(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対面して配置された透光性を有する第１の電極及び第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた光学調整層とを備え、
前記光学調整層は、
可視光反射特性を有する金属を含有する電解質を含む第１の相と、
可視光帯域の屈折率を変更可能な屈折率可変材料を含む、前記第１の相中に分散された第２の相とを有する
光学デバイス。
【請求項２】
前記第１の相は、さらに、高分子材料及び高沸点溶剤を含む
請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記第１の相は、さらに、高分子材料及びイオン液体を含む
請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記光学調整層は、ゲルである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記屈折率可変材料は、液晶である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記光学調整層は、
（ｉ）前記電解質に含まれる金属が前記第１の電極及び前記第２の電極の一方に析出して金属膜を形成した場合に、光反射状態になり、
（ｉｉ）前記電解質に含まれる金属が前記金属膜を形成しない場合で、かつ、前記第１の相の屈折率と前記第２の相の屈折率とが略同じとき、光透過状態になり、
（ｉｉｉ）前記電解質に含まれる金属が前記金属膜を形成しない場合で、かつ、前記第１の相の屈折率と前記第２の相の屈折率とが異なるとき、光散乱状態になる
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記電解質に含まれる金属は、前記第１の電極及び前記第２の電極間に直流電圧が印加された場合に、前記第１の電極及び前記第２の電極の一方に析出する
請求項６に記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記屈折率可変材料の屈折率は、（ｉ）前記第１の電極及び前記第２の電極間に交流電圧が印加された場合、前記第１の相の屈折率と略等しくなり、（ｉｉ）前記第１の電極及び前記第２の電極間に電圧が印加されていない場合、前記第１の相の屈折率とは異なる
請求項６又は７に記載の光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力の供給状態に応じて、光の透過及び反射などの光学的な状態を変更することができる光学デバイスの開発が進められている。例えば、特許文献１には、一対の電極間に挟持された電解質層を有する調光素子が開示されている。当該調光素子における電解質層は、銀イオンを含むエレクトロクロミック材料を含んでいる。一対の電極間に印加する電圧を調整することにより、当該調光素子は、光透過状態と鏡面状態とを実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１１８１８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の調光素子では、鏡面状態は実現できるものの、光散乱状態を実現することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、反射、透過及び散乱の３つの光学状態を維持することができる光学デバイス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】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光学デバイスは、互いに対面して配置された透光性を有する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた光学調整層とを備え、前記光学調整層は、可視光反射特性を有する金属を含有する電解質を含む第１の相と、可視光帯域の屈折率を変更可能な屈折率可変材料を含む、前記第１の相中に分散された第２の相とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、反射、透過及び散乱の３つの光学状態を維持することができる光学デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学デバイスの概略断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係る光学デバイスに直流電圧を印加したときの光学的な状態を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態に係る光学デバイスが光反射状態である様子を模式的に示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態に係る光学デバイスに交流電圧を印加したときの光学的な状態を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態に係る光学デバイスが光透過状態である様子を模式的に示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態に係る光学デバイスに電圧を印加しないときの光学的な状態を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態に係る光学デバイスが光散乱状態である様子を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光学デバイスの光学状態の状態遷移図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光学デバイスを備える複層ガラスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施の形態に係る光学デバイスについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１０】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
【００１１】
（実施の形態）
［光学デバイスの概要］
まず、本実施の形態に係る光学デバイスの概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る光学デバイス１の概略断面図である。具体的には、図１の（ａ）は、光学デバイス１の層構造を模式的に示している。また、図１の（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ線における断面を示している。
【００１２】
