(57)【要約】　　　（修正有）【課題】電圧を印加／非印加することにより高度な透過率の制御を行ない得るようにし、予め設定した二つの状態で透過率を調節することができるようにする。【解決手段】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液晶シート７を、接着性樹脂９を介してガラス板もしくはポリカーボネート板の間に積層した調光窓であって、電圧を印加／非印加することにより光の散乱透過率を３０％以下、かつ光の透過率を１１〜３０％と１０％以下の二つの状態のなかで任意に調整する。【選択図】図２
2004093873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な第１の基板と、透明な第２の基板の間に液晶シートが配置されてなる調光窓において、
液晶シートは、一対の電極付き透明基板間に、二色性色素と液晶と重合体とを含む液晶／重合体複合体が配置され、
液晶シートの電極間に印加される電圧によって、第１の基板または第２の基板のいずれか一方から他方に向けて入射される光の透過率を１０％以下の状態になるように設定でき、
かつ、第１の基板側または第２の基板のいずれか一方から他方に向けて光が通過する際の光の透過率を１１〜３０％の状態になるように設定でき、
各状態のなかで透過率を調整でき、かつ、散乱透過率が３０％以下であることを特徴とする調光窓。
【請求項２】
第１の基板または第２の基板のうちの少なくとも一方の基板として、基板単独の透過率が１０〜７０％であるガラス板を用いる請求項１に記載の調光窓。
【請求項３】
第１の基板または第２の基板のうちの少なくとも一方の基板として、基板単独の透過率が１０〜７０％であるポリカーボネート板を用いる請求項１または２に記載の調光窓。
【請求項４】
第１の基板または第２の基板の少なくとも一方に、着色フィルムが基板に沿って配置され、着色フィルム単独での透過率が１０〜７０％である請求項１、２または３に記載の調光窓。
【請求項５】
液晶シートが電極間に印加される電圧によって、散乱透過率を３０％以下に設定でき、かつ、光の透過率を４５〜８０％の状態に設定でき、かつ光の透過率を４０％以下に設定でき、各状態のなかで透過率を調整できる請求項１、２、３または４に記載の調光窓。
【請求項６】
重合体が重合性官能基とメソゲン構造とを有する重合性化合物の重合物である請求項１、２、３、４または５に記載の調光窓。
【請求項７】
自動車のルーフ窓に用いた請求項１〜６のいずれか１項に記載の調光窓。
【請求項８】
建物の天窓に用いた請求項１〜６のいずれか１項に記載の調光窓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧の制御により、光の透過、吸収を制御できる調光窓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物や自動車、列車などの窓の透過率を任意に制御する技術が知られている。特開昭４７−４０６１７号公報の調光窓、実開昭６３−８３３４８号公報の調光窓、実開昭６０−９８８２０号公報の窓ガラス、特開平７−２１５０５７号公報の調光窓などがあり、また、液晶シートを２枚のガラス板の中間に積層して調光体とする特開平１−１８６９１１号公報も知られている。
【０００３】
近年、窓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さらに高まっている。特に、建築用または自動車用などの窓ガラスにおいては、外部からの室内や車内への日照を防止して、内部にある書類や人間が照射されないようすることが求められている。たとえば、自動車用窓ガラスに求められる性能と新しい構造についての発表もある（「肌にやさしい窓ガラス」日経ビジネス　２００２年８月２６日号　６２〜６３頁）。
【０００４】
また、内部空間の空調を行う空調装置への負荷を低減することも求められている。さらに、車の乗員の目に入る不要な光を低減・除去できるような防眩機能も求められている。
【０００５】
このような場合、太陽からの直射光が内部空間の奥まで深く差し込むときには、窓ガラスの光透過量を減少させて入射光量を抑制することが望まれる。ただし、散乱が生じることによって視界を完全にふさいでしまうと、室内または車内にいる人が不快感を感じるなどの問題も生まれる。
【０００６】
そのため、光の散乱透過率はできるだけ小さく設定することが求められる。加えて、自動車のルーフ窓として使用する場合には、曇りの時でも少ないながら太陽の直射光が室内に差し込む。そのため、視界を確保したいときでも、１１〜３０％の低い透過率が求められる。また、窓ガラスには、プライバシー保護の観点と窓越しに外側を視認する両者の必要性から透視性の高度な制御機能が求められることもある。
【０００７】
従来、アクティブな調光機能を有する窓としては、エレクトロクロミック素子（以下、ＥＣ素子という。）を使用した窓が注目されていた。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。
【０００８】
