電圧の印加を停止することにより再び（ｉ）点まで戻るものと仮定する。
【００３７】
（ｉ）点付近に屈折率を有する可視光透過性層Ｂと液晶層Ａとを接するように配置した場合、電圧無印加時には液晶層Ａと可視光透過性層Ｂとの屈折率差が小さくなるため、光を照射した場合には光は透過する。また、電圧印加時には液晶層Ａと可視光透過性層Ｂとの屈折率差が大きくなるため、光を照射した場合に光は散乱する。
【００３８】
一方、（ｉｉ）点付近に屈折率を有する可視光透過性層Ｃと液晶層Ａとを接するように配置した場合、電圧無印加時には液晶層Ａと可視光透過性層Ｃとの屈折率差が大きくなるため、光を照射した場合に光は散乱する。また、電圧印加時には液晶層Ａと可視光透過性層Ｃとの屈折率差が小さくなるため、光を照射した場合に光は透過する。
【００３９】
上述の液晶層Ａと可視光透過性層Ｂとの組み合わせのように、電圧無印加時に屈折率差が小さくなり、電圧印加時に屈折率差が大きくなるような組み合わせを採用すると、電圧無印加時に調光構造体を透視性にすることができる。この様な調光構造体を車両などの移動体に適用した場合、事故や故障などにより電圧を印加することができなくなっても運転中に視界が遮られる虞がなく、フェールセーフに優れるという利点がある。
【００４０】
液晶層と可視光透過性層との屈折率差は、光透過時には０〜０．０２であることが好ましく、より好ましくは０〜０．００５であり、さらに好ましくは０である。光散乱時は、０．０５以上であることが好ましく、より好ましくは０．１以上である。
【００４１】
液晶層に複数種の液晶材料を含む場合など、屈折率を測定できない場合には、常光屈折率または異常光屈折率を上述の屈折率に当て嵌めることができる。
【００４２】
上述の特許文献１には液晶層の屈折率や液晶層と接する積極的配向層の屈折率についての記載は全く無く、液晶分子や積極的配向層の材質についての記載も無く、本願発明に記載の物質と重複しているかどうかも不明である。
【００４３】
（透明電極）
液晶層に電圧を加える手段として透明電極を用いることが好ましい。図２に例示するように、透明電極２３は、液晶層２１および可視光透過性層２２からなる積層体２５の両端面に配置することが好ましい。
【００４４】
透明電極としては、特に限定されず従来公知のものを用いることができ、例えば、ＩＴＯ、ＡＴＯもしくはＩＺＯなどの金属酸化膜、または導電性高分子フィルムが好ましい。
【００４５】
透明電極の可視光透過率は７０％以上であることが好ましい。透明電極の可視光透過率が７０％以上であると、視界に優れる。
【００４６】
透明電極に印加される電圧は、直流または交流のいずれでもよいが、より効果的に電圧を下げるといった面では交流が好ましい。
【００４７】
（支持基材）
さらに、支持基材を含むことが好ましい。図３に例示するように、支持基材３４は液晶層３１、可視光透過性層３２、および透明電極３３からなる積層体３６の両端面に配置することが好ましい。
【００４８】
支持基材としては、透明樹脂または透明ガラスなどを用いることができる。透明樹脂としては上述の透光性材料の項に記載したものが好ましい。透明ガラスとしては、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス、石英ガラス、および無アルカリガラスからなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。
【００４９】
（形成方法）
実施形態１の調光構造体の形成方法は特に限定されず、液晶材料と硬化性樹脂モノマーとの混合物に干渉光を照射して、液晶材料を封じ込めるように硬化性樹脂モノマーのみを硬化させる干渉露光法を用いてもよいし、溶媒に溶解した液晶層用原材料と溶媒に溶解した可視光透過性層用原材料とを透明電極付支持基材に交互に塗布する方法を用いてもよいし、共押出法を用いてもよい。干渉露光法および塗布を用いた方法は、液晶層の溶融粘度に影響されず調光構造体を形成できるという利点を有し、共押出法は生産性に優れるという利点を有する。共押出法については、後述の本発明の第二の項に詳細を記載する。