図１に示すように、光学デバイス１は、第１の基板１０と、第２の基板１１と、第１の電極２０と、第２の電極２１と、光学調整層３０と、シール材４０とを備える。また、図１の（ｂ）に示すように、光学デバイス１は、パネル状に形成される。
【００１３】
光学デバイス１は、第１の電極２０及び第２の電極２１間に印加される電力に応じて、光反射状態、光透過状態及び光散乱状態の３つの光学状態を切り替えることができる。
【００１４】
具体的には、光学デバイス１は、光反射状態の場合、入射する光（例えば、可視光）を反射させる。なお、反射は、例えば鏡面反射であるが、散乱反射でもよい。光反射状態における光学デバイス１の光透過率は、例えば略０である。
【００１５】
また、光学デバイス１は、光透過状態の場合、入射する光（例えば、可視光）を透過させる。例えば、光学デバイス１は、透明状態を実現することができる。
【００１６】
また、光学デバイス１は、光散乱状態の場合に、入射する光（例えば、可視光）を散乱させる。具体的には、光学デバイス１は、光散乱状態の場合に、光学調整層３０内の屈折率差によって、可視光の一部を透過し、かつ、可視光の一部を散乱させる。
【００１７】
以下では、光学デバイス１が備える各構成要素について、図１を用いて詳細に説明する。
【００１８】
［基板］
第１の基板１０及び第２の基板１１は、透光性を有し、可視光の少なくとも一部を透過させる。具体的には、第１の基板１０及び第２の基板１１は、透明（光透過率が充分に高い）な平板である。
【００１９】
第１の基板１０及び第２の基板１１は、図１に示すように、互いに対面して配置されている。具体的には、第１の基板１０及び第２の基板１１は、互いの距離（光学調整層３０の厚さ）が略一定になるように、すなわち、平行に配置されている。
【００２０】
第１の基板１０及び第２の基板１１は、略同じ形状及び略同じ大きさを有する。具体的には、第１の基板１０及び第２の基板１１の平面視形状は、矩形である。あるいは、第１の基板１０及び第２の基板１１の平面視形状は、正方形などのその他多角形、又は、円形若しくは楕円形などいかなる形状でもよい。なお、平面視とは、第１の基板１０及び第２の基板１１の主面（面積が最大の面）を正面から見た場合（すなわち、光学デバイス１の厚み方向から見た場合）を意味する。
【００２１】
本実施の形態では、図１に示すように、第１の基板１０及び第２の基板１１は、端部がずれて配置されている。端部は、シール材４０に囲まれていない外側の部分であって、例えば、第１の電極２０及び第２の電極２１の各々への給電部に相当する。第１の基板１０及び第２の基板１１がずれて配置されていることで、例えば、給電部への配線の接続を容易に行うことができる。
【００２２】
第１の基板１０及び第２の基板１１は、例えば、同じ材料から形成される。第１の基板１０及び第２の基板１１としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、高屈折率ガラスなどのガラス基板、又は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの樹脂基板を利用することができる。ガラス基板は、透明性及び防湿性に優れているという利点がある。樹脂基板は、破壊時の飛散が少ないという利点がある。また、第１の基板１０及び第２の基板１１としては、可撓性を有するフレキシブル基板を用いてもよい。フレキシブル基板は、例えば、樹脂基板又は薄膜ガラスなどから形成される。
【００２３】
［電極］
第１の電極２０及び第２の電極２１は、透光性を有し、可視光の少なくとも一部を透過させる。具体的には、第１の電極２０及び第２の電極２１は、透明な平板状の導電膜である。第１の電極２０及び第２の電極２１間に所定の電圧が印加された場合に、光学調整層３０の光学特性が変化する。
【００２４】
第１の電極２０及び第２の電極２１は、図１に示すように、互いに対面して配置されている。具体的には、第１の電極２０は、第１の基板１０上に形成され、第２の電極２１は、第２の基板１１上に形成されている。例えば、第１の電極２０及び第２の電極２１はそれぞれ、スパッタリング法、蒸着法などによって第１の基板１０上及び第２の基板１１上に導電膜を形成し、形成した導電膜をパターニングすることで形成される。このとき、第１の電極２０及び第２の電極２１はそれぞれ、透光性を有するアンダーコート層を介して、第１の基板１０上及び第２の基板１１上に形成されてもよい。
【００２５】
第１の電極２０は、第１の基板１０の端部に、具体的には、シール材４０の外側に設けられた給電部と電気的に接続されている。例えば、給電部は、第１の電極２０の一部であり、シール材４０の外側に延設された部分である。第２の電極２１についても同様である。
【００２６】
第１の電極２０及び第２の電極２１は、例えば、同じ材料から形成される。第１の電極２０及び第２の電極２１としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）などの透明金属酸化物を用いることができる。
【００２７】
なお、第１の電極２０及び第２の電極２１の各々のシート抵抗は、所定の値より小さい。例えば、第１の電極２０及び第２の電極２１の各々のシート抵抗は、１００Ω／□以下であり、好ましくは、１０Ω／□以下である。これにより、デバイス駆動時の面内均一性を高めることができる。なお、第１の電極２０及び第２の電極２１の少なくとも一方に、シート抵抗がより低い補助電極が設けられてもよい。
【００２８】
また、第１の電極２０及び第２の電極２１の少なくとも一方は、表面に凹凸構造を有してもよい。これにより、光を散乱、又は、配光させることができる。
【００２９】
また、第１の電極２０及び第２の電極２１はそれぞれ、第１の基板１０及び第２の基板１１との可視光帯域における屈折率の差が所定の値より小さい材料から形成される。例えば、第１の電極２０と第１の基板１０との屈折率の差は、０．２以下であり、好ましくは、０．１以下である。これにより、第１の電極２０と第１の基板１０との界面での光の反射及び屈折を抑制し、光を効果的に透過させることができる。第２の電極２１と第２の基板１１とについても、同様である。また、第１の電極２０及び第２の電極２１は、互いに異なる材料から形成されてもよく、この場合、第１の電極２０及び第２の電極２１の屈折率の差も、所定の値より小さい材料を用いることが好ましい。
【００３０】
［光学調整層］
光学調整層３０は、第１の電極２０と第２の電極２１との間に設けられている。図１に示すように、光学調整層３０は、第１の相３１と、第２の相３２とを有する。本実施の形態では、光学調整層３０は、ゲルである。
【００３１】
光学調整層３０は、第１の電極２０及び第２の電極２１間に印加される電圧に応じて、光反射状態、光透過状態及び光散乱状態が切り替えられる。具体的には、光学調整層３０は、以下の（１）〜（３）のように、第１の相３１及び第２の相３２が変化することで、３つの光学状態を実現する。
【００３２】
