(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
前記第１および第２の基板に狭持され、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、
前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に電圧を印加することができる電源と、
を具備し、
前記電源は、第１の期間に、第１のステップ電圧を周期的に出力し、
前記第１のステップ電圧は、正電圧である第１の電圧を第１の時間保持し、続けて、正電圧であり、該第１の電圧よりも小さい第２の電圧を該第１の時間よりも長い第２の時間保持する波形を有し、
前記第１の電圧は３Ｖ以上であり、前記第１の時間は５ｍｓ以下であり、
前記第２の電圧は０．４Ｖ〜１．０Ｖの範囲内であり、前記第２の時間は５０ｍｓ〜３００ｍｓの範囲内である光学装置。
【請求項２】
対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
前記第１および第２の基板に狭持され、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、
前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に電圧を印加することができる電源と、
を具備し、
前記電源は、第１の期間に、第１のステップ電圧を周期的に出力し、
前記第１のステップ電圧は、正電圧である第１の電圧を第１の時間保持し、続けて、正電圧であり、該第１の電圧よりも小さい第２の電圧を該第１の時間よりも長い第２の時間保持する波形を有し、
前記第１および第２の電極を介して前記電解質層に直流電圧を印加して、該第１または第２の電極の表面に前記エレクトロデポジション材料を析出させる際に、該エレクトロデポジション材料が析出し始める直流電圧を閾値電圧と呼ぶとき、
前記第１の電圧は、前記閾値電圧の２倍以上であり、
前記第２の電圧は、前記閾値電圧よりも低い光学装置。
【請求項３】
前記第１の電圧は、前記閾値電圧の２．５倍以下である、請求項２記載の光学装置。
【請求項４】
前記第２の時間は、前記第１の時間の１０倍〜１０００倍の範囲内である請求項２または３記載の光学装置。
【請求項５】
前記電源は、前記第１の期間の後の第２の期間に、前記第１のステップ電圧とは波形が異なる、正電圧である第２のステップ電圧を周期的に出力する請求項２〜４いずれか１項記載の光学装置。
【請求項６】
対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
前記第１および第２の基板に狭持され、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、
を備える光学素子の駆動方法であって、
前記第１および第２の電極を介して前記電解質層に、第１のステップ電圧を周期的に印加する工程を含み、
前記第１のステップ電圧は、正電圧である第１の電圧を第１の時間保持し、続けて、正電圧であり、該第１の電圧よりも小さい第２の電圧を該第１の時間よりも長い第２の時間保持する波形を有し、
前記第１および第２の電極を介して前記電解質層に直流電圧を印加して、該第１または第２の電極の表面に前記エレクトロデポジション材料を析出させる際に、該エレクトロデポジション材料が析出し始める直流電圧を閾値電圧と呼ぶとき、
前記第１の電圧は、前記閾値電圧の２倍以上であり、
前記第２の電圧は、前記閾値電圧よりも低い、光学素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロデポジション素子を含む光学装置、および、エレクトロデポジション素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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電極と、その一対の電極に挟持され、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。
【０００３】