【００５０】
本発明の第二は、透光性および熱可塑性を有する樹脂を含む可視光透過性層用原材料と、高分子液晶および粒子を含む液晶層用原材料と、を共押出する工程を含むことを特徴とする調光構造体の製造方法である。
【００５１】
共押出法は、複数種の溶融した材料を同時に押し出して複合させる生産性に優れる方法であるにも係わらず、調光構造体の製造に適用されることはなかった。これは、透光性材料と屈折率の面で相性の良い液晶材料が見つかっても、液晶材料の溶融粘度が高すぎたり低すぎたりすることが多く、共押出法を適用することが困難であるという問題があったためである。可視光透過性層用原材料の溶融粘度に対して、液晶層用原材料の溶融粘度が低すぎる場合には、得られた積層体の可視光透過性層の層間から溶融した液晶層が漏れ出してしまい、液晶層用原材料の溶融粘度が高すぎる場合には、得られた積層体の液晶層の層間から溶融した可視光透過性層が漏れ出してしまう。しかしながら、本発明者等は液晶材料に粒子を添加することにより、粘度の調製を行うことができ、共押出により調光構造体を作製できることを見いだした。
【００５２】
図４に液晶層と可視光透過性層とを含む積層体４５を作製するための共押出し成形装置の平面概略図を示す。図４に示すように、液晶層用押出機４１０に液晶層用原材料を入れ、可視光透過性層用押出機４２０に可視光透過性層用原材料を入れ、各原材料を液晶層用マニホールド４１１または可視光透過性層用マニホールド４２１を通じて押出し、溶融した各原材料を口金４３０に通すことにより、液晶層および可視光透過性層からなる積層体４５を得ることができる。
【００５３】
液晶層用原材料として、粒子が添加された高分子液晶のペレットまたは粉末を用いてもよいし、高分子液晶のペレットまたは粉末と、粒子とが別々に用意されたものを用いてもよい。粒子が添加された高分子液晶のペレットまたは粉末は、高分子液晶を合成する過程において粒子を添加して作製することも可能であるし、高分子液晶を熱融解させたものに粒子を添加して作製することも可能であるし、高分子液晶を溶媒に溶解させたものに粒子を添加して作製することも可能である。
【００５４】
液晶分子としては高分子液晶であれば特に限定されないが、主鎖型高分子液晶、側鎖型高分子液晶、および複合型高分子液晶からなる群より選択される少なくとも１種を用いることが好ましく、より好ましくは少なくとも側鎖型高分子液晶を用いる。高分子液晶の中でも側鎖型高分子液晶は外部刺激に対する応答性に優れる。
【００５５】
高分子液晶の数平均分子量は１万〜４万であることが好ましい。高分子液晶の数平均分子量が前記範囲内にあると、本発明の調光構造体の好ましい製造方法である共押出しを行う際の樹脂の流動性や成形性に優れる。高分子液晶の数平均分子量の測定にはＧＰＣを用いることができ、後述の実施例の項にＧＰＣの詳細を記載する。
【００５６】
また、高分子液晶に加えて低分子液晶を併用してもよく、この場合、常温において液晶材料が固体状態を維持できる程度に低分子液晶を含むことが好ましい。また、高分子液晶と低分子液晶とを併用する場合、高分子液晶の側鎖と低分子液晶の側鎖とは近似の構造を有し、同じ条件で同様に配向することが好ましい。
【００５７】
粒子としては高分子液晶の粘度を調節できるものであれば特に限定されないが、上述の本発明の第一の項に記載した導電性粒子、またはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ヘマタイト、イットリア、カルシア、マグネシア、もしくは五酸化ニオブなどを用いることができる。
【００５８】
