(57)【要約】透明基板（３）と、スカンジウムとマグネシウムとの水素化物を含むスイッチング薄膜（５）と、このスイッチング薄膜（５）を被覆するパラジウム層（７）とを有するスイッチング装置を提供する。水素の交換により、このスイッチング薄膜（５）は、透明な状態から、中間黒色吸収状態を経て透過率０のミラー状の状態に可逆的に切替え得る。双方の状態の間の変換は可逆的であり、この現象は、例えば光学スイッチング装置又はサンルーフに用いることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板及びスイッチング薄膜を有する光学スイッチング装置であって、このスイッチング薄膜が３価金属とマグネシウムとの水素化物を含み、この水素化物が、水素の交換により低水素のミラー状組成物から高水素の透明な組成物に可逆的に切替え得るようにした光学スイッチング装置において、
前記３価金属がスカンジウムを含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学スイッチング装置において、前記スイッチング薄膜が総金属含有量に対して５〜９５原子％のマグネシウムを含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学スイッチング装置において、前記スイッチング薄膜が１〜５０原子％のスカンジウムと、５０〜９９原子％のマグネシウムとを含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学スイッチング装置において、前記スイッチング薄膜が１５〜４０原子％のスカンジウムと、６０〜８５原子％のマグネシウムとを含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学スイッチング装置において、前記スイッチング薄膜が３５原子％のスカンジウムと、６５原子％のマグネシウムとを含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光学スイッチング装置において、スカンジウム−マグネシウムのスイッチング薄膜が他の３価金属を更に含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光学スイッチング装置において、スカンジウム−マグネシウムのスイッチング薄膜が、更に、ニッケル、アルミニウム、クロム、シリコン、鉄、コバルト、銀、ジルコニウム、ニオブ、タンタル及びハフニウムからなる群から選択した元素を含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光学スイッチング装置において、前記スイッチング薄膜に触媒作用層を設け、この触媒作用層が、パラジウム、白金、コバルト及びニッケルからなる群から選択した少なくとも１種の金属を含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光学スイッチング装置において、前記触媒作用層が、パラジウム及び白金からなる群から選択した少なくとも１種の金属を含むことを特徴とするする光学スイッチング装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の光学スイッチング装置において、前記触媒作用層が、Ａｇ（ｘ ）Ｐｄ（１−ｘ）の層を含み、式中ｘ が約０．２５であることを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項１１】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光学スイッチング装置において、前記触媒作用層と前記スイッチング薄膜との間に保護層が配置されていることを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光学スイッチング装置において、前記保護層がＮｉＺｒ又はＺｒＯＨの化合物を含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の光学スイッチング装置において、前記保護層の厚さが１０〜１００ｎｍであることを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の光学スイッチング装置において、前記スイッチング薄膜の厚さが２０〜１０００ｎｍの範囲にあることを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の光学スイッチング装置において、前記スイッチング薄膜が、３価金属及びマグネシウムの合金の水素化物又はこれら元素の多重層を含むことを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光学スイッチング装置において、前記水素化物が、中間不透明組成物を介して可逆的に切替え得るようになっていることを特徴とする光学スイッチング装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の光学スイッチング装置に適用し得るスイッチング薄膜。
