JP6245631B2 - エレクトロデポジション素子及びミラーデバイス - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロデポジション素子及びミラーデバイスに関する。

電圧の印加による電気化学的可逆反応（電解酸化還元反応）による物質の色変化現象を利用した非発光型表示素子として、エレクトロクロミック表示素子(electrochromic display; ECD)が知られている。

エレクトロクロミック技術を用いると、表示素子の反射率及び透過率を電気的に制御することができる（たとえば非特許文献１及び２参照）。エレクトロクロミック表示素子は、液晶表示素子や電気泳動型表示素子と、基本的には類似のセル構造を有し、電極間にエレクトロクロミック材料を含む電解質層が配置される。構造はエレクトロクロミック材料の相違等により多岐にわたる。

エレクトロクロミック材料（電圧が印加されると電気化学的な酸化または還元反応を起こし、それにより発色または消色等の変色を生じる材料）のうち、酸化または還元反応によって、材料の一部が、たとえば電極上に析出・堆積（エレクトロデポジション）、または、電極上から消失するものを、エレクトロデポジション材料と呼ぶ。また、エレクトロデポジション材料を用いた素子をエレクトロデポジション素子と呼ぶ。

エレクトロデポジション素子の、表示装置や調光ガラス（スマートウインドウ）への応用が検討されている。しかしながら、たとえばＡｇＮＯ_３、ＡｇＣｌＯ_４、ＡｇＢｒ等の銀を含むエレクトロデポジション材料を使用する素子においては、銀の析出面が黒色を帯びることが多く、鏡面反射を得ることが難しかった。

本願発明者らは、銀を含むエレクトロデポジション材料を使用して、高い反射率を有する鏡面反射膜の形成に成功した（たとえば、特許文献１参照）。この技術に特に問題はないが、表示装置や調光ガラス以外の用途に用いる提案や検討はなされていなかった。

図１５は、車載用ルームミラー（室内後写鏡）の構造を示す概略図である。本図に示す車載用ルームミラーは、夜間、後続車両の前照灯の眩しさを低減可能な手動式防眩ミラーである。たとえばガラス３０、ハーフミラー３１、及びミラー３２を含んで構成され、二重写りを利用して、相対的に明るい像が得られる状態と、相対的に暗い像が得られる状態とを手動で切り替える。運転中に手動で切り替えを行う場合、安全面での問題が生じ得る。

なお、エレクトロクロミック素子を用いた防眩ミラーの提案はなされているが、エレクトロデポジション素子を使用するものではない。

特開２０１２−１８１３８９号公報

「エレクトロクロミックディスプレイ」産業図書、馬場宜良他著 「電子ペーパーの各種表示方式と実用化に向けた課題と対応策」技術情報協会、第７章、小林範久著

本発明の目的は、新規な構成を有し、たとえば電圧の印加状態に応じて、入射光の進行方向を複数の方向に異ならせることができるエレクトロデポジション素子、及び、ミラーデバイスを提供することである。

本発明の一観点によると、第１の部材、及び、該第１の部材上方に配置された電極を備える第１の基板と、前記第１の基板に対向配置され、電極を備える第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に配置され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層とを有し、前記第１の部材は、凹凸を備える形状であって、マイクロプリズム形状を有しており、前記第１の基板側が負、前記第２の基板側が正となるように、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に電圧を印加したとき、前記第１の基板の電極上方に、前記第１及び第２の基板の法線方向から入射する光を入射方向と平行でない方向に反射する銀薄膜反射面が形成されるエレクトロデポジション素子が提供される。
また、第１の部材、及び、該第１の部材上方に配置された電極を備える第１の基板と、前記第１の基板に対向配置され、電極を備える第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に配置され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層とを有し、前記第１の部材は、凹凸を備える形状であって、レンズ形状を有しており、前記第１の基板側が負、前記第２の基板側が正となるように、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に電圧を印加したとき、前記第１の基板の電極上方に、前記第１及び第２の基板の法線方向から入射する光を入射方向と平行でない方向に反射する銀薄膜反射面が形成されるエレクトロデポジション素子が提供される。

また、本発明の他の観点によると、前記エレクトロデポジション素子を用いたミラーデバイスが提供される。

また、本発明の他の観点によると、入射光を透過する状態と反射する状態を電気的に切り替えることができるエレクトロデポジション素子と、前記エレクトロデポジション素子が入射光を反射する状態にあるときの反射面に非平行に配置されたミラーとを有するミラーデバイスが提供される。

本発明によれば、新規な構成を有し、たとえば電圧の印加状態に応じて、入射光の進行方向を複数の方向に異ならせることが可能なエレクトロデポジション素子、及び、ミラーデバイスを提供することができる。

