(57)【要約】【課題】複数のサイズに切り出すことができ、かつ、格子状の封止部材が目立たない配光制御素子を提供する。【解決手段】透光性を有する第１基板１０と、第１基板１０に対向して配置された、透光性を有する第２基板２０と、第１基板１０の第２基板２０側に配置された第１透明導電膜３０と、第２基板２０の第１基板１０側に配置された第２透明導電膜４０と、第１透明導電膜３０と第２透明導電膜４０との間に配置された、棒状の液晶分子５１を含む液晶からなる液晶層５０と、第１基板１０と第２基板２０との間に配置され、液晶層５０を封止する封止部材６０とを備え、第１基板１０を平面視した場合に、封止部材６０は、格子状に形成されており、封止部材６０の屈折率と液晶分子５１の短軸方向における屈折率とは略等しい。【選択図】図１Ａ
2019113572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する第１基板と、
前記第１基板に対向して配置された、透光性を有する第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板側に配置された第１透明導電膜と、
前記第２基板の前記第１基板側に配置された第２透明導電膜と、
前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に配置された、棒状の液晶分子を含む液晶からなる液晶層と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記液晶層を封止する封止部材とを備え、
前記第１基板を平面視した場合に、前記封止部材は、格子状に形成されており、
前記封止部材の屈折率と前記液晶分子の短軸方向における屈折率とは略等しい
配光制御素子。
【請求項２】
前記封止部材の厚み方向で当該封止部材と接する中間層を備え、
前記封止部材の屈折率と前記中間層の屈折率とは略等しい
請求項１に記載の配光制御素子。
【請求項３】
前記中間層は、前記第１透明導電膜又は前記第２透明導電膜である
請求項２に記載の配光制御素子。
【請求項４】
前記封止部材は、各々が列方向に直線状に形成された複数の第１封止部と、各々が行方向に直線状に形成され、前記複数の第１封止部と直交する第２封止部とを有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配光制御素子。
【請求項５】
前記複数の第１封止部及び前記複数の第２封止部の少なくとも一方には、２本に分割された分割封止部が含まれており、
前記２本の分割封止部の間には、前記液晶が充填されている
請求項４に記載の配光制御素子。
【請求項６】
前記封止部材の格子間隔は、格子の列方向及び行方向の少なくとも一方に沿って変化している
請求項１〜５のいずれか１項に記載の配光制御素子。
【請求項７】
前記格子間隔は、前記第１基板の周辺部から中央部に向かうに従って大きくなっている
請求項６に記載の配光制御素子。
【請求項８】
前記格子間隔は、前記第１基板における一の角部から列方向及び行方向の各々の他の角部に向かうに従って大きくなっている
請求項６に記載の配光制御素子。
【請求項９】
前記封止部材は、前記第１基板の行方向の幅の４分の１以下の端部領域での格子間隔が前記端部領域以外の領域での最大の格子間隔の半分以下である
請求項１〜５のいずれか１項に記載の配光制御素子。
【請求項１０】
前記封止部材の誘電率は、前記液晶層の誘電率より低い
請求項１〜９のいずれか１項に記載の配光制御素子。
【請求項１１】
前記封止部材には、ビーズが含まれている
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の配光制御素子。
【請求項１２】
前記ビーズは、粘着性を有する
請求項１１に記載の配光制御素子。
【請求項１３】
前記第１透明導電膜及び前記第２透明導電膜の少なくとも一方と前記液晶層との間に形成された凹凸層を備える
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の配光制御素子。
【請求項１４】
透光性を有する第１基板に第１透明導電膜を形成する工程と、
透光性を有する第２基板に第２透明導電膜を形成する工程と、
前記第１透明導電膜が形成された前記第１基板と前記第２透明導電膜が形成された第２基板との間に、格子状の封止部材によって封止された液晶層を有するマザーパネルを作製する工程と、
前記封止部材に沿って前記マザーパネルを分割する工程とを含み、
前記液晶層は、棒状の液晶分子を含む液晶からなり、
前記封止部材の屈折率と前記液晶分子の短軸方向における屈折率とは略等しい
配光制御素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配光制御素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射する光の配光を制御できる配光制御素子が提案されている。配光制御素子は、例えば、建物又は車の窓に用いられる。
【０００３】
この種の配光制御素子として、一対の透明基板と、一対の透明基板の内側に配置された一対の透明電極と、一対の透明電極の間に配置された液晶層とを備える液晶光学素子が知られている（例えば特許文献１）。このような配光制御素子では、一対の透明電極に印加される電圧に応じて液晶層の液晶分子の配向状態を変化させることで、配光制御素子に入射する光の配光を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液晶層を備える配光制御素子では、液晶層の液晶を封止するために一対の透明基板の端部周辺に沿って枠状の封止部材が形成されている。
【０００６】
このような構成の配光制御素子では、封止部材で液晶層を封止して大型サイズのパネル（マザーパネル）を作製した後、このマザーパネルを分割して必要なサイズの配光制御素子を切り出すことが難しい。つまり、１つの大型サイズのマザーパネルから複数のサイズの配光制御素子を多面取りすることは難しい。
【０００７】