（１）光反射：第１の相３１の金属が析出して金属膜を形成した場合
（２）光透過（透明）：第１の相３１の金属が金属膜を形成せず、かつ、第１の相３１の屈折率と第２の相３２の屈折率とが略同じ場合
（３）光散乱：第１の相３１の金属が金属膜を形成せず、かつ、第１の相３１の屈折率と第２の相３２の屈折率とが異なる場合
【００３３】
以下、第１の相３１及び第２の相３２の詳細について説明する。
【００３４】
第１の相３１は、可視光反射特性を有する金属を含有する電解質を含んでいる。本実施の形態では、第１の相３１は、さらに、高分子材料及び高沸点溶剤を含んでいる。具体的には、第１の相３１では、高分子材料及び高沸点溶剤の混合溶媒に電解質が溶解している。
【００３５】
第１の相３１に含まれる高分子材料としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、メルカプトエステル、セルロース、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ（４−ビニルピリジン）（Ｐ４ＶＰ）、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）（ＰＤＭＡＥＭＡ）、エポキシ、又は、変性シリコーン、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのシリコーン樹脂などを用いることができる。
【００３６】
第１の相３１はさらに、架橋剤を含んでもよい。つまり、架橋剤を用いて高分子材料を架橋してもよい。架橋剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）−ヘキサン−１，６−ジアミン（Ｃ６ＴＦＳＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（トリフルオロメタンスルホニル）−ドデカン−１，２−ジアミン（Ｃ１２ＴＦＳＡ）などを用いることができる。
【００３７】
なお、発明者らの検討により、高分子材料のみでは電解質を溶解させるのが困難であることが分かった。このため、本実施の形態では、第１の相３１は、高分子材料だけでなく高沸点溶剤を含んでいる。高沸点溶剤としては、比誘電率が所定値より高い材料を用いる。例えば、高沸点溶剤の比誘電率は、２０以上、好ましくは、５０以上である。これにより、電解質を容易に溶解させることができる。
【００３８】
なお、後述するように、光学デバイス１を窓に利用することが考えられる。このため、窓が太陽光に曝されて高温になる恐れがある。そこで、本実施の形態では、高沸点溶剤を利用することで、溶剤の揮発を抑制し、信頼性を高めることができる。高沸点溶剤の沸点は、例えば、８５℃以上、好ましくは、１００℃以上である。また、寒冷地での使用を想定した場合には、高沸点溶剤の融点は、−２０℃以下であることが好ましい。
【００３９】
例えば、高沸点溶剤としては、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸エチレン（ＥＣ）、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、水、グリセリンなど、又は、これらの混合材料を利用することができる。
【００４０】
なお、高分子材料と高沸点溶剤とを混合する際、混合物の粘度（具体的には、第１の相３１の粘度）は、極端に低い値又は高い値にならないようにする。例えば、第１の相３１の粘度が低すぎる場合、第２の相３２が固定されずに自由運動してしまう。その場合、第２の相３２の液晶性が失われ、屈折率の可変性が損なわれてしまう。一方で、第１の相３１の粘度が高すぎる場合、光反射に関わる金属イオンの伝導度が低下するので、光反射の応答特性が悪化する。
【００４１】
したがって、第１の相３１の粘度（具体的には、高分子材料と高沸点溶剤との混合物の粘度）は、所定の範囲内である。例えば、第１の相３１の粘度は、５０００ｃｐｓ以上１００００００ｃｐｓ以下、好ましくは、１００００ｃｐｓ以上５０００００ｃｐｓ以下である。これにより、第２の相３２を固定することができ、かつ、電解質の金属イオンを伝導させることができる。なお、高分子材料がポリマーネットワークを形成する場合、形成されるポリマーネットワークは、第２の相３２が伝導できない程度に細かいサイズ（例えば、数μｍ）であってもよい。
【００４２】
電解質は、電離して所定の金属イオンを発生する化合物である。例えば、電解質としては、銀イオンを発生する硝酸銀、酢酸銀若しくは硫酸銀など、又は、銅イオンを発生する塩化銅などを利用することができる。
【００４３】
電解質の濃度は、例えば、１０ｍＭ以上５０００ｍＭ以下である。これにより、電解質の溶解時（透過時）の透過率と、金属の析出時（反射時）の反射率とを両立させることができる。なお、電解質の濃度は、特に限定されない。
【００４４】
また、第１の相３１は、さらに、支持電解質を含んでもよい。これにより、反応速度を制御することができる。支持電解質は、例えば、テトラブチルアンモニウムパーコレート、テトラブチルアンモニウムブロマイド、リチウムブロマイドなどである。
【００４５】
第１の相３１の厚さ（すなわち、光学調整層３０の厚さ）は、例えば、５μｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは、１０μｍ以上５００μｍ以下である。これにより、透過率の低下の抑制、及び、材料コストの削減を実現することができる。また、充分な反射率を実現することができる。
【００４６】
第２の相３２は、第１の相３１中に分散されている。つまり、第２の相３２は、分散相に相当し、第１の相３１は、分散媒に相当する。第２の相３２は、可視光帯域の屈折率を変更可能な屈折率可変材料を含んでいる。
【００４７】
具体的には、屈折率可変材料は、液晶である。液晶としては、例えば、ネマティック液晶、コレステリック液晶、強誘電性液晶を用いることができるが、特に限定されない。液晶では、電界の変化によって分子配向が変わることで、屈折率が変更される。
【００４８】
本実施の形態では、第２の相３２に含まれる液晶が、第１の相３１に含まれる高分子材料中に分散されている。すなわち、光学調整層３０は、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）に相当する。なお、光学調整層３０は、ポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）でもよい。
【００４９】
このとき、第２の相３２の比誘電率は、第１の相３１の比誘電率と異なっていてもよい。これにより、第２の相３２が第１の相３１に溶解し混合するのを抑制することができる。例えば、第１の相３１の比誘電率は、３０以上、好ましくは、４０以上である場合に、第２の相３２の比誘電率は、２０以下、好ましくは、１５以下であればよい。これにより、第１の相３１と第２の相３２とを相分離することができる。
