(57)【要約】【課題】従来方法とは異なる仕組みによって反射率を可逆的に変化させる方法およびその素子を提供する。【解決手段】空隙１２を隔てて２枚の透明基板１４，１６を対向配置する。透明基板１４，１６の対向面にそれぞれ透明導電膜１８，２０を形成する。空隙１２に電解液２２を充填する。電解液２２は非水溶媒２５中に金属イオン２６および電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料３０が分散している。これにより透過率可変素子１０が構成される。透明導電膜１８，２０間に電圧を印加して電場を生じさせることにより、電解液中の金属イオン２６が電気泳動により透明導電膜２０の表面に堆積する。これにより透明導電膜２０の表面の反射率が増大し、素子１０全体の透過率が低下する。透明導電膜１８，２０間を短絡させることにより金属イオン２６が透明導電膜２０の表面から離脱して、素子１０は透過率が高い元の状態に戻る。【選択図】図１
2010002573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙を隔てて電極対を配置し、
前記空隙に、非水溶媒中に少なくとも金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液を充填し、
前記電極対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料を前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料を電気泳動により一方の電極の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該電極の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化させて、該電極の表面の反射率を可逆的に変化させる方法。
【請求項２】
空隙を隔てて配置された電極対と、前記空隙に充填された、非水溶媒中に少なくとも金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液とを具備してなり、
前記電極対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により一方の電極の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該電極の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該電極の表面の反射率が可逆的に変化する素子。
【請求項３】
前記金属イオンが銀、アルミニウム、コバルト、銅、ニッケル、モリブデン、イリジウム、白金、ルテニウムから選ばれた一種または複数種の金属イオンである請求項２記載の素子。
【請求項４】
前記化合物材料が錯体である請求項２または３記載の素子。
【請求項５】
前記錯体がフェロセンである請求項４記載の素子。
【請求項６】
前記非水溶媒がテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホランから選ばれた少なくとも一種を主成分としメタノールを含有する請求項２から５のいずれか１つに記載の素子。
【請求項７】
前記電極対を構成する少なくとも一方の電極が金属単体で構成され、またはガラス基板、樹脂基板もしくは樹脂フィルムの表面にコーティングされた透明導電膜もしくは金属膜で構成される請求項２から６のいずれか１つに記載の素子。
【請求項８】
前記電極対間に電圧を印加することにより前記金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により一方の電極の表面に堆積し、この状態から前記電極対間を短絡または開放することにより該金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が該電極の表面から離脱しかつ該イオン化した化合物材料が中性化する請求項２から７のいずれか１つに記載の素子。
【請求項９】
前記電解液に増粘剤、ＰＭＭＡ、ポリオールイソシアネート、ポリマーのうちいずれか１つまたは複数を添加して該電解液をゲル状にしてなる請求項２から８のいずれか１つに記載の素子。
【請求項１０】
前記電解液に紫外線吸収剤を添加してなる請求項２から９のいずれか１つに記載の素子。
【請求項１１】
脱水メタノールにＮｉＣｌ2を溶解し、これにテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホランから選ばれた少なくとも一種の非水溶媒および電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を添加して非水溶媒中に金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液を調整し、
該電解液を電極対の間の空隙に充填して、
前記電極対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により一方の電極の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該電極の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該電極の表面の反射率が可逆的に変化する素子を製造する方法。
【請求項１２】
空隙を隔てて対向配置された２枚の透明基板と、
