(57)【要約】【課題】光制御装置に関して、従来に比して高い意匠性を確保できるようにする。【解決手段】対向する第１及び第２の光制御用板材２及び３をシフト可能に保持する光制御装置１であって、第１の光制御用板材２は、第１の直線偏光板７Ａと、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第１の位相差層１６Ａと、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第２の位相差層１６Ａと、第２の直線偏光板１０Ａとが積層される。第２の光制御用板材３は、第１の直線偏光板７Ｂと、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第１の位相差層１６Ｂと、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第２の位相差層１６Ｂとが積層される。【選択図】図１
2017026729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１及び第２の光制御用板材をシフト可能に保持する光制御装置であって、
前記第１の光制御用板材は、
第１の直線偏光板と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第１の位相差層と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第２の位相差層と、第２の直線偏光板とが積層され、
前記第２の光制御用板材は、
第１の直線偏光板と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第１の位相差層と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第２の位相差層とが積層された
光制御装置。
【請求項２】
前記第１の光制御用板材における前記第１の位相差層の第１及び第２の領域及び前記第２の位相差層の第１及び第２の領域、前記第２の光制御用板材における前記第１の位相差層の第１及び第２の領域及び前記第２の位相差層の第１及び第２の領域は、
帯状領域であり、
前記第１の光制御用板材における前記第１の位相差層と前記第２の位相差層とで、及び前記第２の光制御用板材における前記第１の位相差層と前記第２の位相差層とで、前記帯状領域の延長方向が直交するように配置された
請求項１に記載の光制御装置。
【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用板材をシフトさせて透過光を制御する光制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向するように保持された光制御用板材をシフトさせることにより、透過光を制御して調光を図る光制御装置が種々に提案されている（特許文献１〜４）。このような光制御装置では、位相差の異なる第１及び第２の領域によりパターンニングされた位相差層を直線偏光板と積層して光制御用板材が形成され、１対の光制御用板材がシフト可能に対向するように配置される。これにより光制御装置では、この１対の光制御用板材間で、第１の領域同志及び第２の領域同志が重なり合う領域の大きさと、第１及び第２の領域が重なり合う領域の大きさとを、光制御用板材のシフトにより相補的に可変し、恰も、従来のスラット（羽根）によるブラインドにおいてスラットの傾きを可変するかのように、入射光を調整できるように構成される。
【０００３】
ところでこの種の光制御装置は、従来のスラットによるブラインドに比して厚みを薄くできることにより、例えば屋内ドアの覗き窓、玄関ドアの覗き窓、会議室のパーテーション、間仕切り等に種々に利用できると考えられる。これらの利用においては、光制御装置が室内装飾の一部を構成することにより、単なる覗き窓としては見て取られないように、高い意匠性を確保することが望まれる。
【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
【特許文献３】特表２０１４−５０７６７６号公報
【特許文献４】米国特許第８３１０７５７号明細書
【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、この種の光制御装置に関して、従来に比して高い意匠性を確保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）  対向する第１及び第２の光制御用板材をシフト可能に保持する光制御装置であって、
前記第１の光制御用板材は、
第１の直線偏光板と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第１の位相差層と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第２の位相差層と、第２の直線偏光板とが積層され、
前記第２の光制御用板材は、
第１の直線偏光板と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第１の位相差層と、遅相軸方向が異なる第１及び第２の領域を備えた第２の位相差層とが積層された光制御装置。
【０００８】
