(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的にアクティブな第１の層システムを持つ多層体であって、
前記第１の層システム（１０）が光学的可変デバイス（ＯＶＤ）であることと、前記第１の層システム（１０）の光学的効果が電気的に制御可能な第２の層システム（２０）から影響を受ける場合もあることと、前記第２の層システム（２０、４０、５０、６０）が前記第１の層システム（１０）の上に配置されることと、前記第１の層システム（１０）の上側に、前記第２の層システム（２０、４０、５０）の下部電極層となる金属反射層（１４）を設け、
前記第１の層システム（１０）が、画像及び／又は英数字情報を複写するエリアを有し、
前記第２の層システム（２０、４０、５０、６０）の光学特性（光学密度及び／又は光散乱及び／又は色）が前記金属反射層（１４）により電気的に制御でき、
前記金属反射層（１４）は、前記第１の層システム（１０）の上において、ストリップ形式を取るエリアを形成し、前記エリアに電圧源の正極又は負極に交互に接続されることを特徴とする多層体。
【請求項２】
ポリママトリックスの中で接合されている多数の液晶バブル（２２ｆ）を有する層（２２）を、前記第２の層システム（２０、４０、５０）が有することを特徴とする請求項１に記載の多層体。
【請求項３】
前記第２の層システム（２０、４０、５０）が、液晶層（４２）と、少なくとも１つの偏光層（４６ｏ、４６ｕ）とを有することを特徴とする請求項１に記載の多層体。
【請求項４】
前記第２の層システム（２０、４０、５０）が、電解質層（５２）を有することを特徴とする請求項１に記載の多層体。
【請求項５】
前記電解質層（５２）がエレクトロクロミック層であることを特徴とする請求項４に記載の多層体。
【請求項６】
前記第２の層システム（６０）が、サーモクロミック層（６２）を有し前記サーモクロミック層（６２）の上方又は下方に電気抵抗層を配置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項７】
前記第１の層システム（１０）の少なくとも１層が、前記電気抵抗層を形成していることを特徴とする請求項６に記載の多層体。
【請求項８】
前記電気抵抗層が、前記第１の層システム（１０）の下に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の多層体。
【請求項９】
前記第２の層システム（２０、４０、５０、６０）の光学的効果が不可逆制御できることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項１０】
前記第２の層システム（２０、４０、５０、６０）の光学的効果が双安定形式で制御できることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項１１】
前記第１の層システム（１０）が、複製層（１２）と、光学的アイソレーション層とを有し、また、回折起伏構造体（１２ｂ）が、前記複製層（１２）中に形成され、特に、回折格子及び／又はホログラム又はキネグラム又はトラストシールを成していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項１２】
前記第１の層システム（１０）が、干渉を用いて色効果をもたらす薄膜層システムであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項１３】
前記第１の層システム（１０）がコレステリック液晶層と吸収層とを有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項１４】
前記多層体（１、２、３、４、５）が、有機駆動電子回路及び／又は無機駆動電子回路を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項１５】
前記多層体（１、２、３、４、５）が、１つ又は複数のセンサ及び／又はＲＦＩＤ回路及び／又はディスプレイ及び／又はスイッチ及び／又は電圧源を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかの１項に記載の多層体。
【請求項１６】
前記多層体（１、２、３、４、５）が撓みやすいように設計され、且つ／又は、前記多層体（１、２、３、４、５）が、撓むキャリヤ・フィルムを有することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかの１項に記載の多層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的にアクティブな層システム（層系統、layer system）を持つ多層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、装飾目的で、又は情報提供目的で、あるいは、一方では、最新のカラーコピー機及び他の複写システムを用いて、セキュリティ文書をさらに偽造しにくくさせ、また他方では、素人が容易に、かつ明確に識別できるような光学セキュリティ特徴をそれらのセキュリティ文書に与えるために、光学的にアクティブな層システムが使用される。
