JP6358611B2 - 光学装置、車両用灯具、光学素子の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロデポジション素子を含む光学装置、および、その光学装置を利用した車両用灯具、ならびに、エレクトロデポジション素子の駆動方法に関する。

特許文献１には、いわゆるエレクトロデポジション素子が開示されている。エレクトロデポジション素子は、主に、対向配置される一対の電極と、その一対の電極に挟持され、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、を有する。

定常時（電圧無印加時）、電解質層はほぼ透明であり、エレクトロデポジション素子は透明状態となる。一対の電極間に電圧を印加すると、酸化・還元反応により、電解質層のエレクトロデポジション材料（銀）が、電極上に析出・堆積する。これにより、エレクトロデポジション素子は鏡面状態となる。

特開２０１２−１８１３８９号公報

本発明の主な目的は、エレクトロデポジション素子を含む光学装置であって、該エレクトロデポジション素子を透過する光の波長を制御することができる光学装置を提供することにある。

本発明の一観点によれば、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に挟持され、該一対の基板の法線方向から見たときに、第１〜第４の枠縁部からなる矩形枠状の全体的平面形状を有し、該第１の枠縁部にのみ、内側側面が外側に向かって窪む３つ以上の凹部が設けられ、かつ、少なくとも１つの凹部が該第１の枠縁部の両端を除く場所に設けられ、該凹部に相対する外側側面が外側に向かって膨らむように成形されるシール部材と、前記第１および第２の基板ならびに前記シール部材により画定される空間に封入され、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、前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に電圧を印加することができる電源と、を備える光学装置、が提供される。

本発明の他の観点によれば、対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板に挟持され、該一対の基板の法線方向から見たときに、第１〜第４の枠縁部からなる矩形枠状の全体的平面形状を有し、該第１の枠縁部にのみ、内側側面が外側に向かって窪む３つ以上の凹部が設けられ、かつ、少なくとも１つの凹部が該第１の枠縁部の両端を除く場所に設けられ、該凹部に相対する外側側面が外側に向かって膨らむように成形されるシール部材と、前記第１および第２の基板ならびに前記シール部材により画定される空間に封入され、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、を備える光学素子の駆動方法であって、前記第１の電極の電位を基準としたとき、第１の期間に、前記第２の電極に正の電位である第１の電位を印加し、該第１の期間の後の第２の期間に、前記第２の電極に、正の電位であり、かつ、前記第１の電位よりも低い第２の電位を印加する光学素子の駆動方法、が提供される。

透過光の波長を制御することができる光学装置を得ることができる。

図１Ａは、エレクトロデポジション素子１を含む光学装置の基本構造を示す断面図であり、図１Ｂは、エレクトロデポジション素子１に印加するステップ電圧の波形を示すグラフであり、図１Ｃは、エレクトロデポジション素子１にステップ電圧を印加した際の、当該エレクトロデポジション素子１における光透過率の波長依存性を示すグラフである。 図２Ａは、下側基板１０表面に突起層３０を形成する様子を示す断面図であり、図２Ｂは、突起層３０を形成する際に用いる、突起（円柱穴状）パターンが形成されたロール状金型１０１を示す斜視図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、突起層３０を形成した下側基板１０の表面にシール部材４０ａを塗布する様子を示す断面図および平面図であり、図３Ｃは、シール部材４０ａの一部を拡大して示す平面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、下側基板１０表面のシール部材４０ａに囲まれた領域にエレクトロデポジション材料を含む電解液５０を滴下する様子を示す断面図および平面図である。 図５Ａ〜図５Ｃは、下側基板１０と上側基板２０とを貼り合せる様子を示す断面図および平面図である。 図６Ａは、エレクトロデポジション素子１ａを含む光学装置の構造を示す断面図であり、図６Ｂは、エレクトロデポジション素子１ａに印加する直流電圧の波形を示すグラフであり、図６Ｃは、エレクトロデポジション素子１（ないしエレクトロデポジション素子１ａ）を含む光学装置を具備する車両用灯具（ヘッドライトユニット）を概略的に示す断面図である。

最初に、図１を参照して、本発明の実施例による光学装置の構造および駆動方法について説明する。なお、図中に示す各構成要素の相対的なサイズは、実際のものとは異なっている。

図１Ａは、実施例による光学装置の基本構造を示す断面図である。当該光学装置は、主に、エレクトロデポジション（ＥＤ）素子１、および、ＥＤ素子１に接続する電源２、から構成される。

ＥＤ素子１は、主に、対向配置される下側および上側基板１０，２０と、下側および上側基板１０，２０に挟持されるシール枠部材４０およびエレクトロデポジション（ＥＤ）材料を含む電解質層（電解液）５０と、を備える構成である。なお、シール枠部材４０は、下側ないし上側基板１０，２０面内において、下側および上側基板１０，２０の周縁に沿って閉じた形状で設けられている。電解質層５０は、下側および上側基板１０，２０、ならびに、シール枠部材４０により画定される空間５０ａに充填されている。

下側基板１０は、たとえば、下側ベース基板１１の表面に、下側電極１２が形成された構成を有する。また、上側基板２０は、たとえば、上側ベース基板２１の表面に、上側電極２２が形成された構成を有する。

