(57)【要約】【課題】透明状態または鏡状態に変化する時間が短縮された応答性の良好なエレクトロクロミック素子の制御方法を提供する。【解決手段】通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子の制御方法であって、エレクトロクロミック素子の光学特性が、当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で変化するように、当該素子への通電状態を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子の制御方法であって、
エレクトロクロミック素子の光学特性が、当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で変化するように、当該素子への通電状態を制御することを特徴とするエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項２】
前記素子の光学特性が前記狭小範囲内で変化するように、制御の基点として複数の光学特性状態を予め設定する設定段階と、
設定された複数の光学特性状態の相互間で光学特性が変化するように、前記素子への通電状態を制御する制御段階と、を有することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項３】
前記複数の光学特性状態のうち一の光学特性状態は、反射率と透過率との和が３５％以下となる範囲内に設定されることを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項４】
前記素子において反射率と通電時間との関係を示す反射率の特性曲線は、極小点を呈し、
前記複数の光学特性状態のうち一の光学特性状態は、前記極小点の近傍に対応する状態に設定されることを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項５】
前記複数の光学特性状態のうち他の光学特性状態は、反射率が６０％以上となる範囲内に設定されることを特徴とする請求項３に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項６】
前記制御段階は、
前記素子の光学特性を測定しつつ、当該素子に通電する段階と、
測定された光学特性が、前記制御の基点としての複数の光学特性状態のうち一つの光学特性状態となるのを待って通電を休止する段階と、を有することを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項７】
調光についての指示を受け付ける段階と、
受け付けた前記調光についての指示に基づいて、前記素子の光学特性が変化するように、前記素子への通電状態を制御する制御段階と、を有することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項８】
調光についての指示を受け付ける段階をさらに有し、
前記設定段階は、受け付けた前記調光についての指示に基づいて、少なくとも一つの前記光学特性状態を調整変更する調整変更段階を含むことを特徴とする請求項２に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項９】
前記狭小範囲内で光学特性を変化させるのに要する通電時間は、前記最大可変範囲にわたって光学特性を変化させるのに要する通電時間よりも短いことを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項１０】
前記狭小範囲は、反射率が１０〜６５％であり、透過率が５〜５０％である範囲に対応することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項１１】
前記素子において透過率と通電時間との関係を示す透過率の特性曲線は、通電時間の増加にともなって当該特性曲線が立ち上がる立ち上がり点と、前記通電時間の増加にともなって透過率が飽和傾向を示す飽和点とを呈し、
前記狭小範囲は、前記立ち上がり点と飽和点との間の範囲に対応することを特徴とする請求項１に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項１２】
前記素子は、マグネシウム−ニッケル合金層および触媒層を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のエレクトロクロミック素子の制御方法。
【請求項１３】
透明基板と、
前記透明基板上に設けられ、通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子と、
前記素子の光学特性が、当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で変化するように通電状態を制御する制御部と、を有することを特徴とする調光装置。
【請求項１４】
通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子が設けられ、前記素子の光学特性が当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で変化するように通電状態が制御される車両用ガラスであって、
車両の走行時には、前記車両用ガラスの透過率が５〜１５％であり、反射率が１０〜３０％である範囲内に当該車両用ガラスの光学特性状態が設定され、
車両の駐車時には、前記車両用ガラスの反射率が６０％以上である範囲内に当該車両用ガラスの光学特性状態が設定されることを特徴とする車両用ガラス。
【請求項１５】
さらに、前記車両の駐車時に、調光についての指示を受けた場合には、透過率が５〜５０％である範囲で前記車両用ガラスの光学特性状態が調整変更されることを特徴とする請求項１４に記載の車両用ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミック素子の制御方法、調光装置、および車両用ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建築物および自動車において、窓ガラスは光および熱の出入口となっている。たとえば、建築物において、冬の暖房時に熱が窓から流失する割合は４８％程度に達し、夏の冷房時に熱が窓から入る割合は７１％程度にも達する。
