(57)【要約】  光スイッチングデバイス（１００）は、電力により光学的状態の程度が変化可能である複数の光学可変体（１）と、複数の光学可変体（１）の間に配置される光学調整層（３）とを備えている。光学可変体（１）は、一対の基板（６，６）と、一対の基板（６，６）の間に配置される一対の電極（５，５）と、一対の電極（５，５）の間に配置される光学可変層（２）とを備えている。光学調整層（３）は、複数の光学可変体（１）を厚み方向で面状に接着している。光学調整層（３）は、隣り合う光学可変体（１）の基板（６）の間の屈折率を調整する。電極（５）は、電力を供給するための露出面（５ｓ）を有している。光学調整層（３）の基板（６）に対する接着力は、光学可変層（２）の電極（５）に対する接着力よりも大きい。
2016006180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状であり、電力により光学的状態の程度が変化可能である複数の光学可変体と、
前記複数の光学可変体の間に配置される光学調整層と、を備え、
前記光学可変体は、一対の基板と、前記一対の基板の間に配置される一対の電極と、前記一対の電極の間に配置され、光学的状態の程度が変化可能な光学可変層と、を備え、
前記光学調整層は、前記複数の光学可変体を厚み方向で面状に接着し、隣り合う前記光学可変体の前記基板の間の屈折率を可視光波長域において調整し、
前記電極は、電力を供給するための露出面を有しており、
前記光学調整層の前記基板に対する接着力は、前記光学可変層の前記電極に対する接着力よりも大きい、光スイッチングデバイス。
【請求項２】
前記光学調整層は、当該光学調整層の一方に配置される前記基板の屈折率と、当該光学調整層の他方に配置される前記基板の屈折率との間の屈折率を有する、請求項１に記載の光スイッチングデバイス。
【請求項３】
前記光学調整層は、厚み方向に屈折率が段階的に変化する、請求項２に記載の光スイッチングデバイス。
【請求項４】
前記光学調整層は、紫外線吸収性を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光スイッチングデバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光スイッチングデバイスと、配線と、を備えた建材。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光スイッチングデバイスを製造する方法であって、
前記複数の光学可変体を前記光学調整層を介して接着する工程と、
前記複数の光学可変体の側端部において、厚み方向の一方の端部に配置される前記基板から、厚み方向の他方の端部に配置される前記光学可変層まで、切れ目を入れる工程と、
前記切れ目に沿って、前記光学可変体の側端部を除去し、前記電極を露出させる工程と、を含む、光スイッチングデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光スイッチングデバイス及びその製造方法、並びに建材の発明が開示される。より詳しくは、電力により光透過性の程度が変化可能な光スイッチングデバイス及びその製造方法、並びに建材が開示される。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気により光透過性が変化する部材が注目されている。光透過性が変化する部材は、窓などの建材に利用可能である。例えば、透明な有機ＥＬ素子では、発光状態と非発光状態とで光透過性が変化する。光学的な特性が変化する有機ＥＬ素子は、例えば、特許文献１に例示される。特許文献１では、光の進行方向を変化させる光学層を設けて、有機ＥＬ素子の光学的な特性を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光透過性が変化する部材では、透明な状態とそうでない状態との変化のバリエーションにより、光学特性のさらなる向上が見込まれる。ここで、光透過性が変化する部分を複数有する場合には、構成が複雑化するため、安定して製造され、それらの部分が光学的に良好に機能することが重要である。【０００５】
以下に開示される発明は、安定して製造され、光学特性に優れた光スイッチングデバイス及びその製造方法、並びに建材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の光スイッチングデバイスの一態様は、面状であり、電力により光学的状態の程度が変化可能である複数の光学可変体と、前記複数の光学可変体の間に配置される光学調整層と、を備えている。前記光学可変体は、一対の基板と、前記一対の基板の間に配置される一対の電極と、前記一対の電極の間に配置され、光学的状態の程度が変化可能な光学可変層と、を備えている。前記光学調整層は、前記複数の光学可変体を厚み方向で面状に接着し、隣り合う前記光学可変体の前記基板の間の屈折率を可視光波長域において調整する。前記電極は、電力を供給するための露出面を有している。前記光学調整層の前記基板に対する接着力は、前記光学可変層の前記電極に対する接着力よりも大きい。【０００７】
本開示の建材の一態様は、上記の光スイッチングデバイスと、配線とを備えている。【０００８】
本開示の光スイッチングデバイスの製造方法の一態様は、前記複数の光学可変体を前記光学調整層で接着する工程と、前記複数の光学可変体の側端部において、厚み方向の一方の端部に配置される前記基板から、厚み方向の他方の端部に配置される前記光学可変層まで、切れ目を入れる工程と、前記切れ目に沿って、前記光学可変体の側端部を除去し、前記電極を露出させる工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の光スイッチングデバイスは、安定して製造され、光学特性に優れている。本開示の建材は、光学特性に優れている。本開示の光スイッチングデバイスの製造方法は、光学特性に優れた光スイッチングデバイスを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、光スイッチングデバイスの一例を示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、光スイッチングデバイスの一例を示す模式的な断面図である。
【図３】図３は、光スイッチングデバイスの一例を示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、光スイッチングデバイスの製造方法の一例を示す模式的な断面図である。図４のＡは、接着前の複数の光学可変体を示す。図４のＢは、複数の光学可変体を接着した後の状態を示す。図４のＣは、切れ目を入れた後の状態を示す。図４のＤは、側端部を除去した後の状態を示す。図４のＥは、配線を繋いだ後の状態を示す。
【図５】図５は、光スイッチングデバイスの複数の光学可変部の機能の発揮状態を示す模式図である。図５のＡは、光散乱性が機能している状態を示す。図５のＢは、発光している状態を示す。図５のＣは、光反射性が機能している状態を示す。図５のＤは、光吸収性が機能している状態を示す。図５のＥは、光散乱性が機能し、発光している状態を示す。図５のＦは、光散乱性及び光反射性が機能している状態を示す。図５のＧは、光散乱性及び光吸収性が機能している状態を示す。図５のＨは、光反射性が機能し、発光している状態を示す。図５のＩは、光吸収性が機能し、発光している状態を示す。図５のＪは、光反射性及び光吸収性が機能している状態を示す。図５のＫは、光散乱性及び光反射性が機能し、発光している状態を示す。図５のＬは、光散乱性及び光吸収性が機能し、発光している状態を示す。図５のＭは、光散乱性、光反射性及び光吸収性が機能している状態を示す。図５のＮは、光反射性及び光吸収性が機能し、発光している状態を示す。図５のＰは、光散乱性、光反射性及び光吸収性が機能し、発光している状態を示す。図５のＱは、光散乱性、光反射性及び光吸収性の全てが機能されず、発光していない状態を示す。
【図６】図６は、光スイッチングデバイスを備えた建材の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下により、光スイッチングデバイスが開示される。図１は、光スイッチングデバイス１００の一例である。図２は、光スイッチングデバイス１００の他の一例である。図３は、光スイッチングデバイス１００のさらに他の一例である。
