(57)【要約】  調光素子（１００）は、第１基板（１）と、調光積層体（１０）と、第１基板（１）に対向する第２基板（２）とを備える。調光積層体（１０）は、第１基板（１）上の第１電極（１１）と、第１電極（１１）に対向する第２電極（１３）と、第１電極（１１）と第２電極（１３）との間にあり、第１電極（１１）と第２電極（１３）とを用いて供給される電力に応じて光学的状態が変化するように構成される調光層（１２）とを備える。調光素子（１００）は、さらに、第２基板（２）に形成され第２電極（１３）に対向する第３電極（２１）と、第２電極（１３）と第３電極（２１）との間にある液晶層（３）とを備える。液晶層（３）と第１基板（１）によって調光積層体（１０）が封止される。
2016013154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板の厚み方向に並ぶ、前記第１基板上の第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり、前記第１電極と前記第２電極とを用いて供給される電力に応じて光学的状態が変化するように構成される調光層と、を備える調光積層体と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第２基板に形成され、前記第２電極に対向する第３電極と、
前記第２電極と前記第３電極との間にある液晶層と、を備え、
前記調光積層体は、前記液晶層と前記第１基板によって封止される、調光素子。
【請求項２】
前記液晶層は、前記厚み方向に直交する平面において前記調光層よりも大きく前記調光層を覆う、請求項１に記載の調光素子。
【請求項３】
前記液晶層が、透明状態と光散乱状態との間で変化するように構成されている、請求項１又は２に記載の調光素子。
【請求項４】
前記液晶層が、透明状態と光反射状態との間で変化するように構成されている、請求項１又は２に記載の調光素子。
【請求項５】
吸湿性を有し前記第１基板と前記第２基板との間で前記液晶層の外周に沿って配置される吸湿層を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の調光素子。
【請求項６】
前記液晶層が吸湿性を有する吸湿性材料を含有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の調光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の調光素子を備える建材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光素子及びそれを備える建材に関する。より詳しくは、液晶を備える調光素子及び建材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートガラスとも呼ばれる調光素子が建物や車の窓に応用されている。例えば、特許文献１に開示される調光窓材（調光素子）は、液晶含有層を備える。液晶含有層は、印加される電圧に応じて液晶含有層の液晶の配向状態が変化するように構成されている。そして、液晶の配向状態が変化することにより、液晶含有層の光透過率が変化する。つまり、調光窓材の光透過率が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０８８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、調光素子は、液晶含有層に加えて、機能層を備えることがある。特許文献１の調光窓材は、液晶含有層に加えて、赤外反射層を備える。しかしながら、機能層が水分などによって劣化しやすい場合、調光素子の寿命が短くなることがある。【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、光学特性に優れ長寿命な調光素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る調光素子の一態様は、第１基板と、調光積層体と、第１基板に対向する第２基板とを備える。調光積層体は、第１基板の厚み方向に並ぶ、第１基板上の第１電極と、第１電極に対向する第２電極と、第１電極と第２電極との間にある調光層とを備える。調光層は、第１電極と第２電極とを用いて供給される電力に応じて光学的状態が変化するように構成されている。調光素子は、さらに、第２基板に形成され第２電極に対向する第３電極と、第２電極と第３電極との間にある液晶層とを備える。調光積層体は液晶層と第１基板によって封止される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学特性に優れ長寿命な調光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態１の調光素子を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態１の調光素子の第１変形例を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の調光素子の第２変形例を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態１の調光素子の第３変形例を示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態２の調光素子を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態１又は実施形態２の調光素子を利用した建材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、実施形態１の調光素子１００を示す断面図である。図１に示すように、調光素子１００は、第１基板１と、第１基板１に形成された調光積層体１０と、第１基板１に対向する第２基板２とを備える。調光積層体１０は、第１基板１上の第１電極１１と、第１電極１１に対向する第２電極１３と、第１電極１１と第２電極１３との間にある調光層１２とを備える。調光素子１００は、さらに、第２基板２に形成され、第２電極１３に対向する第３電極２１と、第２電極１３と第３電極２１の間にあり調光積層体１０を封止する液晶層（以下、第１液晶層とも言う）３とを備える。
【００１０】
第１基板１及び第２基板２は、それぞれ透明性を有する。さらに言えば、第１基板１及び第２基板２は、それぞれ、可視光に対して透明性を有する。実施の形態１において、可視光の波長は、例えば、４００〜７５０ｎｍの範囲の波長である。一例として、第１基板１及び第２基板２は、それぞれ、ガラス又は樹脂で形成することができる。
【００１１】
第１基板１及び第２基板２をガラスで形成した場合、ガラスは水分の透過率が低いため、外部の水分が第１基板１及び第２基板２を経由して調光層１２に到達することを抑制することができる。そのため、調光層１２が水分で劣化しやすい場合（例えば、調光層１２が有機材料で形成される場合）に、第１基板１と第２基板２とをガラスで形成すれば、調光層１２の寿命を向上することができる。したがって、調光素子１００の寿命を向上することができる。また、ガラスは紫外線吸収性を有し得るため、第１基板１と第２基板２とをガラスで形成すれば、調光層１２の劣化を抑制できる。ガラスとしては、ソーダガラス、無アルカリガラス、高屈折率ガラスが例示される。第１基板１及び第２基板２は、ガラスで形成された薄膜であってもよい。その場合、高透明性と高防湿性を有しフレキシブルな調光素子１００を得ることが可能である。
【００１２】
また、第１基板１及び第２基板２を樹脂で形成した場合、樹脂は破断しにくいために、第１基板１及び第２基板２が破壊されたとしても第１基板１及び第２基板２の破片が飛散することを抑制することができる。したがって、より安全な調光素子１００を得ることができる。また、第１基板１及び第２基板２を樹脂で形成した場合、フレキシブルな調光素子１００を得ることが可能である。樹脂で形成された第１基板１及び第２基板２は、それぞれ、フィルム状であってよい。樹脂としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）が例示される。
【００１３】
