WO2013047392A1 - 反射型調光素子、反射型調光部材、及び複層ガラス - Google Patents

反射型調光素子、反射型調光部材、及び複層ガラス Download PDF

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WO2013047392A1
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dimming
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山田　保誠
吉村　和記
一樹 田嶌
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独立行政法人産業技術総合研究所
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Definitions

  • One aspect of the present invention relates to at least one of a reflective light control element, a reflective light control member, and a multilayer glass.
  • windows openings in buildings are places of great heat access.
  • the rate at which heat during winter heating is lost from the window is about 48%, and the rate at which heat flows from the window during cooling in summer reaches about 71%. Therefore, enormous energy saving effect can be obtained by appropriately controlling the light and heat in the window.
  • the light control glass was developed for such a purpose and has a function of controlling the inflow and outflow of light and heat.
  • dimming such dimming glass There are several types of methods for dimming such dimming glass. Among them, 1) a material whose light transmittance is reversibly changed by application of current and voltage is called an electrochromic material, 2) a material whose light transmittance is changed by temperature is called a thermochromic material, and 3 ) A material whose light transmittance is changed by controlling the atmospheric gas is called a gas chromic material. Among them, research on electrochromic light control glass using a tungsten oxide thin film as a light control layer is most advanced, and it has almost reached the stage of practical use, and a commercial product is also available.
  • the electrochromic light control glass using a tungsten oxide thin film for the light control layer is based on the principle of performing light control by absorbing light in the light control layer. Therefore, the light control layer has heat by absorbing light, and it is re-radiated into the room, so that there is a problem that the energy saving effect is lowered. In order to eliminate this, it is necessary to adjust light by reflecting light, not by adjusting light by absorbing light. That is, there has been a demand for a material (reflective dimming element) having such a characteristic that the state reversibly changes between the transparent state and the reflective state.
  • examples of materials having reflective dimming characteristics include alloys of rare earth metals such as gadolinium and magnesium (see, for example, US Pat. No. 5,905,590), magnesium and transition metals. (See, for example, US Pat. No. 6,647,166), and alloys of alkaline earth metals such as calcium and magnesium (see, for example, Japanese Patent Application Publication No. 2010-0667747).
  • a reflective dimmer that is configured to exhibit a reversible change between a transparent state and a reflective state upon reversible reaction with hydrogen.
  • a catalyst layer configured to promote the reversible reaction of the light control layer, wherein the light control layer includes a group 2 element.
  • a reflective dimmer including an alloy containing at least one element selected from the group consisting of at least two elements selected from the group consisting of Group 3 elements and rare earth elements, or a hydride of the alloy.
  • a reflective dimming member including the above-described reflective dimming element, wherein the dimming layer further includes a transparent member on the opposite side of the catalyst layer. It is a mold light control member.
  • What is provided according to another aspect of the present invention is a multi-layer glass, and a plurality of glass plates and the above-described reflective dimming element on the surface of at least one glass plate facing the other glass plate. It is a multilayer glass provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a reflective light control device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a reflective light control device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a reflective dimming member according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a multilayer glass according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the laser light transmittance measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the number of switchings between the reflective state and the transparent state and the laser light transmittance for samples 1 to 4 of Example 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a reflective light control device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a reflective light control device according to the
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the number of switchings between the reflective state and the transparent state and the laser light transmittance for the sample 5 of Example 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the number of switchings between the reflective state and the transparent state and the light-emitting diode light transmittance for samples 6 to 10 of Example 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the number of switchings between the reflective state and the transparent state and the laser light transmittance for the sample 11 of Example 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the number of switchings between the reflective state and the transparent state and the laser light transmittance for the sample 12 of Example 4 of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the number of switchings between the reflective state and the transparent state and the light-emitting diode light transmittance for the sample of Comparative Example 1.
  • a reflective dimming device includes a dimming layer whose state reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflective state by dehydrogenation, and hydrogenation and dehydrogenation in the dimming layer. And a catalyst layer for promoting the conversion.
  • the light control layer includes an alloy and / or a hydride of the alloy including at least one element selected from Group 2 elements and two or more elements selected from Group 3 elements and rare earth elements. It is characterized by comprising.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a reflective dimmer according to an embodiment of the present invention.
  • the reflective light control device of the first embodiment includes a light control layer 10 and a catalyst layer 20.
  • the light control layer 10 has a chromic characteristic in which the state reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflection state (metal state) by dehydrogenation. That is, the light control layer 10 has a function of adjusting the light transmittance.
  • the light control layer 10 has a characteristic configuration of an alloy containing at least one element selected from Group 2 elements and two or more elements selected from Group 3 elements and rare earth elements and / or Or it consists of the hydride of the said alloy.
  • the light control layer 10 may contain elements other than the said alloy as a trace component (inevitable component).
  • the first method is generally called a gas chromic method, in which hydrogenation is performed by exposing the light control layer 10 to a gas containing hydrogen and dehydrogenation is performed by exposing the light control layer 10 to a gas (air) containing oxygen. How to do it.
  • the second method is generally called an electrochromic method, and is a method of hydrogenating and dehydrogenating the light control layer 10 using a liquid electrolyte (electrolytic solution).
  • the third method is generally called an electrochromic method, and is a method of performing hydrogenation and dehydrogenation of the light control layer 10 using a solid electrolyte.
  • the alloy contained in the light control layer 10 will be described.
  • the Group 2 element and rare earth element constituting the alloy are not particularly limited, and include at least one Group 2 element and two or more elements selected from Group 3 elements and rare earth elements. If it is.
  • the Group 2 element is preferably Mg, Ca, or both, more preferably Mg, from the viewpoint of availability, cost, and stability in the atmosphere.
  • Group 3 element and the rare earth element are not limited, for example, two or more kinds selected from Sc, Y, La, Gd, and Ce are preferable.
  • magnesium scandium alloy (hereinafter also referred to as “magnesium scandium yttrium alloy”) can be preferably used.
  • the magnesium-yttrium-scandium alloy is not limited in composition because it exhibits good chromic characteristics regardless of its composition.
  • the magnesium yttrium scandium alloy is Mg 1-xy Y x Sc y (0 .3 ⁇ x ⁇ 0.7, 0 ⁇ y ⁇ 0.6, x + y ⁇ 1). Further, Mg 1-xy Y x Sc y (0.3 ⁇ x ⁇ 0.65, 0.02 ⁇ y ⁇ 0.4, x + y ⁇ 1) is more preferable.
  • the film thickness of the light control layer 10 is selected in consideration of light transmittance, durability and the like, and is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more and 200 nm or less. This is because if it is less than 10 nm, the light reflectance in the reflective state may not be sufficient, while if it exceeds 200 nm, the light transmittance in the transparent state may not be sufficient.
  • the formation method of the light control layer 10 is not specifically limited, A general film-forming method is used. For example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, a chemical vapor deposition method (CVD), or a plating method is used.
  • the catalyst layer 20 is formed on the light control layer 10 as shown in FIG. 1 and has a function of promoting hydrogenation and dehydrogenation in the light control layer 10.
  • the catalyst layer 20 ensures a sufficient switching speed from the transparent state to the reflective state and a sufficient switching speed from the reflective state to the transparent state.
  • the catalyst layer 20 is not particularly limited as long as it has a function of accelerating the hydrogenation and dehydrogenation of the light control layer 10.
  • the catalyst layer 20 is made of palladium, platinum, a palladium alloy, or a platinum alloy. That is, it is preferably composed of a metal selected from these. In particular, palladium with high hydrogen permeability is preferably used.
  • the film thickness of the catalyst layer 20 is appropriately selected depending on the reactivity of the light control layer and the catalyst ability of the catalyst layer, and is not limited, but is preferably 1 nm or more and 20 nm or less. When the thickness is less than 1 nm, the function as a catalyst may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when it exceeds 20 nm, the light transmittance is not sufficient even though the improvement in the function as a catalyst is not changed. Because there is.
  • the formation method of the catalyst layer 20 is not particularly limited, and a general film formation method can be applied. Specifically, for example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, a chemical vapor deposition method (CVD), a plating method, or the like can be used as a method for forming the catalyst layer 20.
  • a sputtering method, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, a chemical vapor deposition method (CVD), a plating method, or the like can be used as a method for forming the catalyst layer 20.
  • the reflective dimming element according to the embodiment of the present invention using a predetermined material as the dimming layer 10 is compared with the conventional magnesium-nickel or magnesium-calcium alloy.
  • the switching durability can be high.
  • a reflective light control element having high light transmittance and excellent light control characteristics can be obtained.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the reflective dimmer according to this embodiment.
  • the reflective light control device of this embodiment further includes a protective layer 30 in addition to the reflective light control device described in the first embodiment, and the configuration other than the protective layer 30 has been described in the first embodiment. Since it is the same as that of a thing, description is abbreviate
  • the protective layer 30 is formed on the side opposite to the light control layer 10 with respect to the catalyst layer 20, that is, the surface of the catalyst layer 20 on the side opposite to the light control layer 10, and has hydrogen permeability and water repellency. In cooperation with the catalyst layer 20, it has a function of preventing oxidation of the light control layer 10 due to water or oxygen.
  • the catalyst layer 20 also has a function of preventing the light control layer 10 from being oxidized. However, the catalyst layer 20 alone may not have a sufficient anti-oxidation function. The function of preventing the oxidation of the layer 10 can be enhanced.
  • the protective layer 30 is permeable to hydrogen (hydrogen ions) (hydrogen permeable) and impermeable to water (water repellency), and constitutes a protective layer.
  • a material having such characteristics is used as the material.
  • the material of the protective layer 30 is not limited as long as it has both hydrogen permeability and water repellency.
  • polymers such as polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polystyrene, and cellulose acetate are used.
  • an inorganic thin film such as a titanium oxide thin film is used.
  • a general film forming method can be used.
  • a method for forming the protective film 30 a method in which a dispersion in which a polymer is dispersed is applied and dried, or a method in which an inorganic material is formed by a sputtering method is used.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the reflective light control member of the present embodiment.