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再び注目されている。透過・散乱型の液晶調光素子の一例として、インデックスマッチング法が知られている。電圧非印加時には、光が液晶と重合体の屈折率差によって散乱し、乳白色に見える。一方、電圧印加時には、液晶が外部電界の方向に沿って配向する。このとき液晶の常光屈折率（Ｎｏ）と重合体の屈折率（Ｎｐ）とが一致することにより光の散乱が少なくなる。外観上は、ほぼ透明な状態として見える。このような液晶調光素子は、電圧非印加時に光が散乱するモードを有する。
【０００９】
したがって、電気系統の故障時など、液晶層に電圧が印加されないときには、液晶調光素子は不透明な状態になる。自動車の窓用の調光素子としては、故障時に、車内からの良好な視界を確保できないという問題があった。
【００１０】
本発明者は、特願２００１−３９９６６８において、光の透過率を４０％以上の状態と、３５％以下の状態の２状態を調整でき、二色性色素と液晶と重合体を含む液晶調光素子を開示した。しかし、その液晶素子単体で、光の透過率を１１〜３０％の状態と１０％以下の状態の二状態に設定することは困難であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の問題点を解決しようとするものであり、電圧印加を制御することにより、光の散乱透過率を３０％以下の状態、かつ、光の透過率を４５〜８０％の状態と、４０％以下の状態の二状態のなかで調整できる液晶シートを得て、さらに、２枚の透明な基板の間に液晶シートを配置することで、光の透過率を１１〜３０％の状態と、１０％以下の状態の二状態のなかで調整できる調光窓を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の問題点を解決しようとするものであり、態様１は、透明な第１の基板と、透明な第２の基板の間に液晶シートが配置されてなる調光窓において、液晶シートは、一対の電極付き透明基板間に、二色性色素と液晶と重合体とを含む液晶／重合体複合体が配置され、液晶シートの電極間に印加される電圧によって、第１の基板または第２の基板のいずれか一方から他方に向けて入射される光の散乱透過率を１０％以下の状態になるように設定でき、かつ、第１の基板側または第２の基板のいずれか一方から他方に向けて光が通過する際の光の透過率を１１〜３０％の状態になるように設定でき、各状態のなかで透過率を調整でき、かつ、散乱透過率が３０％以下であることを特徴とする調光窓を提供する。
【００１３】
態様２は、第１の基板または第２の基板のうちの少なくとも一方の基板として、基板単独の透過率が１０〜７０％であるガラス板を用いる態様１に記載の調光窓を提供する。
【００１４】
態様３は、第１の基板または第２の基板のうちの少なくとも一方の基板として、基板単独の透過率が１０〜７０％であるポリカーボネート板を用いる態様１または２に記載の調光窓を提供する。
【００１５】
態様４は、第１の基板または第２の基板の少なくとも一方に、着色フィルムが基板に沿って配置され、着色フィルム単独での透過率が１０〜７０％である態様１、２または３に記載の調光窓を提供する。好ましくは、着色フィルムは第１の基板または第２の基板に密着される。
【００１６】
態様５は、液晶シートが電極間に印加される電圧によって、光の散乱透過率を３０％以下に設定でき、かつ、光の透過率を４５〜８０％の状態に設定でき、かつ光の透過率を４０％以下に設定でき、二状態のなかでそれぞれ透過率を調整できる態様１、２、３または４に記載の調光窓を提供する。
【００１７】
態様６は、重合体が重合性官能基とメソゲン構造とを有する重合性化合物の重合物である態様１、２、３、４または５に記載の調光窓を提供する。
【００１８】
態様７は、自動車のルーフ窓に用いた態様１〜６のいずれかに記載の調光窓を提供する。
【００１９】
態様８は、建物の天窓に用いた態様１〜６のいずれかに記載の調光窓を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明における液晶シートとは、一対の電極付き透明基板間に、二色性色素と液晶と重合体とを含む液晶／重合体複合体を挟持させたシートである。
【００２１】
また、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。この複合体は、二色性色素と液晶と重合性化合物との液晶混合物において、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。
【００２２】
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。本発明に用いる液晶シートにおいては、液晶の誘電率異方性（Δε）（Δε＝（ε‖）−（ε⊥）、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）が正の場合には、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。
【００２３】
また、電極間に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沿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、液晶シートの透過率が大きくなる。
