JP6508656B2 - 調光素子及びスマートガラス - Google Patents

Description

本発明は、透過光の射出状態を制御する調光素子及びこれを搭載したスマートガラスに関する。

近年は、エコロジーに対する意識の高まりから、室内等に射し込む光を調整する調光機能を内蔵したスマートガラスへの要求が上昇している。

こうした空調エネルギー効率の向上に寄与するスマートガラスには、透明状態と遮光状態（不透明状態）とを切り替える機能を有するエレクトロクロミック素子が用いられ、この状態切替にかかる調光機能により、外光による影響を調整して空調負荷を低減することで、電力使用量の削減を実現している。

エレクトロクロミック素子を内蔵したガラスの実用例としては、例えば特許文献１又は２に開示された技術内容が知られている。

特許文献１には、可変部材（エレクトロクロミック素子）を介して対向配置された２つの透明電極に対して印加する電圧を変化させることにより、透明状態と遮光状態との切り替えを実現する窓ガラスが開示されている。

特許文献２に開示されたエレクトロクロミック窓ガラスでは、透明な電気伝導性フィルムとエレクトロクロミック材料のフィルムとをこの順に被覆させた２枚のガラス板が、当該各フィルム側を対向させた状態で配置され、かつ電解質及び対電極によって離間されるという構成を採っている。
このエレクトロクロミック窓ガラスは、建物や自動車の窓ガラスに適用することができ、それらの内部に取り入れる太陽熱の量を、上記対電極に対する電界の作用によって調整することが可能である。

一方で、正面方向に対する視野を確保したまま、それ以外の角度については遮光するという状態を任意に実現したい、という要求も高まってきている。例えば、外部又は内部からの視認性を確保した状態で、太陽光のように斜め上方から入射する光を遮断したいといったニーズが存在する。

かかる要求に応える技術としては、ディスプレイの可視範囲を広視野モード（広い範囲での視認が可能な状態）と狭視野モード（狭い範囲でのみ視認が可能な状態）との間で切り替える調光機能を備えた光線方向制御素子が提案されている。

こうした光線方向制御素子としては、例えば図２９に示す断面図のように、対向配置した２枚の透明基板２２１，２２２を使用して、透明感光性樹脂層を露光・現像し、加熱により硬化させて光透過領域２４０を形成し、この光透過領域２４０の間に電気泳動素子２５０を配置するという構成を採った光線方向制御素子２１０がある。ここでは、各透明基板２２１，２２２と光透過領域２４０との間に、それぞれ透明導電膜２３１，２３２が形成されている。

このように、透明基板２２１上に平面的に独立して配列した高アスペクト比である光透過領域２４０の間に電気泳動素子２５０が配置された光線方向制御素子２１０では、外部から透明導電膜２３１，２３２を介して印加する電界によって電気泳動素子２５０の分散状態を制御することにより、図２９（ａ）に示す狭視野モードと図２９（ｂ）に示す広視野モードとを任意に実現し、光（入射光）４５０の出射状態を切り替えている。

また、こうした切替処理が可能な他の構成例としては、特許文献３に開示された光線方向制御素子が知られている。すなわち、図３０に示す断面図のように、光線方向制御素子３１０は、透明基板３２１と、この透明基板３２１の表面に形成された透明導電膜３３１と、この透明導電膜３３１の上面３３１ａにおいて互いに離間して形成された複数の光透過領域３４０と、これらの各光透過領域３４０の相互間に配置された電気泳動素子３５０と、各光透過領域３４０に対向する面に別の透明導電膜３３２を備えた別の透明基板３２２と、を有している。

特願昭５９−１９１０１７号公報 特許第３３９９９６７号公報 ＵＳ７，７５１，６６７号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された調光機能は、透明状態と遮光状態の２種類のみを実現する技術であり、特に遮光状態においては、ガラス全面が同様に遮光されるため、ガラス越しの視認性が低下するという不都合がある。
また、この遮光状態での視認性低下を最小限に抑えるために、遮光時における光学濃度を低めに設定した場合には、調光機能による遮光効果が十分に得られないといった問題がある。

加えて、特許文献３に開示された調光機能によれば、広い可視範囲の状態又は狭い可視範囲の状態を任意のタイミングで実現することはできるが、少なくとも正面視野は維持される。すなわち、基板全面を遮光することが出来ないため、完全な遮光性を確保することが出来ないといった不都合がある。

（発明の目的）
本発明は、上記関連技術の不都合に鑑みてなされたものであり、特に、使用環境の変化や要求に応じて透過光の透過状態を有効に調整制御できる調光素子及びこれを搭載したスマートガラスの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる調光素子では、第１の透明基板と、この第１の透明基板とは離れた位置に対向配置した第２の透明基板と、前記第１の透明基板の前記第２の透明基板に対向する面に配置した第１透明電極と、この第１透明電極と前記第２の透明基板との間に互いに離間するように配置した透明部材からなる複数の光透過領域と、を備えると共に、前記第２の透明基板の前記各光透過領域に対向する位置に、当該各光透過領域とは一定の距離を隔てた状態で配置した複数の第２透明電極と、前記第２の透明基板側の前記各第２透明電極の間に所定の距離を置いて個別に配置した複数の第３透明電極と、前記各第２透明電極及び各第３透明電極と前記各光透過領域との間並びに前記各光透過領域の相互間により形成された空隙内に充填された遮光性の電気泳動粒子を含む電気泳動部材と、を有するという構成を採っている。

また、本発明にかかるスマートガラスでは、透光性を有するガラスと、このガラスの表面に配置された前記請求項１乃至５のいずれか１つに記載の調光素子とを備える、という構成を採っている。

本発明では、上記のように、第１透明電極及び互いに離間した複数の光透過領域を設けた第１の透明基板と、２種類の透明電極を設けた第２の透明基板とを対向配置させ、そこに形成した空隙に電気泳動部材を配置したため、特に、使用環境の変化や要求に対応して透過光の透過状態を有効に調整制御できる調光素子及びこれを搭載したスマートガラスの提供が可能となる。