ここで、実施形態１では、第１基板１及び第２基板２は、それぞれ、平面を有するが、曲面を有してもよい。第１基板１及び第２基板２は、それぞれ、平面のみ又は曲面のみを有してもよい。曲面は、その断面が円弧状であってもよい。第１基板１及び第２基板２は、それぞれ、平面と曲面との両方を有してもよい。
【００１４】
第１基板１及び第２基板２の表面は、紫外線反射材料、紫外線吸収材料、及び防湿材料のいずれか一つ以上によって被覆されていてもよい。その場合、調光素子１００の寿命を向上することができる。また、第１基板１及び第２基板２の表面は、防汚材料によって被覆されていてもよい。その場合、基板表面の汚染物の付着を防ぐことができるため、光透過率の低下を軽減したり、清掃負担を軽減したりすることができる。
【００１５】
実施形態１では、第１基板１及び第２基板２は、それぞれ、平板状のガラスで形成されている。なお、実施形態１では、第１基板１と第２基板２とは、後述する接着部５により接着されている。
【００１６】
調光積層体１０は第１基板１上にあり、第１電極１１と、調光層１２と、第２電極１３の積層体である。調光積層体１０は、第１基板１と第２基板２との間にある。第１電極１１と、調光層１２と、第２電極１３は、第１基板１に近い方からこの順に、第１基板１の厚み方向（図１の上下方向）に沿って並んでいる。
【００１７】
第１電極１１及び第２電極１３は、それぞれ、導電性を有する。また、第１電極１１及び第２電極１３は、それぞれ、可視光に対して透明性を有する。第１電極１１及び第２電極１３は、それぞれ、透明金属酸化物（例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯ）、又は、導電性粒子や細い金属線を含有する樹脂で形成することができる。また、第１電極１１及び第２電極１３は、それぞれ、銀で形成された薄膜であってもよく、透明金属酸化物と金属との積層体であってもよい。第１電極１１と第２電極１３は別の材料で形成されてもよく、同じ材料で形成されていてもよい。
【００１８】
実施形態１では、第１電極１１及び第２電極１３は、それぞれ、調光積層体１０から第１基板１の端部に向けて伸びた延出部を有する。延出部は、外部電源に接続されるように構成されている。つまり、延出部は、外部電源から調光素子１００へ電力を供給することができるよう、接着部５を貫通し第１基板１の端部において露出している。第１電極１１の延出部は、第１電極１１のうち調光層１２に覆われていない部分である。第２電極１３の延出部は、第２電極１３のうち第１基板１に形成され調光層１２に重なっていない（覆われていない）部分である。第１電極１１及び第２電極１３の延出部は、調光層１２に電力を供給するための端子として機能する。なお、第２電極１３の延出部は、液晶層３に電力（電圧）を供給するための端子としても機能する。
【００１９】
調光層１２は、第１電極１１と第２電極１３との間にある。調光層１２は、第１電極１１と第２電極１３とを用いて調光層１２に供給される電力に応じて、調光層１２の光学的状態が変化するように構成される。なお、本明細書中での光学的状態は、発光性、光散乱性、光反射性及び光吸収性のいずれかの状態を意味する。光学的状態は、可視光に関する光学的状態であってよいが、赤外光や紫外光に関する光学的状態であってもよい。供給される電力に応じて調光層１２の光学的状態が変化すれば、調光層１２の表面から出射される光の状態が調節される。光の状態とは、例えば、光の進行方向である。あるいは、供給される電力に応じて調光層１２の光学的状態が変化すれば、調光層１２の表面から出射される光の量が調節される。
【００２０】
例えば、供給される電力に応じて調光層１２の光散乱性又は光反射性が変化する場合、調光素子１００（調光層１２）が外部から光を受ければ、調光層１２の表面から出射される光の方向が変化する。つまり、調光層１２の表面から出射される光の状態が変化する。あるいは、供給される電力に応じて調光層１２の光吸収性が変化する場合、調光素子１００（調光層１２）が外部から光を受ければ、調光層１２を透過して調光層１２における光を受けた表面（受光面）と反対側の表面（出射面）から出射される光の量が変化する。つまり、供給される電力に応じて調光層１２の表面から出射される光の量が調節される。なお、出射される光の状態又は量が調節される表面とは、受光面と反対側の面であってよい。また、出射される光の量が調節される表面とは、受光面と、受光面と反対側の面の両方であってよい。
【００２１】
具体的には、調光層１２（調光素子１００）が第１基板１から第２基板２に向かう方向に進む光を受ける場合、つまり、受光面が調光層１２の第１基板１に対向する面１２ａである場合、調光層１２を透過し面１２ｂ（出射面）から出射される光の状態又は量が調節される。したがって、第２基板２から出射される光の状態又は量が調節される。つまり、調光素子１００が第１基板１で光を受ける場合、調光層１２に供給する電力を調節することにより、第２基板２から出射される光の状態又は量を調節することができる。あるいは、調光層１２（調光素子１００）が第２基板２から第１基板１に向かう方向に進む光を受ける場合、つまり、受光面が調光層１２の第２基板２に対向する面１２ｂである場合、調光層１２を透過し面１２ａから出射される光の状態又は量が調節される。したがって、調光素子１００が第２基板２で光を受ける場合、調光層１２に供給する電力を調節することにより、第１基板１から出射される光の状態又は量を調節することができる。なお、調光層１２は、第１基板１から第２基板２に向かう方向に進む光と第２基板２から第１基板１に向かう方向に進む光の両方を受けることもできる。また、調光層１２は出射される光の状態又は量を多段階で調節できることが望ましい。
【００２２】
調光層１２は、液晶を含み、供給される電力（電圧）に応じて光散乱性または光反射性が変化するように構成されているとよい。つまり、調光層１２は液晶を含む液晶層（以下、第２液晶層ともいう）であるとよい。液晶の配向性（配向状態）が変化すれば、調光層（第２液晶層）１２の光散乱性及び光反射性が変化する。
【００２３】
調光層１２は、例えば、ネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電性液晶のいずれか一つ以上を含んでいてもよい。調光層１２は、高分子分散型液晶を含有する高分子分散型液晶層であるとよい。高分子分散型液晶層は、印加される電圧に応じて、透明状態と光散乱状態との間で変化することができる。また、調光層１２は、コレステリック液晶を含有するコレステリック液晶層でもよい。コレステリック液晶層は、印加される電圧に応じて、透明状態と、光散乱状態、光反射状態との間で変化することができる。高分子分散型液晶、コレステリック液晶、透明状態、光散乱状態、光反射状態については、後述する。調光層１２は、電圧を印加したときの光散乱状態が維持されるものであることがよい。それにより、調光素子１００の電力効率を高めることができる。光散乱状態が維持される性質はヒステリシスと呼ばれる。光散乱状態の維持される時間は、長い方がよく、例えば、１時間以上であるとよい。
【００２４】
あるいは、調光層１２は、供給される電力（電流）に応じて光吸収性が変化するように構成されているとよい。つまり、調光層１２は供給される電流に応じて光吸収性が変化する光吸収層であるとよい。光吸収層は、供給される電流に応じて、可視光、紫外光、赤外光のうち一つ以上に対する光吸収性が変化するように構成されているとよい。光吸収層は、供給される電流に応じて可視光領域、紫外光領域、赤外光領域のいずれかにある特定の波長の光のみの光吸収性が変化するように構成されていてもよい。
【００２５】
光吸収層は、例えば、電流が供給された場合に光を透過し（光吸収性が低くなり；透明であり）、電流が供給されない場合に光を吸収する（光吸収性が高くなる）ように構成されていてもよい。あるいは、光吸収層は、電流が供給されない場合に光を透過し（光吸収性が低くなり；透明であり）、電流が供給された場合に光を吸収する（光吸収性が高くなる）ように構成されていてもよい。あるいは、光吸収層は、電流が供給された場合に光を透過する状態に変化し、この電流と逆に流れる電流が供給された場合に光を吸収する状態に変化するように構成されていてもよい。また、電流が供給されない間もそれぞれの状態を維持されるように構成されているとよい。光吸収層は、液晶の他、酸化タングステンを含む材料などで形成することができる。