図１Ａは、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図であり、図１Ｂ、図１Ｃは、それぞれ金型を示す概略的な斜視図、断面図である。 図２Ａは、第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように、直流電圧を印加した第１の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図であり、図２Ｂは、そのときの入射光の進行方向を示す概略図である。 図３Ａは、第１基板１０ａ側が正、第２基板１０ｂ側が負となるように、直流電圧を印加した第１の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図であり、図３Ｂは、そのときの入射光の進行方向を示す概略図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子の光学特性を示すグラフである。 図５は、第２の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、第２の実施例によるエレクトロデポジション素子を用いた車載用ルームミラーに入射する光の進行方向を示す概略図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、車載用ルームミラー２０に写る後続車両の前照灯２１を示す概略図である。 図８Ａは、防眩機能を有する車載用ルームミラーの他の構成例を示す概略図であり、図８Ｂ及び図８Ｃは、車載用ルームミラーに入射する光の進行方向を示す概略図である。 図９Ａは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図であり、図９Ｂは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子の透明部材１３ａの断面形状を示す概略図である。 図１０Ａは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を用いたドアミラーに、電圧無印加時に入射する光の進行方向を示す概略図であり、図１０Ｂは、ドライバーが電圧無印加時のドアミラーで視認可能な範囲を示す概略図である。 図１１Ａは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を用いたドアミラーに、第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように直流電圧を印加したときに、入射する光の進行方向を示す概略図であり、図１１Ｂは、ドライバーがこの電圧印加状態のドアミラーで視認可能な範囲を示す概略図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を用いた車載用ルームミラー２０を示す概略図である。 第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を用いたミラーデバイスの変形例を示す概略的な断面図である。 変形例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図である。 図１５は、車載用ルームミラーの構造を示す概略図である。

図１Ａは、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図である。本図を参照し、まず、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子の製造方法を説明する。

たとえばガラスまたはフィルム基板である透明基板１１ａ上に、透明部材１３ａを配置する。ここでは図１Ｂに概形を示す金型を用いて反転転写を行い、透明基板１１ａ上に、マイクロプリズム形状の透明部材１３ａを形成した。金型は図１Ｃに示すように、底辺の長さが約２０μｍ、高さが約５μｍ、底角が約１５°である直角三角形が、底辺の延在方向に連続する断面形状を有する。

透明基板１１ａ上に所定量のアクリル系ＵＶ硬化性樹脂（透明樹脂）を滴下した。その上の所定位置に金型を置き、たとえば厚手の石英を透明基板１１ａの裏側に配置して、補強した状態でプレスを行った。プレス後、１分間以上放置して、ＵＶ硬化性樹脂を充分に広げ、透明基板１１ａ側（石英側）から紫外線を照射し、ＵＶ硬化性樹脂を硬化させた。実施例においては、照射量を２Ｊ／ｃｍ^２とした。樹脂を硬化させる照射量であればよい。こうして透明基板１１ａ上に、金型の形状を反映する、マイクロプリズム形状の透明部材１３ａが形成される。

透明部材１３ａが形成された透明基板１１ａを洗浄機で洗浄した。アルカリ洗剤を用いたブラシ洗浄、純水洗浄、エアブロー、ＵＶ照射、ＩＲ乾燥の順に行ったが、洗浄方法はこれに限られない。高圧スプレー洗浄やプラズマ洗浄などを行ってもよい。

透明部材１３ａ上に、ＩＴＯなどの透明導電材料で透明電極１２ａを形成する。実施例においては、透明電極１２ａとして、ＩＴＯ膜をマグネトロンスパッタで成膜した。成膜方法はスパッタに限定されない。パターン形成は、簡易的には、所定形状の開口部を有するＳＵＳマスクを用いて行ってもよい。フォトリソ工程にてパターニングを行うことも可能である。

透明電極１２ａは低抵抗であることが望ましい。実施例においては、３０００Å〜４０００Åの厚さとなるように、透明電極１２ａ（ＩＴＯ膜）を形成したが、厚さはこれに限られない。また、透明電極１２ａ（ＩＴＯ膜）表面は平滑な状態であることが好ましい。このためスパッタは、平滑なＩＴＯ膜を得られる条件で行う。

こうして、透明基板１１ａ上に、順に透明部材１３ａ、透明電極１２ａが形成された第１基板１０ａが作製される。

次に、ガラスまたはフィルム基板である透明基板１１ｂ上に、たとえばＩＴＯで透明電極１２ｂが形成された第２基板１０ｂを準備し、第１、第２基板１０ａ、１０ｂを透明電極１２ａ、１２ｂが対向するように配置してセル化を行った。

たとえば２０μｍ〜数百μｍ径、実施例においては５００μｍ径のギャップコントロール剤を、基板１０ａ、１０ｂの一方上に、一例として１個〜３個／ｍｍ^２となるように散布する。ギャップコントロール剤の径に応じ、たとえば表示に影響を与えにくい散布量とすることが望ましい。なおエレクトロデポジション素子の場合、多少ギャップムラがあっても表示への影響は少ないため、ギャップコントロール剤の散布量の重要性は高くない。また実施例においては、ギャップコントロール剤を用いたギャップコントロールを行ったが、リブなどの突起によってギャップコントロールを行うことも可能である。更に、小型セルの場合は、シール部分に所定厚さのフィルム状スペーサを配置してギャップを制御してもよい。

基板１０ａ、１０ｂの他方上に、メインシールパターンを形成した。実施例では、紫外線＋熱硬化タイプのシール材１４を用いた。シール材１４として、光硬化タイプ、または熱硬化タイプを使用してもよい。なお、ギャップコントロール剤の散布とメインシールパターンの形成は同一基板側に行ってもよい。