【０００３】
また、自動車においては、空間に対する窓ガラスの割合は建築物における割合よりも大きいため、このような現象は顕著である。周知のとおり、夏場、炎天下に置かれた自動車の室内は非常に高温となる。高温状態の自動車では冷房装置を作動させた後であっても内装材の温度は容易に下がらず、内装材は長時間にわたって乗員に輻射熱を放出し続け、快適性が損なわれる。このような温度上昇は、日光が窓ガラスを介して車内に入射することに起因する。また、省エネルギーの見地からも、窓ガラスからの予期せぬ光および熱の出入りは好ましくない。
【０００４】
近年、建築物および自動車などへの光および熱の出入りを制御することのできる調光ガラスが開発されている。調光ガラスの調光方式としては、通電により光学特性が可逆的に変化するエレクトロクロミック素子を用いたものが知られている。エレクトロクロミック素子には、光の吸収により調光する素子（以下、吸収型の素子と称する）と、反射により調光する素子（以下、反射型の素子と称する）とが存在する。吸収型の素子としては、酸化タングステンを用いた素子が知られており、反射型の素子としては、マグネシウム−ニッケル合金を用いた素子が知られている。
【０００５】
下記の特許文献１および特許文献２に記載されている反射型の素子を用いた調光ガラスでは、電圧を印加することによって、素子の光学特性が、透過率が高い透明状態と反射率が高い鏡状態との間を可逆的に変化し、光および熱の出入りを制御することができる。
【０００６】
また、下記の非特許文献１および非特許文献２には、上記の透明状態と鏡状態との間を可逆的に変化する間に、反射型の素子が光の吸収率が高い状態をとることが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３３５５５３号公報
【特許文献２】米国特許第６６４７１６６号明細書
【非特許文献１】Ｗ．Ｌｏｈｓｔｒｏｈ，Ｒ．Ｊ．Ｗｅｓｔｅｒｗａａｌ，Ｊ．Ｌ．Ｍ．ｖａｎ  Ｍｅｃｈｅｌｅｎ，Ｃ．Ｃｈａｃｏｎ，Ｅ．Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ，Ｂ．Ｄａｍ，ａｎｄ  Ｒ．Ｇｒｉｅｓｓｅｎ，“Ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｅｄ  ｌａｙｅｒｅｄ  ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｂｌａｃｋ  Ｍｇ２ＮｉＨｘ  ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  ｍｉｒｒｏｒｓ”，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．９３  １９７４０４（２００４）
【非特許文献２】Ａ．−Ｍ．Ｃａｒｓｔｅａｎｕ，Ｍ．Ｒｏｄｅ，Ｄ．Ｚｕｒ，Ａ．Ｂｏｒｇｓｃｈｕｌｔｅ，Ｈ．Ｓｃｈｒｏｔｅｒ，ａｎｄ  Ｊ．Ｓｃｈｏｅｎｅｓ，“Ｈｉｇｈｌｙ  ａｂｓｏｒｂｉｎｇ，ｂｌａｃｋ  Ｍｇ  ａｎｄ  Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ−Ｍｇ  ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ  ｍｉｒｒｏｒｓ”，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ  ６９，２０５１１１（２００４）
【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、上記の制御方法では、透過率が最大である透明状態と、反射率が最大である鏡状態という素子の光学特性が変化することができる可変範囲の両端間で、一端から他端に向けて素子の光学特性が変化される。したがって、素子が透明状態または鏡状態に変化するのに時間がかかるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、透明状態または鏡状態に変化する時間が短縮された応答性の良好なエレクトロクロミック素子の制御方法を提供することである。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、応答性の良好な調光装置および車両用ガラスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【００１１】
本発明のエレクトロクロミック素子の制御方法は、通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子の制御方法であって、エレクトロクロミック素子の光学特性が、当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭小範囲内で変化するように、当該素子への通電状態を制御することを特徴とする。
【００１２】
本発明の調光装置は、透明基板と、前記透明基板上に設けられ、通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子と、前記エレクトロクロミック素子の光学特性が、当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭小範囲内で変化するように通電状態を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用ガラスは、通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子が設けられ、前記エレクトロクロミック素子の光学特性が当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭小範囲内で変化するように通電状態が制御される車両用ガラスであって、車両の走行時には、前記車両用ガラスの透過率が５〜１５％であり、反射率が１０〜３０％である範囲内に当該車両用ガラスの光学特性状態が設定され、車両の駐車時には、前記車両用ガラスの反射率が６０％以上である範囲内に当該車両用ガラスの光学特性状態が設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のエレクトロクロミック素子の制御方法によれば、素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭小範囲内で、素子の光学特性が変化するように通電状態が制御される。したがって、素子が透明状態または鏡状態に変化する時間が短縮される。