【００１２】
光スイッチングデバイス１００は、複数の光学可変体１を備える。図１の例では、複数の光学可変体１は、第１光学可変体１Ａと第２光学可変体１Ｂとで構成されている。図２の例では、複数の光学可変体１は、第１光学可変体１Ａと第２光学可変体１Ｂと第３光学可変体１Ｃとで構成されている。図３の例では、複数の光学可変体１は、第１光学可変体１Ａと第２光学可変体１Ｂと第３光学可変体１Ｃと第４光学可変体１Ｄとで構成されている。複数の光学可変体１が存在することで、光学特性が向上する。
【００１３】
光学可変体１は、面状である。光学可変体１は、電力により光学的状態の程度が変化可能である。ここで、光学的状態とは、透明性、発光性、光散乱性、光反射性及び光吸収性のいずれかの状態を意味する。光学可変体１は、一対の基板６，６と、一対の電極５，５と、光学可変層２とを備えている。一対の電極５，５は、一対の基板６，６の間に配置されている。光学可変層２は、一対の電極５，５の間に配置されている。光学可変層２は、光学的状態の程度が変化可能である。電極５は、平面視において電力を供給するための露出面５ｓを有している。露出面５ｓにより、電力の供給が容易になる。
【００１４】
光スイッチングデバイス１００は、光学調整層３を備えている。光学調整層３は、複数の光学可変体１の間に配置されている。光学調整層３は、複数の光学可変体１を厚み方向で面状に接着している。光学調整層３は、隣り合う光学可変体１の基板６の間の屈折率を可視光波長域において調整する。光学調整層３の基板６に対する接着力は、光学可変層２の電極５に対する接着力よりも大きい。光学調整層３により、基板間の屈折率差が調整されるため、光学特性が向上する。さらに、光学調整層３が接着性を有することにより、隣り合う基板６に対する接着性が高まる。
【００１５】
厚み方向とは、光スイッチングデバイス１００の厚みの方向である。図１〜図３において、厚み方向は、矢印ＤＴで示されている。厚み方向とは、基板６の表面に垂直な方向であってよい。図１〜図３において、光スイッチングデバイス１００の各層は厚み方向に対して垂直な方向に広がっていると考えることができる。なお、「平面視」とは基板６の表面に垂直な方向（厚み方向ＤＴ）に沿って見た場合のことを意味する。
【００１６】
光スイッチングデバイス１００は面状である。光スイッチングデバイス１００はパネル状であってよい。光スイッチングデバイス１００は、光の状態をスイッチングする。
【００１７】
光スイッチングデバイス１００は、第１面Ｆ１と、第１面Ｆ１とは反対側に配置された第２面Ｆ２とを有している。第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２は外面となる。これらの面は露出していてよい。あるいは、第１面Ｆ１及び第２面Ｆ２は、他の透明な面状部材で覆われていてもよい。
【００１８】
ここで、光スイッチングデバイス１００の面は、平面及び曲面を含む。面は平面のみで構成されていてもよい。あるいは、面は曲面のみで構成されていてもよい。例えば、面は円弧状となり得る。あるいは、面は平面と曲面との両方を含んでいてもよい。
【００１９】
図１〜図３は、光スイッチングデバイス１００の例であり、光スイッチングデバイスの態様はこれに限定されない。図１〜図３及び他の図においては、光スイッチングデバイス１００及びその中の各構成が、模式的に図示されており、これらの実際の寸法関係等は図面と異なるものであってよい。また、特に断りのない限り、複数の図において、同じ符号番号を付した構成は同様の構成を指し、その符号番号の構成に関して行った説明は、共通して適用可能である。
【００２０】
一対の電極５，５とその間に配置される光学可変層２とは、光学可変部を構成する。光学可変部は、光学可変体１内の主要部である。光学可変部は、光学可変体１から基板６を取り除いたものであってよい。光スイッチングデバイス１００は、複数の光学可変部を有する。
【００２１】
複数の光学可変部は、複数の基板６によって支持されている。光学可変部は、一対の基板６の間に配置されている。それにより、光学可変部が保護されている。光学可変部は、基板６で支持されることで、容易に製造され、安定化し得る。
【００２２】
図１〜図３では、複数の基板６は、便宜上、第１面Ｆ１側から順番に、基板６ａ、基板６ｂ、基板６ｃ、基板６ｄ、基板６ｅ、基板６ｆ、基板６ｇ、基板６ｈと、符号付けされている。
【００２３】
光スイッチングデバイス１００は、基板６を複数有しているとよい。複数の基板６は光透過性を有する。それにより、光学特性の高い光スイッチングデバイス１００を得ることができる。基板６は、光スイッチングデバイス１００の各層を支持するための基板として機能し得る。基板６は、光スイッチングデバイス１００の各層を封止するための基板として機能し得る。複数の基板６は厚み方向に配置されている。
【００２４】
光スイッチングデバイス１００は、複数の基板６のうち、外側に配置される二つの基板６の間に、複数の光学可変部が配置されたものであるとよい。それにより、複数の光学可変部を基板６で保護することができる。
【００２５】
基板６として、ガラス基板、樹脂基板などを用いることができる。基板６をガラス基板で構成した場合、ガラスは透明性が高いため、光学特性の優れた光スイッチングデバイス１００を得ることができる。また、ガラスは水分の透過性が低いので、封止領域の内部に水分が浸入することを抑制することができる。ガラスは紫外線吸収性を有し得るため、デバイスの劣化を抑制できる。ガラスとしては、ソーダガラス、無アルカリガラス、高屈折率ガラスが例示される。基板６として薄膜ガラスを用いることができる。その場合、高透明性と高防湿性に加えて、フレキシブルな光スイッチングデバイス１００を得ることが可能である。また、基板６として樹脂基板を用いた場合、樹脂は破断しにくいために、破壊時の飛散が抑制された安全な光スイッチングデバイス１００を得ることができる。また、樹脂基板を用いた場合、フレキシブルな光スイッチングデバイス１００を得ることが可能である。樹脂基板はフィルム状であってよい。樹脂としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）が例示される。
【００２６】
複数の基板６のうち、外側に配置される二つの基板６はガラス基板であるとよい。それにより、光学特性の優れた光スイッチングデバイス１００を得ることができる。複数の基板６の全てが、ガラス基板であってもよい。その場合、光学的な条件を制御しやすくなり、光学特性を高めることができる。内側の基板６のいずれか一つ以上が、樹脂基板であってもよい。その場合、破壊時の飛散を抑制することができ、安全な光スイッチングデバイス１００を得ることができる。基板６の表面は、防汚材料、紫外線遮断材料、紫外線吸収材料、及び防湿材料のいずれか一つ以上によって被覆されていてもよい。その場合、保護性が高まる。
【００２７】
電極５は、透明な導電層によって構成することができる。透明導電層の材料としては、透明金属酸化物、導電性粒子含有樹脂、金属薄膜などを用いることができる。電極５は、各場所において好適化された導電材料が用いられ得る。光透過性を有する電極５の材料の好ましいものとして、ＩＴＯ、ＩＺＯなどの透明金属酸化物が例示される。透明金属酸化物によって構成される電極５は、光学可変体１の電極５に用いることが好適である。また、電極５は、銀ナノワイヤを含有する層や薄膜銀などの透明金属層であってもよい。また、電極５は、透明金属酸化物の層と金属層とが積層されたものであってもよい。また、電極５は、透明導電層に電気的な補助を行う配線が設けられたものであってもよい。電極５は遮熱効果を有していてもよい。それにより、断熱性が高まり得る。基板６と電極５の間に防湿層が形成されていてもよい。防湿層により光スイッチングデバイス１００への水分の浸入が抑制されるため、光スイッチングデバイス１００の劣化を抑制することができる。
【００２８】
一対の電極５，５は、電気的に対となる二つの電極５である。一対の電極５，５は、一方が陽極を構成し、他方が陰極を構成する。一対の電極５，５は、その一方が第１面Ｆ１側に配置され、他方が第２面Ｆ２側に配置され得る。一対の電極５，５が第１面Ｆ１側のみまたは第２面Ｆ２側のみに配置されていてもよい。
【００２９】
