JP2024050792A - 調光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】局所的に液晶が多く存在する現象である液晶だまりの発生を抑制することが可能な、調光装置を提供する。【解決手段】調光装置１０は、第１透明基板１１と、第２透明基板１２と、第１透明基板１１と第２透明基板１２との間に配置された調光セル２０と、第２透明基板１２と調光セル２０との間に配置された中間膜１４と、を備えている。第１透明基板１１と調光セル２０との間に、空隙層Ｇ又は流動性樹脂層Ｌが設けられている。【選択図】図２

Description

本開示は、調光装置に関する。

従来、窓等の透光部材と組み合わせて用いられ、外来光の透過を制御する電子ブラインド等に利用可能な調光部材や、このような調光部材を用いた調光装置等が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このような調光部材の１つに、液晶層を備える液晶フィルムが知られている。この液晶フィルムは、透明電極を含む透明な樹脂製の基材により液晶材料を挟持し、これをさらに直線偏光板により挟持する等して作成される。そして、液晶フィルムは、透明電極間に印加する電界を変化させることにより液晶の配向を変化させ、外来光の透過量を制御することができる。

特許第６１３５８１６号公報 特開２０１７－１８７８１０号公報

このような液晶フィルムを自動車のルーフウィンドウ、サイドウィンドウ等に利用可能な調光部材とする場合には、液晶フィルムを、中間膜を介して一対のガラスで挟み、合わせガラスとすることが好適である。しかしながら、液晶フィルムを挟み込んだ合わせガラスでは、各部材を一体に圧着する際にその表面にかかる圧力が均一でない場合や、使用するガラスや中間膜の形状が上下で一致しない場合、中間膜や液晶フィルムにシワが生じた場合等、液晶の不均一な分布により、局所的に液晶が多く存在する現象である液晶だまりが生じやすく、調光機能を有する合わせガラスとしての品質や外観が低下するという問題がある。

本実施の形態は、局所的に液晶が多く存在する現象である液晶だまりの発生を抑制することが可能な、調光装置を提供する。

本実施の形態による調光装置は、第１透明基板と、第２透明基板と、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に配置された調光セルと、前記第２透明基板と前記調光セルとの間に配置された中間膜と、を備え、前記第１透明基板と前記調光セルとの間に、空隙層又は流動性樹脂層が設けられている。

本実施の形態による調光装置において、前記第１透明基板と前記調光セルとは、前記空隙層又は前記流動性樹脂層を介して直接対向していても良い。

本実施の形態による調光装置において、前記第１透明基板又は前記調光セルの、前記空隙層又は前記流動性樹脂層に面する面上に、反射防止層が設けられていても良い。

本実施の形態による調光装置において、前記第１透明基板のうち、前記調光セルと重なる領域が、他の領域よりも薄肉化されていても良い。

本実施の形態による調光装置において、前記第１透明基板のうち、前記空隙層又は前記流動性樹脂層の反対側に、第３透明基板が配置され、前記第１透明基板と前記第３透明基板との間に、追加の中間膜が設けられていても良い。

本実施の形態による調光装置において、前記空隙層又は前記流動性樹脂層の厚みが、１００μｍ以上３００μｍ以下であっても良い。

本実施の形態による調光装置において、前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に、平面視において前記調光セルの周囲を取り囲むように形成された額縁形状の中間膜が配置され、前記額縁形状の中間膜は、前記空隙層又は前記流動性樹脂層に連通する溝を有しても良い。

本実施の形態による調光装置において、前記第１透明基板は、前記空隙層又は前記流動性樹脂層に連通する溝を有しても良い。

本開示の実施の形態によれば、局所的に液晶が多く存在する現象である液晶だまりの発生を抑制することができる。

図１は、一実施の形態による調光装置を示す斜視図である。 図２は、一実施の形態による調光装置を示す断面図である。 図３は、一実施の形態による調光装置を示す分解斜視図である。 図４（ａ）－（ｄ）は、一実施の形態による調光セルの製造方法を示す断面図である。 図５（ａ）－（ｃ）は、一実施の形態による調光セルの製造方法を示す断面図である。 図６（ａ）－（ｃ）は、一実施の形態による調光装置の製造方法を示す断面図である。 図７（ａ）－（ｃ）は、調光装置の作製後、調光セルの液晶だまりが解消する際の作用を示す断面図である。 図８は、第１の変形例による調光装置を示す断面図である。 図９は、第２の変形例による調光装置を示す断面図である。 図１０（ａ）（ｂ）は、第３の変形例による調光装置を示す断面図である。 図１１は、第４の変形例による調光装置を示す断面図である。 図１２は、第５の変形例による調光装置を示す断面図である。 図１３は、第５の変形例による調光装置を示す分解斜視図である。 図１４は、第６の変形例による調光装置を示す断面図である。 図１５は、第６の変形例による調光装置を示す分解斜視図である。 図１６は、第７の変形例による調光装置を示す断面図である。 図１７は、第７の変形例による調光装置を示す分解斜視図である。

以下、図１乃至図７を参照して一実施の形態について説明する。

以下に説明する調光装置１０は、光の透過率の調整が求められる様々な技術分野に応用可能であり、適用範囲は特に限定されない。調光装置１０は、例えば、建築物の窓ガラスや、ショーケース、屋内の透明パーテーション、車両のウインドウ等の調光を図る部位（外光が入射する部位、例えば、フロントや、サイド、リア、ルーフ等のウインドウ）に配置され、建築物や車両等の内側への入射光の光量を制御することができる。

なお以下に説明する調光装置１０は、一実施の形態を例示しているに過ぎない。したがって例えば、調光装置１０の構成要素として以下に挙げられている要素の一部が、他の要素に置換されてもよいし、含まれていなくてもよい。また以下に挙げられていない要素が、調光装置１０の構成要素として含まれていてもよい。また図面中には、図示と理解のしやすさの便宜上、縮尺及び寸法比等を、実物のそれらから適宜変更又は誇張されている部分がある。