次に、エレクトロデポジション材料を含む電解液を基板１０ａ、１０ｂ間に封入した。

実施例では、ＯＤＦ工法を用いた。基板１０ａ、１０ｂの一方上に、エレクトロデポジション材料を含む電解液を適量滴下する。滴下方法として、ディスペンサーやインクジェットを含む各種印刷方式が適用可能である。ここではディスペンサーを用いた。なお、前述のシール材１４は、用いる電解液に耐えるシール材料（腐食されないシール材）であることが好ましい。

真空中で、基板１０ａ、１０ｂの重ね合わせを行った。大気中、もしくは窒素雰囲気中で行ってもよい。

紫外線を、たとえば３Ｊ／ｃｍ^２のエネルギ密度でシール材１４に照射し、シール材１４を硬化した。なお、紫外線がシール部のみに照射されるように、ＳＵＳマスクを使用した。

エレクトロデポジション材料を含む電解液は、エレクトロデポジション材料（ＡｇＮＯ_３等）、電解質（ＴＢＡＢｒ等）、メディエータ（ＣｕＣｌ_２等）、電解質の浄化剤（ＬｉＢｒ等）、溶媒（ＤＭＳＯ; dimethyl sulfoxide 等）、ゲル化用ポリマー（ＰＶＢ; polyvinyl butyral 等）などにより構成される。実施例においては、溶媒であるＤＭＳＯ中に、エレクトロデポジション材料としてＡｇＮＯ_３を５０ｍＭ添加し、ＬｉＢｒを２５０ｍＭ支持電解質として加え、メディエータとしてＣｕＣｌ_２を１０ｍＭ添加した。そしてホストポリマーとしてＰＶＢを１０ｗｔ％加え、ゲル状（ゼリー状）の電解質層とした。

エレクトロデポジション材料として、たとえば銀を含むＡｇＮＯ_３、ＡｇＣｌＯ_４、ＡｇＢｒ等を使用することができる。

支持電解質は、エレクトロデポジション材料の酸化還元反応等を促進するものであれば限定されず、たとえばリチウム塩（ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４等）、カリウム塩（ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ等）、ナトリウム塩（ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＩ等）を好適に用いることができる。支持電解質の濃度は、たとえば１０ｍＭ以上１Ｍ以下であることが好ましいが、特に限定されるものではない。

溶媒は、エレクトロデポジション材料等を安定的に保持することができるものであれば限定されない。水や炭酸プロピレン等の極性溶媒、極性のない有機溶媒、更にはイオン性液体、イオン導電性高分子、高分子電解質等を使用することが可能である。具体的には、ＤＭＳＯの他、炭酸プロピレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ポリビニル硫酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸等を好適に用いることができる。

第１の実施例によるエレクトロデポジション素子は、たとえば略平行に離間して対向配置された第１、第２基板１０ａ、１０ｂ、及び、両基板１０ａ、１０ｂ間に配置された電解質層１５を含む。

第１基板１０ａは、透明基板１１ａ、透明基板１１ａ上に形成された、マイクロプリズム形状の透明部材１３ａ、及び、透明部材１３ａ上に形成された透明電極１２ａを含む。透明電極１２ａは、マイクロプリズム形状の透明部材１３ａの斜辺、及び、１５°の底角の対辺に沿い、透明部材１３ａの表面形状に対応する形状に形成されている。

第２基板１０ｂは、透明基板１１ｂ、及び透明基板１１ｂ上に形成された透明電極１２ｂを含む。

電解質層１５は、第１基板１０ａと第２基板１０ｂとの間の、シール材１４に囲まれた領域の内側に画定される。電解質層１５の屈折率は、透明部材１３ａの屈折率とほぼ等しく、たとえば１．５１程度である。

基板１０ａ、１０ｂ（電極１２ａ、１２ｂ）間に電圧を印加可能な電源１６が接続される。電源１６によって、基板１０ａ、１０ｂ間に直流電圧を印加すると、負電圧が印加された側の電極１２ａ、１２ｂ上に、ＡｇＮＯ_３（エレクトロデポジション材料）に由来する銀の薄膜が形成される。銀の薄膜は、印加電圧の解除、または反対極性の電圧の印加により電極１２ａ、１２ｂ上から消失する。

本願発明者らが、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子を観察したところ、初期状態ではほぼ透明であった。わずかに黄みを帯びても見えたが、これはメディエータであるＣｕＣｌ_２の色であると思われる。メディエータとして異なる材料を使用する、または、セル厚を薄くすることで無色透明の電解質層１５とすることができる。

図２Ａは、第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように、直流電圧を印加した状態を示す概略的な断面図である。実施例においては、透明電極１２ａに、−２．５Ｖの直流電圧を印加した。