複数の電極５は、電源との電気接続が可能なように構成されていてよい。光スイッチングデバイス１００は、電源に接続するために、電極パッドや、電極パッドを電気的に集約した電気接続部などを有していてよい。電気接続部はプラグなどにより構成されていてもよい。
【００３０】
電極５は露出面５ｓを有している。露出面５ｓは電極５に対して電力を供給するための面である。電極５の露出面５ｓは、光スイッチングデバイス１００の側端部に配置される。露出面５ｓは、電極５における光学可変層２と接していない部分で形成される。露出面５ｓは、光学可変層２から露出していればよい。露出面５ｓは、外部に露出していなくてよい。露出面５ｓは、平面視において電極５が光学可変層２よりもはみ出すことで設けられる。露出面５ｓは、接続配線４によって覆われていてもよい。露出面５ｓには、電源との電気的な接続を行うための接続配線４が接続されている。光スイッチングデバイス１００は、接続配線４を備えているとよい。電極５が露出面５ｓを有することにより、電源との電気接続が容易になり、複数の光学可変部への電力供給を良好に行うことができる。また、接続配線４は、電気的な接続をさらに容易にさせる。
【００３１】
図１〜図３では、複数の電極５は、便宜上、第１面Ｆ１側から順番に、電極５ａ、電極５ｂ、電極５ｃ、電極５ｄ、電極５ｅ、電極５ｆ、電極５ｇ、電極５ｈと、符号付けされている。
【００３２】
光学可変部は、光学可変層２を有する。光学可変層２は、一対の電極５，５の間に配置されている。光学可変層２は、一対の電極５，５を介して電力が供給されて、光学的状態の程度が変化する。一対の電極５，５は、光学可変層２を駆動させる電極として機能する。第１光学可変体１Ａ内の光学可変層２は第１光学可変層２Ａと定義される。同様に、第２光学可変層２Ｂ、第３光学可変層２Ｃ、第４光学可変層２Ｄが、第２〜第４の光学可変体１Ｂ〜１Ｄ内の光学可変層２としてそれぞれ定義される。
【００３３】
複数の光学可変部は、面状発光部、光散乱可変部、光反射可変部、及び光吸収可変部から選択されるもので構成される。面状発光部は、電力の供給により面状に発光する素子で構成され得る。光散乱可変部は、電力により光散乱性の程度が変化可能な素子で構成され得る。光反射可変部は、電力により光反射性の程度が変化可能な素子で構成され得る。光吸収可変部は、電力により光吸収性の程度が変化可能な素子で構成され得る。
【００３４】
面状発光部を有する光学可変体１は、面状発光体と定義される。光散乱可変部を有する光学可変体１は光散乱可変体と定義される。光反射可変部を有する光学可変体１は光反射可変体と定義される。光吸収可変部を有する光学可変体１は光吸収可変体と定義される。光スイッチングデバイス１００は、面状発光体、光散乱可変体、光反射可変体、及び光吸収可変体から選ばれる２以上の光学可変体１を含み得る。
【００３５】
複数の光学可変部は、面状発光部を含むとよい。面状発光部は、面状に発光することが可能である。面状発光部は、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）であるとよい。それにより、薄型で大面積の発光を得ることができる。面状発光部は透明であるとよい。
【００３６】
光学可変部が有機ＥＬ素子である場合、光学可変層２は有機発光層で構成され得る。有機ＥＬ素子は、一対の電極５，５の間に有機発光層が配置された構成を有する素子である。面状発光部が有機ＥＬ素子で構成されることにより、光学特性の優れた薄型で透明の発光体を形成することができる。この場合、光スイッチングデバイスは、面発光が可能となる。有機発光層は光透過性を有する。そのため、発光時には、有機発光層で発した光を厚み方向の両側に出射することができる。また、非発光時には、光を一方の側から他方の側に透過させることができる。
【００３７】
有機発光層は、発光を生じさせる機能を有する層であり、ホール注入層、ホール輸送層、発光材料含有層、電子輸送層、電子注入層、中間層などから適宜選ばれる複数の機能層によって構成され得る。もちろん、有機発光層は発光材料含有層の単層で構成されてもよい。有機ＥＬ素子では、一対の電極５，５の間で電気を流すことにより、発光材料含有層において正孔と電子を結合させて発光を生じさせる。
【００３８】
有機ＥＬ素子では一般的には電流の方向は一方向である。そのため、直流電源が接続され得る。もちろん、交流から変換された直流であってもよい。直流電源により、安定した発光を得ることができる。有機ＥＬ素子の発光色は白色でもよいし、青色、緑色、又は赤色でもよい。もちろん、青から緑又は緑から赤までの間の中間色であってもよい。また、印加電流により調色可能であってもよい。
【００３９】
複数の光学可変部は、光散乱可変部を含むとよい。光散乱可変部は、光散乱性の程度が変化可能に構成されている。光散乱性の程度が変化可能とは、高散乱状態と低散乱状態とを調整可能なことであってよい。あるいは、光散乱性の程度が変化可能とは、光散乱性を有する状態と、光散乱性を有さない状態とを調整可能なことであってもよい。光散乱性の程度が調整可能であると、光学的な状態を変化させることができ、光学特性の優れた光スイッチングデバイス１００を得ることができる。光散乱可変部は層状に形成されていてよい。
【００４０】
高散乱状態とは、光散乱性が高い状態である。高散乱状態は、例えば、一方の面から入射した光が、散乱によって進行方向がいろいろな方向に変わって、他方の面に分散して出射する状態である。高散乱状態は、一方の面側から他方の面側に存在する物体を見たときに、物体がぼやけて見える状態であり得る。高散乱状態は、半透明な状態であり得る。光散乱可変部が光散乱性を発揮する場合、光散乱可変部は、光を散乱する散乱層として機能する。
【００４１】
低散乱状態とは、光散乱性が低い又は光散乱性がない状態である。低散乱状態は、例えば、一方の面から入射した光が、進行方向をそのまま維持して、他方の面に出射する状態である。低散乱状態は、一方の面側から他方の面側に存在する物体を見たときに、物体を明瞭に視認できる状態であり得る。低散乱状態は、透明な状態であり得る。
【００４２】
光散乱可変部は、光散乱性が高い高散乱状態と、光散乱性が低い又は光散乱性がない低散乱状態と、高散乱状態と低散乱状態との間の光散乱性を発揮する状態と、を有することが可能なように構成されているとよい。高散乱状態と低散乱状態との間の光散乱性を発揮することができることで、中程度の光散乱性を付与することができるため、光学的な状態をバリエーション高く変化させることができ、光学特性をより向上することができる。ここでは、高散乱状態と低散乱状態との間の光散乱性を発揮する状態を、中散乱状態と呼ぶ。
【００４３】
中散乱状態は、高散乱状態と低散乱状態との間において、少なくとも一つの散乱状態を有するものであってよい。例えば、高散乱状態と中散乱状態と低散乱状態との三つの状態を切り替えることにより、光散乱性を変化させることができると、光学特性が向上する。中散乱状態は、高散乱状態と低散乱状態との間において、散乱性の程度が複数の段階となった複数の状態を有するものであることが好ましい一態様である。それにより、散乱性の程度が複数の段階になるため、光学特性をより高めることができる。例えば、高散乱状態と複数の中散乱状態と低散乱状態との複数の状態を切り替えることにより、光散乱性を段階的に変化させることができると、光学特性が向上する。中散乱状態は、高散乱状態と低散乱状態との間において、高散乱状態から低散乱状態まで、連続的に変化するように構成されていることが好ましい一態様である。それにより、散乱性の程度が連続的に変化するものになるため、光学的な状態をバリエーション高く変化させることができ、光学特性をより高めることができる。例えば、高散乱状態と低散乱状態との間で目的とする光散乱性を発揮させる状態にして光散乱性を変化させることができると、中間状態を作り出すことができるため、光学特性が向上する。光散乱可変部が、中散乱状態を有する場合、光散乱可変部は、中散乱状態を維持できるように構成されているとよい。
【００４４】
光散乱可変部は、少なくとも可視光の一部を散乱させるものであってよい。光散乱可変部は可視光の全部を散乱させるものであるとよい。もちろん、光散乱可変部は、赤外線を散乱させたり、紫外線を散乱させたりするものであってもよい。
【００４５】
光学可変部が光散乱可変部である場合、光学可変層２は、光散乱可変層で構成され得る。光散乱可変層は、一対の電極５，５の間に配置される。一対の電極５，５の間に電圧が印加されることにより、光散乱可変層における光散乱性の程度が変化する。
