(57)【要約】【課題】液晶物質を有する調光体及び該調光体を備える合わせガラスに関し、特に、視野制御可能な調光体及び該調光体を備える合わせガラスに関する。【解決手段】調光体１００は、一層の液晶層１０４と、間に液晶層１０４を有する一対の透明導電膜１０６ａ，ｂと、該一対の透明導電膜の外面に夫々接着された一対のＰＥＴフィルム１０５ａ，ｂとからなり、液晶層１０４は多数の空孔を有し且つラテックスからなる透明なポリマーフィルム１０１を備え、当該空孔の各々はネマティック液晶の棒状分子１０２が封入されることによって液晶カプセル１０３を形成し、調光体１００の非透明時に、入射光の透過率が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域において急激に上昇することがなく、その変化量が３％の範囲にある。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の空孔を有し且つ当該空孔の各々に液晶材料が封入された液晶層と、間に前記液晶層を挟持する少なくとも一方が透明の一対の基板と、該基板の各々における対向面に配設された透明導電膜とを備える調光体において、
前記調光体に入射する入射光の所定の波長領域における透過率の変化量が一定範囲以内に設定されていることを特徴とする調光体。
【請求項２】
前記所定の波長領域は３８０ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であり、前記一定範囲は３％であることを特徴とする請求項１記載の調光体。
【請求項３】
前記液晶材料の複屈折率Δｎが０．１２以上であり且つ前記空孔と同体積の真球体における平均直径Ｄ１及び前記複屈折率Δｎの積が０．２４μｍ≦Ｄ１＊Δｎ≦０．３２μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１又は２記載の調光体。
【請求項４】
前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の調光体を有することを特徴とする合わせガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶物質を有する調光体及び該調光体を備える合わせガラスに関し、特に、視野制御可能な調光体及び該調光体を備える合わせガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、調光体等の透過率を任意に調節する調光機能を有する素子（以下「調光素子」という）として、エレクトロクロミック素子（以下「ＥＣ素子」という）が知られている。このＥＣ素子は、酸化タングステン、プルシアンブルー等の電気化学的な酸化還元反応によるスペクトル変化を伴う材料等から構成され、光を吸収することによって透過光量の制御を行っているが、ＥＣ素子は電流駆動型であるため、大面積化した場合に大きな電圧降下が発生して応答速度が著しく低下し、長時間通電中に生じる構成材料の電気化学的変化等に起因した劣化が発生し、耐久性を必要とする調光体に適用することができない。
【０００３】
そこで、近年、上述した電流駆動型のＥＣ素子に代わり、電圧駆動型の調光素子が合わせガラスに適用されている。例えば、このような電圧駆動型の調光素子として、曲線的な配列相のネマティック（ＮＣＡＰ：Ｎｅｍａｔｉｃ  Ｃｕｒｖｉｌｉｎｅｒ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｐｈａｓｅ）液晶調光体が知られており、このネマティック液晶調光体は、液晶物質により構成され、耐久性に優れると共に、大面積化が容易である（例えば、特許文献１）。
【０００４】
通常、このような調光体は、複数の空孔に液晶が封入された調光機能を有する液晶層と、間に当該液晶層を挟持する一対のＰＥＴフィルムとから成り、透明導電膜が当該液晶層に接着するべく各々のＰＥＴフィルムの対向面に配設され、この一対の透明導電膜を介して液晶層に電圧を印加する。そして、液晶層は多数の空孔を有する透明なポリマーフィルムからなり、当該空孔の各々は液晶が封入されることによって液晶カプセルを形成する。
【０００５】