【００１５】
本発明の調光装置および車両用ガラスによれば、透明基板および車両用ガラス上の素子が、透明状態または鏡状態に変化する時間が短縮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図中、同様の部材には同一の符号を用いた。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における調光装置を示すブロック図である。
【００１８】
図１に示されるとおり、本実施の形態における調光装置は、調光部材１００、検出部１１０、制御部１２０、設定部１３０、および指示部１４０を有する。
【００１９】
調光部材１００は、通電時間の経過に応じて反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子を含む。素子の光学特性の変化に応じて、調光部材１００の光学特性もまた変化する。
【００２０】
検出部１１０は、調光部材１００の光学特性を検出するものである。検出部１１０は、たとえば、日射センサである。
【００２１】
制御部１２０は、調光部材１００の光学特性が、素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で変化するように、素子への通電状態を制御するものである。制御部１２０は、素子の光学特性が変化する向きに応じて、ＤＣ電源（不図示）から素子へ供給する電圧の極性を切り替えて、素子への通電状態を制御する。
【００２２】
設定部１３０は、制御の基点として複数の光学特性状態を設定するものであり、指示部１４０は、外部からの調光についての指示を受け付けるものである。
【００２３】
次に、本実施の形態の調光部材１００について詳細に説明する。図２は、本実施の形態の調光部材１００を示す断面図である。
【００２４】
図２に示されるとおり、本実施の形態における調光部材１００は、透明基板２００と、透明基板２００上に設けられたエレクトロクロミック素子３００から構成される。
【００２５】
透明基板２００は、上部にエレクトロクロミック素子３００が形成されるものである。また、透明基板２００は、素子３００の下側の界面に水および酸素が付着することを防止することができる。透明基板２００の材質は、素子３００を構成する部材を成膜できるものであればよく、たとえば、ガラスまたは樹脂シートである。さらに、樹脂シートの材質としては、コスト、透明性、および耐熱性などの見地から、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ナイロン、およびアクリルなどが好ましい。
【００２６】
エレクトロクロミック素子３００は、通電時間の経過に応じて反射率および透過率を含む光学特性が変化するものである。素子３００は、透過率が上昇すれば反射率が低下し、反射率が上昇すると透過率が低下する反射型のエレクトロクロミック素子である。素子３００の光学特性が透過率の高い透明状態または反射率の高い鏡状態へ変化する向きは、印加される電圧の極性によって制御される。さらに、通電を休止した場合、素子３００は、通電が休止される直前の光学特性状態を維持することができる。
【００２７】
次に、本実施の形態のエレクトロクロミック素子３００について詳細に説明する。
【００２８】
図２に示されるとおり、本実施の形態のエレクトロクロミック素子３００は、第１透明導電層３１０、マグネシウム−ニッケル合金層３２０、触媒層３３０、プロトン電解質層３４０、プロトン蓄積層３５０、および第２透明導電層３６０が順次に積層された構造を有する。
【００２９】
第１透明導電層３１０は、透明基板２００上に形成され、光を透過するとともに電流を流すことができるものである。第１透明導電層３１０は、たとえば、インジウム−錫酸化物、アンチモニー−錫酸化物、酸化錫、および酸化亜鉛などからなる。あるいは、第１透明導電層３１０として、有機高分子材料を適用することもできる。第１透明導電層３１０の表面抵抗は素子３００の応答性に影響し、その値は低いことが好ましい。望ましくは、透明導電層３１０の表面抵抗は、５０Ω／□（□：単位面積）以下である。また、透明導電層３１０が透明基板２００に形成された部材の透過率（可視光透過率）は高いほどよく、好ましくは、７０％以上である。
【００３０】
マグネシウム−ニッケル合金層３２０は、プロトンの吸蔵量に応じて透過率の高い透明状態と反射率の高い鏡状態との間を光学特性が変化するものである。より具体的には、マグネシウム−ニッケル合金層３２０にプロトンが供給される場合、鏡状態のマグネシウム−ニッケル合金がプロトンを吸蔵して透明状態の水素化物に変化する。一方、マグネシウム−ニッケル合金層３２０からプロトンが放出される場合、マグネシウム−ニッケル合金が透明状態から鏡状態に変化する。素子３００の光学特性は、マグネシウム−ニッケル合金のプロトン吸蔵量により変化し、光学特性の変化速度ならびに応答性は、プロトンおよび電荷の移動速度に依存する。マグネシウム−ニッケル合金層３２０におけるマグネシウムとニッケルの比率は、透過率の低下を抑制する見地から、原子量比で１０：１〜２：１の範囲にあることが望ましい。
【００３１】
触媒層３３０は、マグネシウム−ニッケル合金層３２０とプロトン蓄積層３５０との間でのプロトンの受け渡しを媒介するものである。触媒層３３０の材質は、プロトンを取り込む透過能力の高さから、パラジウムまたはパラジウム−金が好ましい。
【００３２】
プロトン電解質層３４０は、プロトン蓄積層３５０が触媒層３３０およびマグネシウム−ニッケル合金層３２０に接触することを防止するバリア層である。プロトン蓄積層３５０は酸性であるため、触媒層３３０およびマグネシウム−ニッケル合金層３２０に接触した場合、触媒層３３０およびマグネシウム−ニッケル合金層３２０を溶解してしまう。また、プロトン電解質層３４０の材質は、液漏れなどがないことから、固形のものが好ましい。固形のプロトン電解質としては、有機物、無機物、およびこれらの混合物を適用することができる。また、マグネシウム−ニッケル合金層３２０の酸化による劣化を防止する見地から、プロトン電解質は無水のものである必要がある。プロトン電解質層３４０は、たとえば、酸化タンタルおよび酸化ジルコニウムなどからなる。あるいは、プロトン電解質層３４０は、スルホン化ポリエーテルケトンのポリマーからなることもできる。