【請求項１８】
第１及び第２電極を有する電気化学スイッチング装置であって、これら第１及び第２電極はイオン伝導性の電解質により互いに分離されており、この第１電極は３価金属とマグネシウムとの水素化物のスイッチング薄膜を有し、このスイッチング薄膜には、前記電解質と接触する電気触媒性金属層が設けられており、第１及び第２電極間に電位又は電流を与えると、水素化物が水素の交換により低水素のミラー状の状態から高水素の透明な状態又はその逆に電気化学的に変換され、その際のスイッチング層の光透過率の変化を検出し得るようにした電気化学スイッチング装置において、
前記３価金属とマグネシウムとの水素化物が、マグネシウムとスカンジウムとの水素化物を含むことを特徴とする電気化学スイッチング装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載のスイッチング装置をディスプレイ、光学スイッチング素子、可変透過率のミラー、建築用ガラス又はサンルーフとして使用するスイッチング装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、基板及びスイッチング薄膜を有する光学スイッチング装置であって、このスイッチング薄膜が３価金属とマグネシウムとの水素化物を含み、この水素化物が、水素の交換により低水素のミラー状組成物から高水素の透明な組成物に可逆的に切替え得るようにした光学スイッチング装置に関するものである。本発明は、光学スイッチング装置に使用し得るスイッチング薄膜にも関するものである。本発明は、このようなスイッチング薄膜を有する電気化学スイッチング装置にも関するものである。さらに、本発明はこのようなスイッチング装置の用途にも関するものである。
【０００２】
これらのスイッチング装置においては、光学的性質が、ガス圧、電位又は電流のような外的な影響により支配される。
【０００３】
頭書に記載したスイッチング装置は、欧州特許出願公開第０８７１９２６号明細書から既知である。この欧州特許出願公開明細書に開示されているスイッチング薄膜は、ガドリニウム、ルテチウム、イットリウム及びランタンのような３価金属と、マグネシウムとの水素化物を含んでおり、これにはパラジウム層を被覆するのが好ましい。この欧州特許出願公開明細書に開示されているスイッチング装置は、低水素状態及び高水素状態の間のコントラストが大きくなるという点で優れた結果を与えるものである。この点で、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｌｅｔｔｅｒのｖｏｌ．７５、Ｎｏ．１４のＮａｇｅｎｇａｓｔ 氏等の論文”Ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｒａｒｅ−ｅａｒｔｈ ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ ｍｉｒｒｏｒｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｈｕｔｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ”という文献を参照する。しかし、この論文に記載されているように、スイッチングサイクルを繰り返した後に、マグネシウムと希土類との水素化物に相分離が生じ、これにより切り替え可能なミラーの寿命を比較的短いものとする。
【０００４】
本発明の目的は、寿命を長くした光学スイッチング装置を提供することにある。
【０００５】
本発明によれば、頭書に記載した光学スイッチング装置において、前記３価金属がスカンジウムを含むことを特徴とする光学スイッチング装置により、前記目的を達成する。
【０００６】