この調光体では、電圧無印加時、液晶分子が液晶カプセルの壁の曲面に沿って整列し、すなわち、液晶カプセルを透過する透過光の進行方向に沿って配列しないので、当該透過光の光路を曲折させ、液晶カプセル及びポリマーフィルムの境界層において入射光を散乱させて液晶層を乳白色にする。一方、この調光体では、電圧印加時、液晶分子は発生する電界方向に沿って整列するが、このとき、ポリマーフィルムの屈折率ｎｐと液晶分子の常光線屈折率ｎｏが一致するような材料から液晶層が構成されることによって液晶カプセル及びポリマーフィルムの境界層が光学的に存在しない状態となり、液晶層に入射した透過光をそのまま透過させることができ、これにより液晶層を透明にする。
【０００６】
以上のような原理から、当該調光体は、電圧無印加時では入射光の散乱により視野を遮断し、電圧印加時では入射光をそのままの状態で透過することにより視野を確保するという視野制御機能を有する。
【０００７】
この調光体は上述した視野制御機能により、単独で若しくは複数の板ガラスに挟まれた合わせガラスの形態でパーティションとして好適に用いられているが、近年、スクリーンとして用いられる事例が増えている。
【０００８】
この調光体をスクリーンとして用いる例としては、内側にリアプロジェクションが配設されたショーウィンドウ等があり、この調光体は、液晶層への電圧の印加により透明となるとき、当該ショーウィンドウの内側に展示された商品を可視状態におき、液晶層へ電圧の無印加により乳白色（非透明）となるとき、ショーウィンドウ内側に配設されたリアプロジェクタから当該窓に投写された商品の宣伝映像等を映し出す。
【０００９】
ここで、透明時の調光体に僅かに残る散乱度合いをヘイズ（ｈａｚｅ）というが、上述したショーウィンドウに用いられる場合、透明時の低ヘイズ化が求められている。さらに、ショーウィンドウは開口面積が大きいため、透明時の低ヘイズ化と共に、ヘイズの視野角依存性が小さいことが求められている。
【００１０】
また、この調光体が、リアプロジェクション等から投写された映像を映し出すスクリーンとして機能するためには、非透明時において、スクリーンに入射する入射光の透過光量における波長依存性を低減することが求められている。
【００１１】
そして、複屈折率（以下「Δｎ」という）の低い液晶を用いることにより、正弦波電源にて透明時のヘイズの視野角依存性を低減できることが知られている（例えば、特許文献２）。
【００１２】
【特許文献１】
特表昭５８−５０１６３１号公報
【特許文献２】
特開平３−１１６０１９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、調光体において、上述した複屈折率Δｎの低い液晶を用いることによって透明時のヘイズの視野角依存性を低減することが可能であっても、非透明時において、入射光の透過光量における波長依存性を低減することができないという問題がある。
【００１４】
本発明は、電圧無印加時の入射光の透過光量における波長依存性を低減することができる調光体及び合わせガラスを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の調光体は、複数の空孔を有し且つ当該空孔の各々に液晶材料が封入された液晶層と、間に前記液晶層を挟持する少なくとも一方が透明の一対の基板と、該基板の各々における対向面に配設された透明導電膜とを備える調光体において、前記調光体に入射する入射光の所定の波長領域における透過率の変化量が一定範囲以内に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１記載の調光体によれば、調光体に入射する入射光の所定の波長領域における透過率の変化量が一定範囲以内に設定されているので、非透明時の入射光の透過光量における波長依存性を低減することができ、当該調光体をスクリーンに用いた場合、スクリーンが赤みを帯びるのを防止することができ、もって当該調光体をスクリーンに好適なものとすることができる。
【００１７】
請求項２記載の調光体は、請求項１記載の調光体において、前記所定の波長領域は３８０ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であり、前記一定範囲は３％であることを特徴とする。