【００２４】
液晶の誘電率異方性が負の場合には、電圧非印加時に基板に対して垂直配向となることにより、二色性色素の吸光が小さくなり、光の透過率が大きくなる。また、電圧を加えることにより液晶の配向状態が水平配向へ変化しそれに沿って二色性色素が水平配向するため、二色性色素の吸光が大きくなり、液晶シートの透過率が小さくなる。
【００２５】
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％については以下同様である。）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。
【００２６】
本発明における液晶は、１種の液晶化合物または２種以上の液晶化合物からなる組成物である。この液晶化合物は、誘電率異方性が負の化合物、正の化合物または誘電率異方性がない化合物でもよい。本発明で用いる液晶は、液晶全体としての誘電率異方性が、正でも負でも構わない。
【００２７】
しかし、低透過率の状態で長時間使用することが多い場合には正の誘電率異方性を有する液晶を利用したシステムを選択する。逆に、高透過率で長時間使用することの多い場合には、フェールセーフ、すなわち電源が切れた場合に高透過率にすることが望まれるので、負の誘電率異方性を有する液晶を利用したシステムを選択する。
【００２８】
液晶の誘電率異方性が正であると、電圧非印加時に液晶が水平配向をしている液晶シートにおいて、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。
【００２９】
液晶の誘電異方性が負であると、電圧非印加時に液晶が垂直配向をしている液晶シートにおいて、電圧印加時には液晶と二色性色素がともに水平配向するため光の透過率は小さくなる。
【００３０】
また、本発明における液晶の誘電率異方性の絶対値は１以上が好ましく、２〜５０が特に好ましい。誘電率異方性の絶対値が１以上であると、低電圧で液晶シートを駆動できるので好ましい。
【００３１】
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、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。一方、誘電率異方性が負の液晶化合物にするためには、シアノ基、フッ素原子などの極性基が分子短軸方向に結合した化合物が好ましい。
【００３２】
また、本発明における液晶の屈折率異方性（Δｎ）（Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ、ｎｅ：異常光屈折率、ｎｏ：常光屈折率）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以下であると液晶及び二色性色素が水平配向した際に、液晶シートにおける光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。
【００３３】
本発明に用いる液晶シートの液晶量は、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、液晶シートを低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。
【００３４】
本発明で用いる液晶シートにおいて、液晶として誘電率異方性が正であることを選択した場合、カイラル剤を含む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、公知または周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吸光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。
【００３５】
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、この重合性化合物が２個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。
【００３６】
本発明における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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。この環基は、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。
【００３９】
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。この環基の水素原子は、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。
【００４０】
−Ｘ１−ＣＯＯ−Ｘ２−ＯＣＯ−Ｘ３−　　　・・・（１）
−Ｘ１−Ｘ２−Ｘ３−　　　　　　　　　　　・・・（２）。
【００４１】
