(57)【要約】【課題】  光学特性が素子面内において一様である光学素子を提供する。【解決手段】  当該光学素子は、下側基板の表面に、敷き詰められるように設けられる複数の下側電極であって、該下側基板面内の第１の方向に並んで隣接する第１および第２の下側電極部を少なくとも含む下側電極と、上側基板の表面に、敷き詰められるように設けられる複数の上側電極であって、前記第１の下側電極部と向い合う第１の上側電極部と、前記第１の下側電極部の一部および前記第２の下側電極部と向い合う第２の上側電極部と、を少なくとも含む上側電極と、前記第１の下側電極部と前記第２の上側電極部とに挟持され、該第１の下側電極部と該第２の上側電極部とを電気的に接続する導通部材であって、前記下側基板または前記上側基板に平行な仮想平面上に投影したときに、前記１の下側電極部と前記第２の上側電極部とが重なる重畳領域に選択的に配置される導通部材と、を少なくとも有する。【選択図】  図３−１
2020154249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される下側基板および上側基板と、
前記下側基板の前記上側基板と対向する面に、敷き詰められるように設けられる複数の下側電極であって、該下側基板面内の第１の方向に並んで隣接する第１および第２の下側電極部を少なくとも含む下側電極と、
前記上側基板の前記下側基板と対向する面に、敷き詰められるように設けられる複数の上側電極であって、前記第１の下側電極部と向い合う第１の上側電極部と、前記第１の下側電極部の一部および前記第２の下側電極部と向い合う第２の上側電極部と、を少なくとも含む上側電極と、
前記第１の下側電極部と前記第２の上側電極部とに挟持され、該第１の下側電極部と該第２の上側電極部とを電気的に接続する導通部材であって、前記下側基板または前記上側基板に平行な仮想平面上に投影したときに、前記１の下側電極部と前記第２の上側電極部とが重なる重畳領域に選択的に配置される導通部材と、
前記下側基板と前記上側基板との間に充填される電解質層と、
を有する光学素子。
【請求項２】
前記第１の下側電極部と前記導通部材との間、および、前記第２の上側電極部と前記導通部材との間、に配置され、該第１の下側電極および該第２の上側電極よりも低い抵抗率を有する低抵抗部材と、をさらに有する請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記低抵抗部材は、前記１の下側電極部と前記第２の上側電極部とが重なる重畳領域内において前記第１の方向と交差する第２の方向に伸長して設けられており、前記導通部材が形成されている位置よりも、該導通部材が形成されていない位置のほうが細く形成されている、請求項２に記載の光学素子
【請求項４】
前記下側電極の表面に形成され、酸化状態であるかまたは還元状態であるかに応じて光学状態が変化する第１の電気化学層と、をさらに有する請求項１〜３いずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記上側電極の表面に形成され、酸化状態であるかまたは還元状態であるかに応じて光学状態が変化する第２の電気化学層と、をさらに有する請求項４に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２種の光学状態を切り替えることができる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学状態を切り替えることができる光学素子が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、いわゆるエレクトロデポジション素子が開示されている。エレクトロデポジション素子は、主に、対向配置される一対の透明電極と、その一対の透明電極に挟持され、銀を含むエレクトロデポジション材料を含有する電解質層と、を有する。
【０００４】
電解質層はほぼ透明であり、定常時（電圧無印加時）、エレクトロデポジション素子は透明状態となる。一対の透明電極間に電圧を印加すると、電気化学反応（酸化・還元反応）により、電解質層のエレクトロデポジション材料（銀）が、電極上に析出・堆積する。平坦な電極の表面に析出・堆積するエレクトロデポジション材料は鏡面を構成し、エレクトロデポジション素子は鏡面（光反射）状態となる。
【０００５】
特許文献２には、いわゆるエレクトロケミカルルミネッセンス素子が開示されている。一対の基板及び透明電極に挟持されたエレクトロケミカルルミネッセンス材料を含む層を有している。電圧の印加によるカチオンラジカルとアニオンラジカルの励起と失活により発光を生じさせる。
【０００６】