【００３３】
プロトン蓄積層３５０は、マグネシウム−ニッケル合金層３２０に供給されるプロトンを貯蔵するものである。プロトン蓄積層３５０の材質は、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、および酸化バナジウムなどの金属酸化物が好ましい。より好ましくは、プロトン蓄積層３５０は、酸化タングステンからなる。
【００３４】
第２透明導電層３６０は、プロトン蓄積層３５０上に形成され、光を透過するとともに電流を流すことができるものである。第２透明導電層３６０は、第１透明導電層３１０の構成と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００３５】
なお、本実施の形態の調光部材１００とは異なり、調光部材は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）などに示される構成を有していてもよい。
【００３６】
図３（Ａ）は、図２に示される素子３００の第２透明導電層３６０上に、さらに、透明基板２００ｂを形成したものである。このようにすると、素子３００の両側から水および酸素が侵入することを防止することができる。図３（Ｂ）は、図１に示される素子３００から第１透明導電層３１０を取り除いたものである。この場合、第１透明導電層３１０に代わって、マグネシウム−ニッケル合金層３２０に電圧が印加される。このようにすると、素子３００の形成プロセスを簡略化することができる。
【００３７】
以上のとおり構成される本実施の形態の調光部材１００および素子３００は、通電時間の経過に応じて光学特性が変化する。より具体的には、第１透明導電層３１０の極性がプラスかつ第２透明導電層３６０の極性がマイナスになるように電圧が印加される場合、素子３００は、反射率の高い鏡状態から透過率の高い透明状態に変化する。逆に、第１透明導電層３１０の極性がマイナスかつ第２透明導電層３６０の極性がプラスになるように電圧が印加される場合、素子３００は、透明状態から鏡状態に変化する。
【００３８】
次に、本実施の形態におけるエレクトロクロミック素子３００の制御方法について説明する。
【００３９】
本実施の形態におけるエレクトロクロミック素子３００の制御方法は、大きな範囲で素子３００の光学特性を変化させることができるにも関わらず、あえて狭い範囲で光学特性が変化するように、素子３００への通電状態を制御するものである。
【００４０】
より具体的には、たとえば、反射率と透過率の和が３５％以下である素子３００の外観が黒色の状態（以下、黒色状態と称する）を選択し、当該黒色状態から反射率が高い鏡状態または透過率が高い透明状態に素子３００の光学特性が変化するように、素子３００への通電状態を制御する。あるいは、たとえば、反射率が最大である状態よりも反射率が若干低い鏡状態と、透過率が最大である透明状態との間で光学特性が変化するように、通電状態を制御する。あるいは、たとえば、透過率が最大である状態よりも透過率が若干低い透明状態と、反射率が最大である鏡状態との間で光学特性が変化するように、通電状態を制御する。
【００４１】
図４は、本実施の形態のエレクトロクロミック素子の制御方法を示すフローチャートである。本実施の形態の制御方法では、制御の基点として複数の光学特性状態が予め設定され、設定された複数の光学特性状態の相互間で、素子３００の光学特性が変化するように、素子３００への通電状態が制御される。
【００４２】
まず、制御の基点としての複数の光学特性状態が設定される（ステップＳ１０１）。複数の光学特性状態のうち一の光学特性状態（以下、第１光学特性状態と称する）は、たとえば、素子３００の反射率と透過率の和が３５％以下の黒色状態である。他の光学特性状態（以下、第２光学特性状態と称する）は、たとえば、素子３００の反射率が６０％以上の鏡状態である。また、制御開始前の素子３００の光学特性は、上記の第１光学特性状態であるとする。ステップＳ１０２以下の処理では、第１光学特性状態（黒色状態）にある素子３００が第２光学特性状態（鏡状態）に変化するように、素子３００への通電状態が制御される。
【００４３】
素子３００への通電状態を制御する処理では、まず、調光についての第１の指示が受け付けられる（ステップＳ１０２）。調光についての第１の指示とは、たとえば、第１光学特性状態にある素子３００の光学特性が、所望の光学特性状態である第２光学特性状態に向かって変化する制御を指示するものである。
【００４４】
次に、受け付けた第１の指示に基づいて、素子３００への通電方向が設定される（ステップＳ１０３）。より具体的には、第１光学特性状態から第２光学特性状態に素子３００の光学特性が変化するように、素子３００の第１および第２透明導電層３１０，３６０の極性が設定される。
【００４５】
次に、素子３００への通電が開始される（ステップＳ１０４）。その結果、第１光学特性状態にある素子３００は、第２光学特性状態に向かって変化を開始する。
【００４６】
次に、素子３００の光学特性が検出される（ステップＳ１０５）。上述したとおり、素子３００の光学特性は、たとえば、日射センサにより検出される。
【００４７】
次に、素子３００の光学特性が第２光学特性状態であるか否かが判断される（ステップＳ１０６）。素子３００の光学特性が第２光学特性状態でない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、光学特性が第２光学特性状態になるまで通電を維持しつつ、ステップＳ１０５以下の処理を繰り返す。素子３００の光学特性が第２光学特性状態である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、通電処理を休止する（ステップＳ１０７）。その結果、素子３００の光学特性状態の変化も休止する。上述したとおり、素子３００は、特定の光学特性状態を維持するためのエネルギーを必要としないため、通電処理が終了される直前の第２光学特性状態が維持される。したがって、黒色状態にあった素子３００は鏡状態に変化し、鏡状態が維持される。