【００２６】
あるいは、調光層１２は、供給される電力（電流）に応じて光（例えば、可視光）を放射するように構成されているとよい。つまり、調光層１２は供給される電流に応じて光を放射する発光層であるとよい。調光層１２が発光層である場合、調光層（発光層）１２に電流が供給されると、調光層１２が光を放射し、調光層１２の表面から出射される光の量が大きくなる。また、調光層１２への電流の供給をやめると、調光層１２は光を放射するのをやめ、調光層１２の表面から出射される光の量は小さくなる。このようにして、光を放射するように構成された調光層（発光層）１２の表面から出射される光の量が調節される。このように、調光層１２が発光層であれば、調光素子１００が外部からの光を受けない場合でも、調光素子１００から出射される光の量を調節することができる。
【００２７】
調光層１２として機能する発光層は、適宜の発光材料を含有する。発光層は、発光材料を含有する層に加えて、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層、中間層などから適宜選ばれる１又は複数の層を含んでもよい。発光層が有機発光材料を含有する場合、調光積層体１０を有機エレクトロルミネッセンス素子と呼ぶこともできる。なお、発光層は可視光に対して透明性を有する。
【００２８】
以上まとめると、調光層１２は、第２液晶層、光吸収層、発光層のいずれかであってよい。第２液晶層は、高分子分散型液晶層、あるいは、コレステリック液晶層であってよい。
【００２９】
第３電極２１は、導電性を有する。また、第３電極２１は、可視光に対して透明性を有する。第３電極２１は、第１電極１１及び／又は第２電極１３と同じ材料で形成されていてもよく、異なる材料で形成されていてもよい。第３電極２１は、第２電極１３の第１電極１１と反対側にあり、液晶層３によって第２電極１３から間隔を隔てて配置されている。実施形態１では、第３電極２１は、第２基板２の一面全体に形成されている。また、第３電極２１の端部は、外部電源に接続されうるように、第２基板２の端部において露出している。そして、第３電極２１の延出部は、第２電極１３の延出部とともに、液晶層３に電圧を印加するための端子として機能する。
【００３０】
実施形態１では、調光素子１００は、第１基板１と第２基板２とを接着する接着部５を備える。接着部５は、調光積層体１０を囲む。実施形態１では、接着部５は調光積層体１０を囲む枠状に形成されている。接着部５は、第２電極１３と第３電極２１とが液晶層３によって隔てられるように第１基板１と第２基板２との距離を保つスペーサとしても機能する。接着部５は接着性を有する樹脂で形成することができる。接着部５は、熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂で形成されているとよい。また、接着部５は、粒子などのスペーサ材料を含んでいてもよい。実施形態１では、接着部５は、電気絶縁性を有する。接着部５は、可視光に対し透明性を有するとよいが、そうでなくともよい。なお、実施形態１では、調光素子１００は接着部５を備えるが、調光素子１００は接着部５を備えなくともよい。
【００３１】
液晶層３は、第２電極１３と第３電極２１との間にあり、液晶を含有する。液晶層３は、液晶層３に印加された電圧、つまり、第２電極１３と第３電極２１との間に印加される電圧に応じて、液晶層３中の液晶の配向性（配向状態）が変化されるように構成されている。つまり、液晶層３は印加される電圧に応じて光学的状態（光散乱性または光反射性）が変化するように構成されている。そのため、液晶層３は、印加される電圧に応じて表面から出射される光の状態又は量を調節するように構成されている。また、液晶層３は光の状態または量を多段階で調整できることが望ましい。
【００３２】
液晶層３は、印加された電圧に応じて、透明状態、光散乱状態及び光反射状態から選択される２つ以上の状態の間で変化することができる。ここで、透明状態とは、光に対して透明性を有する状態である。例えば、透明状態にある層の光透過率は８５％以上であってよく、９０％以上であってよい。また、透明状態にある層の光透過率は１００％以下であってよい。実施形態１では、透明状態にある液晶層３は、可視光に対して透明である。光散乱状態とは、光を散乱する状態である。光散乱状態にある層の光散乱率を示すヘイズは、印加された電圧に応じて変化するが、例えば、８５％以上であってよく、９０％以上であってよい。また、光散乱状態にある層の光散乱率を示すヘイズは、１００％以下であってよい。実施形態１では、光散乱状態にある液晶層３は、可視光を散乱する。そのため、光散乱状態にある液晶層３は、曇りガラスと同様の状態である。光反射状態とは、光を反射する状態である。光反射状態にある層の光反射率は、印加された電圧に応じて変化するが、例えば８０％以上であってよく、９０％以上であってよい。光反射状態にある層の光反射率は、１００％以下であってよい。実施形態１では、光反射状態の液晶層３は、可視光を反射する。なお、液晶層３は、印加された電圧に応じて、透明状態、光散乱状態、及び、光反射状態以外の状態をとることもできる。
【００３３】
液晶層３は、透明状態と光散乱状態との間で変化するように構成されているとよい。液晶層３が高分子分散型液晶を含有する高分子分散型液晶層である場合、液晶層３に印加する電圧を制御することにより、すなわち、電界制御により、液晶層３を透明状態と光散乱状態との間で変化させることができる。つまり、液晶層３が高分子分散型液晶を含有するとよい。
【００３４】
高分子分散型液晶は、高分子中に分散された液晶の小滴（粒子）を指す。つまり、液晶層３が高分子分散型液晶を含有する場合、液晶層３は、高分子と高分子に分散された液晶の小滴を含有する。高分子は、光を透過するとよい。実施形態１では、高分子は光を透過し、可視光に対して透明性を有する。高分子は、熱硬化性高分子あるいは紫外線硬化性高分子であってよい。高分子分散型液晶層の液晶は、ネマチック液晶であってよい。高分子分散型液晶層において、液晶の小滴は、点状のパターンで高分子に分散しているとよい。また、高分子分散型液晶層において、液晶が網目状に不規則につながっていてもよい。
【００３５】
あるいは、液晶層３は、透明状態と光反射状態との間で変化するように構成されているとよい。液晶層３がコレステリック液晶を含有するコレステリック液晶層である場合、液晶層３に印加する電圧を制御することにより、つまり、電界制御により、液晶層３を透明状態と、光反射状態との間で変化させることができる。つまり、液晶層３がコレステリック液晶（ＣＬＣ）を含有するとよい。コレステリック液晶は、螺旋構造を持つネマチック液晶であり、つまり、キラルネマチック液晶である。コレステリック液晶は、層内で棒状の分子が配列方向に沿って配列している複数の層を有し、この複数の層は配列方向が螺旋状になるように層の厚み方向（本実施形態では、第１基板１の厚み方向；図１の上下方向に同じ）に積み重なっている。
【００３６】
コレステリック液晶を含有する液晶層３に電圧を印加しなければ、コレステリック液晶がプラナー配向となり、液晶層３は光反射状態となる。さらに、液晶層３中のコレステリック液晶がホメオトロピック配向となるように電圧を印加すれば、液晶層３を透明状態にすることができる。このように、実施形態１の調光素子１００において、液晶層３がコレステリック液晶を含有する場合、液晶層３を透明状態と光反射状態との間で電界制御により切り替えることができる。また、液晶層３のコレステリック液晶がフォーカルコニック配向となるように液晶層３に電圧を印加すれば、液晶層３を光散乱状態にすることができる。それにより、液晶層３を透明状態、光散乱状態、光反射状態との間で電界制御により切り替えることができる。
【００３７】
なお、実施形態１の調光素子１００では、第１基板１、第２基板２、第１電極１１、第２電極１３、第３電極２１は、可視光に対して透明性を有する。そのため、調光層１２及び液晶層３の両方が透明状態である場合、調光素子１００は、光を透過し、可視光に対して透明性を有する。
【００３８】