特許文献３，４には、いわゆるエレクトロクロミック素子が開示されている。一対の基板及び透明電極に挟持されたエレクトロクロミック材料を含む層を有している。電圧の印加によりエレクトロクロミック材料が電気化学反応により分子構造を変化させ、変色を生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１８１３８９号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４１４３号公報
【特許文献３】特開２００４−１７０６１３号公報
【特許文献４】特表２００５−５２１１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電気化学反応を利用した光学素子では、素子サイズが大きくなると、一般に、その光学特性が位置によってバラつく。
【０００９】
本発明の主な目的は、素子面内において一様な光学特性を有する光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の主な観点によると、対向配置される下側基板および上側基板と、前記下側基板の前記上側基板と対向する面に、敷き詰められるように設けられる複数の下側電極であって、該下側基板面内の第１の方向に並んで隣接する第１および第２の下側電極部を少なくとも含む下側電極と、前記上側基板の前記下側基板と対向する面に、敷き詰められるように設けられる複数の上側電極であって、前記第１の下側電極部と向い合う第１の上側電極部と、前記第１の下側電極部の一部および前記第２の下側電極部と向い合う第２の上側電極部と、を少なくとも含む上側電極と、前記第１の下側電極部と前記第２の上側電極部とに挟持され、該第１の下側電極部と該第２の上側電極部とを電気的に接続する導通部材であって、前記下側基板または前記上側基板に平行な仮想平面上に投影したときに、前記１の下側電極部と前記第２の上側電極部とが重なる重畳領域に選択的に配置される導通部材と、前記下側基板と前記上側基板との間に充填される電解質層と、を有する光学素子、が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、素子面内において一様な光学特性を有する光学素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１−１】、および
【図１−２】図１Ａ〜図１Ｃは、参考例によるエレクトロデポジション素子を示す平面図および断面図である。
【図２−１】、および
【図２−２】図２Ａ〜図２Ｃは、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す平面図および断面図である。
【図３−１】、および
【図３−２】図３Ａ〜図３Ｃは、第２の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す平面図および断面図である。
【図４−１】、および
【図４−２】図４Ａ〜図４Ｄは、第２の実施例によるエレクトロデポジション素子の変形例を示す平面図および断面図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す平面図および断面図である。
【図６】図６Ａは、第４の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す断面図であり、図６Ｂは、第５の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
最初に、参考例によるエレクトロデポジション素子（ＥＤ素子）を参照して、ＥＤ素子の基本的な構造および機能について説明する。
【００１４】
図１Ａ〜図１Ｃは、参考例によるＥＤ素子１１０を示す平面図および断面図である。図１Ａに示す平面図のなかのＩＢＣ−ＩＢＣ断面が、図１Ｂおよび図１Ｃに示す断面図に対応する。なお、図中に示す各構成部材の相対的なサイズや位置関係は、実際とは異なっている。
【００１５】
図１Ａに示すように、ＥＤ素子１１０は、主に、対向配置される下側および上側基板１０，２０と、下側および上側基板１０，２０の間に挟まれる電解質層（電解液）５１およびシール枠部材７０と、を備える。図中では、下側基板１０の、上側基板２０に隠れる部分、および、シール枠部材７０の輪郭を、破線で示す。
【００１６】
なお、下側および上側基板１０，２０各々の対向面には、外部電源に接続される電源接続電極１２ｐ，２２ｐが設けられている。図中において、上側基板２０に設けられる電源接続電極２２ｐの輪郭も破線で示す。電源接続電極１２ｐ，２２ｐは、横方向（幅方向，Ｘ方向，第１の方向）において、シール枠部材７０の外側であって電解質層５１の両側に、向かい合うように配置されている。また、電源接続電極１２ｐ，２２ｐ各々は、縦方向（長さ方向，Ｙ方向，第２の方向）に伸長する、たとえば矩形形状である。
【００１７】