本発明の第１実施形態における調光素子の低濃度全面遮光モードを示す断面図である。 本発明の第１実施形態における調光素子の高濃度全面遮光モードを示す断面図である。 本発明の第１実施形態における調光素子の狭視野モードを示す断面図である。 本発明の第１実施形態における調光素子の広視野モードを示す断面図である。 図１に開示した調光素子において、各透明電極間の電位をすべて等しく設定することにより低濃度全面遮光モードを実現した場合の様子を示す概略図である。 図２に開示した調光素子における各透明電極間の相対電位の様子を示す概略図のうち、図６（ａ）は電気泳動粒子の表面電荷が負電荷（−）の場合における高濃度全面遮光モードを示し，図６（ｂ）は電気泳動粒子の表面電荷が正電荷（＋）の場合における高濃度全面遮光モードを示す。 図３に開示した調光素子における各透明電極間の相対電位の様子を示す概略図のうち、図７（ａ）は電気泳動粒子の表面電荷が負電荷（−）の場合における狭視野モードを示し，図７（ｂ）は電気泳動粒子の表面電荷が正電荷（＋）の場合における狭視野モードを示す。 図４に開示した調光素子における各透明電極間の相対電位の様子を示す概略図のうち、図８（ａ）は電気泳動粒子の表面電荷が負電荷（−）の場合における広視野モードを示し，図８（ｂ）は電気泳動粒子の表面電荷が正電荷（＋）の場合における広視野モードを示す。 第１実施形態の光線方向制御素子における輝度の様子のうち、図９（ａ）が低濃度全面遮光モード，図９（ｂ）が高濃度全面遮光モード，図９（ｃ）が狭視野モード，図９（ｄ）が広視野モードをそれぞれ示す概略図である。 図１に開示した調光素子における低濃度全面遮光モードを示す斜視図である。 図２に開示した調光素子における高濃度全面遮光モードを示す斜視図である。 図３に開示した調光素子における狭視野モードを示す斜視図である。 図４に開示した調光素子における広視野モードを示す斜視図である。 図１に開示した調光素子における低濃度全面遮光モードを示す表面図である。 図２に開示した調光素子における高濃度全面遮光モードを示す表面図である。 図３に開示した調光素子における狭視野モードを示す表面図である。 図４に開示した調光素子における広視野モードを示す表面図である。 図１に開示した調光素子の製造方法における各工程の様子を、その進行順に則して１８（ａ）→図１８（ｂ）→図１８（ｃ）→図１８（ｄ）→図１８（ｅ）→図１８（ｆ）の順に示した断面図である。 図１に開示した調光素子の一製造工程において、スペーサを配置した様子を示す断面図である。 本発明の第２実施形態における調光素子を示す断面図である。 本発明の第４実施形態における調光素子を示す断面図である。 本発明の第５実施形態における調光素子を示す断面図である。 本発明の第６実施形態における調光素子を示す断面図である。 図１等に開示した調光素子をガラスの片面に設けた、本発明の第８実施形態におけるスマートガラスの構成を示す断面図である。 図２４に開示した調光素子とガラスとの間にＵＶカットフィルムを設けたスマートガラスの構成を示す断面図である。 図１等に開示した調光素子を２枚のガラスの間に設けた、本発明の第８実施形態におけるスマートガラスの構成を示す断面図である。 図２６に開示した構成において、より多くの光が入射する側のガラスと調光素子との間にＵＶカットフィルムを設けたスマートガラスの構成を示す断面図である。 図２６に開示した構成において、調光素子と各ガラスとの間のそれぞれにＵＶカットフィルムを設けた構成を示す断面図である。 光出射の２つの状態を切り替え可能な光線方向制御素子における動作原理を示す図のうち、図２９（ａ）は狭視野モードを，図２９（ｂ）は広視野モードをそれぞれ示す断面図である。 関連技術における光線方向制御素子を例示した断面図である。 本発明の第３実施形態における調光素子を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における調光素子の一例を示す断面図である。 本発明の第７実施形態における調光素子を示す断面図である。 本発明の第７実施形態において、第１透明電極と光透過領域との間に第１の層間絶縁膜を配置して、第２透明電極及び第３透明電極の表面に第４の層間絶縁膜を配置した調光素子の構成を示す断面図である。 本発明の第７実施形態において、第２の層間絶縁膜を介して第２透明電極と第３透明電極を配置した調光素子の構成を示す断面図である。 本発明の第７実施形態において、第２の層間絶縁膜を介して配置した第２透明電極と第３透明電極の表面に第３の層間絶縁膜を配置し、第１の層間絶縁膜を介して導電性遮光パターンと光透過領域を配置調光素子の構成を示す断面図である。 図３３に開示した調光素子の製造方法における各工程の様子を、その進行順に則して図３７（ａ）→図３７（ｂ）→図３７（ｃ）→図３７（ｄ）→図３７（ｅ）→図３７（ｆ）の順に示した断面図である。

以下、各図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。ここで、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いるものとする。また、図面に描かれた形状は、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。

〔第１実施形態〕
本発明における調光素子の第１実施形態を図１乃至図１９に基づいて説明する。

（基本的構成）
図１に示すように、本第１実施形態の調光素子１１は、第１の透明基板２１と、この第１の透明基板２１の表面に形成された第１透明電極３１と、この第１透明電極３１の表面上に形成され且つ互いに離間した複数の光透過領域４０と、この各光透過領域４０の上の間隙５５Ａを挟むように当該光透過領域４０の上方に対向配置された第２の透明基板２２と、この第２の透明基板２２上の各光透過領域４０に相対する位置に配置した複数の第２透明電極３２と、これら各第２透明電極３２の相互間に配置した複数の第３透明電極３３と、第１の透明基板２１と第２の透明基板２２とによって挟まれた領域内における各光透過領域４０，各第２透明電極３２，各第３透明電極３３，及び第１透明電極３１以外の部分（空隙５５）に配置された電気泳動部材（電気泳動素子）５０と、を有している。

ここで、電気泳動部材５０は、表面電荷を付与された遮光性の電気泳動粒子５１と透過性の分散剤５２との混合物である。
また、図１に示すように、各光透過領域４０と第２透明電極との間には、予め設定された一定の離間距離ｈ１が確保された状態にあり、この離間距離ｈ１の確保は、後述するように、離間距離保持用の部材であるスペーサ５６（図１９参照）を光透過領域４０と第２透明電極３２との間に介在させることによって実現する。

調光素子１１によれば、後述するように、その全面を低濃度に遮光する状態である低濃度全面遮光モードと、その全面を高濃度に遮光する状態である高濃度全面遮光モードと、その正面方向は透光状態にあり斜め方向のみを遮光する状態である狭視野モードと、その正面及び斜め方向が共に良好な透光性を有する状態である広視野モードという４つの調光状態（動作モード）を実現することができる。

図１に示す低濃度全面遮光モードは、図５にも示すように、電気泳動部材５０内の電気泳動粒子５１が分散剤５２の全ての部分に分散することによって実現している。この場合には、第１透明電極３１と第２透明電極３２と第３透明電極３３とは同電位となるように設定されている。

ここで、図５乃至図８に示す調光素子１１では、外部からの信号に応じて第１,第２,及び第３透明電極（３１，３２，３３）に印加する電界を調整し当該各透明電極（３１，３２，３３）それぞれの極性を変化させる電界印加制御手段３５を有する、という構成を採っている。

すなわち、電界印加制御手段３５が、ユーザの操作等に伴う外部信号に応じて上記４つの動作モードにかかる切替制御を行うようにしてもよく、また、外光等の明るさの度合いを検知するセンサを併設すると共に、当該センサからの信号に応じて適宜動作モードの切替制御を実行するように構成してもよい。

したがって、外部信号に応じて低濃度全面遮光モードを実現するに際しては、電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１と第２透明電極３１と第３透明電極３１とを同電位とすることにより、電気泳動粒子５１を電気泳動部材５０が配置された空隙５５内のすべての領域に配置させるように構成されている。

この低濃度全面遮光モードにおける輝度分布は、図９（ａ）に示すように、正面付近の輝度がそれ以外の角度より少し高い分布となる。このため、正面方向が薄暗くて斜め方向は非常に暗い外観となる。

図２に示す高濃度全面遮光モードは、図６にも示すように、電気泳動粒子５１を第２透明電極３２と第３透明電極３３の近傍に集めることによって実現している。
この時、第２透明電極３２と第３透明電極３３とは同電位であり、第１透明電極３１に対する第２透明電極３２及び第３透明電極３３の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷とは逆の極性にすることで、電気泳動粒子５１を第２透明電極３２及び第３透明電極３３の近傍に集めている。

すなわち、外部信号に応じて高濃度全面遮光モードを実現するに際しては、電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１に対する第３透明電極３３の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷とは逆の極性にし、第２透明電極３２と第３透明電極３３とを同電位にすることで、電気泳動粒子５１を第２の透明基板２２の近傍に配置させるように構成されている。

したがって、電気泳動粒子５１の表面電荷が負電荷（−）の場合には、図６（ａ）に示すように、電界印加制御手段３５が第２透明電極３２及び第３透明電極３３を正極とし、電気泳動粒子５１の表面電荷が正電荷（＋）の場合には、図６（ｂ）に示すように、電界印加制御手段３５が第２透明電極３２及び第３透明電極３３を負極とする。

ここで、図６では、電界印加制御手段３５の内部構成として、単純な回路構成と共に一般的な直流電源を示す記号を用いて各透明電極の極性を明示しているが、これはあくまで説明上の便宜にすぎない。また、後述する図７及び図８についても同様である。

この高濃度全面遮光モードにおける輝度分布は、図９（ｂ）に示すように、全ての角度で輝度が低くなっている。このため、全ての方向で非常に暗い外観となる。

図３に示す狭視野モードは、図７にも示すように、電気泳動粒子５１を第３透明電極３３と第１透明電極３１との間に配置することによって実現している。
この時、第３透明電極３３と第１透明電極３１とは同電位であり、第３透明電極３３及び第１透明電極３１に対する第２透明電極３２の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷と同じ極性とすることで、電気泳動粒子５１を第２透明電極３２と各光透過領域４０とで挟まれた領域から排除している。

すなわち、外部信号に応じて狭視野モードを実現するに際しては、電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１と第３透明電極３３とを同電位にし、第３透明電極３３に対する第２透明電極３２の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷と同じ極性にすることで、電気泳動粒子５１を第２透明電極３２と光透過領域４０との間の間隙５５Ａを除く領域に配置させるように構成されている。