【００４６】
光散乱可変部は、交流電源に接続され得る。電界により光散乱性が変化する材料では、電圧印加の開始から時間がたつと、電圧印加時の光散乱性の状態が維持できなくなるものが多く存在する。交流電源では、電圧を双方向に交互に印加することができ、電圧の方向を変えることで実質的に継続して電圧を印加することが可能である。そのため、交流電源により、安定した光散乱性を得ることができる。交流の波形は矩形波であるとよい。それにより、印加する電圧量が一定になりやすくなるため、光散乱性を安定化させることがより可能になる。交流はパルスであってよい。なお、中散乱状態は、電圧の印加量が制御されることによって形成され得る。
【００４７】
光散乱可変層の材料としては、電界変調によって分子配向が変わる材料を用いることができる。例えば、液晶材料などが挙げられる。光散乱可変層の材料としては、高分子分散型液晶を用いるとよい。高分子分散型液晶では、液晶が高分子によって保持されているため、安定な光散乱可変層を形成することができる。高分子分散型液晶は、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。なお、光散乱可変層の材料としては、電界により散乱性が変化する固体物質も好ましく用いられる。
【００４８】
高分子分散型液晶は、樹脂部と液晶部とから構成されるものであってよい。樹脂部は高分子により形成される。樹脂部は光透過性を有するとよい。それにより、光散乱可変部が光透過性を有するようにすることができる。樹脂部は、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などにより形成され得る。液晶部は、電界によって液晶構造が変化する部分である。液晶部は、ネマチック液晶などが用いられる。高分子分散型液晶は、樹脂部の中に液晶部が点状に存在する構造であることが好ましい一態様である。この高分子分散型液晶においては、樹脂部が海、液晶部が島を構成する海島構造となっていてよい。高分子分散型液晶は、樹脂部の中において液晶部が網目状に不規則につながる形状であることが好ましい一態様である。もちろん、高分子分散型液晶は、液晶部の中に樹脂部が点状に存在したり、液晶部の中で樹脂部が網目状に不規則につながったりした構造であってもよい。
【００４９】
光散乱可変部は、電圧無印加時に光散乱状態となり、電圧印加時に光透過状態となることが好ましい一態様である。高分子分散型液晶では、そのような制御になり得る。液晶では、電圧の印加で配向を揃えることが可能だからである。高分子分散型液晶では、薄型で光散乱性の高い光散乱可変部を形成することができる。もちろん、光散乱可変部は、電圧無印加時に光透過状態となり、電圧印加時に光散乱状態となるものであってもよい。
【００５０】
光散乱可変層は、電圧を印加したときの光散乱状態が維持されるものであるとよい。それにより、電力効率が高まる。光散乱状態が維持される性質はヒステリシスと呼ばれる。光散乱状態の維持される時間は、長い方がよく、例えば、１時間以上であるとよい。
【００５１】
複数の光学可変部は、光反射可変部を含むとよい。光反射可変部は、光反射性の程度が変化可能に構成されている。光反射性の程度が変化可能とは、高反射状態と低反射状態とを調整可能なことであってよい。あるいは、光反射性の程度が変化可能とは、光反射性を有する状態と、光反射性を有さない状態とを調整可能なことであってもよい。光反射性の程度が調整可能であると、光学的な状態を変化させることができ、光学特性の優れた光スイッチングデバイス１００を得ることができる。光反射可変部は層状に形成されていてよい。
【００５２】
高反射状態とは、光反射性が高い状態である。高反射状態は、例えば、一方の面に入射した光が、反射によって進行方向が反対方向に変わって、入射した側に出射する状態である。高反射状態は、一方の面側から他方の面側に存在する物体を視認することができない状態であり得る。高反射状態は、一方の面側から光反射可変部を見たときに、同じ面側に存在する物体が視認される状態であり得る。高反射状態は、鏡状態であり得る。光反射可変部が光反射性を発揮する場合、光反射可変部は、光を反射する反射層として機能する。
【００５３】
低反射状態とは、光反射性が低い又は光反射性がない状態である。低反射状態は、例えば、一方の面から入射した光が、進行方向をそのまま維持して、他方の面に出射する状態である。低反射状態は、一方の面側から他方の面側に存在する物体を見たときに、物体を明瞭に視認できる状態であり得る。低反射状態は、透明な状態であり得る。
【００５４】
光反射可変部は、光反射性が高い高反射状態と、光反射性が低い又は光反射性がない低反射状態と、高反射状態と低反射状態との間の光反射性を発揮する状態と、を有することが可能なように構成されているとよい。高反射状態と低反射状態との間の光反射性を発揮することができることで、中程度の光反射性を付与することができるため、光学的な状態をバリエーション高く変化させることができ、光学特性をより向上することができる。ここでは、高反射状態と低反射状態との間の光反射性を発揮する状態を、中反射状態と呼ぶ。
【００５５】
中反射状態は、高反射状態と低反射状態との間において、少なくとも一つの反射状態を有するものであってよい。例えば、高反射状態と中反射状態と低反射状態との三つの状態を切り替えることにより、光反射性を変化させることができると、光学特性が向上する。中反射状態は、高反射状態と低反射状態との間において、反射性の程度が複数の段階となった複数の状態を有するものであることが好ましい一態様である。それにより、反射性の程度が複数の段階になるため、光学特性をより高めることができる。例えば、高反射状態と複数の中反射状態と低反射状態との複数の状態を切り替えることにより、光反射性を段階的に変化させることができると、光学特性が向上する。中反射状態は、高反射状態と低反射状態との間において、高反射状態から低反射状態まで、連続的に変化するように構成されていることが好ましい一態様である。それにより、反射性の程度が連続的に変化するものになるため、光学的な状態をバリエーション高く変化させることができ、光学特性をより高めることができる。例えば、高反射状態と低反射状態との間で目的とする光反射性を発揮させる状態にして光反射性を変化させることができると、中間状態を作り出すことができるため、光学特性が向上する。光反射可変部が、中反射状態を有する場合、光反射可変部は、中反射状態を維持できるように構成されているとよい。
【００５６】
光反射可変部は、少なくとも可視光の一部を反射させるものであってよい。光反射可変部は可視光の全部を反射させるものであるとよい。光反射可変部は、赤外線を反射させるものであってもよい。光反射可変部は紫外線を反射させるものであってもよい。光反射可変部が、可視光、紫外線及び赤外線の全てを反射する場合、光学的特性に優れ、安定した光スイッチングデバイス１００を得ることができる。
【００５７】
光反射可変部は、反射スペクトルの形状を変化させることが可能なように構成されることが好ましい一態様である。反射スペクトルの変化は、中反射状態において行われるものであってよい。反射スペクトルの形状が変化するとは、光反射可変部に入射する光と、光反射可変部で反射した光とのスペクトル形状が異なることである。反射スペクトルの変化は反射波長の変化により行われる。例えば、青色光のみを強く反射させたり、緑色光のみを強く反射させたり、赤色光のみを強く反射させたりすることによって、反射スペクトルの形状は変化する。反射スペクトルが変化すると、光の色が変化する。そのため、調色（色の調整）を行うことができ、光学特性を向上させることができる。
【００５８】
光反射可変部は、反射スペクトルの形状を変化させずに、光を反射させることが可能なように構成されることが好ましい一態様である。その場合、入射光と反射光とでスペクトルの変化がないため、反射の程度に簡単に強弱を付与することができる。反射性の強弱を制御することが可能になると、調光（明るさの調整）を行うことができ、光学特性を向上することができる。
【００５９】
光学可変部が光反射可変部である場合、光学可変層２は、光反射可変層で構成され得る。光反射可変層は、一対の電極５，５の間に配置される。一対の電極５，５の間に電圧が印加されることにより、光反射可変層における光反射性の程度が変化する。
【００６０】