下側および上側基板１０，２０が相互に重なる領域において、その周縁にシール枠部材７０が設けられている。下側および上側基板１０，２０、ならびに、シール枠部材７０によって画定される空間内に、電解液５１が充填される。シール枠部材７０に囲われ、電解液５１が充填する領域は、光学状態を切り替えることができるスイッチング領域Ａｓであり、そのサイズは、たとえば縦（長さ）２５０ｍｍ×横（幅）６４ｍｍである。
【００１８】
図１Ｂに示すように、下側基板１０は、透明基板１１の表面（対向面）に、透明電極１２が積層する構造を有する。また、上側基板２０は、透明基板２１の表面（対向面）に、透明電極２２が積層する構造を有する。透明電極１２，２２が、互いに向かい合うように配置されている。
【００１９】
透明基板１１，２１には、ガラス基板など、透光性を有する基板が用いられる。透明電極１２，２２には、たとえばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など、透光性および導電性を有する部材が用いられる。
【００２０】
下側電極１２の表面であって、シール枠部材７０の外側には、外部電源（たとえばその正極端子ないしコモン端子）に接続される電極１２ｐが設けられる。また、上側電極２２の表面であって、シール枠部材７０の外側にも、外部電源（たとえばその負極端子）に接続される電極２２ｐが設けられる。電源接続電極１２ｐ，２２ｐには、ＩＴＯなどの透明電極よりも電気抵抗率が低い（電気伝導度が高い）、たとえば銀などの金属部材ないし導電テープが用いられる。
【００２１】
シール枠部材７０は、樹脂部材などで構成され、下側ないし上側基板１０，２０面内において、下側および上側基板１０，２０の周縁に沿って閉じた形状で設けられる（図１Ａ参照）。下側および上側基板１０，２０の間隔（セルギャップ）は、シール枠部材７０および図示しないギャップコントロール剤により規定される。下側および上側基板１０，２０の間隔は、たとえば１００μｍ程度である。
【００２２】
電解質層（電解液）５１は、溶媒中にエレクトロデポジション（ＥＤ）材料（たとえば銀）が溶解しているものであり、下側および上側基板１０，２０、ならびに、シール枠部材７０により画定される空間内に充填されている。電解質層５１は、概ね透明であり、定常時（電圧無印加時）、ＥＤ素子１１０（スイッチング領域Ａｓ）は、全体として光透過状態を実現する。
【００２３】
ＥＤ素子１１０は、たとえば以下のように作製することができる。
【００２４】
上下基板１０，２０として、５Ω／□ＩＴＯ付ソーダ石灰ガラス基板を用意する。電極１２，２２となるＩＴＯ膜は、スパッタ、ＣＶＤ（化学気相成長）法、蒸着等により成膜することができる。またフォトリソグラフィにより、ＩＴＯ膜を所望の平面形状にパターニングすることも可能である。
【００２５】
上下基板１０，２０の一方、たとえば下側基板１０上に、ギャップコントロール剤を散布する。ギャップコントロール剤の径を選択することで、電解質層（電解液）５１の厚さ（セルギャップ）を、たとえば１μｍ〜５００μｍの範囲に調整することが可能である。
【００２６】
上下基板１０，２０の一方、たとえば下側基板１０上に、シール材を用いてメインシールパターン（一部が欠けた矩形のシールパターン）を形成する。たとえば紫外線硬化タイプのシール材、具体的には、株式会社スリーボンドホールディングス製のシール材（アクリル系樹脂材料）ＴＢ３０３５Ｂ（粘度５１Ｐａ・ｓ）を用いて形成することができる。
【００２７】
上下基板１０，２０を重ねあわせて、空セルを作製する。空セル内に、たとえば真空注入法を用い、ＥＤ材料を含む電解液５１を注入した後、注入口を封止し、紫外線をシール材に照射して、シール材を硬化させる。これにより、シール枠部材７０とその内側に封入される電解質層（電解液）５１を形成する。
【００２８】
ＥＤ材料を含む電解液５１は、ＥＤ材料（ＡｇＢｒ等）、メディエータ（ＣｕＣｌ２等）、支持電解質（ＬｉＢｒ等）、溶媒（γ−ブチロラクトン等）などにより構成される。たとえば、溶媒であるγ−ブチロラクトン中に、ＥＤ材料としてＡｇＢｒを２００ｍＭ、支持電解質としてＬｉＢｒを８００ｍＭ、メディエータとしてＣｕＣｌ２を３０ｍＭ添加して構成する。
【００２９】
ＥＤ材料には、たとえば銀を含むＡｇＢｒ、ＡｇＮＯ３、ＡｇＣｌＯ４等を使用することができる。メディエータは、ＣｕＣｌ２の他、Ｔａを含むＴａＣｌ５、ＴａＢｒ５、ＴａＩ５、Ｇｅを含むＧｅＣｌ４、ＧｅＢｒ４、ＧｅＩ４、Ｃｕを含むＣｕＳＯ４、ＣｕＢｒ２などを用いることができる。
【００３０】
支持電解質は、エレクトロデポジション材料の酸化還元反応等を促進するものであれば限定されず、たとえばリチウム塩（ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等）、カリウム塩（ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ等）、ナトリウム塩（ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＩ等）を好適に用いることができる。支持電解質の濃度は、たとえば１０ｍＭ以上１Ｍ以下であることが好ましいが、特に限定されるものではない。