したがって、電気泳動粒子５１の表面電荷が負電荷（−）の場合には、図７（ａ）に示すように、電界印加制御手段３５が第１透明電極３１及び第３透明電極３３を正極とし、電気泳動粒子５１の表面電荷が正電荷（＋）の場合には、図７（ｂ）に示すように、電界印加制御手段３５が第１透明電極３１及び第３透明電極３３を負極とする。

この狭視野モードにおける輝度分布は、図９（ｃ）に示すように、正面付近の輝度が高く、角度が大きくなるに従って輝度が低くなっている。このため、正面方向の外観は明るくて、斜め方向は非常に暗い外観となる。

図４に示す広視野モードは、図８にも示すように、電気泳動粒子５１を、隣接する各光透過領域４０のパターン間における第１透明電極３１の近傍に集めることによって実現している。
このとき、第２透明電極３２と第３透明電極３３とが同電位であり、第１透明電極３１に対する第２透明電極３２及び第３透明電極３３の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷と同じ極性にすることで、電気泳動粒子５１を第１透明電極３１の近傍に凝集させている。

すなわち、外部信号に応じて広視野モードを実現するに際しては、電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１に対する第３透明電極３３の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷と同じ極性にし、第２透明電極３２と第３透明電極３３を同電位にすることで、電気泳動粒子５１を第１透明電極３１の近傍に配置させるように構成されている。

したがって、電気泳動粒子５１の表面電荷が負電荷（−）の場合には、図８（ａ）に示すように、電界印加制御手段３５が第１透明電極３１を正極とし、電気泳動粒子５１の表面電荷が正電荷（＋）の場合には、図８（ｂ）に示すように、電界印加制御手段３５が第１透明電極３１を負極とする。

この広視野モードにおける輝度分布は、図９（ｄ）に示すように、正面での輝度が最も高くなっているが、それ以外の角度でも角度依存性はあまりなく、輝度の低下は少量である。このため、全ての方向で明るい外観となる。

以上の構成内容をまとめると、本第１実施形態における調光素子１１は、第１の透明基板２１と、この第１の透明基板２１に対向させて配置した第２の透明基板２２と、第１の透明基板２１の第２の透明基板２２に対向する面に配置した第１透明電極３１と、この第１透明電極３１上に互いに離間するように配置した複数の光透過領域４０と、第２の透明基板２２の各光透過領域４０に相対する位置に、各光透過領域４０とは一定の距離を隔てた状態で配置した複数の第２透明電極３２と、第２の透明基板２２側の各第２透明電極３２の間に個別配置した複数の第３透明電極３３と、第１透明電極３１及び各光透過領域４０が配置された第１の透明基板２１と、各第２透明電極３２及び各第３透明電極３３が配置された第２の透明基板２２との間に形成された空隙５５に配置した電気泳動部材５０と、を有すると共に、各光透過領域４０と第２透明電極３２との間に、上記一定の距離（離隔距離ｈ１）を保持するための部材であるスペーサ５６を有するという構成を採っている。

（具体的構成）
次に、調光素子１１の構成内容を、図１等に基づいて、より詳細に説明する。

前述の通り、調光素子１１は、第１の透明基板２１を有している。
本第１実施形態では、この第１の透明基板２１として、ガラス基板製，ＰＥＴ（Poly
Ethylene Terephthalate）製，ＰＣ（Poly Carbonate）製，又はＰＥＮ（Poly Ethylene Naphthalate）製のものを採用した。

また、第１の透明基板２１の上部には、第１透明電極３１が形成されている。この第１透明電極３１は、ＩＴＯやＺｎＯ，ＩＧＺＯ，導電性ナノワイヤー等の透明導電性材料にて構成することができ、本第１実施形態ではＩＴＯを採用した。

第１の透明基板２１上には、複数の光透過領域４０が形成されている。また、これら各光透過領域４０の上方には、間隙５５Ａを隔てて第２透明電極３２が形成された第２の透明基板２２が配置されている。
すなわち、第２の透明基板２２の各光透過領域４０側の表面には、第２透明電極３２と第３透明電極３３とが形成されている。

ここで、第２透明電極３２と第３透明電極３３の構成材料としては、第１透明電極３１と同様に、ＩＴＯやＺｎＯ，ＩＧＺＯ，導電性ナノワイヤー等の透明導電性材料を採用することができ、本第１実施形態ではＩＴＯにより各透明電極を形成した。
また、第１透明電極３１，第２透明電極３２，及び第３透明電極３３の膜厚は、１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲内が好適であり、本第１実施形態では、これらすべての膜厚が１００［ｎｍ］となるように形成した。

ここで、第２透明電極３２は、各光透過領域４０に相対する位置に形成されており、第３透明電極３３は、第２透明電極３２の間に形成されている。そして、第１の透明基板２１と第２の透明基板２２との間のスペースには、遮光性を有する電気泳動粒子５１と透過性を有する分散剤５２との混合物である電気泳動部材５０が配置されている。

各光透過領域４０の高さは、３［μｍ］〜１０００［μｍ］の範囲が好適であり、本第１実施形態では、これを６０［μｍ］とした。
また、各光透過領域４０の幅は、１［μｍ］〜５００［μｍ］の範囲が好適であり、本第１実施形態では、これを２０［μｍ］とした。
さらに、各光透過領域４０の相互間の幅は、０．２５［μｍ］〜４０［μｍ］の範囲が好適であり、本第１実施形態では、これを５［μｍ］とした。

次に、調光素子１１の概略を示す図１０乃至図１３の斜視図に基づいて、各動作モードにおける電気泳動粒子５１の分散状態を説明すると共に、これら各図にそれぞれ対応する図１４乃至図１７に示す表面図を参照して、電気泳動粒子５１の分散状態に起因した遮光の状況を説明する。

第１透明電極３１及び各光透過領域４０が配置された第１の透明基板２１と、各第２透明電極３２及び各第３透明電極３３が配置された第２の透明基板２２との間に形成された空隙５５に位置する電気泳動部材５０内の電気泳動粒子５１は、図１０に示す低濃度全面遮光モードの場合、空隙５５内にて均等に分散している。

ここで、各光透過領域４０の位置には、各第２透明電極３２と各第３透明電極３３との間にのみ電気泳動部材５０が存在するのに対し、各光透過領域４０の相互間には、相対的に広い空間が確保されているため、多くの電気泳動部材５０が存在する。
すなわち、積層方向についてみると、第３透明電極の幅４０ｂ近傍の領域に多くの電気泳動粒子５１が存在し、第２透明電極の幅４０ａの領域に存在する電気泳動粒子５１は少ない状態にある。

したがって、この場合の表面図を示す図１４のように、各光透過領域４０の相互間の位置に比べて、各第２透明電極３２及び各光透過領域４０の位置の透過率の方が高くなるため、斜め方向は非常に暗く、正面方向は薄暗い状態となる。

図１１に示す高濃度全面遮光モードの場合は、各第２透明電極３２と各第３透明電極３３の近傍に電気泳動粒子５１が凝集し、積層方向における電気泳動粒子５１の分散量もほとんど変わらないことから、図１５に示すように、外部のすべての方向に対して高濃度の遮光性を確保した状態となる。

図１２に示す狭視野モードの場合は、各光透過領域４０相互間の各第３透明電極３３の位置において、積層方向に連なるように電気泳動粒子５１が集まるため、図１６に示すように、各第３透明電極３３の位置においてのみ遮光性が極めて高くなる一方で、各第２透明電極３２の位置の透過率が非常に高くなることから、その正面方向にのみ透光性を有し、斜め方向については遮光性を有した状態となる。

すなわち、積層方向についてみると、第３透明電極の幅４０ｂの領域にのみ電気泳動粒子５１が存在しているため、交互に連続する第２透明電極の幅４０ａと第３透明電極の幅４０ｂとの繰り返し配置により、ブラインド状の遮光状態を形成している。
この場合、図１２のＡ−Ｂ方向における可視角度は、約±３０°に制限される。

図１３に示す広視野モードの場合は、各光透過領域４０の相互間における第１透明電極３１近傍に電気泳動粒子５１が凝集するため、図１７に示すように、外部のすべての方向に対して透光性を確保した状態となり、全体として明るい外観となる。
この場合、図１３のＡ−Ｂ方向における可視角度は、特に制限されない。

