(57)【要約】  静電的に制御可能な光学デバイスであって、−透過性基板１０１と、−前記基板の表面上に配置された透過性電極１０２と、−前記電極上に配置された透過性誘電体層１０３と、−前記誘電体層に取り付けられた可撓性のロールアップブラインド１０４とを備える静電的に制御可能な光学デバイスであって、前記可撓性のロールアップブラインドが、可撓性電極１０６と、前記可撓性電極上に提供された可撓性の光学的機能層１０５とを備え、前記可撓性のロールアップブラインドが、自然な状態では巻かれた構成を有し、静電気力に応答して、展延方向で展開することが可能である、静電的に制御可能な光学デバイスが提供される。前記可撓性のロールアップブラインドの部分的な展開を可能にするが、完全な展開を妨げるように、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の少なくとも１つが、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の別の１つに対して形状、サイズ、及び／又は位置に関して適合される。静電的に制御可能な光学デバイスは、改良されたスイッチングの信頼性を提供し、比較的製造が単純である。
2015513013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−透過性基板と、
−前記透過性基板の表面上に配置された透過性電極と、
−前記透過性電極上に配置された透過性誘電体層と、
−前記透過性誘電体層に取り付けられた可撓性のロールアップブラインドとを備える静電的に制御可能な光学デバイスであって、前記可撓性のロールアップブラインドが、可撓性電極と、前記可撓性電極上に提供された可撓性の光学的機能層とを備え、前記可撓性のロールアップブラインドが、自然な状態では巻かれた構成を有し、静電気力に応答して、展延方向で展開することが可能であり、
前記可撓性のロールアップブラインドの部分的な展開を可能にするが、完全な展開を妨げるように、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の少なくとも１つが、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の別の１つに対して形状、サイズ、及び／又は位置に関して適合される、静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項２】
前記電極にわたる電界の印加後、前記可撓性のロールアップブラインドは、部分的にしか展開されず、前記可撓性のロールアップブラインドの遠位部分が湾曲を保つ、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項３】
印加される電界が、前記可撓性のロールアップブラインドの近位部分での電界強度に比べて、前記可撓性のロールアップブラインドの遠位部分で弱くなる又はなくなる、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項４】
前記透過性電極が前記可撓性電極に対してパターン形成される、又は前記可撓性電極が前記透過性電極に対してパターン形成される、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項５】
前記透過性電極と前記可撓性電極の少なくとも一方が、それぞれ前記透過性電極又は前記可撓性電極の遠位部分又はその付近にギャップを形成するようにパターン形成される、請求項４に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項６】
前記可撓性の導電性層は、完全に展開された場合には、展延方向で、前記透明電極の縁部又はギャップを越えて延在する、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項７】
展延方向での前記可撓性のロールアップブラインドの遠位部分は、前記可撓性のロールアップブラインドの主要部分よりも低い導電性又は非導電性である、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項８】
前記透過性電極及び前記透過性誘電体層は、隆起構造を形成するように成形される、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項９】
隆起部材が、前記透過性基板と前記透過性電極との間に提供され、前記透過性電極を前記透過性基板から隆起させる、請求項８に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項１０】
前記可撓性のロールアップブラインドの遠位端又はその付近に位置される前記可撓性の光学的機能層の一部分は、前記可撓性の光学的機能層の残りの部分よりも厚い、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイス。
【請求項１１】
請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイスを備える光制御パネルであって、複数のロールアップブラインドが共通の基板上に配置され、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の少なくとも１つが、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の別の１つに対する形状、サイズ、及び／又は位置に関して適合されて、部分的な展開を可能にするが、前記可撓性のロールアップブラインドの少なくともいくつかの完全な展開を妨げる、光制御パネル。
【請求項１２】
光電子デバイスを更に備える、請求項１１に記載の光制御パネル。
【請求項１３】
