(57)【要約】【課題】幅広い波長領域にわたり調光機能を発現する調光構造体を提供する。【解決手段】少なくとも一層の透光性層１１１ａ〜１１１ｄと刺激源を印加することにより屈折率が変化する少なくとも一層の屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃとが交互に積層された光学機能層１１０を備える調光構造体１００であって、光学機能層１１０を形成する透光性層１１１ａ〜１１１ｄの厚さが積層方向に向かって異なる厚さを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一層の透光性層と刺激源を印加することにより屈折率が変化する少なくとも一層の屈折率変化層とが交互に積層された光学機能層を備える調光構造体であって、
前記光学機能層を形成する前記透光性層および前記屈折率変化層の少なくとも一方の層の厚さは、積層方向に向かって異なる厚さを有していることを特徴とする調光構造体。
【請求項２】
前記光学機能層を形成する前記透光性層および前記屈折率変化層の少なくとも一方の層の厚さは、積層方向に向かって次第に厚くなってい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】
前記光学機能層を形成する前記透光性層および前記屈折率変化層の少なくとも一方の層の厚さは、前記光学機能層の中心に位置する層から積層方向両端に位置する層に向かって次第に厚くなってい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４】
前記光学機能層を形成する前記透光性層および前記屈折率変化層の少なくとも一方の層の厚さは、前記光学機能層の中心に位置する層から積層方向両端に位置する層に向かって次第に薄くなってい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５】
前記透光性層および前記屈折率変化層の厚さは、３０ｎｍ〜５００ｎｍ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】
前記光学機能層を形成する一の前記透光性層の厚さの最大値をＸｍとし、他の前記透光性層の厚さの最小値をＹｍとした場合、前記透光性層の厚さは、Ｘに対するＹの比が、
１＜Ｘ／Ｙ≦２０
を満たす範囲に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】
前記光学機能層を形成する一の前記屈折率変化層の厚さの最大値をＸｍとし、他の前記屈折率変化層の厚さの最小値をＹｍとした場合、前記屈折率変化層の厚さは、Ｘに対するＹの比が、
１＜Ｘ／Ｙ≦２０
を満たす範囲に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８】
前記透光性層は、透光性を有する硬化性樹脂で形成されてい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】
前記屈折率変化層は、少なくとも一種類の液晶を含む層である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】
前記屈折率変化層は、さらに、電圧印加により着色状態の変化する色素を含んでなることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項１１】
前記色素が、二色性色素であることを特徴とする請求項１０に記載の調光構造体。
【請求項１２】
前記色素の量が、調光構造体全体に含まれる液晶に対して１０質量％以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の調光構造体。
【請求項１３】
前記屈折率変化層は、刺激源として電圧を印加することによって屈折率が変化することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項１４】
前記光学機能層は一対の透明電極層に挟持され、透明電極層へ電圧が印加されることにより前記屈折率変化層の屈折率が変化することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項１５】
車両用グレージング材として用いることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の調光構造体。
【請求項１６】
少なくとも透光性を有する硬化性樹脂の前駆体、液晶、および少なくとも１種類の重合開始剤を混合した混合物を基材に塗布する段階と、
前記混合物を塗布した基材に干渉光を照射して前記硬化性樹脂の前駆体の一部を層状に重合させることによって透光性層と液晶層とが交互に積層された光学機能層を得る段階と、
前記光学機能層を前記硬化性樹脂の前駆体、前記硬化性樹脂の前駆体および所定の溶剤の混合溶液、または所定の溶剤に含浸して前記光学機能層を膨潤状態にすることによって、前記透光性層および前記液晶層の少なくとも一方の層の厚さを変化させる段階と、
を含むことを特徴とする調光構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記透光性層および前記液晶層の少なくとも一方の層の厚さを変化させる段階の後に、前記膨潤状態の光学機能層に非干渉光、または、熱を加えて前記硬化性樹脂の前駆体の重合を完了させることによって前記透光性層および前記液晶層の積層状態を固定化させる段階をさらに含むこと特徴とする請求項１７に記載の調光構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記混合物を基材に塗布する段階の混合物に、さらに電圧印加により着色状態の変化する色素が混合されており、前記色素が、前記光学機能層を得る段階によって形成された前記液晶層に含まれることを特徴とする請求項１６または１７に記載の調光構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光構造体に関し、特に、幅広い光の波長領域にわたって調光機能を発現する調光構造体およびその調光構造体の製造方法に関する。本発明の調光構造体は、例えば、車両の窓ガラスや建築家屋の窓材等に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
車両に備えられているウィンドシールド、フロントガラス、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、サンルーフ等の窓材（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。
【０００３】
一方、このような窓材は、光エネルギーおよび熱エネルギー（例えば、太陽からの日射エネルギー）を車室内へ侵入させる経路となり、これらのエネルギーが多量に侵入することによって室内温度が上昇し、熱暑感や空調設備の負荷を増大させ、人体や環境に対して悪影響を及ぼす。また、秘匿性や防眩性などを確保するために濃色の窓材が用いられているが、濃色の窓材は、秘匿性や防眩性などを確保する代償として透明性を悪化させてしまう。これらは、車両に限らず建築物でも同様な課題となっている。
【０００４】
このような課題を解決すべく、近年、エレクトロミック（ＥＣ）素子を用いた調光構造体や、液晶素子を用いた調光構造体が利用されつつある。
【０００５】
ＥＣ素子を用いた調光構造体は、酸化タングステン、プルシアンブルーなど、電気化学的な酸化還元反応によってスペクトル変化を伴う材料が光を吸収する性質を利用して、光の透過量を制御するものである。
【０００６】
液晶素子を用いた調光構造体は、電場が印加されると液晶分子の配列方向が変化する性質を利用して光の透過量を制御するもので、電場が印加されているときには透明になり、電場が印加されていないときには不透明になるものである。液晶素子としては、曲線的な配列相のネマティック液晶素子（特許文献１）、相分離法により得られる液晶素子（特許文献２）などが知られている。これらの素子は以下の原理に基づいて動作する。
【０００７】
ポリマー中に液晶物質の小滴を分散させた液晶素子は、電圧を印加しない場合、ポリマー壁の曲面に沿って液晶が配列する。この結果、光路がねじ曲げられ、ポリマーと液晶滴との界面において光が反射して散乱し、乳白色に見える。一方、液晶素子に電圧を印加した場合、液晶滴内の液晶は外部電界により電界方向に配列する。このとき、液晶の常光屈折率ｎｏとポリマーの屈折率ｎｐとを一致するように選択することにより、液晶素子面に垂直に入射した光を、液晶とポリマーとの界面で反射することなく通過させることができ、液晶素子は透明となる。