（調光素子の製造方法）
ここでは、本第１実施形態における調光素子の製造方法を、その各工程を例示する図１８に基づいて説明する。

まず、図１８（ａ）のように、第１の透明基板２１の表面（主面）に第１透明電極３１を形成し（第１透明電極形成工程）、この第１透明電極３１が形成された第１の透明基板２１の主面側に、図１８（ｂ）のように、ネガ型のフォトレジスト膜として透明感光性樹脂層４５を形成する（感光性樹脂積層工程）。
なお、透明感光性樹脂層４５は、後述する透過領域形成工程を経て光透過領域４０となる部材である。

次に、図１８（ｃ）のように、マスクパターン９１を備えたフォトマスク９０を通して、透明感光性樹脂層４５に露光光９５を照射することにより、透明感光性樹脂層４５を露光する（露光光照射工程）。

次いで、露光された透明感光性樹脂層４５に対して現像処理を施すことにより、図１８（ｄ）に示すような、互いに離間した複数の光透過領域４０を形成する（透過領域形成工程）。

続いて、図１８（ｅ）のように、光透過領域４０の上方に、第２透明電極３２及び第３透明電極３３を備えた第２の透明基板２２を、間隙５５Ａ（離隔距離ｈ１）を確保した状態で配置する（第２の透明基板配設工程）。
この第２の透明基板配設工程に際しては、各第２透明電極３２と各光透過領域４０とが対向する状態となるように、第１の透明基板２１と第２の透明基板２２との位置を調整制御する。

そして、図１８（ｆ）のように、第１の透明基板２１と第２の透明基板２２とで挟まれた空隙（空間）５５に電気泳動部材５０を充填する（泳動素子充填工程）。

第１透明電極３１，第２透明電極３２，及び第３透明電極３３の膜厚は、いずれも１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲が好適であり、本第１実施形態では、これら全ての透明電極の膜厚が１００［ｎｍ］となるように調整した。

以上のように、本第１実施形態における調光素子の製造方法は、上述した各工程（第１透明電極形成工程，感光性樹脂積層工程，露光光照射工程，透過領域形成工程，第２の透明基板配設工程，泳動素子充填工程）を含んで構成されている。

次に、調光素子１１の製造方法を、図１８に加え、離隔距離ｈ１を確保するために用いるスペーサを示す図１９を参照して、更に詳しく説明する。

まず、ガラス，ＰＥＴ，ＰＣ，又はＰＥＮからなる第１の透明基板２１の主面に、ＩＴＯやＺｎＯ，ＩＧＺＯ，導電性ナノワイヤー等の内からＩＴＯを採択して第１透明電極３１を形成し（図１８（ａ）：第１透明電極形成工程）、その上に透明感光性樹脂層４５を形成する（図１８（ｂ）：感光性樹脂積層工程）。

透明感光性樹脂層４５の形成方法としては、例えば、スリットダイコータ，ワイヤコータ，アプリケータ，ドライフィルム転写，スプレイ塗布，スクリーン印刷等といった成膜方法の何れかを用いることができる。
透明感光性樹脂層４５の厚さは、３０［μｍ］〜３００［μｍ］の範囲内が妥当であり、本第１実施形態では、上記成膜方法を用いて、その厚さが６０［μｍ］となるように形成した。

また、透明感光性樹脂層４５に用いる透明感光性樹脂として、本第１実施形態では、化薬マイクロケム（Microchem）社の化学増幅型フォトレジスト（商品名「ＳＵ−８」）を採用した。この透明感光性樹脂の特徴は、次のとおりである。

第１の特徴は、紫外線を照射することにより光開始剤が酸を発生し、このプロトン酸を触媒として硬化性モノマーを重合させるエポキシ系（具体的にはビスフェノールＡノボラックのグリシジルエーテル誘導体）のネガレジストであるという点にある。
第２の特徴は、可視光領域において、非常に透明性の高い特性を有しているという点である。

第３の特徴としては、透明感光性樹脂に含まれる硬化性モノマーは、硬化前の分子量が比較的小さいため、シクロペンタノンやプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＥＧＭＥＡ），ガンマブチルラクトン（ＧＢＬ），イソブチルケトン（ＭＩＢＫ）などの溶媒に非常に良く溶けることから、厚膜形成が容易であるという点が挙げられる。

第４の特徴は、近紫外領域の波長においても光透過性が非常に良いため、厚膜であっても紫外線を透過させるという特徴を有している点である。

第５の特徴は、前述したような各特徴を有することから、アスペクト比が３以上の高アスペクト比のパターンを形成できるという点にある。

第６の特徴は、硬化性モノマーには官能基が多く存在していることから、硬化後、非常に高密度な架橋となり、熱的にも化学的にも非常に安定であるという点である。このため、パターン形成後の加工も容易となる。

もっとも、透明感光性樹脂である化学増幅型フォトレジスト（商品名「ＳＵ−８」）と同様の特性を有する他の光硬化性材料を、透明感光性樹脂層４５の構成材料として用いるようにしてもよい。

次に、上述した露光光照射工程では、フォトマスク９０のマスクパターン９１を用いて、透明感光性樹脂層４５をパターニングする（図１８（ｃ）：露光光照射工程）。

この露光光照射工程での露光に用いる露光光９５は平行光であり、本第１実施形態では、図１８（ｃ）に示す通り、積層方向に対して平行な方向に出射する。
露光光９５の光源としては、ＵＶ光源を用いており、本第１実施形態では、波長３６５［ｎｍ］のＵＶ光を露光光９５として照射した。また、この照射の際の露光量は、５０［ｍＪ／ｃｍ^２］〜５００［ｍＪ／ｃｍ^２］の範囲内が好適であり、本第１実施形態では、これを２００［ｍＪ／ｃｍ^２］とした。

上記露光の後には、透明感光性樹脂層４５に現像を施し、次に熱アニール（熱アニール処理）を１２０［℃］かつ３０［分］という条件で実施することにより、透明感光性樹脂層４５に、複数に区画された光透過領域４０が形成される。各光透過領域４０相互間のスペース幅は、５［μｍ］となるように形成されている（図１８（ｄ）：透過領域形成工程）。
なお、上記化学増幅型フォトレジスト（商品名「ＳＵ−８」）で形成された光透過領域４０の屈折率は、１．５〜１．６となる。

続いて、光透過領域４０の上に、第２透明電極３２と複数の第３透明電極３３とを備えた第２の透明基板２２を配置させる（図１８（ｅ）：第２の透明基板配設工程）。
第２透明電極３２及び第３透明電極３３は、双方共に複数の電極から成り、これらは図１８（ｅ）等に示すように、一定の間隔をあけて交互に配置されている。

この第２の透明基板配設工程では、後述する泳動素子充填工程にて充填する電気泳動部材５０を有効に機能させるための空隙５５を確保すべく、図１９に示すように、光透過領域４０と第２透明電極３２との間にスぺーサ５６を配置する。
このスぺーサ５６により、離隔距離ｈ１を確保することができ、電気泳動部材５０を充填する空隙５５を形成することが可能となる。なお、スペーサ５６は、そのうちの一部又は全部が遮光性を有する遮光スペーサから構成される。

そして、第２の透明基板２２を、第１の透明基板２１の外周部との間で接着剤（図示せず）を用いて固定する。この接着剤としては、熱硬化性，ＵＶ硬化性の何れを用いてもよい。

最後に、第１の透明基板２１上の第１透明電極３１及び光透過領域４０と、第２の透明基板２２及びそこに形成された第２透明電極３２，第３透明電極３３との間に形成された空隙５５に、電気泳動粒子５１と分散剤５２との混合物である電気泳動部材５０を充填する。電気泳動粒子１４１には、予め表面電荷が付与されている（図１８（ｆ）：泳動素子充填工程）。

（第１実施形態の効果等）
既存の光線方向制御素子をガラス内臓ブラインドとして搭載する場合には、広い可視範囲の状態及び狭い可視範囲の状態を実現することはできるが、基板全面を遮光する状態を実現することはできないという問題があった。また、既存のエレクトロクロミック素子による調光機能では、実現できる調光状態が、透明状態と遮光状態の２種類のみに限られているという不都合があった。