そこで、液晶層を封止した後のマザーパネルから必要なサイズの配光制御素子を切り出すことを可能とするために、マザーパネルに形成する封止部材を格子状にすることが考えられる。これにより、格子状の封止部材に沿ってマザーパネルをカットすることで、液晶層を封止したままで所望のサイズの配光制御素子を切り出すことができる。
【０００８】
しかしながら、封止部材を格子状にすると、切り出すサイズによっては封止部材が格子状のまま残ってしまう場合がある。この場合、格子状の封止部材がユーザに視認されてしまい、見栄えが悪くなる等の不具合がある。特に、液晶層の液晶分子が透明基板に対して垂直配向となった場合に封止部材が目立ってしまう。
【０００９】
さらに、窓の形状及びサイズは一様ではなく様々であるため、窓に用いられる配光制御素子については、予め作り置きしておくことが難しい。このため、窓用の配光制御素子は、大型サイズのパネルから切り出すことができず、受注生産になってしまって納期が長くなる。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、複数のサイズに切り出すことができ、かつ、格子状の封止部材が目立たない配光制御素子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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る配光制御素子の一態様は、透光性を有する第１基板と、前記第１基板に対向して配置された、透光性を有する第２基板と、前記第１基板の前記第２基板側に配置された第１透明導電膜と、前記第２基板の前記第１基板側に配置された第２透明導電膜と、前記第１透明導電膜と前記第２透明導電膜との間に配置された、棒状の液晶分子を含む液晶からなる液晶層と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記液晶層を封止する封止部材とを備え、前記第１基板を平面視した場合に、前記封止部材は、格子状に形成されており、前記封止部材の屈折率と前記液晶分子の短軸方向における屈折率とは略等しい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、格子状の封止部材が形成されているので、複数のサイズに切り出すことができる。また、格子状の封止部材が存在したとしても、封止部材を目立たなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】実施の形態１に係る配光制御素子の平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における実施の形態１に係る配光制御素子の断面図である。
【図２】実施の形態１に係る配光制御素子の拡大断面図である。
【図３】実施の形態１に係る配光制御素子における液晶層の液晶分子を説明するための図である。
【図４】実施の形態１に係る配光制御素子における液晶分子の水平配向時の状態を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る配光制御素子における液晶分子の垂直配向時の状態を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る配光制御素子の第１光学作用を説明するための図である。
【図７】実施の形態１に係る配光制御素子の第２光学作用を説明するための図である。
【図８】実施の形態１に係る配光制御素子をカットするときの様子を説明するための図である。
【図９Ａ】実施の形態１に係る配光制御素子のカットパターンの第１例を示す図である。
【図９Ｂ】実施の形態１に係る配光制御素子のカットパターンの第２例を示す図である。
【図９Ｃ】実施の形態１に係る配光制御素子のカットパターンの第３例を示す図である。
【図１０Ａ】実施の形態２に係る配光制御素子の平面図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線における実施の形態２に係る配光制御素子の断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る配光制御素子をカットした後の一例を示す拡大断面図である。
【図１２】実施の形態２に係る配光制御素子の変形例を説明するための図である。
【図１３】変形例１に係る配光制御素子における封止部材のパターンを示すである。
【図１４】変形例２に係る配光制御素子における封止部材のパターンを示すである。
【図１５】変形例３に係る配光制御素子における封止部材のパターンを示すである。
【図１６Ａ】変形例４に係る配光制御素子の第１光学作用を説明するための図である。
【図１６Ｂ】変形例４に係る配光制御素子の第２光学作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１５】
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１６】
また、本明細書及び図面において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、三次元直交座標系の三軸を表している。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直交し、かつ、いずれもＺ軸に直交する軸である。なお、本明細書において、「厚み方向」とは、配光制御素子の厚み方向を意味し、第１基板１０及び第２基板２０の主面に垂直な方向のことであり、「平面視」とは、第１基板１０又は第２基板２０の主面に対して垂直な方向から見たときのことをいう。
【００１７】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係る配光制御素子１の構成について、図１Ａ、図１Ｂ及び図２を用いて説明する。図１Ａは、実施の形態１に係る配光制御素子１の平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線における同配光制御素子１の断面図である。図２は、同配光制御素子１の拡大断面図であり、図１Ｂの破線で囲まれる領域ＩＩの拡大図である。なお、図１Ａでは、封止部材６０の形状を分かりやすくするために、封止部材６０には便宜的にハッチングを施している。
【００１８】