【００１８】
請求項２記載の調光体によれば、所定の波長領域は３８０ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であり、一定範囲は３％であるので、入射光の波長領域の大部分を占める３８０ｎｍ以上且つ７８０ｎｍの波長領域において入射光の透過率の変化量を実用上問題のない範囲に押さえ込むことができ、もって当該調光体をスクリーンにより好適なものとすることができる。
【００１９】
請求項３記載の調光体は、請求項１又は２記載の調光体において、前記液晶材料の複屈折率Δｎが０．１２以上であり且つ前記空孔と同体積の真球体における平均直径Ｄ１及び前記複屈折率Δｎの積が０．２４μｍ≦Ｄ１＊Δｎ≦０．３２μｍの範囲にあることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の調光体によれば、液晶材料の複屈折率Δｎが０．１２以上であり且つ空孔と同体積の真球体における平均直径Ｄ１及び複屈折率Δｎの積が０．２４μｍ≦Ｄ１＊Δｎ≦０．３２μｍの範囲にあるので、非透明時の入射光の透過光量における波長依存性を確実に低減することができると共に、散乱光の透過光量における散乱角依存性を低減することができ、当該調光体をスクリーンに用いた場合、スクリーンが赤みを帯びるのを確実に防止することができ、且つスクリーンの端において映像がぼやけるのを防止することができ、もって当該調光体をスクリーンにより好適なものとすることができる。
【００２１】
請求項４記載の合わせガラスは、前記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の調光体を有することを特徴とする。
【００２２】
ここで、本発明に係る調光体が、非透明時において、入射光の透過光量における波長依存性（以下「入射光の波長依存性」という）及び散乱光の透過光量における散乱角依存性（以下「散乱光の散乱角依存性」という）を低減する手段について詳述する。
【００２３】
まず、散乱光の散乱角依存性は以下の手段により低減される。
【００２４】
非透明時の調光体では、液晶の複屈折率Δｎが高いほど、散乱角度の大きい散乱光の透過光量と、入射光に平行な透過光の透過光量との差が少なくなる傾向がある。
【００２５】
そのため、散乱光の散乱角依存性を低減するには、複屈折率Δｎを所定値以上に設定する必要があり、このとき、当該複屈折率Δｎを０．１２以上とすれば、スクリーンの機能を確保するために十分なレベルまで当該散乱角依存性を低減することができる。
【００２６】
従って、調光体において散乱光の散乱角依存性を低減するため、複屈折率Δｎを０．１２以上とするのがよい。
【００２７】
また、入射光の波長依存性は以下の手段により低減する。
【００２８】
非透明時の調光体では、液晶が封入された液晶カプセルと同体積である真球体の平均直径（以下「真球換算直径」という）Ｄ１の大きさが大きいほど、入射光は回折しにくい。その結果、真球換算直径Ｄ１が大きいほど、入射光は調光体を透過しにくくなる。
【００２９】
そのため、調光体において入射光の波長依存性を低減するには、真球換算直径Ｄ１を所定値以上に設定して入射光の透過光量を一定に抑える必要がある。
【００３０】
具体的には、真球換算直径Ｄ１が１．５μｍ以上であれば、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域において入射光の透過光量の変化量を３％以内に保つことができ、入射光の波長依存性を低減することができる。
【００３１】
さらに、真球換算直径Ｄ１は複屈折率Δｎと関連があり、複屈折率Δｎを小さくするには、真球換算直径Ｄ１の設定値を大きくする必要があり、具体的には、複屈折率Δｎが０．１６の場合、真球換算直径Ｄ１は１．５μｍ〜２．０μｍの間に設定されるのに対し、複屈折率Δｎが０．１２の場合、真球換算直径Ｄ１は２．０μｍ〜２．７μｍの間に設定される必要がある。
【００３２】
従って、入射光の波長依存性を低減するには、真球換算直径Ｄ１と複屈折率Δｎの積を０．２４μｍ〜０．３２μｍに設定する必要があり、これにより、スクリーンの機能を確保するために十分なレベルまで当該波長依存性を低減することができる。