粒子には表面処理が加えられていてもよく、液晶層の溶融粘度を増加させるための表面処理、液晶層の溶融粘度を減少させるための表面処理、または粒子の分散性を向上させるための表面処理などを行うことができる。例えば、表面に極性基を有する粒子と極性基を有する液晶分子とを併用する場合、種類によっては、これらの相互作用が強すぎて必要以上に増粘効果が生じる可能性がある。この様な場合にはシランカップリング剤などを用いて、アルキル基などの疎水性基を粒子表面に導入することで強すぎる相互作用を緩和することもできる。
【００５９】
粒子の平均粒子径は３８０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは１００ｎｍ以下である。粒子の平均粒子径が３８０ｎｍ以下であると、液晶層の透明性に優れる。
【００６０】
液晶層における粒子の割合は、０．１〜５０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．１〜３０質量％である。０．１質量％以上であると、液晶層の溶融粘度を調節し易く、５０質量％以下であると、透明性に優れる。
【００６１】
液晶層用原材料の溶融粘度は、可視光透過性層用原材料の溶融粘度と近いほど好ましい。液晶層と可視光透過性層との溶融粘度の差は、用いる液晶層、可視光透過性層、または共押出装置などにより適宜調整すればよい。
【００６２】
液晶層の層数および厚みについては特に限定されず目的に応じて適宜選択することができる。上述の干渉露光法を用いた場合、各層の厚みを変化させることはできず全て同じ厚みとなる。また、塗布方法を用いた場合、溶媒の揮発に時間を取られたり何度も塗布を繰り返す必要があったりと生産性が低くなる虞がある。しかしながら、共押出法を用いた場合、共押出機のスリット間隙を調整するだけで液晶層の層ごとの厚みを調節することができる。
【００６３】
可視光透過性層用原材料としては、共押出法に適用できるものであって、可視光を透過するものであればよい。より好ましくは少なくとも可視光を７０％以上透過させる。可視光透過率が７０％を超えると視界に優れる。
【００６４】
可視光透過性層用原材料としては、透明樹脂が好ましく、より好ましくは熱可塑性の透明樹脂である。具体的には、上述の本発明の第一の項に記載したものが挙げられる。可視光透過性層用原材料には、流動性などを調節するための各種添加剤が含まれていてもよい。
【００６５】
可視光透過性層の層数および厚みについては特に限定されず目的に応じて適宜選択することができる。上述したように共押出法を用いた場合、共押出機のスリット間隙を調整するだけで可視光透過性層の層ごとの厚みを調節することができる。
【００６６】
可視光透過性層には、上述の導電性粒子が含まれていてもよい。可視光透過性層に上述の導電性粒子が含まれることにより、低い電圧で調光構造体を駆動することができる。また、導電性粒子の屈折率により可視光透過性層の屈折率を調整することもできる。
【００６７】
図４のＤで示す部分の斜視図を図５に示す。図５において、符号５１は液晶層を示し、符号５２は可視光透過性層を示し、符号５５は液晶層および可視光透過性層からなる積層体を示し、符号５１１は液晶層用マニホールドを示し、符号５２１は可視光透過性層用マニホールドを示し、符号５３０は口金を示す。図５からわかるように、口金に形成されたスリットの間隙や、スリット形状により、液晶層または可視光透過性層の厚みや断面形状を調節することができる。
【００６８】
液晶層または可視光透過性層の目的の厚みが薄すぎて、口金の間隙だけでは調節できない場合には、積層体が冷えて固まる前に引き伸ばすことで厚みを薄くする方法が挙げられる。例えば、口金から積層体が出てくる際の吐出速度を、出てきた積層体を引き取る際の引き取り速度よりも小さくすることにより、積層体を柔らかいうちに引き伸ばすことができる。引き取り速度に対して吐出速度が小さいほど、液晶層および可視光透過性層を薄くすることができる。
【００６９】