配光制御素子１は、配光制御素子１に入射する光の配光を制御する光制御デバイスであり、図１Ｂに示すように、第１基板１０と、第２基板２０と、第１透明導電膜３０と、第２透明導電膜４０と、液晶層５０と、封止部材６０とを備える。
【００１９】
以下、配光制御素子１の各構成部材について、図１Ａ及び図１Ｂを参照して詳細に説明する。
【００２０】
［第１基板、第２基板］
第１基板１０及び第２基板２０は、透光性を有する透光性基板である。本実施の形態において、第１基板１０及び第２基板２０は、可視光に対して透明な透明基板である。
【００２１】
第１基板１０及び第２基板２０としては、例えばガラス基板又は樹脂基板を用いることができる。ガラス基板の材料としては、ソーダガラス、無アルカリガラス又は高屈折率ガラス等が挙げられる。樹脂基板の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）又はエポキシ等の樹脂材料が挙げられる。ガラス基板は、光透過率が高く、かつ、水分の透過性が低いという利点がある。一方、樹脂基板は、破壊時の飛散が少ないという利点がある。第１基板１０と第２基板２０とは、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよいが、同じ材料で構成されている方がよい。また、第１基板１０及び第２基板２０は、リジッド基板に限るものではなく、可撓性を有するフレキシブル基板であってもよい。
【００２２】
第２基板２０は、第１基板１０に対向して配置された対向基板である。つまり、第２基板２０は、第１基板１０に対向する位置に配置される。
【００２３】
第１基板１０及び第２基板２０の平面視形状は、例えば、正方形や長方形の矩形状であるが、これに限るものではなく、円形又は四角形以外の多角形であってもよく、任意の形状が採用され得る。本実施の形態において、第１基板１０及び第２基板２０の平面視形状は、長方形である。また、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施の形態において、第２基板２０の平面視形状は、第１基板１０の平面視形状と一致している。つまり、第１基板１０と第２基板２０とは、大きさ及び形状が一致している。
【００２４】
［第１透明導電膜、第２透明導電膜］
図１Ｂに示すように、第１透明導電膜３０は、第１基板１０と液晶層５０との間に配置されている。つまり、第１透明導電膜３０は、第１基板１０の第２基板２０側（液晶層５０側）に配置されている。具体的には、第１透明導電膜３０は、第１基板１０の第２基板２０側の面のほぼ全面に形成されている。
【００２５】
一方、第２透明導電膜４０は、液晶層５０と第２基板２０との間に配置されている。つまり、第２透明導電膜４０は、第２基板２０の第１基板１０側（液晶層５０側）に配置されている。具体的には、第２透明導電膜４０は、第２基板２０の第１基板１０側の面のほぼ全面に形成されている。
【００２６】
また、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０は、電気的に対となった一対の透明電極であり、液晶層５０に電界を与えることができるように構成されている。なお、第１透明導電膜３０と第２透明導電膜４０とは、電気的だけではなく配置的にも対になっており、互いに対向するように配置されている。具体的には、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０は、一対の第１基板１０及び第２基板２０の内側に配置されているとともに、液晶層５０を挟むように配置されている。
【００２７】
第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０は、可視光に対して透明な材料によって構成されている。第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０の材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明金属酸化物、又は、銀ナノワイヤや導電性粒子等の導電体を含有する透明樹脂からなる導電体含有樹脂を用いることができる。なお、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０は、光を透過すればよく、銀薄膜等の金属薄膜等であってもよい。
【００２８】
なお、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０は、外部電源との電気接続が可能となるように構成されているとよい。例えば、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０の各々を封止部材６０の外側に露出するように引き出して、この引き出された部分を端子電極として用いてもよい。この場合、端子電極には、はんだ等によってリード線が接続されて、端子電極と外部電源とが電気的に接続される。これにより、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０には端子電極を介して外部電源からの電力が供給されて所定の電圧が印加される。
【００２９】
［液晶層］
図１Ｂに示すように、液晶層５０は、第１基板１０と第２基板２０との間に配置される。具体的には、液晶層５０は、第１透明導電膜３０と第２透明導電膜４０との間に配置されている。
【００３０】
図２に示すように、液晶層５０は、複屈折性を有する液晶分子５１を含む液晶からなる。このような液晶としては、例えば、液晶分子５１が棒状の液晶分子（棒状分子）からなるネマティック液晶又はコレステリック液晶等を用いることができる。
【００３１】
図３に示すように、本実施の形態では、液晶分子５１の短軸方向における屈折率が常光屈折率（ｎｏ）であり、液晶分子５１の長軸方向における屈折率が異常光屈折率（ｎｅ）である。一例として、液晶層５０を構成する液晶は、ポジ型であり、液晶分子５１の短軸方向における屈折率（常光屈折率）が１．５で、液晶分子５１の長軸方向における屈折率（異常光屈折率）が１．７である。
【００３２】