【０００８】
ところで、ＥＣ素子は光を吸収するため、窓材として用いた場合、その吸収された光（吸収熱）によって調光構造体自体の温度が上昇し、放射熱として室内に再放射されるため、断熱性に限界がある。また、液晶素子を用いた調光構造体は、電圧を印加していない不透明の状態でも散乱した光の多くは依然として調光構造体を透過するため、窓材として用いた場合、室内への直射光の侵入を緩和する能力に乏しい。
【０００９】
そこで、断熱性、秘匿性、および透明性などを効果的に発揮させるために、光の反射を利用した調光素子（以下、「反射型調光素子」と称する）が提案されている（例えば、特許文献３）。この反射型調光素子は、多層干渉膜の原理を利用して屈折率を周期的に変化させることにより、入射光中における特定の波長の光を反射させるようにしたもので、屈折率の異なる２種類以上の物質から形成された層を順次積層した多層構造を有するものである。反射型調光素子の場合、吸収熱による室内への再放射や散乱した光が透過することがほとんどなく、室内の温度上昇や熱暑感が効果的に低減でき断熱性に優れる。また、反射光と室内からの透視像が重なるため秘匿性に優れ、室内からの透明性も確保されるという特性を有している。
【００１０】
しかしながら、上記のような反射型調光素子は、層の厚さおよび層の屈折率で決定される特定の光の波長のみを反射するだけで、反射させることができる波長領域（以下、「反射波長領域」と称する）が狭く、窓材に求められている断熱性、秘匿性および透明性などの特性を十分に発揮することができないという問題がある。
【００１１】
上記のような問題を解決する技術として、例えば、層間の屈折率差を増加させることで反射強度を向上させ、その結果、反射波長領域を広げたり（特許文献４）、２種類の調光層を積層することで反射強度を向上させ、その結果、反射波長領域を広げたり（特許文献５）する技術が提案されている。
【００１２】
しかしながら、いずれの技術も本質的に反射波長領域を広げるものではなく、また、その調光素子の形成には複雑な製造工程を必要とするという問題がある。
【００１３】
また、これらの技術で得られるものは、可視光波長域の光を完全に反射するものにはならず、いくらかの光を透過してしまう。無論、反射率を高めることは可能であるが、そのためには、層間の屈折率差を増大することが可能な新規の材料開発や、層数をさらに増やす、といったことを行わねばならず、コスト及び手間が非常にかかるものとなる。
【特許文献１】特表昭５８−５０１６３１号公報
【特許文献２】特開昭６１−５０２１２８号公報
【特許文献３】特開平５−１３４２６６号公報
【特許文献４】特開平１１−２３１１３５号公報
【特許文献５】特開２００１−５６４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、幅広い波長領域にわたり調光機能を発現する調光構造体およびその調光構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明は、上記目的に加えてさらに、非透過時の透過率をより低減することのできる調光機能を発現する調光構造体およびその調光構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明に係る調光構造体は、少なくとも一層の透光性層と刺激源を印加することにより屈折率が変化する少なくとも一層の屈折率変化層とが交互に積層された光学機能層を備える調光構造体であって、前記光学機能層を形成する前記透光性層および前記屈折率変化層の少なくとも一方の層の厚さは、積層方向に向かって異なる厚さを有していることを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る調光構造体は、上記構成において、さらに、前記屈折率変化層が、少なくとも一種類の液晶を含む層であり、刺激源として電圧を印加することによって屈折率が変化するものであって、
前記屈折率変化層に、電圧印加により着色状態の変化する色素を含んでなることを特徴とする。
【００１８】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る調光構造体の製造方法は、少なくとも透光性を有する硬化性樹脂の前駆体、液晶、および少なくとも１種類の重合開始剤を混合した混合物を基材に塗布する段階と、前記混合物を塗布した基材に干渉光を照射して前記硬化性樹脂の前駆体の一部を層状に重合させることによって透光性層と液晶層とが交互に積層された光学機能層を得る段階と、前記光学機能層を前記硬化性樹脂の前駆体、硬化性樹脂の前駆体および溶剤の混合溶液、または、溶剤に含浸し、前記光学機能層を膨潤状態にすることによって、前記透光性層および前記液晶層の少なくとも一方の層の厚さを変化させる段階と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように構成された本発明に係る調光構造体によれば、幅広い光の波長領域にわたり調光機能を発現するので、断熱性、透明性、秘匿性および防眩性を確保することができる。この結果、例えば、車両用グレージング材として車両の窓ガラスに本発明に係る調光構造体を用いた場合には、乗員の視覚を確保するとともに、空調設備の負荷を著しく低減することができる。
【００２０】
また、屈折率変化層に刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素を含むように構成された本発明に係る上記調光構造体によれば、刺激源、特に電圧印加により着色状態に変化をもたらす色素により、反射状態時に着色、透過状態時に脱色の状態（常態）とすることが可能となる。さらに、上記色素による吸収の効果を反射時にのみ得ることが可能となり、反射状態と透過状態との透過率の差をより大きくすることが可能となる（後述する実施例の表１、２の結果を対比参照のこと）。
【００２１】
以上のように構成された本発明に係る調光構造体の製造方法によれば、上記のように幅広い光の波長領域にわたり調光機能を発現する調光構造体を、簡便に精度良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
発明者らが鋭意検討した結果、少なくとも一層の透光性層と刺激源を印加することにより屈折率が変化する少なくとも一層の屈折率変化層とが交互に積層された光学機能層を備える調光構造体であって、前記光学機能層を形成する前記透光性層および前記屈折率変化層の少なくとも一方の層の厚さを積層方向に向かって異なる厚さとすることにより、幅広い光の波長領域にわたり調光機能を発現できることを見出した。
【００２３】
以下に、本発明に係る調光構造体およびその調光構造体の製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
なお、以下の実施の形態で参照する図面では、調光構造体を構成する各層の厚み、形状、および層の数を誇張して示しているが、これは発明の内容の理解を容易にするためである。
【００２５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る調光構造体の断面を模式的に示した図である。
【００２６】
図１に示すように本実施形態に係る調光構造体１００は、調光機能を備えた光学機能層１１０、光学機能層１１０を両側面から挟む一対の透明電極層１３１ａ、１３１ｂ、および透明電極層１３１ａ、１３１ｂを外側から支持する支持基材１４１ａ、１４１ｂを備えている。
【００２７】
光学機能層１１０は、透光性層１１１ａ〜１１１ｄと屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃとから構成され、透光性層１１１ａ〜１１１ｄと屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃとを交互に積層した構造となっている。光学機能層１１０は、透明電極層１３１ａ、１３１ｂに電圧、温度、光、磁界などの刺激源が印加されると、屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃの屈折率が変化して調光機能を発現するものであり、具体的には、刺激源を印加していないときには各層の屈折率が一致して透明となり、刺激源を印加しているときには各層の屈折率に差が生じて調光機能を発現する。