本発明の第三は上述の調光構造体または上述の方法により得られた調光構造体を含むことを特徴とする車両用グレージング材である。
【００７０】
車両のウィンドシールド、リアガラス、フロントサイドガラス、リアサイドガラス、またはサンルーフ等のグレージング材は、乗員の視界を確保するとともに開放感を与えるものであるが、一方で、車室内のプライバシーを損ない、さらに車室内への熱線の進入経路ともなる。本発明の調光構造体を含むグレージング材を用いることにより、これらの課題を解決することもできる。
【００７１】
可視光透過時の、グレージング材の可視光透過性は７０％以上であることが好ましい。可視光透過率が７０％以上であると、可視光透過率に関する道路交通法の規定を満たし、グレージング材を車両のフロントガラスまたはフロントサイドガラスに適用することができる。
【００７２】
グレージング材の表面には、さらに耐擦傷性向上のためハードコート層を形成してもよい。
【実施例】
【００７３】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらの実施例は何ら本発明を制限するものではない。
【００７４】
（実施例１）
導電性粒子として平均粒子径が１５ｎｍの金粒子を用いた。
【００７５】
液晶分子として複数種の低分子液晶を用いた混合物を用いた。低分子液晶の混合物の常光屈折率は１．５１７であり、異常光屈折率は１．７７２であった。
【００７６】
液晶層用原材料における導電性粒子の割合は１質量％であった。液晶層用原材料の常光屈折率は１．５１６であり、異常光屈折率は１．７７２であった。実施例１における常光屈折率の値は上述の「液晶層および可視光透過性層」の項に記載の電圧印加時の屈折率に該当し、異常光屈折率の値は電圧無印加時の屈折率に該当する。また、以下に記載の実施例２〜３、比較例１においても同様である。
【００７７】
可視光透過性層用原材料としてポリエチレン（ＰＥ）とポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）とのアロイ（屈折率１．５１、可視光透過率９３％、ＰＥ：ＰＭＭＡは質量比で４４：５６）を用いた。
【００７８】
次に、スピンコート法により液晶層と可視光透過性層とが交互に積層された積層体を得た。液晶層の積層数は３０層であり、透過型電子顕微鏡で観察したところ厚みは８０ｎｍであった。可視光透過性層の積層数は３１層であり、透過型電子顕微鏡で観察したところ可視光透過性層の厚みは１００ｎｍであった。
【００７９】
次に可視光領域である波長３８０〜７８０ｎｍの波長の透過率（以下単に「可視光透過率」とも記載する）が８０％となるように、調光構造体の透明電極に交流電圧を印加した。可視光透過率の確認は分光光度計（株式会社日立製作所製、型番：Ｕ４０００）を用いた。可視光透過率８０％を実現するのに必要な電圧を下記表１に示す。
【００８０】
（実施例２）
導電性粒子として平均粒子径３０ｎｍのＩＴＯ粒子を用いたこと、液晶層における導電性粒子の割合を２０質量％としたこと、可視光透過性層用原材料としてポリエチレン（屈折率：１．５４）を用いたこと以外は実施例１と同様にして調光構造体を作製し、可視光透過率８０％を実現するのに必要な電圧を測定した。
【００８１】
液晶層用原材料の常光屈折率は１．５３７であり、異常光屈折率は１．７８４であった。
【００８２】
（実施例３）
可視光透過性層に平均粒子径３０ｎｍのＩＴＯ粒子を分散させたこと、可視光透過性層用原材料としてＰＥとＰＭＭＡとが質量比で２５：７５の割合で混合されたアロイを用いたこと以外は実施例１と同様にして調光構造体を作製し、可視光透過率８０％を実現するのに必要な電圧を測定した。可視光透過性層の屈折率は１．５１５であった。
【００８３】
液晶層用原材料の常光屈折率は１．５１７であり、異常光屈折率は１．７７３であった。
【００８４】
（比較例１）