（調光装置）
図１は、本実施の形態による調光装置（合わせガラス）１０を示す図である。本実施の形態による調光装置１０は、その表面形状が曲面形状を有する３次元形状により構成されており、図１では、一例として、調光装置１０が一方の面側に凸となる形状を有している。なお、調光装置１０は、これに限らず、例えば、表面形状が平面状（すなわち、平板状）としてもよいし、その表面形状が曲面形状を有する２次元形状（例えば、円筒の一部を構成する形状）等としてもよい。ここで、３次元形状とは、単純な円筒面ではなく、平面を伸縮なしに変形させるだけでは構成できない曲面であり、単一の軸を中心として２次元的に曲がった２次元形状（２次元曲面）、或いは、互いに平行な複数の軸を中心として異なる曲率で２次元的に曲がった２次元形状（２次元曲面）とは区別されるものである。すなわち、３次元形状とは、互いに対して傾斜した複数の軸の各々を中心として、部分的に又は全体的に曲がっている面による形状である。また本明細書中、平面視とは、調光装置１０の主たる面に対して垂直な方向から見た状態をいう。

図１に示すように、本実施の形態による調光装置１０は、第１ガラス板１１と、調光セル２０と、中間膜１４と、第２ガラス板１２とを備えている。第１ガラス板１１と、調光セル２０と、中間膜１４と、第２ガラス板１２とは、この順番で積層配置されている。また、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に空隙層Ｇが設けられている。

図２は、本実施の形態による調光装置１０の層構成を示す断面図であり、図３は、本実施の形態による調光装置１０の層構成を示す分解斜視図である。なお、本実施の形態の調光装置１０は、３次元形状の表面形状を有しているが、図２及び図３では、理解を容易にするために、調光装置１０の表面形状が平面状である場合の図を示している。

図２に示すように、調光装置１０は、第１ガラス板１１と、第２ガラス板１２と、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に配置された調光セル２０とを備えている。調光セル２０は、第１基材２４と第１透明電極２５と第１配向層２６とを含む第１積層体２１と、第２基材２７と第２透明電極２８と第２配向層２９とを含む第２積層体２２と、第１積層体２１と第２積層体２２との間に配置された液晶層２３とを備えている。

第１ガラス板（第１透明基板）１１及び第２ガラス板（第２透明基板）１２は、それぞれ、調光装置１０の表裏面に配置され、高い透光性を有する板ガラスである。第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２は、その表面形状が曲面形状を有する３次元形状であり、一方の面側に凸となる曲面形状を有する形状に予め形成されている（図１参照）。この場合、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２は、第２ガラス板１２側に対して第１ガラス板１１側が凸状になるように形成されているが、これに限らず、第１ガラス板１１側に対して第２ガラス板１２側が凸状になるように形成されていても良い。また、本実施の形態では、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２は、厚さが０．５ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、一例として、いずれも厚さ２ｍｍの板ガラスを用いている。第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２は、無機ガラスでも良く、樹脂ガラスでも良い。樹脂ガラスとしては、例えば、ポリカーボネート、アクリル等を用いることができる。第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２として無機ガラスを用いた場合、耐熱性、耐傷性に優れた調光装置１０とすることができる。他方、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２として樹脂ガラスを用いた場合、調光装置１０を軽量化することができる。さらに、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２には、必要に応じて、ハードコート等の表面処理がなされても良い。

中間膜（第１中間膜）１４は、第２ガラス板１２と調光セル２０とを接合させる部材である。本実施の形態では、中間膜１４は、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）樹脂製のシートを用いている。なお、中間膜１４の素材としては、上記ＰＶＢに限らす、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等を用いてもよい。また、中間膜１４の厚さに関しても、その材料等に応じて適宜選択してよい。具体的には、中間膜１４の厚さは、３００μｍ以上２．５ｍｍ以下としても良く、一例として厚さ７６０μｍのものが用いられる。

また、図２及び図３に示すように、中間膜１４には、額縁中間膜（第２中間膜）１６が接続されている。この額縁中間膜１６は、平面視で額縁形状の中間膜であり、より具体的には平面ロ字形状（中央がくり抜かれた四角形形状）を有する中間膜である。また額縁中間膜１６は、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に配置されており、第１ガラス板１１と中間膜１４とを互いに接合している。額縁中間膜１６は、中間膜１４と同一の材料から構成されても良い。額縁中間膜１６を設けることにより、調光装置１０の側面からの水分等の侵入を抑止し、調光装置１０の遮水性をより高めることができる。

額縁中間膜１６は、（平面視で）中間膜１４が調光セル２０よりも大きい場合に、断面視において、調光セル２０の厚み部分に形成される中間膜である。この額縁中間膜１６は、平面視において調光セル２０の周囲を取り囲むように形成され、中間膜１４の形状から調光セル２０の形状をくり抜いた額縁状の中間膜である。この場合、第１ガラス板１１と中間膜１４との間であって、調光セル２０の周囲に相当する部分に、額縁中間膜１６が形成されている。また第１ガラス板１１と中間膜１４との間であって、空隙層Ｇの周囲に相当する部分にも、額縁中間膜１６が形成されている。なお、額縁中間膜１６の幅Ｗ１（図３参照）は、０ｍｍ以上、ガラス幅の１／４以下程度とすることが好ましい。

調光セル２０（調光フィルム、液晶フィルム）は、印加電圧を変化させることにより透過光の光量を制御することができるフィルムである。調光セル２０は、第１ガラス板１１と第２ガラス板１２との間に挟持されるように配置されている。この調光セル２０は、二色性色素を使用したゲストホスト型の液晶層を有しており、液晶に印加する電界により透過光量を変化させる部材である。調光セル２０は、フィルム状の第１積層体２１と、フィルム状の第２積層体２２と、第１積層体２１と第２積層体２２との間に配置された液晶層２３とを備えている。

