(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作用電極と対極との間の電圧印加により光透過量が調節可能である光学装置の駆動方法において、前記作用電極と前記対極との間にメイン電源と補助電源とを並列に接続し、前記メイン電源と前記補助電源とをそれぞれ制御するための制御部を設け、この制御部からの制御信号によって、
前記メイン電源のバッテリー残量有りのときは、前記メイン電源のオフのタイミング  より所定時間前の時点で前記メイン電源による消色動作を行ってから前記メイン電源を  オフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量有りの  ときは、前記メイン電源のオフのタイミングより所定時間前の時点で前記補助電源によ  る消色動作を行ってから前記メイン電源をオフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量無しの  ときは、前記メイン電源を再びオンした後に、初期動作として消色の駆動から行う
ことを特徴とする、光学装置の駆動方法。
【請求項２】
日付や時計機能を駆動させている前記補助電源を使用する、請求項１に記載した光学装置の駆動方法。
【請求項３】
透明電極を備える基板間にスペーサ部材を用いて空間が設けられ、この空間に、可逆的に光透過量を調節可能な光透過量調節液又は固体が充填されている調光素子を駆動する、請求項１に記載した光学装置の駆動方法。
【請求項４】
前記光透過量調節液として、前記電圧印加により可逆的に着色、消色状態となるエレクトロクロミック材料を使用する、請求項３に記載した光学装置の駆動方法。
【請求項５】
作用電極と対極との間の電圧印加により光透過量が調節可能である光学装置において、前記作用電極と前記対極との間にメイン電源と補助電源とが並列に接続され、前記メイン電源と前記補助電源とをそれぞれ制御するための制御部が設けられ、この制御部からの制御信号によって、
前記メイン電源のバッテリー残量有りのときは、前記メイン電源のオフのタイミング  より所定時間前の時点で前記メイン電源による消色動作を行ってから前記メイン電源を  オフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量有りの  ときは、前記メイン電源のオフのタイミングより所定時間前の時点で前記補助電源によ  る消色動作を行ってから前記メイン電源をオフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量無しの  ときは、前記メイン電源を再びオンした後に、初期動作として消色の駆動から行う
ことを特徴とする光学装置。
【請求項６】
日付や時計機能を駆動させている前記補助電源が使用される、請求項５に記載した光学装置。
【請求項７】
透明電極を備える基板間にスペーサ部材を用いて空間が設けられ、この空間に、可逆的に光透過量を調節可能な光透過量調節液又は固体が充填されている調光素子を構成する、請求項５に記載した光学装置。
【請求項８】
前記光透過量調節液として、前記電圧印加により可逆的に着色、消色状態となるエレクトロクロミック材料が使用される、請求項７に記載した光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学装置（例えば、数字若しくは文字表示又はＸ−Ｙマトリックス表示などを行うための表示装置や、可視光域（波長：４００〜７００ｎｍ）において光透過率又は光反射率の制御が可能なフィルタ）及びその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エレクトロクロミック材料（ＥＣ材料）は、電圧駆動型の表示装置に用いられ、例えば時刻を表示するデジタル時計等に採用されている。
【０００３】
エレクトロクロミック表示素子（ＥＣＤ）は、非発光型の表示装置であって、反射光や、透過光による表示であるために、長時間の観察によっても疲労感が少ないという利点を有すると共に、駆動電圧が比較的低く、消費電力が少ないなどの利点を有する。例えば、特開昭５９−２４８７９号公報に開示されているように、液体型ＥＣＤとして可逆的に着色、消色状態を形成する有機分子系のビオロゲン分子誘導体をＥＣ材料に用いるものが知られている。
【０００４】
精密光学機器の発展に伴って、これまでの可変ＮＤフィルタに置きかわる微細かつ低消費電力型の光量調節デバイスが必要となっているが、上記の如きＥＣＤ又はその周辺技術に加えて、金属塩、例えばハロゲン化銀の析出／溶解を利用した透過型又は反射型の電気化学的調光素子の開発が行われてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようなこれまでの調光素子においては、着色をさせたままの状態で、電源をオフ（ＯＦＦ）にし、長時間そのままの状態で放置しておくと、消え残りの原因となる。また、それが繰り返されると、消え残りが増大することにより、素子の表示部分の視覚的欠陥を招いたり、素子そのものの寿命を大きく縮める原因となっていた。また、着色のムラの原因ともなっていた。