【０００３】
このような目的で、セキュリティ・スレッドを、セキュリティ要素として貴重な文書に組み入れることが知られており、また、その構成が、そのセキュリティ・スレッドをその文書の表面上の所々に露出させるように設計されて、したがって、そのセキュリティ・スレッドに組み入れられている光学セキュリティ特徴、例えばホログラム又は部分的デメタライゼーション（demetalization）を、見る人がチェックできるようにしている。
【０００４】
さらに、特許文献１は、枚葉紙又は細長い紙片上に印刷されており、また導体トラックを介して大蔵省短期証券（teasury bill）の金属ストリップに連結されている有機半導体材料から成る電子回路を開示している。その電子回路は、このような場合、従来の半導体材料で作られた電子部品には基づかず、ポリマ半導体技術を用いる有機電界効果型トランジスタに基づいている。その金属ストリップは、このような場合、アンテナとして使用され、そのアンテナを介して、その半導体回路と、適切な評価回路との間でやり取りすることが可能である。それゆえ、その電子回路を使用して、偽造を識別するとともに、その文書を捜し出せるようにすることもできる。
【特許文献１】欧州特許第１，１３４，６９４ Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ここでは、より良い視覚的外観を持つ多層体を指定するという目的に基づいている。
【０００６】
本発明の目的は、光学的なアクティブな第１の層システムを持つ多層体によって達成される。ここで、第１の層システムは、光学的可変デバイス（光学的変化素子、ＯＶＤ）であり、その場合、第１の層システムの光学的効果は、電気的に制御可能な第２の層システムから影響を受けることもある。
【０００７】
このような多層体は、薄くて、かつ撓みやすいように設計されることもあり、したがって、その用途とその製造に対して、特別な強みをもたらす。例えば、この多層体は、ロール・ツー・ロール・プロセス（roll-to-roll process）を用いて、フィルム体として安価に製造されることがあり、それゆえ、量産に適している。
【０００８】
本発明による多層体は、貴重な文書、セイキュリティ文書に対して、また商品保護に対して新規なセキュリティ要素として使用されるだけでなく、装飾目的、又は製品広告のためにも使用されることもある。さらに、この多層体は、ディスプレイにも、ＲＦＩＤタグにも、さらに、電気器具でのステータス表示としても使用されることもある。
【０００９】
この多層体が薄いという事実にもかかわらず、この多層体は、例えば、パッケージ、窓、又は構築表面に付けられる広域フィルム体の形式を取ることがある。
【００１０】
従属クレームには、さらに他の有利な改良が指定される。
【００１１】
第２の層システムは、有利には、第１の層システムの上に配置される。
【００１２】
さらに、第２の層システムの光学特性、特にその光学密度及び／又はその光散乱及び／又はその色は、制御可能であることがある。
【００１３】
１つの有利な改良では、第２の層システムは、上部電極層と下部電極層とを有し、また、上部電極層と下部電極層との間には、１つ又は複数の層が配置されている。これらの層は、好ましくは、これらの電極層間に電圧を印加すれば光学特性を変えられる層である。
【００１４】
上部電極層及び／又は下部電極層は、ポリエチレン・ジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ＰＳＳ又はＰＡＮＩから成っていることがある。
【００１５】
上部電極層及び／又は下部電極層をＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）層にすることも可能である。これらのような層は、透明な（透過形）導電層である。
【００１６】
この上部電極はまた、非常に薄い半透明の金属層から成ることがある。この金属層は、０．５ナノメートル〜３０ナノメートルの厚さ、一般に５ナノメートルの厚さを有し、また、金、銀、クロム、銅、又はアルミニウムから成っている。
【００１７】
