(57)【要約】【課題】極薄で各種形状に対応可能な柔軟性を有すると共に、低電圧で駆動でき、かつ高い応答性を有する調光体、調光体装置及び調光方法を提供する。【解決手段】光透過性を有する光透過性基板２a,２bと、光透過性基板２a,２b上に形成された光透過性を有する第１の電極３a,３bと、第１の電極３a,３b上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層４a,４bと、有機エレクトロルミネッセンス層４a,４b上に形成された第２の電極５a,５bと、を備え、第１の電極３a,３b及び第２の電極５a,５b間に電圧を印加した時に外部からの入射光を遮光すると共に、電圧無印加時に少なくとも可視光領域において光透過性を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する光透過性基板と、
前記光透過性基板上に形成された光透過性を有する第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、
前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された第２の電極と、を備え、
前記第１の電極及び第２の電極間に電圧を印加した時に外部からの入射光を遮光すると共に、電圧無印加時に少なくとも可視光領域において光透過性を有することを特徴とする調光体。
【請求項２】
上面又は上面を含む外周面を、気体透過性が少なく、かつ、光透過性を有する材料により被覆したことを特徴とする請求項１記載の調光体。
【請求項３】
電圧無印加時の可視光領域における光透過率が６０[％]以上であり、電圧印加時の可視光領域における光透過率が１０[％]以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の調光体。
【請求項４】
電圧印加時の発光色の色相が白色系であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の調光体。
【請求項５】
入射光側に位置する光透過性を有する電極を第２の電極とし、入射光側と反対側に位置する光透過性を有する電極を第１の電極とし、前記第１の電極及び第２の電極の光透過率を、それぞれT1、T2としたとき、T2≧T1の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の調光体。
【請求項６】
前記第１の電極及び第２の電極の屈折率を、それぞれn1、n2としたとき、n1＞n2の関係を満たすことを特徴とする請求項５記載の調光体。
【請求項７】
前記第１の電極及び第２の電極のいずれかを陽極又は陰極とし、かつ、陽極および陰極の仕事関数をそれぞれφp、φmとすると、４.５≦φp≦５.５、３.０≦φm≦４.０の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の調光体。
【請求項８】
前記第１の電極及び第２の電極の少なくとも一方が、透明導電性高分子から形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の調光体。
【請求項９】
車両、建築物、各種ケースの透明部として適用したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の調光体。
【請求項１０】
光透過性を有する光透過性基板上に、光透過性を有する第１の電極と有機エレクトロルミネッセンス層と第２の電極とが順次積層され、前記第１の電極及び第２の電極間に電圧を印加した時に外部からの入射光を遮光すると共に、電圧無印加時に少なくとも可視光領域において光透過性を有する調光体と、
前記調光体に入射する入射光の強度を検出する光強度検出手段と、
前記光強度検出手段から検出された光強度信号に基づき、電圧制御信号もしくは電流制御信号を送信し、電圧もしくは電流の出力を一定に制御する制御手段と、
前記制御手段から受信した電圧制御信号もしくは電流制御信号に基づき、一定出力を前記調光体へ出力する電源と、
を備えることを特徴とする調光体装置。
【請求項１１】
前記光透過性基板上に、前記調光体を複数個マトリックス状に配置したことを特徴とする請求項１０記載の調光体装置。
【請求項１２】
前記電源は、太陽電池であることを特徴とする請求項１０記載の調光体装置。
【請求項１３】
前記太陽電池は、光透過性を有することを特徴とする請求項１２記載の調光体装置。
【請求項１４】
前記太陽電池は、有機系太陽電池であることを特徴とする請求項１２又は１３記載の調光体装置。
【請求項１５】
前記調光体と、光透過性を有する太陽電池とを同一の光透明性基板上に配置して、前記調光体と前記太陽電池とを電気的に接続したことを特徴とする請求項１４記載の調光体装置。
【請求項１６】
前記第１の電極の上面に、光透過性を有する有機系太陽電池を一体型として配置して、前記調光体と前記太陽電池とを電気的に接続したことを特徴とする請求項１４記載の調光体装置。
【請求項１７】
車両、建築物、各種ケースの透明部として用いたことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の調光体装置。
【請求項１８】