【０００６】
本発明の目的は、消え残りをなくし、素子欠陥や着色ムラもなくすことのできる光学装置及びその駆動方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、作用電極と対極との間の電圧印加により光透過量が調節可能である光学装置の駆動方法において、前記作用電極と前記対極との間にメイン電源と補助電源とを並列に接続し、前記メイン電源と前記補助電源とをそれぞれ制御するための制御部を設け、この制御部からの制御信号によって、
前記メイン電源のバッテリー残量有りのときは、前記メイン電源のオフのタイミング  より所定時間前の時点で前記メイン電源による消色動作を行ってから前記メイン電源を  オフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量有りの  ときは、前記メイン電源のオフのタイミングより所定時間前の時点で前記補助電源によ  る消色動作を行ってから前記メイン電源をオフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量無しの  ときは、前記メイン電源を再びオンした後に、初期動作として消色の駆動から行う
ことを特徴とする、光学装置の駆動方法に係るものである。
【０００８】
また、本発明は、作用電極と対極との間の電圧印加により光透過量が調節可能である光学装置において、前記作用電極と前記対極との間にメイン電源と補助電源とが並列に接続され、前記メイン電源と前記補助電源とをそれぞれ制御するための制御部が設けられ、この制御部からの制御信号によって、
前記メイン電源のバッテリー残量有りのときは、前記メイン電源のオフのタイミング  より所定時間前の時点で前記メイン電源による消色動作を行ってから前記メイン電源を  オフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量有りの  ときは、前記メイン電源のオフのタイミングより所定時間前の時点で前記補助電源によ  る消色動作を行ってから前記メイン電源をオフし、
前記メイン電源のバッテリー残量無しのときに前記補助電源のバッテリー残量無しの  ときは、前記メイン電源を再びオンした後に、初期動作として消色の駆動から行う
ことを特徴とする光学装置も提供するものである。
【０００９】
本発明の駆動方法及び光学装置によれば、消色動作を行った後に駆動電源をオフにする（換言すれば、駆動電源をオフする際、その前に必ず消色動作を行う）か、或いは、駆動電源をオンした際に、初期動作を消色の駆動から行うので、電源ＯＦＦ時の消え残りがなくなり、これによって、表示素子の欠陥や、着色のムラがなくなり、素子の信頼性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の駆動方法及び光学装置においては、日付や時計機能を駆動させている補助電源（バッテリー）を使用して前記消色動作を行うことが望ましい。
【００１１】
このようにすれば、ポータブル用途の端末機器等において、使用者が、調光素子を着色させたまま、電源をＯＦＦにせずに誤って主バッテリーを外し、強制的な電源ＯＦＦの状態になっても、次に駆動する前には、必ず消色された状態となるので、消え残りになることはなく、従って、消え残りの積算もない。これ以外においても、ポータブル用途の端末機器等において、主バッテリーの残量が使用途中でなくなってしまった場合にも対応できる。もちろん、据え置きの機器においても、コンセントを誤って抜いてしまった場合にも対応できる。
【００１２】
このような効果は、本発明の駆動方法及び光学装置において、着色状態で電源をオフしても、次の動作開始時には消色動作から始める場合にも得られる。
【００１３】
次に、本発明の光学装置とその駆動方法の好ましい実施の形態を説明する。
【００１４】
本実施の形態による光学装置としての調光素子の構成を図１〜図３に示す。ここで、１は透明電極、２、１２はリード線、３は絶縁膜、４、１４は外部接点（端子）、５は基板、６及び８は開口、１０は対極である。各リード線２、１２は、制御部３０で制御されるメイン電源３１と補助電源３２とにそれぞれ接続されている。なお、図中の膜の厚み方向のスケールは、ＸＹ方向（紙面の面内方向）のスケールと異なっているが、これは、実際には、基板上の膜（透明電極等）は透明電極１：数千Å、リード線２、１２：数千Å、絶縁膜３：数μｍと非常に薄いものであって実倍での表記が不可能なためである（以下、図中の膜厚の表記はこれに従うものとする。
【００１５】
この調光素子２０は、上記の如き基板５を２枚用い、これらの間にスペーサを挟み込み、その間のスペースに液（例えば、有機分子系のビオロゲン誘導体等）を充填し、電位をかけることによって、光透過率を変化させるものである。