前記２枚の透明基板の対向面にそれぞれ形成された透明導電膜と、
前記空隙に充填された、非水溶媒中に金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液とを具備し、
前記透明導電膜対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により前記いずれかの透明導電膜の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該透明導電膜の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該透明導電膜の表面の反射率が可逆的に変化し、もって前記両透明基板を透過して見た透過率が可逆的に変化する透過率可変素子。
【請求項１３】
裏面に透明導電膜を形成した透明基板と、
該透明基板の裏面側で該透明基板に対し空隙を隔てて対向配置され、少なくとも前面が電極を構成し、前面側から見て不透明である背面部材と、
前記空隙に充填された、非水溶媒中に金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液とを具備し、
前記透明導電膜と前記背面部材の電極間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により前記透明導電膜と前記背面部材の電極のいずれかの表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該表面の反射率が可逆的に変化し、もって前記透明基板の前面側から見た反射率が可逆的に変化する反射率可変ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、反射率を可逆的に変化させる方法、反射率を可逆的に変化させる素子、同素子の製造方法、透過率可変素子、反射率可変ミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過率、反射率等の光学特性を変化させる従来の素子としてエレクトロクロミック素子、サーモクロミック素子、フォトクロミック素子、液晶素子等があった。下記特許文献１にはエレクトロクロミック素子を用いた自動車用可変反射率ミラーが記載されている。下記特許文献２には全固体反射調光エレクトロクロミック素子が記載されている。下記特許文献３にはマグネシウム・ニオブ合金薄膜を用いた反射型調光薄膜材料が記載されている。下記特許文献４にはマグネシウム・ニッケル合金薄膜を用いた調光ミラーガラスが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３８８３２号公報
【特許文献２】特開２００８−４０４２２号公報
【特許文献３】特開２００８−２０５９０号公報
【特許文献４】特開２００４−１３９１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は従来方法とは異なる仕組みによって反射率を可逆的に変化させる方法、反射率を可逆的に変化させる素子、同素子の製造方法、透過率可変素子、反射率可変ミラーを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の、反射率を可逆的に変化させる方法は、空隙を隔てて電極対を配置し、前記空隙に、非水溶媒中に少なくとも金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液を充填し、前記電極対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料を前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料を電気泳動により一方の電極の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該電極の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化させて、該電極の表面の反射率を可逆的に変化させるものである。
【０００６】
この発明の、反射率が可逆的に変化する素子は、空隙を隔てて配置された電極対と、前記空隙に充填された、非水溶媒中に少なくとも金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液とを具備してなり、前記電極対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により一方の電極の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該電極の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該電極の表面の反射率が可逆的に変化するものである。この素子において前記金属イオンは例えば銀、アルミニウム、コバルト、銅、ニッケル、モリブデン、イリジウム、白金、ルテニウムから選ばれた一種または複数種の金属イオンとすることができる。また前記電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料は例えば錯体（フェロセン等）とすることができる。また前記非水溶媒は例えばテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホランから選ばれた少なくとも一種を主成分としメタノールを含有するものとすることができる。