少なくとも光透過性を有する基板上に光透過性を有する第１の電極、有機エレクトロルミネッセンス層、第２の電極が順次積層された調光体に対し、前記第１の電極及び第２の電極へ外部から電圧を印加しない場合に、両電極からのキャリヤ注入が発生しないことにより、無発光となって光透過性を有し、一方、前記電極に外部から電圧を印加した場合に、前記電極から電子とホールのキャリヤが注入されて有機エレクトロルミネッセンス層で白色発光が起こり、その白色発光により光透過性を有する第２の電極側から入射する入射光を遮光する調光方法。
【請求項１９】
光透過性を有する基板上に、光透過性を有する第１の電極、有機エレクトロルミネッセンス層及び第２の電極が順次積層された調光体の第２の電極上面に、光透過性を有する太陽電池を一体型として設け、両者を電気的に接続しておき、
前記太陽電池に太陽光が入射しない場合に、前記両電極からのキャリヤ注入が発生しないことにより無発光となり光透過性を有し、一方、前記太陽電池に太陽光が入射した場合に、太陽電池で発生した電流もしくは電圧が電源として働き、前記両電極から電子とホールのキャリヤが注入されて有機エレクトロルミネッセンス層で白色発光が起こり、その白色発光により前記第２の電極側から入射する入射光を遮光する調光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物や車両の窓ガラスや各種ケース等の透明部として適用可能な調光体、この調光体を適用した調光体装置及び調光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光線は、波長０.２９[μｍ]から 波長２.０[μｍ]までの幅広いスペクトルを有し、この範囲のスペクトルのうち波長０.７８[μｍ]から２.０[μｍ]までの太陽光線は、いわゆる熱線として作用する。
【０００３】
建物や車両等に取り付けられた透明な窓から熱線が入射すると、室内温度は上昇し、特に、夏場には４０[℃]から６０[℃]にまで達してしまう。そこで、建物内や車室内の温度を適温にまで下げるために冷房機器を作動させるが、適温となるまでに長時間を要するだけでなく、冷房負荷が過大となり、エネルギの浪費となっていた。このため、物質に電流あるいは電場を印加して光の吸収を変化させて、可逆的に着色あるいは色変化を起こし、太陽光線等の入射光を制御するエレエレクトロクロミック・ガラスや液晶材料を使用した技術が知られている。
【０００４】
例えば、電圧印加時に光の吸収作用により発色し、電圧無印加時に透明となるエレクトロクロミック・ガラスが開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、基材の最表面に希土類金属の水素化物及び触媒を含有し表層を形成し、層の水素化状態が、金属二水素化物相と金属三水素化物相との間で可逆的に変化するように構成し、高反射性の金属二水素化物相と、極めて反射性の低い金属三水素化物相と、の間で可逆的に変化するように構成したエレクトロクロミック・ガラスの反射制御体が開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、エレクトロクロミック・ガラスの他にも、液晶材料を使用した材料開発されており、例えば、規則的に配列した液晶滴と、高分子材料との屈折率の差に起因した光の干渉を利用して、光の反射や透過を制御するホログラフィック高分子分散液晶光学素子が開示されている（特許文献３参照）、また、ネマティック液晶材料を使用して、光の透過及び散乱を制御する光学素子も開示されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】ドイツ国特許第３６２９８７９号公報
【特許文献２】国際特許出願公開第９６/３８７５８号公報
【特許文献３】特開平５−１３４２６６号公報（第４頁、第１図）
【特許文献４】特開平６−１７５１２２号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したエレクトロクロミック・ガラスは、光の吸収作用によりガラス自体を可逆的に着色して調光するため、光の吸収作用によりガラス自体の温度が上昇し、時間の経過に伴い熱が室内に再放出されていた。室内に熱が再放出されると室内温度が上昇してしまい、再度、冷却する必要が生じてしまうため、結果として省エネルギ化を実現することができなかった。また、薄膜系により可逆変化を起こすためには、閉じた系内に水素含有ガスを充填して接触ガス反応を行う必要があり、改めて閉じた系を設置すると、省スペース化することができなかった。さらに、パラジウム(Pd)等の触媒層が必要となるため、価格が高騰してしまっていた。さらに、エレクトロクロミック・ガラスの最大到達可能な光透過率は４０[％]程度と低い値であり、自動車等の窓ガラスに適用するには、安全性上の観点から透明性を確保することができなかった。
【０００８】
一方、液晶材料を使用した場合は、ホログラフィック高分子分散液晶素子の作製時に二光束干渉露光を使用するため、選択反射光の幅が狭く、所望の反射光を得られなかった。
【０００９】
また、ネマティック液晶材料や前述したエレクトロクロミック・ガラスは、応答性が悪く、急激な明るさの変化に対応できなかった。特に、ネマティック液晶材料を使用した場合は、応答性が悪いだけでなく、太陽光線の長時間照射により液晶自身が紫外線並びに温度劣化してしまい、応答性及び寿命性を確保することができなかった。