前記光電子デバイスが光起電力セルを備える、請求項１２に記載の光制御パネル。
【請求項１４】
前記光電子デバイスが光放出構成を備える、請求項１２に記載の光制御パネル。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の光制御パネルを備える、窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電的に制御可能な光学ロールアップブラインドの分野に関し、また、そのようなロールアップブラインドを使用する光制御パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家や建造物に入る日光は、手動の、又はモータによって動作される窓ロールアップブラインド又はシャッタを使用して制御される。例えば車両において、窓がある程度の透明性を保たなければならない場合、永久的に遮光された（着色された）窓板が、しばしば、光及び熱の透過を減少させるために使用される。
【０００３】
また、今日、建造物及び車両に関する日光制御のエネルギー節約の側面が、より一層重要になっている。例えば、空気調和で消費されるエネルギーを減少させるために、窓を通って建造物に入る太陽光及び熱の量の制御を可能にすることが望ましい。また、建造物から出る光及び／又は熱の量を制御することができることも望ましい。
【０００４】
近年、例えばエレクトロクロミック層、液体結晶、又は懸濁粒子を使用して光透過制御を可能にするいわゆるスマート窓が開発されている。スマート窓は、透過状態から一部遮断又は反射状態に切り替えることが可能である。しかし、電子色層を使用するスマート窓は、色付きの外観を有し、これは、多くの用途に関して望ましくないことがある。更に、懸濁粒子デバイスは、整列された状態でも粒子が吸光するので、「開いた」状態で透明性が低くなる。代替として、巻き上げられた状態で他の解決策に比べて高い度合いの透明性を提供し得り、任意の望ましいパターンで厳密に制御され得る、電気的に制御可能なマイクロブラインドが提案されている。
【０００５】
米国特許第４，２６６，３３９号が、ガラス基板と、ガラスの表面上に堆積された透明な導電性の酸化スズ被膜と、導電性の酸化スズ被膜の上に重なる透明なポリプロピレンの層とを備える巻くことができる電極を備える静電気デバイスを開示している。可変電極は、片面に薄いアルミニウム被膜を有するポリエチレンテレフタレートのシートからなり、可変電極は、きつい巻きを形成する。電極の最も外側の端部は、絶縁性のポリプロピレン層に結合される。電位の印加後、可変電極は、固定電極（酸化スズ層）に引き付けられ、展延する。電極は、捲られた縁部の軸を保つ働きをするバーストップによって、完全に展開するのを妨げられる。しかし、この解決策の欠点は、製造が難しく、従ってコストがかかることである。
【０００６】
従って、当技術分野において、電気的に制御される薄膜ブラインドのスイッチングの信頼性を高めるための改良された技術的解決策の必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、この問題を克服し、展開状態から巻上げ状態への高速で高い信頼性のスイッチングを提供する、改良された静電的に制御可能な巻上げデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、この目的及び他の目的は、
−透過性基板と、
−前記基板の表面上に配置された透過性電極と、
−前記電極上に配置された透過性誘電体層と、
−前記誘電体層に取り付けられた可撓性のロールアップブラインドとを備える静電的に制御可能な光学デバイスであって、前記可撓性のロールアップブラインドが、可撓性電極と、前記可撓性電極上に提供された可撓性の光学的機能層とを備え、前記可撓性のロールアップブラインドが、自然な状態では巻かれた構成を有し、静電気力に応答して、展延方向で展開することが可能であり、
前記可撓性のロールアップブラインドの部分的な展開を可能にするが、完全な展開を妨げるように、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の少なくとも１つが、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の別の１つに対して形状、サイズ、及び／又は位置に関して適合される、静電的に制御可能な光学デバイスによって実現される。デバイスの完全な展開を妨げることによって、ロールアップブラインドは、より高速に且つより高い信頼性でその初期巻上げ状態に巻き返すことができる。
【０００９】
従って、本発明の実施形態では、電極にわたる電界の印加後、可撓性のロールアップブラインドは、部分的にしか展開されず、可撓性ロールアップブラインドの遠位部分が湾曲を保つ。
【００１０】
静電的に制御可能な光学デバイスは、印加される電界が、ロールアップブラインドの近位部分での電界強度に比べて、ロールアップブラインドの遠位部分で弱くなる又はなくなるように適合されることがある。典型的には、透過性電極が可撓性電極に対してパターン形成されることがあり、又は可撓性電極が前記透過性電極に対してパターン形成されることがある。そのようなデバイスは、製造が比較的容易であり、バーストップ等の構造を貼着するための追加のステップを必要としない。例えば、透過性電極と可撓性電極の少なくとも一方が、それぞれ前記透過性電極又は可撓性電極の遠位部分又はその付近にギャップを形成するようにパターン形成されることがある。「ギャップ」によって、電極材料のない領域が存在することが意味される。
【００１１】
他の実施形態では、可撓性の導電性層は、完全に展開された場合には、展延方向で、透明電極の縁部又はギャップを越えて延在する。しかし、透明電極が存在しない場合には、可撓性電極に作用する静電気力が存在しないので、ロールアップブラインドの遠位端は展開されない。