【００３１】
溶媒は、エレクトロデポジション材料等を安定的に保持することができるものであれば限定されない。水や炭酸プロピレン等の極性溶媒、極性のない有機溶媒、更にはイオン性液体、イオン導電性高分子、高分子電解質等を使用することが可能である。具体的には、γ−ブチロラクトンの他、ＤＭＳＯ(dimethyl sulfoxide)、炭酸プロピレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ポリビニル硫酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸等を好適に用いることができる。
【００３２】
このようにして、ＥＤ素子１１０を作製することができる。
【００３３】
図１Ｃの上段に示すように、下側の電源接続電極１２ｐ（下側電極１２）の電位を基準とし、上側の電源接続電極２２ｐ（上側電極２２）に負の電位（たとえば−２．５Ｖ）を印加すると、電極１２，２２表面における酸化還元反応により（電解質層５１中を厚み方向に電流が流れることにより）、上側電極２２表面に、電解質層５１中のＥＤ材料（銀）が析出・堆積して、光反射膜（銀薄膜）５１ｄが形成される。このとき、ＥＤ素子１１０（特にスイッチング領域Ａｓ）は、光反射状態を実現する。
【００３４】
なお、電圧の印加を停止すると、電極表面に析出・堆積したＥＤ材料（光反射膜５１ｄ）は、再度、電解質層（電解液）５１中に溶解して、電極表面から消失する。つまり、ＥＤ素子１１０は、光透過状態に戻る。
【００３５】
このように、電解質層５１は、透明状態とＥＤ材料析出状態とに切り換えることができる。これに伴って、ＥＤ素子１１０（特にスイッチング領域Ａｓ）は、光透過状態（電圧無印加時）と光反射状態（電圧印加時）とに切り換えることができる。
【００３６】
参考例において、上側電極２２表面に堆積する光反射膜５１ｄの膜厚は不均一になりうる。具体的には、電源接続電極１２ｐ，２２ｐに近いスイッチング領域Ａｓの幅方向両端で、光反射膜５１ｄの膜厚は相対的に厚くなり、スイッチング領域Ａｓの幅方向中央で、光反射膜５１ｄの膜厚は相対的に薄くなりうる（または形成されない）。このため、光反射状態において、電源接続電極１２ｐ，２２ｐに近いスイッチング領域Ａｓの両端では、相対的に光反射率が高くなり、スイッチング領域Ａｓの中央では、相対的に光反射率が低くなりうる。
【００３７】
図１Ｃの下段に示すように、この膜厚（光反射率）の不均一性は、上下電極１２，２２の間（電解質層５１の厚み方向）に流れる電流の、幅方向Ｘにおける電流密度Ｉｄの分布（バラつき）に起因する。この電流密度Ｉｄの分布（バラつき）は、電極１２，２２が、ＩＴＯなど、電気抵抗率が高い（電気伝導度が低い）部材から構成され、かつ、スイッチング領域Ａｓ（ないし電解質層５１）の幅が広い（たとえば６４ｍｍ以上）ときに、より顕著となる。
【００３８】
電極１２，２２の電気抵抗率が高く（電気伝導度が低く）、スイッチング領域Ａｓの幅が広い場合、電極１２，２２の間（電解質層５１の厚み方向）に流れる電流の電流密度Ｉｄは、電流供給源に近い領域で相対的に高くなり、電流供給源から離れた領域で相対的に低くなる。ＥＤ材料の析出量（堆積膜の膜厚）は、電解質層の厚み方向に流れる電流の電流密度と、正の相関関係を有するため、電流供給源、つまり電源接続電極１２ｐ，２２ｐに近いスイッチング領域Ａｓの両端で光反射膜５１ｄの膜厚は厚くなり、スイッチング領域Ａｓの中央で光反射膜５１ｄの膜厚は薄くなる。
【００３９】
光反射膜５１ｄの膜厚が位置により変化すると、素子面内における光学特性（光反射率）も位置により変化する。一般に、光学素子の光学特性は、素子面内において一様であることが好ましい。
【００４０】
図２Ａ〜図２Ｃは、第１の実施例によるＥＤ素子１０１を示す平面図および断面図である。図２Ａに示す平面図のなかのＩＩＢ−ＩＩＢ断面およびＩＩＣ−ＩＩＣ断面が、それぞれ図２Ｂおよび図２Ｃに示す断面図に対応する。
【００４１】
図２Ａに示すように、第１の実施例によるＥＤ素子１０１は、参考例によるＥＤ素子１１０と同様に、対向配置される下側および上側基板１０，２０と、下側および上側基板１０，２０が相互に重なる領域において、その周縁に設けられるシール枠部材７０と、それらによって画定される空間内に充填される電解液（電解質層）５１と、を備える。また、下側および上側基板１０，２０各々には、電源接続電極１２ｐ，２２ｐが設けられている。
【００４２】
第１の実施例によるＥＤ素子１０１は、参考例によるＥＤ素子１１０と、主に、導通部材７２の有無および上下電極１２，２２の形状の点において異なっている。
【００４３】