図２に示すように、第１積層体２１は、第１基材２４と、第１透明電極２５と、第１配向層２６とを積層して形成される。すなわち、第１ガラス板１１側から、第１基材２４と、第１透明電極２５と、第１配向層２６とがこの順番で積層配置されている。また第２積層体２２は、第２基材２７と、第２透明電極２８と、第２配向層２９とを積層して形成される。すなわち、中間膜１４側から、第２基材２７と、第２透明電極２８と、第２配向層２９とがこの順番で積層配置されている。

さらに、第１積層体２１と第２積層体２２との間には、複数のビーズスペーサー３１が配置されている。液晶層２３は、第１積層体２１及び第２積層体２２の間において、複数のビーズスペーサー３１の間に充填配置されている。複数のビーズスペーサー３１は、それぞれ不規則的又は規則的に配置されていても良い。

調光セル２０は、この第１積層体２１及び第２積層体２２に設けられた第１透明電極２５及び第２透明電極２８の駆動により、液晶層２３に設けられたゲストホスト液晶組成物による液晶材料の配向を変化させ、これにより透過光の光量を変化させるものである。

第１基材２４及び第２基材２７は、透明な樹脂製であって、可撓性を有するフィルムを適用することができる。第１基材２４及び第２基材２７としては、光学異方性が小さく、また、可視域の波長（３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下）における透過率が８０％以上である透明樹脂フィルムを適用することが望ましい。透明樹脂フィルムの材料としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のアセチルセルロース系樹脂、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）等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ＥＶＡ等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリサルホン（ＰＥＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン、ポリエーテル（ＰＥ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、（メタ）アクロニトリル、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂を挙げることができる。透明樹脂フィルムの材料としては、特に、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂が好ましい。また、第１基材２４及び第２基材２７として用いられる透明樹脂フィルムの厚みは、その材料にもよるが、その透明樹脂フィルムが可撓性を有する範囲内で適宜選択することができる。第１基材２４及び第２基材２７の厚みは、それぞれ５０μｍ以上２００μｍ以下としても良い。本実施の形態では、第１基材２４及び第２基材２７の一例として、厚み１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムが適用される。

第１透明電極２５及び第２透明電極２８は、それぞれ第１基材２４及び第２基材２７（透明樹脂フィルム）に積層される透明導電膜から構成されている。透明導電膜としては、この種の透明樹脂フィルムに適用される各種の透明電極材料を適用することができ、酸化物系の全光透過率が５０％以上の透明な金属薄膜を挙げることができる。例えば、酸化錫系、酸化インジウム系、酸化亜鉛系が挙げられる。

酸化錫（ＳｎＯ_２）系としてはネサ（酸化錫ＳｎＯ_２）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide：アンチモンドープ酸化錫）、フッ素ドープ酸化錫が挙げられる。酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）系としては、酸化インジウム、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）が挙げられる。酸化亜鉛（ＺｎＯ）系としては、酸化亜鉛、ＡＺＯ（アルミドープ酸化亜鉛）、ガリウムドープ酸化亜鉛が挙げられる。本実施の形態では、第１透明電極２５及び第２透明電極２８を構成する透明導電膜は、ＩＴＯにより形成されている。

ビーズスペーサー３１は、液晶層２３における外周部を除く部分の厚み（セルギャップ）を規定する部材である。本実施の形態では、ビーズスペーサー３１として、球形状のビーズスペーサーを用いている。ビーズスペーサー３１の直径は、１μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは３μｍ以上１５μｍ以下の範囲としても良い。ビーズスペーサー３１は、シリカ等による無機材料による構成、有機材料による構成、これらを組み合わせたコアシェル構造の構成等を広く適用することができる。また、このビーズスペーサーは、球形状による構成の他、円柱形状、楕円柱形状、多角柱形状等のロッド形状により構成してもよい。またビーズスペーサー３１は、透明部材により製造されるが、必要に応じて着色した材料を適用して色味を調整するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、ビーズスペーサー３１は、第２積層体２２に設けられるが、これに限定されるものでなく、第１積層体２１及び第２積層体２２の両方、又は、第１積層体２１にのみ設けられるようにしてもよい。また、ビーズスペーサー３１は必ずしも設けられていなくてもよい。または、ビーズスペーサー３１に代えて、あるいはビーズスペーサー３１とともに、柱状のスペーサーを用いても良い。

第１配向層２６及び第２配向層２９は、液晶層２３に含まれる液晶分子群を所望方向に配向させるための部材である。第１配向層２６及び第２配向層２９は、光配向層により形成される。光配向層に適用可能な光配向材料は、光配向の手法を適用可能な各種の材料を広く適用することができ、例えば、光分解型、光二量化型、光異性化型等を挙げることができる。本実施の形態では、光二量化型の材料を使用する。光二量化型の材料としては、例えば、シンナメート、クマリン、ベンジリデンフタルイミジン、ベンジリデンアセトフェノン、ジフェニルアセチレン、スチルバゾール、ウラシル、キノリノン、マレインイミド、又は、シンナミリデン酢酸誘導体を有するポリマー等を挙げることができる。中でも、配向規制力が良好である点で、シンナメート、クマリンの一方又は両方を有するポリマーが好ましく用いられる。

なお、光配向層に代えて、ラビング配向層を用いてもよい。ラビング配向層に関しては、ラビング処理を行わないものとしてもよいし、ラビング処理を行い、微細なライン状凹凸形状を賦型処理して配向層を作製してもよい。なお、本実施の形態では、調光セル２０は、第１配向層２６及び第２配向層２９を備えているが、これに限らず、第１配向層２６及び第２配向層２９を備えない形態としてもよい。