【０００７】
この発明の、反射率が可逆的に変化する素子は例えば、前記電極対を構成する少なくとも一方の電極が金属単体で構成され、またはガラス基板、樹脂基板もしくは樹脂フィルムの表面にコーティングされた透明導電膜もしくは金属膜で構成されたものとすることができる。この発明の、反射率が可逆的に変化する素子は例えば、前記電極対間に電圧を印加することにより前記金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により一方の電極の表面に堆積し、この状態から前記電極対間を短絡または開放することにより該金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が該電極の表面から離脱しかつ該イオン化した化合物材料が中性化するものとすることができる。この発明の、反射率が可逆的に変化する素子は前記電解液に増粘剤、ＰＭＭＡ、ポリオールイソシアネート、ポリマーのうちいずれか１つまたは複数を添加して該電解液をゲル状にすることができる。この発明の、反射率が可逆的に変化する素子は前記電解液に紫外線吸収剤を添加することができる。
【０００８】
この発明の、反射率が可逆的に変化する素子を製造する方法は、脱水メタノールにＮｉＣｌ2を溶解し、これにテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホランから選ばれた少なくとも一種の非水溶媒および電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を添加して非水溶媒中に金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液を調整し、該電解液を電極対の間の空隙に充填して、前記電極対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により一方の電極の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該電極の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該電極の表面の反射率が可逆的に変化する素子を製造するものである。
【０００９】
この発明の透過率可変素子は、空隙を隔てて対向配置された２枚の透明基板と、前記２枚の透明基板の対向面にそれぞれ形成された透明導電膜と、前記空隙に充填された、非水溶媒中に金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液とを具備し、前記透明導電膜対間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により前記いずれかの透明導電膜の表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該透明導電膜の表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該透明導電膜の表面の反射率が可逆的に変化し、もって前記両透明基板を透過して見た透過率が可逆的に変化するものである。
【００１０】
この発明の反射率可変ミラーは、裏面に透明導電膜を形成した透明基板と、該透明基板の裏面側で該透明基板に対し空隙を隔てて対向配置され、少なくとも前面が電極を構成し、前面側から見て不透明である背面部材と、前記空隙に充填された、非水溶媒中に金属イオンおよび電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料を分散させた電解液とを具備し、前記透明導電膜と前記背面部材の電極間の電場の変化に応じて、前記化合物材料が前記金属イオンと同極性にイオン化しかつ前記電解液中の金属イオンおよび前記イオン化した化合物材料が電気泳動により前記透明導電膜と前記背面部材の電極のいずれかの表面に堆積する状態と、逆に該金属イオンおよび該イオン化した化合物を該表面から離脱しかつ該化合物材料を中性化する状態とに変化して、該表面の反射率が可逆的に変化し、もって前記透明基板の前面側から見た反射率が可逆的に変化するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
《実施の形態１：透過率可変素子の実施の形態》
この発明の素子を透過率可変素子として構成した実施の形態を以下説明する。図１において透過率可変素子１０は空隙１２を隔てて対向配置されたガラス製または樹脂製の２枚の透明基板１４，１６を具えている。透明基板１４，１６の対向面には電極対を構成する透明導電膜１８，２０がそれぞれ形成されている。透明導電膜１８，２０は例えばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、酸化スズ、酸化亜鉛等で構成される。空隙１２には電解液２２が充填されている。空隙１２の周囲はシール材２４で封止されている。電解液２２はテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネート（ＴＥＡＢＦ4−ＰＣ）を主成分としメタノールを含有する非水溶媒２５に、溶質として金属陽イオン２６（例えばＮｉ2＋）、陰イオン２８（例えばＣｌ-）、電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料３０（例えばフェロセン）を分散して構成されている。なお透明基板１４，１６が破損したときに電解液２２が空隙１２から外部に漏出するのを防止するために、電解液２２に増粘剤、ＰＭＭＡ、ポリオールイソシアネート、ポリマー等を添加して、電解液２２をゲル状にすることもできる。また外部から照射される紫外線により溶媒が劣化するのを防止するために、電解液２２に紫外線吸収剤を添加することもできる。透明導電膜１８，２０にはリード線３２，３４の一端部がそれぞれ接続されている。リード線３２，３４の他端部間にはスイッチ３６および直流電源３８の直列接続回路が接続されている。またリード線３２，３４間にはスイッチ４０が、スイッチ３６および直流電源３８の直列接続回路と並列に接続されている。スイッチ３６，４０は相互に連動して互いに逆方向にオン、オフ切り換えされる。