さらに他の改良では、第２の層システムは、上部電極層と下部電極層との間に配置されている層であって、直径０．１μｍ〜４０μｍの多数の液晶バブル（liquid-crystal bubble）がポリママトリックスの中で接合されている層を有する。例示として、このポリママトリックスは、例示としてＵＶ放射線により重合された５μｍ〜４０μｍの層厚さのモノマ（単量体）から成っていることがある。例示として、これは、Ｎｅｍａｔｅｌ Ｃｏｍｐａｎｙからの製品ＰＮ３９３である。上記の液晶バブルは、組織されてない形式でランダムに配向した液晶を有する。それゆえ、これらの液晶バブルは、入射光を散乱させて、上記層の下に配置された層を、感知できないようにするか、あるいは鮮明に映し出せないようにしている。これらの液晶は、上部電極層と下部電極層を電圧源の極に接続しているときに、それらの電極層間に形成されている電界内で配向する。
【００１８】
この電圧源は、ＤＣ電圧源か、ＡＣ電圧源のいずれであってもよい。電気化学式の電圧源、また、電磁界内に置かれて、電子回路を利用して、信号を適切な信号周波数、例えば１００Ｈｚに処理する電気同調回路（electrical tuned circuit）を使用するか、あるいは、本発明による多層体用の電圧源として太陽電池を使用することも可能である。
【００１９】
さらに他の有利な改良では、第２の層システムは、上部電極層と下部電極層との間に配置されている液晶層と、少なくとも１つの偏光層（polarizer layer）とを有する。例えば、偏光平面を９０°にて交差させた状態で、２つの偏光層が提供されることもある。この液晶層は、コレステリック液晶を持つことも可能である。これらの液晶は、光の偏光方向を９０°まで回転させる。この結果、その偏光は、下部偏光層を通り抜けることができる。それゆえ、この第２の層システムは、透明であるように見えて、第１の層システムを自由に見れるようにする。これら２つの電極層間に電界が形成されるときには、第２の層システムは、黒く見えて、第２の層システムの真下に配置されている第１の層システムを見られないようにする。
【００２０】
さらに、第２の層システムに、上部電極層と下部電極層との間に配置される電解質層を持てるようにし、また、上部電極層を、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ又はポリアニリン（ＰＡＮＩ）などの導電性有機材料から成るエレクトロクロミック層にすることも可能である。この電解質層中の電流方向により制御できる酸化還元反応により、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳから成るエレクトロクロミック層の色を薄い青色から濃い青色に変えることが可能になる。このエレクトロクロミック層がＰＡＮＩから成る場合には、その色を緑がかった青色から青色に変えることができる。この電解質層はまた、金属イオンも含む場合がある。その場合、この電解質層中の電流方向は、金属イオンを電解質層からエレクトロクロミック電極層に運び込むか、あるいは、金属イオンをエレクトロクロミック電極層から遠ざけるかどうか決定する。例えば、これらの金属イオンがタングステン・イオンである場合には、そのエレクトロクロミック電極層を、濃い青色から無色に変えることができる。
【００２１】
他のエレクトロクロミック・システム、例えばｐＨ値の変化に反応するものが存在する。これらのものも、同じように使用できる。
【００２３】
さらに他の有利な改良では、第２の層システムは、サーモクロミック層（thermochromic layer）と電気抵抗層とを有する。
【００２４】
第１の層システムの少なくとも１層は、第２の層システムの電気抵抗層を形成することも可能である。
【００２５】
第２の層システムは、画像及び／又は英数字情報を複写するエリアを持つように設計されることがある。これらのエリアは、例えば、第２の層システムを電気的に作動させれば見ることのできる記入部分（inscription）を成す文字の形式を取ることがある。この記入（登録）はまた、この多層体を読取り装置の電界内に入れるときだけ、見ることができるバーコードであることもある。このような特徴は、従来の複写プロセスでは偽造できない。例えば、このような用途では、第２の層システムは、電極層を持たないことが可能である。その結果、この第２の層システムは、有利には、本発明による多層体が付けられている対象物の正常使用中には、感知され得ない。
【００２６】
この第２の層システムの光学的効果は、可逆制御できることも可能である。
【００２７】