しかしながら、本第１実施形態における調光素子１１では、第１の透明基板２１上の第１透明電極３１に対向する位置に、互いに離間した複数の光透過領域４０及び電気泳動部材５０を介して、各第２透明電極３２及び各第３透明電極３３を設けるという構成を採ったため、その全面を低濃度に遮光する状態（低濃度全面遮光モード），その全面を高濃度に遮光する状態（高濃度全面遮光モード），その正面方向は透光状態にあり斜め方向のみを遮光した状態（狭視野モード），その正面及び斜め方向が共に良好な透光性を有する状態（広視野モード）という４つの調光状態を任意に実現することができる。

すなわち、光の遮光度合いを任意に制御すると共に、透過光の射出方向の範囲を制御することができるため、使用環境の変化や要求に応じて透過光の透過状態を有効に調整制御することが可能となる。

〔第２実施形態〕
本発明における調光素子の第２実施形態を図２０に基づいて説明する。前述した第１実施形態と同等の構成部材には同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。

本第２実施形態における調光素子１２は、図２０に示すように、第１透明電極３１と光透過領域４０との間に第１の層間絶縁膜（第１電極上絶縁膜）６１を配置している点に特徴があり、この点において前述の第１実施形態と相違する。

この第１の層間絶縁膜６１の膜厚は、１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲が好適であり、本第２実施形態では、当該膜厚が１００［ｎｍ］となるように形成した。
第１の層間絶縁膜６１の構成材料としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜，シリコン酸窒化膜等を用いることができ、本第２実施形態ではシリコン酸化膜を採用した。

（第２実施形態の効果等）
以上のように、本第２実施形態における調光素子１２では、第１透明電極３１と光透過領域４０との間に、絶縁膜である第１の層間絶縁膜６１が形成されているため、電気泳動部材５０と第１透明電極３１との接触を回避することができる。
したがって、かかる構成によれば、第１透明電極３１への電気泳動粒子５１の付着等を防ぐことができるため、狭視野モードと広視野モードにおける透過率が安定した調光素子を提供することが可能となる。
その他の構成及び製造方法にかかる工程については、前述の第１実施形態において述べた内容と同様であり、他に生じる作用及び効果も同様である。

〔第３実施形態〕
本発明における調光素子の第３実施形態を図３１に基づいて説明する。前述した第２実施形態と同等の構成部材には同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。

本第３実施形態における調光素子１６は、図３１に示すように、第１透明電極３１と光透過領域４０との間に第１の層間絶縁膜（第１電極上絶縁膜）６１を配置しているのに加えて、第２透明電極３２及び第３透明電極３３の表面に第４の層間絶縁膜（第２、第３電極上絶縁膜）６４を配置している点に特徴があり、この点において前述の第２実施形態と相違する。

この第４の層間絶縁膜６４の膜厚は、１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲が好適であり、本第３実施形態では、当該膜厚が１００［ｎｍ］となるように形成した。
第４の層間絶縁膜６４の構成材料としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜，シリコン酸窒化膜等を用いることができ、本第３実施形態ではシリコン酸化膜を採用した。
（第３実施形態の効果等）

以上のように、本第３実施形態における調光素子１６では、第２透明電極３２及び第３透明電極３３の表面に、絶縁膜である第４の層間絶縁膜６４が形成されているため、電気泳動部材５０と第２透明電極３２及び第３透明電極３３との接触を回避することができる。
したがって、かかる構成によれば、第２透明電極３２及び第３透明電極３３への電気泳動粒子５１の付着等を防ぐことができるため、狭視野モードと広視野モードにおける透過率が安定した調光素子を提供することが可能となる。
その他の構成及び製造方法にかかる工程については、前述の第１乃至第２実施形態において述べた内容と同様であり、他に生じる作用及び効果も同様である。

〔第４実施形態〕
本発明における調光素子の第４実施形態を図２１に基づいて説明する。上述した第１乃至第３実施形態と同等の構成部材には同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。

本第４実施形態における調光素子１３は、図２１に示すように、第２透明電極３２と第３透明電極３３とを隔てる位置に第２の層間絶縁膜（第２電極上絶縁膜）６２が形成されている点に特徴があり、この点において前述の第１実施形態と相違する。

より具体的に説明すると、第２の透明基板２２の表面には第２透明電極３２のみを配置し、この第２透明電極３２が形成された第２の透明基板２２の上に第２の層間絶縁膜６２を形成した上で、この第２の層間絶縁膜６２の表面であり且つ第２透明電極３２とは重ならない位置（積層方向について重ならない位置）に第３透明電極３３が配置されている。

かかる構成の場合は、第２の層間絶縁膜６２と各光透過領域４０との間に、上述した第１実施形態と同様のスペーサ（図示せず）を介在させることにより（図１９参照）、離隔距離ｈ２を保持し、これにより第２透明電極３２と各光透過領域４０との間にも一定の距離を確保するという構成を採っている。

第２の層間絶縁膜６２の膜厚は、１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲が好適であり、本第４実施形態では、当該膜厚が１００［ｎｍ］となるように形成した。
第２の層間絶縁膜６２の構成材料としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜，シリコン酸窒化膜等を用いることができ、本第４実施形態ではシリコン酸化膜を採用した。

（第４実施形態の効果等）
以上のように、本第４実施形態における調光素子１３では、第２透明電極３２と第３透明電極３３とを、第２の層間絶縁膜６２を介して異なる層に配置するという構成を採ったため、第２透明電極３２と第３透明電極３３との絶縁性を容易に確保することができる。したがって、第２透明電極３２と第３透明電極３３との短絡に因る動作不良等の発生を抑止することができ、その結果、動作安定性が向上した調光素子を提供することが可能となる。尚、図３２に示すように、第３の層間絶縁膜６３を介して、第２透明電極３２を空隙５５側に配置して第３透明電極３３を第２の透明基板２２側に配置するという構成でも、同様の効果が得られる。
その他の構成及び製造方法にかかる工程については、前述の第１実施形態において述べた内容と同様であり、他に生じる作用及び効果も同様である。

〔第５実施形態〕
本発明における調光素子の第５実施形態を図２２に基づいて説明する。ここでは、上述した第１乃至第４実施形態と同等の構成部材に同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。

本第５実施形態における調光素子１４は、図２２に示すように、前述の第４実施形態における構造に加えて、第３透明電極３３が形成された第２の層間絶縁膜６２の表面上に、さらに第３の層間絶縁膜（第３電極上絶縁膜）６３を配置している点に特徴がある。

かかる構成の場合は、第３の層間絶縁膜６３と各光透過領域４０との間に、上述した第１実施形態と同様のスペーサ（図示せず）を介在させることにより（図１９参照）、離隔距離ｈ３を保持し、これにより第２透明電極３２と各光透過領域４０との間にも一定の距離を確保するという構成を採っている。

この第３の層間絶縁膜６３の膜厚は、１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲が好適であり、本第５実施形態では、当該膜厚が１００［ｎｍ］となるように形成した。
第３の層間絶縁膜６３の構成材料としても、第２の層間絶縁膜６２と同様に、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜，シリコン酸窒化膜等を用いることができ、本第５実施形態ではシリコン酸化膜を採用した。

（第５実施形態の効果等）
以上のように、本第５実施形態における調光素子１４では、第３透明電極３３を配設した第２の層間絶縁膜６２の表面上に、さらに第３の層間絶縁膜６３を形成するという構成を採ったため、電気泳動部材５０と第３透明電極３３との接触を回避することができる。
すなわち、かかる構成によれば、第３透明電極３３への電気泳動粒子５１の付着等が発生しないため、その結果、狭視野モード及び広視野モードにおける透過率の安定性が向上した調光素子を提供することができる。

また、第２透明電極３２及び第３透明電極３３を形成した第２の透明基板２２上に、これら各透明電極を覆うように絶縁膜を設けるという構成を採ってもよい。このようにしても、電気泳動部材５０と第３透明電極３３との接触を防止でき、第３透明電極３３に電気泳動粒子５１が付着するといった事態を回避することが可能となるため、調光素子における透過率の安定性を向上させることができる。

その他の構成及び製造方法にかかる工程については、前述の第１又は第４実施形態において述べた内容と同様であり、他に生じる作用及び効果も同様である。

〔第６実施形態〕
本発明における調光素子の第６実施形態を図２３に基づいて説明する。前述した第１乃至第５実施形態と同等の構成部材には同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。