【００１２】
以上の構成の透過率可変素子１０の動作を説明する。図１のようにスイッチ３６がオフし、スイッチ４０がオンしているときは透明導電膜１８，２０間は短絡状態となり、透明導電膜１８，２０間に電場は生じない。したがって電解液２２中で金属陽イオン２６、陰イオン２８、化合物材料３０は分散した状態にある。このとき化合物材料３０は中性状態（非イオン化状態）にある。このとき電解液２２は透明であり、透過率可変素子１０は透明基板１４から透明基板１６に至るまで厚み方向全体が透明である。
【００１３】
図１の状態から図２のようにスイッチ３６をオンし、スイッチ４０をオフすると直流電源３８の電圧が透明導電膜１８，２０間に印加され（透明導電膜１８を正電極、透明導電膜２０を負電極とする）、透明導電膜１８，２０間に電場が生じる。この電場により電解液２２中の化合物材料３０は酸化反応を生じて陽イオン化する。そして電解液２２中の金属陽イオン２６および陽イオン化した化合物材料３０は電気泳動でこれら両イオン２６，３０と逆極性の電極すなわち負電極２０の表面に移動して堆積し、陰イオン２８は正電極１８に移動する。負電極２０の表面に堆積する金属陽イオン２６により負電極２０の表面に反射膜が析出する。これにより透過率可変素子１０は反射率が増大し、透過率が減少してミラーまたはハーフミラーとなる。透明導電膜１８，２０間に印加する電圧を段階的にまたは無段階に可変できるようにして、反射率、透過率を段階的にまたは無段階に調整可能にすることもできる。
【００１４】
図２の状態から再び図１のようにスイッチ３６をオフし、スイッチ４０をオンすると透明導電膜１８，２０間が短絡し、透明導電膜１８，２０間の電場が消失する。これにより金属陽イオン２６および化合物材料３０は負電極２０の表面から離脱し、化合物材料３０は還元反応を生じて元の中性状態に戻る。また陰イオン２８は正電極１８の表面から離脱してそれぞれ電解液２２中に分散する。その結果透過率可変素子１０は反射率が低下し、透過率が増大して元の透明な状態に戻る。なお両電極１８，２０間を短絡するのに代えて、両電極１８，２０間を開放することによっても両電極１８，２０間の電場が消失するので、金属陽イオン２６を負電極２０から離脱させて、透過率可変素子１０を元の透明な状態に戻すことができる。
【００１５】
以上のようにして、両電極１８，２０間に電場を印加し、また電場の印加を解除することにより、透過率可変素子１０の反射率および透過率を可逆的に変化させることができる。この可逆動作の過程では金属陽イオン２６と負電極２０との間では電極反応は生じない（あるいはほとんど生じない）ので金属陽イオン２６はイオンの状態を保ち続け、添加された化合物材料３０のみが電極反応を生じるので、全体として電流はわずかしか流れない。また図２のように金属陽イオン２６と化合物材料３０および陰イオン２８の移動が終了した状態では直流電源３８から電圧を印加し続けても電流はほとんど流れないので、電力消費はほとんど生じない。なお上記動作におけるフェロセンの電極反応は次式のとおりである。
【化１】
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【００１６】
透過率可変素子１０は例えば建築用調光窓ガラス、自動車用調光窓ガラス等の用途に好適に用いることができる。すなわち夏は透過率を低くする（反射率を高くする）ことにより紫外線、赤外線を反射させて室内の冷房効率を高め、冬は透過率を高くする（反射率を下げる）ことにより室内の暖房効率を高めることができる。その結果、省エネルギー効果が得られる。また透過率を低くする（反射率を高くする）ことにより、室外からの視線に対して目隠し効果を得ることもできる。
【００１７】
また透過率可変素子１０はカメラの絞り部の代替デバイスとして利用することもできる。すなわち、透過率可変素子１０をカメラ内の光軸上に配置し、両電極１８，２０間に印加する電圧を段階的にまたは無段階に可変して透過率可変素子１０の透過率を段階的にまたは無段階に調整することにより、機械的動作部分を有しない絞り部を構成することができる。
【００１８】
また透過率可変素子１０は透明導電膜２０をセグメントに分割し各セグメントごとに電圧を印加することにより金属反射による表示体として構成することもできる。
【００１９】
＜実施例＞
図１の透過率可変素子１０の実施例を説明する。透過率可変素子１０を製造し、使用する手順を説明する。ここでは非水溶媒中に金属イオンを溶解する方法として特開２００７−１０３４６４号公報に記載の方法を利用する。
（１）脱水メタノールに５重量％の無水ＮｉＣｌ2を、水分が入らないようにＮ2雰囲気中で溶解する。
（２）上記（１）で得られた溶液と０．８モル／リットルのテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネート溶液を体積比１：９で混合する。