（１）によれば、第１及び第２の光制御用板材において、それぞれ第１の領域同志、第２の領域同志が重なり合って入射光を遮光する遮光領域と、第１及び第２の領域が重なり合って入射光を透過する透過領域とを形成することができる。従って第１及び第２の光制御用板材をシフトさせて、この２つの領域の重なり合いを可変することにより、全面を遮光領域としたり、遮光領域と透過領域とが混在した配置とすることができ、これにより透過光を制御することができる。また遮光領域と透過領域とが混在する配置、透過領域の形状においては、第１及び第２の光制御用板材における第１及び第２の領域の形状、重なり合いの設定により種々に設定することができ、これにより従来に比して意匠性を向上することができる。
【０００９】
（２）  （１）において、
前記第１の光制御用板材における前記第１の位相差層の第１及び第２の領域及び前記第２の位相差層の第１及び第２の領域、前記第２の光制御用板材における前記第１の位相差層の第１及び第２の領域及び前記第２の位相差層の第１及び第２の領域は、
帯状領域であり、
前記第１の光制御用板材における前記第１の位相差層と前記第２の位相差層とで、及び前記第２の光制御用板材における前記第１の位相差層と前記第２の位相差層とで、前記帯状領域の延長方向が直交するように配置された光制御装置。
【００１０】
（２）によれば、透過領域及び遮光領域の基本形状を矩形形状に設定して、より具体的構成により意匠性の高い光制御装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、この種の光制御装置に関して従来に比して意匠性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光制御装置を示す図である。
【図２】図１の光制御装置に係る第１の位相差板の説明に供する図である。
【図３】図１の光制御装置に係る第２の位相差板の説明に供する図である。
【図４】図１の光制御装置の光制御用フィルムの説明に供する図である。
【図５】図１の光制御装置の状態の繰り替えの説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔第１実施形態〕
〔光制御装置の概要〕
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、建築物の覗き窓等に適用され、対向するように第１及び第２の光制御用板材２及び３が保持されて構成される。光制御装置１は、この第１及び第２の光制御用板材２及び３の相対位置を、矢印Ａにより示すように、第１及び第２の光制御用板材２、３の面内方向、後述する帯状領域Ａ及びＢの繰り返し方向又は延長方向に、帯状領域Ａ又はＢの幅の分だけ変位可能に構成され、これにより入射光を調整できるように構成される。
【００１４】
〔光制御用板材〕
第１及び第２の光制御用板材２及び３は、粘着剤層を介して透明板状部材５Ａ、５Ｂに、光制御用フィルム４Ａ、４Ｂをそれぞれ貼り付けて作製される。光制御用板材２及び３は、光制御用フィルム４Ａ、４Ｂが内側となるように、対向して保持される。
【００１５】
ここで透明板状部材５Ａ、５Ｂは、光制御用フィルム４Ａ、４Ｂへの入射光を何ら損なうことなく、光制御用フィルム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。
【００１６】
〔光制御用フィルム〕
光制御用フィルム４Ａ、４Ｂは、粘着剤層により直線偏光板７Ａ、７Ｂ、位相差板８Ａ、８Ｂ、位相差板９Ａ、９Ｂ、直線偏光板１０Ａ、１０Ｂ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。
【００１７】
直線偏光板７Ａ、７Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ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の一方の側を鹸化処理した後、光学機能層、透明フィルム材による基材を順次配置して作製される。なお基材は、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。光学機能層は、直線偏光板としての光学的機能を担う領域であり、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。
【００１８】
光制御用フィルム４Ａ、４Ｂにおいて、直線偏光板７Ａ及び１０Ａ、直線偏光板７Ｂ及び１０Ｂは、それぞれ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、１０Ａ、１０Ｂ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、後述する位相差層の帯状領域Ａ、Ｂにおける遅相軸方向に対して、直線偏光板７Ａ、７Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ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の遅相軸方向の向きに応じて、直線偏光板７Ａ、７Ｂ、１０Ａ、１０Ｂの向きは種々に設定することができる。
【００１９】