電圧の印加により、電解質層１５に含まれる銀イオンが、透明電極１２ａ近傍で金属の銀に変化し、電極１２ａ上に析出・堆積して、銀薄膜（鏡面）１７が形成される。

基板１０ｂ側の、基板法線方向から光を入射させたところ、図２Ｂに示すように、入射方向とは平行でない方向に、鏡面反射することが確認された。入射光は、マイクロプリズム形状の透明部材１３ａの斜面上方に形成された銀薄膜（鏡面）１７によって、入射方向と平行でない方向に反射されている。

図３Ａに、第１基板１０ａ側が正、第２基板１０ｂ側が負となるように、直流電圧を印加した状態を示す。透明電極１２ａに、＋２．５Ｖの直流電圧を印加した。

電圧の印加により、電解質層１５に含まれる銀イオンが、透明電極１２ｂ近傍で金属の銀に変化し、電極１２ｂ上に析出・堆積して、銀薄膜（鏡面）１８が形成される。

基板１０ｂ側の、基板法線方向から光を入射させたところ、図３Ｂに示すように、入射方向と反対方向に鏡面反射（正反射）することが確認された。入射光は、銀薄膜（鏡面）１８によって、入射方向と反対方向に反射されている。

このように、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子は、第１、第２基板１０ａ、１０ｂに印加する電圧の極性を変えることで、入射光、たとえば基板１０ａ、１０ｂの法線方向から入射した光が反射する方向を変化させることができる。更に、電圧無印加状態の素子に入射した光は、素子をほぼ直進して透過するため、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子は、電圧の印加状態に応じて、入射光の進行方向を少なくとも３方向に異ならせることができる。このため、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子は、たとえば光学制御素子として使用可能である。

なお、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子に、基板１０ａ側から光を入射させた場合も、電圧の印加状態に応じて、入射光の進行方向を複数の方向に異ならせることができる。

図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子の光学特性を示すグラフである。図４Ａは、基板１０ｂ側の、基板法線方向から光を入射させたときの反射率の波長依存性、図４Ｂは、透過率の波長依存性を示す。グラフの横軸は、波長を単位「ｎｍ」で表し、縦軸は、それぞれ反射率、透過率を「％」で表す。実線で示す曲線は、電圧無印加状態、点線で示す曲線は、基板１０ａに＋２．５Ｖの直流電圧を印加した状態（図３Ａに示す状態）の反射率、透過率である。

図４Ａの点線で示す曲線を参照すると、電極１２ｂ上に形成される銀薄膜１８により、広い波長領域にわたって、高い反射率が得られることがわかる。実線で示す曲線を参照すると、電圧無印加時においては、波長によらず１０％〜２０％程度の光が反射される。

図４Ｂの実線で示す曲線を参照すると、電圧無印加時の透過率には若干の波長依存性があり、波長が短いと透過率が低いという関係が見られる。この透過率曲線から、電圧無印加時においては、素子が黄みを帯びることがわかる。メディエータであるＣｕＣｌ_２の色であると思われるため、たとえばセル厚を薄くすることで改善することができる。

図４Ｂの点線で示す曲線を参照すると、波長によらず１０％〜２０％程度の光（平均すると少なくとも１０％の光）が透過（光抜け）していることがわかる。この点は、駆動条件や電解質層の構成を検討することで改善可能であろう。たとえば、素子に印加する電圧を高くする、または電圧印加時間を長くすることで光抜けは抑止される。ただそうした場合、透明状態（銀が酸化されてＡｇ^＋となり、電極上から消失した状態）に戻すのに時間を要するという問題が生じる。透明状態に戻しやすくするには、たとえば黄みは濃くなるが、メディエータであるＣｕＣｌ_２の添加量を増やせばよい。

なお、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子は、たとえば基板１０ａに−２．５Ｖの直流電圧を印加した場合も、基板法線方向からの入射光を１０％以上透過する。

図５は、第２の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図である。第２の実施例は、第２基板１０ｂが反射電極１２Ｂを備える点で、第１の実施例と異なる。

第２の実施例によるエレクトロデポジション素子は、第１の実施例とほぼ同様に製造することができる。相違するのは、基板１１ｂ上に、たとえばアルミニウムまたは銀等の金属で形成され、鏡面反射する電極１２Ｂが形成された第２基板１０ｂを準備する点、セル化工程におけるシール材１４への紫外線照射を第１基板１０ａ側から行う点等である。

第２の実施例によるエレクトロデポジション素子の電解質層１５も、初期状態ではほぼ透明であった。わずかに黄みを帯びても見えたが、これはメディエータであるＣｕＣｌ_２の色であると思われ、メディエータとして異なる材料を使用する、またはセル厚を薄くすることで無色透明とすることが可能である。

第２の実施例によるエレクトロデポジション素子においては、電圧無印加時に、基板１０ａ側、たとえば基板法線方向から入射した光は、反射電極１２Ｂによって、入射方向と反対方向に鏡面反射（正反射）される。第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように直流電圧を印加した場合は、電極１２ａ上に銀薄膜（鏡面）が形成され、基板法線方向からの入射光は、マイクロプリズム形状の透明部材１３ａの斜面上方に形成された銀薄膜（鏡面）によって、入射方向と平行ではない方向に反射される。