（３）上記（２）で得られた溶液に０．０１〜０．０３モル／リットルのフェロセンを添加して電解液２２を調整する。調整された電解液２２はテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネートを主成分としこれにメタノールを混合した非水溶媒２５中に、金属陽イオン２６としてのＮｉ2＋、陰イオン２８としてのＣｌ-、電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料３０としてのフェロセンが分散した状態にある。このときフェロセンは中性状態（非イオン化状態）にある。
（４）上記（３）で調整された電解液２２を、対向面に透明導電膜１８，２０をそれぞれ形成して対向配置した透明基板１４，１６間の空隙１２（空隙長：１ｍｍ）に充填する。充填後空隙１２の周囲をシール材２４で封止して透過率可変素子１０を完成する。完成した透過率可変素子１０は厚み方向全体が透明（電解液２２がフェロセン含んでいるので、やや黄色味がかった透明）である。
（５）完成した透過率可変素子１０に図１のように電気回路を接続し、図２のようにスイッチ３６をオンし、スイッチ４０をオフして両電極１８，２０間に直流電源３８により２Ｖの電圧を印加した。その結果、負電極２０に金属陽イオン２６であるＮｉ2＋が堆積して反射膜が析出し、透明基板１６の前面側から透明基板１６を透過して見て無色の鏡となった。
（６）上記（５）の状態から図１のようにスイッチ３６をオフし、スイッチ４０をオンして両電極１８，２０間を短絡すると反射膜が消失し元の透明な状態に戻った。上記（５）の状態からスイッチ３６，４０を共にオフして両電極１８，２０間を開放した場合も反射膜が消失し元の透明な状態に戻った。
【００２０】
＜比較例＞
比較例としてフェロセンを添加しない電解液２２を調整して上記実施例と同様の実験を行った。その結果、両電極１８，２０に２Ｖの電圧を印加すると負電極２０に反射膜が析出して鏡となったが、その後両電極１８，２０を短絡または開放しても鏡の状態のままであり、元の透明な状態には戻らなかった。したがって実施例によればフェロセン（電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料）の添加により金属イオンの移動度が上がることがわかった。このような違いが生じる理由は未だ明らかではないが、一つの推測として、フェロセンを添加しない場合は金属イオンが負電極の表面に移動すると金属イオンと負電極２０との間で電極反応が生じて金属イオンが負電極２０にメッキされる（つまり金属イオンは電解液２２中に分散した元の状態に戻らない）のに対し、フェロセンを添加した場合は、イオン化したフェロセンと金属イオンとが混在した状態で負電極の表面に移動するため、金属イオンと負電極２０との間で電極反応が生じにくくなる（メッキされにくくなる）のではないかと考えられる。
【００２１】
《実施の形態２：反射率可変ミラーの実施の形態》
この発明の素子を反射率可変ミラーとして構成した実施の形態を以下説明する。実施の形態１と共通する部分には同一の符号を用いる。図３において反射率可変ミラー４２は空隙１２を隔てて対向配置された不透明基板４４と透明基板１６を具えている。不透明基板４４は例えば表面が暗色（黒色等）のガラス、セラミックス、樹脂、金属等の基板で構成されたもので、反射率は低い。不透明基板４４と透明基板１６の対向面には電極対を構成する透明導電膜１８，２０がそれぞれ形成されている。空隙１２には電解液２２が充填されている。空隙１２の周囲はシール材２４で封止されている。電解液２２は実施の形態１で使用したものと同じで、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネートを主成分としメタノールを含有する非水溶媒２５に、溶質として金属陽イオン２６（例えばＮｉ2＋）、陰イオン２８（例えばＣｌ-）、電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料３０（例えばフェロセン）を分散させて構成されている。なお不透明基板４４と透明基板１６が破損したときに電解液２２が空隙１２から外部に漏出するのを防止するために、電解液２２に増粘剤、ＰＭＭＡ、ポリオールイソシアネート、ポリマー等を添加して、電解液２２をゲル状にすることもできる。また外部から照射される紫外線により溶媒が劣化するのを防止するために、電解液２２に紫外線吸収剤を添加することもできる。透明導電膜１８，２０にはリード線３２，３４の一端部がそれぞれ接続されている。リード線３２，３４の他端部間にはスイッチ３６および直流電源３８の直列接続回路が接続されている。またリード線３２，３４間にはスイッチ４０が、スイッチ３６および直流電源３８の直列接続回路と並列に接続されている。スイッチ３６，４０は相互に連動して互いに逆方向にオン、オフ切り換えされる。
【００２２】
以上の構成の反射率可変ミラー４２の動作を説明する。図３のようにスイッチ３６がオフし、スイッチ４０がオンしているときは透明導電膜１８，２０間は短絡状態となり、透明導電膜１８，２０間に電場は生じない。したがって電解液２２中で金属陽イオン２６、陰イオン２８、化合物材料３０は分散した状態にある。このとき化合物材料３０は中性状態（非イオン化状態）にある。このとき電解液２２は透明であり、透明基板１６の表面側から入射した光は不透明基板４４に当たってほとんど吸収される。したがってこのとき透明基板１６の前面側から見た反射率は低い。