実施形態１の液晶層３は、印加される電圧に応じて光学的状態が変化する。さらに、液晶層３は、調光積層体１０を封止している。換言すれば、液晶層３は、第１基板１上で調光積層体１０を覆っている。実施形態１では、液晶層３は、第１基板１と第２基板２と接着部５とで囲まれた空間を満たす。液晶は防湿性を有するため、液晶を含有する液晶層３で調光積層体１０を封止すれば、調光層１２が水分で劣化しやすい場合であっても、調光層１２の劣化を抑制して調光素子１００の寿命を向上することができる。
【００３９】
以上まとめると、実施形態１の調光素子１００は、以下の第１〜第５例の調光素子１００を含む。
【００４０】
第１例の調光素子１００は、光散乱状態になりうる液晶層３と、調光層１２として機能する発光層とを含む。つまり、第１例の調光素子１００は、高分子分散型液晶を含有する液晶層３と、発光層とを含む。あるいは、第１例の調光素子１００は、コレステリック液晶を含有する液晶層３と、発光層とを含む。第１例では、液晶層３に印加する電圧及び発光層に供給する電流を制御することにより、発光層から光を放射することができるとともに発光層から放射された光を液晶層３で散乱させることができる。そのため、角度依存性が小さい光を放射する調光素子１００を得ることができる。また、発光層が有機発光材料を含むなどで水分により劣化しやすい場合であっても、液晶層３が調光積層体１０を封止しているため、発光層の劣化を抑制することができて、調光素子１００の寿命を向上することができる。
【００４１】
第２例の調光素子１００は、光反射状態になりうる液晶層３と、調光層１２として機能する発光層とを含む。つまり、第２例の調光素子１００は、コレステリック液晶を含有する液晶層３と、発光層とを含む。第２例では、発光層に供給する電流及び液晶層３に印加する電圧を制御することにより、発光層から光を放射することができるとともに発光層から放射された光を液晶層３で反射させることができる。そのため、発光層の光を一方向に向けて（第１基板１に向けて）、効率よく出射することができる。また、コレステリック液晶を含有する液晶層は、光散乱状態にもなりうるため、液晶層３に印加する電圧及び発光層に供給する電流を制御することにより、発光層から光を放射するとともに発光層から放射された光を液晶層３で散乱させることができる。さらに、発光層が水分により劣化しやすい場合であっても、液晶層３が調光積層体１０を封止しているため、発光層の劣化を抑制することができて、調光素子１００の寿命を向上することができる。
【００４２】
第１例及び第２例のように、調光素子１００が発光層を含む場合、調光素子１００は自ら光を生み出し放射することができる。このように発光層を含む調光素子１００を能動型の調光素子とも呼ぶことができる。能動型の調光素子では、調光素子１００に入射した光に加えて、発光層が放射する光を出射することができ、調光素子１００に入射した光の量よりも多くの量の光を出射することができる。能動型の調光素子は、照明として使用することができる。
【００４３】
第３例の調光素子１００は、光反射状態になりうる液晶層３と、調光層１２として機能する光吸収層とを備える。つまり、第３例の調光素子１００は、コレステリック液晶を含有する液晶層３と、光吸収層とを備える。
【００４４】
第４例の調光素子１００は、光散乱状態になりうる液晶層３と、調光層１２として機能する光吸収層とを備える。つまり、第４例の調光素子１００は、高分子分散型液晶を含有する液晶層３と、光吸収層とを備える。あるいは、第４例の調光素子１００は、コレステリック液晶を含有する液晶層３と、光吸収層とを備える。
【００４５】
第５例の調光素子１００は、光散乱状態になりうる液晶層（第１液晶層）３と、光反射状態になりうる調光層（第２液晶層）１２とを備える。あるいは、光反射状態になりうる液晶層（第１液晶層）３と、光散乱状態になりうる調光層（第２液晶層）１２とを備える。例えば、第５例の調光素子１００において、液晶層３（第１液晶層）と調光層１２（第２液晶層）の一方が高分子分散型液晶層であり、液晶層３（第１液晶層）と調光層１２（第２液晶層）の他方がコレステリック液晶層である。また、第５例の調光素子１００において、液晶層３及び調光層１２がともにコレステリック液晶層であってもよい。この場合、液晶層３が調光層１２と異なる光学的状態となるように、液晶層３と調光層とに電圧を印加するとよい。しかしながら、液晶層３が調光層１２と常時同じ光学的状態となるように、液晶層３と調光層１２とに電圧を印加してもよい。液晶層３が反射状態であり、調光層１２が散乱状態である場合、遮光カーテンとして機能する。また、液晶層３と調光層１２がともに反射状態である場合、調光素子１００の反射率を向上させることができる。
【００４６】
なお、第３例〜第５例のように、発光層を含まない調光素子１００は、自ら光を生み出さないため、受動型の調光素子と呼ぶことができる。受動型の調光素子では、調光層１２及び液晶層３に供給する電力を変更することにより、外部から光を受ける場合に、第１基板１及び／又は第２基板２から出射される光の状態及び／又は量を調節することができる。
【００４７】
液晶層３は、図１に示すように、第１基板１の厚み方向に直交する平面において調光層１２よりも大きく、調光層１２を覆うとよい。液晶層３が調光層１２よりも大きく調光層１２を覆っていれば、調光層１２が水分で劣化しやすい場合であっても、防湿性を有する液晶層３によって水分が調光層１２に到達することを抑制することができる。したがって、調光素子１００の劣化をより抑制することができる。実施形態１では、液晶層３は、調光層１２と接着部５の間に介在している。調光層１２と接着部５との間に液晶層３が介在すれば、調光層１２が水分で劣化しやすい場合であっても、接着部５を透過した水分が調光層１２に到達することを抑制することができる。なお、第１電極１１及び第２電極１３の延出部は接着部５に囲まれた領域外の第１基板１の端部において液晶層３から露出しているが、前記領域内では、第１電極１１及び第２電極１３の延出部は液晶層３に覆われているとよい。つまり、液晶層３は、第１電極１１において調光層１２に覆われていない延出部と第２電極１３において調光層１２に重なっていない延出部とを覆うとよい。
【００４８】
実施形態１では、液晶層３は、吸湿性を有する吸湿性材料を含有している。吸湿性材料とは、例えば、シリカゲル、酸化カルシウム、酸化チタンである。液晶層３が吸湿性材料を含有することにより、吸湿性材料を含まなければ液晶層３を透過してしまう水分を液晶層３中の吸湿性材料で吸収することができ、調光層１２が水分で劣化することを抑制することができる。したがって、調光素子１００の寿命を向上することができる。
【００４９】
また、実施形態１では、調光素子１００はさらに、電気絶縁性を有する絶縁層７を備える。絶縁層７は、第１電極１１と第２電極１３との間であって、かつ、調光層１２と液晶層３との間にある。調光素子１００が、絶縁層７を備えることにより、第１電極１１と第２電極１３との短絡を抑制することができる。したがって、調光素子１００の電気的信頼性を高めることができる。また、調光層１２と液晶層３とが絶縁層７により物理的に隔てられているので、調光層１２と液晶層３とが影響を及ぼしあうことを抑制することができる。
【００５０】
実施形態１では、絶縁層７は、第１基板１上で接着部５が囲む領域において、第１電極１１の調光層１２から露出した部分（延出部）を全体的に覆い、接着部５に接触している。液晶層３は、接着部５と絶縁層７（調光層１２）との間に介在されていない。つまり、第１電極１１の延伸部は、接着部５と絶縁層７とに覆われており、接着部５と絶縁層７から露出していない。これにより、液晶層３が第１電極１１（第１電極１１の延出部）の影響を受けにくくなる。この場合、調光積層体１０は、液晶層３、第１基板１、絶縁層７によって封止されている。絶縁層７は防湿性を有するとよい。これにより、絶縁層７を経由する水分の浸入を抑制することができる。
【００５１】
あるいは、絶縁層７が、第１基板１上で接着部５が囲む領域において、第１電極１１の延出部を部分的に覆っていてもよい。そして、絶縁層７が接着部５に接触していなくともよい。この場合、液晶層３は、接着部５と絶縁層７（調光層１２）との間に介在されている。これにより、絶縁層７が水分を透過しやすい材料で形成された場合であっても、液晶層３が調光層１２に加えて絶縁層７を封止するので、調光層１２への水分の到達を抑制することができる。絶縁層７は、電気絶縁性を有する材料で形成されていればよく、例えば、電気絶縁性を有する樹脂で形成することができる。