光制御装置１では、光制御用フィルム４Ａ、４Ｂの内側の対向する直線偏光板１０Ａ、１０Ｂがパラレルニコル配置となるように配置される。
【００２０】
図２に示すように、位相差板８Ａ、８Ｂ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、位相差板８Ａ、８Ｂは、この配向層１５Ａ、１５Ｂのパターンニングにより、遅相軸方向が直交する第１及び第２の帯状領域Ａ及びＢが順次交互に作製される。
【００２１】
ここで配向層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時計方向及び反時計方向、斜め４５度の方向に配向規制力を発現する第１及び第２の領域Ａ及びＢ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及び第２の領域Ａ及びＢ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、帯状領域Ａ及びＢ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。
【００２２】
位相差層１６Ａ、１６Ｂは、透過光に１／４波長の位相差を付与する厚みにより作製される。
【００２３】
また図３に示すように、位相差板９Ａ、９Ｂは、位相差板８Ａ、８Ｂに形成された帯状領域Ａ及びＢの延長方向に対して、帯状領域Ａ及びＢの延長方向が直交するように配置される点を除いて、位相差板８Ａ、８Ｂと同一に構成される。
【００２４】
これにより図４（Ａ）に示すように、位相差板８Ａ、９Ａにおいて、帯状領域Ａ同志が重なり合っている領域ＡＡ、帯状領域Ｂ同志が重なり合っている領域ＢＢにあっては、直線偏光板７Ａ、７Ｂを介して入射する直線偏光の入射光が、位相差板８Ａに係る位相差層１６Ａの帯状領域Ａ及びＢにより位相差が付与されて円偏光に変換された後、続く位相差板９Ａに係る位相差層１６Ａにおいて、位相差板８Ａによる位相差を打ち消すように位相差が付与され、その結果、位相差板８Ａへの入射時と同一の直線偏光により直線偏光板１０Ｂに入射し、透過光を遮光することができる。これにより帯状領域Ａ同志が重なり合っている領域ＡＡ、帯状領域Ｂ同志が重なり合っている領域ＢＢは、光制御用フィルム４Ａ、４Ｂを介して屋内等を見て取ることが困難な遮光領域に設定される。
【００２５】
これに対して位相差板８Ａ、９Ａにおいて、帯状領域Ａ及びＢが重なり合っている領域ＡＢ、ＢＡでは、直線偏光板７Ａ、７Ｂを介して入射する直線偏光の入射光が、位相差板８Ａにおける位相差層層１６Ａの帯状領域Ａ及びＢにより位相差が付与されて円偏光に変換された後、続く位相差板９Ａの位相差層１６Ａにおいて、さらに位相差が付与され、その結果、位相差板８Ａへの入射時と偏光面が直交する直線偏光により直線偏光板１０Ｂに入射し、直線偏光板１０Ｂを介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、帯状領域Ａ及びＢが重なり合っている領域ＡＢ、ＢＡは、光制御用フィルム４Ａ、４Ｂを介して風景等を見て取ることが可能な透過領域に設定される。
【００２６】
しかしてこの光制御用フィルム４Ａ、４Ｂは、光制御用板材２及び３に保持されて、この帯状領域Ａ及びＢの繰り返し方向又は繰り返し方向と直交する方向に相対位置を可変できることにより、図５（Ａ）に示すように、光制御用板材２及び３で、領域Ａ及び領域Ｂが重なり合う領域ＡＢ及びＢＡが重なり合っている場合には、この領域ＡＢ及びＢＡの重なり合いによる外部を見て取ることが可能な矩形形状による透過領域Ｃと、領域Ａ同志、領域Ｂ同志が重なり合っている領域ＡＡ及びＢＢの重なり合いによる矩形形状による遮光領域Ｄとによる千鳥配列を形成することになる。
【００２７】
またこの状態から光制御用板材２、３をシフトさせると、透過領域Ｃと遮光領域Ｄとの面積が相補的に変化して徐々に透過領域Ｃの面積が減少し、完全に、全面が光制御用板材２又は３の領域ＡＡ、ＢＢにより覆われるようになると、図５（Ｂ）により示すように、全面を遮光領域Ｄに設定することになる。
【００２８】
これにより光制御装置１では、光制御用板材２及び３をシフトさせて透過光を制御することができる。ここでこの透過光の制御に係る透過領域Ｃの基本の形状（図３の領域ＡＢ、ＢＡの形状である）は、光制御用板材２及び３において、それぞれ帯状領域Ａ及びＢの重なり合いにより設定でき、この実施形態のように光制御用フィルム４Ａ、４Ｂで帯状領域Ａ及びＢが直交するように配置する場合には、この透過領域Ｃの基本の形状を矩形形状とした千鳥配置を形成することができる。これにより従来に比して一段と意匠性を向上することができる。
【００２９】
またこれにより光制御用板材２及び３をシフトさせて、この矩形形状による透過領域Ｃがシフト方向に徐々に幅狭になるように設定することができる。これによっても従来に比して一段と意匠性を向上することができる。
【００３０】
また位相差層１６Ａ、１６Ｂにおける帯状領域Ａ及びＢを傾けて配置すれば、この透過領域Ｃ及び遮光領域Ｄの基本の単位をひし形形状とすることができ、一段と意匠性を向上することができる。
【００３１】
なおこれらにより光制御用フィルム４Ａ及び４Ｂにおいて、内側の直線偏光板１０Ａ、１０Ｂの何れかについては、省略してもよい。
【００３２】
〔位相差板の詳細構成〕