スカンジウムとマグネシウムとの合金は非常に良好な水素吸蔵材料であることを確かめた。スカンジウム原子とマグネシウム原子とはほぼ同じ大きさであるため、いわゆる固溶体が形成される。本発明によれば、ミラーのような状態と、透明又は黒色の状態との間の材料の反復サイクルにより、マグネシウムと水素化スカンジウムとの相分離が殆ど起こらなくなるか、又は少なくともマグネシウムと他の希土類との合金と比較すると極めて少ない程度しか起こらない。従って、スイッチング層中で大きなマグネシウム粒子が形成されることにより寿命が短くなるという問題を回避し得るか、又は大幅に遅らせることができる。
【０００７】
本発明によるスカンジウム−マグネシウムのスイッチング薄膜は、透明の状態で極めて高い透過率を有し、不透明の状態では殆ど０の極めて低い透過率を有する。このことは、双方の透過率の間の比であるコントラストが高いことを意味する。スカンジウム−マグネシウムのスイッチング薄膜は３つの安定状態を有することができ、これら状態はスイッチング薄膜の水素含有量に支配されるものである。即ち、水素含有量が増加するにつれ、ミラーのような状態、光吸収性の黒色状態、及び透明状態が順次に得られる。
【０００８】
スイッチング薄膜は、１〜５０原子％のスカンジウム及び５０〜９９原子％のマグネシウムを含むのが有利であり、１５〜４０原子％のスカンジウム及び６０〜８５原子％のマグネシウムを含むのがさらに有利であり、３５原子％のスカンジウム及び６５原子％のマグネシウムを含むのが好ましい。
合金中のこれらの互いに異なる成分の具体的な量は、反応速度と相対的な水素吸収量とを比較考慮して決定する。
【０００９】
スカンジウムとマグネシウムとの合金の代わりに、スカンジウムの薄肉層とマグネシウムの薄肉層とを交互に堆積したもの、例えばＭｇ及びＳｃの対の層を５０回堆積した多重層を用いることができる。このような多重層は、光学的な状態間のスイッチング速度が増すという付加的な利点を有する。
【００１０】
特定例においては、スカンジウム−マグネシウムのスイッチング薄膜が、更に、他の３価金属を含むようにする。
このスイッチング薄膜は、例えば、水素化スカンジウム−ガドリニウム−マグネシウム、即ちＳｃＧｄＭｇＨｘ のような、１種より多い３価の金属とマグネシウムとの水素化物を含むようにしうる。スカンジウムと他の３価金属とを組み合わせを用いることもできること勿論である。
【００１１】
有利な例においては、スカンジウム−マグネシウムのスイッチング薄膜が、更に、ニッケル、アルミニウム、クロム、ケイ素、鉄、コバルト、銀、ジルコニウム、ニオビウム、タンタル及びハフニウムからなる群より選択した元素を更に含むようにする。
Ｓｃ３０Ｍｇ７０中に１％のＮｉを加えると寿命が４倍になるのに対し、２％のＮｉを加えると寿命が１１倍になる。
【００１２】
スイッチング薄膜の切り替えは水素によって引き起こされる。スイッチング薄膜の透過率は水素含有量により決定され、水素含有量が増すと透過率が増す。分子状の水素ガスをスイッチング薄膜に供給する場合、水素の圧力が増すにつれて透過率が増す。この水素は原子のＨに解離させる必要がある。解離速度は、スイッチング薄膜の表面に触媒作用をする層を設けることにより増大させることができる。この触媒作用をする層は、厚さが例えば５ｎｍのパラジウムの薄肉層のような層である。この厚さでは、パラジウム層は不連続となる。この層の厚さは臨界的なものではなく、２〜２５ｎｍの間の範囲から選択する。しかし、パラジウム層の厚さがスイッチング装置の最大の透過率を決定するため、２〜１０ｎｍの薄肉層が好ましい。さらに、このパラジウム層はその下のスイッチング薄膜を酸化から保護する。
【００１３】
パラジウムの他に、白金、ニッケル及びコバルト、又はこれら金属の合金のような、水素の解離を促進する触媒作用をする他の金属をスイッチング薄膜上に設けることができる。
有利な例では、この触媒作用をする層は、Ａｇ（ｘ ）Ｐｄ（１−ｘ） の層を含み、式中ｘは約０．２５である。
このような触媒層は、スイッチングサイクルに対するの耐久性の点で極めて改善した作用を呈する。
【００１４】
スイッチングサイクルに対する耐久性を他の方法で向上させるためには、触媒作用層とスイッチング薄膜との間に保護層を配置する。
この保護層はＮｉＺｒ又はＺｒＯＨの化合物を含みかつ厚さが１０〜１００ｎｍであることが好ましい。
分子状の水素は、Ｈ２ が充填されたガスシリンダからスイッチング薄膜まで室温で簡単な方法で供給することができる。水素を供給すると、低水素含有量のミラー状の状態のスイッチング薄膜が水素に富んだ透明な状態に変化する。この変換は可逆的である。即ち、この透明な薄膜は、加熱及び水素の排気の双方又はいずれか一方を行うことによりミラーのような状態に変換される。この可逆的な変換は室温付近又はそれより高い温度で起こすことができる。