【００５０】
また、相分離の効果をより高めるために、第２の相３２は、膜状物質又はミセルで覆われてもよい。あるいは、第１の相３１にシランカップリング剤を混合することで、第２の相３２は、シランカップリング剤を介して第１の電極２０又は第２の電極２１と化学結合させてもよい。具体的には、液晶分子と化学結合したシランカップリング剤のＳｉ−Ｏ結合を、電極材料であるＩＴＯなどに化学結合させる。これにより、第２の相３２の液晶分子が第１の相３１中へ分散することを抑制することができる。
【００５１】
また、第２の相３２の比重は、第１の相３１の比重と略同じでもよい。これにより、第１の相３１及び第２の相３２のいずれかが沈降するのを抑制することができる。また、第２の相３２の屈折率の可変域に、第１の相３１の屈折率が含まれていてもよい。これにより、第１の相３１の屈折率と第２の相３２の屈折率とを同じにすることができ、外観上、光学調整層３０を透明にすることができる。
【００５２】
また、第１の相３１と第２の相３２との体積分率は、特に限定されない。例えば、反射率を優先させる場合には、第１の相３１の体積分率を増加させる。光の散乱性（配向性）を優先させる場合には、第２の相３２の体積分率を増加させる。なお、第１の相３１及び第２の相３２の一方の体積分率が１０％より低くなると、反射性及び散乱性を充分に得られなくなる恐れがある。このため、実質的には、第１の相３１及び第２の相３２の各々の体積分率は、１０％以上９０％以下である。
【００５３】
［シール材］
シール材４０は、光学調整層３０を第１の電極２０と第２の電極２１との間に保持するために、第１の基板１０と第２の基板１１とを接着する部材である。シール材４０は、光学調整層３０の周に沿って、所定形状に形成される。
【００５４】
シール材４０としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、又は、シリコーン樹脂などの光硬化性、熱硬化性又は二液硬化性の接着性樹脂を用いることができる。あるいは、シール材４０としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの酸変性物からなる熱可塑性の接着性樹脂などを用いてもよい。
【００５５】
なお、シール材４０は、光学調整層３０の厚さ（第１の電極２０と第２の電極２１との距離）を確保するための粒状のスペーサを含んでもよい。粒状のスペーサとしては、例えば、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、シリカ粒子などを用いることができる。
【００５６】
［動作］
続いて、本実施の形態に係る光学デバイス１の動作について、図２Ａ〜図４Ｂを用いて説明する。具体的には、光学デバイス１が取りうる３つの光学状態の各々について説明する。
【００５７】
＜光反射状態＞
光反射状態（光反射モード）は、光学デバイス１の光学状態の１つであり、光学デバイス１に入射する可視光を反射させる状態（モード）である。具体的には、光学調整層３０が光反射性を有する。なお、このとき、光学調整層３０は、光透過性及び光散乱性を有してもよい。すなわち、光反射状態とは、可視光の透過及び散乱に比べて、反射が支配的な状態を意味する。
【００５８】
図２Ａは、本実施の形態に係る光学デバイス１に直流電圧を印加したときの光学的な状態を示す図である。図２Ｂは、本実施の形態に係る光学デバイス１が光反射状態である様子を模式的に示す図である。
【００５９】
なお、図２Ａ、図３Ａ及び図４Ａに示すように、第１の電極２０と第２の電極２１との間に直流電源５１及び交流電源５２が接続されている。例えば、直流電源５１及び交流電源５２にはそれぞれ、スイッチ（図示しない）が接続されている。当該スイッチのオン及びオフを切り替えることで、第１の電極２０と第２の電極２１との間に直流電圧又は交流電圧を印加することができる。
【００６０】
なお、光学デバイス１は、直流電源５１、交流電源５２及びスイッチを含む電源回路を備えていてもよい。当該電源回路は、光学デバイス１に着脱可能でもよい。
【００６１】
図２Ａに示すように、直流電源５１によって、第１の電極２０と第２の電極２１との間に直流電圧を印加する。これにより、光学デバイス１は、可視光６０を反射させて、光反射状態を実現する。直流電圧は、例えば、２Ｖ〜３Ｖである。なお、同図では一例として、第１の電極２０が負極で、第２の電極２１が正極であるが、これに限らない。第１の電極２０が正極で、第２の電極２１が負極でもよい。
【００６２】
具体的には、直流電圧が印加された場合に、第１の相３１では、電解質に含まれる金属の少なくとも一部が第１の電極２０に析出することで、金属膜３３を形成する。より具体的には、金属イオンは陽イオンであるので、負極である第１の電極２０に引っ張られて第１の相３１中を移動する。そして、金属イオンは、第１の電極２０で電子を受け取って金属原子となり、第１の電極２０に付着することで、金属膜３３が形成される。金属膜３３は、光反射性を有するので、可視光６０を反射することができる。
【００６３】
これにより、図２Ａに示すように、第１の電極２０側から光学デバイス１に入射する可視光６０は、金属膜３３によって反射される。
【００６４】
なお、第２の電極２１側から光学デバイス１に入射する可視光は、金属膜３３に反射される前に、第１の相３１及び第２の相３２を通過する。このため、当該可視光は、第１の相３１と第２の相３２との屈折率の差による透過性又は散乱性の違いの影響を受ける。
【００６５】
例えば、第２の相３２では、第１の電極２０と第２の電極２１との間に印加される電圧の大きさに応じて屈折率が変化する。第２の相３２の屈折率が第１の相３１の屈折率と略等しくなる場合、可視光は、第１の相３１と第２の相３２との界面で屈折することなく、直進する。したがって、この場合は、第２の電極２１側から入射する可視光は、そのまま第１の相３１及び第２の相３２を透過し、金属膜３３によって反射されて、再び第１の相３１及び第２の相３２を透過して出射する。
【００６６】
また、第２の相３２の屈折率が第１の相３１の屈折率と異なる場合、可視光は、第１の相３１と第２の相３２との界面で屈折する。第２の相３２は、第１の相３１中に分散されているので、第２の電極２１側から入射する可視光は、様々な方向に屈折し、結果として、散乱反射される。
【００６７】
なお、金属膜３３は、例えば、可視光を鏡面反射するが、散乱反射してもよい。例えば、金属膜３３の形状によって、鏡面反射及び散乱反射のいずれかが実現される。例えば、第１の電極２０の表面が平坦である場合、金属膜３３も平坦な膜として形成されるので、金属膜３３は、可視光を鏡面反射することができる。一方で、第１の電極２０の表面が凹凸を有する場合、金属膜３３も凹凸を有する膜として形成されるので、金属膜３３は、可視光を散乱反射することができる。
【００６８】