定常時（電圧無印加時）、電解質層はほぼ透明であり、エレクトロデポジション素子は透明状態となる。一対の電極間に電圧を印加すると、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。これにより、エレクトロデポジション素子は鏡面（高光反射）状態となる。
【０００４】
特許文献２には、エレクトロデポジション素子を用いた単純マトリクス型の表示装置における具体的な駆動方法（電圧印加方法）が開示されている。かかる駆動方法により、当該表示装置に表示される画像のムラを軽減することができる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８１３８９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３７３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、エレクトロデポジション素子において、エレクトロデポジション材料を所望の位置や領域に正確に析出・堆積させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主な観点によれば、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に狭持され、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、前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に電圧を印加することができる電源と、を具備し、前記電源は、第１の期間に、第１のステップ電圧を周期的に出力し、前記第１のステップ電圧は、正電圧である第１の電圧を第１の時間保持し、続けて、正電圧であり、該第１の電圧よりも小さい第２の電圧を該第１の時間よりも長い第２の時間保持する波形を有し、前記第１の電圧は３Ｖ以上であり、前記第１の時間は５ｍｓ以下であり、前記第２の電圧は０．４Ｖ〜１．０Ｖの範囲内であり、前記第２の時間は５０ｍｓ〜３００ｍｓの範囲内である光学装置、が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に狭持され、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、を備える光学素子の駆動方法であって、前記第１および第２の電極を介して前記電解質層に、第１のステップ電圧を周期的に印加する工程を含み、前記第１のステップ電圧は、正電圧である第１の電圧を第１の時間保持し、続けて、正電圧であり、該第１の電圧よりも小さい第２の電圧を該第１の時間よりも長い第２の時間保持する波形を有し、前記第１および第２の電極を介して前記電解質層に直流電圧を印加して、該第１または第２の電極の表面に前記エレクトロデポジション材料を析出させる際に、該エレクトロデポジション材料が析出し始める直流電圧を閾値電圧と呼ぶとき、前記第１の電圧は、前記閾値電圧の２倍以上であり、前記第２の電圧は、前記閾値電圧よりも低い、光学素子の駆動方法、が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
エレクトロデポジション素子において、エレクトロデポジション材料を所望の位置や領域に正確に析出・堆積させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１−１】および、
【図１−２】図１Ａは、エレクトロデポジション素子を含む光学装置の基本構造を示す断面図であり、図１Ｂおよび図１Ｃは、エレクトロデポジション素子おける光透過率および光反射率の波長依存性を示すグラフであり、図１Ｄは、エレクトロデポジション素子における光反射率の印加電圧依存性を示す概略的なグラフであり、図１Ｅは、エレクトロデポジション素子における光反射率の時間変化を示す概略的なグラフである。
【図２】図２は、エレクトロデポジション素子を一部拡大して示す平面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、エレクトロデポジション素子の駆動波形を示す概略的なグラフである。