液晶層２３には、ゲストホスト液晶組成物、二色性色素組成物を広く適用することができる。ゲストホスト液晶組成物にはカイラル剤を含有させるようにして、液晶材料を水平配向させた場合に液晶層２３の厚み方向に螺旋形状に配向させるようにしてもよい。また、第１積層体２１と第２積層体２２との間において、液晶層２３を取り囲むように、平面視で環状または枠状のシール材３２が配置されている。このシール材３２により、第１積層体２１と第２積層体２２とが一体に保持され、液晶材料の漏出が防止される。シール材３２は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂等を適用することができる。

調光セル２０は、この遮光時におけるゲストホスト液晶組成物の配向が電界印加時となるように、第１配向層２６及び第２配向層２９を、一定の方向にプレチルトに係る配向規制力を設定した垂直配向層により構成し、これによりノーマリークリアとして構成される。なお、この透光時の設定を電界印加時としてノーマリーダークとして構成してもよい。ここで、ノーマリーダークとは、液晶に電圧がかかっていない時に透過率が最小となり、黒い画面になる構造である。ノーマリークリアとは、液晶に電圧がかかっていない時に透過率が最大となり、透明となる構造である。

なお、本実施の形態の調光セル２０は、ゲストホスト型の液晶層２３を備える例を示したが、これに限られるものではない。調光セル２０は、二色性色素組成物を用いないＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＩＰＳ（In-Plane-Switching）方式等の液晶層２３を備える構成としてもよい。このような液晶層２３を備える場合、第１基材２４及び第２基材２７の表面にそれぞれ直線偏光層をさらに設けることで、調光フィルムとして機能させることができる。

本実施の形態において、上述したように、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に空隙層Ｇが設けられている。すなわち第１ガラス板１１と調光セル２０とは互いに接合されることなく、厚み方向に一定の間隔を空けて配置されている。空隙層Ｇには、空気が充填されているが、これに限らず、窒素や不活性ガス等の気体が充填されていても良い。空隙層Ｇの平面形状は、調光セル２０の平面形状と略同一となっている。この空隙層Ｇの厚みは、例えば０μｍより大きく１００００μｍ以下としても良く、１００μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましい。とりわけ空隙層Ｇの厚みを１００μｍ以上３００μｍ以下とした場合、空隙層Ｇの存在によって生じる干渉ムラ（ニュートンリング）の発生を抑制することができる。すなわち、空隙層Ｇの厚みを１００μｍ以上３００μｍ以下とした場合、空隙層Ｇの厚みが可視光の波長（３８０ｎｍ以上８００ｎｍ以下）に対して十分大きくなる。このため、調光装置１０に入射した光のうち、第１ガラス板１１と空隙層Ｇとの界面で反射する光と、空隙層Ｇと調光セル２０との界面で反射される光との干渉が抑制され、ニュートンリングの発生を抑えることができる。この結果、調光装置１０の外観を良好にすることができる。なお、上記空隙層Ｇの厚みとは、第１ガラス板１１の法線方向に平行な方向に測定した値をいう。また、空隙層Ｇの厚みが面内で均一でない場合、上記空隙層Ｇの厚みとは、空隙層Ｇのうち面内で最も厚みが厚い部分における値をいう。

このように、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に空隙層Ｇが形成されることにより、後述するように、調光セル２０のセルギャップ不良が減少し、液晶層２３の一部に局所的に液晶が多く存在する現象である液晶だまりの発生を抑制することができる。また、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に空隙層Ｇが設けられることにより、調光装置１０の断熱性が向上し、調光装置１０を配置した車両や建物の保温性を高めることができる。また、調光装置１０は、調光セル２０を遮光状態にすると、調光セル２０と空隙層Ｇの界面及び第１ガラス板１１と空隙層Ｇの界面での反射により、第１ガラス板１１側から見ると、鏡面状に観察される。

また、第１ガラス板１１と調光セル２０とは、空隙層Ｇを介して直接対向している。この場合、第１ガラス板１１と調光セル２０との間には、フィルムが設けられていない。これにより、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に挿入された柔軟なフィルムにうねりが生じることによって、調光装置１０に外観不良が生じることを抑えることができる。また、第１ガラス板１１と調光セル２０との間には、ビーズスペーサーが設けられていない。すなわち第１ガラス板１１は剛体であるため、ビーズスペーサーを設けなくても、空隙層Ｇの厚みを面内でほぼ均等に維持することができる。このように、空隙層Ｇの厚みが面内でばらつくことが抑えられるので、上述したニュートンリングの発生を少なくすることができる。また、調光装置１０に入射した光が空隙層Ｇに存在するビーズスペーサーによって反射されることがないので、外観不良の発生を抑えることができる。

本実施の形態において、空隙層Ｇは調光セル２０の一方の面側（第１ガラス板１１側）のみに設けられているが、これに限らず、空隙層Ｇが調光セル２０の他方の面側（第２ガラス板１２側）のみに設けられていても良い。

図３に示すように、調光装置１０は、調光コントローラ９１に接続され、調光コントローラ９１にはセンサ装置９２及びユーザ操作部９３が接続される。調光コントローラ９１は、調光装置１０の調光状態を制御し、調光装置１０による光の遮断及び透過を切り換えたり、調光装置１０における光の透過度を変えたりすることができる。具体的には、調光コントローラ９１は、調光装置１０の外部電極基板３５に接続され、調光装置１０の液晶層２３に印加する電界を調整して液晶層２３中の液晶分子の配向を変えることで、調光装置１０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。