【００４８】
以上のとおり、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０７に示される処理によれば、素子３００に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で、光学特性を変化させることにより、通電時間を短縮することができる。より具体的には、制御の基点として予め設定された複数の光学特性状態の相互間で光学特性が変化するように、素子３００への通電状態が制御される。その結果、素子３００を透明状態または鏡状態に変化させるのにかかる時間が短縮される。
【００４９】
次に、図５および図６を参照しつつ、上述した本実施の形態における素子３００の制御方法について、比較例とともに詳細に説明する。図５は、本実施の形態におけるエレクトロクロミック素子の制御方法を説明するための図である。
【００５０】
図５（Ａ）に示されるとおり、本実施の形態の制御方法では、素子３００に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内に一の光学特性状態（図中の○印）および当該一の光学特性状態よりも透過率の高い他の光学特性状態（図中の□印）が設定され、一の光学特性状態から他の光学特性状態まで素子３００の透過率を変化させる。同様に、図５（Ｂ）に示されるとおり、本実施の形態の制御方法では、狭小範囲内に一の光学特性状態（図中の○印）および当該一の光学特性状態よりも透過率の低い他の光学特性状態（図中の□印）が設定され、一の光学特性状態から他の光学特性状態まで素子３００の透過率を変化させる。したがって、素子３００に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内において、一の光学特性状態と他の光学特性状態との相互間で光学特性が変化されることによって、素子３００を透明状態または鏡状態に変化させるのにかかる時間が短縮される。
【００５１】
また、本実施の形態の制御方法では、透過率が高い透明状態および反射率が高い鏡状態を確保する見地から、狭小範囲は、反射率が１０〜６５％であり、透過率が５〜５０％である範囲に対応することが望ましい。素子３００の透過率が低すぎる場合、十分に光を透過することができないため、十分な視界が得られない。一方、素子３００の反射率が低すぎる場合、十分に光を反射することができない。また、素子３００は、透過率が上昇すれば反射率が低下し、反射率が上昇すれば透過率が低下する反射型の素子であるため、透過率および反射率の上限値によって、それぞれの下限値は決定される。なお、本明細書中に用いられる透過率（可視光透過率）および反射率（可視光反射率）は、ＪＩＳ  Ｒ  ３１０６（板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法）に基づいて求められたものである。
【００５２】
あるいは、図５（Ａ）に示されるとおり、素子３００において透過率と通電時間との関係を示す透過率の特性曲線は、通電時間の増加にともなって当該特性曲線が立ち上がる立ち上がり点（図中のＡ）と、通電時間の増加にともなって透過率が飽和傾向を示す飽和点（図中のＢ）とを呈し、狭小範囲は、立ち上がり点と飽和点との間の範囲に対応することもできる。このような範囲では、通電時間の増加に対する透過率の変化が比較的大きいため、素子３００の光学特性を変化させるのにかかる時間がさらに短縮される。
【００５３】
図６は、比較例として、最大可変範囲で素子の光学特性を変化させる一般的な制御方法を説明するための図である。
【００５４】
図６（Ａ）に示されるとおり、一般的な制御方法では、透過率の最小値を起点（図中の○印）とし、最大値を終点（図中の□印）として、最小値から最大値まで透過率を変化させる。同様に、図６（Ｂ）に示されるとおり、一般的な制御方法では、透過率の最大値を起点（図中の○印）とし、最小値を終点（図中の□印）として、最大値から最小値まで透過率を変化させる。したがって、素子が透明状態または鏡状態に変化するのに時間がかかる。なお、素子の構成によって異なるけれども、エレクトロクロミック素子の透過率の最大値は５５±１０％であり、透過率の最小値は１％以下である。一方、反射率の最大値は８０±１５％であり、反射率の最小値は１０±１０％である。
【００５５】
次に、図７を参照して、本実施の形態のエレクトロクロミック素子の制御方法において制御の基点として設定される光学特性状態について説明する。図７は、図６におけるエレクトロクロミック素子の透過率測定時の反射率の推移を模式的に示す図である。
【００５６】
図７に示されるとおり、本実施の形態の素子において反射率と通電時間との関係を示す反射率の特性曲線は、極小点（図中の△）を呈し、複数の光学特性状態のうち一の光学特性状態は、極小点の近傍に対応する状態に設定される。このように極小点の近傍に一の光学特性状態が設定されると、極小点の近傍では光学特性の変化量が小さいため、反射率と透過率との和が低い状態を容易に維持することができる。
【００５７】
また、このような反射率が極小点をとる状態は、エレクトロクロミック素子の吸収率が高い黒色状態である。上述したとおり、素子が、このような吸収率の高い黒色状態をとることは知られていた。しかしながら、このような吸収率の高い状態は、光学的特性として利用されてこなかった。本実施の形態では、このような吸収率の高い黒色状態を利用することにより、素子は、たとえば、透明状態、鏡状態、および黒色状態の３つの状態をとることができる。言い換えれば、素子は、光を透過する透明状態および光を反射する鏡状態に加えて、光を吸収する黒色状態をとることができる。吸収率が６５％以上となると顕著になる黒色状態を確保する見地から、素子の構成によって異なるけれども、一の光学特性状態は、透過率と反射率との和が３５％以下となる範囲内に設定されることが望ましい。なお、このような吸収率が高い黒色状態は、マグネシウム−ニッケル合金層にプロトンが部分的に吸蔵された状態と考えられる。しかしながら、この吸収率が高い黒色状態の詳細は不明である。
【００５８】
以上のとおり、説明した本実施の形態における素子３００の制御方法では、予め設定された複数の光学特性状態に基づいて、素子３００の光学特性を変化させた。しかしながら、設定された複数の光学特性状態のうち少なくとも一つの光学特性状態は、調整変更されてもよい。