【００１２】
他の実施形態では、展延方向での可撓性ロールアップブラインドの遠位部分は、ロールアップブラインドの主要部分よりも低い導電性でよく、又は非導電性でもよい。
【００１３】
他の実施形態では、透過性電極及び透過性誘電体層は、隆起構造を形成するように成形されることがあり、隆起構造は、ロールアップブラインドが完全に展開するのを物理的及び静電的に妨げる。例えば、隆起部材は、基板と透過性電極との間に提供されることがあり、透過性電極を基板から隆起させる。
【００１４】
他の実施形態では、可撓性のロールアップブラインドの遠位端又はその付近に位置される可撓性の光学的機能層の一部分は、可撓性の光学的機能層の残りの部分よりも厚いことがある。
【００１５】
別の態様では、本発明は、請求項１に記載の静電的に制御可能な光学デバイスを備える光制御パネルであって、複数のロールアップブラインドが共通の基板上に配置され、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の少なくとも１つが、前記透過性電極、前記透過性誘電体層、前記可撓性電極、及び前記可撓性の光学的機能層の別の１つに対する形状、サイズ、及び／又は位置に関して適合されて、部分的な展開を可能にするが、前記可撓性のロールアップブラインドの少なくともいくつかの完全な展開を妨げる光制御パネルに関する。
【００１６】
任意選択的に、パネルは、更に、少なくとも１つの光電子デバイス、例えば光起電力セル又は光放出構成、典型的にはＬＥＤ等の固体光源を備えることがある。
【００１７】
さらなる態様では、本発明は、上述の光制御パネルを備える窓に関する。
【００１８】
更に、上述の可撓性のロールアップブラインドを複数備える静電的に制御可能な光学デバイスを製造する方法であって、
−透過性基板上に透過性電極層を配置するステップと、
−前記透過性電極層を覆うために、透過性誘電体層を配置するステップと、
−前記透過性誘電体層の一部分に接着物質を堆積するステップと、
−前記接着物質及び前記誘電体層の上に可撓性被膜を配置するステップとを含み、前記可撓性被膜が、可撓性の電極層と、可撓性の光学的機能層とを備え、前記可撓性層が、自然な状態では巻き上げられた構成を有し、静電気力に応答して展開することが可能であり、
方法が更に、
−前記接着物質を硬化するステップと、
−前記複数の可撓性ロールアップブラインドを作製するために、接着物質を備える前記部分の間の領域内で、前記可撓性被膜を切断するステップと
を含み、
透過性電極層が可撓性被膜に対してパターン形成される、又は可撓性の導電性層が透過性電極層に対してパターン形成される、方法が提供される。例えば、透過性電極層は、層の遠位部分にギャップを形成するようにパターン形成されることがある。
【００１９】
本発明が、特許請求の範囲に記載される特徴の全ての可能な組合せに関することに留意されたい。
【００２０】
本発明のこの態様及び他の態様は、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、以下により詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】本発明の実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの概略斜視図である。
【図１ｂ】本発明の実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの側断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの側断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの側断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの側断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による静電的に制御可能な光学デバイスの側断面図である。
【図９】本発明の実施形態による光制御パネルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面に例示される際、層及び部分のサイズは、例示の目的で誇張されていることがあり、従って、本発明の実施形態の全体構造を例示するために提供されている。同様の参照番号は、図面を通じて同様の要素を表す。
【００２３】
次に、本発明の現在好ましい実施形態が図示される添付図面を参照して、以下で本発明がより完全に説明される。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具現化されることがあり、本明細書に記載される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。そうではなく、これらの実施形態は、徹底性及び完全性のために提供され、本発明の範囲を当業者に十分に伝える。
【００２４】
本発明者らは、高い信頼性で初期巻上げ状態に巻き返すことができないという問題が、ブラインドの完全な展開を回避することによって減少され得ることを見出した。有利には、そのような完全な展開は、パネルの層の少なくとも１層のサイズ及び／又は形状を適切に適応させることによって妨げられることがある。
【００２５】
図１ａ〜１ｂは、本発明によるロールアップブラインドを備えるパネルの全体構造を例示する。デバイス１００は、透過性基板１０１、典型的にはガラスプレートを備え、透過性基板１０１上に薄膜ロールアップブラインド１０４が配置される。ロールアップブラインド１０４は、自然に巻き上げられた構成を有し、電位の印加に応答して逆戻し可能に展開され得る（図１ｂ）。展開された平坦な構成（図１ｂ）では、ロールアップブラインド１０４は、その巻き上げられた構成に比べて、基板１０１の大きな部分を覆う。電位が除去されるとき、ロールアップブラインド１０４は、その元の巻き上げられた構成を再び取る。