【図４】図４Ａは、エレクトロデポジション素子を含む光学装置の他の構造例を示す断面図であり、図４Ｂは、エレクトロデポジション素子の電極構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１Ａは、実施例による光学装置の基本構造を示す断面図である。当該光学装置は、主に、エレクトロデポジション（ＥＤ）素子１０１、および、ＥＤ素子１０１に電力を供給する電源１０２、から構成される。
【００１２】
ＥＤ素子１０１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に挟持されるシール枠部材４０および電解質層（電解液）５０と、を備える。なお、シール枠部材４０は、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ている。電解質層５０は、エレクトロデポジション（ＥＤ）材料を含有し、下側および上側基板１０，２０、ならびに、シール枠部材４０により画定される空間５０ａに充填されている。
【００１３】
下側および上側基板１０，２０各々の対向面には、それぞれ下側および上側電極１２，２２が設けられている。下側および上側電極１２，２２は、たとえば単純マトリクス型の電極構造を有している。電源１０２は、下側および上側電極１２，２２に接続されており、下側および上側電極１２，２２を介して、電解質層５０に種々の電圧を印加する。
【００１４】
図１Ａを参照しながら、実施例による光学装置（特にＥＤ素子１０１）の製造方法について説明する。
【００１５】
最初に、ベース基板表面に電極が形成された透明基板を２枚準備する。必要に応じて、ベース基板表面の電極を、エッチング法やレーザアブレーション法などにより、所望の平面形状にパターニングしておく。
【００１６】
ベース基板には、透光性を有する基板が用いられ、青板ガラスなどのプレート基板や、ポリカーボネートなどにより構成されるフィルム基板などを用いることができる。また、電極は、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により構成される。
【００１７】
２枚準備した透明基板のうち、一方の基板を下側基板１０に設定し、他方の基板を上側基板２０に設定する。下側基板１０におけるベース基板および電極を、それぞれ下側ベース基板１１および下側電極１２と呼ぶこととする。また、上側基板２０におけるベース基板および電極を、それぞれ上側ベース基板２１および上側電極２２と呼ぶこととする。
【００１８】
なお、図４を参照して後述するように、下側または上側電極１２，２２表面に、ＩＴＯ粒子などが堆積してなる粒子堆積層を設けてもかまわない。ＩＴＯ粒子分散液を、スピンコート法などを用いて、下側または上側電極１２，２２表面に塗布し、その後焼成することにより、粒子堆積層を形成することができる。
【００１９】
次に、下側または上側基板１０，２０（下側または上側電極１２，２２表面）、たとえば下側基板１０に、シール枠部材４０を形成する。シール枠部材４０は、たとえば、矩形枠状の全体的平面形状を有し、紫外線硬化性樹脂により構成される。なお、シール枠部材４０は、熱硬化性樹脂により構成されていてもかまわない。
【００２０】
続いて、下側または上側基板１０，２０（下側または上側電極１２，２２表面）、たとえば上側基板２０に、粒径が数十μｍ〜数百μｍ、たとえば５００μｍである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密度は、たとえば１〜３個／ｍｍ２程度である。なお、ギャップコントロール剤を散布するかわりに、柱状の突起体を形成してもかまわない。また、ギャップコントロール剤は、シール枠部材４０が形成された基板、つまり下側基板１０に散布してもかまわない。
【００２１】
次に、下側基板１０（下側電極１２表面）のシール枠部材４０内側に、銀を含むエレクトロデポジション（ＥＤ）材料を含有する電解液（電解質層）５０を滴下する。そして、下側および上側電極１２，２２が相対するように、上側基板２０を、電解液５０を滴下した下側基板１０に貼合する。その後、シール枠部材４０に紫外線を照射して、シール枠部材４０を硬化させる。これにより、ＥＤ素子１０１が完成する。
【００２２】