【００５２】
ここで、実施形態１の調光素子１００の製造方法の一例について説明する。なお、実施形態１の調光素子１００の製造方法はこの例に限られない。
【００５３】
まず、第１基板１及び第２基板２を準備する。第２基板２には、第３電極２１を形成する。第１基板１には、第１電極１１、調光層１２、第２電極１３をスパッタ、蒸着、塗布などの適宜の方法でこの順に形成し、調光積層体１０を形成する。
【００５４】
次に、絶縁層７をスパッタ、蒸着、塗布などの適宜の方法で形成する。また、絶縁層７の基礎となる膜を形成後、フォトリソグラフィーなどによりパターニングを行ってもよい。なお、第１基板１に第１電極１１を形成し、次に、絶縁層７を第１電極１１上に、調光層１２を第１電極１１及び第１基板１上に形成してもよい。そして、第２電極１３を、絶縁層７、調光層１２、第１基板１上に形成してもよい。
【００５５】
次に、接着部５の材料である樹脂を、調光積層体１０を囲む枠状に第１基板１に塗布し、樹脂で形成されたこの枠内に、液晶層３の材料を注ぐ。
【００５６】
次に、第３電極２１が調光積層体１０に対向するように第１基板１に第２基板２をかぶせ、樹脂を硬化させて接着部５を形成し第１基板１と第２基板２とを接着する。
【００５７】
なお、液晶層３が高分子分散型液晶層などで液晶層３の材料が高分子を形成する重合性化合物を含む場合、樹脂を硬化するとともに、重合性化合物を重合させて液晶層３の高分子を形成し液晶層３を形成してもよい。また、接着部５の材料である樹脂が液晶層３の材料と相溶性を有する場合には、まず第１基板１に調光積層体１０を囲む枠を形成し、枠内に液晶層３の材料を注入し、枠と第２基板２とを接着部材で接着することにより、第１基板１と第２基板２とを接着してもよい。この場合、接着部５は、第１基板１の厚み方向に重ねられた枠と接着部材とで構成される。また、枠を第２基板２において調光積層体１０を囲むことのできる形状に形成し、第２基板２上の枠に液晶層３の材料を注ぎ、この枠と第１基板１とを接着部材で接着することにより、第１基板１と第２基板２とを接着してもよい。また、第１基板１に形成された調光積層体１０に液晶層３の材料を塗布することにより、液晶層３を形成してもよい。この場合、液晶層３と第３電極２１とが接触するように第１基板１と第２基板２とを接着する。また、液晶層３が高分子分散型液晶層などで、接着部５がなくとも液晶層３が第１電極１１と第３電極２１との間から流れ出ない場合には、接着部５はなくともよい。
【００５８】
以上述べたように、実施形態１の調光素子１００では、液晶層３と第１基板１によって調光積層体１０（調光層１２）を封止している。そのため、調光層１２への水分の到達を抑制することができ、調光層１２が水分によって劣化しやすい場合であっても、調光層１２の劣化を抑制することができる。したがって、劣化しにくく長寿命で信頼性に優れた調光素子を得ることができる。
【００５９】
また、実施形態１の調光素子１００は、印加される電圧によって光学的状態が変化する液晶層３と、供給される電力（電圧又は電流）によって光学的状態（発光性、光散乱性、光反射性、又は光吸収性）が変化するように構成された調光層１２とを含む。これにより、調光素子１００から発射される光の状態及び／又は量を精細に制御できる。また、実施形態１の調光素子１００は、液晶層３を備える素子と調光層１２とを備える素子とを積層した装置と比較して、基板や電極を共有化できるため、部材点数を減らすことができる。そのため、光を吸収するおそれのある部材が少なくてすみ、透明性が高く、光学特性に優れた調光素子１００を得ることができる。
【００６０】
以上まとめると、実施形態１の調光素子１００では、供給される電力に応じて光学的状態が変化する液晶層３が調光積層体１０を封止している。そのため、光学特性に優れ長寿命な調光素子を得ることができる。
【００６１】
図２は、実施形態１の調光素子１００の第１変形例を示す断面図である。図２に示すように、第１変形例の調光素子１００は、吸湿性を有し第１基板１と第２基板２との間で液晶層３の外周に沿って配置される吸湿層９を備える。このように、調光素子１００は、液晶層３の外周に沿って配置される吸湿層９を備えるとよい。吸湿層９は、吸湿性を有する吸湿剤を含む。吸湿剤は、シリカゲル、酸化カルシウム、又は、酸化チタンであってよい。第１変形例では、吸湿層９は、液晶層３の外周に沿って調光層１２を囲む枠状に形成されている。しかしながら、吸湿層９は、枠状でなくともよくともよい。吸湿層９は、液晶層３の外周に沿って部分的に設けられていてもよい。第１変形例では、吸湿層９を液晶層３の外周に配置することにより、水分を吸湿層９で吸収することができ、調光層１２が水分で劣化することを更に抑制することができる。したがって、調光素子１００の寿命を向上することができる。なお、第１変形例では、吸湿層９は、液晶層３と接着部５との間に設けられている。第１変形例では、吸湿層９は第１電極１１と第３電極２１とに接触しているため、短絡を抑制するためにも、吸湿層９は、電気絶縁性を有したほうがよい。吸湿層９は、スペーサを含有していてもよい。
【００６２】
図２では、第１電極１１の延伸部は、接着部５と吸湿層９とを貫通して第１基板１の端部において露出している。そして、第１電極１１の延伸部は、調光層１２の端子として機能する。同様に、第２電極１３は延伸部を有し、この延伸部は、接着部５と吸湿層９とを貫通して、第１基板１の端部において露出している。この延伸部は、調光層１２の端子として機能するとともに、液晶層３に電圧を印加するための端子としても機能する。なお、第１変形例においても、絶縁層７が設けられている。絶縁層７は、吸湿層９に囲まれた領域において、第１電極１１の延伸部を全体的に覆っている。さらに、絶縁層７は、吸湿層９を貫通し接着部５に接触している。したがって、第１基板１の延伸部は、絶縁層７と接着部５に覆われており、絶縁層７と接着部５から露出していない。しかしながら、絶縁層７は、吸湿層９に囲まれた領域において第１電極１１の延伸部を部分的に覆っていてもよい。
【００６３】
図３は、実施形態１の調光素子１００の第２変形例を示す断面図である。図３に示すように、第２変形例の調光素子１００は、さらに、第２基板２の第３電極２１と反対側に形成された電極３１と、第２基板２に対向する第３基板６と、第３基板６の第２基板２に対向する面に形成された電極４１と、電極３１と電極４１との間にある調光層４とを備える。つまり、第２変形例では、調光素子１００は、更に、一対の電極３１、４１と、一対の電極３１、４１に挟まれた調光層４を第２基板２上に備える。第２変形例の調光素子は、第２基板２と第３基板６とを接着する接着部８を備えるが、備えなくともよい。接着部８は、接着部５と同じ材料で形成することができる。
【００６４】
第３基板６は、第２基板２の第１基板１と反対側にあり、第２基板２から間隔をおいて配置される。第３基板６は、可視光に対して透明性を有する。第３基板６は、第１基板１及び第２基板２と同様、ガラス又は樹脂で形成することができる。
【００６５】
電極３１と電極４１は、それぞれ、導電性を有し、可視光に対して透明性を有する。電極３１及び電極４１は、第１電極１１及び第２電極１３の材料として例示した材料で形成することができる。電極３１は、第２基板２の第３電極２１が形成された面と反対側の面（つまり、第３基板６に対向する面）全体に形成されていてもよい。また、電極４１は、第３基板６の第２基板２に対向する面全体に形成されていてもよい。
【００６６】
調光層４は、電極３１と電極４１とを用いて供給された電力に応じて、光学的状態が変化するように構成されている。調光層４の光学的状態が変化すると、調光層４に供給された電力に応じて、表面から出射される光の状態が変更する。調光層４は、ネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電性液晶などの液晶を含有する液晶層であってよい。調光層４は、高分子分散型液晶層であってもよい。つまり、調光層４は、供給される電力（電圧）に応じて、透明状態と光散乱状態との間で変化するように構成されていてもよい。あるいは、調光層４は、コレステリック液晶層であってもよい。つまり、調光層４は、供給される電力（電圧）に応じて、透明状態と、光散乱状態、光反射状態との間で変化するように構成されていてもよい。あるいは、調光層４は、光吸収層であってもよく、発光層であってもよい。以上まとめると、調光層４は、液晶層、光吸収層、発光層のいずれかであってよい。液晶層は、高分子分散型液晶層、あるいは、コレステリック液晶層であってよい。調光層４を設置することにより、調光素子１００を高機能化することができる。例えば、調光層４を発光性、調光層１２を光吸収性、液晶層３を光散乱性とすることにより３つの光学的状態を自由に制御可能となる。