【００２８】
透光性層１１１ａ〜１１１ｄは、積層方向に向かって層の厚さを次第に厚くしながら形成されている。具体的には、透光性層１１１ｄの厚さより透光性層１１１ｃの厚さの方が厚く形成されており、同様に、透光性層１１１ｃの厚さよりも透光性層１１１ｂの厚さの方が厚く、透光性層１１１ｂの厚さより透光性層１１１ａの厚さの方が厚く形成されている。透光性層１１１ａ〜１１１ｄは、光を透過する樹脂から形成され、光を透過する樹脂であれば特に限定はされない。光を透過する樹脂として、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができる。後述する屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃが液晶を含む場合は、光学機能層１１０の製作の容易さなどから、光硬化性樹脂から形成することが好ましい。ここで、光硬化性樹脂とは、赤外線、可視光線、紫外線、電子線によって硬化（重合）する樹脂を意味する。なお、透光性層１１１ａ〜１１１ｄは硬化性樹脂の前駆体を重合させることで得られるが、詳細は後述する。
【００２９】
屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃは、それぞれの層の厚さが同じ厚さで形成されている。屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃは、電圧、温度、光、磁界などの刺激源の印加によって屈折率が変化する材料から形成され、刺激源の印加によって屈折率が変化する材料であれば特に限定されないが、屈折率を変化させるために必要な刺激源の大きさ、光学機能層の製造の容易さなどから、刺激源としては電圧が最も好ましく、電圧の印加により屈折率を変化させることができる材料、例えば、液晶を選択することが好ましい。
【００３０】
液晶は、電圧の印加によって発生する電界に応答して液晶分子が秩序を持ち、電界に対して液晶分子が直交、または、平行に配列するものである。液晶の種類としては、例えば、ネマティック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などの液晶を使用することができ、異なる配向状態で異なる屈折率を有する液晶であればどのような液晶でも使用することができる。また、複数の種類の液晶が混合された液晶も使用することができる。
【００３１】
なお、屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃは、透明性確保やフェールセーフの観点から、刺激源を印加していない状態における常温付近の屈折変化層１２１ａ〜１２１ｃの屈折率と透光性層１１１ａ〜１１１ｄの屈折率とがほぼ一致するような材料から形成されることが好ましい。
【００３２】
透明電極層１３１ａ、１３１ｂは、相対向する一対の支持基材１４１ａ、１４１ｂによって支持されている。すなわち、支持基材１４１ａ、１４１ｂは、光学機能層１１０を挟む透明電極層１３１ａ、１３１ｂをさらにその外側から支持している。
【００３３】
透明電極層１３１ａ、１３１ｂは、導電性および可視光域の光を良好に透過する材料から形成され、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）やアンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）などの透明導電性金属酸化物の薄膜、または、導電性高分子薄膜を用いることができる。ＩＴＯ膜を用いる場合には、電気的抵抗を比較的小さくすることができ、可視光域での光吸収がほとんど問題にならないレベルの膜厚に設定し、１００〜１５０ｎｍ程度の膜厚を用いることが好ましい。
【００３４】
また、透明電極層１３１ａ、１３１ｂには、直流電圧または交流電圧を印加することができるが、屈折率変化層に液晶を用いた場合、液晶の応答性や駆動電圧の側面から交流電圧を印加することが好ましい。屈折率変化層に液晶を用いた場合、透明電極層１３１ａ、１３１ｂに電圧が印加されれば、屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃの屈折率が変化することになる。
【００３５】
支持基材１４１ａ、１４１ｂは、透明電極層１３１ａ、１３１ｂを含む光学機能層１１０を挟持している。支持基材１４１ａ、１４１ｂは、ガラスや透明樹脂などから形成される。また、支持基材１４１ａと支持基材１４１ｂとは、それぞれ同一の材料から形成したり、異なる材料から形成したりすることもできる。
【００３６】
本実施の形態に係る調光構造体１００が備える光学機能層１１０は、上述したように、少なくとも一層の透光性層１１１ａ〜１１１ｄと刺激源を印加することにより屈折率が変化する少なくとも一層の屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃとが交互に積層されたものであって、屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃの厚さは一定とし、透光性層１１１ａ〜１１１ｄの厚さを積層方向に向かって次第に厚くしている。なお、このような構成ではなく、透光性層１１１ａ〜１１１ｄの厚さは一定にし、屈折率変化層１２１ａ〜１２１ｃの厚さを積層方向に向かって次第に厚くしても良い。
【００３７】
また、図１（図２〜図４においても同様）には光の入射方向を図示していないが、光の入射方向側の層、すなわち、最上層（または、最下層）は、透光性層または屈折率変化層のいずれの層であっても良い。最上層（または、最下層）にいずれの層を配置しても、光学機能層の作用はほとんど変わらないからである。
【００３８】
また、各層の層の数は所望する調光機能、すなわち、反射させたい光の波長領域により適宜決定され、任意の層数に設定することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係る調光構造体の断面を模式的に示した図である。図２において、図１と同じ構成要素の説明は重複記載を避けるため省略する。また、図１と同じ構成要素には、同じ参照番号を付してある。
【００４０】
図２に示すように本実施形態に係る調光構造体２００が備える光学機能層２１０は、透光性層２１１ａ〜２１１ｆと屈折率変化層２２１ａ〜２２１ｅとが交互に積層されたものであって、屈折率変化層２２１ａ〜２２１ｅの厚さは一定とし、透光性層２１１ａ〜２１１ｆの厚さを光学機能層２１０の中心の位置する層（屈折率変化層２２１ｃ）から積層方向両端に位置する層、すなわち最上層（透光性層２１１ａ）および最下層（透光性層２１１ｆ）に向かって次第に厚くしている。しかしながら、このような構成に限らず、透光性層の厚さは一定とし、屈折率変化層の厚さを積層方向両端に位置する層に向かって次第に厚くしても良い。
【００４１】
また、各層の層の数は所望する調光機能、すなわち、反射させたい波長領域により適宜決定され、任意の層数に設定することができる。
【００４２】
［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態に係る調光構造体の断面を模式的に示した図である。図３において、図１と同じ構成要素の説明は重複記載を避けるため省略する。また、図１と同じ構成要素には、同じ参照番号を付してある。
【００４３】
図３に示すように本実施形態に係る調光構造体３００が備える光学機能層３１０は、透光性層３１１ａ〜３１１ｆと屈折率変化層３２１ａ〜３２１ｅとが交互に積層されたものであって、屈折率変化層３２１ａ〜３２１ｅの厚さは一定し、透光性層３１１ａ〜３１１ｆの厚さを光学機能層３１０の中心の位置する層（屈折率変化層３２１ｃ）から積層方向両端に位置する層、すなわち、最上層（透光性層３１１ａ）および最下層（透光性層３１１ｆ）に向かって次第に薄くしている。なお、このような構成に限らず、透光性層の厚さは一定に形成し、屈折率変化層の厚さを積層方向両端に位置する層に向かって次第に薄くしても良い。
【００４４】
また、各層の層の数は所望する調光機能、すなわち、反射させたい波長領域により適宜決定され、任意の層数に設定することができる。
【００４５】