液晶層５０は、電界が与えられることによって可視光領域での屈折率が調整可能な屈折率調整層として機能する。具体的には、液晶層５０は、電界応答性を有する液晶分子５１を有する液晶によって構成されているので、液晶層５０に電界が与えられることで液晶分子５１の配向状態が変化し、これにより、液晶層５０の屈折率が変化する。
【００３３】
具体的には、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に電圧が印加されることによって液晶層５０に電界が与えられる。したがって、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に印加する電圧を制御することによって液晶層５０に与えられる電界が変化して液晶分子５１の配向状態が変化する。
【００３４】
なお、液晶層５０は、交流電力によって電界が与えられてもよいし、直流電力によって電界が与えられてもよい。交流電力の場合には、電圧波形は、正弦波でもよいし矩形波でもよい。
【００３５】
［封止部材］
封止部材６０は、液晶層５０を封止する機能を有し、第１基板１０と第２基板２０との間に配置される。図１Ａに示すように、封止部材６０は、第１基板１０を平面視した場合に、格子状に形成されている。つまり、封止部材６０は、列方向（Ｘ軸方向）及び行方向（Ｚ軸方向）に複数の線が交差するような形状で形成されている。
【００３６】
具体的には、封止部材６０は、各々が列方向に直線状に形成された複数の第１封止部６１と、各々が行方向に直線状に形成された第２封止部６２とを有する。複数の第１封止部６１と複数の第２封止部６２とは直交している。
【００３７】
複数の第１封止部６１の各々は、列方向（Ｘ軸方向）に沿って第１基板１０（第２基板２０）の一方の端部から他方の端部にわたって形成されている。また、複数の第２封止部６２の各々は、行方向（Ｚ軸方向）に沿って第１基板１０（第２基板２０）の一方から他方にわたって形成されている。
【００３８】
複数の第１封止部６１及び複数の第２封止部６２のうち、最外周に形成された第１封止部６１及び第２封止部６２は、第１基板１０及び第２基板２０の端部外周に沿って枠状（額縁状）に形成されている。これにより、液晶層５０が外部に漏れ出すことなく第１基板１０と第２基板２０との間に封止される。
【００３９】
封止部材６０（第１封止部６１、第２封止部６２）は、例えば、シリコーン樹脂等の樹脂材料によって構成されたシール樹脂である。封止部材６０は、接着機能を有しており、例えば、第１透明導電膜３０と第２透明導電膜４０とを接着している。これにより、第１基板１０と第２基板２０とが封止部材６０によって貼り合わされる。なお、封止部材６０の材質は、樹脂材料に限るものではない。
【００４０】
本実施の形態において、封止部材６０の屈折率は、液晶層５０の液晶分子５１の短軸方向における屈折率と略等しくなっている。具体的には、上記のように、液晶分子５１の短軸方向における屈折率が１．５であるので、封止部材６０は、屈折率が約１．５の材料によって構成されている。なお、屈折率が略等しいとは、封止部材６０及び液晶分子５１の一方が他方に対する屈折率差が±２％以内である。例えば、液晶分子５１の短軸方向における屈折率が１．５である場合、封止部材６０の屈折率は、１．４７以上１．５３以下である。また、封止部材６０の誘電率は、液晶層５０の誘電率より低い方がよい。
【００４１】
本実施の形態において、封止部材６０は、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に積層されている。つまり、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０は、封止部材６０の厚み方向において封止部材６０と接する中間層の一例である。したがって、封止部材６０の屈折率と中間層（第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０）の屈折率とは略等しい方がよい。この場合も、屈折率が略等しいとは、封止部材６０及び中間層の一方が他方に対する屈折率差が±２％以内であるとよい。
【００４２】
図２に示すように、封止部材６０にはビーズ７０が含まれている。ビーズ７０は、無機材料からなる球状の粒子であり、例えば、シリカビース又はガラスビーズ等の無機材料からなるビーズである。なお、ビーズ７０の材質は、無機材料に限らず、樹脂材料等の有機材料であってもよい。なお、ビーズ７０は、粘着性を有していてもよい。
【００４３】
ビーズ７０は、所定の硬度を有しており、スペーサとして機能する。したがって、格子状の封止部材６０内にビーズ７０を分散させて第１基板１０及び第２基板２０の全領域にビーズ７０を配置することで、第１基板１０と第２基板２０とのギャップを均一且つ一定にすることができる。つまり、第１基板１０と第２基板２０とのギャップをビーズ７０の粒径で規定することができる。この結果、液晶層５０の厚みについても均一且つ一定にすることができる。一例として、封止部材６０の幅は、１ｍｍ〜５ｍｍであり、液晶層５０の厚み（封止部材６０の厚み）は、１０μｍである。
【００４４】
［配光制御素子の光学作用］
次に、実施の形態１に係る配光制御素子１の光学作用について、図４〜図７を用いて説明する。
【００４５】
図４及び図５は、実施の形態１に係る配光制御素子１の液晶分子５１の配光状態を示す図である。図４は、液晶分子５１が水平配向しているときの状態を示しており、図５は、液晶分子５１が垂直配向しているときの状態を示している。なお、図４の（ａ）及び図５の（ａ）は、配光制御素子１の角部付近のＸＺ平面における部分断面図であり、図４の（ｂ）及び図５の（ｂ）は、配光制御素子１のＹＺ平面における部分断面図である。
【００４６】
第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に電圧が印加されていない場合（電圧無印加時の場合）、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、液晶層５０の液晶分子５１は、水平配向となっている。具体的には、電圧無印加時では、液晶分子５１の長手方向がＸ軸方向と平行となるように液晶分子５１が配向制御されている。なお、液晶分子５１の配向は、例えば、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０の表面に、ラビング処理された配向膜を形成することで制御することができる。