【００５９】
図８は、本実施の形態において、ユーザが素子の光学特性を調整変更する処理を示すフローチャートである。なお、図８に示すフローチャートでは、予め複数の光学特性状態が設定されている。
【００６０】
まず、調光についての第２の指示が受け付けられる（ステップＳ２０１）。調光についての第２の指示とは、たとえば、素子３００の光学特性を所望の状態に変化させるために、ユーザが調整変更用のつまみを回転させる操作に対応する指示である。
【００６１】
次に、受け付けた調光についての第２の指示に基づいて、少なくとも一つの光学特性状態が調整変更される（ステップＳ２０２）。
【００６２】
次に、調整変更された光学特性状態に向かって、素子３００の光学特性が変化するように、通電が開始される（ステップＳ２０３）。
【００６３】
次に、素子３００の光学特性が検出され（ステップＳ２０４）、素子３００の光学特性が調整変更された所望の光学特性状態であるか否かが判断される（ステップＳ２０５）。素子３００の光学特性が所望の光学特性状態でない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、光学特性が所望の光学特性状態になるまで通電を維持しつつ、ステップＳ２０４以下の処理を繰り返す。素子３００の光学特性が所望の光学特性状態である場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、素子３００への通電が休止される（ステップＳ２０６）。その結果、素子３００および調光部材１００の光学特性は、調整変更された所望の光学特性状態に維持される。
【００６４】
以上のとおり、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０６に示される処理によれば、素子３００および調光部材１００の光学特性が、ユーザからの指示によって調整変更される。より具体的には、たとえば、ユーザは、調整変更用のつまみを回すことによって、素子３００および調光部材１００の光学特性を調整変更することができる。
【００６５】
（変形例）
図９は、本実施の形態において、ユーザが素子の光学特性を調整変更する処理の変形例を示すフローチャートである。なお、本変形例では、ユーザは、素子３００の光学特性を所望の向きに変化させ、その後、素子３００の光学特性が所望の光学特性状態になったことを目視によって判断し、光学特性の変化を休止させるものである。
【００６６】
まず、調光についての第３の指示が受け付けられる（ステップＳ３０１）。調光についての第３の指示とは、ユーザが、光学特性を変化させる向きについての指示である。ユーザは、たとえば、素子３００の光学特性を変化させる向きを指示するボタンを押すことによって、素子３００の変化の向きを指示することができる。
【００６７】
次に、受け付けた第３の指示に基づいて、通電が開始される（ステップＳ３０２）。素子３００の光学特性は、ユーザからの指示にしたがって、透明状態または鏡状態に向かって変化を開始する。
【００６８】
次に、ユーザからの休止指示があるか否かが判断される（ステップＳ３０３）。ユーザは、目視によって素子３００が所望の光学特性状態に到達したと判断した場合、たとえば、休止ボタンを押すことによって、素子３００の光学特性の変化を休止させることができる。ユーザからの指示がない場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、ユーザからの指示があるまで待機する。ユーザからの指示がある場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、素子３００への通電が休止される（ステップＳ３０４）。その結果、素子３００および調光部材１００の光学特性は、ユーザが目視によって判断した所望の光学特性状態に維持される。
【００６９】
以上のとおり、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４に示される処理によれば、素子３００および調光部材１００の光学特性が、ユーザからの指示によって調整変更される。より具体的には、ユーザは、目視によって、素子３００および調光部材１００が所望の光学特性状態になったか否かを判断し、素子３００の光学特性の変化を休止させることができる。
【００７０】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、以下の効果を奏する。
【００７１】
本実施の形態のエレクトロクロミック素子の制御方法は、エレクトロクロミック素子の光学特性が、当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で変化するように、当該素子への通電状態を制御する。したがって、素子が透明状態または鏡状態に変化する時間が短縮される。
【００７２】
制御方法は、素子の光学特性が狭小範囲内で変化するように、制御の基点として複数の光学特性状態を設定する設定段階と、設定された複数の光学特性状態の相互間で光学特性が変化するように、素子への通電状態を制御する制御段階と、を有する。したがって、素子が透明状態または鏡状態に変化する時間がさらに短縮される。
【００７３】
複数の光学特性状態のうち一の光学特性状態は、反射率と透過率との和が３５％以下となる範囲内に設定される。したがって、素子は、吸収率が高い黒色状態をとることができる。
【００７４】
素子において反射率と通電時間との関係を示す反射率の特性曲線は、極小点を呈し、複数の光学特性状態のうち一の光学特性状態は、極小点の近傍に対応する状態に設定される。したがって、透過率と反射率の和が低い状態に、容易に基点を設定することができる。
【００７５】
複数の光学特性状態のうち他の光学特性状態は、反射率が６０％以上となる範囲内に設定される。したがって、素子は、反射率が高い鏡状態をとることができる。
【００７６】
制御段階は、素子の光学特性を測定しつつ、当該素子に通電する段階と、測定された光学特性が、制御の基点としての複数の光学特性状態のうち一つの光学特性状態となるのを待って通電を休止する段階と、を有する。したがって、設定された複数の光学特性状態の相互間で、素子の光学特性状態を変化させることができる。