【００２６】
図１ｂに示されるように、展開された構成でさえ、ブラインドの遠位端は、完全には展開されない。事実、本発明者らは、ブラインドが完全に展開するのを妨げることによって、即ち、ある程度の湾曲をブラインドの遠位端で保つことによって、ブラインドが、高速で且つ高い信頼性で初期巻上げ状態にスイッチングして戻ることが可能になることを見出した。図２〜図８は、この目的を実現する様々な手段を例示する。
【００２７】
本明細書で使用するとき、「透過性」は、電磁放射の少なくとも幾らかの波長を透過することができる性能を表す。透過性物体は、少なくとも部分的に半透明でよく、又は完全に透明でもよい。更に、「光透過性」は、特に、可視電磁放射、及び任意選択的に他の波長も透過することができる性能を表す。光透過性物体は、少なくともある程度の半透明性を有する。「赤外透過性」又は「ＩＲ透過性」は、赤外波長範囲の電磁放射、即ち熱放射を透過することができる性能を表す。ＩＲ透過性の物体は、必ずしも光透過性ではないが、光透過性でもよく、従って、半透明又は透明でもそうでなくてもよい。
【００２８】
本明細書で使用する際、「光」は、可視光、即ち約４００ｎｍ〜約７４０ｎｍの波長範囲内の電磁放射を表す。「赤外」又は「ＩＲ」は、約７００ｎｍよりも長い、典型的には７５０ｎｍよりも長い波長の電磁放射を表す。
【００２９】
本明細書で使用する際、「ロールアップブラインド」は、巻き上げられた構成と、下にある表面を覆うことが可能な少なくとも部分的に展開された（典型的には平坦な）構成との間で逆戻し可能に変形可能な可撓性の層又は被膜を表す。本明細書において、「ブラインド」は、概して、可視性が損なわれる又は光透過性が損なわれることを表すものとは意図されないが、ロールアップブラインドの可撓性の光学的機能層は、任意選択的に、光反射、吸光、又は導光特性を有することがある。
【００３０】
本明細書で使用する際、「光電子デバイス」は、光の量子力学的効果を採用する、光を使用する、又は光を生成する半導体デバイスを表す。光電子デバイスの例は、光起電力デバイス（例えば太陽電池や他のフォトダイオード）、レーザダイオード、及び発光ダイオード（有機発光ダイオードも含む）を含む。
【００３１】
本明細書で使用する際、「光学接触」は、光の経路が１つの物体から別の物体に延び、それらの物体が光学的に接触することを表す。「直接光学接触」は、空気や光学要素等の中間媒体を通過する必要なく、前記光経路が第１の物体から第２の物体に延びることを意味するものと意図される。
【００３２】
本明細書で使用する際、「近位」は、下にある基板へのロールアップブラインドの取付点により近いことを意味し、それに対し、「遠位」は、基板へのロールアップブラインドの取付点からより遠いことを表す。従って、展開を妨げられるロールアップブラインドの端部は、ロールアップブラインドの遠位端を表す。
【００３３】
本明細書で使用する際、「透過性電極が可撓性電極層に対してパターン形成されている」（又は「可撓性電極層が透過性電極に対してパターン形成されている」）とは、透過性電極層の一部、特に遠位部分が不連続であり、（完全に展開された状態を仮定して）可撓性電極の層の形状又はパターンとは異なるパターンを有し、それにより、完全に展開された場合に、可撓性電極の特定の領域、典型的には可撓性電極の遠位部分が、透過性電極材料のない領域と位置合わせされることを意味する。
【００３４】
図面に例示される際、層、領域、及び区域等のサイズは、例示の目的で誇張されていることがあり、従って、本発明の実施形態の全体構造を例示するために提供されている。
【００３５】
次に、ロールアップブラインドの構造及び機能が、図１を参照してより詳細に説明される。デバイス１００は、平坦な基板１０１を備え、基板１０１上に、電圧源（図示せず）に接続された第１の透過性電極層１０２が配置される。透過性であってもよい絶縁誘電体層１０３が、電極１０２の上に配置されて、電極１０２を覆い、電極１０２をロールブラインド１０４から空間的に分離する。ロールブラインド１０４は、典型的には自立被膜から形成される可撓性の光学的機能層１０５を備える。誘電体層１０３に面するように意図されたロールアップブラインド１０４の側で、光学的機能層１０５は、第２の電極層１０６でコーティングされ、この第２の電極層１０６も電圧源に接続され得る。
【００３６】
ロールアップブラインド１０４は、例えば固有応力により生じる弾性力により、その自然な巻き上げられた構成を取る。応力は、それぞれ光学的機能層１０５と電極層１０６の材料の異なる熱膨張率により生じることがあり、又は例えば米国特許第７，６８４，１０５号に述べられているような製造（例えば層堆積）方法によって誘発され得る。
【００３７】
第１の電極１０２と第２の電極１０６の間への電界の印加後、ロールアップブラインド１０４は、静電気力により展開し、従って、図１ｂに例示されるように、誘電体層１０３の上で伸張された平坦な姿勢を取る。電界が除去される（電圧がオフに切り替えられる）とき、静電気力がなくされ、ロールアップブラインド１０４は、上述のように、固有応力により、その捲られた姿勢（図１ａ）に戻る。ブラインドが完全には展開されず、その遠位部分に幾らかの湾曲を有することにより、初期巻上げ状態へ巻き返す操作がより迅速に且つより高い信頼性になる。
【００３８】
例えば、一実施形態では、光学的機能層１０５は、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）の被膜であり、第２の電極層１０６は、アルミニウム層であり、この層もまた、可撓性を有するように十分に薄い。これらの材料の異なる熱膨張率が、ロールアップブラインド１０４を捲る弾性力に寄与することがある。ロールアップブラインドは、デバイス１００が垂直に向けられるときにも、巻き上げられた（捲られた）姿勢を保つ。