導電性粒子を添加しなかったこと以外は実施例１と同様にして調光構造体を作製し、可視光透過率９２％を実現するのに必要な電圧を測定した。
【００８５】
液晶層の常光屈折率は１．５１７であり、異常光屈折率は１．７７３であった。
【００８６】
【表１】
2008065069.tif 000003
【００８７】
少なくとも液晶層に導電性粒子を含むものは、含まないものよりも低い電圧で調光構造体を駆動できることがわかった。
【００８８】
（実施例４）
導電性粒子として平均粒子径が２０ｎｍのシリカ粒子を用いた。
【００８９】
液晶分子として下記化学式１に示す側鎖型高分子液晶を用いた。
【００９０】
【化１】
2008065069.tif 000004
【００９１】
化学式１の側鎖型高分子液晶の屈折率は、電圧無印加時には１．５２であり、電圧印加時には１．６７であった。化学式１に示す高分子液晶に対し、下記表２に示す条件でＧＰＣにより数平均分子量を測定したところ、数平均分子量は４万であった。
【００９２】
【表２】
2008065069.tif 000005
【００９３】
上述の液晶材料と粒子とを含む液晶層用原材料は、化学式１の側鎖型高分子液晶を熱融解したものに粒子を混練する方法で作製した。より詳細には、装置として二軸混練機（株式会社日本製鋼所製、型番：ＴＥＸ３０ＸＳＳＴ）を用い、混練温度は口金の温度を２１０〜２３０℃、押出機シリンダーの温度を２１０〜２３０℃に設定して化学式１の側鎖型高分子液晶と粒子との混練を行い、ペレタイザーを用いて液晶層用原材料をペレット状に加工した。液晶層用原材料における粒子の割合は５質量％であった。液晶層用原材料の常光屈折率は１．５１であり、異常光屈折率は１．６５であった。実施例４における常光屈折率の値は上述の「液晶層および可視光透過性層」の項に記載の電圧印加時の屈折率に該当し、異常光屈折率の値は電圧無印加時の屈折率に該当する。また、以下に記載の実施例５においても同様である。
【００９４】
可視光透過性層用原材料としてＰＥとＰＭＭＡとのアロイ（屈折率１．５０、可視光透過率９２％、ＰＥ：ＰＭＭＡは質量比で３５：６５）を用いた。
【００９５】
次に、共押出しにより液晶層と可視光透過性層とが交互に積層された積層体を得た。液晶層の積層数は３０層であり、透過型電子顕微鏡で観察したところ厚みは９０ｎｍであった。積層数は３１層であり、透過型電子顕微鏡で観察したところ可視光透過性層の厚みは１００ｎｍであった。共押出の詳細を以下に記載する。
【００９６】
可視光透過性層用原材料を可視光透過性層用押出機（２軸押出機、株式会社日本製鋼製、型番：ＴＥＸ３０ＸＳＳＴ）に入れ、２１０〜２３０℃に加熱溶融した後、可視光透過性層用マニホールドに接続された口金に供給した。さらに、これと同時に液晶層用原材料を液晶層用押出機（２軸押出機、株式会社日本製鋼社製、型番：ＴＥＸ３０ＸＳＳＴ）に入れ、２１０〜２３０℃に加熱溶融した後、液晶層用マニホールドに接続された口金に供給した。溶融した状態で口金に供給された可視光透過性層用原材料を作製するための材料および液晶層用原材料をスリット間隙０．１５ｍｍの口金から吐出させて積層体を得た。なお、押出重量は１０〜２０（ｇ／秒）であり、吐出速度は０．４〜０．６（ｃｍ／秒）であり、引取り速度は１〜２（ｃｍ／秒）であった。
【００９７】
得られた積層体を一対の透明電極付支持基材で挟み調光構造体を作製した。透明電極としてＩＴＯ（屈折率２．１０、可視光透過率８７％）を用い、支持基材としてガラス板（屈折率１．５２、可視光透過率９３％）を用いた。
【００９８】
調光構造体を、分光光度計（株式会社日立製作所製、型番：Ｕ４０００）を用いて電圧印加時の可視光波長領域の平均透過率を測定した。
【００９９】
次に調光構造体に電圧を印加しない状態で、分光光度計（株式会社日立製作所製、型番：Ｕ４０００）を用いて可視光波長領域の平均反射率を測定した。可視光領域の平均反射率は、ＪＩＳ  Ｒ３１０６（１９９８）に従い、入射角５度の正反射率を測定し、視感度（可視光波長域：３８０〜７８０ｎｍ）で補正した。可視光波長領域の平均透過率および可視光波長領域の平均反射率を下記表３に示す。