【００１０】
さらに、エレクトロクロミック・ガラスや液晶材料は、共通して製造プロセスが複雑であり、調光体の価格が高騰していた。
【００１１】
また、調光体の厚みが大きいため美観を損ねてしまうだけでなく、駆動電圧を大とする必要があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、すなわち、第１の発明である調光体は、光透過性を有する光透過性基板と、前記光透過性基板上に形成された光透過性を有する第１の電極と、前記第１の電極上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された第２の電極と、を備え、前記第１の電極及び第２の電極間に電圧を印加した時に外部からの入射光を遮光すると共に、電圧無印加時に少なくとも可視光領域において光透過性を有することを要旨とする。
【００１３】
第２の発明である調光体装置は、光透過性を有する光透過性基板上に、光透過性を有する第１の電極と有機エレクトロルミネッセンス層と第２の電極とが順次積層され、前記第１の電極及び第２の電極間に電圧を印加した時に外部からの入射光を遮光すると共に、電圧無印加時に少なくとも可視光領域において光透過性を有する調光体と、前記調光体に入射する入射光の強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手段から検出された光強度制御信号に基づき、電圧制御信号もしくは電流制御信号を送信し、電圧もしくは電流の出力を一定に制御する制御手段と、前記制御手段から受信した電圧制御信号もしくは電流制御信号に基づき、一定出力を前記調光体へ出力する電源と、を備えることを要旨とする。
【００１４】
第３の発明である調光方法は、少なくとも光透過性を有する基板上に光透過性を有する第１の電極、有機エレクトロルミネッセンス層、第２の電極が順次積層された調光体に対し、前記第１の電極及び第２の電極へ外部から電圧を印加しない場合に、両電極からのキャリヤ注入が発生しないことにより、無発光となって光透過性を有し、一方、前記電極に外部から電圧を印加した場合に、前記電極から電子とホールのキャリヤが注入されて有機エレクトロルミネッセンス層で白色発光が起こり、その白色発光により光透過性を有する第２の電極側から入射する入射光を遮光することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の調光体によれば、極薄で各種形状に対応可能な柔軟性（フレキシビリティ）を有すると共に、低電圧で駆動でき、かつ高い応答性を確保することができる。
【００１６】
本発明の調光体装置によれば、調光体に入射される入射光の強度に応じて、電圧もしくは電流の出力を制御できるため、外部環境に応じて遮光することができる。  
本発明の調光方法によれば、低電圧で駆動できると共に高い応答性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態に係る調光体、調光装置及び調光方法について、第１実施形態及び第２実施形態を用いて説明する。
【００１８】
＜第１実施形態（図１〜図３）＞
本実施形態では、調光体及び調光方法について、図１〜図３を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る調光体の構成を示す断面図であり、(a)は、光透過性基板としてガラス等のリジットなものを適用した例を示し、(b)は、光透過性基板としてフィルム等のフレキシブルなものを適用した例を示す。
【００２０】
図１の(a)及び(b)に示すように、本発明の実施の形態に係る調光体１a, １bは、基本的に、光透過性を有する基板２a, ２bと、光透過性を有する基板２a, ２b上に形成された光透過性を有する第１の電極３a, ３bと、第１の電極３a, ３b上に形成された有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bと、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４b上に形成された光透過性を有する第２の電極５a, ５bと、を積層した構成を有する。さらに、調光体１a, １bの上面又は上面を含む周囲を、気体透過性が少なく、かつ、光透過性を有する材料で被覆することが好ましい。被覆材料としては、例えば、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられる。このように調光体１a, １bの上面又は上面を含む周囲を被覆することにより、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４b及び各電極３a,３b,５a, ５bの劣化を抑制して、調光体の長寿命化を図ることができる。
【００２１】