  • the reflective dimming member of this embodiment is provided with a transparent member (transparent substrate) 40 on the side opposite to the catalyst layer 20 with respect to the dimming layer 10 in the reflective dimmer element described in the first embodiment. Is.
  • the transparent member 40 has a function as a base of the reflective dimmer. Moreover, it is preferable that the transparent member 40 has a function of preventing the light control layer 10 from being oxidized by water or oxygen.
  • the transparent member 40 may be in the form of a sheet or film, and the shape thereof is not limited and may have flexibility.
  • the material is not limited as long as it transmits visible light, but it is preferable to use glass or plastic.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • nylon polyethylene naphthalate
  • acrylic acrylic
  • a reflective light control member having a light control function is obtained.
  • This reflective light control member can be widely applied not only to window glass of buildings and vehicles, but also to various types of articles.
  • a dimming mirror function can be added to a shielding object for the purpose of privacy protection, a decorative object using switching between a reflective state and a transparent state, a toy, and the like.
  • the reflective dimming member provided with the transparent member in the reflective dimming element described in the first embodiment has been described.
  • the reflective dimming element described in the second embodiment has been described. It can also be set as the reflection type light control member provided with the transparent member. That is, in the configuration of FIG. 3, a protective layer having hydrogen permeability and water repellency is provided on the side opposite to the light control layer 10 with the catalyst layer 20 as a reference. In this case, as described in the second embodiment, deterioration of the light control layer 10 can be prevented and durability can be increased, which is preferable.
  • the multi-layer glass of the embodiment of the present invention is a multi-layer glass having two or more glass plates, and the first implementation is performed on the surface of at least one glass plate facing another glass plate.
  • the reflection type light control device described in the embodiment or the second embodiment is provided.
  • an atmosphere controller for supplying and exhausting hydrogen, oxygen, or air is provided in a gap formed between the glass plate provided with the reflective dimmer and the other glass plate.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the multilayer glass according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of the multilayer glass of the present embodiment.
  • the double-glazed glass includes two glass plates 4 and 6, and one glass plate 4 is shown in FIG. 1 on the inner side surface, that is, the side where the glass plates face each other.
  • a reflective dimmer is provided. That is, the light control layer 10 and the catalyst layer 20 are sequentially formed (laminated) on the inner side surface of one glass plate 4.
  • the protective layer 30 may be formed on the side opposite to the light control layer 10 with the catalyst layer 20 as a reference.
  • the light control layer 10 and the catalyst layer 20 may be formed in order on the inner surface of each of the glass plates 4 and 6.
  • the multilayer glass is provided with a gas filling chamber S in the gap between the two glass plates 4 and 6, and the opening is sealed with a seal member 50.
  • Argon gas is sealed in the gas filling chamber S in advance.
  • the atmosphere controller 60 supplies and exhausts hydrogen and oxygen or air to the gas filling chamber S.
  • the atmosphere controller 60 electrolyzes water to supply hydrogen or oxygen, and exhausts the gas in the gas filling chamber S to the outside using a vacuum pump.
  • the light control layer 10 When hydrogen is supplied to the gas filling chamber S, the light control layer 10 is hydrogenated through the catalyst layer 20 and becomes transparent. Further, when oxygen or air is supplied to the gas filling chamber S, the light control layer 10 is dehydrogenated through the catalyst layer 20 to be in a reflective state. Therefore, by controlling the atmosphere in the gas filling chamber S with the atmosphere controller 60, the state can be reversibly controlled between the transparent state and the reflective state. Further, when the supply / exhaust is interrupted, the state can be maintained as it is. Thereby, the multilayer glass which performs light control by a gas chromic system is obtained.
  • the spread of double glazing in homes is progressing, and the use of double glazing is becoming mainstream in newly built houses.
  • the internal space can be used as the switching gas filling chamber S.
  • the number of glass plates is not limited to two, and includes more glass plates. May be.
  • the reflective dimming element including the dimming layer 10 made of a predetermined material since the reflective dimming element including the dimming layer 10 made of a predetermined material is used, it can be made transparent and nearly colorless by hydrogenation, and switching is repeated. It can be set as the multi-layer glass with high durability.
  • Example 1 a reflective dimming member in which a dimming layer 10 and a catalyst layer 20 made of magnesium, scandium, and yttrium alloy were sequentially laminated on a glass substrate that was a transparent member was produced and evaluated.
  • a 48 nm thick magnesium-scandium-yttrium alloy thin film (light control layer 10) and a 7 nm thick palladium thin film (catalyst layer 20) are sequentially formed on a glass substrate 4 (transparent member) having a thickness of 1 mm. ) Was formed.
  • the thin film of magnesium / scandium / yttrium alloy of the light control layer 10 and the palladium thin film of the catalyst layer 20 were formed using a magnetron sputtering apparatus capable of multi-element film formation.
  • Metal magnesium, metal scandium-metal yttrium, and metal palladium were set on the three sputter guns, respectively.
  • the metal scandium-metal yttrium target is a target containing both metal scandium and metal yttrium.
  • a magnesium / scandium / yttrium alloy thin film was produced by simultaneously applying voltage to the metal magnesium and metal scandium / metal yttrium targets.
  • the argon gas pressure during sputtering was 0.3 Pa, and sputtering was performed by applying a predetermined power to each target by a direct current sputtering method. At this time, the composition of the resulting film (light control layer) can be selected and controlled by the power applied to each target.
  • the calibration curve of the obtained composition was estimated by Rutherford backscattering method, and the composition of the sample prepared from this curve was estimated.
  • Table 1 shows the power applied to the sputter target when manufacturing each sample.
  • a palladium thin film was deposited by applying a power of 30 W to a metallic palladium target.
  • the reflective dimming member produced by the above procedure is in a metallic glossy reflection state, but the hydrogen thin film (hereinafter referred to as “hydrogen-containing gas”) having a palladium thin film surface diluted to 4% by volume with argon is used.
  • the sample was changed to a transparent state by hydrogenation of the magnesium / scandium / yttrium alloy thin film. In this state, when the surface of the palladium thin film was exposed to the atmosphere, it returned to the reflective state by dehydrogenation of the magnesium / scandium / yttrium alloy thin film. Thus, it was confirmed that the produced reflective light control member reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflective state by dehydrogenation.
  • the laser light transmittance was measured.
  • another glass plate (thickness 1 mm) 6 was bonded to the palladium thin film 20 of each of the samples 1 to 5 through a spacer. was used.
  • a predetermined amount of hydrogen-containing gas was allowed to flow through the gap between the two glass plates 4 and 6 by a mass flow controller for 35 seconds, and then the flow of hydrogen-containing gas was stopped for 5 minutes. When the flow of the hydrogen-containing gas is stopped, air flows into the gap between the two glass plates 4 and 6 from the opening.
  • the flow control of the hydrogen-containing gas with this as one cycle was repeated a predetermined number of times, and the laser light transmittance was measured every second during that time.
  • a semiconductor laser having a wavelength of 670 nm was used as the light source, and a silicon photodiode was used as the light receiving element.
  • FIG. 6 shows the results of measurement performed on samples 1 to 4. The measurement results of samples 1 to 4 are shown in order from the top in the figure.
  • FIG. 6 shows the hydrogen supply and stop cycle repetitions on the horizontal axis and the laser beam transmittance on the vertical axis.
  • the lower limit value of the transmittance of the laser beam indicates the reflection state before hydrogen absorption, and the upper limit value indicates the transmission state after hydrogen absorption. For this reason, it is preferable that the width on the vertical axis side is stable and wide regardless of the number of repetitions.
  • any sample has a stable switching repeatability at least up to about 1000 times even though no buffer layer or antioxidant layer is provided. It can also be seen that when it is made transparent by hydrogenation, it is nearly colorless, that is, it has a high light transmittance.
  • Sample 5 Mg 0.23 (Sc 0.42 Y 0.58 ) 0.77 ) in which more scandium and yttria were added than Samples 1 to 4 was evaluated for repeated switching durability.
  • the evaluation method was performed using the apparatus shown in FIG. 5 in the same manner as in the case of samples 1 to 4.
  • the reflective light control device of the embodiment of the present invention, the reflective light control member using the same, and the multilayer glass are coated with a buffer layer or an antioxidant layer. Although it is not, it turns out that it has high switching repetition durability performance.
  • Example 2 when forming a thin film of a magnesium / yttrium / scandium alloy, Example 1 was used except that a metal yttrium target and a metal scandium target were used instead of the metal scandium-metal yttrium target. Similarly, a reflective dimming member was produced in which a dimming layer 10 and a catalyst layer 20 made of a magnesium / yttrium / scandium alloy were sequentially laminated on a transparent glass substrate. The evaluation was performed according to the following procedure.
  • a magnesium-yttrium-scandium alloy thin film having a thickness of 48 nm and a palladium thin film (catalyst layer 20) having a thickness of 7 nm are sequentially formed on a glass substrate 4 (transparent member) having a thickness of 1 mm. ) was formed.
  • the thin film of magnesium / yttrium / scandium alloy of the light control layer 10 and the thin palladium film of the catalyst layer 20 were formed using a magnetron sputtering apparatus capable of multi-element film formation.
  • Metal magnesium, metal yttrium, metal scandium, and metal palladium were set as targets on the four sputter guns, respectively.
  • the argon gas pressure during sputtering was 0.3 Pa, and sputtering was performed by applying a predetermined power to each target by a direct current sputtering method. At this time, the composition of the resulting film (light control layer) can be selected and controlled by the power applied to each target.
  • the calibration curve of the obtained composition was estimated using the film thickness and the metal density, and the composition of the sample prepared from this curve was estimated.
  • Table 2 shows the power applied to the sputter target when producing each sample.
  • a palladium thin film was deposited by applying a power of 30 W to a metallic palladium target.
  • the reflective dimming member produced by the above procedure is in a metallic glossy reflection state, but the hydrogen thin film (hereinafter referred to as “hydrogen-containing gas”) having a palladium thin film surface diluted to 4% by volume with argon is used.