調光コントローラ９１は、任意の手法に基づいて液晶層２３に印加する電界を調整できる。調光コントローラ９１は、例えばセンサ装置９２の測定結果やユーザ操作部９３を介してユーザにより入力される指示（コマンド）に応じて、液晶層２３に印加する電界を調整し、調光装置１０による光の遮断及び透過を切り換えたり、光の透過度を変えたりすることができる。したがって調光コントローラ９１は、液晶層２３に印加する電界を、センサ装置９２の測定結果に応じて自動的に調整してもよいし、ユーザ操作部９３を介したユーザの指示に応じて手動的に調整してもよい。なおセンサ装置９２による測定対象は特に限定されず、例えば使用環境の明るさを測定してもよく、この場合、調光装置１０による光の遮断及び透過の切り換えや光の透過度の変更が使用環境の明るさに応じて行われる。また調光コントローラ９１には、必ずしもセンサ装置９２及びユーザ操作部９３の両方が接続されている必要はなく、センサ装置９２及びユーザ操作部９３のうちのいずれか一方のみが接続されていてもよい。

外部電極基板３５は、第１積層体２１と第２積層体２２とによって挟持されている。外部電極基板３５が形成される領域において、第１積層体２１及び第２積層体２２は、面方向外側に向けて突出する電極用突出片３６を有している。外部電極基板３５は、電極用突出片３６の内部に埋め込まれている。外部電極基板３５及び電極用突出片３６は、額縁中間膜１６と中間膜１４との間に挟まれ、額縁中間膜１６及び中間膜１４から外方に突出する。

（調光セルの製造方法）
次に、本実施の形態による調光装置１０の調光セル２０の製造方法について、図４（ａ）－（ｄ）及び図５（ａ）－（ｃ）を用いて説明する。図４（ａ）－（ｄ）及び図５（ａ）－（ｃ）は、本実施の形態による調光セル２０の製造方法を示す断面図である。

まず、図４（ａ）に示すように、ロール状に供給された第２基材２７を準備する。続いて、図４（ｂ）に示すように、スパッタリング装置を使用したスパッタリング等によって、第２基材２７上に例えばＩＴＯからなる第２透明電極２８を形成する。このとき、透明電極を所定のパターン形状となるようにパターンニングしてもよい。

次に、図４（ｃ）に示すように、第２透明電極２８を形成した第２基材２７上に第２配向層２９に係る塗工液を塗工した後、露光し、第２配向層２９を作製する。このようにして、第２基材２７と、第２透明電極２８と、第２配向層２９とが積層された第２積層体２２が準備される。

なお、図４（ａ）－（ｃ）に示す工程と同様にして、第１基材２４と、第１透明電極２５と、第１配向層２６とが積層された第１積層体２１も準備する。

続いて、図４（ｄ）に示すように、第２積層体２２の第２配向層２９上に、ビーズスペーサー３１を配置する。このビーズスペーサー３１の配置は、湿式／乾式散布に加え、種々の配置方法を広く適用することができる。例えば、ビーズスペーサー３１を樹脂成分と共に溶剤に分散して製造した塗工液を部分的に塗工した後、乾燥、焼成の処理を順次実行することにより、第２配向層２９上にランダムにビーズスペーサー３１を配置して移動困難に保持しても良い。なお、図示していないが、このビーズスペーサー３１の外周が第２配向層２９で覆われるようにしても良い。具体的には、第２配向層２９に係る塗工液にビーズスペーサー３１を混合させて第２配向層２９を形成することにより、ビーズスペーサー３１が第２配向層２９に薄く覆われて保持される形態にすることができる。

次に、図５（ａ）に示すように、第２積層体２２の第２配向層２９上にディスペンサを使用してシール材３２を塗布する。このシール材３２は、液晶層２３を作製する部位を取り囲むように枠形状に塗布される。

次いで、図５（ｂ）（ｃ）に示すように、第２積層体２２と第１積層体２１とを互いに積層し、液晶層２３を配置する。この間、まず図５（ｂ）に示すように、シール材３２によって囲まれた領域に液晶層２３を構成する液晶を滴下する。このとき、液晶層２３は、シール材３２の内側であって、ビーズスペーサー３１の周囲に充填される。

続いて、図５（ｃ）に示すように、液晶層２３を配置した第２積層体２２と、予め準備した第１積層体２１とを互いに積層して押圧する。その後、紫外線を照射することによりシール材３２を半硬化させた後、加熱し、これにより第１積層体２１と第２積層体２２とを一体化する。その後、このようにして作製された第１積層体２１と第２積層体２２との積層体をトリミングすることにより所望の大きさに切断する。

なお、上述したように、液晶層２３を配置した後、第２積層体２２と第１積層体２１とを互いに積層することが好ましいが、これに限らず、第２積層体２２と第１積層体２１とを互いに積層した後、液晶層２３を配置するようにしても良い。その後、第１積層体２１と第２積層体２２との間に外部電極基板３５（図３参照）を取り付けることにより、本実施の形態による調光セル２０が得られる。

（調光装置の製造方法）
次に、本実施の形態による調光装置１０の製造方法（合わせガラス加工方法）について、図６（ａ）－（ｃ）を用いて説明する。図６（ａ）－（ｃ）は、調光装置１０の製造方法を示す断面図である。

まず、図６（ａ）に示すように、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２を準備する。続いて、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２によって、額縁中間膜１６と、調光セル２０と、中間膜１４とを挟み、合わせガラス積層体３０を作製する。ここで、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２は、予め、表面形状が３次元形状である曲面形状が賦形されている。

次に、図６（ｂ）に示すように、合わせガラス積層体３０をバッグ５１に封入する。バッグ５１は、可撓性及び気密性を有するゴム製やシリコン製が好適である。また、このバッグ５１には、通気管５２が接続されており、この通気管５２を介して不図示のポンプによりバッグ５１内の空気を吸引する。これにより、合わせガラス積層体３０の各部材間に残る空気を吸引し、調光装置１０の内部に気泡等が残ることによる圧着不良を抑制できる。本実施の形態では、バッグ５１内及び合わせガラス積層体３０の内部が真空状態となるように吸引し、合わせガラス積層体３０に対して差圧により大気圧程度（０．１ＭＰａ）の圧力がかかる例を挙げて説明する。しかしながら、これに限らず、例えば、不図示のポンプの吸引力を調整し、バッグ５１内が完全に真空ではないが、合わせガラス積層体３０の各部材間の空気が十分に吸引され、合わせガラス積層体３０に対して、差圧により大気圧よりも小さい圧力がかかる状態としてもよい。