第１の実施例によるＥＤ素子１０１は、電解液５１を縦断する導通部材７２を有している。導通部材７２により、電解液５１は、左側電解液（第１電解液）５１Ｌおよび右側電解液（第２電解液）５１Ｒに分断されている。
【００４４】
また、上下基板１０，２０を構成する電極１２，２２も、左右２列に分割されている（図２Ｃ参照）。左側に配置される電解液５１Ｌおよび上下電極１２Ｌ，２２Ｌがスイッチング領域ＡｓＬを構成し、右側に配置される電解液５１Ｒおよび上下電極１２Ｒ，２２Ｒがスイッチング領域ＡｓＲを構成する。
【００４５】
図２Ｂに示すように、導通部材７２は、シール枠部材７０の一端側から他端側まで連続的に（隔壁状に）設けられている。電解液５１は、導通部材７２によって、第１および第２の電解液５１Ｌ，５１Ｒに分断されている（図２Ａ参照）。
【００４６】
図２Ｃに示すように、下側基板１０に設けられる下側電極１２は、左下側電極（第１下側電極）１２Ｌおよび右下側電極（第２下側電極）１２Ｒに分割されている。同様に、上側基板２０に設けられる上側電極２２は、左上側電極（第１上側電極）２２Ｌおよび右上側電極（第２上側電極）２２Ｒに分割されている。左下側電極１２Ｌと右下側電極１２Ｒとの間隔、および、左上側電極２２Ｌと右上側電極２２Ｒとの間隔、は、たとえば５００μｍである。
【００４７】
より具体的には、左下側電極１２Ｌと左上側電極２２Ｌとが対向し、右下側電極１２Ｒと右上側電極２２Ｒとが対向するように配置される。左下側電極１２Ｌと左上側電極２２Ｌとが左側電解液５１Ｌを挟んで対向する領域が左側スイッチング領域ＡｓＬを構成し、右下側電極１２Ｒと右上側電極２２Ｒとが右側電解液５１Ｒを挟んで対向する領域が右側スイッチング領域ＡｓＲを構成する。スイッチング領域ＡｓＬ，ＡｓＲ（電解液５１Ｌ，５１Ｒ）の幅は、たとえば６３ｍｍ以下である。
【００４８】
なお、左下側電極１２Ｌと右上側電極２２Ｒとは、互いに一部対向する領域を有している。左下側電極１２Ｌと右上側電極２２Ｒとが対向する領域を、重畳領域Ａｏと呼ぶこととする。重畳領域Ａｏの幅は、たとえば１０００μｍである。
【００４９】
導通部材７２は、平面視において、重畳領域Ａｏ内に、または、重畳領域Ａｏと重なって形成される（図２Ａ参照）。導通部材７２は、左下側電極１２Ｌと右上側電極２２Ｒとを電気的に接続する。
【００５０】
導通部材７２は、たとえば導電性粒子が混合された樹脂部材により形成される。導電性粒子は、たとえばＡｇ薄膜に被覆された、直径７０μｍ程度のガラスビーズにより形成される。導通部材７２は、たとえば株式会社スリーボンドホールディングス製のシール材ＴＢ３０３５Ｂに、ユニチカ株式会社製のＡｇ膜被覆ガラスビーズ（粉体電気抵抗０．００４Ω・ｃｍ）を１０ｗｔ％混合して形成することができる。
【００５１】
下側基板１０の電源接続電極１２ｐの電位を基準とし、上側基板２０の電源接続電極２２ｐに負の電位を印加する。このとき、電流は、右下側電極１２Ｒから右側電解液５１Ｒを介して右上側電極２２Ｒに流れ、さらに導通部材７２を通って、左下側電極１２Ｌから左側電解液５１Ｌを介して左上側電極２２Ｌに流れる。電極表面で生じる酸化還元反応により、上側電極２２Ｌ，２２Ｒ各々の表面に、光反射膜５１ｄが形成される。
【００５２】
なお、第１の実施例によるＥＤ素子１０１は、左下側電極１２Ｌ、左上側電極２２Ｌおよび左側電解液５１Ｌからなる左側ＥＤ素子と、右下側電極１２Ｒ、右上側電極２２Ｒおよび右側電解液５１Ｒからなる右側ＥＤ素子と、が、導通部材７２により電気的に直列に接続された素子と、等価である。
【００５３】
第１の実施例において、スイッチング領域ＡｓＬ，ＡｓＲ（電解液５１Ｌ，５１Ｒ）各々の幅は狭い（たとえば６３ｍｍ以下）。このため、電解液５１Ｌ，５１Ｒ各々を流れる電流の、幅方向における電流密度分布（バラつき）は小さく、上側電極２２Ｌ，２２Ｒ各々の表面に形成される光反射膜５１ｄの膜厚も比較的均一に形成される。したがって、ＥＤ素子１０１全体をみたときに（スイッチング領域ＡｓＬ，ＡｓＲを一体としてみたときに）、光学特性（光反射率）の位置による変化は抑制される（素子面内において光反射率が一様となる）。
【００５４】
なお、スイッチング領域ＡｓＬ，ＡｓＲの間隙（つまり左下側電極１２Ｌおよび右下側電極１２Ｒの間隙、左上側電極２２Ｌおよび右上側電極２２Ｒの間隙、ならびに、導通部材７２が配置される領域つまり重畳領域Ａｏ）は、光学状態を切り替えることができない非制御領域となる。ＥＤ素子１０１全体で光学特性を一様にするためには、この非制御領域の幅をできるだけ狭くすることが望ましい。一方で、左下側電極１２Ｌおよび右下側電極１２Ｒの間、ならびに、左上側電極２２Ｌおよび右上側電極２２Ｒの間に直接電流が流れないように、それらの間隔は、下側電極１２および上側電極２２の間隔（電解質層５１の厚み）よりもたとえば５倍以上離れていることが好ましい。
【００５５】
導通部材７２は、シール枠部材７０の一端側から他端側まで連続的に形成されていなくてもよい。導通部材７２を選択的に設けることにより、非制御領域を小さくすることができる。