  • the sample was changed to a transparent state by hydrogenation of the magnesium / yttrium / scandium alloy thin film. In this state, when the surface of the palladium thin film was exposed to the atmosphere, it returned to the reflective state due to dehydrogenation of the magnesium / yttrium / scandium alloy thin film. Thus, it was confirmed that the produced reflective light control member reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflective state by dehydrogenation.
  • the light transmittance was measured in order to evaluate the obtained reflective light control member.
  • the apparatus shown in FIG. 5 was used in the same manner as in Example 1 except that a light emitting diode was used instead of the laser as follows.
  • a predetermined amount of hydrogen-containing gas was allowed to flow through the gap between the two glass plates 4 and 6 by a mass flow controller for 95 seconds, and then the flow of hydrogen-containing gas was stopped for 900 seconds.
  • the flow of the hydrogen-containing gas is stopped, air flows into the gap between the two glass plates 4 and 6 from the opening.
  • the flow control of the hydrogen-containing gas with this as one cycle was repeated a predetermined number of times, and the light transmittance was measured every second during that time.
  • a light emitting diode having a wavelength of 940 nm was used as the light source, and a photodiode was used as the light receiving element.
  • FIG. 8 shows the measurement results of samples 6 to 10. The measurement results of samples 6 to 10 are shown in order from the top in the figure.
  • FIG. 8 shows the number of repetitions of hydrogen supply and stop cycles on the horizontal axis and the light transmittance on the vertical axis, as in FIG. 6 of Example 1.
  • the lower limit value of the light transmittance indicates the reflection state before hydrogen absorption, and the upper limit value indicates the transmission state after hydrogen absorption. For this reason, it is preferable that the width on the vertical axis side is stable and wide regardless of the number of repetitions.
  • the upper and lower limits of the light transmittance are substantially changed even when the switching operation is repeated 3500 times, even though the buffer layer and the antioxidant layer are not provided. It can be seen that it has a stable switching durability. It can also be seen that when it is made transparent by hydrogenation, it is nearly colorless, that is, it has a high light transmittance.
  • Example 3 dimming made of magnesium / yttrium / lanthanum alloy on a glass substrate, which is a transparent member, according to the same procedure and conditions as in Example 2 except that a metal lanthanum target was used instead of the metal scandium target.
  • a reflective light control member in which the layer 10 and the catalyst layer 20 were sequentially laminated was produced and evaluated.
  • the glass substrate 4 (transparent member) used has a thickness of 1 mm, a magnesium-yttrium-lanthanum alloy thin film (light control layer 10) having a thickness of 48 nm, and a palladium thin film (catalyst layer) having a thickness of 7 nm. 20) was deposited.
  • the power applied to the target of metal magnesium, metal yttrium, and metal lanthanum is 10 W for the metal magnesium target, 40 W for the metal yttrium target, and 15 W for the metal lanthanum target.
  • Membrane was performed.
  • the calibration curve of the composition obtained was estimated using the film thickness and the metal density, and the composition of the sample prepared from this curve was estimated.
  • Mg 0.32 Y 0.56 La was 0.12 .
  • the reflective light control member obtained by the above process is in a reflective state with metallic luster, but 1 atmosphere of hydrogen gas (hydrogen-containing) is obtained by diluting the surface of the palladium thin film to 4% by volume with argon. Gas), and the magnesium-yttrium-lanthanum alloy thin film was hydrogenated to change to a transparent state.
  • hydrogen gas hydrogen-containing
  • the magnesium-yttrium-lanthanum alloy thin film was hydrogenated to change to a transparent state.
  • the surface of the palladium thin film was exposed to the atmosphere, it returned to the reflective state by dehydrogenation of the magnesium / yttrium / lanthanum alloy thin film.
  • the produced reflective light control member reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflective state by dehydrogenation.
  • the laser light transmittance was measured.
  • the apparatus shown in FIG. A predetermined amount of hydrogen-containing gas was allowed to flow through the gap between the two glass plates 4 and 6 by a mass flow controller for 35 seconds, and then the flow of hydrogen-containing gas was stopped for 5 minutes. When the flow of the hydrogen-containing gas is stopped, air flows into the gap between the two glass plates 4 and 6 from the opening.
  • the flow control of the hydrogen-containing gas with this as one cycle was repeated a predetermined number of times, and the laser light transmittance was measured every second during that time.
  • a semiconductor laser having a wavelength of 670 nm was used as the light source, and a silicon photodiode was used as the light receiving element.
  • Example 4 dimming of magnesium / yttrium / cerium alloy on a glass substrate, which is a transparent member, according to the same procedure and conditions as in Example 2 except that a metal cerium target was used instead of the metal scandium target.
  • a reflective light control member in which the layer 10 and the catalyst layer 20 were sequentially laminated was produced and evaluated.
  • the glass substrate 4 (transparent member) used has a thickness of 1 mm, a magnesium-yttrium-cerium alloy thin film (light control layer 10) having a thickness of 48 nm, and a palladium thin film (catalyst layer) having a thickness of 7 nm. 20) was deposited.
  • the power applied to the magnesium magnesium, metal yttrium, and metal cerium targets is 20 W for the metal magnesium target, 60 W for the metal yttrium target, and 30 W for the metal cerium target. Membrane was performed.
  • the calibration curve of the obtained composition was estimated using the film thickness and the metal density, and the composition of the sample produced from this curve was estimated, and Mg 0.37 Y 0.49 was obtained. Ce 0.14 .
  • the reflective light control member obtained by the above process is in a reflective state with metallic luster, but 1 atmosphere of hydrogen gas (hydrogen-containing) is obtained by diluting the surface of the palladium thin film to 4% by volume with argon. Gas), and the magnesium, yttrium, and cerium alloy thin film was hydrogenated and changed to a transparent state.
  • hydrogen gas hydrogen-containing
  • the magnesium, yttrium, and cerium alloy thin film was hydrogenated and changed to a transparent state.
  • the surface of the palladium thin film was exposed to the atmosphere, it returned to the reflective state by dehydrogenation of the magnesium / yttrium / cerium alloy thin film.
  • the produced reflective light control member reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflective state by dehydrogenation.
  • the laser light transmittance was measured.
  • the apparatus shown in FIG. A predetermined amount of hydrogen-containing gas was allowed to flow through the gap between the two glass plates 4 and 6 by a mass flow controller for 35 seconds, and then the flow of hydrogen-containing gas was stopped for 5 minutes. When the flow of the hydrogen-containing gas is stopped, air flows into the gap between the two glass plates 4 and 6 from the opening.
  • the flow control of the hydrogen-containing gas with this as one cycle was repeated a predetermined number of times, and the laser light transmittance was measured every second during that time.
  • a semiconductor laser having a wavelength of 670 nm was used as the light source, and a silicon photodiode was used as the light receiving element.
  • a reflective light control member was prepared according to the same procedure and conditions as the sample 10 of Example 2 except that a metal scandium target was not used. .
  • a reflective dimming member was produced in which a dimming layer 10 made of a magnesium / yttrium alloy and a catalyst layer 20 made of a palladium thin film were sequentially laminated on a glass substrate that was a transparent member.
  • the magnesium-yttrium alloy thin film was formed by applying a voltage of 10 W to the metal magnesium target and 30 W to the metal yttrium target in a magnetron sputtering apparatus.
  • the calibration curve of the composition obtained for the light control layer was estimated from the ratio of the power applied to each target using the film thickness and the metal density, and the composition of the magnesium-yttrium alloy produced from this curve was estimated. place, it was Mg 0.44 Y 0.56.
  • film thicknesses of the light control layer 10 and the catalyst layer 20 are the same as those in Example 2.
  • the reflective light control member produced by the above procedure was in a reflective state of metallic luster similar to the sample 10 of Example 2. Further, when the surface of the palladium thin film was exposed to 1 atm of hydrogen gas (hydrogen-containing gas) diluted to 4% by volume with argon, it changed to a transparent state by hydrogenation of the magnesium-yttrium alloy thin film. In this state, when the surface of the palladium thin film was exposed to the atmosphere, it returned to the reflective state by dehydrogenation of the magnesium-yttrium alloy thin film. Thus, it was confirmed that the produced reflective light control member of this comparative example reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflective state by dehydrogenation.
  • hydrogen gas hydrogen-containing gas
  • the light transmittance was measured in order to evaluate the obtained reflective light control member.
  • the apparatus shown in FIG. A predetermined amount of hydrogen-containing gas was allowed to flow through the gap between the two glass plates 4 and 6 by a mass flow controller for 95 seconds, and then the flow of hydrogen-containing gas was stopped for 900 seconds. When the flow of the hydrogen-containing gas is stopped, air flows into the gap between the two glass plates 4 and 6 from the opening.
  • the flow control of the hydrogen-containing gas with this as one cycle was repeated a predetermined number of times, and the light transmittance was measured every second during that time.
  • a light emitting diode having a wavelength of 940 nm was used as the light source, and a photodiode was used as the light receiving element.
  • the horizontal axis indicates the number of times of hydrogen supply and stop cycle repetition, and the vertical axis indicates the light transmittance.
  • the flow of hydrogen-containing gas, between the 3000th and 3005th times of switching between stop and stop, are shown.
  • the change in transmittance is shown.
  • the peaks indicating the change in light transmittance during hydrogen absorption / release during the above period are all sharp, whereas the sample of this comparative example is You can see that it is broad.
  • At least one exemplary embodiment of the present invention may relate to a reflective dimmer, a reflective dimmer using the reflective dimmer, and a multilayer glass.
  • At least one exemplary embodiment of the present invention has been made in view of the above points, and provides a reflective dimming element having excellent switching durability between a transparent state and a reflective state. May be aimed at.
  • At least one exemplary embodiment of the present invention includes a reflective dimming element having excellent switching durability between a transparent state and a reflective state, a reflective dimming member using the reflective dimming element, and a composite It may be aimed at providing layer glass.
  • At least one exemplary embodiment of the present invention includes a light control layer that reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflection state by dehydrogenation, and hydrogenation and dehydration in the light control layer.
  • the dimming layer is selected from at least one element selected from Group 2 elements, Group 3 elements and rare earth elements.