また、上記調光体１a, １bの厚さは、３５[μｍ]〜５０００[μｍ]の範囲であり、この調光体１a, １bを構成する基板２a, ２bの厚さは、３０[μｍ]〜５０００[μｍ] の範囲とし、第１の電極３a, ３bの厚さは、０.１[μｍ]〜５[μｍ] の範囲とし、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bの厚さはこの部分の構成（発光層のみの場合や、電子注入層、正孔輸送層、バッファ層なども形成されているか否かによる）に依存するが、０.０５[μｍ]〜５[μｍ] の範囲とし、第２の電極５a, ５bの厚さは０.１[μｍ]〜５[μｍ]の範囲とすることが好ましい。
【００２２】
上記構成を有する調光体１a, １bは、電圧無印加時に、少なくとも可視光領域において光透過性を有し、電圧印加時に、外部からの入射光６を遮光する機能を備えている。次に、上記調光体１a, １bの各構成材料について説明する。
【００２３】
まず、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bについて説明する。有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bは、低分子系又は高分子系のいずれかの材料から形成しても良く、陽極である第２の電極（透明電極）５a, ５bから正孔が注入され、陰極である第１の電極（透明電極）３a, ３bから電子が注入され、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４b内において発光する材料であれば良い。
【００２４】
低分子系の材料から有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bを構成する場合は、例えば、公知の技術を利用して、正孔密度と電子密度とを高くすることを狙い、陰極の透明電極の上に、正孔輸送層及び電子輸送層を順次形成して、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bを構成して、発光効率を向上させても良い。正孔輸送層としては、例えば、銅フタロシアニンなどの各種フタロシアニン系や、トリフェニルジアミン等の（TPD）芳香族（ジ）アミン誘導体を挙げることができる。また、電子輸送層としては、例えば、トリス（8-キノリノラト）アルミニウム錯体（Alq）やビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（BeBq）等の金属錯体及びビススチリル系を挙げることができる。
【００２５】
高分子系の材料から有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bを構成する場合は、一般に、π共役系高分子を適用すると良く、例えば、ポリ-p-フェニレンビニレンを始めとするポリアリーレンビニレンを挙げることができる。これらの材料は、種々のアリーレン基や置換基が導入できることや、様々な合成方法が採用できる等の利点があるため、多くの誘導体が開発されると共に適用されている。
【００２６】
上記有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bの層厚は、正孔輸送層と電子輸送層、さらにバッファ層との組合せや電極との関係に依存するため、一概に言えないが、数十[nm]から数百[nm]程度とすることが好ましい。
【００２７】
上記構成の調光体１a, １bは、外部からの入射光６に対し、光透過性を有する状態と遮光状態とを可逆的に変化するものであり、調光体１a, １bでは、外部から電極に電圧を印加しない場合は光透過性を有することが必要であり、本特性を有する電極として、いわゆる透明導電性膜が形成された基板を適用することが好ましい。
【００２８】
次に、調光体１a, １bに適用される光透過性を有する電極について説明する。
【００２９】
第２の電極（「陽極」とする。）５a, ５bは、光透過性を有するガラス基板やポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート等の基板上に、陽極からエレクトロルミネッセンス層への正孔（ホール）注入を効率的に行わせるため、第２の電極５a, ５bの仕事関数φｐは、４.５≦φｐ≦５.５の範囲とすることが好ましい。なお、ここで、一般に電極材は金属や酸化物等で構成されていることから、「仕事関数」と言う表現をしたが、後述するような有機物（導電性高分子）の場合は、イオン化ポテンシャルと表現した方が正確と思われる。しかし、本願では基本的な考えは同じであるため、両者の場合とも「仕事関数」と表現する。
【００３０】
さて、第２の電極５a, ５bの仕事関数を本範囲に規定したのは、仕事関数φｐが５.５[eV]を超えると、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bとの間の障壁がほとんど無くなり、正孔（ホール）が過度に入り込み、陰極からの電子の注入とのバランスがくずれてしまうからである。一方、第２の電極５a, ５bの仕事関数φｐが４.５[eV]未満になると、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bとの間の障壁が大きくなり、正孔注入を効率良く発生させることが困難となるからである。
【００３１】