式（１）、（２）において、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３：それぞれ独立に１，４−フェニレン基またはトランス１，４−シクロヘキシレン基。ただしこれらの基の水素原子の１以上は炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜２のアルコキシ基、シアノ基またはハロゲン原子に置換されていてもよい。
【００４２】
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良い。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のが好ましい。
【００４３】
重合性化合物としては、下記の化合物が好ましく挙げられる。
【００４４】
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、アリル基
Ｒ１、Ｒ２：それぞれ独立に、そして水素原子の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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、液晶シートの、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。
【００４７】
５０％以下であると、液晶シート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、この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。
【００４８】
本発明における二色性色素と液晶と重合性化合物との液晶混合物は、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。この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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、液晶シートの調光機能を損なわない範囲で含むことができる。
【００５７】
本発明の液晶シートは、一対の電極付き透明基板を有する。電極付き透明基板とは、透明な基板に透明な電極を積層させたものである。
【００５８】
本発明の液晶シートに用いる基板の材質は、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。このような樹脂は非平面形状または大面積のシート、軽量かつ柔軟性のあるシートが得られるため好ましい。
【００５９】
本発明における液晶シートの基板には、透明電極を積層させて配置することが好ましい。透明電極としては、ＩＴＯ膜やＳｎＯ２膜が好ましい。
【００６０】
本発明の液晶シートにおける、電極付き透明基板の液晶／重合体複合体と接する面には、液晶を配向せしめる配向処理がなされていることが好ましい。配向処理は必須ではなく、無配向処理の状態の基板面などを用いてもよい。
【００６１】
液晶が正の誘電率異方性であるシステムの場合には、液晶が水平配向になるようにする。負の誘電異方性であるシステムの場合には、垂直配向になるようにする。水平配向または垂直配向するような配向処理を行うことが好ましい。配向処理の手段は、とくに限定されず、公知または周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。
【００６２】
本発明の液晶シートにおける、２枚の透明基板の基板間隔はスペーサによって制御されることが好ましい。スペーサの大きさによって基板間隔を適宜調整できる。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、液晶／重合体複合体を形成する際の硬化反応が安定するので好ましい。
【００６３】
本発明の液晶シートを形成する際の重合反応としては、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。
【００６４】
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。
【００６５】
本発明の液晶シートを形成する際に用いる重合反応は、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、液晶及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。
【００６６】
重合反応は、液晶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。この方法で重合させることにより、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。
【００６７】
この重合反応は、電極間に電圧を印加した状態で行うこともできる。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沿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。
【００６８】
したがって、形成された液晶シートの電圧印加時の散乱透過率を、著しく低減することができる。印加電圧は、０．５〜３００Ｖが好ましく、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〜１ｋＨｚが好ましい。