電解液（電解質層）５０は、たとえば、ＥＤ材料（ＡｇＮＯ３等）、電解質（ＴＢＡＢｒ等）、メディエータ（ＣｕＣｌ２等）、電解質の浄化剤（ＬｉＢｒ等）、溶媒（ＤＭＳＯ：ｄｉｍｅｔｈｙｌ―ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ 等）などにより構成される。なお、さらにゲル化用ポリマ（ＰＶＢ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ―ｂｕｔｙｒａｌ等）などを添加して、ゲル状（ゼリー状）にしてもよい。実施例においては、溶媒であるＤＭＳＯ中に、ＥＤ材料としてＡｇＮＯ３を５０ｍＭ、支持電解質としてＬｉＢｒを２５０ｍＭ、メディエータとしてＣｕＣｌ２を１０ｍＭ、ゲル化用ポリマとして１０ｗｔ％のＰＶＢを添加したものを用いた。
【００２３】
ＥＤ材料は、ＡｇＮＯ３以外にも、たとえば銀を含むＡｇＣｌＯ４やＡｇＢｒなどを用いることができる。ここで、ＥＤ材料とは、下側ないし上側電極１２，２２表面において、酸化還元反応などにより、その一部が析出・堆積、または、消失する材料をいう。
【００２４】
支持電解質は、ＥＤ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ない。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。
【００２５】
メディエータは、銅を含むＣｕＣｌ２以外にも、たとえば銅を含むＣｕＳＯ４やＣｕＢｒ２などを用いることができる。ここで、メディエータとは、銀よりも電気化学的に低いエネルギで酸化・還元する材料をいう。
【００２６】
溶媒は、ＥＤ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。たとえば、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、高分子電解質等を用いることができる。具体的には、ＤＭＳＯの他、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。
【００２７】
なお、電解液の滴下は、ディスペンサやインクジェットヘッドなどを用いて行うことができる。また、下側および上側基板１０，２０の貼合は、大気中、真空中ないし窒素雰囲気中で行うことができる。
【００２８】
最後に、下側および上側電極１２，２２に電源１０２を接続する。これにより、ＥＤ素子１０１および電源１０２を含む光学装置が完成する。
【００２９】
たとえば、下側電極１２の電位を基準としたときに、電源１０２によって、上側電極２２に正の直流電位（３［Ｖ］程度で数十秒間）を印加した場合（つまり、上側電極２２の電位を基準としたときに、下側電極１２に負の直流電圧を印加した場合）、下側基板１０（下側電極１２）表面において、電解質層５０中の銀イオン（ＥＤ材料）が還元され、銀薄膜（ＥＤ材料膜）が析出する。なお、下側電極１２の電位を基準としたときに、上側電極２２に負の直流電位を印加した場合には、上側基板２０（上側電極２２）表面に銀薄膜が析出する。
【００３０】
図１Ｂおよび図１Ｃは、定常時（電圧無印加時）若しくは電圧印加時におけるＥＤ素子の光透過スペクトルおよび光反射スペクトルを示すグラフである。図１Ｂおよび図１Ｃにおいて、横軸は、ＥＤ素子に入射される光の波長を示し、縦軸は、それぞれ入射光の波長に対する透過率および反射率を示す。
【００３１】
なお、図１Ｂにおいて、スペクトルＴｏｆｆが定常時におけるＥＤ素子の光透過スペクトルであり、スペクトルＴｏｎが電圧印加時におけるＥＤ素子の光透過スペクトルである。また、図１Ｃにおいて、スペクトルＲｏｆｆが定常時におけるＥＤ素子の光反射スペクトルであり、スペクトルＲｏｎが電圧印加時の光反射スペクトルである。
【００３２】
図１ＢのスペクトルＴｏｆｆに示されるように、定常時、電解質層は概ね透明であり、ＥＤ素子は透明状態を実現する。なお、実施例におけるＥＤ素子は若干黄みを帯びて見える。これは、メディエータ（ＣｕＣｌ２）の影響だと考えらえる。このような若干の着色は、ＥＤ素子の厚みを薄くする（下側および上側基板の間隔を狭くする）ことにより改善される。つまり、ＥＤ素子の厚みを薄くする（下側および上側基板の間隔を狭くする）ことにより、ＥＤ素子を無色透明に近づけることができる（光透過スペクトルをフラットに近づけることができる）。なお、図１ＣのスペクトルＲｏｆｆに示されるように、定常時、ＥＤ素子の光反射率は極めて低い。