なお、透明電極を構成する上記特性を有する透明導電膜としては、公知である金属薄膜（Au、Cu、Ag等の薄膜）、ITO（Indium Tin Oxide）、AZO（Al添加ZnO）、SnO２、ZnO等の薄膜を形成したものを用いることができる。透明導電膜は、高周波スパッタリングを始めとして、各種の物理蒸着法により形成することができる。透明導電膜はいずれも薄膜であるが、ITO及びAZO等の無機系材料から構成されるため、基板がフレキシブルな高分子フィルムを用いても、曲げに対する許容度は低く、フレキシブル性や一体成形性を確保することは一般的に困難である。また、曲げに対する許容度が高く、フレキシブル化や一体成形性の要求される用途には、特に陽極及び陰極材として、透明導電性高分子フィルムを適用することができる。そのような材料系としては、例えば、透明導電性高分子フィルムとして、ポリピロール（PPｙ）やポリアニリン（PAn）、ポリエチレンジオキシチオフェン（PEDOT）等を挙げることができる。このように電極として透明導電性高分子フィルムを適用することにより、耐熱性の低い基板に対しても透明電極を形成することができ、高分子材料であることから基板がフレキシブルな材料から形成されている場合は、基板に追従して調光体自身を任意の形状に変形することができる。なお、ここでは、透明導電性高分子から形成されるフィルムを適用したが、フィルムに限定されるものではなく、板状としたものであっても良い。また、透明性導電膜の薄膜の平滑性は、無機系材料から構成した薄膜に比べて一般的に劣るが、バインダーにポリ塩化ビニリデン、硬化剤にシラン、さらに公知の界面活性剤を付与し、精製水で希釈することにより、スピンコートや各種印刷法で比較的容易に平滑性を確保することができる。
【００３２】
なお、透明導電膜の厚さは、特に限定されないが、前述したように、概ね０.１[μｍ]〜５[μｍ]程度、さらに、膜質の安定性や抵抗、光透過性を６０[％]以上にするという観点から、透明導電膜の厚さを１０[nm]〜３００ [nm]の範囲とすることが実用上好ましい。なお、本願で用いている光透過性とは、可視光線（波長０.３８[μm]〜波長０.７８[μm]）領域での平均透過率を意味するものである。
【００３３】
一方、第１の電極３a, ３bは、（「陰極」とする。）は、前述した陽極の第２の電極５a, ５bと同様に、光透過性を有するガラス基板やポリエチレンテレフタレート（PET）基板上に、例えば、In-Sn, Zn, Sn, Sn-Sb等の導電性金属層を陽極酸化処理したものを適用することができる。これら金属の仕事関数φmは、陰極から有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bへの電子（エレクトロン）の注入が効率良く、しかも安定して行えるように、仕事関数は、３.０≦φｍ≦４.０ の範囲とすることが好ましい。第１の電極３a, ３bの仕事関数を本範囲に規定したのは、仕事関数φｍが４.０を超えると、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bとの間の障壁が高くなり、電子注入を抑制する傾向となり、発光特性を確保することが困難となるからであり、一方、仕事関数が３.０未満になると、対向して配置された陽極側の透明導電膜から注入される正孔（ホール）とのバランスがくずれ、安定した発光強度を維持することができないからである。
【００３４】
前述したように、第１の電極及び第２の電極の仕事関数をそれぞれφp、φmとすると、４.５≦φp≦５.５、３.０≦φm≦４.０の関係を満たすことが好ましい。仕事関数を本範囲に規定することにより、陽極からホールが陰極から電子が注入されやすくなり、有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bでの発光強度が増し、調光体への太陽光の透過を遮光することができる。
【００３５】
また、第２の電極（陽極）５a, ５b及び第１の電極（陰極）３a ,３bの光透過率をＴ2、Ｔ1としたとき、光透過率は、Ｔ2≧Ｔ1の関係が成り立つようにすることが好ましい。このように第１の電極（陰極）３a ,３bよりも外光側に位置する第２の電極（陽極）５a, ５bの光透過率を高い値とすることにより、図２に示す有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bで発光した特定波長の光を入射光側に極力出射して、第２の電極５a, ５b側から入射する太陽光等の光の入射を防止することができる。一方、第２の電極５a, ５b及び第１の電極３a, ３bの光透過率がＴ2≦Ｔ1の関係になると、図２に示す有機エレクトロルミネッセンス層４a, ４bから発せられる光は、十分な発光強度であり、外光側に出射されなくなるため、第１の電極３a, ３bを透過してくる入射光（例えば、太陽光）の入射を防ぐことが困難となるからである。
【００３６】
さらに、例えば、自動車用窓や建築用窓等に上記構成の調光体を適用する場合は、視認性の観点から、電圧無印加時（電圧OFF時）の具体的な光透過率は、可視光領域（波長０.３８[μｍ]〜波長０.７８[μｍ]）において少なくとも６０[％]以上とすることが好ましく、７０[％]以上とすることがより好ましい。特に、自動車用途として調光体をフロント・ウィンドウへ適用する場合においては、安全性の観点から光透過率を７０[％]以上とすることが好ましい。これに対して、電圧印加時（電圧ON時）の光透過率としては、基本的には外光（入射光）の漏れが０（完全遮光T=０[％]）とすることが望ましいが、調光体からの発光量と外光との間の光強度や波長、偏光の有無等による光の性質により、実測上０とすることは困難であるため、１０[％]以下とすることが好ましい。光透過率を本範囲に規定することにより、電圧無印加時には良好な視認性が確保できると共に、電圧印加時には太陽光からの熱線を効率良く遮光することができる。