【００５６】
図３Ａ〜図３Ｃは、第２の実施例によるＥＤ素子１０２を示す平面図および断面図である。図３Ａに示す平面図のなかのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ断面およびＩＩＩＣ−ＩＩＩＣ断面が、それぞれ図３Ｂおよび図３Ｃに示す断面図に対応する。
【００５７】
図３Ａに示すように、ＥＤ素子１０２では、導通部材７２ａが、重畳領域Ａｏ内において断続的に（破線状に）形成されている。このため、電解液５１は、導通部材７２ａが設けられていない領域において連続している。スイッチング領域は、導通部材７２ａにより、左側スイッチング領域ＡｓＬおよび右側スイッチング領域ＡｓＲに区分されている。第２の実施例によるＥＤ素子１０２の他の構成は、第１の実施例によるＥＤ素子１０１の構成と同じである。
【００５８】
図３Ｂに示すように、導通部材７２ａは、シール枠部材７０の一端側から他端側まで断続的・間欠的に設けられている。電解液５１は、導通部材７２ａによって分断されておらず、導通部材７２ａが設けられていない領域において連続している（図３Ａ参照）。
【００５９】
図３Ｃに示すように、左下側電極１２Ｌと右上側電極２２Ｒとが対向する重畳領域Ａｏには、導通部材７２ａが設けられていない領域が存在する。なお、ＥＤ素子１０２の幅方向において、導通部材７２ａが設けられている領域は、図２Ｃに示す断面と同様の断面構造となる。
【００６０】
このように、左下側電極１２Ｌと右上側電極２２Ｒとを電気的に接続する導通部材７２ａを重畳領域Ａｏ内において選択的（断続的）に設けることにより、スイッチング領域ＡｓＬ，ＡｓＲと光学状態が異なりうる非制御領域を小さくする（目立たなくして視認しづらくする）ことができる。これにより、ＥＤ素子の外観品質がより改善される。
【００６１】
なお、導通部材７２ａは、重畳領域Ａｏの外側にはみ出して形成されていてもよい。
【００６２】
また、重畳領域Ａｏは非制御領域であるため、導通部材７２ａが配置されている領域以外の領域は、できるだけ小さい、または、存在しないことが望ましい。つまり、導通部材７２ａが配置されている領域以外の領域では、左下側電極１２Ｌおよび左上側電極２２Ｌが配置されている（平面視において重畳している）か、または、右下側電極１２Ｒと右上側電極２２Ｒが配置されている（平面視において重畳している）ことが望ましい。たとえば、平面視において、分割された上下電極の境界が、導通部材が配置されている領域に対応して、凸凹状になっていることが望ましい。
【００６３】
なお、導通部材の配置間隔が広くなりすぎる（導通部材が疎に配置される）と、電流密度の偏りが顕著になり、縦方向（長さ方向）に光学特性（光反射率）のムラが生じる可能性がある。この場合には、たとえば上下電極よりも抵抗率の低い補助電極を、導通部材と上下電極との間にそれぞれ設けることが好ましい。
【００６４】
図４Ａ〜図４Ｄは、第２の実施例によるＥＤ素子の変形例１０２ａを示す平面図および断面図である。図４Ａに示す平面図のなかのＩＶＢ−ＩＶＢ断面，ＩＶＣ−ＩＶＣ断面，ＩＶＤ−ＩＶＤ断面が、それぞれ図４Ｂ，図４Ｃ，図４Ｄに示す断面図に対応する。
【００６５】
図４Ａに示すように、ＥＤ素子１０２ａでは、重畳領域Ａｏ内に、縦方向（長さ方向）に伸長する低抵抗部材７４が設けられている。また、導通部材７２ｂが、低抵抗部材７４と重なってまばらに（疎に）形成されている。ＥＤ素子１０２ａの非制御領域は小さいほうが好ましいため、低抵抗部材７４の幅はできるだけ細いほうが好ましい。
【００６６】
図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、導通部材７２ｂは、低抵抗部材７４を介して、左下側電極１２Ｌおよび右上側電極２２Ｒに接続されている。低抵抗部材７４は、たとえば白金により形成され、たとえばマスクスパッタ法により形成・パターニングすることができる。
【００６７】
図４Ｄに示すように、低抵抗部材７４は、導通部材７２ｂが形成されていない領域で、相対的に細く形成されている。導通部材７２ｂがまばらに形成される場合であっても、低抵抗部材７４を設けることにより、縦方向（長さ方向）において電流密度が均一化され、ＥＤ素子の光学特性のムラが改善されうる。
【００６８】
図５Ａ，図５Ｂは、第３の実施例によるＥＤ素子１０３を示す平面図および断面図である。図５Ａに示す平面図のなかのＶＢ−ＶＢ断面が、図５Ｂに示す断面図に対応する。
【００６９】
図５Ａに示すように、ＥＤ素子１０５では、導通部材７２ｃが、重畳領域Ａｏ内の一部の領域において連続的に形成されている。このため、電解液５１は、導通部材７２ｃが設けられていない領域において連続している。なお、第３の実施例によるＥＤ素子１０３の他の構成は、第１の実施例によるＥＤ素子１０１の構成と同じである。
【００７０】