続いて、図６（ｃ）に示すように、バッグ５１に合わせガラス積層体３０を封入した後、バッグ５１ごと加熱・加圧装置５３内へ配置する。続いて、所定の温度及び時間で、バッグ５１ごと合わせガラス積層体３０を加熱する。本実施の形態においては、中間膜１４及び額縁中間膜１６の軟化温度以上の温度で所定の時間、合わせガラス積層体３０を加熱する。このとき、通気管５２を介して不図示のポンプによりバッグ５１内の空気を吸引することが好ましい。加熱・加圧装置５３として使用する装置は、合わせガラス積層体３０に対して十分に加熱や加圧が行えるのであれば特に限定しないが、例えば、オーブンやオートクレーブ用の装置等が挙げられる。この加熱により、中間膜１４及び額縁中間膜１６が溶融し、合わせガラス積層体３０の第１ガラス板１１、額縁中間膜１６、調光セル２０、中間膜１４及び第２ガラス板１２が圧着されて一体に接合され、調光装置１０が得られる。なお、このとき、第１ガラス板１１と調光セル２０とは互いに直接接合されることがないので、これらの間に空隙層Ｇが形成される。このような空隙層Ｇが設けられていることにより、調光装置１０の製造後、調光セル２０の液晶層２３に加わる圧力が解放されるため、調光セル２０内に液晶層２３の偏在が存在していたとしても、この液晶層２３の偏在が自然に解消される。

その後、中間膜１４及び額縁中間膜１６の軟化温度以上で、合わせガラス積層体３０（調光装置１０）を所定の時間、加熱することにより、セルギャップ（液晶層２３の厚み）を均一とする工程（均し工程）を行っても良い。

ところで、このようにして調光装置１０を製造する合わせガラス加工の際、合わせガラス積層体３０の各部材には圧力が加わる。この際、スペーサー（ビーズスペーサー３１）が位置する部分では、本来のセルギャップ（液晶層２３の厚み）を維持しているが、ビーズスペーサー３１から離れると、本来のセルギャップの値よりも小さくなる。そして、このようなセルギャップにムラが生じると、調光装置１０に外観不良が生じたり、調光機能が不均一化になったりする等、その品質が低下するおそれがある。

これに対して本実施の形態によれば、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に空隙層Ｇが設けられている。これにより、調光セル２０の液晶層２３に液晶だまり（局所的に液晶が多く存在する現象）が生じていた場合でも、調光装置１０の作製後、液晶層２３に加わる圧力が解放された際、調光セル２０が空隙層Ｇ内でセルギャップ（液晶層２３の厚み）が均一になるように自然に移動する（図７（ａ）－（ｃ）参照）。これにより、調光セル２０の液晶だまりが解消され、調光セル２０の液晶層２３を面内で均一に分布させることができ、調光装置１０の品質や外観を高めることができる。

また本実施の形態によれば、第１ガラス板１１は剛体であるため、空隙層Ｇの厚みを面内でほぼ均等に維持することができる。このように、空隙層Ｇの厚みが面内でばらつくことが抑えられるので、空隙層Ｇの存在によって干渉ムラ（ニュートンリング）が発生することを抑えることができる。

また本実施の形態によれば、第１ガラス板１１と調光セル２０とは、空隙層Ｇを介して直接対向している。これにより、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に存在するフィルムのうねりによって外観不良が発生することが抑えられる。また、また、調光装置１０に入射した光が、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に存在するビーズスペーサーによって反射されることがないので、外観不良の発生を抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に空隙層Ｇが設けられていることにより、調光装置１０の断熱性を向上させ、調光装置１０が設けられる車両や建造物の内部の保温性を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、調光セル２０の周囲を取り囲むように額縁形状の額縁中間膜１６が形成され、額縁中間膜１６は、第１ガラス板１１と中間膜１４とを接続している。これにより、調光装置１０の側面からの水分等の侵入を抑止し、調光装置１０の遮水性をより高めることができる。

（変形例）
次に、図８乃至図１７を参照して、本開示の各種変形例について説明する。図８乃至図１７は、それぞれ本開示の変形例による調光装置を示す図である。図８乃至図１７において、図１乃至図７に示す形態と同一部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

（第１の変形例）
図８は、第１の変形例による調光装置１０Ａを示している。図８に示す調光装置１０Ａにおいて、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に、流動性樹脂層Ｌが設けられている。この流動性樹脂層Ｌは、第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空間に封入されている。流動性樹脂層Ｌは、例えば、中間膜１４よりも低い温度で軟化する透明樹脂であり、未硬化の液体であってもゲル状であってもよい。また、第１ガラス板１１と調光セル２０とは、流動性樹脂層Ｌを介して直接対向している。このような流動性樹脂層Ｌとしては、例えばグリセリン等を用いることができる。また流動性樹脂層Ｌは、流動性液体層であってもよい。流動性樹脂層Ｌの厚さは、０μｍより大きく１００００μｍ以下としても良く、１００μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましい。流動性樹脂層Ｌの厚みを１００μｍ以上３００μｍ以下とした場合、流動性樹脂層Ｌの存在によって生じる干渉ムラ（ニュートンリング）の発生を抑制することができる。このように、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に流動性樹脂層Ｌを設けることにより、合わせガラス加工後に流動性樹脂層Ｌを流動させることができる。これにより、調光セル２０の液晶層２３の厚みを均一化し、液晶だまりの発生を抑えることができる。なお、後述する図９乃至図１１に示す例においても、空隙層Ｇに代えて流動性樹脂層Ｌを設けても良い。