【００３７】
また、上述した第１の電極３a, ３b及び第２の電極５a, ５bの光透過率に差異を設けることに加え、第１の電極３a, ３b及び第２の電極５a, ５bの両者の屈折率をそれぞれ、n1、n2とした場合に、n2<n1の関係を満たすことが好ましい。各電極の屈折率を本範囲に規定することにより、有機エレクトロニクス層４a, ４bから発せられる特定波長の光が、第１の電極３a, ３b界面で反射して、第２の電極５a, ５bから出射していく確率を増大し、より多く光を反射することができる。
【００３８】
次に、図１に示した構成の調光体１a, １bを使用して、調光体に対し、外光側に位置する第２の電極を陽極とし、また、第２の電極に対向して配置された第１の電極を陰極とし、直流電圧を印加する系を構成した。そして、実際、調光体の電極間に電圧を印加した場合と、電極間に電圧を印加しない場合と、について、調光体に入射光を入射した際の光の動きを説明する。なお、図１と同一箇所は、図１と同一の符号を使用して、その説明を省略する。
【００３９】
まず、図２(a)に示すように、両電極３a, ５aに電圧を印加しない（OFF）場合には、調光体１aは光透過性を有するため、外光（入射光）６は光透過性基板を通り、透過光として出射される。また、図２(b)に示すように、外部から入射された入射光６は、波長域により光透過率[％]が僅かに異なるが、入射光６は、透過光として出射される。このため、例えば、調光体１aの第１の電極３a側を室内側に配置した場合は、外光が室内に入り、人が室内に居る場合に、人は室内から外部の景色を見ることができる。
【００４０】
次に、第１の電極３a及び第２の電極５aの両電極間に電圧を印加（ON）した場合は、図２（c）に示すように、有機エレクトロルミネッセンス層４a内に、陽極の第２の電極（透明電極）５aから正孔が注入され、陰極の第１の電極（透明電極）３aから電子が注入され、有機エレクトロルミネッセンス層４aから特定波長の光が発せられる。第２の電極５a側の外部から入射した入射光６の一部は、光透過性基板を透過するが、入射光６の大部分は電極を通して外部へ出射される。なお、前述のように、第１の電極３aの光透過率T1、屈折率ｎ1と第２の電極５aの光透過率T2、屈折率ｎ2の大小関係を、Ｔ2≧Ｔ1、ｎ2>ｎ1とすることにより、より効果的に第２の電極５aを通して外部へ出射させることが可能となる。このため、電極間に電圧を印加すると、第２の電極を介して外光（入射光）が入射した場合であっても、有機エレクトロルミネッセンス層４aにおいて発光が生じ、特定波長の光が出射するため、入射光６は有機エレクトロルミネッセンス層４aでマスクされ、入射光を遮光することができる。なお、有機エレクトロルミネッセンス層４aから発光する光が、可視光線領域において反射率が高く、かつ波長依存性のないスペクトル（いわゆる白色光放射）を示すようにしておくと、上記構成の調光体に入射光が入射されても、光透過性基板側での光透過性スペクトルは、図２（ｄ）に示すように、概ね透過しない状態（すなわち、遮光状態）となる。このように調光体に電圧を印加した時に、白色系の発光色とすることにより調光体の外部から入射する太陽光の吸収を極力軽減し、かつ入射光側へ効率良く反射して、平均光透過率を１０[％]以下に保つことができる。
【００４１】
上記調光体１a, １bを使用して、本発明の実施の形態に係る調光方法が実施される。
【００４２】
本発明に係る調光方法は、上記構成の調光体１a, １bに対し、第１の電極及び第２の電極に外部から電圧を印加しない場合、両電極からのキャリヤ注入が発生しないことにより無発光となり光透過性を有し、一方、各電極間に外部から電圧を印加すると、両電極から電子とホールのキャリヤが注入されて有機エレクトロルミネッセンス層で白色発光が起こり、その白色発光により光透過性を有する第２の電極側から入射してくる太陽光を遮光する方法である。
【００４３】
上記構成の調光体は、例えば、自動車の窓ガラスとして適用することができる。
【００４４】
図３は、自動車の窓ガラスに調光体を適用した例を示す自動車の外観図である。  図３に示すように、調光体の電極間に電圧を印加すると、窓ガラス７は、入射光を反射し、車室内への入射光の入射を遮光することができる。
【００４５】
従って、本発明の実施形態に係る調光体によれば、電極間に電圧を印加する、あるいは電圧を印加しない状態とすることにより、入射光の入射を制御することができ、例えば、自動車の窓ガラスに本調光体を適用することにより、車室内への入射光の入射を遮光することができる。
【００４６】
＜第２実施形態（図４〜図６）＞
本実施形態では、第１実施形態において説明した調光体１aを適用し、入射光の入射量の大小に応じて、調光体で遮光量を制御する調光体装置について、図４から図６までを用いて説明する。
【００４７】