【００４７】
一方、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に電圧が印加されている場合（電圧印加時の場合）、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、液晶層５０の液晶分子５１は、配光状態が変化して、垂直配向となる。具体的には、電圧印加時では、液晶分子５１の長手方向がＹ軸方向と平行となるように液晶分子５１の配光状態が変化する。
【００４８】
図６及び図７は、配光制御素子１の光学作用を説明するための図である。図６は、電圧無印加時における光学作用（第１光学作用）を示しており、図７は、電圧印加時における光学作用（第２光学作用）を示している。
【００４９】
なお、図６及び図７では、配光制御素子１を建物の窓として用いた場合を例示しており、配光制御素子１は、Ｚ軸方向が鉛直方向となるように配置されている。配光制御素子１に入射する光は、例えば太陽光であるが、これに限るものではない。
【００５０】
配光制御素子１は、光を透過させることができる。本実施の形態では、第１基板１０を光入射側の基板としているので、配光制御素子１は、第１基板１０から入射した光を透過して第２基板２０から出射させることができる。
【００５１】
配光制御素子１に入射した光は、液晶層５０を透過する際に液晶層５０から光学作用を受ける。本実施の形態では、配光制御素子１に入射した光は、液晶層５０の液晶分子５１の配光状態によって異なる光学作用を受けることになる。
【００５２】
具体的には、図６に示すように、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に電圧が印加されていない場合（電圧無印加時）、液晶層５０の液晶分子５１は、水平配向となっている。この場合、配光制御素子１に入射した光のうちＰ偏光については進行方向が変化しないが、配光制御素子１に入射した光のうちＳ偏光については進行方向が変化する。
【００５３】
一方、図７に示すように、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に電圧が印加されている場合（電圧印加時）、液晶層５０の液晶分子５１は、垂直配向となる。この場合、配光制御素子１に入射した光は、Ｓ偏光もＰ偏光も進行方向が変化せずに直進する。
【００５４】
このように、配光制御素子１は、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に印加する電圧を変化させることで光学作用を変化させることができるアクティブ型の光制御デバイスである。具体的には、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に印加する電圧を制御することによって、配光制御素子１を第１光学モード（図６）と第２光学モード（図７）とに切り替えることができる。
【００５５】
［配光制御素子の製造方法］
次に、実施の形態１に係る配光制御素子１の製造方法について、図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照しながら、図８を用いて説明する。図８は、実施の形態１に係る配光制御素子１をカットするときの様子を説明するための図である。
【００５６】
まず、第１基板１０に第１透明導電膜３０を形成する。例えば、第１基板１０として透明基板を用意し、この透明基板の上に第１透明導電膜３０として膜厚が１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成する。
【００５７】
次に、第２基板２０に第２透明導電膜４０を形成する。例えば、第２基板２０として透明基板を用意し、この透明基板の上に第２透明導電膜４０として膜厚が１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成する。なお、第２透明導電膜４０が形成された第２基板２０は、第１透明導電膜３０が形成された第１基板１０と区別することなく全く同じものであってもよい。
【００５８】
次に、第１透明導電膜３０が形成された第１基板１０と第２透明導電膜４０が形成された第２基板２０との間に、格子状の封止部材６０によって封止された液晶層５０を有するマザーパネルとして配光制御素子１を作製する。
【００５９】
例えば、第１透明導電膜３０が形成された第１基板１０に、ビーズ７０を含む封止部材６０を格子状に形成し、棒状の液晶分子５１を含む液晶を滴下して、第２透明導電膜４０が形成された第２基板２０を貼り合わせる。この場合、封止部材６０と液晶層５０の液晶分子５１の材料としては、封止部材６０の屈折率が液晶分子５１の短軸方向における屈折率とが略等しいものを用いる。
【００６０】
なお、液晶を封入する方法は、液晶を滴下する方法に限るものではなく、液晶を注入する方法であってもよい。この場合、例えば、第１透明導電膜３０が形成された第１基板１０と第２透明導電膜４０が形成された第２基板２０とのどちらか一方に格子状の封止部材６０を形成して第１基板１０と第２基板２０とを貼り合わせた後に、第１基板１０と第２基板２０との間に液晶を注入すればよい。
【００６１】
このように製造されたマザーパネルである配光制御素子１は、このまま製品として用いることもできるが、必要なサイズに分割してもよい。
【００６２】
具体的には、マザーパネルを作製した後に、封止部材６０に沿ってマザーパネルを分割する。例えば、図８に示すように、第１封止部６１に沿って、レーザ光を照射することで、マザーパネルである配光制御素子１をカット（切断）して複数の配光制御素子１Ａに分割する。
【００６３】
例えば、図８及び図９Ａに示すように、マザーパネルである配光制御素子１を、２つの配光制御素子１Ａに分割してもよいし、図９Ｂに示すように、４つの配光制御素子１Ｂに分割してもよい。
【００６４】