  • a reflective dimming element made of an alloy containing at least one element and / or a hydride of the alloy is provided.
  • At least one exemplary embodiment of the present invention includes a light control layer that reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflection state by dehydrogenation, and hydrogenation and dehydration in the light control layer.
  • the dimming layer is selected from at least one element selected from Group 2 elements, Group 3 elements, and rare earth elements.
  • a reflective dimming element made of an alloy containing at least one kind of element and / or a hydride of the alloy a reflective dimming member using the reflective dimming element, and multilayer glass are sometimes provided. .
  • Exemplary embodiment (1) includes a light control layer whose state reversibly changes between a transparent state by hydrogenation and a reflection state by dehydrogenation, and hydrogenation and dehydrogenation in the light control layer.
  • the dimming layer includes at least one element selected from Group 2 elements, and two or more kinds selected from Group 3 elements and rare earth elements. It is a reflective dimming element made of an alloy containing an element and / or a hydride of the alloy.
  • the alloy containing at least one element selected from the Group 2 elements and two or more elements selected from Group 3 elements and rare earth elements is magnesium.
  • the reflective dimming element according to the exemplary embodiment (1) which is an yttrium scandium alloy.
  • the magnesium-yttrium-scandium alloy is Mg 1-xy Y x Sc y (0.3 ⁇ x ⁇ 0.7, 0 ⁇ y ⁇ 0.6, x + y ⁇ It is a reflective dimming element according to exemplary embodiment (2), characterized in that it is represented by 1).
  • An exemplary embodiment (5) is provided with a protective layer having hydrogen permeability and water repellency on the side opposite to the light control layer with respect to the catalyst layer (example embodiment (5). 1) A reflection-type light control device according to any one of (4).
  • Exemplary embodiment (6) is described in any one of exemplary embodiments (1) to (5), wherein the light control layer has a thickness of 10 nm to 200 nm. It is a reflection type light control element.
  • Illustrative embodiment (7) is the reflection according to any one of exemplary embodiments (1) to (6), wherein the thickness of the catalyst layer is 1 nm or more and 20 nm or less.
  • Type light control element is 1 nm or more and 20 nm or less.
  • Exemplary embodiment (8) is a reflective light control member comprising the reflective light control element according to any one of exemplary embodiments (1) to (7), wherein the light control layer Is a reflective dimming member comprising a transparent member on the opposite side to the catalyst layer with reference to
  • Example Embodiment (9) is a reflective dimming member according to Example Embodiment (8), wherein glass or plastic is used as the transparent member.
  • the exemplary embodiment (10) is a multilayer glass including two or more glass plates, and the exemplary embodiment (1) to the exemplary embodiment (1) to (7) A multilayer glass comprising the reflective dimmer according to any one of (7).
  • An exemplary embodiment (11) includes an atmosphere controller that supplies and exhausts hydrogen and oxygen or air into a gap formed between the glass plate provided with the reflective dimming element and the other glass plate. It is a multilayer glass as described in exemplary embodiment (10) characterized by comprising.
  • a reflective state that is nearly colorless when hydrogenated to a transparent state, that is, has a high light transmittance and a high switching durability.
  • An optical element may be provided.
  • the effect of speeding up the return from the transparent state to the mirror state (metal state) by dehydrogenation by diluting the light control layer. May also be obtained.

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Abstract

　本発明に係る反射型調光素子は、水素との可逆的な反応の際に透明状態及び反射状態の間における可逆的な変化を示すように構成された調光層、並びに、前記調光層の前記可逆的な反応を促進するように構成された触媒層を備え、前記調光層は、第２族元素からなる群より選択された少なくとも一種類の元素並びに第３族元素及び希土類元素からなる群より選択された少なくとも二種類の元素を含有する合金又は合金の水素化物を含む反射型調光素子である。

Description

反射型調光素子、反射型調光部材、及び複層ガラス
　本発明の一つの態様は、反射型調光素子、反射型調光部材、及び複層ガラスの少なくとも一つに関係する。
　一般に、建物において窓（開口部）は大きな熱の出入り場所になっている。例えば、冬の暖房時の熱が窓から流失する割合は４８％程度であり、夏の冷房時に窓から熱が流入する割合は７１％程度にも達する。したがって、窓における光・熱を適切に制御することにより、膨大な省エネルギー効果を得ることができる。
　調光ガラスは、このような目的で開発されたものであり、光・熱の流入・流出を制御する機能を有している。
　このような調光ガラスの調光を行う方式にはいくつかの種類がある。それらのうち、１）電流・電圧の印加により可逆的に光透過率の変化する材料をエレクトロクロミック材料といい、２）温度により光透過率が変化する材料をサーモクロミック材料といい、また、３）雰囲気ガスの制御により光透過率が変化する材料をガスクロミック材料という。この中でも、調光層に酸化タングステン薄膜を用いたエレクトロクロミック調光ガラスの研究が最も進んでおり、現在、ほぼ実用化段階に達しており、市販品も出されている。
　しかしながら、この調光層に酸化タングステン薄膜を用いたエレクトロクロミック調光ガラスは、調光層で光を吸収することにより調光を行うことをその原理としている。従って、調光層が光を吸収することにより熱を持ち、それがまた室内に再放射されるため、省エネルギー効果が低くなってしまうという問題があった。これをなくすためには、光を吸収することにより調光を行うのではなく、光を反射することにより調光を行う必要がある。つまり、透明状態と反射状態との間で状態が可逆的に変化するような特性を有する材料（反射型調光素子）が望まれていた。
　このような特性を有する材料として、近年、イットリウムやランタンなどの希土類金属の水素化及び脱水素化により透明状態と反射状態との間で状態が可逆的に変化することが発見、報告されている（例えば、米国特許第５６３５７２９号参照）。
　これ以外にも、反射型の調光特性（調光ミラー特性）を有する材料としては、これまで、ガドリニウム等の希土類金属とマグネシウムの合金（例えば、米国特許第５９０５５９０号参照）、マグネシウムと遷移金属の合金（例えば、米国特許第６６４７１６６号参照）、及びカルシウム等のアルカリ土類金属とマグネシウムの合金（例えば、日本国特許出願公開第２０１０－０６６７４７号参照）が知られている。