さらに他の有利な改良では、電圧により起こされる第２の層システムの光学的変化は、電圧が切り離された後でも残る。このような目的で、これらの液晶は、強誘電性液晶であるかもしれない。強誘電性液晶により、電界の効果を、比較的に長い期間の間、例えば何週間にもわたって保存することができ、また、強誘電性液晶は、電気パルスによりリセットできる。例示として、これにより、満期日に対して、強誘電性液晶を持つ多層体をデータメモリとして使用することが可能になる。この満期日は、予告期間を経過すると、目に見えることがある。なぜなら、この強誘電性液晶が、それらの初期位置に戻り、また、第２の構造体層（structure layer）が再び透明であるからである。有利には、このような多層体は、電極をまったく持たないことが可能であり、したがって、上記の強誘電性液晶を配向させるのに必要となる電界を、このような目的に予定される装置内にのみ形成できる。
【００２８】
このような場合、電気的に制御可能な層システムという表現は、その光学的効果の少なくとも１つのパラメータが、電圧の印加で変えられる任意の層システムを意味する。これは、電気的変数で左右される材料特性の変化である。
【００２９】
本発明は、第１の層システムに、複製層（replication layer）と、光学的アイソレーション層とを持てるようにし、また、この複製層には、特に回折格子及び／又はホログラム又はＫｉｎｅｇｒａｍ（Ｒ）又はＴｒｕｓｔｓｅａｌ（Ｒ）、もしくはそれに匹敵するシステムを成す回折起伏構造体（deffractive relief structure）を形成できるようにしている。
【００３０】
さらに、第１の層システムは、干渉によって、視角に左右されるカラーシフト効果をもたらすために、薄膜層システムであることもある。
【００３１】
色変化をもたらす層は、厚さｄ＝λ／４又はｄ＝λ／２を持つ。ここで、λは、その入射光の波長である。
【００３２】
一連の高回折率層と低回折率層から薄膜層システムを形成することも可能である。これらのような層は、それぞれ、ＨＲＩ（高回折率）層とＬＲＩ（低回折率）層とも呼ばれる。選択される層の数が多ければ多いほど、それだけ厳密に、この色変化効果の波長を設定できる。このような場合、このような薄膜層システムが、２層から１０層まで（偶数の変数）、あるいは、３層から９層まで（奇数の変数）、形成されることは特に有利である。
【００３３】
第１の層システムはまた、コレステリック液晶層と吸収層とを有する層システムであることがある。このような層システムは、薄膜層システムのものと同様なやりかたで、視角に左右されるカラーシフト効果を有する。
【００３４】
ただ１つの電極平面だけを必要とするシステムも実現可能である。例示として、これは、サーモクロミック層用の発熱体（加熱要素）、あるいは、その電極平面内で作動できるコレステリック液晶を有する上述の層システムであることがある。これらの液晶の下に配置されている層は、幅約２０μｍ、高さ２０μｍ〜１００μｍの互いに離れている突出部分を持つことがあり、これらの突出部分は、１００μｍよりも短い間隔で配置されている。上述のＯＶＤは、これらの突出部分の間に形成されることがあり、また、これらの突出部分の寸法が小さいために、このＯＶＤは、光学的に実体（主体、エンティティ）として現われる。これらの突出部分上に形成される電極は、交互に、かつ切換え可能に電圧源の極に接続されるストリップの形式を取るエリアを形成している。それゆえ、これらのエリア間に形成される電界は、液晶層に対して直角とならずに、その液晶層中を進行する。
【００３５】
これらの突出部分を、チェッカー盤のように配置できるようにし、かつ／又は、第１の層システム及び／又は第２の層システムを適切に構造化できるようにし、しかも、それぞれの電極エリアを列と行で作動できるように、これらの接続線をマトリックス（行列）の形式を取れるようにすることも可能である。
【００３６】
上部電極層と下部電極層（これは、チェッカー盤のように構造化されている）との間の特定の地点に位置づけられた液晶を作動させることも可能である。それゆえ、この下部電極層の作動エリアにわたって配置されている液晶を電界内で配向できるようにし、また、この下部電極層の非作動エリアにわたって配置されている液晶に、組織されてない配向を保持できるようにすることも可能である。このようにして、この作動エリア又は非作動エリアは、例えば、画像、ロゴ、又は１つ又は複数の英数字を表すパターンを形成することがある。電気的に互いに隔離されているエリアは、交互に作動することがあり、したがって、それらのサブエリアが、それらの光学的な外観を順次に変える。
【００３７】
さらに他の改良では、この多層体は、好ましくは有機駆動電子回路である駆動電子回路を有する。
【００３８】
この多層体は、１つ又は複数のセンサ及び／又はＲＦＩＤ回路及び／又はディスプレイ及び／又はスイッチ及び／又は電圧源を持つことも可能である。
【００３９】
上述の２つの実施形態は、本発明による多層体の適用分野の概略を与えているが、ただし、これは、さらに他の用途を限定しない。
【００４０】