また、マザーパネルをカットする場合、第１封止部６１だけではなく、さらに第２封止部６２に沿ってマザーガラスをカットしてもよい。例えば、図９Ｃに示すように、マザーパネルである配光制御素子１を８つの配光制御素子１Ｃに分割してもよい。なお、第２封止部６２のみに沿ってマザーパネルをカットしてもよい。
【００６５】
このように、マザーパネルである配光制御素子１を封止部材６０に沿ってカットすることで、必要なサイズの配光制御素子を切り出すことができる。つまり、１つのマザーパネルから複数のサイズの配光制御素子を多面取りすることができる。
【００６６】
なお、マザーパネルである配光制御素子１のカットする方法は、レーザ光によるものに限らない。例えば、マザーパネルにスクライブ加工してダイシングすることで分割してもよい。この場合、マザーパネルに封止部材６０に沿って直線状の溝（割断線）を形成し、マザーパネルに所定の応力を付加することで溝（割断線）に沿ってマザーパネルを割断する。これにより、マザーパネルを複数に分割することができる。
【００６７】
一例として、第１基板１０及び第２基板２０が透明樹脂基板である場合は、レーザ光によってカットし、第１基板１０及び第２基板２０がガラス基板である場合は、ダイシングによってカットする。
【００６８】
［効果］
以上、本実施の形態における配光制御素子１では、第１透明導電膜３０が形成された第１基板１０と第２透明導電膜４０が形成された第２基板２０との間に配置された封止部材６０が格子状に形成されている。
【００６９】
これにより、配光制御素子１を複数のサイズに切り出すことができるので、様々なサイズのニーズに容易に応えることができる。
【００７０】
さらに、本実施の形態における配光制御素子１では、封止部材６０の屈折率と液晶層５０の液晶分子５１の短軸方向における屈折率とが略等しくなっている。
【００７１】
これにより、例えば、図６のように、液晶分子５１が水平配向となっている場合（電圧無印加時）には、Ｐ偏光と封止部材６０との屈折率が異なるものの、Ｓ偏光と封止部材６０との屈折率が同じになるので、配光制御素子１を正面（厚み方向）から見たときに完全に透明にはならないが、封止部材６０を目視しにくくできる。
【００７２】
一方、図７に示すように、液晶分子５１が垂直配向となっている場合（電圧印加時）には、Ｐ偏光もＳ偏光も封止部材６０との屈折率が同じになるので、配光制御素子１を正面から見たときに、封止部材６０が視認されず完全に透明にすることができる。
【００７３】
このように、封止部材６０の屈折率と液晶層５０の液晶分子５１の短軸方向における屈折率とを略等しくすることで、最終製品として封止部材６０が格子状のまま残っていたとしても、封止部材６０を目立たなくすることができる。したがって、見栄えのよい配光制御素子１を実現できる。
【００７４】
特に、仮に封止部材６０の屈折率と液晶分子５１の短軸方向における屈折率との屈折率差が大きいと、液晶分子５１が垂直配向となっている場合に封止部材６０が目立ってしまうが、本実施の形態のように封止部材６０と液晶分子５１との屈折率を略等しくすることで、液晶分子５１が垂直配向した場合であっても封止部材６０を目立ちにくくできる。
【００７５】
以上のように、本実施の形態における配光制御素子１によれば、複数のサイズに切り出すことができ、かつ、格子状の封止部材６０が目立ちにくい配光制御素子１を実現することができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、封止部材６０の厚み方向で封止部材６０と接する中間層として、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０が形成されている。この場合、封止部材６０の屈折率と中間層（第１透明導電膜３０、第２透明導電膜４０）の屈折率とが略等しくなっているとよい。
【００７７】
これにより、封止部材６０と中間層との界面における反射を抑制することができるので、配光制御素子１を正面から見たときの透明性を一層向上させることができる。
【００７８】
また、本実施の形態において、封止部材６０の誘電率は、液晶層５０の誘電率より低い方がよい。
【００７９】
これにより、液晶層５０の液晶分子５１を低電圧で駆動することができる。
【００８０】
また、本実施の形態において、封止部材６０には、ビーズ７０が含まれている。
【００８１】
これにより、液晶層５０の厚みを容易に均一且つ一定にすることができる。
【００８２】
この場合、ビーズ７０は、粘着性を有するとよい。
【００８３】
これにより、第１基板１０と第２基板２０とがビーズ７０によっても接着されるので、配光制御素子１に曲げ等の応力が付与された場合であっても膜厚の変化を抑制することができる。
【００８４】
また、本実施の形態における配光制御素子１の製造方法によれば、第１基板１０に第１透明導電膜３０を形成する工程と、第２基板２０に第２透明導電膜４０を形成する工程と、第１透明導電膜３０が形成された第１基板１０と第２透明導電膜４０が形成された第２基板２０との間に、格子状の封止部材６０によって封止された液晶層５０を有するマザーパネルを作製する工程と、封止部材６０に沿ってマザーパネルを分割する工程とを含む。また、液晶層５０は、棒状の液晶分子５１を含む液晶からなり、封止部材６０の屈折率と液晶分子５１の短軸方向における屈折率とは略等しい。
【００８５】
これにより、マザーパネルとして作製された配光制御素子１を、あるサイズ毎に複数に切り出すことを可能としつつ、切り出した後の配光制御素子又は切り出さすにマザーパネルのままの配光制御素子に格子状の封止部材６０が残っていたとしても、封止部材６０が目立ちにくい。したがって、見栄えのよい配光制御素子を製造することができる。
【００８６】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る配光制御素子２について、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａは、実施の形態２に係る配光制御素子２の平面図である。図１０Ｂは、図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線における同配光制御素子２の断面図である。