図５Ｂに示すように、導通部材７２ｃは、重畳領域Ａｏ内の中央領域において連続的に形成されている。電解液５１は、導通部材７２ｃによって分断されておらず、導通部材７２ｃが設けられていない領域において連続している（図５Ａ参照）。
【００７１】
なお、ＥＤ素子１０３の幅方向において、導通部材７２ｃが設けられている領域は、図２Ｃに示す断面と同様の断面構造となる。また、導通部材７２ｃが設けられていない領域は、図３Ｃに示す断面と同様の断面構造となる。
【００７２】
このように、左下側電極１２Ｌと右上側電極２２Ｒとを電気的に接続する導通部材７２ｃを、重畳領域Ａｏ内において選択的（一部の領域において連続的）に設けることにより、スイッチング領域ＡｓＬ，ＡｓＲと光学状態が異なりうる非制御領域を小さくすることができる。これにより、ＥＤ素子の外観品質がより改善される。
【００７３】
図６Ａは、第４の実施例によるＥＤ素子１０４を示す断面図である。第４の実施例によるＥＤ素子１０４では、下側電極１２Ｌ，１２Ｒの表面に、それぞれ電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒが設けられている。なお、左下側電極１２Ｌの表面では、導通部材７２ａが設けられた領域を避けるように、電気化学反応層１４Ｌが形成されている。
【００７４】
下側電極１２に電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒを設ける場合、電解液にメディエータは含まれていなくともよい、第４の実施例では、電解液５２に、溶媒であるγ−ブチロラクトン中に、ＥＤ材料としてＡｇＢｒを２００ｍＭ、支持電解質としてＬｉＢｒを８００ｍＭ添加したものを用いる。
【００７５】
第４の実施例によるＥＤ素子１０４の他の構成は、第３の実施例によるＥＤ素子１０３の構成と同じである。なお、第４の実施例によるＥＤ素子１０４の他の構成、特に導通部材の平面形状は、第１または第２の実施例によるＥＤ素子の構成と同じであってもよい（図２Ａ，図３Ａおよび図５Ａ参照）。
【００７６】
電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒには、たとえば通称プルシアンブルー（ヘキサシアニド鉄（ＩＩ）酸鉄（ＩＩＩ），Ｆｅ４［Ｆｅ（ＣＮ）６］３）や酸化ニッケルを用いることができる。プルシアンブルーは、還元状態において無色透明であり、酸化状態において青色となる。また、酸化ニッケルは、還元状態において無色透明であり、酸化状態において褐色（茶色）となる。
【００７７】
プルシアンブルーは、たとえば、分散液を、マスクを用いたスピンコート法により電極表面に塗布し、その後焼成することにより作製することができる。また、酸化ニッケルは、たとえば、マスクを用いたスパッタ法により、電極上に作製することができる。
【００７８】
電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒにプルシアンブルーを用いた場合、順方向に電圧を印加する（下側の電源接続電極１２ｐの電位を基準とし、上側の電源接続電極２２ｐに負の電位を印加する）と、上側電極２２Ｌ，２２Ｒの表面に光反射膜５１ｄが形成され、電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒが青色に変色する。また、電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒに酸化ニッケルを用いた場合、順方向に電圧を印加すると、上側電極２２Ｌ，２２Ｒの表面に光反射膜５１ｄが形成され、電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒが褐色に変色する。
【００７９】
このとき、ＥＤ素子１０４を上側基板２０側からみると、一般的な鏡として認識される。また、下側基板１０側からみると、色付き（青色ないし褐色）の鏡として認識される。
【００８０】
電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒを設けた場合、順方向に電圧を印加した後に、電圧の印加を停止しても、長時間（たとえば１時間以上）、光反射膜５１ｄが上側電極２２Ｌ，２２Ｒ上に残存する（電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒも青色ないし褐色を保持する）。なお、逆方向に電圧を印加する（下側の電源接続電極１２ｐの電位を基準とし、上側の電源接続電極２２ｐに正の電位を印加する）と、上側電極２２Ｌ，２２Ｒの表面の光反射膜５１ｄは瞬時に消失し、電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒも透明に戻る。
【００８１】