【００６９】
本発明に用いる液晶シートを形成する際に用いる重合反応において、電圧を印加した状態で行う場合、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。印加電圧は、０．５〜３００Ｖが好ましく、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〜１ｋＨｚが好ましい。電圧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液晶シートを形成できるので好ましい。
【００７０】
本発明で用いる液晶シートの形成方法は、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、一例を挙げる。
【００７１】
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、これらの基板間にスペーサが均一に分散した液晶混合物を注入する。２本のロールにより、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成し、基板の外周部をエポキシ樹脂などのシール剤で封止する。
【００７２】
さらに電極取り出しを行う。公知の方法を使用できる。例えば、両電極面に導電性粘着剤付き金属箔テープを貼り付ける方法が挙げられる。
【００７３】
本発明の調光窓は、２枚の透明基板の間に、二色性色素と液晶と重合体とを含む液晶／重合体複合体を電極付き透明基板間に挟持させた液晶シートを、配置したものである。好ましくは、液晶シートを接着性樹脂で積層する。液晶シートのみでは発現できない低透過率範囲での透過率調整を達成するために、外側に配置する透明な第１の基板と透明な第２の基板による透過率の調整が重要である。
【００７４】
本発明において、透過率の調整の手段としては以下の６種の組み合わせが好ましい。
１）１枚が透過率１０〜７０％のガラス板またはポリカーボネート板で、他の１枚が透明板ガラスもしくは透明ポリカーボネート板、
２）２枚共透過率１０〜７０％の透明板ガラスまたは２枚共透明ポリカーボネート板、
３）１枚が透過率１０〜７０％のガラス板で、他の１枚が透過率１０〜７０％の透明ポリカーボネート板、
４）１枚が透明板ガラスまたは透明ポリカーボネート板に透過率１０〜７０％の着色フィルムを貼り付けた透明板ガラスで、他の１枚が透明板ガラスまたは透明ポリカーボネート板、
５）１枚が透過率１０〜７０％のガラス板またはポリカーボネート板で、他の１枚が透明板ガラスまたは透明ポリカーボネート板に透過率１０〜７０％の着色フィルムを貼り付けた透明板ガラス、
６）２枚共透明板ガラスに透過率１０〜７０％の着色フィルムを貼り付けた透明板ガラス、または２枚共透明ポリカーボネート板に透過率１０〜７０％の着色フィルムを貼り付けた透明板ガラス。
【００７５】
これらの組み合わせで用いるガラス板またはポリカーボネート板は、例えば黒や緑などの色がついた板であってもよい。調光窓を建築物や車両に装着した時に不快感のない色であればよい。
【００７６】
本発明における２枚のガラス板もしくはポリカーボネート板の内側面と液晶シートを接着させる接着性樹脂は、公知のものが使用できるが、液晶シートへの負荷を考慮し、１４０℃以下で熱硬化する樹脂が好ましく、１００℃以下がより好ましい。
【００７７】
例えば、ポリビニルブチラート（以下、ＰＶＢという）、エチレン酢酸ビニルコポリマー（以下、ＥＶＡという）が挙げられる。また、この樹脂は、その性能を損なわない範囲において、紫外線吸収剤、断熱性付与剤など種々の添加物を含有していてもよい。
【００７８】
なお、２枚のガラス板またはポリカーボネート板の内側面に液晶シートを接着させる工程を“合わせ”という。この合わせ方法は特に限定されるものではなく、公知のものが使用できる。樹脂硬化時に空気が残ると外観不良の原因になるため、真空引きをした後あるいは真空に引きながら樹脂を硬化させることが好ましい。
【００７９】
図１は、本発明の調光窓に用いることのできる液晶シートの一例を示す図である。また図２と図３は、本発明の調光窓の一例を示す図である。第１の基板８Ａ第２の基板８Ｂの間に液晶シート７が封入されている。液晶シート７には、透明基板１Ａ、１Ｂにそれぞれ電極膜２Ａ、２Ｂが備えられ、両電極間に液晶／重合体複合体４に接する内面に配向膜３Ａ、３Ｂが備えられる。液晶／重合体複合体４を透明基板１Ａ、１Ｂの間に封入し形成した後に、その周辺に封止剤５を配置して内部を封入する。
【００８０】
さらに、接着性樹脂９によって液晶シート７を第１の基板８Ａと第２の基板８Ｂとの間に接着し封入する。また、図３では、第１の基板８Ａの外側に着色フィルム１０が貼着されている。このようにして、透過率を高度に調整できる調光窓２０を形成できる。
【００８１】
本発明の調光窓は、散乱透過率が３０％以下でかつ、光の透過率を１１〜３０％と１０％以下の範囲で調整できるように構成される。散乱透過率が２５％以下でかつ、光の透過率を１３〜２５％と１０％以下の範囲で調整できることが好ましい。
【００８２】