【０１００】
（実施例５）
シリカ粒子の添加量を８質量％としたこと以外は実施例４と同様にして調光構造体を作製し、可視光波長領域の平均透過率および可視光波長領域の平均反射率を測定した。
【０１０１】
液晶層の常光屈折率は１．５１であり、異常光屈折率は１．５６であり、厚みは８０ｎｍであった。
【０１０２】
（比較例２）
シリカ粒子を添加しなかったこと以外は実施例４と同様にして調光構造体を作製し、可視光波長領域の平均透過率および可視光波長領域の平均反射率を測定した。液晶層の電圧印加時の屈折率は１．５２であり電圧無印加時の屈折率は１．５８であり、実施例３と同じ条件で共押出したにも係わらず厚みは７５ｎｍであった。また、可視光透過性層の厚みは１００ｎｍであった。
【０１０３】
（測定結果）
【０１０４】
【表３】
2008065069.tif 000006
【０１０５】
電圧無印加時の可視光透過率に関して、実施例４〜５は比較例２よりも優れた効果を有することが示された。これは、実施例４〜５は導電性粒子を使用したことにより電圧無印加時の液晶層と可視光透過性層との屈折率が近づいたためであると考えられる。
【０１０６】
電圧印加時の可視光反射率に関して、実施例３〜４は比較例２よりも非常に優れた効果を有することが示された。これは液晶層の厚みを、実施例４では９０ｎｍ、実施例５では８０ｎｍと、目的の厚みである１００ｎｍに近い厚みを実現できたのに対し、比較例２では７５ｎｍまで厚みが下がっていた。比較例２では、液晶層の厚みが薄くなってしまったため、反射可能な光が可視光波長領域を外れて短波長のものに偏ってしまったことや、液晶の駆動性が低下したことが、反射率の低下につながったものと考えられる。
【０１０７】
比較例の液晶層の厚みが目的よりも下がってしまったのは、比較例の液晶層の溶融粘度が低すぎたため、積層体として共押出された後に、液晶層が積層体の外に押し出されてしまったためである。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】液晶層と可視光透過性層との関係を示す図である。
【図２】透明電極を含む調光構造体の断面外略図である。
【図３】支持基材および透明電極を含む調光構造体の断面外略図である。
【図４】共押出し成形装置の平面概略図である。
【図５】図４の共押出し成形装置のＤで示される部分の斜視図である。
【符号の説明】
【０１０９】
２１    液晶層、
２２    可視光透過性層、
２３    透明電極、
２５    液晶層および可視光透過性層からなる積層体、
３１    液晶層、
３２    可視光透過性層、
３３    透明電極、
３４    支持基材、
３６    液晶層、可視光透過性層、および透明電極からなる積層体、
４５    液晶層および可視光透過性層からなる積層体 、
４１０    液晶層用押出機、
４１１    液晶層用マニホールド、
４２０    透光性樹脂層用押出機、
４２１    透光性樹脂層用マニホールド、
４３０    口金、
５５    透光性樹脂層と液晶層とを含む積層体、
５１    液晶層、
５２    透光性樹脂層、
５１１    液晶層用マニホールド、
５２１    透光性樹脂層用マニホールド、
５３０    口金、
Ａ    液晶層、
Ｂ    可視光透過性層、
Ｃ    可視光透過性層、
ｉ    電圧無印加時の液晶層の屈折率、
ｉｉ    電圧印加時の液晶層の屈折率。
【図１】
2008065069.tif 000007
【図２】
2008065069.tif 000008
【図３】
2008065069.tif 000009
【図４】
2008065069.tif 000010
【図５】
2008065069.tif 000011