【００６７】
変形例２の調光素子１００は、第２基板２と第３基板６とを接着する接着部８を備えていてもよい。接着部８は、調光層４を囲む枠状である。接着部８は、電極３１と電極４１との間に調光層４が介在されるように、第２基板２と第３基板６との距離を保つスペーサとしても機能する。接着部８は、接着部５と同様、接着性を有する樹脂、例えば、熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂で形成することができる。また、接着部８は、粒子などのスペーサ材料を含んでいてもよい。接着部８は、可視光に対し透明性を有するとよいが、そうでなくともよい。
【００６８】
図４は、実施形態１の調光素子１００の第３変形例を示す断面図である。図４に示すように、第３変形例の調光素子１００は、接着部５を備えない。そして、調光層１２（調光積層体１０）は、液晶層３と、絶縁層７と、第１基板１とに封止されている。絶縁層７は、第１電極１１の延出部、すなわち、第１電極１１の調光層１２から露出した部分を全体的に覆っている。つまり、第１電極１１の延出部は絶縁層７から露出していない。換言すれば、第１電極１１は、調光層１２と絶縁層７とに覆われており、調光層１２と絶縁層７から露出していない。第３実施例の調光素子１００は、接着部５を備えないため、接着部５での光吸収、反射等が抑制され、より光学特性に優れた調光素子１００を得ることができる。また、非調光部の面積が小さくなるため、デザイン性が向上する。
【００６９】
図５は、実施形態２の調光素子１００を示す断面図である。図５に示すように、実施形態２の調光素子１００は、実施形態１の調光素子１００と同様、第１基板１と、第１基板１上の調光積層体１０（以下、第１調光積層体とも言う）と、第１基板１に対向する第２基板２と、を備える。調光積層体１０は、第１基板１上の第１電極１１と、第１電極１１に対向する第２電極１３と、第１電極１１と第２電極１３との間にある調光層（以下、第１調光層とも言う）１２とを備える。実施形態２の調光素子１００は、第２基板２に形成され第２電極１３に対向する第３電極２１と、第２電極１３と第３電極２１の間にあり、調光積層体１０を封止する液晶層３とを備える。
【００７０】
実施形態２の調光素子１００は、さらに、第３電極２１と第２基板２との間に調光層（以下、第２調光層とも言う）２２と第４電極２３とを備える点で実施形態１の調光素子１００と異なる。以下、実施形態２の調光素子１００について、より詳細に説明する。なお、実施形態１と同じ構成要件については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７１】
実施形態２の調光素子１００は、第３電極２１と第２基板２との間に第４電極２３と、第２調光層２２とを備える。第２調光層２２は、第３電極２１と第４電極２３との間に配置される。実施形態２の調光素子１００において、第３電極２１、第２調光層２２、第４電極２３は、調光積層体（以下、第２調光積層体とも言う）２０を構成している。第２調光積層体２０は、第３電極２１、第２調光層２２、第４電極２３の積層体である。第４電極２３、第２調光層２２、第３電極２１は、第２基板２からこの順に第２基板２の厚み方向（第１基板１の厚み方向と同じ方向；図５の上下方向）に沿って並んでいる。第２調光積層体２０は、第２基板２に形成され、第１基板１と第２基板２との間にある。第１調光積層体１０は、液晶層３と第１基板１によって封止され、第２調光積層体２０は、液晶層３と第２基板２によって封止される。
【００７２】
第４電極２３は、導電性を有する。また、第４電極２３は、可視光に対して透明性を有する。第４電極２３は、透明金属酸化物（例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯ）又は導電性粒子を含有する樹脂で形成することができる。第４電極２３は、銀で形成された薄膜であってもよく、透明金属酸化物と金属との積層体であってよい。図５に示すように、第４電極２３と第３電極２１とは互いに接触せず、第２調光層２２により隔てられている。
【００７３】
第４電極２３は、第２調光積層体２０から第２基板２の端部に向けて伸びた延出部を有する。第４電極２３の延出部は、接着部５を貫通し、第２基板２の端部において露出している。第４電極２３の延出部は、第４電極２３のうち、第２調光層２２に重なっていない（第２調光層２２に覆われていない）部分である。第４電極２３の延出部は、第２調光層２２に電圧を印加するための端子として機能する。なお、実施形態２の第３電極２１は、実施形態１の第３電極２１と異なり、第２基板２の一面全体には形成されていない。第３電極２１は、第４電極２３と同様、第２調光積層体２０から第２基板２の端部に向けて伸びた延出部を有する。第３電極２１の延出部は、第３電極２１のうち、第２調光層２２に覆われていない部分である。第３電極２１の延出部は、外部電源から第２調光層２２へ電圧を印加するための端子として機能する。第３電極２１の延出部は、外部電源から液晶層３へ電圧を印加するための端子としても機能する。
【００７４】
第２調光層２２は、第３電極２１と第４電極２３との間にある。第２調光層２２は、第３電極２１と第４電極２３とを用いて第２調光層２２に供給される電力に応じて、第２調光層２２の光学的状態が変化するように構成される。そして、供給される電力に応じて第２調光層２２の光学的状態が変化すれば、第２調光層２２の表面から出射される光の状態が調節される。あるいは、供給される電力に応じて第２調光層２２の光学的状態が変化すれば、第２調光層２２の表面から出射される光の量が調節される。
【００７５】
第２調光層２２は、例えば、供給される電力に応じて光学的状態が変化するように構成されているとよい。供給される電力に応じて光学的状態が変化する第２調光層２２が光を受ける場合、供給される電力に応じて第２調光層２２の表面から出射される光の状態及び／又は量が調節される。例えば、第２調光層２２（調光素子１００）が第１基板１から第２基板２に向かう方向に進む光を受ける場合、第２調光層２２を透過し第２調光層２２の第２基板２に対向する面２２ｂから出射される光の状態及び／又は量が調節される。また、第２調光層２２（調光素子１００）が第２基板２から第１基板１に向かう方向に進む光を受ける場合、第２調光層２２を透過し第２調光層２２の第１基板１に対向する面２２ａから出射される光の状態及び／又は量が調節される。なお、第２調光層２２は、第１基板１から第２基板２に向かう方向に進む光と第２基板２から第１基板１に向かう方向に進む光の両方を受けることもできる。
【００７６】
第２調光層２２は、例えば、液晶を含み、印加される電圧に応じて調光層１２の液晶の配向性（配向状態）が変わるように構成された液晶層（以下、第３液晶層とも言う）であってもよい。第３液晶層は、ネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電性液晶などで形成することができる。第３液晶層は、透明状態と光散乱状態との間で変化するように構成されるとよい。つまり、液晶層３が高分子分散型液晶を含有するとよい。あるいは、第３液晶層は、透明状態と、光散乱状態、光反射状態との間で変化するように構成されているとよい。つまり、液晶層３がコレステリック液晶を含有するとよい。
【００７７】
第２調光層２２は、供給される電力（電流）に応じて光吸収性が変化するように構成されていてもよい。つまり、第２調光層２２は光吸収層であってもよい。あるいは、第２調光層２２は、供給される電力（電流）に応じて光を出射するように構成されていてもよい。つまり、第２調光層２２は、発光層であってもよい。
【００７８】