本発明の調光窓は、自動車用のガラス（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使用することができる。
【００８３】
【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、本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。例１〜４は実施例である。
【００８４】
透過率、散乱透過率は、次の方法により測定した。形成した液晶シート及び調光窓を、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。
【００８５】
調光窓としての、透過率（Ｔｐ）、散乱透過率（Ｔｄ）の測定方法は以下の通りである。電極間に印加する電圧を０Ｖと６０Ｖとし、液晶シートに適宜電圧を印加し、調光窓のサンプルの状態を変化せしめ、その中心部を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。
【００８６】
［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）を液晶とカイラル剤と重合性化合物の合計量に対して６８％、カイラル剤ＣＮ（コレステリルノナノエート）を液晶とカイラル剤と重合性化合物の合計量に対して１２％、式（１）の重合性化合物を液晶とカイラル剤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）を液晶とカイラル剤と重合性化合物の合計量に対して３％、ベンゾインイソプロピルエーテルを重合性化合物の合計量に対して３％、直径６μｍの樹脂ビーズ（積水ファインケミカル社製）を液晶とカイラル剤と重合性化合物の合計量に対して１％含む混合物Ａを調整した。
【００８７】
【化１】
2004093873.tif 000003
【００８８】
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。
【００８９】
フィルムが、この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Ａを注入した。この液晶混合物を挟持した２枚の基板がロールを通過せしめることにより、基板間に混合物Ａをラミネートした。すなわち基板間に封入した。
【００９０】
次に、混合物Ａ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。
【００９１】
続いて重合完了後の液晶シートから１０ｃｍ角分を切断し、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。２枚の基板の外周部に、加熱硬化型の未硬化のエポキシ樹脂ＥＰ１７１（セメダイン社製）を塗り、８０℃で３０分間加熱することでエポキシ樹脂を硬化させて封止が完了し、液晶シートを作成した。
【００９２】
得られた液晶シートの透過率は、電圧０Ｖで２５％、電圧６０Ｖで６４％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで１２％、電圧６０Ｖで５％であった。
【００９３】
続いて合わせ工程を行った。１３ｃｍ角、厚さ２．８ｍｍで透過率が５０％のガラス板（旭硝子社製）を２枚、同じく１３ｃｍ角、厚さ０．４ｍｍのＥＶＡ（ブリヂストン社製）を２枚準備した。
【００９４】
ガラス、ＥＶＡ、及び液晶シートをガラス／ＥＶＡ／液晶シート／ＥＶＡ／ガラスの順に重ね、ずれないようにして真空用アルミ製袋に入れ、１０ｔｏｒｒまで脱気した後、アルミ製袋を熱圧着した。
【００９５】
１００℃の恒温槽で１時間加熱溶融させた後、室温に戻してアルミ袋から積層体を取り出し、調光窓を製造した。
【００９６】
このようにして製造した調光窓の透過率を測定した結果、電圧０Ｖでは５％、電圧６０Ｖでは１５％であった。また、Ｔｄは、電圧０Ｖでは１５％、電圧６０Ｖでは８％であった。
【００９７】
液晶シートと低透過率のガラス板とを合わせることにより、液晶シート単体では出せなかった透過率１１〜３０％と１０％以下の間の調節が可能な調光窓を作成できた。
【００９８】
［例２］
液晶として誘電率異方性が負のネマチック液晶Ｑ（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％使用し、カイラル剤を使用しないこと以外は混合物Ａと同様にして、混合物Ｂを作成した。
【００９９】
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ＩＴＯ表面に、イミド系垂直配向剤ＲＮ１３５８（日産化学社製）を固形分で１００ｎｍになるように塗布し、１２０℃で３０分間、加熱硬化させて、樹脂フィルム基板を作成した。この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。
【０１００】
フィルムが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。この液晶混合物を挟持した２枚の基板が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。