　しかしながら、上記反射型調光素子では、透明状態と反射状態間のスイッチングの繰り返し耐久性が低くかった。このため、耐久性を向上させるために、反射型調光特性を有する層と触媒層の間にバッファー層を挿入し、さらに触媒層の表面に水素透過性及び撥水性の保護層を形成する方法が取られていた。しかしながら、バッファー層や保護層を設けても１６００回程度のスイッチングの繰り返し耐久性を有しないという問題があった（例えば、Ｂａｏ，ｅｔ　ａｌ．，Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　＆　Ｓｏｌａｒ　Ｃｅｌｌｓ，Ｖｏｌ．９３，１６４２（２００９）参照）。
　本発明の一つの態様に従って提供されるものは、反射型調光素子であって、水素との可逆的な反応の際に透明状態及び反射状態の間における可逆的な変化を示すように構成された調光層、並びに、前記調光層の前記可逆的な反応を促進するように構成された触媒層を備える、反射型調光素子において、前記調光層は、第２族元素からなる群より選択された少なくとも一種類の元素並びに第３族元素及び希土類元素からなる群より選択された少なくとも二種類の元素を含有する合金又は前記合金の水素化物を含む、反射型調光素子である。
　本発明の別の態様に従って提供されるものは、上述した反射型調光素子を備える反射型調光部材であって、前記調光層において前記触媒層の反対側に透明部材をさらに備える、反射型調光部材である。
　本発明の別の態様に従って提供されるものは、複層ガラスであって、複数のガラス板、及び、他のガラス板と対向する少なくとも一つのガラス板の表面に上述した反射型調光素子を備える、複層ガラスである。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る反射型調光素子の断面図である。 図２は、本発明の第２の実施形態に係る反射型調光素子の断面図である。 図３は、本発明の第３の実施形態に係る反射型調光部材の断面図である。 図４は、本発明の第４の実施形態に係る複層ガラスの断面図である。 図５は、本発明の実施例１におけるレーザ光透過率の測定装置の構成を示す断面図である。 図６は、本発明の実施例１の試料１～４についての反射状態と透明状態との間の状態のスイッチング回数とレーザ光透過率との関係を示す図である。 図７は、本発明の実施例１の試料５についての反射状態と透明状態との間の状態のスイッチング回数とレーザ光透過率との関係を示す図である。 図８は、本発明の実施例２の試料６～１０についての反射状態と透明状態との間の状態のスイッチング回数と発光ダイオード光透過率との関係を示す図である。 図９は、本発明の実施例３の試料１１についての反射状態と透明状態との間の状態のスイッチング回数とレーザ光光透過率との関係を示す図である。 図１０は、本発明の実施例４の試料１２についての反射状態と透明状態との間の状態のスイッチング回数とレーザ光光透過率との関係を示す図である。 図１１は、比較例１の試料についての反射状態と透明状態との間の状態のスイッチング回数と発光ダイオード光透過率との関係を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態（実施形態）について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
　［第１の実施形態］
　本実施形態では、本発明の実施形態の反射型調光素子について説明する。
　本発明の実施形態の反射型調光素子は水素化による透明状態と脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化する調光層と、前記調光層における水素化、脱水素化を促進する触媒層とを備えている。そして、調光層は、第２族元素から選択される少なくとも１種の元素と、第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素とを含む合金および／または当該合金の水素化物からなることを特徴とするものである。
　図１に、本発明の実施形態の反射型調光素子の構成例を示す。図に示すように、第１実施形態の反射型調光素子は、調光層１０、及び触媒層２０を備える。
　調光層１０は、水素化による透明状態と脱水素化による反射状態（金属状態）との間で状態が可逆的に変化するクロミック特性を有する。即ち、調光層１０は、光透過率を調節する機能を有する。調光層１０は、その特徴的な構成として、第２族元素から選択される少なくとも１種の元素と、第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素とを含む合金および／または当該合金の水素化物からなる。
　係る合金は、水素を吸蔵することにより無色の透明状態になり、水素を放出することにより銀色の反射状態になる。なお、調光層１０は、上記合金以外の元素を微量成分（不可避成分）として含んでいてもよい。
　調光層１０の水素化、脱水素化を行う方法は、３種類ある。第１の方法は、一般にガスクロミック方式と呼ばれ、水素を含むガスに調光層１０をさらして水素化を行い、酸素を含むガス（空気）に調光層１０をさらして脱水素化を行う方法である。第２の方法は、一般にエレクトロクロミック方式と呼ばれ、液体の電解質（電解液）を用いて調光層１０の水素化、脱水素化を行う方法である。第３の方法は、一般にエレクトロクロミック方式と呼ばれ、固体の電解質を用いて調光層１０の水素化、脱水素化を行う方法である。
　調光層１０に含まれる合金について説明する。合金を構成する第２族元素、希土類元素については、特に限定されるものではなく、第２族元素を少なくとも１種と第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素を含むものであればよい。
　特に第２族元素としては、入手の容易さ、コスト、大気中での安定性から、Ｍｇ、Ｃａのいずれか又は両方であることが好ましく、Ｍｇであることがより好ましい。
　また、第３族元素及び希土類元素についても限定されるものではないが、例えば、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｃｅから選択される２種以上であることが好ましい。
　具体的な調光層を構成する上記第２族元素から選択される少なくとも１種の元素と、第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素とを含む合金としては、例えばマグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金（以下、「マグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金」とも記載する）を好ましく用いることができる。
　マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金であれば、その組成によらず、良好なクロミック特性を示すことから、組成は限定されるものではない。特に、透明状態における光透過率が高く、スイッチングの繰り返し耐久性に優れ、透過率の変化幅が小さくなることから、マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金は、Ｍｇ１－ｘ―ｙＹｘＳｃｙ（０．３＜ｘ＜０．７、０＜ｙ＜０．６、ｘ＋ｙ＜１）であることが好ましい。さらに、Ｍｇ１－ｘ―ｙＹｘＳｃｙ（０．３＜ｘ＜０．６５、０．０２＜ｙ＜０．４、ｘ＋ｙ＜１）がより好ましい。
　調光層１０の膜厚は、光透過率や耐久性等を考慮して選択されるものであり、特に限定されるものではないが、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。これは、１０ｎｍ未満であると、反射状態における光反射率が十分ではない場合があり、一方、２００ｎｍ超であると、透明状態における光透過率が十分ではない場合があるためである。
　調光層１０の形成方法は特に限定されるものではなく、一般的な成膜方法が用いられる。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、めっき法が用いられる。
　触媒層２０は、図１に示すように調光層１０上に形成され、調光層１０における水素化、脱水素化を促進する機能を有する。触媒層２０によって、透明状態から反射状態への十分なスイッチング速度、及び反射状態から透明状態への十分なスイッチング速度が確保される。
　触媒層２０は、調光層１０の水素化、脱水素化を促進する機能を有するものであれば足り、特に限定されるものではないが、例えば、パラジウム、白金、パラジウム合金、又は白金合金からなる、すなわち、これらの中から選択された金属で構成されることが好ましい。特に、水素透過性の高いパラジウムが好適に用いられる。
　触媒層２０の膜厚は、調光層の反応性、触媒層の触媒能力により適宜選択されるものであり、限定されるものではないが、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。１ｎｍ未満であると、触媒としての機能が十分に発現されない場合があり、一方、２０ｎｍ超であると、触媒としての機能の向上に変化がないにもかかわらず、光透過率が十分ではない場合があるからである。
　触媒層２０の形成方法は特に限定されるものではなく、一般的な成膜方法を適用できる。具体的には、例えば、触媒層２０の形成方法には、スパッタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、めっき法等を用いることができる。
　以上に説明してきたように、調光層１０として所定の材料を用いた本発明の実施形態の反射型調光素子は、従来のマグネシウム・ニッケルやマグネシウム・カルシウム合金を用いた場合と比べて、スイッチングの繰り返し耐久性が高いものとすることができる。また、水素化により透明状態にした場合に光の透過率が高く、調光特性に優れた反射型調光素子とすることができる。
　［第２の実施形態］
　本実施形態では、第１の実施形態で説明した反射型調光素子にさらに保護層を設けた反射型調光素子について説明する。
　本実施形態の反射型調光素子の構成例を図２に示す。
　本実施形態の反射型調光素子は第１の実施形態で説明した反射型調光素子に保護層３０をさらに備えたものであり、保護層３０以外の構成は第１の実施形態で説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
　保護層３０は触媒層２０を基準として調光層１０とは反対側、すなわち、触媒層２０の調光層１０とは反対側の面に形成され、水素透過性および撥水性を有する層であり、触媒層２０と協働して、水や酸素による調光層１０の酸化を防止する機能を有する。
　触媒層２０は、調光層１０の酸化を防止する機能も有しているが、触媒層２０だけでは酸化防止機能が十分ではない場合があるため、保護層３０を形成することによって、調光層１０の酸化を防止する機能を高めることが可能になる。
　保護層３０は、上記のように水素（水素イオン）に対して透過性（水素透過性）を有し、水に対して非透過性（撥水性）を有するものであり、保護層を構成する材料としては係る特性を有するものが用いられる。
　保護層３０の材料としては、水素透過性、撥水性を併せて有するものであればその材料は限定されるものではないが、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、酢酸セルロース等のポリマーや、酸化チタン薄膜等の無機薄膜が用いられる。
　保護層３０の形成方法には、一般的な成膜方法を用いることができる。例えば、保護膜３０の形成方法には、ポリマーを分散させた分散液を塗布、乾燥する方法、無機物をスパッタリング法より成膜する方法が用いられる。
　保護層３０を設けることによって、水や酸素による調光層１０の酸化を防止することができる。このため、調光層１０の劣化を防止し、耐久性を高めることが可能になる。
　［第３の実施形態］
　本実施の形態では、第１の実施形態、第２の実施形態で説明した反射型調光素子に透明部材を備えた反射型調光部材について説明する。
　本実施形態の反射型調光部材の構成例を図３に示す。
　本実施形態の反射型調光部材は第１の実施形態で説明した反射型調光素子に、調光層１０を基準として触媒層２０とは反対側に透明部材（透明基板）４０を備えたものである。