【００１６】
即ち、図３及び図４において、５ａ及び５ｂは上記構成の基板、６ａ及び６ｂ、８ａ及び８ｂは開口、１ａ及び１ｂは上記と同様の透明電極、３ａ及び３ｂは上記と同様の絶縁膜、７はスペーサ、９は光透過率が調節可能な液、１０ａ及び１０ｂは対極、１１はシール用接着剤である。
【００１７】
そして、透明電極（作用電極）１ａ及び１ｂと対極１０ａ及び１０ｂとの間に印加する電圧の極性によって、図４のように透明電極１ａ及び１ｂ上に液９から堆積物２２を矢印のように堆積させて遮光状態（着色状態）となし、また図５のように堆積物２２を矢印のように解離して対極１０ａ及び１０ｂ上へ移動させることにより、光透過状態（消色状態）となる。
【００１８】
この調光素子２０においては、共通の基板５ａ、５ｂ上に透明電極１ａ、１ｂをリード線、外部接点と共にそれぞれ所定のパターンに作製する。これらの各膜の成膜方法は、薄膜の成膜に一般的に用いられているスパッタリング、蒸着やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の方法で行ってよい。
【００１９】
上記リード線の材料は、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃｒ、またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒを使用してよい。上記の透明電極の材料としては、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化物（Ｉｎ2 Ｏ3 ）、ＳｎＯ2 やＺｎＯを使用できる。外部接点は、リード線と一体であって、別々に成膜・パターニングを行うわけではなく、機能として分類しただけである。各透明電極、リード線の膜厚は、数千Åであり、絶縁膜は数μｍである。
【００２０】
そして、透明電極１ａ、１ｂの側方に、対極１０ａ、１０ｂを所定の位置、形状になるように形成する。この対極には、導電性樹脂材料の塗布膜（フィラーは銀粉など）、メッキ膜やスパッタリング、ＣＶＤ法の如き化学又は物理的成膜法による成膜、或いはＡｇ板がある。
【００２１】
上記した調光素子２０は、透明電極１ａ、１ｂの周囲が絶縁層３ａ、３ｂで被覆され、この絶縁層下で低抵抗電極材料の端子が導出されると共に、絶縁層３ａ、３ｂ上において一対の基板５ａ−５ｂ間がスペーサ７を介して接着剤１１によって接着されている。従って、基板５ａ、５ｂとスペーサ７を接着する部分がフラットであるから、この接着部分では何ら隙間が生じず、封入した光透過率が調節可能な液（例えば有機分子系のビオロゲン誘導体など）９の液漏れが生じることはない。
【００２２】
次に、本実施の形態による調光素子とその駆動方法の例を説明する。
【００２３】
＜駆動例▲１▼＞
この調光素子を上記のようにセットして、表示板や掲示板等のディスプレイとして組立てる。そして、そのディスプレイを使用後、つまり何かを表示してある状態で、使用者が電源をＯＦＦにしたい時には、当然メインスイッチ等をＯＦＦにするはずである。
【００２４】
その際に、電源を突然ＯＦＦの状態にするのではなく、図６に示すように、スイッチがＯＦＦに操作されたならば、電源そのものをＯＦＦにするｔA時間前に、後述する内部の回路やソフトウエアで、必ず、透明電極１ａ、透明電極１ｂから対極１０ａ、対極１０ｂに向かってｔB時間だけ電圧を印加若しくは電流を流す。これにより、その表示素子を図５及び図６のように消色状態にする。次いで電源をＯＦＦするまでのｔC時間中には、表示素子は完全に消色状態となる。こうして、次に電源をＯＮにした時には、完全に消色した状態であり、消え残りがない。
【００２５】
これは、ディスプレイを表示したままの状態で、終了したくない時には特に有効である。
【００２６】
＜駆動例▲２▼＞
何かを表示してある状態で使用者が電源をＯＦＦしたい時に、駆動例▲１▼に述べたように、電源をＯＦＦにする際に、そのディスプレイにセットされている、日付や時計機能を駆動させている補助バッテリーを使用して、調光素子の消色を行えば、再度電源をＯＮする時には、消え残りがない状態で、着色のスタートができる。
【００２７】
このような設定にすれば、主バッテリーの残量が使用途中でなくなってしまった場合にも、パワーＯＦＦ時に消え残りをなくすことができる。
【００２８】
＜駆動例▲３▼＞
駆動例▲１▼と同様に、何かを表示してある状態で使用者が電源をＯＦＦにしたい時に、そのままメインスイッチを切ることにより、駆動例▲１▼のように消色をしてからではなく、電源が突然ＯＦＦされても、再度電源をＯＮ状態にする時に、必ず調光素子のイニシャライズとして、消色モードより起動させれば、表示開始時には消え残りがない。
【００２９】