【０１０１】
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分間照射した。続いて、このようにして重合完了後の液晶シートから１０ｃｍ角分を切断し、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。２枚の基板の外周部に加熱硬化型の未硬化のエポキシ樹脂ＥＰ１７１（セメダイン社製）を塗り、８０℃で３０分間加熱することでエポキシ樹脂を硬化させて封止が完了し、液晶シートを作成した。
【０１０２】
続けて２枚のガラス板の代わりに２枚の透過率５０％のポリカーボネート板（旭硝子社製）を使用して、調光窓を作成した。
【０１０３】
得られた液晶シートの透過率は、電圧０Ｖで６４％、電圧６０Ｖで２０％であった。Ｔｄは、電圧０Ｖで５％、電圧６０Ｖで１２％であった。また調光窓の透過率を測定した結果は、電圧０Ｖでは４％、電圧６０Ｖでは１５％であった。また、Ｔｄは、電圧０Ｖでは８％、電圧６０Ｖでは１５％であった。
【０１０４】
液晶シートと低透過率のポリカーボネート板とを合わせることにより、液晶シート単体では出せなかった透過率１１〜３０％と１０％以下の間の調節が可能な調光窓を作成できた。
【０１０５】
［例３］
２枚の透過率５０％のガラスの代わりに、１枚の透過率５０％のガラスと、１枚の透過率５０％のポリカーボネート板を使用する以外は、例１と同様にして、液晶シート及び調光窓を作成した。
【０１０６】
得られた調光窓の透過率を測定した結果は、電圧０Ｖでは５％、電圧６０Ｖでは１６％であった。また、Ｔｄは、電圧０Ｖでは１６％、電圧６０Ｖでは７％であった。
【０１０７】
［例４］
２枚の透過率５０％のガラスの代わりに、２枚の透過率８０％の透明板ガラスに、合わせガラス作成後に透過率６０％の黒色フィルムＳＭＬＣ−５０　ＨＤ（リンテック社製）を貼り付けた。それ以外は例１と同様にして、液晶シート及び調光窓を作成した。
【０１０８】
得られた調光窓の透過率を測定した結果は、電圧０Ｖでは５％、電圧６０Ｖでは１４％であった。また、Ｔｄは、電圧０Ｖでは１６％、電圧６０Ｖでは８％であった。下記の表１に液晶シートの物性を示す。表２に調光窓の物性を示す。
【０１０９】
【表１】
2004093873.tif 000004
【０１１０】
【表２】
2004093873.tif 000005
【０１１１】
【発明の効果】
本発明の調光窓は、たとえば、自動車の場合には、いわゆるサンルーフや後ろ側に設置され、透過率の制限のないガラス窓（リア、リアドアなど）に用いることが好ましい。
【０１１２】
透明度の高いガラス窓ではなく、プライバシー性や遮光性を確保できるので好ましい。また、天候や使用時の状況に応じて、透過率を適宜設定できるので最適な室内環境を得ることができる。
【０１１３】
建物の窓の場合には、天窓など、太陽を直接見る可能性がある部位の窓に用いることが好ましい。また、間仕切りなどのプライバシーコントロールの目的でもっぱら用いる例では、透過率が１０〜２０％未満にであると、「暗い方から、明るい方は見える。」、しかし、「明るい方から、暗い方は見にくい。」状態になる。
【０１１４】
透過率が２０％程度であれば、「明るい方から暗い方が若干見える。」状態になる。また、透過率が１０％以下になると、ほとんど見えなくなる。
【０１１５】
したがって、状況に応じて透過率を調整して、適切な視認環境を設定できることになる。
【０１１６】
本発明の調光窓は、上記の実施例の場合では、一対の電極付き透明基板間に、液晶／重合体複合体が狭持された液晶シートを、ガラス板もしくはポリカーボネート板の間に接着性樹脂３で積層したものである。
【０１１７】
そして電圧を印加／非印加することにより光の散乱透過率を３０％以下、かつ光の透過率を１１〜３０％と１０％以下の間で調節することができる。したがって、本発明の調光窓は、自動車用ガラス（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。
【０１１８】
例えば、自動車のサンルーフに本発明の調光窓を用いた場合（図４参照）、太陽光の下では自動車内に入ってくる光量を調整できるため、防眩及び冷房負荷の低減させることができる。また、夜などの車外が暗いときには、調光窓の透過率を高くすることによって、車内からの視界を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる液晶シートの一例の模式的断面図。
【図２】本発明の調光窓の一例の模式的断面図。
【図３】本発明の調光窓の一例の模式的断面図。
【図４】自動車のサンルーフに用いた例の模式図。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ：透明基板
２Ａ、２Ｂ：電極膜
３Ａ、３Ｂ：配向膜
４：液晶／重合体複合体
５：封止剤
６Ａ、６Ｂ：電極
７：液晶シート
８Ａ、８Ｂ：第１、第２の基板
９：接着性樹脂
１０：着色フィルム
２０：調光窓
【図１】
2004093873.tif 000006
【図２】
2004093873.tif 000007
【図３】
2004093873.tif 000008
【図４】
2004093873.tif 000009