　透明部材４０は、反射型調光素子の土台としての機能を有する。また、透明部材４０は、水や酸素による調光層１０の酸化を防止する機能を有することが好ましい。透明部材４０は、シートやフィルムの形態であってよく、その形状については限定されるものではなく、フレキシブル性を有していてもよい。
　透明部材４０としては、可視光を透過するものであれば足り材料は限定されるものではないが、ガラス、又はプラスチックを用いることが好ましい。
　ここでプラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ナイロン、アクリルが好適に用いられる。
　調光層１０の表面に透明部材４０を設けることにより、調光機能を有する反射型調光部材が得られる。この反射型調光部材は、建物や乗り物の窓ガラスだけでなく、様々な種類の物品に広く適用することができる。例えば、プライバシー保護を目的とした遮蔽物、反射状態と透明状態とのスイッチングを利用した装飾物、及び玩具等に調光ミラー機能を付加することができる。
　なお、本実施形態では、第１の実施形態で説明した反射型調光素子に透明部材を備えた反射型調光部材について説明したが、第２の実施形態で説明した反射型調光素子に透明部材を備えた反射型調光部材とすることもできる。すなわち、図３の構成において、触媒層２０を基準として、調光層１０とは反対側に水素透過性及び撥水性を有する保護層を設けたものである。この場合、第２の実施形態で説明したように調光層１０の劣化を防止し、耐久性を高めることが可能になるため好ましい。
　［第４の実施形態］
　本実施形態では、第１の実施形態、第２の実施形態で説明した反射型調光素子を備える複層ガラスについて説明する。
　具体的には、本発明の実施形態の複層ガラスは、２枚以上のガラス板を備える複層ガラスにおいて、少なくとも１枚のガラス板の、他のガラス板と対向する面に第１の実施形態又は第２の実施形態で説明した反射型調光素子を備えるものである。
　そして、反射型調光素子を備えたガラス板と、前記他のガラス板とで形成する間隙に水素、及び酸素もしくは空気を給排気する雰囲気制御機を備えていることが好ましい。
　図４に本発明の実施形態の複層ガラスの構成例を示す。
　図４は、本実施形態の複層ガラスの断面図を示している。その構成を説明すると、複層ガラスは、２枚のガラス板４、６を備え、一方のガラス板４は、内側面、すなわちガラス板同士が対向している側の面に、図１に示す反射型調光素子を備える。つまり、一方のガラス板４の内側面には、順次、調光層１０、触媒層２０が形成（積層）されている。なお、第２の実施形態で説明したように、触媒層２０を基準として、調光層１０とは反対側に保護層３０が形成されていてもよい。また、双方のガラス板４、６のそれぞれの内側面に、順次、調光層１０、触媒層２０が形成されていてもよい。
　複層ガラスは、図４に示すように、２枚のガラス板４、６の間隙に、ガス充填室Ｓを備え、開口部がシール部材５０により封止されている。ガス充填室Ｓには、予めアルゴンガスが封入されている。雰囲気制御器６０は、ガス充填室Ｓに、水素、及び、酸素若しくは空気を給排気するものである。例えば、雰囲気制御器６０は、水を電気分解して水素や酸素を給気し、真空ポンプを用いてガス充填室Ｓ内のガスを外部に排気する。
　水素がガス充填室Ｓに供給されると、調光層１０が触媒層２０を介して水素化されて透明状態になる。また、酸素若しくは空気がガス充填室Ｓに供給されると、調光層１０が触媒層２０を介して脱水素化されて反射状態になる。従って、ガス充填室Ｓの雰囲気を雰囲気制御器６０により制御することにより、透明状態と反射状態との間で状態を可逆的に制御することができる。また、給排気を中断すると、そのままの状態を保つことができる。これにより、ガスクロミック方式で調光を行う複層ガラスが得られる。
　現在、住宅における複層ガラスの普及が進んできており、新築の家では複層ガラスを使うことが主流になりつつある。複層ガラスの内側に反射型調光素子を備えることで、内部の空間をスイッチング用のガス充填室Ｓとして利用することができる。
　なお、本実施の形態では２枚のガラス板を備えた複層ガラスを例に説明したが、ガラス板の枚数は２枚に限定されるものではなく、さらに多くのガラス板を含むものであっても良い。
　そして、これまで説明してきたように、所定の材料からなる調光層１０を備えた反射型調光素子を用いているため、水素化により無色に近い透明状態とすることができ、スイッチングの繰り返し耐久性が高い複層ガラスとすることができる。
　以下、実施例により本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明は係る実施例に限定されるものではない。
　［実施例１］
　本実施例では、透明部材であるガラス基板上に、マグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金からなる調光層１０、触媒層２０を順次積層した反射型調光部材を作製し、その評価を行った。
　具体的には、厚さ１ｍｍのガラス基板４（透明部材）上に、順次、厚さ４８ｎｍのマグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金の薄膜（調光層１０）、厚さ７ｎｍのパラジウム薄膜（触媒層２０）を成膜した。
　具体的な調光層１０、触媒層２０の成膜条件について説明する。
　調光層１０のマグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金の薄膜、触媒層２０のパラジウム薄膜の成膜には、多元成膜が可能なマグネトロンスパッタ装置を用いて行った。
　３つのスパッタ銃に、ターゲットとしてそれぞれ、金属マグネシウム、金属スカンジウム－金属イットリウム、それに金属パラジウムをセットした。ここで、金属スカンジウム－金属イットリウムのターゲットは金属スカンジウム及び金属イットリウムの両金属を含有したターゲットである。
　最初に、ガラス基板を洗浄後、真空装置の中にセットしてチャンバー内の真空排気を行った。
　次いで、金属マグネシウムと、金属スカンジウム－金属イットリウムのターゲットに同時に電圧を印加してマグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金薄膜を作製した。
　スパッタ中のアルゴンガス圧は、０．３Ｐａであり、直流スパッタ法によりそれぞれのターゲットに所定のパワーを加えてスパッタを行った。なお、この際それぞれのターゲットに印加するパワー（電力）によって、得られる膜（調光層）の組成を選択、制御することができる。
　本実施例ではＭｇ１－ｘ（Ｓｃ１－ｙＹｙ）ｘと表わした場合に、ｘ、ｙが、（ｘ、ｙ）＝（０．４、０．５２）、（０．５７、０．５６）、（０．６２、０．５７）、（０．６６、０．５８）、（０．７７、０．５８）となるようにそれぞれ試料１～５を作製した。
　なお、係る組成は、後述する実施例２で用いた化学式Ｍｇ１－ｘーｙＹｘＳｃｙで表わした場合に、ｘ、ｙが、（ｘ、ｙ）＝（０．２１、０．１９）、（０．３２、０．２５）、（０．３５、０．２７）、（０．３８、０．２８）、（０．４５、０．３２）で表わされる（小数点以下第３桁目を四捨五入）。
　金属マグネシウムターゲット及び金属スカンジウム－金属イットリウムターゲットに印加するパワーの比から、得られる組成のキャリブレーションカーブをラザフォード後方散乱法で見積もり、このカーブから作製した試料の組成を見積もった。
　それぞれの試料を作製する際のスパッタターゲットに加えたパワーを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　その後、同じ真空条件で、金属パラジウムのターゲットに３０Ｗのパワーを加えてパラジウム薄膜の蒸着を行った。
　以上の手順によって作製した反射型調光部材は、金属光沢の反射状態になっているが、パラジウム薄膜の表面をアルゴンで４体積％に希釈した１気圧の水素ガス（以下、「水素含有ガス」という）にさらすと、いずれの試料についてもマグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金薄膜の水素化により、透明状態に変化した。この状態で、パラジウム薄膜の表面を大気にさらすと、マグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金薄膜の脱水素化により、反射状態に戻った。このように、作製した反射型調光部材は、水素化による透明状態と、脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化することが確認できた。
　次いで、得られた反射型調光部材の評価を行うため、レーザ光透過率を測定した。レーザ光透過率の測定には、図５に示すように、上記試料１～５のパラジウム薄膜２０に、スペーサを介して、もう１枚のガラス板（厚さ１ｍｍ）６をそれぞれ貼り合わせたものを用いた。２枚のガラス板４、６の間隙にマスフローコントローラーにより所定量の水素含有ガスを３５秒間流し、次いで水素含有ガスのフローを５分間停止した。水素含有ガスのフローを停止すると、空気が開口部から２枚のガラス板４、６の間隙に流入する。これを１サイクルとする水素含有ガスのフロー制御を所定回数繰り返し行い、その間１秒毎にレーザ光透過率を測定した。光源としては波長６７０ｎｍの半導体レーザを用い、受光素子としてはシリコンフォトダイオードを用いた。
　（試料１～４について）
　試料１～４について測定を行った結果を図６に示す。図中上から順に試料１～４の測定結果を示している。
　図６は、横軸に水素供給、停止サイクルの繰り返し回数を、縦軸にレーザ光の透過率を示したものである。レーザ光の透過率の下限値が水素吸収前の反射状態を、上限値が水素吸収後の透過状態を示している。このため、縦軸側の幅が繰り返し回数によらず安定して広いことが好ましい。
　これによると、いずれの試料においても、バッファー層や、酸化防止層を設けていないにも関わらず、少なくとも１０００回くらいの繰り返しまでは安定したスイッチングの繰り返し耐久性を有していることが分かる。また、水素化により透明状態にした場合に無色に近い状態すなわち、光の透過率が高いことも分かる。
　そして、試料１～４の順番で、Ｍｇ１－ｘ（Ｓｃ１－ｙＹｙ）ｘで表わされる式中、ｘの値が増加している、すなわち、スカンジウム、イットリウムの添加が多くなっているが、ｘの値が大きくなるほど、繰り返しによる性能変化（低下）が少ないことが分かる。
　つまりこの結果から、スカンジウム、イットリウムの添加量が多くなることによって、耐久性を向上できることが分かる。
　特に、試料３、４については、少なくとも繰り返しスイッチング回数が３０００回くらいまでは、測定開始時の性能を維持できていることが確認できた。
　なお、試料２～４について、測定途中繰り返し回数が２０００～３０００回の間において（図中Ａで示した点）、試料の回復が遅くなったことから水素含有ガスを６５秒流し、１２００秒間停止するサイクルに変更して測定を行った。
　サイクル変更後は、水素吸収、放出後のレーザ光透過率の値が改善しており、水素放出速度が低下した場合も、水素ガスの供給、停止サイクルを調整することによってもとの性能を維持することが可能であることが確認できた。
　（試料５について）
　次に、試料１～４よりもさらにスカンジウム、イットリアの添加量が多い試料５（Ｍｇ０．２３（Ｓｃ０．４２Ｙ０．５８）０．７７）について、スイッチングの繰り返し耐久性を評価した。
　評価の方法としては試料１～４の場合と同様に図５に示す装置により行った。
　なお、測定条件としては、水素含有ガスを３５秒間流し、次いで水素含有ガスのフローを５分間停止するサイクルを繰り返し行うことによって行っており、試料２～４とは異なり途中でサイクルは変更していない。結果を図７に示す。
　これによると、１００００回以上スイッチングを繰り返し行ってもレーザ光の透過率に大きな変化は見られず、安定した性能を示しており、試料１～４よりも特に性能が高くなっていることが分かる。
　また、水素化により透明状態にした場合に無色に近い状態すなわち、光の透過率が高く、繰り返した場合でも安定していることが分かる。
　以上、本実施例の結果からも明らかなように、本発明の実施形態の反射型調光素子及びそれを用いた反射型調光部材、複層ガラスは、バッファー層や、酸化防止層をコーティングしていないにも関わらず、高いスイッチング繰り返し耐久性能を有することがわかる。
　［実施例２］