本第６実施形態における調光素子１５は、図２３に示すように、前述の第５実施形態における構造に加えて、上述した第２実施形態と同様の構成部材である第１の層間絶縁膜６１を第１透明電極３１と光透過領域４０との間に配置している。

したがって、本第６実施形態においても、この第１の層間絶縁膜６１の構成材料としてシリコン酸化膜を採用すると共に、その膜厚が１００［ｎｍ］となるように形成した。

（第６実施形態の効果等）
以上のように、本第６実施形態における調光素子１５には、前述した第５実施形態における構造に加えて、第１透明電極３１と光透過領域４０との間にも絶縁膜である第１の層間絶縁膜６１が形成されているため、電気泳動部材５０と第１透明電極３１との接触をも回避することが可能となる。
すなわち、かかる構成によれば、第３透明電極３３への電気泳動粒子５１の付着等に加え、第１透明電極３１への電気泳動粒子５１の付着等をも防止することができるため、上述した４つの動作モード（低濃度全面遮光モード，高濃度全面遮光モード，狭視野モード，広視野モード）において総合的に透過率の安定性を向上することが可能となる。

また、図２３では、前述の第５実施形態に準じた構造を示しているが、上記第２実施形態のように第２透明電極３２上にのみ第１の層間絶縁膜６１が形成されている構造（第３透明電極３３のみが露出している構造）に加えて、上記同様に第１の層間絶縁膜６１を配置するという構成を採ってもよい。
その他の構成及び製造方法にかかる工程については、前述の第１乃至第５実施形態において述べた内容と同様であり、他に生じる作用及び効果も同様である。

〔第７実施形態〕
本発明における調光素子の第７実施形態を図３３に基づいて説明する。前述した第１実施形態と同等の構成部材には同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。

本第７実施形態における調光素子１８は、図３３に示すように、第１の透明基板２１の表面に導電性遮光パターン３８を配置している点に特徴があり、この点において前述の第１実施形態と相違する。

この導電性遮光パターン３８の膜厚は、１０［ｎｍ］から１０００［ｎｍ］の範囲が好適であり、本第７実施形態では、当該膜厚が３００［ｎｍ］となるように形成した。導電性遮光パターン３８の構成材料としては、アルミニウムやクロム，銅，酸化クロム，カーボンナノチューブ等の遮光性導電材料を好適に採用することができ、本第７実施形態では、アルミニウムを採用した。

次に、本第７実施形態にかかる調光素子１８の製造方法を、その各工程を例示する図３７に基づいて説明する。

まず、図３７（ａ）のように、第１の透明基板２１の表面（主面）に導電性遮光パターン３８を形成し（遮光パターン形成工程）、次いで、図３７（ｂ）のように、導電性遮光パターン３０が形成された第１の透明基板２１の主面側に、ネガ型のフォトレジスト膜として透明感光性樹脂層４５を積層して形成する（感光性樹脂積層工程）。なお、透明感光性樹脂層４５は、後述する透過領域形成工程を経て光透過領域４０となる部材である。

次に、図３７（ｃ）のように、導電性遮光パターン３８をフォトマスクとして用い、第１の透明基板２１の裏面側から露光光９５を照射することにより、透明感光性樹脂層４５を露光する、（露光光照射工程）。

次いで、露光された透明感光性樹脂層４５に対して現像処理を施すことにより、図３７（ｄ）に示すような、互いに離間した複数の光透過領域４０を形成する（透過領域形成工程）。

続いて、図３７（ｅ）のように、光透過領域４０の表面上に、空隙５５を介して、第２透明電極３２及び第３透明電極３３を備えた第２の透明基板２２を設置する（透明基板設置工程）。尚光透過領域４０と第２透明電極３２及び第３透明電極３３の間には、図１９と同様にスペーサーを設置することで空隙５５を配置してもよい。

そして、図３７（ｆ）のように、導電性遮光パターン３８と光透過領域４０と第２透明電極３２及び第３透明電極３３とで形成された空隙に、電気泳動部材５０を充填する（泳動素子充填工程）。

ここで、図３３に示す調光素子１８では、第１実施形態に示した調光素子１１と同様に、外部からの信号に応じて第２,第３透明電極及び導電性遮光パターン（３２，３３，３８）に印加する電界を調整し当該各電極（３２，３３）及び導電性遮光パターン３８それぞれの極性を変化させる電界印加制御手段３５を有する、という構成を採っている。

すなわち第１実施形態に示した調光素子１１と同様に、電界印加制御手段３５が、ユーザの操作等に伴う外部信号に応じて上記４つの動作モードにかかる切替制御を行うようにしてもよく、また、外光等の明るさの度合いを検知するセンサを併設すると共に、当該センサからの信号に応じて適宜動作モードの切替制御を実行するように構成してもよい。

（第７実施形態の効果等）
以上のように、本第７実施形態における調光素子１８では、第１透明電極３１を介さずに第１の透明基板２１の表面に直接光透過領域４０が配置されているため、透過率の上昇が可能となる。
その他の構成及び製造方法にかかる工程については、前述の第１実施形態において述べた内容と同様であり、他に生じる作用及び効果も同様である。

また図３４に示すように、導電性遮光パターン３８と光透過領域４０との間に第１の層間絶縁膜６１を配置して、第２透明電極３２及び第３透明電極３３の表面に第４の層間絶縁膜（第２、第３電極上絶縁膜）６４を配置した場合は、第３実施形態と同様の作用及び効果が得られる。

また図３５に示すように、第４実施形態と同様に第２の層間絶縁膜（第２電極上絶縁膜）６２を介して第２透明電極３２と第３透明電極３３を配置することで、第４実施形態と同様の作用及び効果が得られ、また図３６に示すように、前述の第６実施形態と同様に、第２の層間絶縁膜（第２電極上絶縁膜）６２を介して配置した第２透明電極３２と第３透明電極３３の表面に第３の層間絶縁膜（第３電極上絶縁膜）６３を配置して、さらに第１の層間絶縁膜６１を介して導電性遮光パターン３８と光透過領域４０を配置してすることで、第６実施形態と同様の作用及び効果が得られる。

〔第８実施形態〕
以上説明した本発明の各実施形態における調光素子は、調光機能を有するスマートガラス等に適用することができる。その使用形態としては、ガラスの片側の面に配置して使用する形態や２枚のガラスの間に搭載する形態など、種々の使用形態が考えられる。

そこで、上記各実施形態における調光素子（１１乃至１５）を搭載することを想定したスマートガラスに係る本発明の第８実施形態を、図２４及び図２８に基づいて説明する。前述した第１乃至第７実施形態と同等の構成部材には同一の符号を用いるものとし、その説明は省略する。

また、図２４及び図２８では、上述した第１実施形態における調光素子１１を搭載したスマートガラスを例示しているが、上記他の実施形態における各調光素子（１２乃至２０等）を調光素子１１に替えて採用するようにしてもよい。

（ガラスの片側の面に配置した構成）
まず、調光素子１１をガラスの片面に張り付けた形態のスマートガラスについて、図２４及び図２５をもとに説明する。

図２４に示すように、調光機能を備えたスマートガラス１００は、ガラス７１と、このガラス７１の片面に配置された調光素子１１とから成る。ここで、ガラス７１は、窓用ガラスとして一般的に用いられるフロートガラスであり、透光性を有している。

調光素子１１は、上述した第１実施形態にて説明した通り、低濃度全面遮光モード，高濃度全面遮光モード，広視野モード，及び狭視野モードという４つの動作モードを実現することができる。
したがって、この調光素子１１を片面に搭載するスマートガラス１００によれば、上記４つの動作モードを適宜切り替えることで、周辺環境に応じた有意な調光制御が可能となる。

具体的には、調光素子１１を広視野モードにすれば、外部のすべての方向に対して透光性を確保した状態となり、調光素子１１を狭視野モードにすれば、正面方向のみ透光性を確保して斜め方向は遮光性を有した状態となる。

また、調光素子１１を高濃度全面遮光モードにすれば、外部のすべての方向に対して高濃度の遮光性を確保した状態となり、調光素子１１を低濃度全面遮光モードにすれば、正面方向が薄暗くて斜め方向は非常に暗い状態となる。