［第４実施形態］
図４は、本発明の第４実施形態に係る調光構造体の断面を模式的に示した図である。図４において、図１と同じ構成要素の説明は重複記載を避けるため省略する。また、図１と同じ構成要素には、同じ参照番号を付してある。
【００４６】
図４に示すように本実施形態に係る調光構造体４００が備える光学機能層４１０は、透光性層４１１ａ〜４１１ｆと屈折率変化層４２１ａ〜４２１ｃとが交互に積層されたものであって、透光性層４１１ａ〜４１１ｄおよび屈折率変化層４２１ａ〜４２１ｃのそれぞれが積層方向に向かってその厚さを次第に厚くしている。
【００４７】
また、各層の層の数は所望する調光機能、すなわち、反射させたい波長領域により適宜決定され、任意の層数に設定することができる。
【００４８】
以上のように第１実施形態〜第４実施形態に基づき本発明に係る調光構造体の構造について説明したが、光学機能層を形成する透光性層および屈折率変化層の少なくとも一方の厚さを順次変化させながら積層する理由は次の通りである。
【００４９】
それぞれの層の厚さが一定の場合には、透光性層の厚さ、屈折率変化層の厚さ、およびそれぞれの層の屈折率の組み合わせで一義的に反射波長が決定され、特定波長のみが反射されることになる。例えば、透光性層の厚さと屈折率変化層の厚さとを異ならせて光学機能層を構成したとしても、それぞれの層が一定の厚さであれば特定波長のみを反射させるだけである。このような反射を利用した方法としては、既に述べた特開平５−１３４２６６号公報（特許文献３）、特許第３１０５３１１号、特許第３３１５４３３号等が挙げられる。これらの技術はいずれも反射型表示装置に関するものであるが、調光機能を有する窓材などへの応用も可能と考えられる。しかしながら、これらの方法は、上記のように層の厚さおよび層の屈折率などで決定される特定波長のみを反射可能とするものであり、反射可能な波長領域が狭い。
【００５０】
そこで、本発明では、光学機能層を形成する透光性層および屈折率変化層の少なくとも一方の層の厚さを積層方向に向かって異なる厚さとすることにより光学機能層が多様な層の厚さを有した構造とすることができる。この結果、光学機能層内で様々な光の反射ピークを得ることができ、幅広い波長領域にわたり入射光を反射させることができるようになる。
【００５１】
また、本発明に係る調光構造体は図１から図４に示したように、ガラスや透明樹脂から形成される一対の支持基材１４１ａ、１４１ｂによって支持されることで、車両用グレージング材や建築用グレージング材として用いることができる。
【００５２】
また、透明樹脂を用いる場合、表面の摩擦による損傷を防ぐために支持基材上にハードコート層を形成することができる。また、車両用の合わせガラスのように耐貫通性が求められる場合には、適宜、樹脂中間膜を介在させても良い。
【００５３】
なお、図１から図４では、最上層および最下層が透光性層となっているが屈折率変化層としても良く、また、最上層を透光性層（または、屈折率変化層）、最下層を屈折率変化層（または、透光性層）としても良い。
【００５４】
ところで、本発明に係る調光構造体における各層の厚さは、所望する調光機能により適宜決定することができるが、３０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００５５】
このように各層の厚さを制限する理由は、本発明の目的は上記で述べた通り調光構造体の特性の向上、すなわち、断熱性（例えば、熱暑感防止、車室内温度抑制）の向上、秘匿性（例えば、プライバシーの保護）の向上、および防眩性の向上（例えば、日焼け防止など）などである。これらの特性に影響する光の波長領域は、３２０ｎｍ（ａ紫外線）〜可視域〜２．５μｍ（近赤外域）の範囲である。逆に、この波長領域以外の光は強度も弱く、上記のような特性に対して大きな影響がないとからである。
【００５６】
また、層の厚さが３０ｎｍ未満の場合は、後述する本発明に係る調光構造体の製造に用いられる干渉光として短波長のレーザーが必要となると共に、層の厚さの精度を確保することが困難になり、多層構造の形成ができなくなる可能性がある。一方、５００ｎｍを超えると近赤外域を超えるため、幅広い波長領域にわたり調光機能を発現する調光構造体を得ることはできるが、必要以上に光学機能層の厚さが増加してしまう。
【００５７】
さらに、光学機能層を形成する一の透光性層の厚さの最大値をＸｍとし、他の透光性層の厚さの最小値をＹｍとした場合、透光性層の厚さは、Ｘに対するＹの比が、１＜Ｘ／Ｙ≦２０を満たす範囲にあるか、または、光学機能層を形成する一の屈折率変化層の厚さの最大値をＸｍとし、他の屈折率変化層の厚さの最小値をＹｍとした場合、屈折率変化層の厚さは、Ｘに対するＹの比が、１＜Ｘ／Ｙ≦２０を満たす範囲にあることが好ましい。
【００５８】
このように透光性層の厚さの変化範囲、または、屈折率変化層の厚さの変化範囲を制限する理由は、Ｘに対するＹの比が１の場合には特定の波長の光を反射するに留まり、本発明の目的を達成することができないからである。より好ましくは、Ｘに対するＹの比が１．５以上であるが、Ｘに対するＹの比が２０を超えてしまうと、幅広い光の波長領域にわたり調光機能を発現する調光構造体を得ることはできるが必要以上に光学機能層の厚さが増加してしまう。この結果、調光構造体の製造が困難となってしてなどの問題が生じる可能性がある。したがって、Ｘに対するＹの比は、１＜Ｘ／Ｙ≦２０、より好ましくは、１．５≦Ｘ／Ｙ≦２０である。
【００５９】
［第５実施形態］
本実施形態では、上記した本発明に係る調光構造体の各実施形態の構造において、さらに前記屈折率変化層が、少なくとも一種類の液晶を含む層であり、刺激源として電圧を印加することによって屈折率が変化するものであって、前記屈折率変化層に刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素を含んでなることを特徴とするものである。かかる構成とすることで、非透過時（反射時）の透過率をより低減することができるようになる。詳しくは屈折率変化層に電圧印加により着色状態に変化をもたらす色素を添加することで、電圧印加の有無により着色（電圧未印加時）と脱色（電圧印加時）、又は着色（電圧印加時）と脱色（電圧未印加時）の２種の状態を自在に調節することができるようになる。さらに、透光性層と屈折率変化層とが交互に積層された、いわば多層構造体である光学機能層を備えた調光構造体であるために、着色、脱色の変化に合わせて、反射、透過の状態変化ができるようになる。そのため、非透過時（反射時）に着色状態にすることで、透過率の低下が可能となり、透過時との差をより大きくとることが可能となり、調光構造体の切替性能をより大きくすることができるようになる。
【００６０】
上記屈折率変化層に含有される前記色素の量は、調光構造体全体に含まれる液晶に対して１０質量％以下であることが好ましく、特に０．０００００１〜１０質量％の範囲である。前記色素の含有量が１０質量％よりも多い量であると、色素の量が増えすぎて、着色と脱色の差がほとんどなくなってしまい、また、透過時に着色することで透過率が低下し、調光構造体としての機能を果たさなくなってしまうおそれがある。また、透過時の透過率を高くするためには、前記色素の含有量は、０．０００００１〜１質量％であることがより好ましく、さらに好ましくは０．０００００１〜０．５質量％である。なお、色素の含有量の下限値は、当該色素添加による作用効果を有効に発現し得る量であればよく、特に制限されるものではないが、０．０００００１質量％以上とするのが望ましい。０．０００００１質量％未満の場合には、当該色素添加による作用効果を十分に発現し得るのが困難となるおそれがある。
【００６１】
また、前記屈折率変化層に含有される前記色素は、上記した色素含有による作用効果を有効に発現し得るものであればよく、特に制限されるものではなく、例えば、二色性色素、スマート高分子ゲル調光材料等が挙げられるが、二色性色素であることが好ましい。二色性色素は、液晶の駆動と合わせてその配向方向を変化させるため、液晶の駆動、つまり反射型調光構造体の切替のタイミングと同時に、色素による脱色と着色の変化を行うことが可能になるためである。
【００６２】
次に、本発明に係る調光構造体の製造方法について詳細に説明する。
【００６３】