【００３３】
従って、調光体において入射光の波長依存性を低減するため、真球換算直径Ｄ１と複屈折率Δｎの積を０．２４μｍ〜０．３２μｍに設定するのがよい。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る調光体について図面を参照しながら説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施の形態に係る調光体の断面図である。
【００３６】
図１において、調光体１００は、複数の空孔を有するラテックスから成る透明なポリマーフィルム１０１、及び上記空孔の各々にネマティック液晶の棒状分子１０２が封入されることによって形成された液晶カプセル１０３から成る液晶層１０４と、間に液晶層１０４を挟持する一対のＰＥＴフィルム１０５ａ，ｂと、該一対のＰＥＴフィルム１０５ａ，ｂの各々の対向面に配設された透明導電膜１０６ａ，ｂとを備え、調光体１００において一対の透明導電膜１０６ａ，ｂは液晶層１０４に電圧を印加する。
【００３７】
この調光体１００では、液晶層１０４への電圧無印加時、ネマティック液晶の棒状分子１０２が液晶カプセル１０３の壁の曲面に沿って整列し、すなわち、液晶カプセル１０３を透過する透過光の進行方向に沿って配列しないので、透過光の光路を曲折させ、液晶カプセル１０３及びポリマーフィルム１０１の境界層において入射光を散乱させて液晶層１０４を乳白色にする。一方、この調光体１００では、液晶層１０４への電圧印加時、ネマティック液晶の棒状分子１０２が発生する電界方向に沿って整列するが、このとき、ポリマーフィルム１０１の屈折率ｎｐとネマティック液晶の棒状分子１０２の常光線屈折率ｎｏが一致するような材料から液晶層１０４が構成されることによって液晶カプセル１０３及びポリマーフィルム１０１の境界層が光学的に存在しない状態となり、液晶層１０４に入射した透過光をそのまま透過させることができ、これによって液晶層１０４を透明にする。
【００３８】
以上のような原理から、当該調光体１００は、電圧無印加時には入射光の散乱により視野を遮断し、電圧印加時には入射光をそのままの状態で透過することにより視野を確保するという視野制御機能を有する。
【００３９】
そして、上述した調光体１００において、ネマティック液晶は、その複屈折率Δｎが０．１２以上であり、また、液晶カプセル１０３の真球換算直径Ｄ１及びネマティック液晶の複屈折率Δｎの積は０．２４μｍ≦Ｄ１＊Δｎ≦０．３２μｍの範囲にある。
【００４０】
次に、調光体１００の製造方法について説明する。
【００４１】
図２は、図１の調光体１００の製造処理のフローチャートである。
【００４２】
図２において、まず、厚みが１７５μｍであるＰＥＴフィルム１０５ａ，ｂの各々において、その片面上にＩＴＯ膜からなる透明導電膜１０６ａ，ｂを形成する（ステップＳ２０）。
【００４３】
次いで、ネマティック液晶と水性相とを混合してエマルジョンを作製し、該作製されたエマルジョンをラテックスに添加するか、又は、ネマティック液晶とラテックスを直接混合してエマルジョンを作製する。このとき、安定した液晶粒子を形成するために、エマルジョンに界面活性剤を添加することが好ましい。また、ネマティック液晶と水性相又はラテックスとの混合は、ブレンダー、コロイドミル等のミキサーを行う（ステップＳ２１）。このミキサーの回転数によって液晶カプセル１０３の真球換算直径（Ｄ１）を所望の値に制御することができ、このとき、真球換算直径Ｄ１は２．０μｍに設定されるが、真球換算直径Ｄ１が２．０μｍの場合、ネマティック液晶の複屈折率Δｎは０．１２〜０．１６の値をとり得る。
【００４４】
さらに、作製されたエマルジョン中のラテックスを架橋するため架橋剤を添加して媒体を形成する（ステップＳ２２）。当該架橋剤の分量は、ラテックスの固形分量に対応して、この固形分量相当のラテックスの全てを架橋可能な分量に設定される。
【００４５】
そして、形成された媒体をナイフブレード又は他の適当な手段によって透明導電膜１０６ａ上に塗布し、塗布された媒体を乾燥させることによって架橋剤によるラテックスの架橋を進行させて液晶層１０４を形成する（ステップＳ２３）。