【００３９】
３つ（又は４つ）の力がロールアップブラインド１０４の挙動を決定すると仮定されることがあり、これらの力は、弾性力と、静電気力と、更にまたファンデルワールス力と、わずかではあるが重力とである。弾性力は、例えば製造中の収縮により生じることがある。弾性力は、電界が存在しないときでさえ、第２の電極１０６に作用する。第１の電極１０２と第２の電極１０６の間に、又はそれらにわたって電圧を印加することによって、第２の電極１０６を備えるロールアップブラインド１０４を展開し、ロールアップブラインド１０４を展開状態で保つことを目的とする静電気力が得られる。静電気力は、前記電圧を印加することによって得られる第１の電極１０２と第２の電極１０６との間の引力である。ファンデルワールス力は、誘電体材料１０３とロールアップブラインド１０４との間の力である。この力は、２つの媒体間の距離、媒体の粗さ、及び材料特性に依存する。距離が小さければ小さいほど、ファンデルワールス力が大きくなる。最後に、重力がロールアップブラインド１０４に作用し、これは、ロールアップブラインド１０４の向きにも依存する。一般に、ロールアップブラインド１０４は、非常に薄く、従って非常に小さい質量を有することがあり、従って、重力は無視することができることがある。
【００４０】
ロールアップブラインド１０４を展開（活動化）するため、及びロールアップブラインド１０４をその展開状態で保つために、ロールアップブラインド１０４に常に作用し、ロールアップブラインド１０４を巻く又は捲ることを目的とする弾性力が克服されなければならない。この目的で、十分な静電気力が発生されなければならず、静電気力は、透過性の第１の電極層１０２と第２の電極層１０６との間に適切な電圧を印加することによって得られ得る。展開されたロールアップブラインド１０４をその巻かれた（非活動化された）状態（図１ａ）に戻すために、電圧がなくされ、それにより静電気力がロールアップブラインド１０４にもはや作用しなくなる。次いで、弾性力がファンデルワールス力よりも大きいという条件下で、弾性力により、ロールアップブラインド１０４がその巻上げ状態を再び取る。
【００４１】
図２及び図３は、第１の電極層１０２がロールアップブラインド１０４の完全な展開を妨げるように適合された本発明の実施形態を例示する。図２の実施形態では、電極層１０２は、ロールアップブラインド１０４よりも短く、即ち、ロールアップブラインドの遠位部分は、完全に展開された場合、電極層１０２を超えて延在することになる。しかし、デバイス１００の遠位部分には電界が存在しないことにより、ロールアップブラインドは、電極層１０２の広がりを越えては展開されない。
【００４２】
図３の実施形態は、同じ原理を利用するが、電極層１０２は、より短くではなく、デバイス１００の遠位部分又はその付近にギャップを提供するようにパターン形成される。ギャップは、局所的に弱められた電界をもたらし又は電界をなくし、それにより、ブラインドは、ギャップを跨ぐようには展開されない。電極材料のないパターン形成された領域は、任意の適切な形状、例えばライン又はグリッドパターンを有することがある。電極層１０２、１０２’の幾つかの部分が接続されてもよい。
【００４３】
電極層１０２は、図１に示される領域全体にわたって連続層でよく、又は不連続のパターン形成された層でもよいと考えられる。例えばグリッド構造を形成するように電極層がパターン形成される場合、パターンのギャップの寸法は、図３に例示される電極層１０２と同じ機能を果たすように増加されることがある。
【００４４】
他の実施形態では、第１の電極層１０２と誘電体層１０３とが、ブラインド１０４の完全な展開を妨げるように成形されることがある。例えば、電極層１０２及び／又は誘電体層１０３の遠位部分は、ロールアップブラインドの遠位部分を機械的作用と静電気作用との両方によって捲られた形状で保つために、隆起構造を形成するように成形されることがある。そのような効果は、図４に示される実施形態によって得られることがあり、ここでは、隆起部材１０９が基板１０１上に提供され、電極層１０２及び誘電体層１０３によって覆われ、それにより、電極層及び誘電体層も、それらの電極層及び誘電体層によって形成される、他の場所では平坦な表面から隆起する。隆起部材は、任意選択的に、基板と同じ材料から形成されることがあるが、代替として、別の材料で形成されることもある。隆起部材１０９は、ポリマー材料、例えばフォトレジスト材料から形成されることがある。
【００４５】
図５及び図６は、可撓性電極層１０６がロールアップブラインド１０４の完全な展開を妨げるように適合された本発明の実施形態を例示する。図５で、可撓性電極層１０６は、光学的機能層１０５よりも短く、任意選択的に第１の電極層１０２よりも短い。即ち、光学的機能層１０５の遠位部分は、可撓性電極層１０６の遠位部分を越えて延在する。可撓性電極層１０６を越えて延在する光学的機能層１０５の遠位部分は、非常に小さいことがある。従って、ロールアップブラインドの遠位部分は、やはり捲れることがある。
【００４６】
図６の実施形態では、可撓性電極１０６は、ロールアップブラインドの遠位端の近くにギャップを形成するようにパターン形成され、それにより、展開操作は、より弱い電界により前記ギャップで阻止される。
【００４７】
図７は、本発明の別の実施形態を例示し、ここでは、ロールアップブラインドの遠位部分に対応する領域１０７で、誘電体層１０３がより厚く形成され、従って、透過性電極１０２と可撓性電極１０６との間の距離が電界を弱め、それにより、静電気力は、ロールアップブラインドを捲る役割を担う弾性力を超えない。
【００４８】