図４は、調光体１aを適用した調光体装置の概略的な構成を示す図である。図４に示すように、調光体装置８は、調光体１aと、この調光体１aに入射する入射光の強度を検出する光強度検出手段９と、光強度検出手段９から検出された光強度制御信号に基づき、電圧制御信号もしくは電流制御信号を送信し、電圧もしくは電流の出力を一定に制御する制御手段１０と、制御手段１０から受信した電圧制御信号もしくは電流制御信号に基づき、一定出力を調光体へ出力する電源１１と、を備える。
【００４８】
制御手段１０は、光強度検出手段９から受信した光強度信号に基づいて、電源１１から調光体１ａへ出力する電圧または電流を制御して、調光体１ａの遮光率を制御する制御手段である。この制御の実現のため、制御手段１０は、周知のアナログ制御回路またはデジタル制御回路を備えている。更に制御手段１０として、マイクロプロセッサ等のプログラム制御方式を用いることもできる。
【００４９】
なお、図４においては図示しないが、光透過性を有する基板２a, ２b上に調光体１aを複数マトリックス状に設けて調光体装置８を構成することが好ましい。調光体を複数マトリックス状に設けて調光体装置８を構成することにより、大面積化が容易となり、太陽光線の強度が大である場合に、その強度に対応して各調光体の第２の電極及び第１の電極に印加する電圧もしくは電流を高くして、有機エレクトロルミネッセンス層からの発光強度を高めることができる。その結果、大面積の調光体面に太陽光線が入射した場合においても調光体装置により遮光することができる。
【００５０】
図４に示す構成の調光体装置８では、図５（a）に示すように、入射光量の増加すると、調光体１aの電極３a, ５a間に印加する電圧値を高くすることにより、有機エレクトロルミネッセンス層４aからの発光量を増加させて、図５（b）に示すように、調光体１aでの遮光量を大きくすることができる。
【００５１】
一般に、屋外で調光体を使用する場合には、天候により日射量（例えば、太陽）が大きく変化する。このため、本実施の形態に係る調光体装置８を適用して、日射量が大であるときに、各電極間に印加する電圧あるいは電流を増加させて発光量を増大させることにより、日射強度に応じて遮光率を制御することができる。
【００５２】
さらに、図４に示す調光体装置８の電源１１として、有機系太陽電池を適用することが好ましい。なお、ここで言う有機系太陽電池とは、特に限定されず、有機薄膜型（ショットキー型、p-n型など）や色素増感型（例えば、電解質部が湿式型、ゲル状の半固体型、完全固体型）、分散型であっても構わない。
【００５３】
図６は、調光体１aに接続された太陽電池の構成を概略的に示す断面図であり、図６に示すように、有機系太陽電池１２は、基板１３と、基板１３上に形成された電極１４と、電極１４上に形成された光起電力発生部１５と、光起電力発生部１５上に形成された電極１６と、を備える。なお、電極１４,１６として、透明電極を使用することが好ましい。
【００５４】
図６に示す有機系太陽電池１２の光起電力発生部１５として、例えば、バインダー樹脂と、電荷発生顔料と、電荷輸送材料と、を含有した光導電層を適用することができる。
【００５５】
電荷発生顔料として、例えば、太陽光又は可視光の吸収性が良い材料が好ましく、フタロシアニン系化合物、アゾ系化合物、ジスアゾ系化合物、インジゴ系化合物、トリフェニルメタン系化合物、ピロロピロール系化合物、キノシアニン、多環縮合系色素、ポリフィリン色素などが挙げられる。
【００５６】
電荷輸送材料としては、公知の材料である電子吸引性化合物及び電子供与性化合物を使用することができる。例えば、電子吸引性化合物として、２，６−ジメチル−２´，６´−ジtert−ジブチルジフェノキノン等のジフェノキノン誘導体、マンノニトリル、チオピラン系化合物、テトラシアノエチレン、２，４，６−トリニトロチオキサントン、７−テトラニトロ−９−フルオレノン、ジニトロベンゼン等が挙げられる。
【００５７】
電子供与性化合物としては、２，５−ジ（４−メチルアミノフェニル）、１，３，４−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセン等のスチリル系化合物、ポリビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物等が挙げられる。
【００５８】
また、バインダー樹脂としては、例えば、スチレン系重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、アルキド樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド等が挙げられる。
【００５９】
太陽電池を上記有機系太陽電池１２から構成することにより、従来のシリコンやゲルマニウム等の無機半導体の単結晶にｐｎ接合を形成した無機太陽電池に比べて、材料的に、また製造プロセス的にも低コスト化することができる。また、調光体１aの有機エレクトロルミネッセンス層４aを有機系材料から形成して、調光体１aの各層をインクジェット法やグラビア法等の各種印刷技術を適用することにより、調光体１aをインラインでしかも大面積に容易に製造することができる。
【００６０】