光反射可変部は、交流電源に接続され得る。電界により光反射性が変化する材料では、電圧印加の開始から時間がたつと、電圧印加時の光反射性の状態が維持できなくなるものが多く存在する。交流電源では、電圧を双方向に交互に印加することができ、電圧の方向を変えることで実質的に継続して電圧を印加することが可能である。そのため、交流電源により、安定した光反射性を得ることができる。交流の波形は矩形波であるとよい。それにより、印加する電圧量が一定になりやすくなるため、光反射性を安定化させることがより可能になる。交流はパルスであってよい。なお、中反射状態は、電圧の印加量が制御されることによって形成され得る。
【００６１】
光反射可変層の材料としては、電界変調によって分子配向が変わる材料を用いることができる。例えば、ネマチック液晶、コレステリック液晶、強誘電性液晶、エレクトロクロミックなどが挙げられる。コレステリック液晶は、螺旋構造を持つネマチック液晶であってよい。コレステリック液晶は、キラルネマチック液晶であってよい。コレステリック液晶は、ＣＬＣ（Ｃｈｏｌｅｓｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。コレステリック液晶では、分子軸の配向方向が空間で連続的に変化し、巨視的な螺旋構造が生まれる。このため、螺旋の周期に対応した光の反射が可能となる。液晶状態を電界によって変化させることにより、光反射性と光透過性との間を制御することが可能である。エレクトロクロミックでは、電圧印加による電気化学的可逆反応（電解酸化還元反応）による物質の色変化現象を利用することができ、光反射性と光透過性との間を制御することが可能である。光反射可変層の材料として、コレステリック液晶やエレクトロクロミックを好ましく用いることができる。
【００６２】
光反射可変部は、電圧無印加時に光反射状態となり、電圧印加時に光透過状態となることが好ましい一態様である。コレステリック液晶やエレクトロクロミックでは、そのような制御になり得る。液晶では、電圧の印加で配向を揃えることが可能だからである。コレステリック液晶やエレクトロクロミックでは、薄型で反射性の高い光反射可変部を形成することができる。電圧を印加せずに特定の光だけを反射する状態をプレーナ配向といい、電圧を印加して光を通す状態をフォーカルコニック配向ということがある。もちろん、光反射可変部は、電圧無印加時に光透過状態となり、電圧印加時に光反射状態となるものであってもよい。
【００６３】
光反射可変層は、電圧を印加したときの光反射状態が維持されるものであるとよい。それにより、電力効率が高まる。光反射状態が維持される性質はヒステリシスと呼ばれる。光反射状態の維持される時間は、長い方がよく、例えば、１時間以上であるとよい。
【００６４】
複数の光学可変部は、光吸収可変部を含むとよい。光吸収可変部は、光吸収性の程度が変化可能に構成されている。光吸収性の程度が変化可能とは、高吸収状態と低吸収状態とを調整可能なことであってよい。あるいは、光吸収性の程度が変化可能とは、光吸収性を有する状態と、光吸収性を有さない状態とを調整可能なことであってもよい。光吸収性の程度が調整可能であると、光学的な状態を変化させることができ、光学特性の優れた光スイッチングデバイス１００を得ることができる。光吸収可変部は層状に形成されていてよい。
【００６５】
高吸収状態とは、光吸収性が高い状態である。高吸収状態は、例えば、一方の面から入射した光が、吸収によって他方の面に出射しない状態である。高吸収状態は、一方の面側から他方の面側に存在する物体を視認することができない状態であり得る。高吸収状態は、両側から他方の面側に存在する物体を視認することができない状態であり得る。高吸収状態は、不透明な状態であり得る。高吸収状態では、光吸収可変部は黒色となり得る。光吸収可変部が光吸収性を発揮する場合、光吸収可変部は、光を吸収する吸収層として機能する。
【００６６】
低吸収状態とは、光吸収性が低い又は光吸収性がない状態である。低吸収状態は、例えば、一方の面から入射した光が、吸収されずに進行方向をそのまま維持して、他方の面に出射する状態である。低吸収状態は、一方の面側から他方の面側に存在する物体を見たときに、物体を明瞭に視認できる状態であり得る。低吸収状態は、透明な状態であり得る。
【００６７】
光吸収可変部は、光吸収性が高い高吸収状態と、光吸収性が低い又は光吸収性がない低吸収状態と、高吸収状態と低吸収状態との間の光吸収性を発揮する状態と、を有することが可能なように構成されていてもよい。高吸収状態と低吸収状態との間の光吸収性を発揮することができることで、中程度の光吸収性を付与することができるため、光学的な状態をバリエーション高く変化させることができ、光学特性をより向上することができる。ここでは、高吸収状態と低吸収状態との間の光吸収性を発揮する状態を、中吸収状態と呼ぶ。
【００６８】
中吸収状態は、高吸収状態と低吸収状態との間において、少なくとも一つの吸収状態を有するものであってよい。例えば、高吸収状態と中吸収状態と低吸収状態との三つの状態を切り替えることにより、光吸収性を変化させることができると、光学特性が向上する。中吸収状態は、高吸収状態と低吸収状態との間において、吸収性の程度が複数の段階となった複数の状態を有するものであることが好ましい一態様である。それにより、吸収性の程度が複数の段階になるため、光学特性をより高めることができる。例えば、高吸収状態と複数の中吸収状態と低吸収状態との複数の状態を切り替えることにより、光吸収性を段階的に変化させることができると、光学特性が向上する。中吸収状態は、高吸収状態と低吸収状態との間において、高吸収状態から低吸収状態まで、連続的に変化するように構成されていることが好ましい一態様である。それにより、吸収性の程度が連続的に変化するものになるため、光学的な状態をバリエーション高く変化させることができ、光学特性をより高めることができる。例えば、高吸収状態と低吸収状態との間で目的とする光吸収性を発揮させる状態にして光吸収性を変化させることができると、中間状態を作り出すことができるため、光学特性が向上する。光吸収可変部が、中吸収状態を有する場合、光吸収可変部は、中吸収状態を維持できるように構成されているとよい。
【００６９】
光吸収可変部は、少なくとも可視光の一部を吸収するものであるとよい。それにより、発光を鮮明にすることができる。光吸収可変部は可視光の全部を吸収するものであるとよい。それにより、さらに発光を鮮明にすることができる。光吸収可変部は、赤外線を吸収するものであってもよい。赤外線を吸収する場合、遮熱効果を得ることができる。光吸収可変部は紫外線を吸収するものであってもよい。それにより、光スイッチングデバイス１００の劣化を抑制することができる。また、紫外線を吸収できると、屋内への紫外線の侵入を抑制することができる。光吸収可変部は、可視光、紫外線及び赤外線のいずれか１つを吸収することが好ましく、これらのうちの２つを吸収することがより好ましく、これらの全てを吸収することがさらに好ましい。
【００７０】
光吸収可変部は、吸収スペクトルの形状を変化させることが可能なように構成されていてもよい。吸収スペクトルの変化は、中吸収状態において行われるものであってよい。吸収スペクトルの形状が変化するとは、光吸収可変部に入射する光と、光吸収可変部を通った光とのスペクトル形状が異なることである。吸収スペクトルの変化は吸収波長の変化により行われる。例えば、青色光のみを強く吸収したり、緑色光のみを強く吸収したり、赤色光のみを強く吸収したりすることによって、スペクトルの形状は変化する。吸収スペクトルが変化すると、光スイッチングデバイス１００を通過する光の色が変化する。そのため、透過光の調色（色の調整）を行うことができ、光学特性を向上することができる。
【００７１】
光学可変部が光吸収可変部である場合、光学可変層２は、光吸収可変層で構成され得る。光吸収可変層は、一対の電極５，５の間に配置される。一対の電極５，５の間に電圧が印加されることにより、光吸収可変層における光吸収性の程度が変化する。
【００７２】
光吸収可変部は、直流電源に接続されてもよいし、交流電源に接続されてもよいが、好ましくは直流電源に接続される。電界により光吸収性が変化する材料では、一方向の電気の流れにより光吸収性が変化し得る。そのため、直流電源により、安定した光吸収性を得ることができる。なお、中吸収状態は、電圧又は電流の印加量が制御されることによって形成され得る。