【００７７】
狭小範囲は、反射率が１０〜６５％であり、透過率が５〜５０％である範囲に対応する。したがって、制御範囲が狭くても、素子は、透明状態および鏡状態をとることができる。その結果、光を透過して十分な視界を確保することができるとともに、光を反射する状態を確保することができる。
【００７８】
素子において透過率と通電時間との関係を示す透過率の特性曲線は、通電時間の増加にともなって当該特性曲線が立ち上がる立ち上がり点と、通電時間の増加にともなって透過率が飽和傾向を示す飽和点とを呈し、狭小範囲は、立ち上がり点と飽和点との間の範囲に対応する。したがって、素子の光学特性を変化させるのにかかる時間がさらに短縮される。
【００７９】
素子は、特定の光学特性状態を維持するためにエネルギーを必要としない。したがって、消費電力を低減することができる。
【００８０】
狭小範囲内で光学特性を変化させるのに要する通電時間は、最大可変範囲にわたって光学特性を変化させるのに要する通電時間よりも短い。
【００８１】
本実施の形態の調光装置は、透明基板と、透明基板上に設けられ、通電時間の経過に応じて、反射率および透過率を含む光学特性が変化するエレクトロクロミック素子と、素子の光学特性が、当該素子に応じて定まる最大可変範囲よりも狭い狭小範囲内で変化するように通電状態を制御する制御部と、を有する。したがって、調光部材を透明状態または鏡状態に変化させるのにかかる時間が短縮される。また、応答性の良好な調光装置を得ることができる。
【００８２】
本実施の形態の制御方法は、調光についての指示を受け付ける段階をさらに有し、設定段階は、受け付けた調光についての指示に基づいて、少なくとも一つの光学特性状態を調整変更する調整変更段階を含む。したがって、ユーザからの指示に応じて、素子の光学特性状態を調整変更することができる。
【００８３】
本実施の形態の制御方法は、調光についての指示を受け付ける段階と、受け付けた調光についての指示に基づいて、素子の光学特性が変化するように、素子への通電状態を制御する制御段階と、を有する。したがって、ユーザからの指示に応じて、素子の光学特性状態を調整変更することができる。さらに、ユーザは、目視による判断に基づいて、素子の光学特性状態を調整変更することができる。
【００８４】
なお、第１の実施の形態における調光部材は、建築部材および自動車部品などへの適用が可能である。建築部材の場合、窓ガラスが代表的な適用部材である。自動車部品の場合、窓ガラス、サンルーフ、外板、および内装などが適用部材であり、特に、窓ガラスおよびサンルーフに適用することができる。
【００８５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態は、上述した第１の実施の形態における調光部材が車両用ガラスに適用された実施の形態である。
【００８６】
図１０は、本発明の第２の実施の形態における車両用ガラスが搭載される車両を示す図である。図１０に示されるとおり、本実施の形態の車両用ガラス４００は、フロントガラス４００ａ、リアガラス４００ｂ、サイドガラス４００ｃ、およびサンルーフ４００ｄとして用いられる。なお、調光部材が車両用ガラスに適用されていることを除いては、第１の実施の形態と同様であるため、車両用ガラスに関する説明は省略する。
【００８７】
本実施の形態において、車両５００の走行時には、車両用ガラス４００が黒色状態または透明状態に設定される。より具体的には、車両５００の走行時には、視界確保の見地から、少なくともフロントガラス４００ａは、透明状態に維持される。フロントガラス４００ａを除く他の車両用ガラス４００ｂ，４００ｃ，４００ｄは、上述した吸収率の高い黒色状態に維持される。
【００８８】
このように制御すると、夏場の車両５００の走行時には、フロントガラス４００ａを除く他の部位の車両用ガラス４００ｂ，４００ｃ，４００ｄが黒色なので、日光が吸収される。黒色状態の車両用ガラス４００ｂ，４００ｃ，４００ｄに吸収された日光の熱は、車両５００の走行時の風により容易に冷却される。その結果、車両５００の走行時の空調機への負荷が軽減される。この黒色状態を維持する見地から、車両５００の走行時において車両用ガラス４００の透過率が５〜１５％であり、反射率が１０〜３０％である範囲内に車両用ガラス４００の光学特性は設定されることが望ましい。
【００８９】
さらに、車両５００の乗員は、車両用ガラス４００の光学特性を調整変更することもできる。しかしながら、車両用ガラス４００は、透過率が低い状態であっても、鏡状態にならないように制御される必要がある。車両５００の走行時に車両用ガラス４００が鏡状態にあるとすれば、反射光が周囲に拡散し、安全面で問題がある。
【００９０】
一方、車両５００の駐車時は、乗員が状態を変化させない限り、車両用ガラス４００は鏡状態となるように制御される。
【００９１】
このように制御すると、車両５００の駐車時は、車両用ガラス４００を鏡状態にすることで日光を反射して、車両５００内部への光および熱の侵入を抑制することができる。その結果、車両５００内部が高温になることが抑制され、乗員が車両５００に乗り込む際の不快感を低減することができる。反射率の高い鏡状態を維持する見地から、車両用ガラス４００の反射率は６０％以上である範囲内に設定されることが望ましい。
【００９２】
また、車両５００の駐車時に、調光についての指示を受けた場合には、透過率が５〜５０％である範囲で車両用ガラス４００の光学特性状態が調整変更される。すなわち、車両５００の乗員が、車両用ガラス４００を鏡状態から透明状態に調整変更して、視界を確保することができる。なお、調光についての指示自体は、第１の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【００９３】
以上のとおり、説明した本実施の形態は、第１の実施の形態に加えて、以下の効果を奏する。
【００９４】
本実施の形態の車両用ガラスは、車両の走行時には、車両用ガラスの透過率が５〜１５％であり、反射率が１０〜３０％である範囲内に当該車両用ガラスの光学特性状態が設定され、車両の駐車時には、車両用ガラスの反射率が６０％以上である範囲内に当該車両用ガラスの光学特性状態が設定される。したがって、車両の走行時には、車両用ガラスが光および熱を吸収し、当該車両用ガラスから熱を放出することができる。また、車両の駐車時には、車両用ガラスが光を反射し、光および熱の車両内部への侵入を抑制することができる。その結果、車両の乗員の快適性が向上される。