【００１５】
原子の水素は、以下の反応によりスイッチング薄膜において水を電気的に還元させるような他の方法でも得ることができる。
Ｈ２ Ｏ ＋ ｅ−　→ Ｈ ＋ ＯＨ−
更に、原子の水素は水素プラズマから発生させることもできる。この場合、例えばパラジウムの触媒作用層は必要ない。原子の水素は、それ自体既知の水素吸蔵合金のような他の金属水素化物から発生させることもできる。
【００１６】
本発明によるスイッチング薄膜は薄肉であり、その薄膜の厚さは２μｍより小さい。スイッチング薄膜の厚さは、１００〜１０００ｎｍの範囲内とするのが好ましい。スイッチング薄膜中には水素を拡散する必要があるため、薄膜の厚さは、薄膜がミラーのような状態から透明の状態へ及びその逆に完全に変換する速度を決定する。
【００１７】
本発明の目的、即ち電気化学的に切替え得る光学装置を提供することは、第１及び第２電極を有する電気化学スイッチング装置であって、これら第１及び第２電極はイオン伝導性の電解質により互いに分離されており、この第１電極はスカンジウムとマグネシウムとの水素化物のスイッチング薄膜を有し、このスイッチング薄膜には、前記電解質と接触する電気触媒性金属層が設けられており、第１及び第２電極間に電位又は電流を与えると、水素化物が水素の交換により低水素のミラー状の状態から高水素の透明な状態又はその逆に電気化学的に変換され、その際のスイッチング層の光透過率の変化を検出し得るようにした電気化学スイッチング装置により達成される。
【００１８】
本発明の例による光学スイッチング装置は電気化学的セルであり、この電気化学的セルにおいて１つの電極がスカンジウムとマグネシウムとの水素化物のスイッチング薄膜を有し、このスイッチング薄膜が薄肉の触媒金属層を介してイオン伝導性の電解質と接触している。このスイッチング薄膜には、電極間に電位を加えることにより、プロトン又は水のような水素含有種を電解還元することにより、又はＨ− イオンを酸化することにより水素を与える。この電極／電解質の界面では、例えば水が原子の水素に還元される。発生した原子の水素（Ｈ）はミラーのような状態から透明の状態への変換を行う。電位を変えて酸化することにより透明な状態がミラーのような状態になる。このようにして可逆的な電気光学スイッチを得る。
【００１９】
水素化及び脱水素化の速度つまりスイッチング速度を向上させるために、金属水素化物を含有している薄膜に、パラジウム、白金又はニッケルのような電気触媒性の金属又は合金の薄肉層を設ける。これら金属は、特にプロトンから水素への還元を触媒する。他の適した触媒金属としては、ＴｉＮ２ 及びＬａＮｉ５ のような、いわゆるＡＢ２ 及びＡＢ５ 型の合金がある。さらに、この金属層は、その下のスイッチング薄膜を電解質による腐食に対し保護する。上述したように、この層の厚さは、２〜３５ｎｍの範囲内とする。しかし、薄膜の厚さがスイッチング装置の最大の透過率を決定するため、２〜１０ｎｍの薄肉層が好ましい。
【００２０】
電解質は良好なイオン伝導体とする必要があるが、装置の自己放電を防ぐために電子に対するアイソレータとする必要がある。電解液として、ＫＯＨ水溶液のような電解質を使用できる。このような溶液は良好なイオン伝導体であり、金属水素化物はその中で安定である。電解質はゲル又は固体の状態で存在させることもできる。
【００２１】
透明な固体状態の電解質を用いのが最も好ましい。その理由は、この場合、装置が簡単化する、即ち封止に関する問題が無くなり、装置の取り扱いがより容易となる為である。固体の無機及び有機化合物の双方を使用できる。良好なプロトン（Ｈ＋ ）伝導体である無機電解質の例としては、Ｔａ２ Ｏ５ ・ｎＨ２ Ｏ、Ｎｂ２ Ｏ５ ・ｎＨ２ Ｏ、ＣｅＯ２ ・ｎＨ２ Ｏ、Ｓｂ２ Ｏ５ ・ｎＨ２ Ｏ、Ｚｒ（ＨＰＯ４ ）２ ・ｎＨ２ Ｏ、ＺｒＯ（２＋ｘ ）Ｈｙ 、 Ｖ２ Ｏ５ ・ｎＨ２ Ｏ、Ｈ３ ＰＯ４ （ＷＯ３ ）１２・２９Ｈ２ Ｏ 、Ｈ３ ＰＯ４ （ＭｏＯ３ ）１２・２９Ｈ２ Ｏ及び［Ｍｇ２ Ｇｄ（ＯＨ）６ ］ＯＨ・２Ｈ２ Ｏのような水和酸化物、並びにＫＨ２ ＰＯ４ 、 ＫＨ２ ＡｓＯ４ 、 ＣｅＨＳＯ４ 、ＣｅＨＳｅＯ４ 、Ｍｇ（ＯＨ）２ のような無水化合物、並びに ＭＣｅＯ３ （ＭはＭｇ、Ｂａ、Ｃａ又はＳｒ）型の化合物で式中のＣｅの一部がＹｂ、Ｇｄ又はＮｂで置換されたものがある。また、アルカリを含まないリン酸ジルコニウムガラスのようなガラスを用いることもできる。良好なイオン（Ｈ３ Ｏ＋ ）の伝導体の例としては、ＨＵＯ２ ＰＯ４ ・４Ｈ２ Ｏ及びオキソニウムβ−アルミナがある。良好なＨ− イオン伝導体の例としては、ＣａＣｌ２ ／ＣａＨ２ 、Ｂａ２ ＮＨ及びＳｒＬｉＨ３ がある。固体有機電解質の例としては、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）がある。