図８は、本発明の更に別の実施形態を示し、ここでは、膠等の接着結合１１０によってロールアップブラインドの遠位端１１１を光学的機能層１０５に結合させることにより、光学的機能層と可撓性電極層の遠位部分が、永久的に捲られた形状を有する。ブラインドが捲られる前に未硬化の接着剤を塗布することによって、永久的に捲られた形状が得られることがある（以下参照）。
【００４９】
上述のように、基板１０１は、典型的には、ガラス板である。しかし、基板１０１は、プラスチックからも形成され得る。基板は、パネルの所期の用途に有用な任意の適切な寸法及び特性を有することがある。また、基板は、例えば、一般にＩＲ透過性又は透明性に関して、所期の用途に適した光学特性を有することもある。
【００５０】
第１の電極層１０２は、基板１０１に塗布された導電性層である。好ましくは、第１の電極層は、透明であるか、又は可視光に対して基板１０１と少なくとも同じ度合いの透明性を有することがある。例えば、第１の電極層１０２は、金属材料、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）及び酸化アルミニウム亜鉛、又は導電性ポリマー、例えば、ポリアニリン及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホン酸塩）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）から形成されることがある。任意選択的に、第１の電極層１０２は、パターン形成された電極層でよい。
【００５１】
誘電体層１０３は、ロールアップブラインド１０４の第２の電極（可撓性の導電性層）１０６から第１の電極層１０２を電気的に絶縁する。誘電体層は、任意の適切な材料、例えば、窒化ケイ素若しくは酸化ケイ素、又はポリイミド、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、及びＳＵ−８等のポリマー材料から形成されることがある。誘電体層は、任意の適切な光学特性を有することがあり、典型的には、可視光に対して基板及び第１の電極層と少なくとも同じ度合いの透明性を有する。好ましくは、誘電体層は透明である。誘電体層は、１００ｎｍ〜１０μｍの範囲内、例えば３００ｎｍ〜１μｍの範囲内の厚さを有することがある。
【００５２】
ロールアップブラインド１０４は、典型的には、硬化された膠等の接着物質の接着部分によって誘電体層に接着される。ロールアップブラインド１０４の光学的機能層１０５は、自立可撓性被膜、典型的にはポリマー被膜から形成されることがある。可撓性の光学的機能層として使用するのに適したポリマーの例は、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、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）、及びそれらの組合せを含む。光学的機能層は、約０．１〜１０μｍの範囲内の厚さを有することがある。
【００５３】
本発明の実施形態では、光学的機能層は、使用される材料に応じて、１．３〜１．９の範囲内の屈折率を有することがある。
【００５４】
更に、可撓性の光学機能層の光学特性は、例えば、微粒子材料の添加によって、又は追加の層、例えば反射層若しくは異なる屈折率を有する層の使用によって調整されることがある。例えば、アルミニウムや銀等からなる１つ又は複数の金属層が、反射特性を提供するために使用されることがある。
【００５５】
本発明の実施形態では、光学的機能層は、散乱粒子、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）や酸化チタン（ＴｉＯ２）の粒子を含むことがある。適切な粒径は、０．１〜５μｍでよい。入射光の部分拡散反射を提供するために、光学的機能層は、層の０．１〜１０重量％の範囲内の散乱粒子含有量を有することがある。１０重量％よりも高い濃度に関して、光の全拡散反射が実質的に実現されることがある。しかし、１０％を超える濃度は、機能層の可撓性に影響を及ぼすことがあるので、幾つかの実施形態では、直接光学接触状態で配置される少なくとも２つの薄層のスタックを備え、第１の層が高い濃度の散乱粒子を含み、第２の層が散乱粒子を含まない光学的機能層を有することが有利であることがある。
【００５６】
或いは、本発明の実施形態では、光学的機能層は、光学的機能層中に分散された吸光粒子、又は光学的機能層中に分子レベルで溶解された吸光分子等、吸光色素を含むことがある。鏡面反射特性を提供するために、光学的機能層は、アルミニウム等の薄い反射金属層を備えることがある。全鏡面反射のために、６０ｎｍ以上の厚さを有するアルミニウム層が使用されることがある。更に、光学的機能層は、波長依存反射を提供するための光フィルタを備えることがある。
【００５７】
幾つかの実施形態では、光学的機能層は、入射光の一部を、異なる（通常はより長い）波長の光に変換する波長変換材料を含むことがある。光学的機能層への波長変換材料の添加は、上で説明されるように、パネルが発光要素を備えるときにも、パネルが光起電力デバイスを備えるときにも有利であることがある。光学的機能層で使用され得る波長変換材料の例は、従来の有機及び無機波長変換材料、例えば、無機蛍光体、量子ドット（ＱＤ）及び有機ルミネセンス材料、例えば、ペリレンベースの材料、例えばLumogen（登録商標）Red F 300又はF Red 305（BASFから市販されている）を含む。
【００５８】
光学的機能層は、任意選択的に、吸光及び／又は拡散及び／又は鏡面反射材料でパターン形成されることがあり、ロールアップブラインドが展開（平坦）姿勢であるときに視覚的効果、例えばグラフィックス、テキスト、又は画像を生成する。
【００５９】
可撓性の電極層１０６は、金属層、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウム、又は銀でよい。層１０６の厚さは、１０ｎｍ〜１μｍの範囲内でよく、層に可撓性を提供する。ロールアップブラインド１０４が反射性を有するように意図されるとき、第２の可撓性電極層としてアルミニウム層を使用することが有利であることがある。なぜなら、これは、追加の反射層の必要をなくすからである。