この多層体は、撓みやすいように設計され、かつ／又は、撓む透明なキャリヤ・フィルムを持つことも可能である。撓み多層体はまた、有利には、曲面にも付けることができる。この撓み多層体は、薄い支持体（carrier substrate）、例えば、パッケージ、大蔵省短期証券、又は文書の上に現われることのあるものなど、曲げ荷重に対して特に優れた抵抗力を有する。
【００４１】
特に、撓み多層体は、ロール・ツー・ロール・プロセスに予定される設備上で、量産品として安価に製造されることもある。このような場合、ＲＦＩＤタグ、太陽電池、バッテリー、記憶装置、集積回路、フィルム・スイッチ、センサなどのさらなるアセンブリを、この多層体に容易に組み入れることができる。
【００４２】
本発明は、例示として、いくつかの模範的な実施形態を利用して、また、以下の添付図面に助けられて、以下の本文で説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１（ａ）と図１（ｂ）は、光学的可変層システム１０と制御可能な層システム２０とを持つ多層体１の略断面図を示している。
【００４４】
層システム１０は、回折格子１２ｂが形成される構造体層１２を持つ光学的可変デバイス（ＯＶＤ）である。構造体層１２は、例えば、加熱複製ローラを用いて、回折格子１２ｂが押して付けられている数μｍの層厚さを持つ熱可塑性複製ワニスで作られることがある。構造体層１２は、例えばアルミニウム、銀、クロム、銅、又は金から成る金属反射層１４で覆われている。
【００４５】
制御可能な層システム２０は、金属反射層１４上に配置されたキャリヤ層（支持層）２２を有する。キャリヤ層２２は、多数の液晶バブル２２ｆが埋め込まれているポリママトリックスである。これらの液晶バブルは、直径が０．１μｍ〜１５μｍである。このポリママトリックスは、５μｍから４０μｍまでの層厚さで付けられるＰＮ３９３から成っている。この層厚さは、好ましくは１０μｍである。
【００４６】
透明な保護層２６は、キャリヤ層２２上に配置され、また、透明な保護層２６の下面には、電極層２４も付けられている。この模範的な実施形態では、透明な保護層２６と電極層２４は、Ａｇｆａから入手される透明な導電コーティングされたＯｒｇａｋｏｎ（ＴＭ）フィルムであり、その場合、電極層２４は、透明な導電性ポリマである。これは、５０ナノメートルから５００ナノメートルまでの層厚さを持つかもしれないＰＥＤＯＴ／ＰＳＳである。この層厚さは、好ましくは２００ナノメートルである。電極層２４はまた、透明な金属層であることもある。
【００４７】
液晶バブル２２ｆに入っている液晶を配向させることのできる電界は、電極層２４と金属反射層１４との間に電圧を印加することで、形成できる。図１（ａ）と図１（ｂ）では、これらの液晶は、短い線で表されている。それゆえ、この模範的な実施形態では、金属反射層１４は同時に、電気的に制御可能な層システム２０用の電極層である。それゆえ、金属反射層１４は多機能層である。
【００４８】
層システム２０を制御する電圧は、接続線３４と接続線３４’、及びスイッチ３２を用いて、金属反射層１４及び電極層２４に導電接続されている電圧源３０によりもたらされる。図１（ａ）と図１（ｂ）に記号（線）を用いて示されている接続線３４と接続線３４’は、導電層１４と導電層２４を継続させることで形成される導体トラックである。しかしながら、導電層１４及び導電層２４と電気的に接触し、かつ例えば蒸着されている金属導体トラックもあるかもしれない。
【００４９】
図１（ａ）は、スイッチ３２を開放した場合の多層体１を示している。液晶バブル２２ｆ内に配置されている液晶は、組織されてないランダムな位置を取って、多層体１に突き当たった光を拡散反射させ、その結果、第１の層システム１０を見ることができないか、あるいは、無意味なものとしか見ることができず、光学的な効果をもたらし得ない。
【００５０】
次に、図１（ｂ）は、スイッチ３２を閉じた場合の多層体１を示している。ここで、導電層１４と導電層２４との間には、電界線が導電層１４及び導電層２４の表面に対して直角に揃えられている電界が形成されて、次に、液晶バブル２２ｆ内に配置された液晶が、電界線と平行に揃えられた組織された位置を取るようにしている。次に、液晶バブル２２ｆが、数ナノメートルという小さい直径であるために、多層体１に入射する光は、金属反射層１４で覆われた構造体層１２の表面にほとんど完全に突き当たって、第１の層システム１０が、ＯＶＤとして、その光学的効果を引き出せるようにしている。
【００５１】
電圧源３０の極性は、これらの液晶を電界線に揃えるという、図１（ａ）と図１（ｂ）に示される模範的な実施形態が基礎を置いている動作原理とは無関係である。それゆえ、電圧源３０は、ＤＣ電圧源か、ＡＣ電圧源のいずれであってもよい。電圧源３０から送り出される電圧は、液晶の配向に適した電界の形成にとって本質的に重要である。図１（ａ）と図１（ｂ）に示される模範的な実施形態では、約２０Ｖの電圧が供給される。