　本実施例では、マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金の薄膜の成膜する際に、金属スカンジウム－金属イットリウムのターゲットにかえて、金属イットリウムのターゲット、金属スカンジウムのターゲットを用いた点以外は実施例１と同様にして、透明部材であるガラス基板上に、マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金からなる調光層１０、触媒層２０を順次積層した反射型調光部材を作製した。また、以下に示す手順により評価を行った。
　具体的には、厚さ１ｍｍのガラス基板４（透明部材）上に、順次、厚さ４８ｎｍのマグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金の薄膜（調光層１０）、厚さ７ｎｍのパラジウム薄膜（触媒層２０）を成膜した。
　本実施例の具体的な調光層１０、触媒層２０の成膜条件について説明する。
　調光層１０のマグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金の薄膜、触媒層２０のパラジウム薄膜の成膜には、多元成膜が可能なマグネトロンスパッタ装置を用いて行った。
　４つのスパッタ銃に、ターゲットとしてそれぞれ、金属マグネシウム、金属イットリウム、金属スカンジウム、それに金属パラジウムをセットした。
　最初に、ガラス基板を洗浄後、真空装置の中にセットしてチャンバー内の真空排気を行った。
　次いで、金属マグネシウムと、金属イットリウムと、金属スカンジウムとのターゲットに同時に電圧を印加してマグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金薄膜を作製した。
　スパッタ中のアルゴンガス圧は、０．３Ｐａであり、直流スパッタ法によりそれぞれのターゲットに所定のパワーを加えてスパッタを行った。なお、この際それぞれのターゲットに印加するパワー（電力）によって、得られる膜（調光層）の組成を選択、制御することができる。
　本実施例ではＭｇ１-ｘ-ｙＹｘＳｃｙと表わした場合に、ｘ、ｙが、（ｘ、ｙ）＝（０．６３、０．０２）、（０．５１、０．０６）、（０．６０、０．０７）、（０．５６、０．１３）、（０．４８、０．１５）となるようにそれぞれ試料６～１０を作製した。
　金属マグネシウムターゲット及び金属イットリウムターゲット、金属スカンジウムターゲットに印加するパワーの比から、得られる組成のキャリブレーションカーブを膜厚と金属の密度を用いて見積もり、このカーブから作製した試料の組成を見積もった。
　それぞれの試料を作製する際のスパッタターゲットに加えたパワーを表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　その後、同じ真空条件で、金属パラジウムのターゲットに３０Ｗのパワーを加えてパラジウム薄膜の蒸着を行った。
　以上の手順によって作製した反射型調光部材は、金属光沢の反射状態になっているが、パラジウム薄膜の表面をアルゴンで４体積％に希釈した１気圧の水素ガス（以下、「水素含有ガス」という）にさらすと、いずれの試料についてもマグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金薄膜の水素化により、透明状態に変化した。この状態で、パラジウム薄膜の表面を大気にさらすと、マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金薄膜の脱水素化により、反射状態に戻った。このように、作製した反射型調光部材は、水素化による透明状態と、脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化することが確認できた。
　次いで、得られた反射型調光部材の評価を行うため、光透過率を測定した。光透過率の測定には、以下のようにレーザの代わりに発光ダイオードを用いた以外は実施例１の時と同様に図５に示す装置を用いた。２枚のガラス板４、６の間隙にマスフローコントローラーにより所定量の水素含有ガスを９５秒間流し、次いで水素含有ガスのフローを９００秒間停止した。水素含有ガスのフローを停止すると、空気が開口部から２枚のガラス板４、６の間隙に流入する。これを１サイクルとする水素含有ガスのフロー制御を所定回数繰り返し行い、その間１秒毎に光の透過率を測定した。光源としては波長９４０ｎｍの発光ダイオードを用い、受光素子としてはフォトダイオードを用いた。
　試料６～１０について測定を行った結果を図８に示す。図中上から順に試料６～１０の測定結果を示している。
　図８は、実施例１の図６と同様に横軸に水素供給、停止サイクルの繰り返し回数を、縦軸に光の透過率を示したものである。光の透過率の下限値が水素吸収前の反射状態を、上限値が水素吸収後の透過状態を示している。このため、縦軸側の幅が繰り返し回数によらず安定して広いことが好ましい。
　これによると、いずれの試料においても、バッファー層や、酸化防止層を設けていないにも関わらず、３５００回繰り返しスイッチング動作を行った場合でも、光の透過率の上限値と下限値はほぼ変化しておらず、安定したスイッチングの繰り返し耐久性を有していることが分かる。また、水素化により透明状態にした場合に無色に近い状態すなわち、光の透過率が高いことも分かる。
　［実施例３］
　次に、金属スカンジウムターゲットにかえて、金属ランタンターゲットを用いた点以外は、実施例２と同様の手順、条件により、透明部材であるガラス基板上に、マグネシウム・イットリウム・ランタン合金からなる調光層１０、触媒層２０を順次積層した反射型調光部材を作製し、その評価を行った。
　用いたガラス基板４（透明部材）も同様に１ｍｍの厚さを有するものを用い、厚さ４８ｎｍのマグネシウム・イットリウム・ランタン合金の薄膜（調光層１０）、厚さ７ｎｍのパラジウム薄膜（触媒層２０）を成膜した。
　成膜の際、金属マグネシウムと、金属イットリウム、金属ランタンのターゲットに印加するパワー（電力）としては、金属マグネシウムターゲットには、１０Ｗ、金属イットリウムターゲットには４０Ｗ、金属ランタンターゲットには、１５Ｗとして成膜を行った。
　各ターゲットに印加するパワーの比から、得られる組成のキャリブレーションカーブを膜厚と金属の密度を用いて見積もり、このカーブから作製した試料の組成を見積もったところ、Ｍｇ０．３２Ｙ０．５６Ｌａ０．１２であった。
　その後、実施例２と同様にしてパラジウム薄膜の蒸着を行った。
　本実施例でも、上記工程により得られた反射型調光部材は、金属光沢の反射状態になっているが、パラジウム薄膜の表面をアルゴンで４体積％に希釈した１気圧の水素ガス（水素含有ガス）にさらし、マグネシウム・イットリウム・ランタン合金薄膜の水素化により、透明状態に変化した。この状態で、パラジウム薄膜の表面を大気にさらすと、マグネシウム・イットリウム・ランタン合金薄膜の脱水素化により、反射状態に戻った。このように、作製した反射型調光部材は、水素化による透明状態と、脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化することが確認できた。
　次いで、得られた反射型調光部材の評価を行うため、レーザ光透過率を測定した。レーザ光透過率の測定には、実施例１の時と同様に図５に示す装置を用いた。２枚のガラス板４、６の間隙にマスフローコントローラーにより所定量の水素含有ガスを３５秒間流し、次いで水素含有ガスのフローを５分間停止した。水素含有ガスのフローを停止すると、空気が開口部から２枚のガラス板４、６の間隙に流入する。これを１サイクルとする水素含有ガスのフロー制御を所定回数繰り返し行い、その間１秒毎にレーザ光透過率を測定した。光源としては波長６７０ｎｍの半導体レーザを用い、受光素子としてはシリコンフォトダイオードを用いた。
　測定結果を図９に示す。これによると、マグネシウム・イットリウム・ランタン合金の薄膜を用いた場合でも、実施例１、２に示したマグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金（マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金）の薄膜と同様に、バッファー層や、酸化防止層を設けていないにも関わらず、安定したスイッチング繰り返し耐久性を確認できた。
　特に４０００回の繰り返しを行っても性能にほとんど変化が無く安定したスイッチングの繰り返し耐久性を有していることが分かる。また、水素化により透明状態にした場合に無色に近い状態すなわち、光の透過率が高いことも分かる。
　［実施例４］
　次に、金属スカンジウムターゲットにかえて、金属セリウムターゲットを用いた点以外は、実施例２と同様の手順、条件により、透明部材であるガラス基板上に、マグネシウム・イットリウム・セリウム合金からなる調光層１０、触媒層２０を順次積層した反射型調光部材を作製し、その評価を行った。
　用いたガラス基板４（透明部材）も同様に１ｍｍの厚さを有するものを用い、厚さ４８ｎｍのマグネシウム・イットリウム・セリウム合金の薄膜（調光層１０）、厚さ７ｎｍのパラジウム薄膜（触媒層２０）を成膜した。
　成膜の際、金属マグネシウムと、金属イットリウム、金属セリウムのターゲットに印加するパワー（電力）としては、金属マグネシウムターゲットには、２０Ｗ、金属イットリウムターゲットには６０Ｗ、金属セリウムターゲットには、３０Ｗとして成膜を行った。
　各ターゲットに印加するパワーの比から、得られる組成のキャリブレーションカーブを膜厚と金属の密度を用いて見積もり、このカーブから作製した試料の組成を見積もったところ、Ｍｇ０．３７Ｙ０．４９Ｃｅ０．１４であった。
　その後、実施例２と同様にしてパラジウム薄膜の蒸着を行った。
　本実施例でも、上記工程により得られた反射型調光部材は、金属光沢の反射状態になっているが、パラジウム薄膜の表面をアルゴンで４体積％に希釈した１気圧の水素ガス（水素含有ガス）にさらし、マグネシウム・イットリウム・セリウム合金薄膜の水素化により、透明状態に変化した。この状態で、パラジウム薄膜の表面を大気にさらすと、マグネシウム・イットリウム・セリウム合金薄膜の脱水素化により、反射状態に戻った。このように、作製した反射型調光部材は、水素化による透明状態と、脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化することが確認できた。
　次いで、得られた反射型調光部材の評価を行うため、レーザ光透過率を測定した。レーザ光透過率の測定には、実施例１の時と同様に図５に示す装置を用いた。２枚のガラス板４、６の間隙にマスフローコントローラーにより所定量の水素含有ガスを３５秒間流し、次いで水素含有ガスのフローを５分間停止した。水素含有ガスのフローを停止すると、空気が開口部から２枚のガラス板４、６の間隙に流入する。これを１サイクルとする水素含有ガスのフロー制御を所定回数繰り返し行い、その間１秒毎にレーザ光透過率を測定した。光源としては波長６７０ｎｍの半導体レーザを用い、受光素子としてはシリコンフォトダイオードを用いた。
　測定結果を図１０に示す。これによると、マグネシウム・イットリウム・セリウム合金の薄膜を用いた場合でも、光透過率の幅に変化は無く、実施例１、２に示したマグネシウム・スカンジウム・イットリウム合金（マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金）の薄膜と同様に、バッファー層や、酸化防止層を設けていないにも関わらず、安定したスイッチング繰り返し耐久性を確認できた。
　特に４０００回の繰り返しを行っても性能にほとんど変化が無く安定したスイッチングの繰り返し耐久性を有していることが分かる。また、水素化により透明状態にした場合に無色に近い状態すなわち、光の透過率が高いことも分かる。
　［比較例１］
　本比較例においては、実施例１、２の調光層中の合金がスカンジウムを含有する効果を確認するため、スカンジウムを添加していないマグネシウム・イットリウム合金からなる調光層を有する反射型調光部材を作製した。
　具体的には、マグネトロンスパッタ装置において調光層１０を成膜する際、金属スカンジウムターゲットを用いない点以外は、実施例２の試料１０と同様の手順、条件により反射型調光部材を作製した。これにより、透明部材であるガラス基板上に、マグネシウム・イットリウム合金からなる調光層１０、パラジウム薄膜からなる触媒層２０を順次積層した反射型調光部材を作製した。