例えば、ガラス越しの視界を広範囲に確保したい場合には、広視野モードが好適であり、太陽光のような斜め上方からの入射光を遮りつつ正面方向の視界は確保したい場合は、狭視野モードが好適である。

また、日中のように、ガラス内部よりも外部の方が明るい状況下において、外部からの視界は遮断して、内部から外部へのある程度の視界は確保したいといった場合には、低濃度全面遮光モードが好適であり、ガラス越しの視界を完全に遮断したいような場合には、高濃度全面遮光モードが好適である。

このように、スマートガラス１００によれば、使用者の要求に応じて、調光素子１１の４つの動作モードに基づく４種類の調光状態を選択し実現することができる。

また、ガラス７１を屋外側に向けた状態でスマートガラス１００を配置する場合には、ガラス７１にＵＶ光を吸収及び遮断する機能を付与するようにしてもよい。
さらに、図２５に示すスマートガラス１１０のように、ガラス７１と調光素子１１の間にＵＶカットフィルム８１を配置するという構成を採ってもよい。
このように、紫外線を反射又は吸収させる機能を付加した構成を採れば、調光素子１１の動作状態が光の影響により劣化するといった不都合を低減することができるため、より動作信頼性の高いスマートガラスを提供することが可能となる。

また、調光素子１１の表面に、傷つきがないようにするハードコート層や、外光の写りこみを防止する反射防止層を形成するようにしてもよい。

（２枚のガラスの間に配置した構成）
次に、調光素子１１を２枚のガラスの間に配置して使用する形態スマートガラスについて、図２６乃至図２８をもとに説明する。

図２６に示すように、スマートガラス１２０は、第１ガラス７１と、第２ガラス７２と、これら２枚のガラスの間に設けられた調光素子１１とから成る。ここで、第１ガラス７１及び第２ガラス７２は、窓用ガラスとして一般的に用いられるフロートガラスであり、それぞれ透光性を有している。

このように、上記４つの動作モードを実現できる調光素子１１を２枚のガラスの間に搭載したスマートガラス１２０によれば、周辺環境に応じた有意な調光制御が可能となる。
また、スマートガラス１２０では、調光素子１１の両面がガラスでカバーされるように構成したため、調光素子１１を物理的に損傷する可能性が低くなり、同時に調光素子１１に対する機密性が高まることから、さらに信頼性の高い動作を実現することが可能となる。

加えて、より多くの光が入射する側に第１ガラス７１を向けた状態でスマートガラス１２０を配置すると共に、この第１ガラス７１として、ＵＶ光を遮断する機能が付与されたガラスを用いるようにしてもよい。

また、図２７に示すスマートガラス１３０のように、第１ガラス７１と調光素子１１との間にＵＶカットフィルム８１を配置するという構成を採ってもよい。
かかる場合は、より多くの光が入射するガラス側にＵＶカットフィルム８１を配置するという構成がより好適である（ここでは、第１ガラス７１を入光側ガラスとし、第２ガラス７２を出光側ガラスとする場合を想定している）。

このように、紫外線を遮断する機能を付加した構成を採れば、光に起因した調光素子１１の動作劣化を低減することができるため、より動作信頼性の高いスマートガラスを提供することが可能となる。

さらに、図２８に示すスマートガラス１４０のように、第１ガラス７１と調光素子１１との間にＵＶカットフィルム８１を配置すると共に、第２ガラス７２と調光素子１１との間に別のＵＶカットフィルム８２を配置するという構成を採ってもよい。
かかる構成によれば、調光素子１１の光による動作劣化をさらに低減することが可能となるため、スマートガラスの動作信頼性の更なる向上を図ることができる。

なお、上述した各実施形態は、調光素子及びスマートガラスにおける好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もある。しかし、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。

以下は、上述した実施形態についての新規な技術的内容の要点をまとめたものであるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。

（付記１）
第１の透明基板２１と、この第１の透明基板２１とは離れた位置に対向配置した第２の透明基板２２と、第１の透明基板２１の第２の透明基板２２に対向する面に配置した第１透明電極３１と、この第１透明電極３１と第２の透明基板２２との間に互いに離間するように配置した複数の光透過領域４０と、を備えると共に、
第２の透明基板２２の各光透過領域４０に対向する位置に、当該各光透過領域４０とは一定の距離を隔てた状態で配置した複数の第２透明電極３２と、
第２の透明基板２２側の各第２透明電極３２の間に所定の距離を置いて個別に配置した複数の第３透明電極３３と、
各第２透明電極３２及び各第３透明電極３３と前記各光透過領域４０とにより形成された空隙５５内に配置した遮光性の電気泳動粒子５１を含む電気泳動部材５０と、を有することを特徴とした調光素子。

（付記２）
前記付記１に記載の調光素子において、
第１透明電極３１の表面には第１電極上絶縁膜６１が配置されており、
各光透過領域４０は、第１電極上絶縁膜６１の上に配置されていることを特徴とする調光素子。

（付記３）
前記付記１又は２に記載の調光素子において、
第２の透明基板２２の上に、第２透明電極３２を覆うように第２電極上絶縁膜６２が配置されており、
第３透明電極３３は、第２電極上絶縁膜６２の上に配置されていることを特徴とする調光素子。

（付記４）
前記付記３に記載の調光素子において、
第２電極上絶縁膜６２の上に、第３透明電極３３を覆うように第３電極上絶縁膜６３が配置されていること、を特徴とする調光素子。

（付記５）
前記付記１乃至４の何れか１つに記載の調光素子において、
光透過領域４０と第２透明電極３２との間に、上記一定の距離の保持用部材であるスペーサ５６を有すること、を特徴とした調光素子。

（付記６）
前記付記１乃至５の何れか１つに記載の調光素子において、
外部からの信号に応じて第１,第２,及び第３透明電極（３２，３２，３３）に印加する電界を調整し当該各透明電極（３２，３２，３３）それぞれの極性を変化させる電界印加制御手段３５を有することを、特徴とした調光素子。

（付記７：高濃度全面遮光モード）
前記付記６に記載の調光素子において、
電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１に対する第３透明電極３３の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷とは逆の極性にし、第２透明電極３２と第３透明電極３３とを同電位にすることで、電気泳動粒子５１を第２の透明基板２２の近傍に配置させること、を特徴とする調光素子。

（付記８：狭視野モード）
前記付記６又は７に記載の調光素子において、
電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１と第３透明電極３３とを同電位にし、第３透明電極３３に対する第２透明電極３２の相対電位を電気泳動粒子５１の表面電荷と同じ極性にすることで、電気泳動粒子５１を、第２透明電極３２と各光透過領域４０との間の間隙５５Ａを除く領域に（第３透明電極３３が配置された積層方向の領域で且つ各光透過領域４０相互間の第１透明電極３１から第３透明電極３３に至る全域に）配置させること、を特徴とした調光素子。

（付記９：広視野モード）
前記付記６乃至８の何れか１つに記載の調光素子において、
電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１に対する第３透明電極３３の相対電位を、電気泳動粒子５１の表面電荷と同じ極性にし、第２透明電極３２と第３透明電極３３を同電位にすることで、電気泳動粒子５１を第１透明電極３１の近傍に配置させること、を特徴とした調光素子。

（付記１０：低濃度全面遮光モード）
前記付記６乃至９の何れか１つに記載の調光素子において、
電界印加制御手段３５が、第１透明電極３１と第２透明電極３２と第３透明電極３３とを同電位とすることにより、電気泳動粒子５１を、電気泳動部材５０が配置された空隙５５内のすべての領域に配置させること、を特徴とした調光素子。

（付記１１）
透光性を有するガラス７１と、このガラス７１の表面に配置された前記付記１乃至１０のいずれか１つに記載の調光素子と、を備えたことを特徴とするスマートガラス。

（付記１２）
透光性を有する第１のガラス７１と、
この第１のガラス７１に対向させて配置した透光性を有する第２のガラス７２と、
第１のガラス７１と第２のガラス７２との間に配置された前記付記１乃至１０のいずれか１つに記載の調光素子と、を備えたことを特徴とするスマートガラス。