【００８７】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、本実施の形態における配光制御素子２では、封止部材６０が、２本に分割された第１封止部６１Ａを有する点で、実施の形態１における配光制御素子１と異なる。
【００８８】
具体的には、本実施の形態における配光制御素子２において、封止部材６０は、２本に分割されていない第１封止部６１と、２本に分割された第１封止部６１Ａとを有する。
【００８９】
具体的には、第１封止部６１Ａは、２本に分割された第１分割封止部６１ａと第２分割封止部６１ｂとによって構成されている。第１分割封止部６１ａ及び第２分割封止部６１ｂは、列方向に沿って平行に形成されている。また、第１分割封止部６１ａと第２分割封止部６１ｂとの間には、他の領域と同様に、液晶分子５１を含む液晶が充填されている。
【００９０】
図１１に示すように、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、封止部材６０に沿ってレーザ光を照射すること等によって、マザーパネルである配光制御素子２をカットして複数の配光制御素子２Ａに分割することができる。
【００９１】
この場合、本実施の形態では、２本に分割された第１分割封止部６１ａと第２分割封止部６１ｂとの間にレーザ光を照射することで、第１分割封止部６１ａと第２分割封止部６１ｂとの間をカットしている。
【００９２】
これにより、第１分割封止部６１ａと第２分割封止部６１ｂとの間に充填されていた液晶がなくなり、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０が封止部材６０から外部に引き出されて露出した状態となる。第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０の封止部材６０から露出した部分は、外部電源との接続を行うための端子電極として用いることができる。
【００９３】
以上、本実施の形態における配光制御素子２によれば、実施の形態１と同様に、封止部材６０が格子状に形成されているので、配光制御素子２を複数のサイズに切り出すことができる。また、本実施の形態でも、封止部材６０の屈折率と液晶層５０の液晶分子５１の短軸方向における屈折率とが略等しくなっているので、封止部材６０を目視しにくくできる。したがって、複数のサイズに切り出すことができ、かつ、格子状の封止部材６０が目立ちにくい配光制御素子２を実現することができる。
【００９４】
しかも、本実施の形態では、封止部材６０が、第１分割封止部６１ａ及び第２分割封止部６１ｂの２本に分割された第１封止部６１Ａを有している。
【００９５】
これにより、マザーパネルである配光制御素子２をカットすることだけで、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０を封止部材６０から露出させて端子電極を形成することができる。したがって、マザーパネルをカットした際の有効面積を向上させることができる。
【００９６】
なお、本実施の形態では、第１封止部６１を２本に分割したが、これに限るものではない。例えば、第２封止部６２を２本に分割してもよいし、必要に応じて、第１封止部６１及び第２封止部６２の両方を２本に分割してもよい。
【００９７】
また、本実施の形態において、図１２に示すように、マザーパネルである配光制御素子２をカットした後、切断部分近傍における封止部材６０から外側の部分をさらにカットして除去してもよい。図１２では、第２透明導電膜４０が形成された第２基板２０の端部をカットしている。
【００９８】
これにより、第１透明導電膜３０の上方に位置する第２基板２０が存在しなくなるので、封止部材６０から露出した第１透明導電膜３０とリード線等との接続を容易に行うことができる。
【００９９】
なお、第１透明導電膜３０が形成された第１基板１０の端部をカットしてもよい。また、第１基板１０の端部及び第２基板の端部をカットする場合、Ｘ軸方向に沿った全ての端部をカットするのではなく、Ｘ軸方向に沿った端部を部分的にカットしてもよい。つまり、端子電極として用いる部分の透明導電膜に対向する部分をカットしてもよい。
【０１００】
（変形例）
以上、本発明に係る配光制御素子について、実施の形態１、２に基づいて説明したが、本発明は、上記の各実施の形態に限定されるものではない。
【０１０１】
例えば、上記の各実施の形態において、封止部材６０の格子間隔（隣り合う第１封止部６１の間隔、又は、隣り合う第２封止部６２の間隔）は、格子の列方向及び行方向において変化させずに一定としたが、これに限らない。例えば、封止部材６０の格子間隔は、格子の列方向及び行方向の少なくとも一方に沿って変化していてもよい。これにより、格子単位のカットで選択できるサイズの種類を増やすことができる。
【０１０２】
この場合、図１３に示される配光制御素子１０１のように、封止部材６０の格子間隔は、第１基板１０の周辺部から中央部に向かうに従って大きくなっていてもよい。
【０１０３】
あるいは、図１４に示される配光制御素子２０１のように、封止部材６０の格子間隔は、第１基板１０における一の角部から列方向及び行方向の各々の他の角部に向かうに従って大きくなっていてもよい。
【０１０４】
また、図１３及び図１４に示すように封止部材６０の格子間隔を漸次変化させるのではなく、領域ごとに異ならせることで格子間隔を変化させてもよい。例えば、図１５に示される配光制御素子３０１のように、第１基板１０の行方向の幅の４分の１以下の端部領域である第１領域Ａ１と、第１領域Ａ１以外の領域である第２領域Ａ２とで、封止部材６０の格子間隔を異ならせてもよい。一例として、図１５における封止部材６０は、第１領域Ａ１での格子間隔が第２領域Ａ２での最大の格子間隔の半分以下としている。なお、図１５では、第１領域Ａ１内の格子間隔及び第２領域Ａ２内の格子間隔は一定としているが、図１３及び図１４に示すように、第１領域Ａ１内及び第２領域Ａ２内の各々において格子間隔を漸次変化させてもよい。
【０１０５】
また、封止部材６０の格子間隔は、図１３〜図１５のように規則的なものに限らず、ランダムであってもよい。
【０１０６】