図６Ｂは、第５の実施例による光学素子１０５を示す断面図である。第５の実施例による光学素子１０５では、下側電極１２Ｌ，１２Ｒの表面および上側電極２２Ｌ，２２Ｒの表面に、それぞれ電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒ，２４Ｌ，２４Ｒが設けられている。下側の電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒにはたとえばプルシアンブルーを用い、上側の電気化学反応層２４Ｌ，２４Ｒにはたとえば酸化ニッケルを用いる。
【００８２】
上下電極１２，２２に電気化学反応層１４，２４を設ける場合、電解液にＥＤ材料およびメディエータは含まれていなくてよい。第５の実施例では、電解液５３に、溶媒であるγ−ブチロラクトン中に、支持電解質としてＬｉＣｌを８００ｍＭ添加したものを用いる。
【００８３】
第５の実施例による光学素子１０５の他の構成は、第３の実施例によるＥＤ素子１０３の構成と同じである。なお、第５の実施例による光学素子１０５の他の構成、特に導通部材の形状は、第１または第２の実施例によるＥＤ素子の構成と同じでもよい（図２Ａ，図３Ａおよび図５Ａ参照）。
【００８４】
上下電極１２，２２に電気化学反応層１４，２４を設けた場合、順方向に電圧を印加する（下側の電源接続電極１２ｐの電位を基準とし、上側の電源接続電極２２ｐに負の電位を印加する）と、下側の電気化学反応層１４Ｌ，１４Ｒ（プルシアンブルー）が青色に変色する。また、逆方向に電圧を印加する（下側の電源接続電極１２ｐの電位を基準とし、上側の電源接続電極２２ｐに正の電位を印加する）と、上側の電気化学反応層２４Ｌ，２４Ｒ（酸化ニッケル）が褐色に変色する。
【００８５】
第５の実施例による光学素子は、たとえば色制御可能なカラーフィルターなどに応用することができるであろう。
【００８６】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８７】
たとえば、下側電極および上側電極は、３列以上に分割されていてもよい。つまり、相互に離間する３列以上の分割電極が敷き詰められるように配置される構成であってもよい。
【００８８】
分割される下側電極および上側電極の幅は、上下電極の間隔（電解質層の厚み）や電解質層を構成する材料の種類・濃度に応じて、光学特性にムラが生じないよう、調整されることが好ましい。また、各スイッチング領域の電気的または光学的な特性がバラつかないように、下側電極および上側電極は、それぞれ同じ幅で分割されることが好ましいであろう。
【００８９】
下側電極および上側電極がｎ列に分割される場合、ｎ−１個の導通部材が設けられる。個々の導通部材は、隣接する上側の分割電極と下側の分割電極とを電気的に接続するように配置される。
【００９０】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００９１】
１０  下側基板、
１１  支持基板、
１２  下側電極、
１２ｐ  電源接続電極
１２Ｌ  左下側電極（第１下側電極）、
１２Ｒ  右下側電極（第２下側電極）、
１４，１４Ｌ，１４Ｒ  電気化学反応層、
２０  上側基板、
２１  支持基板、
２２  上側電極、
２２ｐ  電源接続電極、
２２Ｌ  左上側電極（第１上側電極）、
２２Ｒ  右上側電極（第２上側電極）、
２４，２４Ｌ，２４Ｒ  電気化学反応層、
５１  電解質層（電解液，エレクトロデポジション材料を含む）、
５１ｄ  光反射膜、
５１Ｌ  左側電解質層（第１電解質層）、
５１Ｒ  右側電解質層（第２電解質層）、
５１  電解質層（エレクトロデポジション材料およびメディエータを含む）、
５２  電解質層（エレクトロデポジション材料を含み、メディエータを含まない）、
５３  電解質層（エレクトロデポジション材料およびメディエータを含まない）、
７０  シール枠部材、
７２，７２ａ〜７２ｃ  導通部材、
７４  低抵抗部材（補助電極）、
１１０  エレクトロデポジション素子（参考例）、
１０１  エレクトロデポジション素子（第１実施例）、
１０２  エレクトロデポジション素子（第２実施例）、
１０２ａ  エレクトロデポジション素子（第２実施例の変形例）、  
１０３  エレクトロデポジション素子（第３実施例）、
１０４  エレクトロデポジション素子（第４実施例）、
１０５  エレクトロデポジション素子（第５実施例）、
Ａｓ  スイッチング領域、
ＡｓＬ  左側スイッチング領域、
ＡｓＲ  右側スイッチング領域、
Ａｏ  重畳領域。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
2020154249.tif 000009
【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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