以上のように、光学デバイス１が光反射状態であれば、例えば、図２Ｂに示すように、人物９０は、光学デバイス１に写った自身の鏡像９１を見ることができる。このとき、光学デバイス１を挟んで人物９０とは異なる側に位置する物体を見ることはできない。例えば、光学デバイス１が窓として利用される場合には、部屋の中に居る人物９０は、自分の姿を見ることができるものの、窓の外の景色を見ることができない。
【００６９】
＜光透過（透明）状態＞
光透過状態（光透過モード）は、光学デバイス１の光学状態の１つであり、光学デバイス１に入射する可視光を透過させる状態（モード）である。具体的には、光学調整層３０が光透過性を有する。なお、このとき、光学調整層３０は、光反射性及び光散乱性を有してもよい。すなわち、光透過状態とは、可視光の反射及び散乱に比べて、透過が支配的な状態（具体的には、透明状態）を意味する。
【００７０】
図３Ａは、本実施の形態に係る光学デバイス１に交流電力を印加したときの光学的な状態を示す図である。図３Ｂは、本実施の形態に係る光学デバイス１が光透過状態である様子を模式的に示す図である。
【００７１】
図３Ａに示すように、交流電源５２によって、第１の電極２０と第２の電極２１との間に交流電圧を印加する。これにより、光学デバイス１は、可視光６０を透過させて、光透過（透明）状態を実現する。交流電圧は、例えば、１００Ｖである。
【００７２】
具体的には、第１の相３１中では、電解質に含有される金属は、第１の電極２０及び第２の電極２１のいずれにも析出せずに金属膜３３を形成することなく、第１の相３１中で金属イオンとして存在する。
【００７３】
また、第２の相３２では、交流電圧の印加により液晶分子が平均して所定の方向に並ぶ。これにより、第２の相３２の屈折率は、第１の相３１の屈折率と略等しくなる。第２の相３２と第１の相３１との間の屈折率の差が略０になるので、第２の相３２と第１の相３１との界面では可視光は屈折しないで、直進する。したがって、この場合は、光学調整層３０に入射する可視光６０は、そのまま透過する。
【００７４】
以上のように、第１の電極２０と第２の電極２１との間に交流電圧が印加された場合、電解質に含まれる金属が金属膜３３を形成せず、かつ、第２の相３２の屈折率が第１の相３１の屈折率に略等しくなる。これにより、可視光６０は、光学デバイス１を透過し、光学デバイス１は、透明状態になる。なお、このときの光学調整層３０、第１の電極２０、第２の電極２１、第１の基板１０及び第２の基板１１の各々の屈折率が略同じであれば、より透明性を高めることができる。
【００７５】
光学デバイス１が透明状態であれば、例えば、図３Ｂに示すように、人物９０は、光学デバイス１を介して物体９２を見ることができる。なお、人物９０と物体９２とは、光学デバイス１を挟むように位置している。例えば、光学デバイス１が窓として利用される場合には、部屋の中に居る人物９０が外の景色（物体９２）を見ることができる。
【００７６】
＜光散乱状態＞
光散乱状態（光散乱モード）は、光学デバイス１の光学状態の１つであり、光学デバイス１に入射する可視光を散乱させる状態（モード）である。具体的には、光学調整層３０が光散乱性を有する。なお、このとき、光学調整層３０は、光反射性及び光透過性を有してもよい。すなわち、光散乱状態とは、可視光の反射及び透過に比べて、散乱が支配的な状態を意味する。
【００７７】
図４Ａは、本実施の形態に係る光学デバイス１に電圧を印加しないときの光学的な状態を示す図である。図４Ｂは、本実施の形態に係る光学デバイス１が光散乱状態である様子を模式的に示す図である。
【００７８】
図４Ａに示すように、第１の電極２０と第２の電極２１との間には、電圧は印加されていない。これにより、光学デバイス１は、可視光６０を散乱させて、光散乱状態を実現する。
【００７９】
具体的には、第１の相３１中では、電解質に含有される金属は、第１の電極２０及び第２の電極２１のいずれにも析出せずに金属膜３３を形成することなく、第１の相３１中で金属イオンとして存在する。
【００８０】
また、第２の相３２では、電圧が印加されていないので、液晶分子がランダムに配列されている。これにより、第２の相３２の屈折率は、第１の相３１の屈折率とは異なる。したがって、光学調整層３０に入射する可視光６０は、第１の相３１と第２の相３２との界面で屈折する。第２の相３２は、第１の相３１中に分散されているので、光学調整層３０に入射する可視光６０は、様々な方向に屈折し、結果として、散乱される。
【００８１】
以上のように、第１の電極２０と第２の電極２１との間に電圧が印加されていない場合、電解質に含まれる金属が金属膜３３を形成せず、かつ、第２の相３２の屈折率が第１の相３１の屈折率と異なる。これにより、可視光６０は、光学デバイス１を透過する際に散乱されて、光学デバイス１は、光散乱状態になる。
【００８２】
光学デバイス１が光散乱状態であれば、例えば、図４Ｂに示すように、人物９０は、光学デバイス１を介して物体９２を鮮明に見ることができなくなる。例えば、光学デバイス１が窓として利用される場合には、光学デバイス１は、いわゆる曇りガラスのように部屋の中に居る人物９０が外の景色（物体９２）を見ることができなくなる。
【００８３】
＜光学状態（モード）の切り替え＞
続いて、上述した光学状態（モード）の切り替えについて、図５を用いて説明する。図５は、本実施の形態に係る光学デバイス１の光学状態の状態遷移図である。
【００８４】
図５に示すように、光学デバイス１が光反射状態を実現している場合に、第１の電極２０及び第２の電極２１間に金属膜３３を溶解した後、交流電圧を印加することで、光透過状態に変更することができる。なお、金属膜３３の溶解は、例えば、直流電圧の印加を停止する、あるいは、直流逆バイアス電圧を印加することで行うことができる。逆に、光学デバイス１が光透過状態を実現している場合に、第１の電極２０及び第２の電極２１間に直流電圧を印加することで、光反射状態に戻すことができる。
【００８５】
また、光学デバイス１が光透過状態を実現している場合に、第１の電極２０及び第２の電極２１間に交流電圧を印加しないことで、光散乱状態に変更することができる。逆に、光学デバイス１が光散乱状態を実現している場合に、第１の電極２０及び第２の電極２１間に交流電圧を印加することで、光透過状態に戻すことができる。
【００８６】
また、光学デバイス１が光散乱状態を実現している場合に、第１の電極２０及び第２の電極２１間に直流電圧を印加することで、光反射状態に変更することができる。逆に、光学デバイス１が光反射状態を実現している場合に、金属膜３３を第１の相３１中に溶解させた後、第１の電極２０及び第２の電極２１間に直流電圧及び交流電圧のいずれも印加しないことで、光散乱状態に戻すことができる。なお、金属膜３３の溶解は、例えば、直流電圧の印加を停止する、あるいは、直流逆バイアス電圧を印加することで行うことができる。
【００８７】
［実施例］