（第２の変形例）
図９は、第２の変形例による調光装置１０Ｂを示している。図９に示す調光装置１０Ｂにおいて、調光セル２０の空隙層Ｇに面する面上に、反射防止層３７が設けられている。このような反射防止層３７としては、例えば、ＡＲ（Anti Reflection）フィルム、ＬＲ（Low Reflection）フィルム、ＡＧ（防眩、Anti Glare）フィルム、又はモスアイフィルムを用いても良い。ＡＲフィルムは、反射光の干渉を利用して正反射を抑制するフィルムである。ＬＲフィルムは、反射率の低い低反射材によって構成されるフィルムである。ＡＧフィルムは、入射光を拡散させることで正反射を低減するフィルムである。またモスアイフィルムは、反射光を低減する構造として、多数の微小突起が反射防止を図る光の波長域の最短波長以下の間隔で規則正しく配置されてなる凹凸構造を含むフィルムである。反射防止層３７の厚みは、３０μｍ以上２００μｍ以下としても良い。また反射防止層３７は、光学透明粘着フィルムを介して調光セル２０上に貼着されても良い。このような光学透明粘着フィルムは、例えばアクリル系粘着剤等の、ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive Film）と呼ばれる光学透明粘着フィルムを用いることができる。なお、反射防止層３７は、第１ガラス板１１の空隙層Ｇに面する面上に設けられていても良い（図９の仮想線）。また、反射防止層３７は、調光セル２０の空隙層Ｇに面する面と、第１ガラス板１１の空隙層Ｇに面する面との両方に設けられていても良い。

このように、調光セル２０又は第１ガラス板１１の空隙層Ｇに面する面に反射防止層３７を設けたことにより、調光装置１０Ｂに入射した光が、第１ガラス板１１と空隙層Ｇとの界面、又は空隙層Ｇと調光セル２０との界面で反射することが抑えられる。これにより、第１ガラス板１１と空隙層Ｇとの界面で反射する光と、空隙層Ｇと調光セル２０との界面で反射される光との干渉が抑制され、ニュートンリングの発生を抑えることができる。

（第３の変形例）
図１０（ａ）（ｂ）は、第３の変形例による調光装置１０Ｃを示している。図１０（ａ）（ｂ）に示す調光装置１０Ｃにおいて、第１ガラス板１１のうち、調光セル２０と重なる領域（薄肉領域１１ａ）が、他の領域（周縁領域１１ｂ）よりも薄肉化されている。具体的には、第１ガラス板１１のうち、平面視で調光セル２０と重なる領域が薄肉化されて薄肉領域１１ａを形成している。薄肉領域１１ａは、例えば加工前の平坦なガラス基板を切削加工することにより形成されても良い。薄肉領域１１ａの周縁には、額縁中間膜１６と略同一の平面形状を有する周縁領域１１ｂが形成されている。周縁領域１１ｂは、薄肉化されておらず、薄肉領域１１ａよりも厚い領域である。また周縁領域１１ｂは、額縁中間膜１６に接合されている。薄肉領域１１ａの厚みは、周縁領域１１ｂの厚みの８５％以上９５％以下としても良い。

図１０（ａ）に示すように、周縁領域１１ｂと額縁中間膜１６との接合面が、調光セル２０の表面（空隙層Ｇ側の面）に対して調光装置１０Ｃの厚み方向に離れていても良い。これにより、空隙層Ｇの容積をより大きくすることができ、調光セル２０に液晶だまりが発生することをより抑えることができる。

また、図１０（ｂ）に示すように、周縁領域１１ｂと額縁中間膜１６との接合面が、調光セル２０の表面（空隙層Ｇ側の面）と同一平面上に位置していても良い。この場合、空隙層Ｇは、第１ガラス板１１の薄肉領域１１ａと周縁領域１１ｂとによって取り囲まれる空間に形成される。また、額縁中間膜１６の厚みが調光セル２０の厚みと略同一となっている。これにより、調光セル２０に液晶だまりが発生することを抑えつつ、調光装置１０Ｃの全体の厚みを薄くすることができる。

（第４の変形例）
図１１は、第４の変形例による調光装置１０Ｄを示している。図１１に示す調光装置１０Ｄにおいて、第１ガラス板１１のうち、空隙層Ｇの反対側に第３ガラス板（第３透明基板）４６が配置されている。また第１ガラス板１１と第３ガラス板４６との間に、追加の中間膜（第３中間膜）４７が設けられている。第３ガラス板４６は、調光装置１０Ｄの最表面に位置しており、高い透光性を有する板ガラスである。第３ガラス板４６の素材としては、上述した第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２と同様のものを用いることができる。追加の中間膜４７は、第１ガラス板１１と第３ガラス板４６とを接合させる部材である。追加の中間膜４７の素材としては、上述した中間膜１４と同様のものを用いることができる。

第１ガラス板１１及び第３ガラス板４６は、それぞれ第２ガラス板１２と同一の厚みを有していても良く、異なる厚みを有していても良い。とりわけ、第１ガラス板１１及び第３ガラス板４６として、第２ガラス板１２よりも薄いガラス、例えば厚さが０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下のガラスを使用しても良い。一例として、第１ガラス板１１及び第３ガラス板４６の厚みは、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ又は１ｍｍのものを使用することかできる。これにより、調光装置１０Ｄの全体の厚みを薄く抑えることができる。また、第１ガラス板１１の大きさは、第３ガラス板４６の大きさと同一となっているが、これに限らず、調光セル２０の大きさと同一としても良く、第１ガラス板１１と調光セル２０の中間の大きさとしても良い。

このように、第１ガラス板１１上に、追加の中間膜４７と第３ガラス板４６とを設けたことにより、調光装置１０Ｄの耐衝撃性を高めることができる。第３ガラス板４６が、全面にわたって追加の中間膜４７に接合されているので、仮に第３ガラス板４６、もしくは第１ガラス１１が割れた場合であっても、第３ガラス板４６の破片、もしくは第１ガラス１１の破片が飛散することを抑制することができる。