本発明に係る調光構造体の製造方法は、少なくとも透光性を有する硬化性樹脂の前駆体、液晶、および少なくとも１種類の重合開始剤、さらに必要に応じて刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素を混合した混合物を基材に塗布する段階（第１の工程）と、混合物を塗布した基材に干渉光を照射して前記硬化性樹脂の前駆体の一部を層状に重合させることによって透光性層と液晶層（前記色素は当該層に含まれうる。以下、同様につき省略する。）とが交互に積層された光学機能層を得る段階（第２の工程）と、前記光学機能層を前記硬化性樹脂の前駆体、前記硬化性樹脂の前駆体および所定の溶剤の混合溶液、または、所定の溶剤に含浸し膨潤状態にすることによって前記透光性層および前記液晶層の少なくとも一方の層の厚さを変化させる段階（第３の工程）と、を含む。ここで、前記液晶層は、前記屈折率変化層と同義である。よって、以下の説明では屈折率変化層とも称する。
【００６４】
また、前記透光性層および前記液晶層の少なくとも一方の層の厚さを変化させる段階の後に、前記膨潤状態の光学機能層に非干渉光、または、熱を加えて前記硬化性樹脂の前駆体の重合を完了させることによって前記透光性層および前記液晶層の積層状態を固定化させる段階をさらに含むことができる（第４の工程）。
【００６５】
以下、第１工程から第４工程について詳細に説明する。
【００６６】
［第１の工程］
第１の工程は、透光性を有する硬化性樹脂の前駆体、少なくとも１種類の重合開始剤、および液晶、さらに必要に応じて刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素を混合した混合物を基材に塗布する工程である。
【００６７】
まず、第１の工程において使用される、透光性を有する硬化性樹脂の前駆体、重合開始剤、および液晶、さらに刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素についてそれぞれ説明する。
【００６８】
既に述べたように、透光性層は、透光性を有する硬化性樹脂、特に光硬化性樹脂が好ましく、硬化性樹脂の前駆体を重合することによって得ることができる。重合の形態は、ビニル重合、付加重合、縮合重合、カチオン重合、アニオン重合、リビング重合など様々な重合形態が考えられるが、光学機能層を劣化させたり、発泡させたりする恐れのある物質を生成する重合は、精度の良い透光性層を形成する上で好ましくない。
【００６９】
硬化性樹脂の前駆体は、光照射により重合するモノマーまたはオリゴマー、モノマーとオリゴマーとの混合物を使用することができる。具体的には、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基などの一般的な光重合性基を有する前駆体であればいずれも使用することができる。光重合性基は、前駆体の一分子中に複数あっても良い。
【００７０】
モノマーは、例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、２−シアノエチルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、グリシジルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、モルホリンアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレートなどの単官能アクリレート化合物、２−エチルヘキシルメタクリレート、ブチルエチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、２−シアノエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、イソボニルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、モルホリンメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレートなどの単官能メタクリレート化合物、ジエチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、グリセロールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマーなどの多官能アクリレート化合物、ジエチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、ジシクロペンタニルジメタクリレートグリセロールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタメタクリレート、ウレタンメタクリレートオリゴマーなどの多官能メタクリレート化合物である。また、これらのモノマーが一部分重合したオリゴマー、または、モノマーとオリゴマーとの混合物を使用することができる。また、これらモノマーを複数種組み合わせて使用することもできる。
【００７１】
硬化性樹脂の前駆体は少なくとも１種類の重合開始剤と混合して用いることができる。重合開始剤は必ずしも必要ではないが、硬化速度を速め、生産性を向上させるためには、前記硬化性樹脂の前駆体と混合して用いることが好ましい。また、前記重合開始剤には、プロトンなどを供給する光重合開始助剤や光を吸収することによって生じた励起エネルギーを重合開始剤に移動させる色素増感剤などを添加することもできる。前記重合開始剤は固体でも液体でも構わないが、前記硬化性樹脂の前駆体と相溶性が十分あるものが好ましい。前記硬化性樹脂の前駆体との相溶性が不十分の場合には、後述する第２工程において干渉光が散乱してしまい、透光性層と屈折率変化層とから形成される光学機能層の形成が困難になってしまうからである。
【００７２】
前記重合開始剤は、透光性層の前駆体および後述する干渉光（レーザー光）の波長および強度から適宜選択することができる。具体的には、ジケトン系、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサンソン系の重合開始剤、例えば、ジエトキシアセトフェノン、ジメトキシアセトフェノン、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、４−フェニルベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ミヒラーズケトン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノンなどを使用することができる。
【００７３】
前記光重合開始剤は、メチルジエタノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸などの一般的な光重合開始助剤を使用することができる。
【００７４】
前記色素増感剤は、光照射により励起され、エネルギーを光重合開始剤に移動させるものであればどのようなものであっても良い。前記色素増感剤は、例えば、クマリン系色素、ローダミン系色素、オキサジン系色素、カルボシアニン系色素、スチリル系色素、キサンテン系色素、メロシアニン系色素、ローダシアニン系色素、ポルフィリン系色素、アクリジン系色素などを使用することができる。
【００７５】
液晶は、後述する第２の工程における干渉光による光学機能層の製造の側面から、透光性層の前駆体（硬化性樹脂の前駆体）と液晶とは均一に相溶するが、重合後における透光性層と液晶とは相溶しない、または、相溶が困難なものであることが好ましい。
【００７６】