また、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、配光制御素子４０１は、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０の少なくとも一方と液晶層５０との間に形成された凹凸層８０を備えていてもよい。つまり、第１透明導電膜３０と第２透明導電膜４０との間に、凹凸層８０を形成してもよい。図１６Ａ及び図１６Ｂに示される配光制御素子４０１では、図１Ｂに示される実施の形態１の配光制御素子１において、第１透明導電膜３０と液晶層５０との間に凹凸層８０が形成された構成となっている。なお、第１透明導電膜３０の凹凸層８０側の面には、第１透明導電膜３０と凹凸層８０とを密着させるために密着層が形成されていてもよい。
【０１０７】
凹凸層８０は、マイクロオーダサイズ又はナノオーダサイズの複数の凸部によって構成されている。各凸部は、ストライプ状に形成されている。具体的には、各凸部は、断面形状が三角形でＸ軸方向に延在する長尺状の略三角柱形状であり、Ｚ軸方向に沿って等間隔に配列されている。なお、各凸部は、断面形状が台形等であってもよいし、隣り同士が離間して配置されていてもよい。また、複数の凸部の高さは、一定ではなく、ランダムに異なっていてもよい。さらに、複数の凸部の各々は、柱状ではなく、マトリクス状に点在したドット状であってもよい。
【０１０８】
凹凸層８０は、封止部材６０の厚み方向で封止部材６０と接する中間層の他の一例である。また、封止部材６０の屈折率と凹凸層８０の屈折率とは略等しい方がよい。この場合、屈折率が略等しいとは、封止部材６０及び凹凸層８０の一方が他方に対する屈折率差が±２％以内であるとよい。
【０１０９】
凹凸層８０の材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等の光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。一例として、凹凸層８０の材料は、屈折率が約１．５のアクリル樹脂である。
【０１１０】
このように、液晶層５０に凹凸層８０を接触させることによって、液晶層５０の屈折率の変化に応じて配光制御素子４０１に入射する光の進行方向を変更することができる。
【０１１１】
具体的には、図１６Ａに示すように、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に電圧が印加されていない場合（電圧無印加時の場合）、液晶層５０の液晶分子５１は、水平配向となっている。このとき、液晶層５０は、常光屈折率（ｎｏ）が１．５であり、異常光屈折率（ｎｅ）が１．７であるため、常光屈折率が１．５の液晶層５０と屈折率が１．５の凹凸層８０との間には屈折率差がないので、配光制御素子４０１に入射した光のＰ偏光については、凹凸層８０と液晶層５０との界面では全反射せず、そのまま通過する。一方、Ｓ偏光については、異常光屈折率が１．７であるため、液晶層５０と凹凸層８０との間には屈折率差が生じるので、配光制御素子４０１に斜めに入射した光の一部は、凹凸層８０と液晶層５０との界面で全反射して、跳ね返る方向に進行方向が曲げられる。
【０１１２】
一方、図１６Ｂに示すように、第１透明導電膜３０及び第２透明導電膜４０に電圧が印加されている場合（電圧印加時の場合）、液晶層５０の液晶分子５１は垂直配向となる。このとき、液晶層５０の常光屈折率が１．５であるため、配光制御素子４０１に入射した光のＰ偏光とＳ偏光は共に、凹凸層８０と液晶層５０との界面では全反射せず、そのまま通過する。
【０１１３】
このように、凹凸層８０を設けることによって、入射する光の進行方向を大きく変化させることができる。なお、凹凸層８０は、第１透明導電膜３０と液晶層５０との間ではなく、第２透明導電膜４０と液晶層５０との間に形成してもよいし、第１透明導電膜３０と液晶層５０との間及び第２透明導電膜４０と液晶層５０との間の両方に形成してもよい。
【０１１４】
また、上記の実施の形態において、配光制御素子１及び２は、窓そのものとして用いたが、これに限らない。例えば、配光制御素子１及び２は、窓に貼り付けて用いられてもよい。また、配光制御素子１及び２は、建物の窓に適用したが、これに限らず、車の窓等、建物以外の窓に適用してもよい。
【０１１５】
また、上記の実施の形態において、配光制御素子１及び２は、電圧無印加時の場合に、光を曲げる構成となっているが、これに限定されず、電圧印加時に光を曲げる構成であってもよい。この場合、電圧印加時に水平配向となる液晶を用いる構成や、光屈折率の樹脂材料を用いること等で実現できる。
【０１１６】
その他、上記の各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２、２Ａ、１０１、２０１、３０１、４０１  配光制御素子
１０  第１基板
２０  第２基板
３０  第１透明導電膜
４０  第２透明導電膜
５０  液晶層
５１  液晶分子
６０  封止部材
６１、６１Ａ  第１封止部
６１ａ  第１分割封止部（分割封止部）
６１ｂ  第２分割封止部（分割封止部）
６２  第２封止部
７０  ビーズ
８０  凹凸層
【図１Ａ】
2019113572.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019113572.tif 000009
【図７】
2019113572.tif 000010
【図８】
2019113572.tif 000011
【図９Ａ】
2019113572.tif 000012
【図９Ｂ】
2019113572.tif 000013
【図９Ｃ】
2019113572.tif 000014
【図１０Ａ】
2019113572.tif 000015
【図１０Ｂ】
2019113572.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2019113572.tif 000020
【図１５】
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【図１６Ａ】
2019113572.tif 000022
【図１６Ｂ】
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