【００６０】
ロールアップブラインド１０４は、センチメートル範囲での寸法、例えば、０．５〜２０ｃｍの範囲内の幅、及び０．５〜２０ｃｍの範囲内の長さ（展開時）を有する可撓性シートでよい。
【００６１】
巻かれた状態では、個別のロールアップブラインド１０４は、少なくとも完全な１巻き、典型的には数巻きで巻かれていることがある。ロールアップブラインドは、１〜１０ｍｍの範囲内の曲率半径を有することがある。典型的には、曲率半径は、ロールアップブラインドの幅全体にわたって均一である。
【００６２】
本明細書で述べられるロールアップブラインドは、入射光を吸収、反射、若しくは他の形で制御するため、又は光を放出するため、又は光から電気エネルギーを生成するための光制御パネルで使用されることがある。そのような光制御パネルの一例は、図９に概略的に例示される。パネル９００は、基板１０１と、図９に示される、前記ロールアップブラインド１０４の複数の、典型的には１つ又は複数のアレイとを備える。幾つかの実施形態では、第１の電極層（第１の導電性層）は、複数のロールアップブラインドによって覆われるように意図された基板表面を覆うように平面内の広がりを有することがあり、それにより、単一の連続又は不連続の（パターン形成された）第１の電極層が、複数のロールブラインドの可撓性電極層にわたって電位を印加するために使用されることがある。或いは、各ロールブラインド１０４に関する個別の第１の電極層が存在することもある。
【００６３】
本発明の実施形態では、光学的機能層１０５は、任意の所望の光学特性を有することがあり、例えば反射性、散乱性、吸収性、又は透過性でもよい。同様に、可撓性の電極層は、例えば反射性でもよい。光学的機能層１０５、及びまた任意選択的に可撓性の電極層の特性を適切に適応させることによって、図９の光制御パネルは、入射放射を吸収、反射、又は変換するように設計されることがある。そのような実施形態では、ロールアップブラインドが巻上げ位置にあるとき、パネルは、基板１０１の特性によって許される電磁放射を透過することができ、基板１０１は、従来の窓板の場合には、可視放射とＩＲ放射の両方を透過することがある。
【００６４】
幾つかの実施形態では、光制御パネルは、１つ又は複数の光電子デバイスを備えることがある。典型的には、光電子要素は、前記基板１０１及び／又は前記光学機能層１０５と光学接触状態で配置することができる。本発明のそのような実施形態では、基板１０１又は光学的機能層１０５は、光電子要素に又は光電子要素から光を案内する導波管として機能することがある。光電子デバイスは、例えばＬＥＤ等の固体光源を備えることがあり、ロールアップブラインド１０４を通して光を放出する働きをする。代替又は追加として、光電子デバイスは、光起電力セルを備えることがあり、光起電力セルは、ロールアップブラインド１０４を通して入射光を受け取り、光を電気エネルギーに変換するように適合される。
【００６５】
光電子デバイスとして光源を使用する実施形態では、ＬＥＤ等の固体光源は、基板及び／又はロールアップブラインドの光学的機能層と光学接触状態で配置されることがあり、それぞれ基板及び／又はロールアップブラインドに光を放出する。基板と光学接触状態で配置されるとき、光源によって放出される光は、基板、電極層、及び誘電体層内部で、導波管を通して案内されることがある。典型的には、ロールアップブラインドは、ロールアップブラインドが展開された状態であるときに光を抽出するための光抽出構造を備えることがある。
【００６６】
幾つかの実施形態では、光電子デバイスは、光起電力セル（太陽電池）でよい。典型的には、パネルは、複数の光起電力セルを備える。そのようなパネルは、例えば、窓用途で有用であることがあり、強い太陽光から建造物の内部を遮蔽し、それと同時に、電気を発生するために太陽エネルギーを利用する。そのような実施形態では、少なくとも１つの光起電力セルは、ロールアップブラインドの光学的機能層と光学接触状態で配置される。例えば、光起電力セルは、光学的機能層と接触して、ブラインドの一部分に配置されることがある。光起電力セルが配置される部分は、固着部分でよく、固着部分において、光起電力セルとは反対側にあるロールアップブラインドが、典型的には光学膠を使用して基板の誘電体層に接着される。代替実施形態では、光起電力デバイスは、ロールアップブラインドの光学的機能層の側面と接触して配置され、ロールアップブラインドによって案内される光を受け取る。従って、光起電力セルを採用する実施形態では、光学的機能層は、導波管として動作することがあり、入射光を受け取って、入射光を光起電力デバイスの光活性層に案内し、光起電力デバイスが光を電気エネルギーに変換する。
【００６７】
光起電力セルは、ロールアップブラインド上に、又はロールアップブラインドに隣接して取り付けるのに十分に小さく形成することができる任意の従来の光起電力セルでよい。好適には、個々の光起電力セルは、０．５〜２０ｃｍの長さ及び０．５〜２０ｃｍの幅を有することがある。光起電力セルの厚さは、２０μｍ〜例えば３ｍｍの範囲内でよい。例えば、本発明で有利であることがある可撓性のＣＩＧＳ太陽電池は、約３０μｍの厚さを有することがある。光起電力セルは、ロールアップブラインドとは独立して制御可能であることがある。
【００６８】