前記液晶は、ベンゼン環、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環などの他に、ピリミジン環、ジオキサン環、ピリジン環などのヘテロ環などの環状化合物が２〜４つ、エステル結合、アセチレン結合（エチニレン基）、エタン結合（エチレン基）、エチレン結合（エテニレン基）、アゾ結合などで結合されており、その末端基および側方置換基として、シアノ基、フルオロ基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基などが結合したもの、例えば、アゾキシ系、ビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、フェニルエステル系、シクロヘキサンカルボンサンフェニルエステル系、フェニルピリミジン系、フェニルジオキサン系などの液晶を使用することができる。具体的には、４−ペンチル−４’−シアノビフェニル（５Ｃｂ）、４−シアノ−４’−ペンチルビフェニル、４−ヘキシル−４’−シアノビフェニル（６Ｃｂ）、４−ヘキシル−４’−シアノフェニルピリジン、４−ヘキシル−４’−プロピルフェニルシクロヘキサン、４−メチル−４’−プロピルジシクロヘキサン、４−ヘキシル−４’−メトキシジシクロヘキサン、などである。これらの液晶は、単独、または、複数種類の液晶の混合物を使用することができる。一般的には、屈折率の変化が可能となる温度範囲、刺激源の大きさなど種々の要求を満たすために２種類以上の液晶混合物が用いられることが多い。本明細書においては、液晶分子の単体、または、２種類以上の液晶の混合物を総称して「液晶」と記載している。なお、屈折率変化層は、液晶のみから形成される必要はなく、刺激源によって屈折率を変化させることが可能であれば、層の形状を保持するための樹脂、以下に説明する刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素などが混合されていても良い。
【００７７】
前記刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素に関しては、後述する第２の工程における干渉光による光学機能層の製造の側面から、液晶及び硬化前の樹脂モノマー（透光性層の前駆体；透光性を有する硬化性樹脂の前駆体）との相溶性があるものであれば、限定はされない。また、重合後における透光性層とは相溶しない、または、相溶が困難なものであり、屈折率変化層に含まれるようになるものがより望ましい。
【００７８】
前記刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素としては、得られる調光構造体の非透過時（反射時）の透過率をより低減することができるように機能するものであればよく、特に制限されるものではない。例えば、二色性色素、スマート高分子ゲル調光材料などが挙げられるが、二色性色素であることが好ましい。二色性色素では、液晶の駆動と合わせてその配向方向を変化させるため、液晶の駆動、つまり反射型調光構造体の切替のタイミングと同時に、色素による脱色と着色の変化を行うことが可能になるためである。
【００７９】
前記二色性色素としては、その基本骨格をベースに記載すると、アゾ系、アントラキノン系、ナフトキノン系、アゾメチン系、テトラジン系、キノフタロン系、メロシアニン系、ペリレン系などが様々なものが世に知られているが、特に限定されることはない。例えば顧客の要望に応じて着色時の調光構造体に種々のカラーバリエーションを提供する場合には、液晶の着色時（反射時）の色調と当該二色性色素の着色時の色調が同じになるように適宜調整することができる。具体的には、黄色〜赤紫色の色相を得るには、アゾ系、アントラキノン系の二色性色素を、青色の色相を得るには、アントラキノン系の二色性色素を望ましく利用することができる。
【００８０】
また、前記屈折率変化層に添加される前記色素の１種として例示したスマート高分子ゲル調光材料の構造と発色機構を図６に示す。図６の左側は、色素としてのスマート高分子ゲル調光材料が、脱色（消色）している状態を示す。高分子ゲルの収縮により顔料、染料といった色材が凝集しており、光吸収面積が小さく、光吸収効率が低くなる（顔料、染料といった色材の塊の表面にある顔料だけが発色し、中心部にある顔料は発色しない状態）。図６の右側は、色素としてのスマート高分子ゲル調光材料が、着色（発色）している状態を示す。高分子ゲルの膨潤により顔料が拡散し、光吸収面積が増加するとともに、光吸収効率が上がる。かかる発色機構により、電圧印加の有無によって着色（電圧未印加時）と脱色（電圧印加時）、又は着色（電圧印加時）と脱色（電圧未印加時）の２種の状態を自在に調節することができるようになる。ここで、スマート高分子ゲルとは、環境の変化（ここでは、電圧の変化）に対して材料自身が認識し機能するという自律応答性を持つものであればよく、従来公知の刺激応答性高分子ゲル、ケモメカニカル（Ｃｈｅｍｏ‐Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ）材料ないしケモメカニカル高分子ゲルを適宜利用することができる。上記刺激応答性高分子ゲルは、ゲルを取り囲む溶媒の組成、ｐＨ、温度変化や光照射、電圧（電場）印加などの物理的、化学的刺激により、ゲルを構成する高分子鎖間に働く分子間相互作用が変化することで、顕著な体積変化を起こすものであればよい。特に本発明では、電圧（電場）印加の刺激によりゲルを構成する高分子鎖間に働く分子間相互作用が変化するものが好適に用いられる。例えば、電気刺激型ゲルアクチュエーターとして利用が図られている、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）／ポリアクリル酸ゲル、ポリ−２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸ゲル、ポリイオンコンプレツクスゲルなどのほか、例えば、特開２００２−１７４５９７号公報、特開２００２−１８８０３５号公報、特開平１１−１５９４４３号公報、特開平１０−３０６１４４号公報、再公表９７−８４５８号公報などに記載の刺激応答性高分子ゲルなどが挙げられるがこれらに何ら制限されるものではない。また、上記顔料、染料といった色材としても、特に制限されるものではなく、従来公知のものを幅広く利用することができるものであり、特開２００２−１７４５９７号公報、特開２００２−１８８０３５号公報、特開平１１−１５９４４３号公報、特開平１０−３０６１４４号公報、再公表９７−８４５８号公報などに記載の顔料、染料等の色材を好適に利用することができる。
【００８１】
以上のように、第１の工程で使用される硬化性樹脂の前駆体、液晶、および少なくとも１種類以上の重合開始剤、さらに必要に応じて使用される刺激源、特に電圧印加により着色状態の変化する色素は、それぞれ上述した通りであるが、さらに、これらを混合した混合物の粘度を調整するために、一般的な粘度調製用溶剤を添加することもできる。なお、前記粘度調整用溶剤は、前記混合物と相溶性の良いものを選択することが好ましい。
【００８２】
基材は、平滑および干渉光を反射するものであれば特に限定されず、例えば、板ガラスやポリエチレンテレフタレートなどの樹脂延伸フィルムを使用することができる。また、前述した透明電極層を備えた一対の支持基材のいずれか一方を塗布される基材として使用することもできる。この場合、光学機能層を得た後、残る一方の側に透明電極層および支持基材を積層するだけで調光構造体が完成する。基材への硬化性樹脂の前駆体、液晶、および少なくとも１種類以上の重合開始剤を混合した混合物の塗布には、ディッピング、バーコート、スピンコート、印刷などの混合物を均一な厚みで塗布できる方法が好ましい。
【００８３】
［第２の工程］
第２の工程は、第１の工程で作製された混合物を塗布した基材に干渉光を照射し、前記硬化性樹脂の前駆体の一部を層状に重合させて透光性層と屈折率変化層とが交互に積層された光学機能層を得る工程である。
【００８４】
まず、第１の工程で作製した混合物中の硬化性樹脂の前駆体を重合および硬化させるために干渉光を照射する。干渉光は、２つのコヒーレント光光源を使用する。このとき、それぞれのコヒーレント光光源を混合物面で交差させても良いし、１つのコヒーレント光光源からの光をスプリッターやミラーなどを用いて分岐させ、混合物面で交差させても良い。最も簡便で精度に優れる方法は、前記基材とは逆の面、すなわち、前記基材の混合物が塗布された面から光を照射し、前記面からの反射光と干渉させる方法である。なお、本明細書中では、コヒーレント光はレーザー光を意味する。
【００８５】
使用するレーザー光は、レーザー光の波長、照射角度、または、混合物の屈折率などの条件によってレーザー光の干渉の強い部分と弱い部分とが、数１０ｎｍ〜数１００ｎｍ程度の間隔で形成される。そして、干渉の強い部分では前記硬化性樹脂の前駆体が硬化するため、前記硬化性樹脂と前記液晶との相分離が生じる。この分離した液晶は、小さなドロップレット状の形態で未硬化の前記硬化性樹脂の前駆体中に分散される。この結果、液晶ドロップレットが多く存在する液晶リッチな部分（屈折率変化層）と、樹脂リッチな部分（透光性層）が層状に交互に積層された構造を得ることができる。
【００８６】