【００７３】
光吸収可変層の材料としては、電界変調によって光吸収性が変わる材料を好ましく用いることができる。電界変調の材料として、例えば、酸化タングステンなどが挙げられる。
【００７４】
光吸収可変部は、電圧無印加時に光透過状態となり、電圧印加時に光吸収状態となることが好ましい一態様である。液晶材料では、電圧の印加により吸収性が変化し得る。液晶では、電圧の印加で配向を揃えることが可能である。液晶では、薄型で吸収性の高い光吸収可変部を形成することができる。もちろん、光吸収可変部は、電圧無印加時に光吸収状態となり、電圧印加時に光透過状態となるものであってもよい。
【００７５】
光吸収可変層は、電圧を印加したときの光吸収状態が維持されるものであるとよい。それにより、電力効率が高まる。光吸収状態が維持される性質はヒステリシスと呼ばれる。光吸収状態の維持される時間は、長い方がよく、例えば、１時間以上であるとよい。
【００７６】
光スイッチングデバイス１００において、第１面Ｆ１は主面と定義され、第２面Ｆ２は裏面と定義される。主面は、光を得たい方向に配置される。例えば、光スイッチングデバイス１００が窓として利用される場合、主面（第１面Ｆ１）は内部側、裏面（第２面Ｆ２）は外部側に配置される。
【００７７】
表１は、複数の光学可変部の構成の例を示す。表１では、光スイッチングデバイス１００が光学可変部として有する構成を「○」で示している。さらに、各構成を選択した場合の作用を示す。なお、光学可変部の配置の順序は問わない。
【００７８】
【表１】
2016006180.tif 000003
【００７９】
光反射可変部は、面状発光部及び光散乱可変部よりも第２面Ｆ２側に配置されていることが好ましい一態様である。その場合、反射を利用して光を取り出すことができるため、光学特性に優れた光スイッチングデバイス１００を得ることができる。
【００８０】
光吸収可変部は、複数の光学可変部のうちで最も第２面Ｆ２側に配置されていることが好ましい一態様である。その場合、第２面Ｆ２から入る光を吸収することができる。また、第１面Ｆ１から出射する光のコントラストを高めることができる。
【００８１】
複数の光学可変部は、好ましくは、第１面Ｆ１から第２面Ｆ２に向かって、光散乱可変部、面状発光部、光反射可変部、及び光吸収可変部の順で配置される。なお、光学可変部が、２つ及び３つの場合、上記の４つ場合からその一部を除去すれば好適な配置が導き出される。
【００８２】
光スイッチングデバイス１００の好ましい態様では、複数の光学可変部は、有機エレクトロルミネッセンス素子（面状発光部）と、光散乱可変部とを含む。それにより、光学特性の優れた面状発光体を得ることができる。面状発光体は照明装置として利用可能である。
【００８３】
ところで、上記では、複数の光学可変部が、光散乱可変部、面状発光部、光反射可変部、及び光吸収可変部のいずれか１つから選ばれている例を示しているが、これらの２つ以上が選ばれてもよい。例えば、複数の光学可変部は、光散乱可変部を２以上有していてもよい。例えば、複数の光学可変部は、面状発光部を２以上有していてもよい。例えば、複数の光学可変部は、光反射可変部を２以上有していてもよい。例えば、複数の光学可変部は、光吸収可変部を２以上有していてもよい。同種の機能（散乱性、発光性、反射性、吸収性）を有する部分が２以上あると、その機能を増強させることができる。
【００８４】
図１〜図３の各例で示すように、光学調整層３は、隣り合う光学可変体１を接着している。光学調整層３は、隣り合う光学可変体１の間のスペースを満たしている。一般に、透明な二つの基板が重なり、それらの間に空間が形成されると、それらを通して一方の側から他方の側を見たときに、他方の側にある物体の輪郭がぶれやすくなる。いわゆる、二重映りや多重映りが発生し得る。しかしながら、上記の光スイッチングデバイス１００では、基板６の間に光学調整層３が配置されているため、基板６との屈折率差が調整されるので、二重映りや多重映りの現象が抑制される。光学調整層３が屈折率のマッチングを行うためである。また、光学調整層３が存在すると、基板６の表面で発生する界面反射が抑制されるため、光学ロスが低減され、光透過効率が向上する。さらに、光学調整層３は、接着剤を兼ねている。そのため、隣り合う基板６を強固に接着することができる。さらに、複数の基板６がガラスを含む場合、光スイッチングデバイス１００が割れたとしても、ガラスの飛散を抑制できる。それにより、安全なデバイスが得られる。
【００８５】
光学調整層３の基板６に対する接着力をＡＳとする。光学可変層２の電極５に対する接着力をＡＥとする。このとき、光スイッチングデバイス１００においては、
ＡＳ  ＞  ＡＥ
の関係が、成り立っている。
【００８６】
接着力ＡＳは、光学調整層３と基板６との結合力であってよい。接着力ＡＳは、光学調整層３と基板６との界面で発揮される。光学調整層３と基板６との界面は、図１〜図３において、ＦＳで示されている。
【００８７】
接着力ＡＥは、光学可変層２と電極５との結合力であってよい。接着力ＡＥは、光学可変層２と電極５との界面で発揮される。光学可変層２と電極５との界面は、図１〜図３において、ＦＥで示されている。
【００８８】
接着力についてＡＳ＞ＡＥの関係が成り立つと、基板間の接着性が向上する。そのため、剥がれる方向に力が働いたとしても、基板６が剥がれにくくなり、強固なデバイスが形成される。また、この関係は、熱に対する安定性を高める。その理由は、光学可変層２よりも熱によって膨張収縮の問題が発生しやすい基板６を強固に接着するからと推測される。さらに、光スイッチングデバイス１００に割れが生じたとしても、接着力が高いと、飛散が抑制される。
【００８９】
さらに、接着力についてのＡＳ＞ＡＥの関係は、デバイスの製造を容易にさせる。光スイッチングデバイス１００は、後述のように、複数の光学可変体１が積層された後、側端部の一部が除去されて、電極５が露出されることにより製造され得る。その際、上記の接着力の関係が成り立っていると、側端部の一部を除去するときに、基板６と基板６との間で、剥がれてしまうことが抑制され、側端部の除去が良好に行われ得る。そのため、デバイスの製造が容易になる。
【００９０】
接着力の関係（ＡＳ＞ＡＥ）は、光スイッチングデバイス１００の剥離試験により確認することができる。例えば、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２とのそれぞれに、粘着テープを貼り、これらを離れる方向に引っ張って、光スイッチングデバイス１００の内部で剥離（分離）する部分を観察することで、接着力の関係が確認される。ＡＳ＞ＡＥの関係が成り立つときには、隣り合う基板６の間、すなわち、隣り合う光学可変体１の間においての分離が生じずに、光学可変層２と電極５との間での分離が生じる。なお、ここに示したのは、接着力の試験の好ましい一例であり、他の試験で接着性を確認してもよい。
【００９１】
光学調整層３は、隣り合う基板６の間に配置されている。ここで、隣り合う基板６のうちの一方を基板６Ｘとし、他方を基板６Ｙとする。例えば、図１〜図３において、基板６ｂが基板６Ｘとなり、基板６ｃが基板６Ｙとなる。基板６Ｘと基板６Ｙとが同様の材料で形成されている場合、基板６Ｘの屈折率と基板６Ｙの屈折率は略同一となる。このとき、光学調整層３の屈折率は、基板６Ｘ（基板６Ｙ）の屈折率との差が、絶対値で、０．１以下であることが好ましく、０．０５以下であることがより好ましい。基板６と光学調整層３との屈折率差が小さくなると、光学的により有利になる。界面での光の反射が抑制されるからである。光学調整層３の屈折率が、基板６Ｘ（基板６Ｙ）の屈折率と同じであってもよい。なお、屈折率は、可視光波長域における屈折率を意味する。本開示においては、可視光波長域は、波長４５０〜７００ｎｍの領域と定義される。この波長域の光は、人の目に視認されるため光スイッチングデバイス１００の透明性に大きく影響する。よって、この可視光波長域において屈折率を調整することで、光学的により有利になる。
【００９２】
一方、基板６Ｘと基板６Ｙとが、別の材料である場合、これらの間で屈折率の差が生じ得る。例えば、基板６Ｘ及び基板６Ｙのうちの一方がガラスで、他方が樹脂の場合、屈折率差が生じやすい。また、基板６Ｘ及び基板６Ｙの両方がガラス（又は樹脂）であっても、異なる材質のものを用いれば、屈折率差が生じ得る。ここで、光学調整層３は、光学調整層３の一方に配置される基板６Ｘの屈折率と、光学調整層３の他方に配置される基板６Ｙの屈折率との間の屈折率を有することが、好ましい一態様である。それにより、屈折率差がより低減され、光学特性が向上する。