さらに、図６には示さないが、調光体１aと有機系太陽電池１２とを同一の光透過性を有する基板上に配置して、両者を電気的に接続して一体化して構成することが好ましい。例えば、第２の電極の上面に、光透過性を有する有機系太陽電池１２を配置して一体型とし、両者を電気的に接続した構成とすることが好ましい。調光体１aと有機系太陽電池１２とを電気的に接続して一体に構成することにより、集約化できるだけでなくレイアウトが容易となり、また、調光体１aを駆動する際の調光体１aと有機系太陽電池１２との間の電圧又は電流の損失を低減することができ、この結果、安定した性能を得ることができる。
【００６１】
また、調光体１aは、光透過性を有する太陽電池として有機系太陽電池１２を適用することにより、太陽電池のフレキシブル性が向上し、平面のみならず曲面に配置でき、配置の自由度を高めることができる。この結果、太陽電池の総受光面積が増大することから、有機系太陽電池の変換効率が低い場合（例えば、変換効率η=５[％]程度）であっても、高い電圧値もしくは電流値を確保でき、調光体の発光強度を任意に制御することができる。
【００６２】
また、本発明の実施の形態に係る調光方法は、調光体の第２の電極上面に、光透過性を有する太陽電池を一体型として設け、両者が電気的に接続されている調光体に対し、太陽電池に、太陽光が入射しない場合、両電極からのキャリヤ注入が発生しないことにより無発光となり光透過性を有し、一方、太陽電池に太陽光が入射した場合、太陽電池で発生した電流もしくは電圧が電源として働くことにより、両電極から電子とホールのキャリヤが注入されて有機エレクトロルミネッセンス層で白色発光が起こり、その白色発光により光透過性を有する第２の電極側から入射する太陽光を遮光する方法である。
【００６３】
さらに、上記機能をより効率良く発現させるための構成としては、太陽電池として有機系太陽電池を適用するだけでなく、例えば、透明な高分子材料から構成される太陽電池を使用して、調光体と太陽電池とを一体化した調光体装置を構成することが好ましい。光透過性を有する太陽電池から調光体装置を構成することにより、意匠性を損なうことなく調光体の電源として配置することができる。
【００６４】
また、図５に示すように、電源として太陽電池を使用した調光体装置を使用することにより、調光体を駆動するための専用外部電源が不要となるだけでなく、太陽光が照射されたときにのみ太陽電池で発生した電圧もしくは電流を、有機エレクトロルミネッセンス層の両電極に印加して調光できる自己制御型調光体となる。特に、炎天下では日射量が大であり、それに見合う電圧もしくは電流を調光体に印加すると電力の消費が多大となるが、入射光の日射量を太陽電池で受光することにより、自給自足のサイクルで遮光することができる。
【００６５】
なお、本実施形態における調光体装置を自動車等の車両に搭載することも可能であり、本調光体装置を搭載して、日射量が大である時に電圧を印加して入射光を遮光して、省エネルギ化を実現することができる。また、本調光体装置は、自動車等の車両への搭載に限定されるものではなく、例えば、窓、屋根又はショウケース等の建築物あるいは各種ケースの透明部に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る調光体の構成を示す断面図であり、（a）はフラットな調光体を示し、（b）は曲面を有する調光体を示す。
【図２】調光体の遮光の仕組みを説明する概念図であり、（a）及び（b）は、電圧OFF時における、入射光の光の動きを示す図及び光透過性基板側での透過スペクトルを示す図であり、（c）及び（d）は、電圧ON時における、調光体内での外光（入射光）及び有機エレクトロルミネッセンス層から発せられる光の動きを示す図及び光透過性基板側での透過スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る調光体を自動車用の窓ガラスに適用した自動車の外観を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る調光体装置の構成を示す図であり、調光体と太陽電池とを組み合わせた調光体装置を概略的に示す構成図である。
【図５】日射量と調光体装置から発せられる発光量との関係を示す概念図であり、（a）は、入射光量と調光体からの発光量との関係を示す図であり、（b）は、入射光量と遮光量との関係を示す図である。
【図６】調光体に接続した電源として太陽電池を適用した調光体装置の一部の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１a,１b…調光体,
２a,２b…光透過性を有する基板,
３a,３b…第１の電極,   
４a,４b…有機エレクトロルミネッセンス層, 
５a,５b…第２の電極, 
６a,６b…入射光,
７…窓ガラス,
８…調光体装置,   
９…光強度検出手段, 
１０…制御手段,
１１…電源,
１２…有機系太陽電池,
１３…基板,
１４…電極,
１５…光起電力発生部,
１６…電極,
【図１】
2005149886.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005149886.tif 000007
【図６】
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