第２の実施例によるエレクトロデポジション素子も、電圧の印加状態に応じて、入射光、たとえば基板１０ａ側の、基板法線方向から入射した光が反射する方向（入射光の進行方向）を変化させることができる。

第２の実施例によるエレクトロデポジション素子に、第１基板１０ａ側が正、第２基板１０ｂ側が負となるように直流電圧を印加した場合、反射電極１２Ｂ上に銀薄膜（鏡面）が形成される。この状態は、電圧無印加時とほぼ等しい光学状態を実現する。このため、第１の実施例と比較したとき、たとえば透明電極１２ａ上に形成された銀薄膜を消失させる際の電流制御を厳密に行う必要がなく、速やかに銀薄膜を消失させることが可能である。

なお、第２の実施例において、たとえば透明基板１１ｂのかわりに不透明基板を使用してもよい。

第２の実施例によるエレクトロデポジション素子も光学制御素子として使用可能である。たとえば防眩機能を有する車載用ルームミラー（室内後写鏡）に用いることができる。

図６Ａに示すように、ルームミラーへの入射光は、電圧無印加時においては反射電極１２Ｂにより高い反射率で反射され、ドライバーはこれにより、たとえば後方を視認する（相対的に明るい像が得られる状態）。

第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように直流電圧を印加した場合は、図６Ｂに示すように、電極１２ａ上に銀薄膜（鏡面）１７が形成される。ルームミラーへの入射光の多くは、銀薄膜（鏡面）１７によって、入射方向と平行ではない方向に反射され、ドライバーの目には入射しない。ルームミラーへの入射光の一部は、銀薄膜（鏡面）１７を透過し、反射電極１２Ｂで反射され、再び銀薄膜（鏡面）１７に入射する。そして再度これを透過した一部がドライバーの目に入射する。

たとえば銀薄膜（鏡面）１７を透過する光の割合は、１０％〜２０％程度である。したがってドライバーの目には、ルームミラーへの入射光の数％程度が入射する（相対的に暗い像が得られる状態）。

図７Ａ及び図７Ｂは、車載用ルームミラー（室内後写鏡）２０に写る後続車両の前照灯２１を示す概略図である。

電圧無印加時（図６Ａに示す状態）には後方を明瞭に視認できる一方で、図７Ａに示すように、後続車両の前照灯２１が眩しい場合が生じ得る。この場合、第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように直流電圧を印加することで（図６Ｂに示す状態）、図７Ｂに示すように、ドライバーの目に入射する光の量を低減（減光）し、防眩効果を奏することができる。

相対的に明るい像が得られる状態（図７Ａに示す状態）と相対的に暗い像が得られる状態（図７Ｂに示す状態）の切り替えは、たとえば光センサーを用いて自動的に行う。制御は、一例として、光量が閾値以上である場合、第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように直流電圧が印加され、光量が閾値未満である場合、電圧の印加が解除、または反対極性の直流電圧が印加されるように行う。切り替えは手動で行ってもよいが、安全面を考慮すると自動で行う方が好ましいであろう。

なお、減光の程度は、エレクトロデポジション素子に印加する電圧値や印加時間により制御することができる。後続車両の前照灯２１が眩しくない程度に減光し、後方の状態を確認するような調整を行うことも可能であり、たとえば運転時の安全性の向上に資することができる。

防眩ミラーへの適用の観点からは、たとえば銀薄膜（鏡面）における１０％〜２０％程度の光抜けは好ましいといえるであろう。

なお、第１の実施例によるエレクトロデポジション素子も、通常時に第１基板１０ａ側が正、第２基板１０ｂ側が負となるように直流電圧を印加することで、同様に、基板１０ａを入射面とする車載用ルームミラーに適用可能である。

図８Ａに、防眩機能を有する車載用ルームミラーの他の構成例を示す。本図に示すルームミラーは、エレクトロデポジション素子２６及びミラー２７を含む。エレクトロデポジション素子２６は、たとえばガラス２５側から入射する光を透過する状態と正反射する状態を電気的に切り替えることができる。エレクトロデポジション素子２６の反射面とミラー２７の反射面とは非平行に配置される。

エレクトロデポジション素子２６が光を透過する状態においては、図８Ｂに示すように、ルームミラーへの入射光は、ミラー２７で反射され、ドライバーの目に入射する（相対的に明るい像が得られる状態）。

エレクトロデポジション素子２６が光を正反射する状態においては、図８Ｃに示すように、たとえば入射光の一部がエレクトロデポジション素子２６に形成される正反射面を透過してミラー２７で反射され、その一部がドライバーの目に入射する（相対的に暗い像が得られる状態）。

エレクトロデポジション素子２６として、たとえば第１の実施例によるエレクトロデポジション素子を使用することができる。たとえば電圧を無印加とすることで、光を透過する状態を実現し、第１基板１０ａ側が正、第２基板１０ｂ側が負となるように直流電圧を印加することで、光を正反射する状態を実現する。

また、エレクトロデポジション素子２６として、透明部材１３ａが形成されておらず、たとえば透明基板１１ａ上に直接、透明電極１２ａが形成されているエレクトロデポジション素子を用いてもよい。