【００５２】
図１（ａ）と図１（ｂ）に示される模範的な実施形態では、電圧源３０は、スイッチ３２を用いて、オン、オフに切り換えることができる。しかしながら、スイッチ３２を省き、また、電圧源３０は、外部電磁界がＡＣ電圧を誘導する同調回路（tuned circuit）の形式を取ることも可能である。このＡＣ電圧は、必要に応じて、整流器を用いてＤＣ電圧にも変換される。このＤＣ電圧は、適切な電子回路、例えばリング・オシレータを用いて、１００Ｈｚあたりの特に有利な周波数範囲内で、変換によりＡＣ電圧に戻されることもある。ＤＣ電圧で駆動するときには、電磁界をオフに切り換えてから或る時間の間、このＤＣ電圧も生じさせるコンデンサも備えられることがある。例えば、この多層体がいわゆるＲＦＩＤタグ、すなわち、物体の無線周波数（電波）式識別用の回路構成を形成している場合に、上述の要素は、このようなＲＦＩＤタグの部品である。このＲＦＩＤタグは、有利には、有機フィルム回路である。
【００５３】
次に、図２（ａ）と図２（ｂ）は、第２の電極層（図１（ａ）と図１（ｂ）に示される電極層２４を参照のこと）を持たない多層体１’を示している。実際、構造体層１２は、ここで、幅約２０μｍ、高さ２０μｍ〜１００μｍの突出部分の付いた起伏構造体を有する。これらの突出部分は、１００μｍよりも短い間隔で配置されている。回折格子１２ｂは、この構造体層中で、これらの突出部分の間に形成されている。これらの回折格子１２ｂは図１（ａ）と図１（ｂ）にも示されている。次に、金属反射層１４は、これらの突出部分上に配置されて、ストリップの形式を取っているエリアを形成し、また、接続線３４と接続線３４’に交互に接続されて、スイッチ３２を閉じたときに（図２（ｂ）を参照のこと）、金属反射層１４のうちストリップの形式を取っているエリアが電圧源３０の正極又は負極に交互に接続されるようにしている。それゆえ、これらのエリア間に形成される電界は、キャリヤ層２２中を進行するが、図１（ａ）と図１（ｂ）に示される第１の模範的な実施形態の場合のように、キャリヤ層２２に対して直角には進行しない。しかしながら、液晶バブル２２ｆ内に設けられた液晶は、図２（ｂ）に示されるように、スイッチ３２を閉じたときに、図１（ｂ）と同様に、電界内で配向する。
【００５４】
この構造体層１２中で、これらの突出部分を、チェッカー盤のように配置し、また、金属反射層１４のそれぞれのエリアを列と行で作動できるように、これらの接続線がマトリックスの形式を取ることも可能である。図示されてないさらに他の模範的な実施形態は、図１（ａ）と図１（ｂ）に示されるように、電極層２４を追加して、チェッカー盤のように構造化された金属反射層１４を用いて、金属反射層１４の作動エリアの上に配置されている液晶を、この電界内で配向させるようにし、また、金属反射層１４の非作動エリアの上に配置されている液晶が、組織されてない配向を保持するようにすることもある。これらの作動エリア又は非作動エリアは、このようにして、例えばロゴ、又は１つ又は複数の英数字を表すパターンを形成することがある。
【００５５】
次に、図３（ａ）と図３（ｂ）は、この制御可能な層システムを形成している点だけが、図１（ａ）と図１（ｂ）に示される多層体１とは異なる多層体２を示している。制御可能な層システム４０は、液晶４２ｆが埋め込まれている液晶層４２を持っており、しかも、偏光の偏光平面を回転させることを可能にする。
【００５６】
液晶層４２の上面は、上部偏光層４６ｏで覆われており、また、液晶層４２の下面は、下部偏光層４６ｕで覆われている。上部偏光層４６ｏと下部偏光層４６ｕの偏光方向は、９０°にて交差されている。それゆえ、入射光は、液晶層４２に入る前に偏光する。次に、これらの液晶は、偏光の偏光平面を９０°まで回転させる。その結果、その偏光は、下部偏光層４６ｕを通り抜けることができる。また、その偏光は、金属反射層１４で反射する。次に、その反射光は、ここでもやはり、積み重ねた状態で配置されている液晶４２ｆにより回転して、上部偏光層４６ｏから現われる。それゆえ、層システム４０は、透明であるように見えて、ＯＶＤの形式を取っている層システム１０を自由に見れるようにする。
【００５７】
透明な保護層２６は、上部偏光層４６ｏ上に配置され、また、透明な保護層２６の下面には、電極層２４も付けられている。すでに上に述べられたように、透明な保護層２６と電極層２４は、例えば、透明な導電コーティングされたＯｒｇａｋｏｎ（ＴＭ）フィルムから成っている。この電極層２４は、接続線３４’及びスイッチ３２を介して、電圧源３０に接続される。電圧源３０の他方の極は、接続線３４を介して、金属反射層１４に接続される。これにより、スイッチ３２を閉じることで、金属反射層１４と電極層２４との間に電界を形成することができ、したがって、液晶４２ｆを所定の位置に移動させて、上部偏光層４６ｏにより偏光している光が、もう下部偏光層４６ｕを通り抜けられないようにしている。多層体２のこのような状態は、図２（ｂ）に示されており、図２（ｂ）では、層システム１０により形成された光学的効果をもう認めることはできない。