以上まとめると、第２調光層２２は、第３液晶層、光吸収層、発光層のいずれかであってよい。第３液晶層は、高分子分散型液晶層、あるいは、コレステリック液晶層であってよい。
【００７９】
なお、実施形態２において、第１基板１、第２基板２、第１電極１１、第２電極１３、第３電極２１に加え、第４電極２３は、可視光に対して透明性を有する。そのため、第１調光層１２、液晶層３、第２調光層２２が透明状態である場合、調光素子１００は、光を透過する。
【００８０】
また、実施形態１の第２変形例のように、実施形態２の第２基板２の第３電極２１と反対側にも、一対の電極と一対の電極に挟まれた調光層とが形成されていてもよい。
【００８１】
以上をまとめると、実施形態２の調光素子１００は、以下の第６〜第１０例の調光素子を含む。
【００８２】
第６例の調光素子１００は、光散乱状態になりうる層と、発光層と、光反射状態になりうる層とを備える。例えば、液晶層３は、光散乱状態になりうる層、つまり、高分子分散型液晶層あるいはコレステリック液晶層である。そして、第１調光層１２及び第２調光層２２の一方が発光層であり、他方が光反射状態になりうる層、つまり、コレステリック液晶層である。液晶層３と第１調光層１２及び第２調光層２２の他方との両方が、ともにコレステリック液晶層であってもよいが、液晶層３は高分子分散型液晶層である方がよい。換言すれば、第６例の調光素子１００は、高分子分散型液晶層と、発光層と、コレステリック液晶層とを備えるとよい。これにより、第６例の調光素子１００は、発光層（第１調光層１２と第２調光層２２の一方）が放射した光を液晶層３で分散させて、第１調光層１２又は第２調光層２２の他方で反射することができ、効率よく発光層の光を取り出すことができる。
【００８３】
第７例の調光素子１００は、発光層と、光反射状態になりうる層と、光吸収層とを備える。例えば、液晶層３は、光反射状態になりうる層、つまり、コレステリック液晶層である。そして、第１調光層１２及び第２調光層２２の一方が発光層であり、他方が光吸収層である。つまり、第７例の調光素子１００は、発光層と、コレステリック液晶層と、光吸収層とを備える。
【００８４】
第８例の調光素子１００は、光散乱状態になりうる層と、発光層と、光吸収層とを備える。例えば、液晶層３は、光散乱状態になりうる層、つまり、高分子分散型液晶層あるいはコレステリック液晶層である。そして、第１調光層１２及び第２調光層２２の一方が発光層であり、他方が光吸収層である。つまり、第８例の調光素子１００は、高分子分散型液晶層と、発光層と、光吸収層とを備える。あるいは、第８例の調光素子１００は、コレステリック液晶層と、発光層と、光吸収層とを備える。
【００８５】
第９例の調光素子１００は、光散乱状態になりうる層と、光反射状態になりうる層と、光吸収層とを備える。例えば、液晶層３、第１調光層１２、第２調光層２２の一つが、高分子分散型液晶層であり、別の一つが光吸収層であり、残りの一つがコレステリック液晶層である。
【００８６】
第１０例の調光素子１００は、光散乱状態になりうる層と、発光層と、光反射状態になりうる層と、光吸収層とを備える。第１０例の調光素子１００では、実施形態１の第２変形例と同様、第２基板２の第３電極２１と反対側の面に一対の電極と一対の電極の間に調光層が形成されている。例えば、第８例の調光素子１００の第２基板２の第３電極２１と反対側の面に調光層が形成され、この調光層が光反射状態になりうるコレステリック層である。つまり、第１０例の調光素子１００は、高分子分散型液晶層と、発光層と、コレステリック層と、光吸収層とを備える。
【００８７】
第６例〜第８例、第１０例の調光素子１００は、発光層を含むので、第１及び第２例と同じように、能動型の調光素子に分類される。一方、第９例の調光素子１００は、発光層を含まないので、第３例〜第５例と同じように、受動型の調光素子に分類される。
【００８８】
液晶層３は、第１基板１の厚み方向に直交する平面において、第１調光層１２よりも大きく、第１調光層１２を覆っているとよい。さらに、実施形態２において、液晶層３は、厚み方向に直交する平面において、第２調光層２２よりも大きく、第２調光層２２を覆っているとよい。そして、液晶層３は、吸湿性を有する吸湿材料を含有することがよう。また、実施形態２において、実施形態１の第１変形例と同様、調光素子１００が、液晶層３が吸湿性を有し第１基板１と第２基板２との間で液晶層３の外周に沿って配置される吸湿層９を備えることがよい。
【００８９】
実施形態２の調光素子１００は、第１基板１と第２基板２とを接着する接着部５を備えている。実施形態２では、接着部５は、第１調光積層体１０を囲むだけでなく、第２調光積層体２０を囲んでいる。しかしながら、実施形態２の調光素子１００は、接着部５を備えなくともよい。
【００９０】
実施形態２の調光素子１００は、実施形態１の調光素子１００と同様に、第１電極１１と第２電極１３との間であって、かつ、第１調光層１２と液晶層３との間にある絶縁層７（以下、第１絶縁層ともいう）を備える。実施形態２では、調光素子１００は、さらに、電気絶縁性を有する絶縁層１７（以下、第２絶縁層ともいう）を備える。第２絶縁層１７は、第３電極２１と第４電極２３との間であって、かつ、第２調光層２２と液晶層３との間にある。
【００９１】
調光素子１００が、第２絶縁層１７を備えることにより、第３電極２１と第４電極２３との短絡を抑制することができる。したがって、調光素子１００の電気的信頼性を高めることができる。また、第２調光層２２と液晶層３とが第２絶縁層１７により物理的に隔てられているので、第２調光層２２及び液晶層３が接触して影響を及ぼしあうことを抑制することができる。
【００９２】
実施形態２では、第２絶縁層１７が、接着部５に囲まれた領域において、第４電極２３の第２調光層２２から露出した部分（延出部）を全体的に覆っている。そして、第２絶縁層１７が接着部５に接触している。つまり、接着部５に囲まれた領域において、第２絶縁層１７は、第４電極２３の延出部から露出していない。これにより、液晶層３が第４電極２３（第４電極２３の延出部）の影響を受けにくくすることができる。このとき、液晶層３は、第２調光積層体２０を第２基板２と第２絶縁層１７とで封止していると言える。この場合、接着部５及び第２絶縁層１７を経由した水分の浸入を抑制するため、第２絶縁層７は防湿性を有するとよい。また、第２絶縁層１７は、接着部５に囲まれた領域において、第４電極２３の延出部を部分的に覆っていてもよい。そして、第２絶縁層１７は、接着部５に接触していなくともよい。この場合、液晶層３は、接着部５と第２絶縁層１７（第２調光層２２）との間に介在される。そのため、第２絶縁層１７が水分を透過しやすい材料で形成された場合であっても、液晶層３が第２調光層２２に加えて第２絶縁層１７を封止するので、第２調光層２２への水分の到達を抑制することができる。第２絶縁層１７は、電気絶縁性を有する材料で形成されていればよく、例えば、電気絶縁性を有する樹脂で形成することができる。
【００９３】
以上述べたように、実施形態２の調光素子１００では、液晶層３と第１基板１によって第１調光積層体１０（第１調光層１２）を封止し、且つ、液晶層３と第２基板２によって第２調光積層体２０（第２調光層２２）を封止している。そのため、液晶層３により複数の調光層（第１調光層１２及び第２調光層２２）への水分の到達を抑制することができる。したがって、第１調光層１２及び第２調光層２２が水分によって劣化しやすい場合であっても、第１調光層１２及び第２調光層２２の劣化を抑制することができ、劣化しにくく長寿命で信頼性に優れた調光素子を得ることができる。また、実施形態２の調光素子１００は、印加される電圧によって光学的状態が変化する液晶層３と、供給される電力（電圧又は電流）によって光学的状態（発光性、光散乱性、光反射性、又は光吸収性）が変化する複数の調光層（第１調光層１２及び第２調光層２２）を含む。これにより、調光素子１００から発射される光の状態及び／又は量をより精細に制御できる。また、実施形態２の調光素子１００は、液晶層３を備える素子と、調光層を備える素子とを積層した装置と比較して、基板や電極を共有化できるため、部材点数を減らすことができる。そのため、光を吸収するおそれのある部材が少ないため透明性が高く、光学特性に優れた調光素子１００を得ることができる。以上まとめると、実施形態２の調光素子１００では、印加される電圧に応じて光学的状態が変化する液晶層３が、複数の調光積層体（第１調光積層体１０及び第２調光積層体）を封止している。そのため、調光層１２の劣化を抑制することができるとともに、部材点数が少なく透明性の高い調光素子を得ることができる。つまり、光学特性に優れ長寿命な調光素子を得ることができる。