続いて、本実施の形態に係る光学デバイス１の実施例について説明する。発明者らは、実施例に係るサンプルを作製し、作製したサンプルが上述した３つの光学状態を実現できることを確認した。
【００８８】
まず、高沸点溶剤に電解質を加えて撹拌することで、電解質を高沸点溶剤に溶解させた。高沸点溶剤としては、ＤＭＳＯ（特級、和光純薬工業株式会社製）を１０ｍＬ用いた。また、電解質としては、硝酸銀（特級、和光純薬工業株式会社製）を８５ｍｇ、テトラブチルアンモニウムブロマイドを４００ｍｇ、塩化銅（ＩＩ）（特級、和光純薬工業株式会社）を１２ｍｇ用いた。
【００８９】
次に、電解質を溶解させた高沸点溶剤に、屈折率可変材料を加えた後、高分子材料と架橋剤とを加えて撹拌した。屈折率可変材料としては、メルク株式会社製のｍｌｃ−２１６９を２ｍＬ用いた。高分子材料としては、Ｐ４ＶＰ（特級、和光純薬工業株式会社）を１．５ｇ用いた。架橋剤としては、Ｃ１２ＴＦＳＡ（特級、和光純薬工業株式会社）を０．５ｇ用いた。撹拌は、８０℃で３０分間行った。
【００９０】
以上により、光学調整層３０の原料となる溶液を作製した。
【００９１】
また、一方で、第１の基板１０及び第２の基板１１として２枚のガラス基板（３ｃｍ×３ｃｍ）を準備した。そして、２枚のガラス基板の各々の主面に、マグネトロンスパッタリングによって９０ｎｍのＩＴＯを第１の電極２０及び第２の電極２１として形成した。
【００９２】
次に、ＩＴＯが形成された面を対面させて、第１の基板１０と第２の基板１１との間に、スペーサを用いて５００μｍのギャップを形成した。具体的には、ミクロパール（積水化学工業株式会社）を含有する紫外線硬化型のエポキシ樹脂（シール材４０）を、第１の基板１０と第２の基板１１との周に沿って塗布し、第１の基板１０と第２の基板１１とを貼り合わせた。
【００９３】
その後、第１の基板１０と第２の基板１１との間のギャップに、光学調整層３０の原料となる溶液を注入した。例えば、周に沿って塗布したエポキシ樹脂の一部に注入口を設けておき、当該注入口から溶液を注入することで行う。例えば、当該注入口を溶液に浸し、浸透圧を利用して溶液を内部に吸い上げることでギャップに溶液を充填させることができる。あるいは、２枚のガラス基板を貼り合わせる前に、エポキシ樹脂によって囲まれた領域に溶液を滴下してもよい。
【００９４】
これにより、第１の基板１０と第２の基板１１との間に光学調整層３０を形成することができる。光学調整層３０を形成した後、エポキシ樹脂に紫外線を照射して硬化させることで、光学調整層３０を封止した。
【００９５】
以上のようにして、光学デバイス１のサンプルを作製した。作製したサンプルは、上述したように電圧を印加することで、光反射状態、光透過状態及び光散乱状態の３つの光学状態を実現することが確認することができた。
【００９６】
［複層ガラス］
上述した光学デバイス１は、例えば、建造物又は車両の窓に利用することができる。具体的には、一対のガラス板を備える複層ガラスの内部に光学デバイス１を配置することで、当該複層ガラスを窓として利用することができる。
【００９７】
図６は、本実施の形態に係る光学デバイス１を備える複層ガラス１００を示す断面図である。
【００９８】
本実施の形態に係る複層ガラス１００は、図６に示すように、光学デバイス１と、一対のガラス板１１０及びガラス板１１１と、離間材１２０と、電極配線１３０及び電極配線１３１とを備える。また、一対のガラス板１１０及びガラス板１１１と離間材１２０とによって、内部空間１１２が形成されている。また、内部空間１１２には、例えば、乾燥空気又は不活性ガスが充填されている。
【００９９】
なお、不活性ガスは、他の物質に対する化学反応などの反応性の低いガスである。例えば、不活性ガスは、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）若しくはクリプトン（Ｋｒ）などの希ガス、又は、窒素（Ｎ２）などである。なお、内部空間１１２は、大気圧より減圧されていてもよく、又は、大気圧に保たれていてもよい。
【０１００】
光学デバイス１は、内部空間１１２に配置されている。なお、内部空間１１２には、さらに、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの発光デバイスなどが配置されてもよい。これにより、複層ガラス１００を、例えば照明、鏡、情報表示などの用途に利用可能なスマートウィンドウとして利用することができる。
【０１０１】
以下では、複層ガラス１００が備える構成要素の各々について、詳細に説明する。
【０１０２】
ガラス板１１０及びガラス板１１１は、透光性を有し、可視光の少なくとも一部を透過させる。ガラス板１１０及びガラス板１１１は、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラスなどから形成される透明な平板である。ガラス板１１０及びガラス板１１１は、図６に示すように、互いに対面して配置されている。具体的には、ガラス板１１０及びガラス板１１１は、互いの距離（内部空間１１２の厚さ）が略一定になるように、すなわち、平行に配置されている。ガラス板１１０とガラス板１１１との間の距離は、例えば１２ｍｍである。
【０１０３】
また、ガラス板１１０及びガラス板１１１は、略同じ形状及び略同じ大きさを有し、平面視において互いに重なるように配置されている。なお、平面視とは、ガラス板１１０及びガラス板１１１の主面（面積が最大の面）を正面から見た場合を意味する。
【０１０４】
離間材１２０は、一対のガラス板１１０及びガラス板１１１の周に沿って配置され、ガラス板１１０とガラス板１１１とを離間させる。具体的には、離間材１２０は、ガラス板１１０とガラス板１１１との間に配置されている。例えば、離間材１２０は、ガラス板１１０の周に沿った略矩形の枠体である。
【０１０５】
離間材１２０は、例えば、スペーサと、接着剤とを備える。
【０１０６】
スペーサは、ガラス板１１０とガラス板１１１との間を一定距離に保つ部材である。スペーサは、例えば、アルミニウム製の中空部材と、当該中空部材の内部に充填された粒状物質とを備える。中空部材は、例えば、略角筒状の枠体である。粒状物質としては、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの乾燥剤を用いることができる。これにより、内部空間１１２に水分が浸入するのを抑制することができる。
【０１０７】
接着剤は、ガラス板１１０及びガラス板１１１の各々にスペーサを接着する。接着剤は、間に隙間が形成されないようにスペーサとガラス板１１０及びガラス板１１１とを接着する。例えば、接着剤は、スペーサを挟むようにガラス板１１０及びガラス板１１１を配置した後、スペーサとガラス板１１０及びガラス板１１１の各々との間に接着材料を注入し、硬化することで形成される。
【０１０８】