【００４６】
次いで、形成された液晶層１０４に透明導電膜１０６ｂが接するようにＰＥＴフィルム１０５ｂを貼り合わせ（ステップＳ２４）、本処理を終了する。
【００４７】
本実施の形態によれば、ネマティック液晶は、その複屈折率Δｎが０．１２以上であり、また、液晶カプセル１０３の真球換算直径Ｄ１及びネマティック液晶の複屈折率Δｎの積は０．２４μｍ≦Ｄ１＊Δｎ≦０．３２μｍの範囲にあるので、非透明時において、調光体１００を使用するスクリーンの機能を確保するために十分なレベルまで入射光の波長依存性及び散乱光の散乱角依存性を低減することができる。
【００４８】
本実施の形態に係る調光体１００における液晶は、上述したようなネマティック液晶だけでなく、コレステリック液晶又はスメクティック液晶であってもよい。
【００４９】
本実施の形態に係る調光体１００では、ＰＥＴフィルムの代わりに、ＩＴＯ膜や錫酸化物（ＳｎＯ２）膜が表面に形成されたガラス板やプラスチックフィルム等を用いてもよい。
【００５０】
本実施の形態に係る調光体１００におけるポリマーフィルムは、その屈折率ｎとネマティック液晶分子の常光線屈折率ｎｏとが一致する材料であって、ネマティック液晶を複数のカプセル状に保持できるものであれば、無機及び有機の種類を問わずにいかなるものも用いることができる。
【００５１】
【実施例】
次に、本発明の実施例を具体的に説明する。
【００５２】
実施例
液晶ＺＬＩ−１８４０（メルク社製、△ｎ＝０．１４３）に界面活性剤ＩＧＥＰＡＬ  ＣＯ−６１０（ＧＡＦ社製）を０．５ｗｔ％添加し、該界面活性剤が添加された液晶を液晶比率が０．６２になるようにラテックス粒子４０重量％を含むＮｅｏｒｅｚ  Ｒ―９６７（ゼネカ社製）に添加した後、ホモジナイザーを用い１００００回転で１０分間撹拌してエマルジョンを得た。次いで、該エマルジョンをゆっくり混ぜながら架橋剤ＣＸ−１００（ゼネカ社製）をエマルジョンに対して３重量％の割合で添加した。そして、架橋剤が添加されたエマルジョンをドクターブレードを用いて、ＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥した。
【００５３】
そして、塗布されたエマルジョンの乾燥後、該エマルジョンをもう一枚のＩＴＯ膜付きＰＥＴフィルムと貼合わせ、調光体を得た。当該調光体の厚みは２０μｍであった。
【００５４】
また、上記調光体では、液晶カプセルの真球換算直径Ｄ１は２．０μｍであり、Ｄ１＊Δｎ＝０．２８６μｍであった。
【００５５】
そして、この調光体を用いて瞬間マルチ測光システムＭＣＰＤ−１０００（２８Ｃ）（大塚電子株式会社製）によって上記調光体の非透明時における３８０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域における入射光の透過光量（透過率）を測定し、その結果を後述する図３のグラフに点線で記載した。
【００５６】
また、−５０ｄｅｇ〜５０ｄｅｇの各散乱角度おける散乱光の透過光量（透過率）を測定し、入射光の透過率に対する各散乱角度おける散乱光の透過率の比（以下「散乱透過率比」という）を後述する図４のグラフに点線で記載した。
【００５７】
比較例
上述した実施例の調光体と同じ製造方法で調光体を得た。但し、ホモジナイザーの回転数を実施例における回転数と異なる回転数に設定した。得られた調光体では、ネ液晶カプセルの真球換算直径Ｄ１が１．０μｍであり、Ｄ１＊Δｎ＝０．１４３であった。
【００５８】
この調光体を用いて上述した実施例と同様に、３８０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域における入射光の透過率を測定し、その結果を後述する図３のグラフに実線で記載した。また、−５０ｄｅｇ〜５０ｄｅｇの各散乱角度おける散乱光の透過率を測定し、散乱透過率比を後述する図４のグラフに実線で記載した。
【００５９】
図３は、調光体が呈する３８０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域における入射光の透過率を表したグラフである。
【００６０】