このようにすれば、ポータブル機器等において、使用者が電源スイッチをＯＦＦにせず、主バッテリーを突然はずしてしまったり、使用途中で主バッテリーの残量がなくなってしまった時にも対応することができる。
【００３０】
据え置き型の端末機器等でも、絶えずコンセントより電源が供給できるものは、メインで上記▲１▼の駆動、コンセントが強制的に抜けた場合や停電時のみ上記▲２▼の駆動、更に補助バッテリー残量が無い場合は上記▲３▼の駆動を、という組み合わせができる（図７参照）。また、補助バッテリーを持たないポータブル機器においては、上記▲１▼と▲３▼というように、組み合わせや場合分けを行うことにより、仕様に応じて様々な機器に対応できる。
【００３１】
図８は、上記の図７の動作をブロック回路的に説明するものである。即ち、
メインスイッチオフ時に、各電源３１及び３２の状態によって、メイン電源有りのときには制御部３０から制御信号（１）を出力してメイン電源３１により調光素子に対し上記▲１▼の動作を行わせる。逆に、メイン電源無しのときには、補助電源（バッテリー）３２が有りであれば、制御部３０から制御信号（２）を出力して補助電源３２により調光素子に上記▲２▼の動作を行わせ、また補助電源３２が無しであれば、制御部３０からの制御信号（３）によって、メイン電源３１を再びオン後に調光素子に上記▲３▼の動作を行わせる。
【００３２】
以上に述べたことから明らかなように、本実施の形態による調光素子及びその駆動方法の利点をまとめると次の通りである。
【００３３】
（１）電源ＯＦＦ時の消え残りが無くなる。これにより、表示素子の欠陥や着色のムラがなくなり、素子の信頼性が向上する。
（２）ポータブル用途の端末機器等において、使用者が、調光素子を着色させたまま電源をＯＦＦにせずに誤って主バッテリーを外し、強制的な電源ＯＦＦの状態になっても、次に駆動する前には、必ず消色された状態となるので、消え残りになることはなく、従って、消え残りの積算もない。
（３）これ以外においても、ポータブル用途の端末機器等において、主バッテリーの残量が使用途中で無くなってしまった場合にも対応できる。
（４）もちろん、据え置きの機器においても、コンセントを誤って抜いてしまった場合にも対応できる。
【００３４】
なお、上記の例では、調光に使用する透明電極１ａ、１ｂと対極１０ａ、１０ｂとをそれぞれ１面ずつ使用しているが、調光に使用する透明電極を３面、導電性の膜と導通を取るための透明電極を５面等、組み合わせはいくつも考えられ、目的や仕様に応じて変えられることは勿論である。
【００３５】
また、各膜をはじめ、素子の構成部分の材質や形状、構造なども様々に変更してよい。光透過率が調節可能な液も、ビオロゲン分子誘導体に限らず、ＡｇＢｒの如きハロゲン化銀などを用いることができる。
【００３６】
また、本発明による光学装置は、公知の種々のフィルタ材（例えば有機系のエレクトロクロミック材、液晶、エレクトロルミネッセンス材）を組み合わせる等も可能である。また、本発明による光学装置は、ＣＣＤの光学絞り用をはじめ、各種光学系、更には電子写真複写機や光通信機器等の光量調節用としても広く適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の光学装置及びその駆動方法によれば、消色動作を行った後に駆動電源をオフにする（換言すれば、駆動電源をオフする際、その前に必ず消色動作を行う）か、或いは、駆動電源をオンした際に、初期動作を消色の駆動から行うので、電源ＯＦＦ時の消え残りがなくなり、これによって、表示素子の欠陥や、着色ムラがなくなり、素子の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく光学装置の基板の平面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図 1の III−III 線に沿う装置の断面図である。
【図４】同、動作時の着色状態を示す図３と同様の断面図である。
【図５】同、動作時の消色状態を示す図３と同様の断面図である。
【図６】同、動作時のタイミングチャートである。
【図７】同、駆動例の基本動作フロー図である。
【図８】同、駆動例の動作回路ブロック図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ…透明電極、２、１２…リード線、
３、３ａ、３ｂ…絶縁膜、５、５ａ、５ｂ…基板、
７…スペーサ、９…光透過率の調節可能な液、１０ａ、１０ｂ…対極、
１１…接着剤、２２…堆積物、２０…調光素子、３０…制御部、
３１…メイン電源、３２…補助電源
【図１】
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【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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