【００２２】
種々の透明な材料を対向電極即ち第２電極に対し用い得る。その例としては、 ＴｉＯ２ 、ＷＯ３ 、 ＮｉＯ２ 、 Ｒｈ２ Ｏ３ 及びＶ２ Ｏ５ のような酸化物材料を水素化したものがある。これら酸化物材料には、水素雰囲気中でこれらをスパッタリングすることにより、又は別の工程で電気化学的に処理することにより水素を与えることができる。また、ＴｉＮｉ２ 及びＬａＮｉ５ のような水素化物形成用金属間化合物ＡＢ２ 及びＡＢ５ の化合物の薄肉層をも用い得る。更に、スイッチング薄膜に用いた材料と同じものを用いることができ、この場合には対称的なスイッチング装置を形成することになる。これら材料はスイッチング薄膜の厚さと同等の厚さの層の形態で設ける。この厚さは、第２電極中の水素収容量が、スイッチング薄膜をミラーのような状態から透明の状態に変換したり、又はその逆に変換するのに十分となるように選択する。
【００２３】
スイッチング装置の層を設けることができる基板は、ガラス、石英、ダイヤモンド、酸化アルミニウム又は（可撓性の）合成樹脂のような透明材料である。基板は平坦面又は湾曲面とし得る。
【００２４】
スイッチング薄膜は、真空蒸着、スパッタリング、レーザアブレーション、化学蒸着又は電気メッキのような従来の方法により、基板上に薄肉層として被着する。この場合、スイッチング層を被着する間やその後にこのスイッチング薄膜の金属が酸化されないようにすることが重要である。このことは、真空蒸着処理では、圧力、特に残留ガス、水及び酸素の圧力を１０−４〜１０−５Ｐａ（１０−６〜１０−７ｍｂａｒ）よりも低いレベルに維持することにより達成される。３価金属及びマグネシウムを１Ｐａ（１０−２ｍｂａｒ）の圧力で水素に曝すことにより、スイッチング薄膜中のこれら金属が、低水素含有量の水素化物の状態に変換され、この状態のスイッチング薄膜は外見上ミラーのようなになり、不透明である。
【００２５】
例えばＰｄの触媒作用層と、第２電極の層とは、上述した方法のうちの一つにより同様にして被着できる。
無機固体電解質も上述した方法のうちの一つにより薄肉層として被着できる。無機酸化物の電解質は、適切なアルコキシ化合物から出発するソル・ゲル処理法によっても製造できる。有機電解質は、例えばスピンコーティングにより被着できる。
【００２６】
金属水素化物の薄膜は十分な導電性を有するので、従来のエレクトロクロミック装置において通常、基板とスイッチング層との間に存在するインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）の透明な薄肉層を省略することができる。このようにすれば、本発明によるスイッチング装置は、従来のエレクトロクロミックディスプレイより簡単なものとなる。
【００２７】
本発明による電気化学的光学スイッチング装置において可能な層配列の例は、
基板／ＳｃＭｇＨｘ ／Ｐｄ／ＫＯＨ／ＴｉＯＯＨｙ ／ＩＴＯ
である。
【００２８】
この構成では、最初、ＳｃＭｇＨｘ は低水素のミラーのような状態であり、酸化チタンには水素が与えられていてＴｉＯＯＨｙ となっている。第２電極として作用するこのＴｉＯＯＨｙ 層は透明である。負の電位をＳｃＭｇＨｘ 薄膜に印加すると、ＯＨ− イオン及びＨ２ Ｏが電解質を介して移動し、ＳｃＭｇＨｘ 薄膜においてＨ２ Ｏが還元される。この電気化学的反応により、ＳｃＭｇＨｘ は透明で無彩灰色であるＳｃＭｇＨｘ＋δに変換され、これに対し、ＴｉＯＯＨｙ−δは透明な状態を保つ。即ち、Ｐｄ層が透明であれば、スイッチング装置はこの状態で透明となる、即ちミラーのような状態から透明の状態に切り替わる。スイッチング過程は可逆的である。正の電位をＳｃＭｇＨｘ＋δ 薄膜に印加すると、この薄膜は水素を失いスイッチング装置は再びミラーのような、不透明の状態になる。このスイッチング処理は多数回繰り返すことができ、１０Ｖより低い電圧で起こる。
【００２９】
可能な他の層配列の例は、以下のような固体状態の装置の層配列である。酸化ジルコニウムをプロトン伝導体として用いた。
基板／ＳｃＭｇＨｗ／Ｐｄ／ＺｒＯ（Ｘ＋２）Ｈｙ／ＷＯ３Ｈｚ／ＩＴＯ