接着剤としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、又は、シリコーン樹脂などの光硬化性、熱硬化性又は二液硬化性の接着性樹脂を用いることができる。あるいは、接着剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの酸変性物からなる熱可塑性の接着性樹脂などを用いてもよい。
【０１０９】
なお、離間材１２０は、粒状のスペーサを含有する接着剤でもよい。
【０１１０】
電極配線１３０及び電極配線１３１は、光学デバイス１に電力を供給するための配線である。具体的には、電極配線１３０は、第１の電極２０に電力を供給するための配線である。電極配線１３１は、第２の電極２１に電力を供給するための配線である。例えば、電極配線１３０及び電極配線１３１は、直流電源５１及び交流電源５２に接続されて、直流電源５１からの直流電圧及び交流電源５２からの交流電圧を第１の電極２０及び第２の電極２１間に供給する。
【０１１１】
電極配線１３０及び電極配線１３１は、例えば、図６に示すように、離間材１２０を貫通するように設けられている。なお、同図では、電極配線１３０及び電極配線１３１は、離間材１２０の中央部分を貫通しているが、これに限らない。例えば、電極配線１３０及び電極配線１３１は、例えば、ガラス板１１０に沿って設けられ、離間材１２０とガラス板１１０との間を貫通してもよい。電極配線１３０及び電極配線１３１は、例えば、銀などの金属パターン、又は、リード線などである。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス１を窓に利用することで、様々な利点が得られる。
【０１１３】
例えば、光学デバイス１が光透過（透明）状態である場合、屋内の人物（住人など）は、屋外の様子、天気などの確認、及び、景観の鑑賞を行うことができる。このように、光学デバイス１は、いわゆる「窓」としての機能を実現することができる。
【０１１４】
また、光学デバイス１が光散乱状態である場合、散乱の程度を調整することで調光を行うことができる。また、屋外から屋内を視認することができなくなるので、プライバシーを保護することができる。
【０１１５】
また、光学デバイス１が光反射状態である場合、遮光性及び遮熱性を高めることができる。また、光学デバイス１を鏡として利用することができる。
【０１１６】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る光学デバイス１は、光反射状態、光透過状態及び光散乱状態を切り替えることができる。
【０１１７】
ところで、光反射状態と光透過状態との２つの状態を切り替えることができるデバイスは、例えば、特許文献１に記載された調光素子などがある。一方で、光透過状態と光散乱状態との２つの状態を切り替えることができるデバイスも、従来から知られている。例えば、高分子分散型液晶デバイスは、液晶の屈折率を変化させることで、光透過状態と光散乱状態とを切り替えることができる。
【０１１８】
したがって、これらの２つのデバイスを組み合わせることで、光反射状態、光透過状態及び光散乱状態を切り替えることがデバイスを製造することが考えられる。しかしながら、単純に複数のデバイスを組み合わせた場合には、以下の課題が存在する。
【０１１９】
例えば、複数のデバイスの各々において光の透過率のロスが発生するので、全体としての光の透過率が低下する。したがって、窓の透明性が低下する。
【０１２０】
また、複数のデバイスを別々に作製するために、製造コストが高くなる。例えば、基板、電極などがデバイス毎に必要となり、部品点数が多くなる。さらに、複数のデバイスを組み合わせるために、重量が増加する。
【０１２１】
これに対して、本実施の形態に係る光学デバイス１は、互いに対面して配置された透光性を有する第１の電極２０及び第２の電極２１と、第１の電極２０と第２の電極２１との間に設けられた光学調整層３０とを備え、光学調整層３０は、可視光反射特性を有する金属を含有する電解質を含む第１の相３１と、可視光帯域の屈折率を変更可能な屈折率可変材料を含む、第１の相３１中に分散された第２の相３２とを有する。
【０１２２】
これにより、光学調整層３０が光反射状態、光透過状態及び光散乱状態の各々を実現することができる。例えば、光学調整層３０は、（ｉ）電解質に含まれる金属が第１の電極２０及び第２の電極２１の一方に析出して金属膜３３を形成した場合に、光反射状態になり、（ｉｉ）電解質に含まれる金属が金属膜３３を形成しない場合で、かつ、第１の相３１の屈折率と第２の相３２の屈折率とが略同じとき、光透過状態になり、（ｉｉｉ）電解質に含まれる金属が金属膜３３を形成しない場合で、かつ、第１の相３１の屈折率と第２の相３２の屈折率とが異なるとき、光散乱状態になる。
【０１２３】
このように、１つのデバイスによって３つの光学状態を実現することができるので、透過率の低下を抑制し、かつ、製造コスト及び重量の増加を抑制することができる。つまり、一対の電極（第１の電極２０及び第２の電極２１）と光学調整層３０とを備えればよいので、複数のデバイスを組み合わせる場合に比べて、電極などの部品点数を削減することができる。
【０１２４】
ここで、１つのデバイスで３つの光学状態を実現しようとした際に、単純な構成としては、屈折率を変更可能な液晶材料に、可視光反射特性を有する金属を含有する電解質を溶解させることが考えられる。しかしながら、液晶材料に電解質を溶解することは、誘電率の差から困難である。また、仮に溶解することができたとしても、電気的に分極した液晶と、電離した金属イオン（例えば、銀イオン）とが電気的に相互作用を引き起こし、金属イオンが電極上に析出することが妨げられる。したがって、光反射状態を実現することができなくなる。
【０１２５】
これに対して、本実施の形態に係る光学デバイス１では、例えば、第１の相３１は、さらに、高分子材料及び高沸点溶剤を含む。例えば、屈折率可変材料は、液晶である。
【０１２６】
これにより、高分子材料及び高沸点溶剤に電解質を溶解させることができ、かつ、液晶材料を分散させることができる。したがって、３つの光学状態を実現することができる。また、高沸点溶剤を用いるので、使用中の温度上昇に起因する溶剤の揮発によって、光学デバイス１の信頼性が低下するのを抑制することができる。
【０１２７】
また、例えば、光学調整層３０は、ゲルである。
【０１２８】
これにより、第１の基板１０、第２の基板１１又はシール材４０などの破損時に光学調整層３０の流出を抑制することができる。
【０１２９】
また、例えば、電解質に含まれる金属は、第１の電極２０及び第２の電極２１間に直流電圧が印加された場合に、第１の電極２０及び第２の電極２１の一方に析出する。
【０１３０】
これにより、直流電圧の印加及び無印加を切り替えることにより、光反射状態と、光透過状態又は光散乱状態とを切り替えることができる。
【０１３１】