【００９３】
さらに、光学調整層３の屈折率が基板６Ｘの屈折率と基板６Ｙの屈折率との間である場合には、光学調整層３は、厚み方向に屈折率が段階的に変化することがより望ましい。屈折率が段階的に変化することで、屈折率差がより低減され、光学特性がさらに向上する。例えば、一方の基板６Ｘの屈折率が他方の基板６Ｙの屈折率よりも高い場合、屈折率の低い基板６Ｙから、屈折率の高い基板６Ｘに向かって、光学調整層３の屈折率が徐々に高くなっていてよい。屈折率の変化は厚み方向で行われ得る。屈折率の変化は、階段状の変化であってもよいし、滑らかな変化（グラデーション状）であってもよい。階段状の屈折率の変化は、例えば、光学調整層３が複数の層で構成され、複数の層の屈折率が変わることにより得られる。光学調整層３は複層構造を有していてよい。グラデーション状の変化は、例えば、単層の光学調整層３が厚み方向に屈折率が高くなることにより得られる。
【００９４】
基板６Ｘ及び基板６Ｙのいずれか一方又は両方が異方性を有する場合、光学調整層３は、異方性を有する基板と同様の異方性を有するとよい。それにより、光の透過性が高まるため、光学特性がさらに向上する。例えば、樹脂材料（ＰＥＴやＰＥＮなど）で基板６が構成された場合、基板６は異方性を有し得る。
【００９５】
光学調整層３は、紫外線吸収性を有するとよい。それにより、紫外線によるデバイスの劣化を抑制することができる。また、紫外線を吸収するため、光スイッチングデバイス１００に紫外線カット性を付与できる。この態様は、光スイッチングデバイス１００の少なくとも一方の面が屋外に曝される場合に特に有効である。屋内への紫外線の侵入を抑制できるからである。また、光学可変体１が三つ以上の場合に、紫外線カットの効果が増大する。
【００９６】
光学調整層３は、光吸収性が小さい方がよい。それにより、光の損失を抑制することができる。
【００９７】
光学調整層３は、樹脂組成物により形成することができる。樹脂は、熱硬化性の樹脂であってもよいし、光硬化性の樹脂であってもよい。樹脂組成物は、適宜の添加剤を含んでいてよい。例えば、低屈折率粒子又は高屈折率粒子の含有により、屈折率が調整され得る。また、紫外線吸収剤の含有により、紫外線吸収性が付与される。光学調整層３の好ましい材料としては、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）が例示される。ＣＯＰは、光吸収性が小さいため好適である。
【００９８】
光学調整層３は、ゲル材料であってもよい。接着性と光学調整性とがあれば、光学調整層３はゲル材料であり得る。光学調整層３がゲル材料である場合、耐衝撃性を高めることができる。また、熱応力による収縮を緩和することができる。
【００９９】
光スイッチングデバイス１００の製造方法を説明する。
【０１００】
光スイッチングデバイス１００の製造方法は、複数の光学可変体１を光学調整層３を介して接着する工程と、複数の光学可変体１に切れ目ＣＬを入れる工程と、光学可変体１の側端部１ｘを除去する工程とを含む。複数の光学可変体１に切れ目ＣＬを入れる工程は、複数の光学可変体１の側端部において、厚み方向の一方の端部に配置される基板６から、厚み方向の他方の端部に配置される光学可変層２まで、切れ目ＣＬを入れる工程である。光学可変体１の側端部１ｘを除去する工程は、切れ目ＣＬに沿って、光学可変体１の側端部１ｘを除去し、電極５を露出させる工程である。
【０１０１】
図４により光スイッチングデバイス１００の製造方法をより詳しく説明する。図４では、光学可変体１が２つの場合（図１参照）を示しているが、光学可変体１が３つの場合（図２参照）、４つの場合（図３参照）、及びそれ以上の場合も、図４から理解できる。
【０１０２】
まず、図４のＡに示すように、複数の光学可変体１を個々に作製する。光学可変体１の作製は、適宜の積層プロセスにより行うことができる。次に、図４のＢに示すように、複数の光学可変体１を光学調整層３で接着する。光学調整層３での接着は、例えば、光学可変体１の表面に、接着性を有する光学調整層３の材料を塗布し、この面に他の光学可変体１を重ねることで行うことができる。これにより、複数の光学可変体１が貼り合わせられる。硬化性の材料で光学調整層３が構成される場合、材料を硬化させることで光学調整層３が形成される。
【０１０３】
次いで、図４のＣに示すように、複数の光学可変体１の側端部に、切れ目ＣＬを入れる。切れ目ＣＬは、例えば、カッタやレーザなどの切断具で形成される。切れ目ＣＬは、厚み方向の一方の端部に配置される基板６から、厚み方向の他方の端部に配置される光学可変層２まで形成される。例えば、図４のＣの上側からの切れ込みでは、切れ目ＣＬが、基板６αから光学可変層２αまで形成されている。また、図４のＣの下側からの切れ込みでは、切れ目ＣＬが、基板６βから光学可変層２βまで形成されている。切れ目ＣＬは厚み方向の途中まで形成されるものであってよい。なお、複数の電極５の露出のために、切れ目ＣＬはその他にも適宜形成されていてよい。例えば、図４のＣでは、基板６αから光学可変層２βまでの切れ目ＣＬと、基板６βから光学可変層２αまでの切れ目ＣＬとが形成されている。
【０１０４】
そして、図４のＤに示すように、切れ目ＣＬより外側に存在する１又は複数の光学可変体１の側端部１ｘを除去する。すると、切れ目ＣＬは、厚み方向の途中で止まっているため、基板６から光学可変層２までの部分が取り除かれ、電極５の一部が露出する。これにより、電極５は露出面５ｓを有するようになる。電極５の露出面５ｓは、光スイッチングデバイス１００の側端部に配置される。ここで、上述したように、光学調整層３と基板６との間の接着力ＡＳは、光学可変層２と電極５との間の接着力ＡＥよりも大きい。そのため、側端部１ｘを除去する際に、基板６と基板６との間が分離することなく、除去したい側端部１ｘを一体的に取り除くことができる。そのため、製造が容易になる。特に、図４のＣに示す界面ＦＳ１及び界面ＦＳ２における接着力が、界面ＦＥ１及び界面ＦＥ２における接着力よりも大きいことが有利である。界面ＦＥ１及び界面ＦＥ２は、光学調整層３が接する基板６の反対側の面に設けられた光学可変部における前記基板６とは遠い方の電極５と光学可変層２との間の界面ということができる。あるいは、界面ＦＥ１及び界面ＦＥ２は、光学調整層３が接する基板６と対向する基板６に接する電極５と、この電極５に接する光学可変層２との間の界面といってもよい。上記のような界面の接着力の関係が成り立つことにより、製造がさらに容易になる。
【０１０５】
最後に、図４のＥに示すように、接続配線４が電極５の露出面５ｓに接続される。接続配線４は、電源との接続が可能な適宜の構造を有し得る。例えば、接続配線４は、ワイヤ、導電材料の積層物などで構成され得る。このとき、接続配線４によって、露出面５ｓが被覆されてもよい。以上により、光スイッチングデバイス１００が製造される。なお、この後、さらに筐体に取り付けられたりしてもよい。例えば、光スイッチングデバイス１００の外周を取り囲む枠材が取り付けられ得る。また、光スイッチングデバイス１００を面状に覆う透明なカバー体が、片方の面、又は両方の面に取り付けられてもよい。
【０１０６】
ところで、以上では、１つの光学可変層２が一対の基板６，６の間に配置された例を示したが、２以上の光学可変層２が一対の基板６，６の間に配置されてもよい。また、隣り合う基板６が合体して、この部分の光学調整層３が省略されてもよい。基板６の数が減少すると、界面の数が減るため、光学的に有利になる。光スイッチングデバイス１００では、隣り合う基板６の間のいずれかの位置に、光学調整層３が設けられていればよい。
【０１０７】
図５は、光スイッチングデバイス１００の機能の一例を示している。図５では、複数の光学可変部は模式的に図示されている。矢印は光の進行を示している。図５では、第１面Ｆ１側から、複数の光学可変部として、光散乱可変部１Ｓ、面状発光部１Ｐ、光反射可変部１Ｒ、光吸収可変部１Ｑが配置されている例を示している。図５の光スイッチングデバイス１００は、第１面Ｆ１から主として面状発光部１Ｐの光を取り出すように構成されている。
【０１０８】