【００５８】
上部偏光層４６ｏと下部偏光層４６ｕを、同一の偏光方向で配置できるようにして、この電圧をオフに切り換えたときには、電気的に制御可能な層システム２０が不透明に見え、また、この電圧をオンに切り換えたときには、電気的に制御可能な層システム２０が透明に見えるようにすることも可能である。
【００５９】
さらに、液晶層４２ｆに対して、強誘電性液晶が与えられることがある。強誘電性液晶は、電界を保存する特性を持っており、この電圧をオフに切り換えてから、比較的に長い間、強誘電性液晶により形成される液晶層の切換え状態も維持されるようにしている。このような液晶層は、切換えパルスにより、リセットできる。
【００６０】
次に、図４（ａ）と図４（ｂ）は、電気的に制御可能な層システム５０が、光学的可変層システム１０上に配置され、かつ、電解質層５２から形成され、しかも２つの電極層と接触している多層体３を示している。上述の模範的な実施形態の場合と同様に、下部電極層は、金属反射層１４によって形成される。上部電極層５４は、エレクトロクロミック材料、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで作られている。上部電極層５４は、透明な保護層２６で覆われている。これら２つの電極層（１４と５４）は、スイッチ３２ｕに接続されている接続線３４と接続線３４’を用いて、電圧源３０に接続される。図３（ａ）と図３（ｂ）に示される第３の模範的な実施形態では、電圧源３０は、極性がエレクトロクロミック電極層５４の光学的状態を左右するようなＤＣ電圧源である。
【００６１】
このような場合、電流方向がスイッチ３２ｕの位置に左右されるような電流が、電解質層５２を流れる。また、この電流は、図示された模範的な実施形態において、電解質層５２からエレクトロクロミック電極層５４に金属イオンを運び込むか、あるいは、エレクトロクロミック電極層５４から金属イオンを運び去る。例えば、これらの金属イオンがタングステン・イオンである場合には、エレクトロクロミック電極層５４は、濃い青色から無色に変えられることがある。さらに上に述べられるように、電流方向に左右される酸化還元反応に基づくか、あるいは、電解質層５２のｐＨ値の変化に基づくような他の実施形態も可能である。
【００６２】
スイッチ３２ｕは２極切換えスイッチであり、そのスイッチを用いれば、電解質層５２を流れる電流の電流方向を逆にすることができる。これにより、エレクトロクロミック電極層５４を、第１の色付きの不透明な状態から無色の透明な状態に変えることができる。
【００６３】
図５（ａ）と図５（ｂ）は、電気的に制御可能な層システム６０が、光学的可変層システム１０上に配置され、かつ、サーモクロミック層６２を有する多層体４を示している。この図示される模範的な実施形態におけるサーモクロミック層６２は、厚さ約２０μｍの層とともに、Ｃｏａｔｅｓ Ｓｃｒｅｅｎ Ｃｏｍｐａｎｙから入手されるＴＣＸ Ｂ−３１から成っている。その層の厚さは、０．５μｍ〜１００μｍであるかもしれない。サーモクロミック層６２は、透明な保護層２６で覆われている。
【００６４】
金属反射層１４は、電気接続線３４、電気接続線３４’、及びスイッチ３２を用いて電圧源３０に接続されると同時に、サーモクロミック層６２を加熱するための電気抵抗層も形成している。それゆえ、先の模範的な実施形態の場合と同様に、金属反射層１４は、この多層体の双方の層システムと機能的に関連すると言える層である。しかしながら、特に、金属反射層１４に充分に電気的負荷を加えることができない時には、別の抵抗層を提供することも可能である。このような場合には、この抵抗層は透明であり、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、又は何か他の導電材料から成っている。例示として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ又はＰＡＮＩも、透明な抵抗層に使用されることがある。この抵抗層はまた、構造体層１２の下に配置される場合があり、このような場合、この抵抗層は透明である必要はない。
【００６５】
図５（ａ）でわかるように、サーモクロミック層６２は、スイッチ３２が開放しているときには、透明ではない。次に、図５（ｂ）に示されるように、スイッチ３２を閉じる場合には、金属反射層１４は、電流が流れ出すことで加熱され、その結果、金属反射層１４上に配置されたサーモクロミック層６２も加熱されて、このようにして、サーモクロミック層６２が透明になる。次に、光学的可変層システム１０によって形成される光学的効果が認められる。