（付記１３）
第１の透明基板と、この第１の透明基板とは離れた位置に対向配置した第２の透明基板と、前記第１の透明基板の前記第２の透明基板に対向する面に配置した導電性遮光パターンと、この導電性遮光パターンと前記第２の透明基板との間に互いに離間するように配置した複数の光透過領域と、を備えると共に、
前記第２の透明基板の前記各光透過領域に対向する位置に、当該各光透過領域とは一定の距離を隔てた状態で配置した複数の第２透明電極と、
前記第２の透明基板側の前記各第２透明電極の間に所定の距離を置いて個別に配置した複数の第３透明電極と、
前記各第２透明電極及び各第３透明電極と前記各光透過領域とにより形成された空隙内に配置した遮光性の電気泳動粒子を含む電気泳動部材と、を有することを特徴とした調光素子。

（付記１４）
前記付記１３に記載の調光素子において、
前記導電性遮光パターンの表面には第１の層間絶縁膜が配置されており、
前記各光透過領域は、この第１の層間絶縁膜の上に配置されていること、を特徴とする調光素子。

（付記１５）
前記付記１３又は１４に記載の調光素子において、
前記第２の透明基板の上に、前記第２透明電極を覆うように第２電極上絶縁膜が配置されており、
前記第３透明電極は、この第２電極上絶縁膜の上に配置されていること、を特徴とする調光素子。

（付記１６）
前記付記１５に記載の調光素子において、
前記第２電極上絶縁膜の上に、前記第３透明電極を覆うように第３電極上絶縁膜が配置されていること、を特徴とする調光素子。

（付記１７）
前記付記１３乃至１６の何れか１つに記載の調光素子において、
前記光透過領域と前記第２透明電極との間に、前記一定の距離の保持用部材であるスペーサを有すること、を特徴とした調光素子。

（付記１８）
前記付記１３乃至１７の何れか１つに記載の調光素子において、
外部からの信号に応じて前記第２,第３透明電極及び導電性遮光パターンに印加する電界を調整し当該各透明電極それぞれの極性を変化させる電界印加制御手段を有すること、を特徴とした調光素子。

この出願は２０１４年３月１８日に出願された日本出願特願２０１４−０５４７６１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、透過光の射出方向の範囲や透過率の制御にかかる種々の装置等に広く適用することができる。例えば、スマートガラスなどに用いられる調光用の素子として利用可能である。

１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０ 調光素子
２１ 第１の透明基板
２２ 第２の透明基板
２５ 調光素子
３１ 第１透明電極
３２ 第２透明電極
３３ 第３透明電極
３５ 電界印加制御手段
３８ 導電性遮光パターン
４０ 光透過領域
４０ａ 第２透明電極の幅
４０ｂ 第３透明電極の幅
４５ 透明感光性樹脂層（フォトレジスト膜）
５０ 電気泳動部材（電気泳動素子）
５１ 電気泳動粒子
５２ 分散剤
５５ 空隙
５５Ａ 間隙
５６ スペーサ
６１ 第１の層間絶縁膜（第１電極上絶縁膜）
６２ 第２の層間絶縁膜（第２電極上絶縁膜）
６３ 第３の層間絶縁膜（第３電極上絶縁膜）
６４ 第４の層間絶縁膜（第２、第３電極上絶縁膜）
７１ 第１ガラス（ガラス，入光側ガラス）
７２ 第２ガラス（出光側ガラス）
８１ ＵＶカットフィルム
８２ 別のＵＶカットフィルム
９０ フォトマスク
９１ マスクパターン
９５ 露光光
１００，１１０，１２０，１３０ スマートガラス
２１０，３１０ 光線方向制御素子
２２１，２２２，３２１ 透明基板
３２２ 別の透明基板
２３１，２３２，３３１ 透明導電膜
３３２ 別の透明導電膜
２４０，３４０ 光透過領域
２５０，３５０ 電気泳動素子
４５０ 光（入射光）

Claims (14)

1. 第１の透明基板と、この第１の透明基板とは離れた位置に対向配置した第２の透明基板と、前記第１の透明基板の前記第２の透明基板に対向する面に配置した第１透明電極と、この第１透明電極と前記第２の透明基板との間に互いに離間するように配置した透明部材からなる複数の光透過領域と、を備えると共に、
   前記第２の透明基板の前記各光透過領域に対向する位置に、当該各光透過領域とは一定の距離を隔てた状態で配置した複数の第２透明電極と、
   前記第２の透明基板側の前記各第２透明電極の間に所定の距離を置いて個別に配置した複数の第３透明電極と、
   前記各第２透明電極及び各第３透明電極と前記各光透過領域との間並びに前記各光透過領域の相互間により形成された空隙内に充填された遮光性の電気泳動粒子を含む電気泳動部材と、を有することを特徴とした調光素子。
2. 前記請求項１に記載の調光素子において、
   前記第１透明電極の表面には第１電極上絶縁膜が配置されており、
   前記各光透過領域は、この第１電極上絶縁膜の上に配置されていること、を特徴とする調光素子。
3. 前記請求項１又は２に記載の調光素子において、
   前記第２の透明基板の上に、前記第２透明電極を覆うように第２電極上絶縁膜が配置されており、
   前記第３透明電極は、この第２電極上絶縁膜の上に配置されていること、を特徴とする調光素子。
4. 前記請求項３に記載の調光素子において、
   前記第２電極上絶縁膜の上に、前記第３透明電極を覆うように第３電極上絶縁膜が配置されていること、を特徴とする調光素子。
5. 前記請求項１乃至４の何れか１つに記載の調光素子において、
   前記光透過領域と前記第２透明電極との間に、前記一定の距離の保持用部材であるスペーサを有すること、を特徴とした調光素子。
6. 前記請求項１乃至５の何れか１つに記載の調光素子において、
   外部からの信号に応じて前記第１,第２,及び第３透明電極に印加する電界を調整し当該各透明電極それぞれの極性を変化させる電界印加制御手段を有すること、を特徴とした調光素子。
7. 第１の透明基板と、この第１の透明基板とは離れた位置に対向配置した第２の透明基板と、前記第１の透明基板の前記第２の透明基板に対向する面に配置した遮光性導電材料からなる導電性遮光パターンと、この導電性遮光パターンの前記遮光性導電材料の部分と前記第２の透明基板との間に互いに離間するように配置した透明部材からなる複数の光透過領域と、を備えると共に、
   前記第２の透明基板の前記各光透過領域に対向する位置に、当該各光透過領域とは一定の距離を隔てた状態で配置した複数の第２透明電極と、
   前記第２の透明基板側の前記各第２透明電極の間に所定の距離を置いて個別に配置した複数の第３透明電極と、
   前記各第２透明電極及び各第３透明電極と前記各光透過領域との間並びに前記各光透過領域の相互間により形成された空隙内に充填された遮光性の電気泳動粒子を含む電気泳動部材と、を有することを特徴とした調光素子。
8. 前記請求項７に記載の調光素子において、
   前記導電性遮光パターンの表面には第１の層間絶縁膜が配置されており、
   前記各光透過領域は、この第１の層間絶縁膜の上に配置されていること、を特徴とする調光素子。
9. 前記請求項７又は８に記載の調光素子において、
   前記第２の透明基板の上に、前記第２透明電極を覆うように第２電極上絶縁膜が配置されており、
   前記第３透明電極は、この第２電極上絶縁膜の上に配置されていること、を特徴とする調光素子。
10. 前記請求項９に記載の調光素子において、
    前記第２電極上絶縁膜の上に、前記第３透明電極を覆うように第３電極上絶縁膜が配置されていること、を特徴とする調光素子。
11. 前記請求項７乃至１０の何れか１つに記載の調光素子において、
    前記光透過領域と前記第２透明電極との間に、前記一定の距離の保持用部材であるスペーサを有すること、を特徴とした調光素子。
12. 前記請求項７乃至１１の何れか１つに記載の調光素子において、
    外部からの信号に応じて前記第２,第３透明電極及び導電性遮光パターンに印加する電界を調整し当該各透明電極それぞれの極性を変化させる電界印加制御手段を有すること、を特徴とした調光素子。
13. 透光性を有するガラスと、このガラスの表面に配置された前記請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の調光素子と、を備えたことを特徴とするスマートガラス。
14. 透光性を有する第１のガラスと、
    この第１のガラスに対向させて配置した透光性を有する第２のガラスと、
    前記第１のガラスと前記第２のガラスとの間に配置された前記請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の調光素子と、を備えたことを特徴とするスマートガラス。

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