ただし、たとえば図６Ｂと図８Ｃを比較すれば明らかなように、マイクロプリズム形状の透明部材１３ａを配置し、その上方に形成される銀薄膜（鏡面）１７を反射面として利用する方が、ルームミラーへの入射光を、より大きな反射角で反射することができ、このため、車載用ルームミラーを小型化、薄型化、軽量化することが容易である。

図９Ａは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を示す概略的な断面図である。第１、第２の実施例においては、透明部材１３ａがマイクロプリズム形状に形成されていたが、第３の実施例においては、平面レンズ機能をもつフレネルレンズの形状に形成されている。また、第１基板１０ａの外側（透明部材１３ａ形成面とは反対側の面）に、ミラー１９が配置されている。

第３の実施例によるエレクトロデポジション素子の製造方法は以下の通りである。

たとえばガラスまたはフィルム基板である透明基板１１ａ上に、透明部材１３ａ（フレネル状のマイクロレンズ）を配置する。フレネルレンズ形状の透明部材１３ａは、たとえば同心円状の平面形状、及び、図９Ｂに示す断面形状を備え、精密金型の反転転写により形成される。

具体的には、透明基板１１ａ上（金型パターンのセンター部分）に所定量のアクリル系ＵＶ硬化性樹脂（透明樹脂）を、精密なディスペンサーを用いて必要量滴下した。その上の所定位置に精密金型を置き、たとえば厚手の石英を透明基板１１ａの裏側に配置して、補強した状態でプレスを行った。基板１１ａと金型の押し付け速度が速いと、樹脂と金型パターンの間に径５０μｍ〜２００μｍ程度の気泡が残留しやすいため、実施例においては、気泡の残留が防止されるように時間をかけ、気泡を逃がしながら少しずつ押し込みを行って、樹脂と金型の間に気泡のない状態で樹脂を広げることができた。プレス時の気圧は低いことが好ましく、気圧が低いほど押し込み速度を速くすることができる。おおむね２０Ｔｏｒｒ以下の気圧下であれば、押し込み速度を気にせずプレス可能である。実施例においてはプレスの圧力は一定とし、透明部材１３ａの大きさは樹脂の滴下量で制御した。

プレス後、１分間以上放置して、ＵＶ硬化性樹脂を充分に広げ、透明基板１１ａ側（石英側）から紫外線を照射し、ＵＶ硬化性樹脂を硬化させた。照射量は２Ｊ／ｃｍ^２とした。樹脂を硬化させる照射量であればよい。こうして透明基板１１ａ上に、金型の形状を反映する、フレネルレンズ形状の透明部材１３ａが形成される。

透明部材１３ａが形成された透明基板１１ａを、第１の実施例と同様に、洗浄機で洗浄した。また第１の実施例と同様に、透明部材１３ａ上に、ＩＴＯで透明電極１２ａを形成した。こうして、透明基板１１ａ上に、順に透明部材１３ａ、透明電極１２ａが形成された第１基板１０ａが作製される。

次に、ガラスまたはフィルム基板である透明基板１１ｂ上に、たとえばＩＴＯで透明電極１２ｂが形成された第２基板１０ｂを準備し、第１、第２基板１０ａ、１０ｂを透明電極１２ａ、１２ｂが対向するように配置してセル化を行った。セル化の条件は、第１の実施例とほぼ等しい。

続いて、エレクトロデポジション材料を含む電解液を、第１の実施例と同様の工程により、基板１０ａ、１０ｂ間に封入した。

最後に、ミラー１９を基板１０ａに外付けした。ミラー１９の反射面は基板１０ａ側に配置される。

第３の実施例によるエレクトロデポジション素子は、透明部材１３ａがフレネルレンズ形状を備える点、及び、基板１０ａの外側にミラー１９が配置されている点で、第１の実施例と異なる。

ミラー１９配置前の第３の実施例によるエレクトロデポジション素子は、初期状態でほぼ透明であった。わずかに黄みを帯びても見えたが、メディエータであるＣｕＣｌ_２の色であると思われ、メディエータとして異なる材料を使用する、またはセル厚を薄くすることで無色透明とすることが可能である。

また、ミラー１９配置前の第３の実施例によるエレクトロデポジション素子も、図４Ａ及び図４Ｂに示すのと同様の反射率及び透過率特性を有する。

第３の実施例によるエレクトロデポジション素子においては、電圧無印加時に、基板１０ｂ側の、たとえば基板法線方向から入射した光は、ミラー１９によって、入射方向と反対方向に鏡面反射（正反射）される。第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように直流電圧を印加した場合は、電極１２ａ上に、凸面鏡として機能する銀薄膜（鏡面）が形成され、入射光は入射方向と平行でない方向に反射される。

第３の実施例によるエレクトロデポジション素子も、電圧の印加状態に応じて、入射光、たとえば基板１０ｂ側の、基板法線方向から入射した光が反射する方向（入射光の進行方向）を変化させることができる。