【００９４】
ここで、実施形態２の調光素子１００の製造方法の一例について説明する。なお、実施形態２の調光素子１００の製造方法はこの例に限られない。
【００９５】
まず、第１基板１及び第２基板２を準備する。第１基板１には、第１電極１１、調光層１２、第２電極１３をスパッタ、蒸着、塗布などの適宜の方法でこの順に形成し、第１調光積層体１０を形成する。第２基板２には、第４電極２３、第２調光層２２、第３電極２１をスパッタ、蒸着、塗布などの適宜の方法でこの順に形成し、第２調光積層体２０を形成する。
【００９６】
次に、第１電極１１上に第１絶縁層７を、第４電極２３上に第２絶縁層１７を形成する。絶縁層（第１絶縁層７及び第２絶縁層１７）は、スパッタ、蒸着、塗布などの適宜の方法で形成してもよく、絶縁層の基礎となる膜を形成後、フォトリソグラフィーなどによりパターニングすることにより形成してもよい。なお、第１基板１に第１電極１１を形成し、次に、第１絶縁層７を第１電極１１上に、第１調光層１２を第１電極１１及び第１基板１上に形成してもよい。そして、第２電極１３を、第１絶縁層７、第１調光層１２、第１基板１上に形成してもよい。また、第２基板２に第４電極２３を形成し、次に、第２絶縁層１７及び第２調光層２２を形成してもよい。そして、第３電極２１を、第２絶縁層１７、第２調光層２２、第２基板２上に形成してもよい。
【００９７】
その後は、第１基板１あるいは第２基板２に接着部５の材料である樹脂を枠状に塗布し、液晶層３をこの樹脂の枠に注げばよい。そして、第２電極１３と第３電極２１とが対向し、且つ、液晶層３によって隔てられるように第１基板１と第２基板２とを組み合わせ、樹脂を硬化して接着部５を形成し第１基板１と第２基板２とを接着する。このようにして、実施形態２の調光素子１００を形成することができる。
【００９８】
図６は、調光素子１００を備えた建材の一例を示す斜視図である。図６は、調光素子１００を備えた建材として、窓を示している。建材は、調光素子１００と調光素子１００を固定する枠６０とを備えている。
【００９９】
図６に示す例では、枠６０は、調光素子１００に電力を供給するための給電部６１、調光素子１００を安定して駆動させるための蓄電部６２、換気口６４を有している。但し、枠６０は、給電部６１、蓄電部６２、換気口６４を有さなくともよい。また、調光素子１００を備えた窓を、自動車、電車、機関車、列車や、飛行機、船に用いることもできる。また、建材としては、壁材、パーティション、サイネージなどに利用することもできる。
【０１００】
以上まとめると、本願発明の一形態では、調光素子１００は、以下の第１の特徴を備える。第１の特徴によれば、調光素子１００は、第１基板１と、調光積層体１０と、第１基板１に対向する第２基板２を備える。調光積層体１０は、第１基板１の厚み方向に並ぶ、第１基板１上の第１電極１１と、第１電極１１に対向する第２電極１３と、第１電極１１と第２電極１３との間にある調光層１２とを備える。調光層１２は、第１電極１１と第２電極１３とを用いて供給される電力に応じて光学的状態が変化するように構成される。調光素子１００は、さらに、第２基板２に形成され第２電極１３に対向する第３電極２１と、第２電極１３と第３電極２１との間にある液晶層３とを備える。液晶層３と第１基板１によって調光積層体１０が封止される。
【０１０１】
また、調光素子１００は、第１の特徴に加え、以下の第２〜第６の特徴を任意に備える。
【０１０２】
第２の特徴によれば、第１の特徴を備える調光素子１００において、液晶層３は、前記厚み方向に直交する平面において調光層１２よりも大きく、調光層１２を覆う。
【０１０３】
第３の特徴によれば、第１又は第２の特徴を備える調光素子１００において、液晶層３は、透明状態と光散乱状態との間で変化するように構成されている。
【０１０４】
第４の特徴によれば、第１又は第２の特徴を備える調光素子１００において、液晶層３は、透明状態と光反射状態との間で変化するように構成されている。
【０１０５】
第５の特徴によれば、第１〜第４の特徴のいずれか一つを備える調光素子１００が、さらに、吸湿性を有し第１基板１と第２基板２との間で液晶層３の外周に沿って配置される吸湿層９を備える。
【０１０６】
第６の特徴によれば、第１〜第５の特徴のいずれか一つを備える調光素子１００において、液晶層３が吸湿性を有する吸湿性材料を含有する。
【０１０７】
また、本願発明の一形態では、建材は、第１〜第６の特徴のうちいずれか一つを備える調光素子１００を備える。
【０１０８】
以上、調光素子及びそれを備える建材等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示の調光素子等は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施の形態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や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態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開示に含まれる。
【符号の説明】
【０１０９】
１    第１基板
２    第２基板
３    液晶層
５    接着部
７    絶縁層
９    吸湿層
１０  調光積層体
１１  第１電極
１２  調光層（第１調光層）
１３  第２電極
【図１】
2016013154.tif 000003
【図２】
2016013154.tif 000004
【図３】
2016013154.tif 000005
【図４】
2016013154.tif 000006
【図５】
2016013154.tif 000007
【図６】
2016013154.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月2日(2015.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板の厚み方向に並ぶ、前記第１基板上の第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間にあり、前記第１電極と前記第２電極とを用いて供給される電力に応じて光学的状態が変化するように構成される調光層と、を備える調光積層体と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第２基板に形成され、前記第２電極に対向する第３電極と、
前記第２電極と前記第３電極との間にある液晶層と、を備え、
前記液晶層は、前記調光積層体の上面及び側面を覆っている、調光素子。
【請求項２】
前記液晶層は、前記厚み方向に直交する平面において前記調光層よりも大きく前記調光層を覆う、請求項１に記載の調光素子。
【請求項３】
前記液晶層が、透明状態と光散乱状態との間で変化するように構成されている、請求項１又は２に記載の調光素子。
【請求項４】
前記液晶層が、透明状態と光反射状態との間で変化するように構成されている、請求項１又は２に記載の調光素子。
【請求項５】
吸湿性を有し前記第１基板と前記第２基板との間で前記液晶層の外周に沿って配置される吸湿層を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の調光素子。
【請求項６】
前記液晶層が吸湿性を有する吸湿性材料を含有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の調光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の調光素子を備える建材。
【国際調査報告】
2016013154.tif 000009
2016013154.tif 000010
2016013154.tif 000011
2016013154.tif 000012