図５では、機能している光学可変部を斜線で示している。機能しているとは、光散乱可変部１Ｓでは光散乱性が発揮されている状態、面状発光部１Ｐでは発光している状態、光反射可変部１Ｒでは光反射性が発揮されている状態、光吸収可変部１Ｑでは光吸収性が発揮されている状態、を意味する。ある光学可変部が機能していない場合、その光学可変部は透明となり得る。なお、説明を単純化するため、光散乱性や光反射性や光吸収性が中間の状態は示していないが、中間状態があってもよい。図５のＡ〜Ｑは、光学可変部の機能の状態が異なっており、光スイッチングデバイス１００としてそれぞれ異なる状態となっている。光スイッチングデバイス１００は、図５のＡ〜Ｑの全ての状態を発揮可能であってもよいし、これらのうちのいくつかの状態を発揮可能であってもよい。光スイッチングデバイス１００は、光学的な状態が切り替え可能である。
【０１０９】
図５に示すように、複数の光学可変部のうちの少なくとも一つが機能すると、光スイッチングデバイス１００に外部から入った光がそのまま通りぬけにくくなるため、光スイッチングデバイス１００は不透明になり得る。例えば、図５のＡのように光散乱可変部１Ｓの光散乱性が発揮されている場合には、光が散乱されるため、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との間において光がそのまま通りぬけできない。また、図５のＣのように光反射可変部１Ｒの光反射性が発揮されている場合には、光が反射されるため、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との間において光がそのまま通りぬけできない。また、図５のＤのように、光吸収可変部１Ｑの光吸収性が発揮されている場合には、光が吸収されるため、第１面Ｆ１と第２面Ｆ２との間において光が通りぬけできない。図５のＢのように、面状発光部１Ｐが機能する場合であっても、面状発光部の発する光により、向こう側が視認しにくくなり、不透明となり得る。一方、図５のＱでは、全ての光学可変部が機能しておらず、透明である。そのため、光スイッチングデバイス１００は、図５のＱのような透明な状態から、図５のＡ〜Ｐで示される種々の不透明な状態に変化可能になり得るため、光学特性が向上する。特に、複数の光学的なパターン変化が可能になると、不透明と透明との間に複雑な変化がもたらされ、複数の模様を形成することが可能なため、意匠性の優れた光学状態が発揮され得る。図５では光の進行が矢印で示されており、この図から各状態における光スイッチングデバイス１００の光学的な作用が理解される。複数の光学可変部の機能については、前述したように、表１からも理解される。
【０１１０】
図５では、４つの種類の異なる光学可変部を組み合わせた例を示したが、この例から、光学可変部が３つの場合及び２つの場合も、光スイッチングデバイス１００の機能は理解され得る。また、光学可変部の配置（順序）が変更された場合も、図５に基づき、光スイッチングデバイス１００の機能は理解され得る。
【０１１１】
光スイッチングデバイス１００は、窓として利用することができる。光学的に異なる状態を作り出す窓は、アクティブウィンドウと定義され得る。不透明と透明とがパターン変化する窓は、利用価値が高い。窓は、内窓、外窓のいずれにも利用可能である。また、窓として車載窓の利用も可能である。車載窓は、自動用、電車、機関車、列車などの車両用や、飛行機用、船用などの窓であってよい。例えば、透明と不透明を変化させることが可能な窓は高級自動車用に好適である。また、光スイッチングデバイス１００は、建材として利用することができる。建材としては、壁材、パーティション、サイネージなどに利用することができる。サイネージはいわゆる照明広告であってよい。壁材は、外壁用であってもよいし、内壁用であってもよい。
【０１１２】
光スイッチングデバイス１００は、面状発光部を有する場合、照明装置として利用することができる。光スイッチングデバイス１００では、光学的な状態が変化する照明が得られ得る。
【０１１３】
図６は、光スイッチングデバイス１００の応用例である。図６では、建材２００が示されている。図６に示される建材２００は、窓である。建材２００は、光スイッチングデバイス１００を備える。建材２００は、枠体１０１と、配線１０２と、プラグ１０３とを有する。建材２００は、いわば電化建材である。枠体１０１は光スイッチングデバイス１００の外周を囲っている。配線１０２は、光スイッチングデバイス１００と電気的に接続されている。プラグ１０３は、外部電源との接続が可能である。プラグ１０３及び配線１０２を通して電力が光スイッチングデバイス１００に供給されると、光スイッチングデバイス１００の光学的状態が変化し得る。例えば、光スイッチングデバイス１００は、透明な状態、半透明（すりガラス状）の状態、鏡の状態、発光する状態、の複数の状態が変化する。そのため、建材２００は、光学特性に優れている。
【０１１４】
以上、光スイッチングデバイス及びその製造方法、並びに建材等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示の光スイッチングデバイス等は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【符号の説明】
【０１１５】
１      光学可変体
２      光学可変層
３      光学調整層
４      接続配線
５      電極
６      基板
ＣＬ    切れ目
１ｘ    側端部
５ｓ    露出面
【図１】
2016006180.tif 000004
【図２】
2016006180.tif 000005
【図３】
2016006180.tif 000006
【図４】
2016006180.tif 000007
【図５】
2016006180.tif 000008
【図６】
2016006180.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年11月2日(2015.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状であり、電力により光学的状態の程度が変化可能である複数の光学可変体と、
前記複数の光学可変体の間に配置される光学調整層と、を備え、
前記複数の光学可変体の各々は、一対の基板と、前記一対の基板の間に配置される一対の電極と、前記一対の電極の間に配置され、光学的状態の程度が変化可能な光学可変層と、を備え、
前記光学調整層は、前記複数の光学可変体のうちの隣り合う前記光学可変体の前記基板同士を厚み方向で面状に接着し、隣り合う前記光学可変体の前記基板の間の屈折率を可視光波長域において調整し、
前記電極は、電力を供給するための露出面を有しており、
前記光学調整層の前記基板に対する接着力は、前記光学可変層の前記電極に対する接着力よりも大きい、光スイッチングデバイス。
【請求項２】
前記光学調整層は、当該光学調整層の一方に配置される前記基板の屈折率と、当該光学調整層の他方に配置される前記基板の屈折率との間の屈折率を有する、請求項１に記載の光スイッチングデバイス。
【請求項３】
前記光学調整層は、厚み方向に屈折率が段階的に変化する、請求項２に記載の光スイッチングデバイス。
【請求項４】
前記光学調整層は、紫外線吸収性を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光スイッチングデバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光スイッチングデバイスと、配線と、を備えた建材。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光スイッチングデバイスを製造する方法であって、
前記複数の光学可変体を前記光学調整層を介して接着する工程と、
前記複数の光学可変体の側端部において、厚み方向の一方の端部に配置される前記基板から、厚み方向の他方の端部に配置される前記光学可変層まで、切れ目を入れる工程と、
前記切れ目に沿って、前記光学可変体の側端部を除去し、前記電極を露出させる工程と、を含む、光スイッチングデバイスの製造方法。
【国際調査報告】
2016006180.tif 000010
2016006180.tif 000011
2016006180.tif 000012
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