【００３３】
図１ＣのスペクトルＲｏｎに示されるように、電圧印加時、電極表面に銀薄膜（高光反射膜）が析出するため、ＥＤ素子は鏡面状態（高光反射状態）を実現する。なお、図１ＢのスペクトルＴｏｎに示されるように、電圧印加時、ＥＤ素子の光透過率は極めて低い。
【００３４】
なお、ＥＤ素子への電圧印加を停止すると、電極表面に析出した銀（薄膜）は、再度、電解質層中に銀イオンとして溶解し、電極表面から消失する。これによりＥＤ素子は再度透明状態を実現する。
【００３５】
図１Ｄは、ＥＤ素子の、印加電圧に対する光反射率特性を概略的に示すグラフである。横軸は、ＥＤ素子に印加する直流電圧の電圧値を示し、縦軸は、ＥＤ素子の任意波長における光反射率を示す。図１Ｄに示すように、定常時（０［Ｖ］）におけるＥＤ素子の光反射率は低く、ＥＤ素子に印加する電圧を大きくしていくとその光反射率も高くなり、ＥＤ素子に十分に大きい電圧を長時間印加するとＥＤ素子の光反射率は飽和する。
【００３６】
ここで、定常時におけるＥＤ素子の光反射率をＲ０と定義し、十分に高い電圧を長時間印加した際のＥＤ素子の光反射率をＲ１と定義する。なお、ＥＤ素子の光反射率がＲ１の９０％（０．９×Ｒ１）になるとき、ＥＤ素子の光反射率は飽和したものとみなし、このときのＥＤ素子の光反射率をＲｓと定義する。
【００３７】
さらに、ＥＤ素子の光反射率が、Ｒ１の９０％（０．９×Ｒ１＝Ｒｓ）になるときのＥＤ素子への印加電圧値を飽和電圧ｖｓと定義する。また、ＥＤ素子の光反射率が、Ｒ１の１０％（０．１×Ｒ１）になるときのＥＤ素子への印加電圧値を、ＥＤ材料（銀）が析出し始める電圧（閾値電圧）ｖｔと定義する。
【００３８】
実施例のＥＤ素子において、飽和電圧ｖｓは約２．６［Ｖ］〜３．０［Ｖ］程度であり、閾値電圧ｖｔは約１．２［Ｖ］〜１．３［Ｖ］程度である。なお、飽和電圧や閾値電圧などのパラメータは、電解質層を構成する各種部材の割合などにより変化する。
【００３９】
図１Ｅは、飽和電圧ｖｓを印加したときの、ＥＤ素子における光反射率の時間変化を概略的に示すグラフである。横軸は、ＥＤ素子に飽和電圧ｖｓを印加した時間を示し、縦軸は、ＥＤ素子の任意波長における光反射率を示す。なお、ＥＤ素子に飽和電圧ｖｓを印加した時点をｔ０と定義する。
【００４０】
図１Ｅに示すように、ＥＤ素子に飽和電圧ｖｓを印加すると光反射率が徐々に増加し、十分に長い時間が経過すると光反射率が飽和してＲｓとなる。ここで、ＥＤ素子に飽和電圧ｖｓを印加してから、ＥＤ素子の光反射率がＲｓの９０％に達するまでの時間を、レスポンス時間ｔｒと定義する。
【００４１】
実施例のＥＤ素子において、レスポンス時間ｔｒは、０．５秒〜２．０秒程度である。なお、レスポンス時間などのパラメータは、電解質層を構成する各種部材の割合などにより変化する。
【００４２】
図２は、ＥＤ素子の一部を拡大して示す平面図である。下側および上側電極１２，２２の電極構造として、単純マトリクス型の電極構造を想定する。つまり、下側および上側電極１２，２２の形状として、一方向に延在する下側電極１２と、それと直交する方向に延在する上側電極２２と、を想定する。たとえば、下側および上側電極１２，２２の幅は、それぞれ５ｍｍ程度とする。
【００４３】
下側および上側電極１２，２２の間に直流電圧を印加すると、電解質層に含まれるＥＤ材料（銀）が、下側または上側基板１０，２０表面に析出・堆積し、その結果、ＥＤ材料膜（銀薄膜）が形成される。本発明者の検討によれば、このとき、ＥＤ材料膜は、下側および上側電極１２，２２が重複する領域１０３よりも広い領域１０３Ｅに形成されることがある。ＥＤ材料膜は、予め定められた所望の領域、つまり電極が重複する領域（電極重複領域）に形成されることが製品設計上望ましい。
【００４４】
また、直流電圧を長時間（たとえば３［Ｖ］程度を１０秒間）印加し続けると、形成されるＥＤ材料膜が厚くなりすぎてしまい、一部剥離してしまうことがある。ＥＤ材料膜は、均一な厚みで形成されること、つまり均一な光反射性を長時間保持することが製品品質上望ましい。