図３において、横軸は入射光の波長であり、縦軸は各波長における入射光の透過率である。
【００６１】
図３のグラフより、比較例の調光体は長波長域において入射光の透過率が上昇し、特に波長が８００ｎｍ以上では入射光の透過率が８％を超えるため、比較例の調光体をスクリーンとして用いた場合、このスクリーンは赤みを帯びる一方、実施例の調光体は長波長域、特に３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域において入射光の透過率が急激に上昇することがなく、その変化量が３％の範囲に押さえ込まれているため、入射光の透過率の変化量が実用上問題のない範囲に押さえ込まれ、入射光の波長依存性が低減されていることが確認された。すなわち、実施例の調光体を用いたスクリーンでは、このスクリーンが赤みを帯びることがなく、これにより、実施例の調光体はスクリーン用途に好適であることが分かった。
【００６２】
図４は、調光体が呈する−５０ｄｅｇ〜５０ｄｅｇの各散乱角度おける散乱光の透過率と、入射光の透過率との関係を表したグラフである。
【００６３】
図４において、横軸は散乱光の散乱角度であり、縦軸は散乱透過率比である。
【００６４】
図４のグラフより、実施例の調光体における散乱透過率比の値が、−５０ｄｅｇ〜５０ｄｅｇの散乱角の範囲において比較例の調光体における散乱透過率比の値を上回り、散乱光の散乱角依存性が低減されていることが確認された。すなわち、実施例の調光体を用いたスクリーンでは、リアプロジェクション等の光源から映像が投写されたとき、スクリーンの端における映像の乱れの発生を防止できることが分かった。
【００６５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、請求項１記載の調光体によれば、調光体に入射する入射光の所定の波長領域における透過率の変化量が一定範囲以内に設定されているので、非透明時の入射光の透過光量における波長依存性を低減することができ、当該調光体をスクリーンに用いた場合、スクリーンが赤みを帯びるのを防止することができ、もって当該調光体をスクリーンに好適なものとすることができる。
【００６６】
請求項２記載の調光体によれば、所定の波長領域は３８０ｎｍ以上且つ７８０ｎｍ以下であり、一定範囲は３％であるので、入射光の波長領域の大部分を占める３８０ｎｍ以上且つ７８０ｎｍの波長領域において入射光の透過率の変化量を実用上問題のない範囲に押さえ込むことができ、もって当該調光体をスクリーンにより好適なものとすることができる。
【００６７】
請求項３記載の調光体によれば、液晶材料の複屈折率Δｎが０．１２以上であり且つ空孔と同体積の真球体における平均直径Ｄ１及び複屈折率Δｎの積が０．２４μｍ≦Ｄ１＊Δｎ≦０．３２μｍの範囲にあるので、非透明時の入射光の透過光量における波長依存性を確実に低減することができると共に、散乱光の透過光量における散乱角依存性を低減することができ、当該調光体をスクリーンに用いた場合、スクリーンが赤みを帯びるのを確実に防止することができ、且つスクリーンの端において映像がぼやけるのを防止することができ、もって当該調光体をスクリーンにより好適なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る調光体の断面図である。
【図２】図１の調光体１００の製造処理のフローチャートである。
【図３】調光体が呈する３８０ｎｍ〜８００ｎｍの波長域における入射光の透過率を表したグラフである。
【図４】調光体が呈する−５０ｄｅｇ〜５０ｄｅｇの各散乱角度おける散乱光の透過率と、入射光の透過率との関係を表したグラフである。
【符号の説明】
１００  調光体
１０１  ポリマーフィルム
１０２  ネマティック液晶
１０３  液晶カプセル
１０４  液晶層
１０５  ＰＥＴフィルム
１０６  透明導電膜
【図１】
2004325497.tif 000003
【図２】
2004325497.tif 000004
【図３】
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【図４】
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