（第５の変形例）
図１２及び図１３は、第５の変形例による調光装置１０Ｅを示している。図１２及び図１３に示す調光装置１０Ｅにおいて、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に、流動性樹脂層Ｌが設けられている。また、額縁中間膜１６は、流動性樹脂層Ｌに連通する溝４８を有している。溝４８は、額縁中間膜１６の周縁の一部を幅方向に沿って切除して形成したものである。溝４８は、額縁中間膜１６の厚み方向の一部（第１ガラス板１１側）に形成されている。溝４８は、合わせガラス加工後に、第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空間に流動性樹脂層Ｌを注入する際の注入口として用いられる。この場合、第１ガラス板１１が剛体であるため、第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空間が確保され、溝４８から流動性樹脂層Ｌを注入する作業が容易となる。また、溝４８は、流動性樹脂層Ｌを注入した後、額縁中間膜１６の素材又はシーリング材を用いて塞ぐことが好ましい。なお、調光装置１０Ｅにおいて、流動性樹脂層Ｌに代えて空隙層Ｇを用いても良い。この場合、合わせガラス加工時に第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空隙層Ｇから空気が抜けた場合でも、溝４８から空気又は窒素等の気体を注入して空隙層Ｇを復元することができる。

（第６の変形例）
図１４及び図１５は、第６の変形例による調光装置１０Ｆを示している。図１４及び図１５に示す調光装置１０Ｆにおいて、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に、流動性樹脂層Ｌが設けられている。また、第１ガラス板１１は、流動性樹脂層Ｌに連通する溝４９を有している。溝４９は、第１ガラス板１１の周縁の一部を第１ガラス板１１の面方向に沿って切削加工して形成したものである。また、溝４９は、第１ガラス板１１の厚み方向の一部（額縁中間膜１６側）に形成されている。溝４９は、合わせガラス加工後に、第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空間に流動性樹脂層Ｌを注入する際の注入口として用いられる。この場合、第１ガラス板１１が剛体であるため、第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空間が確保され、溝４９から流動性樹脂層Ｌを注入する作業が容易となる。また、溝４９は、流動性樹脂層Ｌを注入した後、額縁中間膜１６の素材又はシーリング材を用いて塞ぐことが好ましい。なお、調光装置１０Ｆにおいて、流動性樹脂層Ｌに代えて空隙層Ｇを用いても良い。この場合、合わせガラス加工時に第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空隙層Ｇから空気が抜けた場合でも、溝４９から空気又は窒素等の気体を注入して空隙層Ｇを復元することができる。なお、第１ガラス板１１の溝４９と、額縁中間膜１６の溝４８（図１２及び図１３）とを両方とも形成しても良い。

（第７の変形例）
図１６及び図１７は、第７の変形例による調光装置１０Ｇを示している。図１６及び図１７に示す調光装置１０Ｇにおいて、第１ガラス板１１と調光セル２０との間に、流動性樹脂層Ｌが設けられている。また、額縁中間膜１６は、流動性樹脂層Ｌに連通する溝４８Ａを有している。溝４８Ａは、額縁中間膜１６の周縁の一部を幅方向に沿って切除して形成したものである。また、溝４８Ａは、額縁中間膜１６の厚み方向の一部（第１ガラス板１１側）に形成されている。溝４８Ａは、合わせガラス加工後に、第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空間に流動性樹脂層Ｌを注入する際の注入口として用いられる。この場合、第１ガラス板１１が剛体であるため、第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空間が確保されやすく、溝４８Ａから流動性樹脂層Ｌを注入する作業が容易となる。また、溝４８Ａは、流動性樹脂層Ｌを注入した後、額縁中間膜１６の素材又はシーリング材を用いて塞ぐことが好ましい。なお、調光装置１０Ｇにおいて、流動性樹脂層Ｌに代えて空隙層Ｇを用いても良い。この場合、合わせガラス加工時に第１ガラス板１１と調光セル２０との間の空隙層Ｇから空気が抜けた場合でも、溝４８Ａから空気又は窒素等の気体を注入して空隙層Ｇを復元することができる。

さらに図１６及び図１７において、調光セル２０の一部により、延長部６１が形成されている。この延長部６１は、調光装置１０Ｇから面方向外側に向けて突出している。延長部６１は、それぞれ溝４８Ａに収容されるように設けられており、第１ガラス板１１に接している。また延長部６１は、平面視で略長方形形状を有し、第１ガラス板１１及び第２ガラス板１２の外方に延びている。この場合、延長部６１は、調光セル２０の第１基材２４の一部によって形成されている。このように、調光セル２０に延長部６１が形成されていることにより、延長部６１上に位置する溝４８Ａから流動性樹脂層Ｌを注入する作業をより容易にすることができる。また、図１６及び図１７において、溝４８Ａを設けることなく、延長部６１だけを設けてもよい。

上記各実施の形態及び変形例に開示されている複数の構成要素を必要に応じて適宜組合せることも可能である。あるいは、上記各実施の形態及び変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１０ 調光装置
１１ 第１ガラス板
１２ 第２ガラス板
１４ 中間膜
１６ 額縁中間膜
２０ 調光セル
２１ 第１積層体
２２ 第２積層体
２３ 液晶層
２４ 第１基材
２５ 第１透明電極
２６ 第１配向層
２７ 第２基材
２８ 第２透明電極
２９ 第２配向層
３１ ビーズスペーサー
３２ シール材

Claims (1)

1. 第１透明基板と、
   第２透明基板と、
   前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に配置された調光セルと、
   前記第２透明基板と前記調光セルとの間に配置された中間膜と、を備え、
   前記第１透明基板と前記調光セルとの間に、空隙層又は流動性樹脂層が設けられている、調光装置。