また、例えば、屈折率可変材料の屈折率は、（ｉ）第１の電極２０及び第２の電極２１間に交流電圧が印加された場合、第１の相３１の屈折率と略等しくなり、（ｉｉ）第１の電極２０及び第２の電極２１間に電圧が印加されていない場合、第１の相３１の屈折率とは異なる。
【０１３２】
これにより、交流電圧の印加及び無印加を切り替えることにより、光透過状態と光散乱状態とを切り替えることができる。
【０１３３】
（変形例）
上記の実施の形態では、第１の相３１が高沸点溶剤を含む例について説明したが、これに限らない。第１の相３１は、高沸点溶剤の代わりにイオン液体を含んでもよい。
【０１３４】
イオン液体としては、例えば、アンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ピロリジニウム塩などを利用することができる。また、高沸点溶剤の場合と同様に、イオン液体の沸点は、８５℃以上、好ましくは、１００℃以上である。また、イオン液体の融点は、例えば、−２０℃以下である。また、イオン液体の比誘電率は、３０以上、好ましくは、４０以上である。また、イオン液体は、電圧の印加中に酸化又は還元されにくい、すなわち、電位窓が広い材料を利用してもよい。このときの電位窓は、例えば、±１Ｖ以上、好ましくは、±２Ｖ以上である。
【０１３５】
具体的には、イオン液体としては、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート（ＢＭＩＭＰＦ６）、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミド（ＢＭＩｍＴＦＳＩ）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＥＭＩ−ＢＴＩ）、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＢＭＰ−ＢＴＩ）、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスファート（ＨＭＩ−ＨＦＰ）、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＭＯＩ−ＴＦＢ）などを利用することができる。あるいは、これらのイオン液体を複数混合してもよく、また、高沸点溶剤をさらに加えてもよい。
【０１３６】
［実施例］
続いて、本変形例に係る光学デバイス１の実施例について説明する。発明者らは、本変形例の実施例に係るサンプルを作製し、作製したサンプルが上述した３つの光学状態を実現できることを確認した。
【０１３７】
まず、イオン液体に電解質を加えて撹拌することで、電解質をイオン液体に溶解させた。イオン液体としては、ＢＭＩｍＴＦＳＩ（ＳＩＧＭＡ−ＡＬＤＲＩＣＨ社）を１０ｍＬ用いた。また、電解質としては、硝酸銀（特級、和光純薬工業株式会社製）を８５ｍｇ用いた。
【０１３８】
次に、電解質を溶解させたイオン液体に、屈折率可変材料を加えた後、高分子材料と架橋剤とを加えて撹拌した。屈折率可変材料としては、メルク株式会社製のｍｌｃ−２１６９を２ｍＬ用いた。高分子材料としては、ＰＤＭＡＥＭＡ（特級、和光純薬工業株式会社）を０．４ｇ用いた。架橋剤としては、Ｃ１２ＴＦＳＡ（特級、和光純薬工業株式会社）を０．５ｇ用いた。撹拌は、８０℃で３０分間行った。
【０１３９】
以上により、本変形例に係る光学調整層３０の原料となる溶液を作製した。なお、当該溶液を第１の基板１０及び第２の基板１１の間に注入する工程などの他の工程は、上記実施の形態の実施例と同様である。
【０１４０】
以上のように、本変形例に係る光学デバイス１では、例えば、第１の相３１は、さらに、高分子材料及びイオン液体を含む。
【０１４１】
これにより、高分子材料及びイオン液体に電解質を溶解させることができ、かつ、液晶材料を分散させることができる。したがって、３つの光学状態を実現することができる。また、イオン液体は、蒸気圧がほとんどなく、広い温度範囲であるという特徴を有する。このため、使用中の温度上昇に起因するイオン液体の揮発によって、光学デバイス１の信頼性が低下するのを抑制することができる。
【０１４２】
（その他）
以上、本発明に係る光学デバイスについて、上記実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１４３】
例えば、上記の実施の形態では、直流電圧を印加した場合に光反射状態になり、交流電圧を印加した場合に光透過状態になり、電圧が無印加の場合に光散乱状態になる例について示したが、これに限らない。例えば、光学デバイス１では、交流電圧の印加、直流電圧の印加、及び、電圧の無印加のいずれかが、光反射状態、光透過状態及び光散乱状態のいずれかに一対一に対応していてもよい。
【０１４４】
例えば、交流電圧を印加した場合に第１の相３１の屈折率と第２の相３２の屈折率とが異なり、電圧を印加しない場合に、第１の相３１の屈折率と第２の相３２の屈折率とが略等しくなってもよい。これにより、例えば、交流電圧を印加した場合に、光学デバイス１は光散乱状態を実現し、電圧を印加しない場合に、光学デバイス１は光透過状態を実現してもよい。例えば、第２の相３２に含まれる液晶の材料に応じて、印加する電圧と光学デバイス１の光学状態とは適宜調整することができる。
【０１４５】
また、例えば、上記の実施の形態では、第２の相３２が第１の相３１に分散されている例について示したが、これに限らない。例えば、第２の相３２は、第１の相３１に積層されていてもよい。この場合、第２の相３２に含まれる屈折率可変材料の屈折率を変更することで、入射する可視光を所定の方向に屈折させることができる。
【０１４６】
また、例えば、上記の実施の形態では、屈折率可変材料として液晶を利用したが、これに限らない。屈折率可変材料としては、電圧の印加に応じて可視光に対する屈折率を変化できる材料であればいかなる材料を用いてもよい。
【０１４７】
その他、各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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各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発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１４８】
１  光学デバイス
２０  第１の電極
２１  第２の電極
３０  光学調整層
３１  第１の相
３２  第２の相
３３  金属膜
【図１】
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【図２Ａ】
0006425080.tif 000003
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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