また、第１の工程で作製した混合物中に前記色素が含まれる場合には、前記干渉光を照射することにより、前記硬化性樹脂と前記液晶・色素との相分離が生じる。このうち、前記硬化性樹脂と分離した液晶は、小さなドロップレット状の形態で未硬化の前記硬化性樹脂の前駆体中に分散され、分離した前記色素も未硬化の前記硬化性樹脂の前駆体中に分散される。この結果、前記液晶ドロップレット及び色素が多く存在する液晶リッチな部分（屈折率変化層）と、樹脂リッチな部分（透光性層）が層状に交互に積層された構造を得ることができる。
【００８７】
基材面に対して垂直（基材面となす角度を照射角度とする。この場合、照射角度は、９０°である。）に波長λのレーザー光を屈折率ｎｍの混合物に照射する場合、干渉光により形成される層の厚さ‘ｄ’は、ｄ＝λ／４ｎｍで表される。
【００８８】
使用するレーザー光は、所望する層の厚さおよび使用する混合物の屈折率によって適宜選択することができる。例えば、Ａｒレーザー（λ＝４８８ｎｍ、５１４．５ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザー（λ＝６３３ｎｍ）、Ｋｒレーザー（λ＝６４７ｎｍ）、チタンサファイアレーザー（λ＝７８０ｎｍ付近）などのレーザー光を用いることができる。
【００８９】
また、照射角度を小さくすることに伴い、層の厚さ‘ｄ’も小さくなるので、照射角度の調整によって層の厚さを制御することができる。なお、第３工程での含浸・膨潤を効率良く行なうため、樹脂リッチな部分（透光性層）については完全に硬化はさせず、架橋密度がある程度低くなるようにレーザー光の強度を調整することが好ましい。
【００９０】
第３の工程は、層の厚さを変化させた透光性層、または、層の厚さを変化させた屈折率変化層を得るための工程である。第２の工程で得られる光学機能層は、透光性層および屈折率変化層の厚さが同一で均一なものである。透光性層、または、屈折率変化層の厚さを変化させる方法としては、以下のような方法を用いることができる。
【００９１】
第２の工程で得られた光学機能層は、前記硬化性樹脂の前駆体や所定の溶剤として前記透光性層の良溶媒に含浸させると、主に前記透光性層の厚さに変化を生じさせることができる。一方、所定の溶剤として前記屈折率変化層の良溶媒、または、前記透光性層の貧溶媒に含浸させると、主に前記屈折率変化層の厚さに変化を生じさせることができる。このように、前記透光性層や前記屈折率変化層の良溶媒または貧溶媒に含浸させ、前記透光性層または前記屈折率変化層の厚さを変化させる。さらに詳細に説明すれば、以下のように光学機能層を形成することができる。
【００９２】
光学機能層の積層方向に向かう一方の最端層（最上層、または、最下層）を、硬化性樹脂前駆体、硬化性樹脂前駆体および所定の溶剤の混合溶液、または、所定の溶剤に含浸させると、含浸させた層から順次膨潤し、一方の最端層から他方の最端層、すなわち、積層方向に向かってそれぞれの層の厚さが異なるように形成することができる。したがって、前記所定の溶剤として前記硬化性樹脂の前駆体や前記透光性層の良溶媒を用いれば、図１に示したような光学機能層１１０を得ることができる。さらに、このように得られた光学機能層１１０に対して、光学機能層の積層方向に向かう一方の最端層（最上層、または、最下層）を前記屈折率変化層の良溶媒、または、前記透光性層の貧溶媒に含浸させると、屈折率変化層の厚さを変化させることができるので、図４示したような光学機能層４１０を得ることができる。
【００９３】
また、最端層である最上層および最下層を上記と同様に含浸させると、前記透光性層および前記屈折率層の少なくとも一方の層の厚さが前記光学機能層の中心の位置する層から積層方向両端に位置する層（最上層および最下層）に向かって次第に厚く形成することができる。具体的には、図２に示したような光学機能層２１０を得ることができる。
【００９４】
また、総ての層が概ね等しくなるまで長時間含浸し膨潤させた後、前記透光性層や前記屈折率変化層の貧溶媒に最上層および最下層を含浸させると、前記透光性層および前記屈折率層の少なくとも一方の層の厚さが前記光学機能層の中心の位置する層から積層方向両端に向かって次第に薄く形成することができる。具体的には、図３に示したような光学機能層３１０を得ることができる。
【００９５】
［第４の工程］
第４の工程は、第３の工程で得られる膨潤状態の光学機能層に対して、非干渉光または熱を光学機能層全面に与えて、膨潤した樹脂リッチな部分（透光性層）および液晶リッチな部分（屈折率変化層）の未硬化前駆体を完全に硬化させることによって、第３工程で得られた光学機能層を固定化することができる。本工程は必要に応じて適宜実施すれば良い。
【実施例】
【００９６】
以下、本発明に係る調光構造体およびその調光構造体の製造方法を実施例１〜実施例４に基づき詳細に説明する。なお、以下の実施例は発明の理解を容易にするために記載したものであって、本発明の技術的範囲はこの実施例の記載に限定されるものではない。
【００９７】
実施例１
液晶として４−シアノ−４’−ペンチルビフェニル（屈折率：ｎ＝１．５８〜１．７２）と、硬化性樹脂の前駆体として２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（屈折率：ｎ＝１．５２）とを重量比４：６で混合し、この混合したものに重合開始剤として３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン１質量％、色素増感剤として３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）０．０２質量％を添加し、上記第１工程の混合物とした。ここで、上記重合開始剤及び色素増感剤の添加量は、上記第１工程の混合物全体に対する添加割合とした。この混合物をガラス基板上にアプリケーターを用いて塗布し、Ａｒレーザー（波長：λ＝４８８ｎｍ）をエキスパンダーおよびコリメータを介して照射し、透光性層（硬化性樹脂層）と液晶を含む屈折率変化層とが交互に積層された光学機能層を得た。この段階で得た光学機能層を構成する各層の厚さは一定であった。
【００９８】
次に、得られた光学機能層の一方の最端層に、前述の硬化性樹脂の前駆体とトルエン（透光性層の良溶媒）との混合液（硬化性樹脂の前駆体：トルエン＝８０：２０（質量比））を塗布して、およそ３０秒間含浸させた。
【００９９】
次に、表面の余分な混合液を除去し、高圧水銀灯を用いて完全に硬化させた。そして、減圧下で乾燥した。
【０１００】
このようにして得られた光学機能層を備える調光構造体は、両側の最端層がそれぞれ透光性層であった。また、屈折率変化層の厚さが約８０ｎｍで一定の厚さであり、透光性層の厚さが約８０ｎｍ（混合液未塗布の最端層側）から１５０ｎｍまで一方向に漸次的に変化する、詳しくは積層方向に向かって次第に厚く形成されてなる、合計層数６１層の多層構造であった。
【０１０１】
実施例２
実施例１の硬化性樹脂の前駆体とトルエンとの混合液の塗布を最端層の双方に施した以外は実施例１と同じとした。このようにして得られた光学機能層を備える調光構造体は、両側の最端層がそれぞれ透光性層であり、屈折率変化層の厚さが約８０ｎｍで一定の厚さであった。また透光性層の厚さは、両側最端層のそれぞれが約１５０ｎｍ、光学機能層の中央（最端層から３１層目）に位置する層（屈折率変化層）が約８０ｎｍで、前記光学機能層の中心の位置する層から積層方向両端に位置する層に向かって次第に厚く形成され、合計層数６１層の多層構造であった。
【０１０２】
比較例１
実施例１の硬化性樹脂前駆体とトルエンの混合液との塗布を行なわない以外は実施例１と同じとした。このようにして得られた光学機能層を備える調光構造体は、両側の最端層がそれぞれ透光性層であり、屈折率変化層および透光性層の厚さが約８０ｎｍで一定の厚さで形成され、合計層数６１層の多層構造であった。
【０１０３】
実施例１〜２および比較例１の調光構造体をそれぞれＩＴＯ電極付きのガラス板で挟持し、分光光度計で電圧を印加していない時の可視光線の透過率を測定した。さらに、ＩＴＯ電極に電圧を印加して可視光線の反射率および透過率を分光光度計で測定した。
【０１０４】