例えば、パネルが窓用途に使用される幾つかの実施形態では、パネルは、日中には、通常の窓ガラスパネルとして機能することがあり、ロールアップブラインド１０３は、巻き上げられ、光及び任意選択的にＩＲ放射を、部屋、建造物、又は車両の内部に透過する。日光が弱い又はないとき、追加の照明を提供するために、ＬＥＤ１０４がオンに切り替えられることがある。次いで、任意選択的に、外部への光の漏れを防ぐために、ロールアップブラインド１０３の幾つか又は全てが展開されることがある。従って、パネルは、部屋又は建造物の内部に向けた光放出窓として機能することがあり、その一方で、外部には光がほとんど又は全く逃げないようにする。従って、これは、非常にエネルギー効率の良い光源となることがある。また、そのような実施形態は、上述のように光起電力セルと組み合わされ得る。
【００６９】
本発明による静電的に制御可能な光学デバイスは、以下のように製造されることがある。上述のような導電性層１０２が、従来の技法、例えば、化学気相成長（ＣＶＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、又は他の従来のコーティング若しくは印刷技法によって、基板１０１上に堆積される。導電性層１０２は、パターン形成された層でよく、例えば印刷又はリソグラフィによって作製されるグリッドパターンを形成する。パターンの寸法は、図２及び図３による実施形態を形成するように適合されることがある。
【００７０】
図４による実施形態では、電極１０２の堆積前に、隆起要素が基板表面に塗布される。
【００７１】
次に、上述の誘電体層１０３が、任意の適切な技法によって、例えば、窒化ケイ素に関しては化学気相成長（ＣＶＤ）若しくは物理気相成長（ＰＶＤ）、又はポリマー層に関してはスピンコーティングを使用して、導電性層の上に塗布される。接着物質、典型的には膠が、誘電体材料の表面にわたって分散された部分に（典型的には細い線として）塗布され、それらの部分は、個々のロールアップブラインドに関する固着領域を形成するように意図される。誘電体層及び接着部分の上には、ＰＥＴ等の上述の可撓性ポリマー材料の連続被膜１０５が塗布され、この被膜１０５は、誘電体層に面するように意図された被膜面に、薄い導電性層１０６が事前にコーティングされている。（光学的機能層を形成する）ポリマー材料と、（可撓性電極層１０６を形成する）薄い導電性層との寸法は、図６及び図７の実施形態を形成するように適合されることがある。
【００７２】
接着部分へのロールアップブラインドの塗布後、接着剤が硬化されてもよい。ロールアップブラインドが接着部分によって接着したとき、光学的機能層１０５と、導電性層１０６のコーティングとを備える連続被膜が、例えばレーザ切断によって接着部分の間で分離されて、複数の個別のロールアップブラインド１０４を形成し、各ロールアップブラインド１０４が、接着部分を介して、その縁部の１つの近くで誘電体層に接着する。一端でのみ誘電体層に取り付けられるように分離（切断）されると、上記のように、各個のロールアップブラインドの自由端は、固有応力により捲れる。
【００７３】
図４の実施形態の隆起部材は、例えば、開始剤を含むモノマー材料を印刷等によって塗布し、その後、材料を硬化してポリマー材料の固い隆起部を形成することによって、基板１０１上に作製されることがある。代替として、例えば印刷によってポリマー材料の液体溶液が基板上に堆積されることがあり、その後、隆起部を固化するために溶媒が蒸発により除去され得る。次に、上述のように、電極層１０３及び誘電体層が堆積されることがある。
【００７４】
図８の実施形態は、個々のブラインドが切断によって形成される前に、ブラインドの遠位部分に未硬化の接着物質１０９を塗布することによって作製されることがある。上述のように個々のロールアップブラインドを切断した後、ロールアップブラインドは（上記のように）捲れ、その後、接着剤が硬化され得り、ブラインドの遠位端を捲られた状態で固定する。
【００７５】
光電子デバイス、例えばＬＥＤ又は光起電力デバイスは、当技術分野で知られている従来の方法を使用してパネルに作製及び貼着されることがある。
【００７６】
本発明によるパネルは、建造物の窓、又は自動車、海洋、若しくは航空用途での乗り物の窓を形成するために窓板として適用されることがある。例えば、パネルは、二重ガラス窓の永久板の１つを形成することがある。代替として、パネルは、二重ガラス窓の２枚の板間、又は一重ガラス若しくは二重ガラス窓の前に永久的に又は取外し可能に配置された板でよい。幾つかの実施形態では、パネルは、車のサンルーフとして使用されることがある。他の実施形態では、パネルは、建築用機構、室内発光窓、又はプロフェッショナル環境若しくは家庭環境のためのプライバシー窓として使用されることがある。
【００７７】
当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に何ら限定されないことを理解する。逆に、添付の特許請求の範囲の範囲内で多くの修正及び変形が可能である。
【００７８】
更に、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求される発明を実施する際に、当業者によって、開示される実施形態に対する変形が理解されて実施され得る。特許請求の範囲において、用語「備える」は、他の要素又はステップを除外せず、用語「１つの」は、複数を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることだけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。
【符号の説明】
【００７９】
１００  デバイス
１０１  透過性基板
１０２  透過性電極
１０３  透過性誘電体層
１０４  ロールアップブラインド
１０５  光学的機能層
１０６  可撓性電極
１０９  隆起部材
【図１ａ】
2015513013.tif 000003
【図１ｂ】
2015513013.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
2015513013.tif 000013
2015513013.tif 000014
2015513013.tif 000015