位相差板８Ａ、８Ｂ、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、１０Ａ、１０Ｂの光学機能層に転写して光制御用板材を構成するようにしてもよく、この場合、直線偏光板の基材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。なお光制御用フィルム４Ａ、４Ｂは、この転写法の適用により、又は位相差板８Ａ、８Ｂ、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
【化１】
2017026729.tif 000003
（ｇは２〜５の整数）
【００３８】
〔実験結果〕
以下の実施例１、比較例１の光制御装置を作製して実験した。
【００３９】
〔実施例１〕
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、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、帯状領域Ａ及びＢに対応する配向規制力の領域を、基材の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。
【００４０】
その後、次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、これにより位相差フィルムを作製した。
【００４１】
【化２】
2017026729.tif 000004
【００４２】
このようにして作成した位相差フィルムを、その長手方向が吸収軸方向となるように設定した同一サイズの直線偏光板と貼り合せ、直線偏光板と位相差フィルムとの第１の積層体を作製した。また同様にして、その長手方向が透過軸方向となるように設定した同一サイズの直線偏光板と貼り合せ、直線偏光板と位相差フィルムとの第２の積層体を作製した。またこのようにして作製した第１及び第２の積層体をクロスニコル配置により積層し、第１の光制御用フィルムを作製した。また同様にして第２の光制御用フィルムを作製した。
【００４３】
この第１及び第２の光制御用フィルムをそれぞれガラス板５Ａ、５Ｂに積層して光制御用板材２、３を作製し、この光制御用板材２及び３を積層して光制御装置を作製した。光制御用板材２及び３の相対位置の可変により透過領域Ｃ及び遮光領域Ｄの面積を相補的に可変して透過光を制御することができ、また全面を遮光領域Ｄに設定できることを確認することができた。
【００４４】
〔比較例〕
実施例１と同様にして直線偏光板と位相差フィルムとによる第１及び第２の積層体を作製した。但し、第１及び第２の積層体では、長手方向に対して直線偏光板の吸収軸方向が直交するように作成した。この第１及び第２の積層体をそれぞれガラス板に積層して第１及び第２の積層体を形成し、この第１及び第２の積層体を対向するように保持して面内方向に相対位置を可変して観察した。この例では、第１及び第２の積層体のシフトにより透過領域と遮光領域との大きさを相対的に可変できるものの、図５（Ａ）について上述したような意匠性を確保できず、これにより室内装飾の観点では実用未だ不十分なことが判った。
【００４５】
〔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。
【００４６】
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、配向層を省略するようにしてもよい。
【００４７】
また上述の実施形態では、遅相軸方向の異なる第１及び第２の領域を帯状領域により作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、第１及び第２の領域を矩形形状により作製してもよく、種々の形状によりこれら領域を設けることができる。
【００４８】
また上述の実施形態では、直線偏光板７Ａ、１０Ａ、直線偏光板７Ｂ、１０Ｂをそれぞれクロスニコルにより配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、パラレルニコルにより配置するようにしてもよい。
【００４９】
また上述の実施形態では、遅相軸方向の異なる領域を交互に繰り返す場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は遅相軸方向の異なる第１及び第２の領域を設ける場合に広く適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  光制御装置
２、３  光制御用板材
４Ａ、４Ｂ  光制御用フィルム
５  透明板状部材
７Ａ、７Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ  直線偏光板
８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ  位相差板
１４Ａ、１４Ｂ  基材
１５Ａ、１５Ｂ  配向層
１６Ａ、１６Ｂ  位相差層
【図１】
2017026729.tif 000005
【図２】
2017026729.tif 000006
【図３】
2017026729.tif 000007
【図４】
2017026729.tif 000008
【図５】
2017026729.tif 000009