第３の実施例によるエレクトロデポジション素子に、第１基板１０ａ側が正、第２基板１０ｂ側が負となるように直流電圧を印加した場合、透明電極１２ｂ上に銀薄膜（鏡面）が形成され、基板１０ｂ側から入射する光に対しては、電圧無印加時とほぼ等しい光学状態を実現する。このため、たとえば透明電極１２ａ上に形成された銀薄膜を消失させる際の電流制御を厳密に行う必要がなく、速やかに銀薄膜を消失させることが可能である。

第３の実施例によるエレクトロデポジション素子も光学制御素子として使用可能であり、たとえば凸面鏡の機能を電気的にオン、オフ可能な車載用ドアミラーまたはフェンダーミラー（車体外後写鏡）に用いることができる。

図１０Ａに示すように、たとえば基板１０ｂ側からドアミラーに入射する光は、電圧無印加時においてはミラー１９によって高い反射率で反射され、ドライバーはこれにより、たとえば後方及び側後方を視認する。

図１０Ｂに、ドライバーが電圧無印加時のドアミラーで視認可能な範囲を示す。電圧無印加時には後方、殊に後続車両を明瞭に視認できるため、たとえば通常走行時には電圧無印加状態とする。ただし相対的に視角は狭い。

第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように、一例として透明電極１２ａに−２．５Ｖ程度の直流電圧を印加した場合は、図１１Ａに示すように、電極１２ａ上に銀薄膜（鏡面）１７が形成される。銀薄膜（鏡面）１７は、ドアミラーへの入射光に対して拡大反射鏡として機能する。

図１１Ｂに、ドライバーがこの電圧印加状態のドアミラーで視認可能な範囲を示す。ドライバーは電圧無印加時に比べ、広い視角範囲の情報を得ることができる。像が歪む一方で、たとえば後下方の視界を得ることができるため、発車時、低速走行時、バック時に安全性の向上を図ることができる。

相対的に視角が狭い状態（図１０Ａ及び図１０Ｂに示す状態）と相対的に視角が広い状態（図１１Ａ及び図１１Ｂに示す状態）の切り替えは、自動または手動で行う。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を用いた車載用ルームミラー（室内後写鏡）２０を示す概略図である。

図１２Ａに示すように、電圧無印加時においては、後続車両２２を明瞭に確認することができる。

また、第１基板１０ａ側が負、第２基板１０ｂ側が正となるように直流電圧を印加した場合は、電極１２ａ上に、ルームミラーへの入射光に対して拡大反射鏡として機能する銀薄膜（鏡面）１７が形成され、図１２Ｂに示すように、後部座席２３を広い視角で視認することができる。

車両用のミラーに限らず、道路上に設置されるカーブミラー、携帯用ミラー（コンパクトミラー）、鏡台等にも適用可能である。

第３の実施例においては、第１基板１０ａの外側にミラー１９を配置したが、ミラー１９を配置せず、たとえば第１の実施例のように、入射光が透明電極１２ａ上の銀薄膜（拡大反射鏡の機能を有する鏡面）１７で反射される状態と、透明電極１２ｂ上の銀薄膜（平面鏡の機能を有する鏡面）１８で反射される状態とを電気的に切り替えることにより、図１０Ｂに示す状態と図１１Ｂに示す状態とを可換的に実現してもよい。

また、ミラー１９を配置せず、透明部材１３ａのフレネルレンズ形状を上下反対に形成し、基板１０ａ側から光を入射させる構成とすることもできる。

たとえば図１３に示す変形例のように、フレネルレンズ形状部分の透明部材１３ａを、基板１０ａ、１０ｂ面内方向に対して傾いた面上に形成してもよい。図１１Ａに示す場合に比べ、より広い後下方の視角を得ることが可能である。なお、フレネルレンズの表面形状に対応する形状をもつ透明電極１２ａがたとえば鉛直方向に対して傾くように、第３の実施例によるエレクトロデポジション素子を配置したミラーデバイスによっても同様の効果が得られる。

以上、実施例及び変形例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

たとえば、実施例においては、バルク型の素子としたが界面型の素子とすることもできる。

また実施例においてはゲル状の電解質層としたが、銀の錯体を用いてもよい。電解質層は、たとえばエレクトロデポジション材料を含有する電解質液や電解質膜を含んで構成される。

更に、たとえば第１の実施例では、第１、第２基板１０ａ、１０ｂの双方を透明基板としたが、一方を不透明基板とすることができる。一例として透明基板１１ａ、１１ｂの一方を不透明基板とし、その上方に形成される電極１２ａ、１２ｂも不透明電極とすることが可能である。第１基板１０ａを不透明とする場合は、透明部材１３ａのかわりに不透明部材を用いてもよい。不透明電極を形成する材料として、銀合金、金、銅、アルミニウム、ニッケル、モリブデン等をあげることができる。なお、実施例においては、ＩＴＯで透明電極１２ａ、１２ｂを形成したが、ＩＴＯ以外の透明導電性材料を使用して透明電極１２ａ、１２ｂを形成することも可能である。