【００３０】
ミラーのような不透明な状態から、随意的に光吸収性の黒色状態を介して、透明な状態へのスイッチングと、その逆方向へのスイッチングとの為に、本発明によるスイッチング装置は多くの用途に用いることができる。この光学的効果により、スイッチング装置は光学スイッチング素子として、例えば、可変ビームスピリッタや、光学シャッタとして、及び照明器具における照度制御又は光ビームの形状の制御用に用いることができる。スイッチング薄膜はその厚さに依存して、ミラーのような状態で殆ど０の透過率を示し得るものである。このことは、大きなコントラストを有するスイッチング装置を製造し得るようにするものである。また、このスイッチング装置は、データ記憶装置や光学計算機に用いたり、建築用ガラス、視覚制御ガラス、サンルーフ及びバックミラーのような用途においても使用できる。ミラーのような状態においては可視光のみを反射するのではなく、放射熱又は赤外光も反射するため、このようなスイッチング装置は空気調和にも使用できる。
【００３１】
本発明によるスイッチング装置は、画像のコントラストを向上させるためにディスプレイ上又はその前方に配置する可変透過率フィルタとして使用することもできる。
【００３２】
金属水素化物層をパターン化することにより、薄肉のディスプレイを製造できる。このようなディスプレイの構成はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の構成よりもかなり簡単なものとなる。その理由は、前者の場合、ＬＣ層、配向層、リターデーション層（波長板）及び偏光フィルタが存在しないためである。３種の異なる３価金属を用いることにより、３色のドットのパターンを得ることができる。
【００３３】
本発明の上述の及びその他の観点は以下の実施例の説明から明らかとなるであろう。
実際例１
図１は、本発明によるスイッチング装置１の線図的断面図である。層の厚さは一定の縮尺で描いていない。スイッチング薄膜５を、３５原子％のＳｃと６５原子％のＭｇとを含むＳｃＭｇ合金（Ｓｃ０．３５Ｍｇ０．６５）の２００ｎｍの厚さの薄膜の形態で、研磨した石英基板３上に電子ビーム蒸着により設ける。蒸着装置内の残留圧力は１０−５Ｐａ（１０−７ｍｂａｒ）より低くする。堆積速度は１．０ｎｍ／ｓとする。同じ装置で１０ｎｍの厚さのパラジウム層７を抵抗加熱により堆積速度０．２ｎｍ／ｓでスイッチング薄膜５上に蒸着する。このスイッチング薄膜５は外見上金属性で不透明である。
【００３４】
実際例２
図２は、本発明による固体電子光学スイッチング装置１を線図的に示した断面図である。層の厚さは一定の縮尺で描いていない。
この装置はガラス板３と、２００ｎｍの厚さのスイッチング薄膜としてのＳｃ０．３ Ｍｇ０．７ Ｈｘ の第１電極５と、５ｎｍの厚さのパラジウム層７と、ＫＯＨを含むイオン伝導性電解質の５０μｍの厚さの層９と、３５０ｎｍの厚さの透明なＴｉＯＯＨの第２電極１１と、導電性ＩＴＯ層１３とを有する。ミラー状となる低水素状態となった第１電極の薄膜５を除いて全ての層が透明であり、その結果この状態で装置１はミラーとして作用する。
【００３５】
この装置は室温で動作しうる。第１電極の層５とＩＴＯ層１３とを外部電流源に接続する。カソード直流電流を第１電極５に供給することにより、低水素のミラー状組成物が、透明な無彩灰色の、高水素の組成物に変換される。第２電極１１のＴｉＯＯＨはＴｉＯ２ に変換されるが、このＴｉＯ２ も透明である。従って、装置１は透明な窓として作用する。電流を逆にすると、第１電極５は、ミラー状で不透明な低水素の状態に戻り、かつ第２電極１１のＴｉＯ２はＴｉＯＯＨに変換される。これにより装置１はミラーに切り替わったことになる。スイッチング時間は従来のエレクトロクロミック装置に匹敵する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学スイッチング装置の線図的断面図である。
【図２】本発明による電子光学固体装置の線図的断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004514933.tif 000003
2004514933.tif 000004
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004514933.tif 000016
【国際調査報告】
2004514933.tif 000017
2004514933.tif 000018