　なお、マグネシウム・イットリウム合金の薄膜は、マグネトロンスパッタ装置において、金属マグネシウムターゲットに１０Ｗ、金属イットリウムターゲットに３０Ｗの電圧を印加して成膜した。この際、各ターゲットに印加するパワーの比から、調光層について得られる組成のキャリブレーションカーブを膜厚と金属の密度を用いて見積もり、このカーブから作製したマグネシウム・イットリウム合金の組成を見積もったところ、Ｍｇ０．４４Ｙ０．５６であった。
　また、調光層１０、触媒層２０の膜厚に関しても、実施例２と同様になる様に行っている。
　以上の手順によって作製した反射型調光部材は、実施例２の試料１０と同様に金属光沢の反射状態になっていることが確認できた。また、パラジウム薄膜の表面をアルゴンで４体積％に希釈した１気圧の水素ガス（水素含有ガス）にさらすと、マグネシウム・イットリウム合金薄膜の水素化により、透明状態に変化した。この状態で、パラジウム薄膜の表面を大気にさらすと、マグネシウム・イットリウム合金薄膜の脱水素化により反射状態に戻った。このように、作製した本比較例の反射型調光部材は、水素化による透明状態と、脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化することが確認できた。
　次いで、得られた反射型調光部材の評価を行うため、光透過率を測定した。評価の方法としては実施例２と同様に図５に示す装置を用いて行った。２枚のガラス板４、６の間隙にマスフローコントローラーにより所定量の水素含有ガスを９５秒間流し、次いで水素含有ガスのフローを９００秒間停止した。水素含有ガスのフローを停止すると、空気が開口部から２枚のガラス板４、６の間隙に流入する。これを１サイクルとする水素含有ガスのフロー制御を所定回数繰り返し行い、その間１秒毎に光の透過率を測定した。光源としては波長９４０ｎｍの発光ダイオードを用い、受光素子としてはフォトダイオードを用いた。
　測定を行った結果を図１１に点線で示す。また、比較のため、マグネシウム、イットリウムの含有比率が等しい、実施例２の試料１０の結果を実線で示す。
　図１１は、横軸に水素供給、停止サイクルの繰り返し回数を、縦軸に光の透過率を示したものであり、水素含有ガスのフロー、停止の切り替えの３０００回目から３００５回目までの間の透過率の変化を示している。
　これによると、実施例２の試料１０は、上記期間の間、水素吸放出の際の光透過率の変化を示すピークがいずれもシャープになっているのに対して、本比較例の試料はブロードになっていることが分かる。これは、脱水素化の際に透明状態から金属状態（鏡の状態）に変化（復帰）する際、比較例の試料においては時間がかかっていることを示している。つまり、調光層の金属薄膜中にスカンジウムを含有することによって脱水素化による透明状態から鏡の状態への復帰を早める効果が確認できた。
　［付記］
　（反射型調光素子、該反射型調光素子を用いた反射型調光部材、及び、複層ガラスの例示的な実施形態。）
　本発明の少なくとも一つの例示的な実施形態は、反射型調光素子、該反射型調光素子を用いた反射型調光部材、及び、複層ガラスに関することがある。
　本発明の少なくとも一つの例示的な実施形態は、上記の点に鑑みてなされたものであって、透明状態と反射状態間のスイッチングの繰り返し耐久性に優れた反射型調光素子を提供することを目的とすることがある。
　本発明の少なくとも一つの例示的な実施形態は、透明状態と反射状態間のスイッチングの繰り返し耐久性に優れた反射型調光素子、該反射型調光素子を用いた反射型調光部材及び複層ガラスを提供することを目的とすることがある。
　本発明の少なくとも一つの例示的な実施形態は、水素化による透明状態と脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化する調光層と、前記調光層における水素化、脱水素化を促進する触媒層とを備える反射型調光素子において、前記調光層は、第２族元素から選択される少なくとも１種の元素と、第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素とを含む合金および／または当該合金の水素化物からなる反射型調光素子を提供することがある。
　本発明の少なくとも一つの例示的な実施形態は、水素化による透明状態と脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化する調光層と、前記調光層における水素化、脱水素化を促進する触媒層とを備える反射型調光素子において、前記調光層は、第２族元素から選択される少なくとも１種の元素と、第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素とを含む合金および／または当該合金の水素化物からなる反射型調光素子、該反射型調光素子を用いた反射型調光部材、及び、複層ガラスを提供することがある。
　例示的な実施形態（１）は、水素化による透明状態と脱水素化による反射状態との間で状態が可逆的に変化する調光層と、前記調光層における水素化、脱水素化を促進する触媒層とを備える反射型調光素子において、前記調光層は、第２族元素から選択される少なくとも１種の元素と、第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素とを含む合金および／または当該合金の水素化物からなる反射型調光素子である。
　例示的な実施形態（２）は、前記第２族元素から選択される少なくとも１種の元素と、第３族元素及び希土類元素から選択される２種以上の元素とを含む合金が、マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金であることを特徴とする例示的な実施形態（１）に記載の反射型調光素子である。
　例示的な実施形態（３）は、前記マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金が、Ｍｇ１－ｘ―ｙＹｘＳｃｙ（０．３＜ｘ＜０．７、０＜ｙ＜０．６、ｘ＋ｙ＜１）で表わされることを特徴とする例示的な実施形態（２）に記載の反射型調光素子である。
　例示的な実施形態（４）は、前記触媒層は、パラジウム、白金、パラジウム合金、又は白金合金からなることを特徴とする例示的な実施形態（１）～（３）のいずれか一つに記載の反射型調光素子である。
　例示的な実施形態（５）は、前記触媒層を基準として、前記調光層とは反対側に、水素透過性及び撥水性を有する保護層を備えることを特徴とする例示的な実施形態（１）～（４）のいずれか一つに記載の反射型調光素子である。
　例示的な実施形態（６）は、前記調光層の膜厚が、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする例示的な実施形態（１）～（５）のいずれか一つに記載の反射型調光素子である。
　例示的な実施形態（７）は、前記触媒層の膜厚が、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする例示的な実施形態（１）～（６）のいずれか一つに記載の反射型調光素子である。
　例示的な実施形態（８）は、例示的な実施形態（１）～（７）のいずれか一つに記載の反射型調光素子を備える反射型調光部材であって、前記調光層を基準として前記触媒層とは反対側に透明部材を備えることを特徴とする反射型調光部材である。
　例示的な実施形態（９）は、前記透明部材として、ガラス又はプラスチックを用いることを特徴とする例示的な実施形態（８）に記載の反射型調光部材である。
　例示的な実施形態（１０）は、２枚以上のガラス板を備える複層ガラスにおいて、少なくとも１枚のガラス板の、他のガラス板と対向する面に、例示的な実施形態（１）～（７）のいずれか一つに記載の反射型調光素子を備えることを特徴とする複層ガラスである。
　例示的な実施形態（１１）は、前記反射型調光素子を備えたガラス板と、前記他のガラス板とで形成する間隙に、水素、及び、酸素若しくは空気を給排気する雰囲気制御器を備えることを特徴とする例示的な実施形態（１０）に記載の複層ガラスである。
　本発明の少なくとも一つの例示的な実施形態によれば、水素化により透明状態にした場合に無色に近い状態、すなわち、光の透過率が高く、さらに、スイッチングの繰り返し耐久性が高い反射型調光素子を提供することができることがある。また、本発明の少なくとも一つの例示的な実施形態によれば、調光層を多元化することにより、脱水素化による透明状態から鏡の状態（金属状態）への復帰が早くなるという作用効果も得られることがある。
　本発明の例示的な実施形態及び具体的な例を、添付する図面を参照して記載してきたとはいえ、本発明は、例示的な実施形態及び具体的な例のいずれにも限定されないものであると共に、例示的な実施形態及び具体的な例は、本発明の範囲から逸脱することなく変形される、変更される、又は組み合わせられることがある。
　本出願は、２０１１年９月３０日に出願された日本国特許出願第２０１１－２１８１３４号及び２０１２年３月１２日に出願された日本国特許出願第２０１２－０５５１５５号に基づいた優先権の利益を主張するものであると共に、それらの全体の内容は、これにより、参照によってここに組み込まれる。

Claims (11)

  1. 　反射型調光素子であって、
    　水素との可逆的な反応の際に透明状態及び反射状態の間における可逆的な変化を示すように構成された調光層、並びに、
    　前記調光層の前記可逆的な反応を促進するように構成された触媒層
    を備える、反射型調光素子において、
    　前記調光層は、第２族元素からなる群より選択された少なくとも一種類の元素並びに第３族元素及び希土類元素からなる群より選択された少なくとも二種類の元素を含有する合金又は前記合金の水素化物を含む、反射型調光素子。
  2. 　請求項１に記載の反射型調光素子において、
    　前記合金は、マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金である、反射型調光素子。
  3. 　請求項２に記載の反射型調光素子において、
    　前記マグネシウム・イットリウム・スカンジウム合金は、Ｍｇ１－ｘ―ｙＹｘＳｃｙ（０．３＜ｘ＜０．７、０＜ｙ＜０．６、ｘ＋ｙ＜１）によって表わされたものである、反射型調光素子。
  4. 　請求項１に記載の反射型調光素子において、
    　前記触媒層は、パラジウム、白金、パラジウム合金、又は白金合金を含む、反射型調光素子。
  5. 　請求項１に記載の反射型調光素子であって、
    　前記触媒層において前記調光層の反対側に水素透過性及び撥水性を有する保護層をさらに備える、反射型調光素子。
  6. 　請求項１に記載の反射型調光素子において、
    　前記調光層の厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、反射型調光素子。
  7. 　請求項１に記載の反射型調光素子において、
    　前記触媒層の厚さは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、反射型調光素子。
  8. 　請求項１に記載の反射型調光素子を備える反射型調光部材であって、
    　前記調光層において前記触媒層の反対側に透明部材をさらに備える、反射型調光部材。
  9. 　請求項８に記載の反射型調光部材において、
    　前記透明部材の材料は、ガラス又はプラスチックを含む、反射型調光部材。
  10. 　複層ガラスであって、
    　複数のガラス板、及び、
    　他のガラス板と対向する少なくとも一つのガラス板の表面に請求項１に記載の反射型調光素子
    を備える、複層ガラス。
  11. 　請求項１０記載の複層ガラスにおいて、
    　前記反射型調光素子を備えた前記少なくとも一つのガラス板及び前記他のガラス板の間における間隙に水素及び酸素又は空気を供給する又は前記間隙から水素及び酸素又は空気を排気するように構成された雰囲気制御器をさらに備える、複層ガラス。
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