また、実施例においては透明部材１３ａをマイクロプリズム形状またはフレネルレンズ形状に形成した。これらは表面が平滑（銀薄膜１７が鏡面状態をとり得る表面状態）であり、かつ、μｍオーダー以上、たとえば数十μｍ以上の大きさの三次元的凹凸を有する形状である。透明部材１３ａの形状はこれらに限られず、たとえば基板法線方向からの入射光を入射方向と平行でない方向に鏡面反射する銀薄膜反射面（エレクトロデポジション膜）が形成される形状であればよい。小型セルの場合や大きな反射角が要求されない場合には、たとえば図１４に示す変形例のように、透明部材１３ａを、凹凸を有しない平面形状に形成することもできる。なお第３の実施例においては、フレネルレンズ形状としたが。それに限らず種々のレンズ形状であってもよい。

更に、たとえば実施例においては金型の反転転写によって、マイクロプリズム形状またはフレネルレンズ形状の透明部材１３ａを形成したが、形成方法はこれに限られず、一例としてロール転写により形成することが可能である。

また、実施例においては、第１基板１０ａが透明部材１３ａを備える構造としたが、基板１０ａ、１０ｂの少なくとも一方が、電極１２ａ、１２ｂ上方に銀薄膜反射面を形成するための部材を備えていればよい。

更に、透明部材１３ａはシール材１４の内側領域の一部に形成されていればよい。

また、実施例においては電解質層１５の屈折率と、透明部材１３ａの屈折率をほぼ等しくしたが、異なる屈折率としてもよい。第１、第２の実施例のマイクロプリズム形状の透明部材１３ａ、第３の実施例におけるフレネルレンズ形状の透明部材１３ａが、それぞれプリズム、レンズの機能をもつエレクトロデポジション素子とすることも可能である。

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。

実施例によるエレクトロデポジション素子は、各種光学素子として利用可能である。

車両用の防眩ミラー、視角可変ドアミラー・ルームミラー等の各種ミラーデバイス、車両用照明（ヘッドライト、テールライト等）、バックライト、ストロボ等の各種照明装置、窓の調光製品等に好適に利用することができる。

また、これらに限られず、たとえば反射を用いる光製品、たとえば一般照明、インテリアライト、特殊ライト、街路灯、面光源等の配光制御に利用可能であり、配光機能をもつミラーデバイスを実現することができる。

１０ａ 第１基板
１０ｂ 第２基板
１１ａ、１１ｂ 透明基板
１２ａ、１２ｂ 透明電極
１２Ｂ 反射電極
１３ａ 透明部材
１４ シール材
１５ 電解質層
１６ 電源
１７、１８ 銀薄膜（鏡面）
１９ ミラー
２０ 車載用ルームミラー（室内後写鏡）
２１ 前照灯
２２ 後続車両
２３ 後部座席
２５ ガラス
２６ エレクトロデポジション素子
２７ ミラー
３０ ガラス
３１ ハーフミラー
３２ ミラー

Claims (8)

1. 第１の部材、及び、該第１の部材上方に配置された電極を備える第１の基板と、
   前記第１の基板に対向配置され、電極を備える第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に配置され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と
   を有し、
   前記第１の部材は、凹凸を備える形状であって、マイクロプリズム形状を有しており、
   前記第１の基板側が負、前記第２の基板側が正となるように、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に電圧を印加したとき、前記第１の基板の電極上方に、前記第１及び第２の基板の法線方向から入射する光を入射方向と平行でない方向に反射する銀薄膜反射面が形成されるエレクトロデポジション素子。
2. 第１の部材、及び、該第１の部材上方に配置された電極を備える第１の基板と、
   前記第１の基板に対向配置され、電極を備える第２の基板と、
   前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に配置され、銀を含有するエレクトロデポジション材料を含む電解質層と
   を有し、
   前記第１の部材は、凹凸を備える形状であって、レンズ形状を有しており、
   前記第１の基板側が負、前記第２の基板側が正となるように、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に電圧を印加したとき、前記第１の基板の電極上方に、前記第１及び第２の基板の法線方向から入射する光を入射方向と平行でない方向に反射する銀薄膜反射面が形成されるエレクトロデポジション素子。
3. 前記第１の基板側が負、前記第２の基板側が正となるように、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に電圧を印加したとき、前記第１及び第２の基板の法線方向から入射する光を１０％以上透過する請求項１または２に記載のエレクトロデポジション素子。
4. 前記第２の基板の電極は金属反射電極である請求項１または２に記載のエレクトロデポジション素子。
5. 更に、前記第１の基板の前記電解質層と反対側の面にミラーが配置される請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロデポジション素子。
6. 前記第２の基板は、第２の部材、及び、該第２の部材上方に配置された前記電極を備え、
   前記第１の基板側が正、前記第２の基板側が負となるように、前記第１の基板と前記第２の基板の電極間に電圧を印加したとき、前記第２の基板の電極上方に、前記第１及び第２の基板の法線方向から入射する光を入射方向と平行でない方向に反射する銀薄膜反射面が形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載のエレクトロデポジション素子。
7. 請求項１〜６に記載のエレクトロデポジション素子を用いたミラーデバイス。
8. 入射光を透過する状態と反射する状態を電気的に切り替えることができるエレクトロデポジション素子と、
   前記エレクトロデポジション素子が入射光を反射する状態にあるときの反射面に非平行に配置されたミラーと
   を有するミラーデバイス。