【００４５】
本発明者は、ＥＤ材料膜が所望の領域（電極重複領域）に形成され、また、均一な光反射性を長時間保持するＥＤ素子の駆動方法について検討を行った。
【００４６】
図３Ａ〜図３Ｃは、所定の期間に、ＥＤ素子に印加する電圧波形を概略的に示すグラフである。横軸に時間を示し、縦軸にＥＤ素子に印加する電圧を示す。
【００４７】
図３Ａに示すように、ＥＤ素子には、第１の期間ｐ１に、ステップ（階段）電圧が周期的に印加される。ここで、ステップ電圧は、第１の電圧ｖ１が第１の時間ｔ１保持され、続いて、第２の電圧ｖ２が第２の時間ｔ２保持される波形を有する。第１の期間ｐ１内には、ステップ電圧が少なくとも２周期以上印加される。本発明者は、このような電圧をＥＤ素子に印加したときに、析出されるＥＤ材料膜が所望の領域（電極重複領域）に正確に形成され、また、均一な光反射性を長時間保持する好適な条件について目視評価を行った。
【００４８】
本発明者による評価によれば、第１の電圧ｖ１が第２の電圧ｖ２よりも高く、そして、第１の時間ｔ１が第２の時間ｔ２よりも短いことが、概ね好ましい条件であることが分かった。さらに言えば、第１の電圧ｖ１が少なくとも飽和電圧ｖｓ（図１Ｄ参照）以上であり、そして、第２の電圧ｖ２が０［Ｖ］よりも大きく、かつ、閾値電圧ｖｔ（図１Ｄ参照）以下であることが、より好ましい条件であることが分かった。また、第１の時間ｔ１がレスポンス時間ｔｒ（図１Ｅ参照）の１／１００以下であり、そして、第２の時間ｔ２が第１の時間ｔ１の１０倍〜１０００倍の範囲内であることが、さらに望ましい条件であることが分かった。
【００４９】
具体的には、実施例において、第１の電圧ｖ１が３［Ｖ］以上であり、第１の時間ｔ１が５［ｍｓ］以下であり、第２の電圧ｖ２が０．４［Ｖ］〜１．０［Ｖ］の範囲内であり、第２の時間ｔ２が５０［ｍｓ］〜３００［ｍｓ］の範囲内であることが好適な条件であった。このような条件のステップ電圧を周期的に印加することにより、析出されるＥＤ材料膜が、所望の領域（電極重複領域）に正確に形成され、長時間（たとえば１分以上）均一に保持されることが分かった。なお、直流電圧を印加した場合に比べて、上記好適な条件のステップ電圧を周期的に印加した場合の方が、可視光領域全域にわたって、光反射率が高くなり、また、光反射スペクトルがフラットになることが分かった。これは、ＥＤ素子に好適な条件のステップ電圧を周期的に印加したことにより、析出されるＥＤ材料膜がより高密度で均一な厚みになっているためだと考えられる。
【００５０】
次に、本発明者は、ＥＤ素子に周期的なステップ電圧を印加してから、ＥＤ素子の光反射率が飽和するまでの時間（立ち上がり時間）について評価を行った。ここで、第１の電圧ｖ１が１０［Ｖ］であり、第１の時間ｔ１が０．４［ｍｓ］であり、第２の電圧ｖ２が０．４［Ｖ］であり、第２の時間ｔ２が５０［ｍｓ］であるステップ電圧を、第１の条件のステップ電圧と呼ぶこととする。また、第１の電圧ｖ１が４［Ｖ］であり、第１の時間ｔ１が２［ｍｓ］であり、第２の電圧ｖ２が０．６［Ｖ］であり、第２の時間ｔ２が１５０［ｍｓ］であるステップ電圧を、第２の条件のステップ電圧と呼ぶこととする。
【００５１】
本発明者の評価によれば、ＥＤ素子に、第１の条件のステップ電圧を周期的に印加した場合、ＥＤ素子の光反射率は約０．５秒で飽和した（つまり立ち上がり時間は約０．５秒であった）。また、ＥＤ素子に、第２の条件のステップ電圧を周期的に印加した場合、ＥＤ素子の光反射率は約３．０秒で飽和した（つまり立ち上がり時間は約３．０秒であった）。この評価から、ＥＤ素子に第１の条件のステップ電圧を周期的に印加した場合の方が、ＥＤ素子における光反射率の立ち上がり時間がより早い（短い）ことが分かった。つまり、第１の条件のステップ電圧の方が、光反射率の立ち上がり時間の短縮化に好適な条件であることが分かった。
【００５２】
なお、その一方で、第２の条件のステップ電圧を周期的に印加した場合の方が、ＥＤ素子の光反射性をより長時間均一に保持できることが分かった。つまり、第２の条件のステップ電圧の方が、光反射性の長時間における均一化に好適な条件であることが分かった。
【００５３】