【００６６】
次に、図６（ａ）〜図７（ｂ）は、本発明による多層体の模範的な一実施形態を示している。
【００６７】
図６（ａ）は、図１（ａ）と図１（ｂ）に示される多層体１と同じやり方で設計された多層体５の略断面図を示している。このような場合、図１（ａ）と図１（ｂ）からの層の一部が、それぞれの場合に組み合わされている。
【００６８】
ポリママトリックス（高分子基材、polymer matrix）の中で液晶バブルが接合されている層５２は、上部電極層５４を持っており、また、ＯＶＤ層システム５６上に配置されている。ＯＶＤ層システム５６は、図１（ａ）と図１（ｂ）に示されるものであって、複製層と金属反射層から形成されている。ＯＶＤ層システム５６に面する金属反射層は、同時に、層５２用の下部電極層も形成している。
【００６９】
次に、図６（ｂ）は、接続線５８１とスイッチ５８ｓを用いて電極層が電圧源５８に接続される多層体５の略平面図を示している。電圧が印加されてないときに層５２が不透明であるために、ＯＶＤ層システム５６は、はっきりとは見ることができないか、あるいは、まったく見ることのできない記入部分５６ｓを有する。
【００７０】
図７（ａ）と図７（ｂ）は、スイッチ５８ｓが閉じられるために、電極層がここで電圧源５８に接続される多層体５を示している。それゆえ、層５２は、透明な層であり、したがって、ＯＶＤ層システム５６上に配置されている記入部分５６ｓは、はっきりと読むことができる。さらに、その光学的効果もここで認めることができる。例えば、この光学的効果は、多層体５を傾斜させるときに、もたらされる色変化であるかもしれない。記入部分５６ｓが、視角によって決まる光学的効果、例えば、一見したところ記入部分５６ｓの位置を変える光学的効果を呈することも可能である。
【００７１】
本発明による多層体は、さらに他の層、例えば、この光学的可変層システムの背面に付けられる粘着層、あるいは、電圧源、センサ、又は電子回路などの機能的要素を形成する層を持つことがある。これらの層は、好ましくは、特に電子回路も形成するために、ポリマで作られることがある。しかしながら、「有機」回路という表現はまた、有機層だけでなく無機層も有するか、あるいは、無機層だけを有する回路及び回路構成をカバーするものとして明確に理解されるべきである。
【００７２】
本発明による多層体はまた、薄くて、かつ撓みやすいように形成できる点で区別され、したがって、その用途とその製造に対して、特別な強みをもたらす。例えば、この多層体は、ロール・ツー・ロール・プロセスを用いて、フィルム体として安価に製造されることがあり、それゆえ、量産に適している。
【００７３】
本発明による多層体はまた、本発明の範囲から逸脱することなく、例えばガラス又はセラミックから成る撓まないキャリヤ材料を持つこともある。
【００７４】
さらに、本発明による多層体はまた、その光学特性を不可逆的に変えるように設計されることもある。例えば、この変化を短時間の過電圧で引き起こし、また、過負荷が発生したことを、この多層体が常時、信号で知らせることも可能である。このような効果は、例えばエレクトロクロミック層の場合に、電解質層での不可逆的な化学処理により起こされる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】（ａ）本発明による多層体の第１の模範的な実施形態の断面図の形式            （ｂ）本発明による多層体の第１の模範的な実施形態の断面図の形式
【図２】（ａ）本発明による多層体の第２の模範的な実施形態の断面図の形式            （ｂ）本発明による多層体の第２の模範的な実施形態の断面図の形式
【図３】（ａ）本発明による多層体の第３の模範的な実施形態の断面図の形式            （ｂ）本発明による多層体の第３の模範的な実施形態の断面図の形式
【図４】（ａ）本発明による多層体の第４の模範的な実施形態の断面図の形式            （ｂ）本発明による多層体の第４の模範的な実施形態の断面図の形式
【図５】（ａ）本発明による多層体の第５の模範的な実施形態の断面図の形式            （ｂ）本発明による多層体の第５の模範的な実施形態の断面図の形式
【図６】（ａ）本発明による多層体の一応用例            （ｂ）本発明による多層体の一応用例
【図７】（ａ）本発明による多層体の一応用例            （ｂ）本発明による多層体の一応用例
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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