可視光線反射率はＪＩＳ−Ｒ３１０６に従い、入射角５°の正反射率で測定し、視感度（可視光波長域：３８０〜７８０ｎｍ）で補正をした。その結果を表１に示す。電圧を印加していない時の可視光線透過率は、実施例１および２、比較例１ともにいずれも９０％以上であるが、電圧を印加した時の可視光反射率は実施例１および２の方が比較例１よりも高い値を示し、優れた反射調光機能が認められた。また、電圧を印加した時の可視光線透過率は実施例１および２の方が比較例１よりも低い値を示し、電圧印加時（反射時；非透過時）における優れた調光機能、特に反射・吸収により、非透過時の透過率を低減できることが認められた。
【０１０５】
図５は、実施例１と比較例１との電圧印加時（反射時；非透過時）における可視光線反射率のスペクトルを示したグラフである。
【０１０６】
図５に示すように、実施例１および２の方が比較例１よりも幅広い波長領域にわたり調光機能を発現している。特に、比較例１では特定の波長のみの反射しか認められず、本発明に係る調光構造体が従来よりも優れた調光機能を発現していることが分かる。
【０１０７】
【表１】
2007279706.tif 000003
【０１０８】
実施例３
液晶として４−シアノ−４’−ペンチルビフェニル（屈折率：ｎ＝１．５２〜１．７３）と、硬化性樹脂の前駆体として２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート（屈折率：ｎ＝１．５２）と、さらに下記構造で示されるアゾ系の二色性色素と、を重量比で４０：６０：０．２で混合し、これに重合開始剤として３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン１質量％、色素増感剤として３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）０．０２質量％を添加し、第１工程の混合物とした。ここで、上記重合開始剤及び色素増感剤の添加量は、上記第１工程の混合物全体に対する添加割合とした。この混合物をガラス基板上にアプリケーターを用いて塗布し、Ａｒレーザー（波長：λ＝４８８ｎｍ）をエキスパンダー、コリメータを介して照射し、透光性層（硬化性樹脂層）と液晶及び二色性色素を含む屈折率変化層とが交互に積層された光学機能層を得た。この段階で得た光学機能層を構成する各層の厚さは一定であった。
【０１０９】
次に、得られた光学機能層の一方の最端層に、前述の硬化性樹脂の前駆体とトルエン（透光性層の良溶媒）との混合液（硬化性樹脂の前駆体：トルエン＝８０：２０（質量比））を塗布して、およそ３０秒間含浸させた。
【０１１０】
次に、表面の余分な混合液を除去し、高圧水銀灯を用いて完全に硬化させた。そして、最後に減圧下で乾燥し、調光構造体を得た。
【０１１１】
このようにして得られた光学機能層を備える調光構造体は、両側の最端層がそれぞれ透光性層であった。また、屈折率変化層の厚さが約８０ｎｍで一定の厚さであり、透光性層の厚さが約８０ｎｍ（混合液未塗布の最端層側）から１５０ｎｍまで一方向に漸次的に変化する、詳しくは積層方向に向かって次第に厚く形成されてなる、合計層数６１層の多層構造であった。
【０１１２】
【化１】
2007279706.tif 000004
【０１１３】
実施例４
実施例３の硬化性樹脂の前駆体とトルエンとの混合液の塗布を、両側の最端層の双方（両面）に施した以外は実施例３と同じとした。このようにして得られた光学機能層を備える調光構造体は、両側の最端層がそれぞれ透光性層であり、屈折率変化層の厚さが約８０ｎｍで一定の厚さであった。また透光性層の厚さは、両側最端層のそれぞれが約１５０ｎｍ、光学機能層の中央（最端層から３１層目）に位置する層（屈折率変化層）が約８０ｎｍで、両側から中央に向かい漸次的に変化（減少）する、言い換えれば前記光学機能層の中心に位置する層から積層方向両端に位置する層に向かって次第に厚く形成されてなる、合計層数６１層の多層構造であった。
【０１１４】
比較例２
実施例３の硬化性樹脂の前駆体とトルエンとの混合液の塗布を行なわない以外は実施例３と同じとした。このようにして得られた光学機能層を備える調光構造体は、両側の最端層がそれぞれ透光性層であり、屈折率変化層および透光性層の厚さが約８０ｎｍで一定の厚さで形成され、合計層数６１層の多層構造であった。
【０１１５】
実施例３〜４および比較例２の調光構造体をそれぞれＩＴＯ電極付きのガラス板で挟持し、分光光度計で電圧を印加していない時の可視光線の反射率および透過率を測定した。さらに、ＩＴＯ電極に電圧を印加して、可視光線の透過率を分光光度計で測定した。
【０１１６】
可視光線反射率はＪＩＳ  Ｒ３１０６に従い、入射角５°の正反射率で測定し、視感度（可視光波長域：３８０〜７８０ｎｍ）で補正をした。その結果を表２に示す。電圧を印加した時の可視光線透過率は、実施例３および４、比較例２ともにいずれも９０％以上であるが、電圧を印加していない時の可視光反射率は実施例３および４の方が比較例２よりも高い値を示し、優れた反射調光機能が認められた。
【０１１７】
また、実施例３および４においては、色素による吸収の効果が発現する為、電圧を印加していない時（反射状態時）の可視光線透過率は３４〜３５％となり、比較例２の可視光線透過率は７４％であった。つまり、二色性色素を屈折率変化層に添加することで、同じ反射状態時である電圧を印加した時の実施例１および２の可視光線透過率（５６〜５７％）よりも低くなる結果となった。このことから、色素を使用した実施例３、４では、特に反射・吸収により、反射状態時（非透過時）の透過率をより一層低減できることが認められた。
【０１１８】
図７は、実施例３と比較例２との電圧未印加時（反射時；非透過時）における可視光線反射率のスペクトルを示したグラフである。
【０１１９】
図７に示すように、実施例３および４の方が、比較例２よりも幅広い波長領域にわたり調光機能を発現している。特に、比較例２では特定の波長のみでの反射しか認められず、本発明に係る調光構造体が従来よりも優れた調光機能を発現していることが分かる。
【０１２０】
【表２】
2007279706.tif 000005
【０１２１】
なお、本発明において透明状態を得るためには、屈折率のマッチングが必要になる。そのマッチングを、電圧印加時にするか、電圧未印加時にするかで、性能が変化（調光機能が反転）するものである。これらは、設計上どちらにも調整し得るものであり、使用用途に応じて任意に調整可能である（例えば、実施例１〜４の調光構造体では、実施例１〜２は電圧未印加時に透明状態となるように屈折率のマッチングを設計しており、実施例３〜４は電圧印加時に透明状態となるように屈折率のマッチングを設計しているものである。）。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、調光機能を必要とする窓材、特に、車両用のグレージング材や建築家屋の窓材に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る調光構造体を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る調光構造体を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る調光構造体を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る調光構造体を模式的に示す断面図である。
【図５】実施例１と比較例１との可視光線反射率のスペクトルを示すグラフである。
【図６】色素の１種である、スマート高分子ゲル調光材料の構造と発色機構を模式的に表した概略図である。
【図７】実施例３と比較例２との可視光線反射率のスペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２４】
１００、２００、３００、４００    調光構造体、
１１０、２１０、３１０、４１０    光学機能層、
１１１ａ〜１１１ｄ、２１１ａ〜２１１ｆ、３１１ａ〜３１１ｆ、４１１ａ〜４１１ｄ    透光性層、
１２１ａ〜１２１ｃ、２２１ａ〜２２１ｅ、３２１ａ〜３２１ｅ、４２１ａ〜４２１ｃ    屈折率変化層、
１３１ａ、１３１ｂ    透明電極層、
１４１ａ、１４１ｂ    支持基材。
【図１】
2007279706.tif 000006
【図２】
2007279706.tif 000007
【図３】
2007279706.tif 000008
【図４】
2007279706.tif 000009
【図５】
2007279706.tif 000010
【図６】
2007279706.tif 000011
【図７】
2007279706.tif 000012