以上を踏まえると、図３Ｂに示すように、第１の期間ｐ１に第１の条件のステップ電圧を周期的に印加し、その後の第２の期間ｐ２に第２の条件のステップ電圧を周期的に印加するようにしてもよいであろう。つまり、図３Ｃに示すように、第２の期間ｐ２に印加されるステップ電圧について、第３の電圧ｖ３が第３の時間ｔ３保持され、続いて、第４の電圧ｖ４が第４の時間ｔ４保持されるものとしたとき、第１の期間ｐ１（たとえば１秒間）に、第１の電圧ｖ１が１０［Ｖ］であり、第１の時間ｔ１が０．４［ｍｓ］であり、第２の電圧ｖ２が０．４［Ｖ］であり、第２の時間ｔ２が５０［ｍｓ］であるステップ電圧を周期的に印加し、その後の第２の期間ｐ２に、第３の電圧ｖ３が４［Ｖ］であり、第３の時間ｔ３が２［ｍｓ］であり、第４の電圧ｖ４が０．６［Ｖ］であり、第４の時間ｔ４が１５０［ｍｓ］であるステップ電圧を周期的に印加してもよいであろう。
【００５４】
このような電圧をＥＤ素子に印加することにより、光反射率の立ち上がり時間をより早くし、かつ、光反射性もより長時間均一に保持することができるであろう。つまり、ＥＤ素子をより早く透明状態から鏡面状態に切り替えることができ、また、良好な鏡面状態をより長時間保持することができるであろう。なお、ステップ電圧の各種パラメータの数値は上記した数値に限られない。ＥＤ素子の作製条件や用途に応じて、適宜調整することができる。
【００５５】
なお、図３Ｃに示すように、第２の期間ｐ２の後の第３の期間ｐ３に、ＥＤ素子に、第１〜第４の電圧ｖ１〜ｖ４とは極性が異なる第５の電圧ｖ５を印加してもよい。このような電圧をＥＤ素子に印加することにより、析出しているＥＤ材料の電解質層中への再溶解を促進することができる。たとえば、第２の期間に第２の条件のステップ電圧を周期的に印加してＥＤ素子を鏡面状態にした後に、ＥＤ素子に第５の電圧ｖ５として−０．６［Ｖ］を印加すると、約３秒程度でＥＤ素子は透明状態に戻る。
【００５６】
図４Ａは、実施例による光学装置の変形例を示す断面図である。当該光学装置のＥＤ素子１０１ａは、ＥＤ素子１０１の基本構造において、さらに、上側電極２２表面に、導電性を有する粒子堆積層３２が設けられている。
【００５７】
粒子堆積層３２は、たとえば、粒径１００［ｎｍ］〜５００［ｎｍ］のＩＴＯ粒子などが、１．５μｍ程度の厚みで堆積して構成される。このため、表面が、微細な凹凸状を構成し、少なくとも下側電極１２の表面よりも粗くなっている。なお、粒子堆積層３２は、下側電極１２表面に設けられていてもかまわない。
【００５８】
下側電極１２の電位に対して上側電極２２に負の直流電位を印加すると、上側電極２２表面の粒子堆積層３２に銀薄膜（ＥＤ材料膜）が析出する。数百ｎｍオーダのＩＴＯ粒子が堆積する粒子堆積層３２に銀薄膜が析出すると、ＥＤ素子１０１ａに入射される光が、当該銀薄膜により乱反射（ないしプラズモン吸収）される。この場合、ＥＤ素子１０１ａは遮光状態を実現する。
【００５９】
このように、ＥＤ素子に粒子堆積層を設けることにより、透明状態および鏡面状態に加え、さらに遮光状態を実現することができる。なお、ＥＤ素子１０１ａに、図３Ａ〜図３Ｃに示すようなステップ電圧を周期的に印加して、粒子堆積層３２表面に銀薄膜を析出させてもよい。
【００６０】
図４Ｂは、ＥＤ素子の電極構造を示す平面図である。図２では、下側および上側電極１２，２２の電極構造として、単純マトリクス型を想定したが、下側および上側電極１２，２２の電極構造は、セグメント型としてもかまわないであろう。すなわち、たとえば図４Ｂに示すように、下側電極１２をベタ形状にし、上側電極２２（図中、斜線模様で示す）を文字や記号、図形などに対応する形状にしてもよいであろう。
【００６１】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００６２】
１０…下側基板、１１…下側ベース基板、１２…下側電極、２０…上側基板、２１…上側ベース基板、２２…上側電極、３２…粒子堆積層、４０…シール枠部材、５０…電解質層（電解液）、１０１…エレクトロデポジション素子（ＥＤ素子）、１０２…電源、１０３…電極重複領域。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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