【００９５】
本実施の形態の車両用ガラスは、車両の駐車時に、調光についての指示を受けた場合には、透過率が５〜５０％である範囲で車両用ガラスの光学特性状態が調整変更される。したがって、環境などに応じて、乗員が車両用ガラスの光学特性を調整変更することができる。また、応答性の良好な車両用ガラスを得ることができる。
【００９６】
以上のとおり、第１および第２の実施の形態において、本発明のエレクトロクロミック素子の制御方法およびこの制御方法によって制御されるエレクトロクロミック素子を有する調光装置および車両用ガラスを説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、省略することができることはいうまでもない。
【００９７】
たとえば、第１の実施の形態では、素子の光学特性を測定しつつ、当該素子への通電状態を制御している。しかしながら、素子への通電時間を検出しつつ、当該素子への通電状態を制御してもよい。この場合、たとえば、通電時間と素子の光学特性との関係を示す変換テーブルを予め作成し、制御部は、当該変換テーブルに基づいて、素子への通電状態を制御することができる。
【００９８】
また、第１の実施の形態では、素子の光学特性が第１光学特性状態から第２光学特性状態に変化する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、設定される光学特性状態は、２つに限定されるものではなく、複数設定されることができる。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例を用いて本発明の実施の形態をより詳細に説明する。しかしながら、本発明は、本実施例によって何ら限定されるものではない。
【０１００】
まず、第１の実施の形態における図２に示す調光部材と同様の調光部材を製作した。厚さ１ｍｍのガラス基板上に、インジウム−錫酸化物層、酸化タングステン層、酸化タンタル層、触媒層、マグネシウム−ニッケル合金層、およびインジウム錫−酸化物層を順次に積層した。透明導電層であるインジウム−錫酸化物の表面抵抗は、１０Ω／□であった。酸化タングステン層および酸化タンタル層は、それぞれ５００ｎｍおよび１５０ｎｍの厚さに成膜した。
【０１０１】
次に、ガラス基板上のインジウム−錫酸化物層に配線を施し、電圧６Ｖで駆動させ、比較例として、鏡状態から透明状態および透明状態から鏡状態に変化させた。このとき、透過率１％の状態から最大値になるまでの時間およびその時の最大透過率と、最大値から透過率１％になるまでの時間を調べた。また、透過率１％の状態および最大値から黒色状態になるまでの時間と黒色状態の透過率および反射率を調べた。
【０１０２】
次に、実施例として、本発明のエレクトロクロミック素子の制御方法における制御の基点として、黒色状態、透過率が５０％、および反射率が６０％となる状態となる状態を設定し、黒色状態から透過率が５０％になる時間および反射率が６０％になる時間を調べた。
【０１０３】
（比較例）
透過率１％の状態から最大値まで変化するのにかかった時間は１２０００秒であり、その時の最大透過率は５６％であった。また、透過率１％の状態から黒色状態に到達するまでにかかった時間は２５００秒であった。
【０１０４】
さらに、最大値から透過率１％の状態まで変化するのにかかった時間は１０００秒であった。また、最大値から黒色状態に到達するまでにかかった時間は８５０秒であった。黒色状態の反射率は１０％であり、黒色状態の透過率は１２％であった。
【０１０５】
（実施例）
本発明の制御方法において黒色状態から透明状態（透過率５０％）まで変化するのにかかった時間は１０００秒であった。また、本発明の制御方法において黒色状態から鏡状態（反射率６０％）まで変化するのにかかった時間は３００秒であった。
【０１０６】
以上のとおり、本発明の制御方法によれば、透過率が１％から最大値になるまでの時間に比べて、大幅に時間が短縮されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における調光装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示す調光部材を示す断面図である。
【図３】図１に示す調光部材の変形例を示す断面図である。
【図４】図１に示すエレクトロクロミック素子の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】図１に示す調光部材におけるエレクトロクロミック素子の制御方法を説明するための図である。
【図６】最大可変範囲で光学特性を変化させる一般的な制御方法を模式的に示す図である。
【図７】図６におけるエレクトロクロミック素子の透過率測定時の反射率の推移を模式的に示す図である。
【図８】図１に示す調光部材において、ユーザが素子の光学特性を調整変更する処理を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す処理の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における車両用ガラスが搭載される車両を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１００    調光部材、
１１０    検出部、
１２０    制御部、
１３０    設定部、
１４０    指示部、
２００    透明基板、
３００    エレクトロクロミック素子、
４００    車両用ガラス、
５００    車両。
【図１】
2007101723.tif 000003
【図２】
2007101723.tif 000004
【図３】
2007101723.tif 000005
【図４】
2007101723.tif 000006
【図５】
2007101723.tif 000007
【図６】
2007101723.tif 000008
【図７】
2007101723.tif 000009
【図８】
2007101723.tif 000010
【図９】
2007101723.tif 000011
【図１０】
2007101723.tif 000012