【００２３】
図３の状態から図４のようにスイッチ３６をオンし、スイッチ４０をオフすると直流電源３８の電圧が透明導電膜１８，２０間に印加され（透明導電膜１８を正電極、透明導電膜２０を負電極とする）、透明導電膜１８，２０間に電場が生じる。この電場により化合物材料３０は酸化反応を生じて陽イオン化する。そして電解液２２中の金属陽イオン２６および陽イオン化した化合物材料３０は電気泳動でこれら両イオン２６，３０と逆極性の電極すなわち負電極２０の表面に移動して堆積し、陰イオン２８は正電極１８に移動する。負電極２０の表面に堆積する金属陽イオン２６により負電極２０の表面に反射膜が析出する。これにより反射率可変ミラー４２は透明基板１６の前面側から見た反射率が増大する。透明導電膜１８，２０間に印加する電圧を段階的にまたは無段階に可変できるようにして、反射率を段階的にまたは無段階に調整可能にすることもできる。
【００２４】
図４の状態から再び図３のようにスイッチ３６をオフし、スイッチ４０をオンすると透明導電膜１８，２０間が短絡し、透明導電膜１８，２０間の電場が消失する。これにより金属陽イオン２６および化合物材料３０は負電極２０の表面から離脱し、化合物材料３０は還元反応を生じて元の中性状態に戻る。また陰イオン２８は正電極１８の表面から離脱してそれぞれ電解液２２中に分散する。その結果反射率可変ミラー４２は透明基板１６の前面側から見た反射率が低下して元の状態に戻る。なお両電極１８，２０間を短絡するのに代えて、両電極１８，２０間を開放することによっても両電極１８，２０間の電場が消失するので、金属陽イオン２６を負電極２０から離脱させて、反射率可変ミラー４２の反射率を元の低反射率の状態に戻すことができる。
【００２５】
以上のようにして、両電極１８，２０間に電場を印加し、また電場の印加を解除することにより、反射率可変ミラー４２の透明基板１６の前面側から見た反射率を可逆的に変化させることができる。この可逆動作の過程では金属陽イオン２６と負電極２０との間では電極反応は生じない（あるいはほとんど生じない）ので金属陽イオン２６はイオンの状態を保ち続け、添加された化合物材料３０のみが電極反応を生じるので、全体として電流はわずかしか流れない。また図４のように金属陽イオン２６と化合物材料３０および陰イオン２８の移動が終了した状態では直流電源３８から電圧を印加し続けても電流はほとんど流れないので、電力消費はほとんど生じない。
【００２６】
反射率可変ミラー４２は例えば車両用防眩ミラーとして利用することができる。また反射率可変ミラー４２は透明導電膜２０をセグメントに分割し各セグメントごとに電圧を印加することにより金属反射による表示体として構成することもできる。
【００２７】
前記各実施の形態では金属イオンを形成する金属としてニッケルを使用した場合について説明したが、銀、アルミニウム、コバルト、銅、モリブデン、イリジウム、白金、ルテニウムその他の金属を使用することができる。また前記各実施の形態では電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料としてフェロセンを使用した場合について説明したが、フェロセンと類似の性質を有しかつフェロセンと同様に酸化発色型エレクトロクロミック材料として用いられるフェナジン、その他のエレクトロクロミック材料、その他電極反応により可逆的にイオン化する各種化合物材料を使用することができるものと考えられる。また前記各実施の形態では非水溶媒としてテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート−プロピレンカーボネートを使用したが、γ−ブチロラクトン、スルホラン等を使用することもできる。また前記各実施の形態では透明導電膜１８，２０を形成する基材としてガラス基板、樹脂基板等を使用したが、樹脂フィルムを基材として使用してその表面に導電膜を形成することもできる。
【００２８】
また前記実施の形態２では導電膜１８を透明導電膜で構成したが、金属膜（不透明導電膜）を使用することもできる。また前記実施の形態２では不透明基板４４の表面に透明導電膜１８を形成したものを使用したが、不透明基板４４と透明導電膜１８の組み合わせに代えて金属板単体を配置して、該金属板単体を基板兼電極として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明による透過率可変素子の実施の形態を示す模式断面図と電気回路図で、両電極間を短絡したときの状態を示す図である。
【図２】図１の透過率可変素子において両電極間に電圧を印加したときの状態を示す図である。
【図３】この発明による反射率可変ミラーの実施の形態を示す模式断面図と電気回路図で、両電極間を短絡したときの状態を示す図である。
【図４】図３の反射率可変ミラーにおいて両電極間に電圧を印加したときの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…透過率可変素子、１２…空隙、１４，１６…透明基板、１８，２０…透明導電膜（電極対）、２２…電解液、２４…シール材、２５…非水溶媒、２６…金属陽イオン、２８…陰イオン、３０…電極反応により可逆的にイオン化する化合物材料、３２，３４…リード線、３６，４０…スイッチ、３８…直流電源、４２…反射率可変ミラー、４４…不透明基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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