下側および上側ベース基板１１，２１には、たとえば、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などで形成された、透光性および可撓性を有するプラスチックフィルムが用いられる。なお、可撓性を有さないプレート状の青板ガラスないし白板ガラス等を用いてもかまわない。また、下側および上側電極１２，２２は、たとえば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、グラフェンなど、透光性および導電性を有する部材により構成される。なお、下側および上側電極１２，２２は、所望の平面形状に成形（パターニング）されていてもよい。実施例では、下側および上側基板１０，２０に、ＩＺＯ電極付きポリカーボネート（０．１ｍｍｔ）を用いた。

下側および上側基板１０，２０の間隙には、透光性樹脂部材などから構成される複数の突起体３１（突起層３０）が設けられている。突起体３１は、下側基板１０（下側電極１２）から上側基板２０（上側電極２２）にまで到達しており、下側および上側基板１０，２０の間隔（セル厚）を規定する。

突起体３１の形状は、たとえば直径５０μｍ〜１５０μｍ，高さ１００μｍ程度の円柱状である。また、突起体３１は、上側基板１０面内に一様に分布しており、単位面積を占めるスペーサ３１の面積の割合（密度）は、たとえば３．８％程度である。

シール枠部材４０は、下側および上側基板１０，２０に挟持され、たとえば矩形枠状の全体的平面形状を有する。また、たとえば、紫外線硬化型の透光性樹脂部材により構成される。

電解質層（電解液）５０は、下側および上側基板１０，２０、ならびに、シール枠部材４０により包囲される空間５０ａに充填されている。また、たとえば、ＥＤ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）などにより構成される。なお、さらにゲル化用ポリマー（ＰＶＢ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ―ｂｕｔｙｒａｌ等）などを添加して、ゲル状（ゼリー状）にしてもよい。実施例においては、溶媒であるＤＭＳＯ中に、ＥＤ材料としてＡｇＮＯ_３を５０ｍＭ、支持電解質としてＬｉＢｒを２５０ｍＭ、メディエータとしてＣｕＣｌ_２を１０ｍＭ添加したものを用いた。

ＥＤ材料は、たとえば、銀を含むＡｇＮＯ_３、ＡｇＣｌＯ_４、ＡｇＢｒ等を用いることができる。ここで、ＥＤ材料とは、電圧が印加された下側ないし上側電極１２，２２表面において、酸化または還元反応により、その一部が析出・堆積、または、消失する材料をいう。

支持電解質は、ＥＤ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ない。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。

メディエータは、たとえば、銅を含むＣｕＣｌ_２、ＣｕＳＯ_４、ＣｕＢｒ_２等を用いることができる。ここで、メディエータとは、銀よりも電気化学的に低いエネルギで酸化・還元する材料をいう。

溶媒は、ＥＤ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。たとえば、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、高分子電解質等を用いることができる。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。

電源２は、下側および上側電極１２，２２に接続される。電源２は、下側および上側電極１２，２２を介して、電解質層５０に種々の電圧を印加することができる。

電圧無印加時、電解質層５０は概ね透明であり、ＥＤ素子１は透明状態を実現する。

たとえば、下側電極１２の電位を基準としたときに、上側電極２２に正の直流電位（２．５［Ｖ］程度で数秒間）を印加した場合（上側電極２２の電位を基準としたときに、下側電極１２に負の直流電位を印加した場合）、下側電極１２表面において、電解質層５０中の銀イオン（ＥＤ材料）が還元され、銀薄膜（高反射膜）が析出する。これにより、ＥＤ素子１は鏡面状態を実現する。なお、下側電極１２の電位を基準としたときに、上側電極２２に負の直流電位を印加した場合には、上側電極１２表面に銀薄膜（高反射膜）が析出する。

下側および上側電極１２，２２への電圧印加を停止すると、下側電極１２表面に析出した銀（薄膜）は、電解質層５０中に銀イオンとして溶解し、下側電極１２表面から消失する。これによりＥＤ素子１は再度透明状態を実現する。

本発明者らは、電源２によりＥＤ素子１にステップ電圧を印加することにより、ＥＤ素子１における光透過率の波長依存性が変化することを見出した。以下では、下側および上側電極１２，２２の間（つまり電解質層５０）に印加される電圧について、下側電極１２の電位を基準にして説明する。

図１Ｂは、電源２により、下側および上側電極１２，２２間に一定期間印加される電圧波形を示すグラフである。グラフの横軸は、時間を示し、グラフの縦軸は、電解質層に印加する電圧、つまり下側電極１２の電位に対する上側電極２２の電位を示す。

電源２は、第１の期間ｔ１に、上側電極２２に第１の電位ｖ１を印加する。そして、第１の期間ｔ１の後の第２の期間ｔ２に、上側電極２２に第１の電位ｖ１よりも低い第２の電位ｖ２を印加する。

図１Ｃは、電源２によりＥＤ素子１にステップ電圧を印加した際の、当該ＥＤ素子１の光透過スペクトルを示すグラフである。グラフの縦軸は、ＥＤ素子１の透過率を示し、グラフの横軸は、ＥＤ素子１を透過する光の波長を示す。

矢印Ａ１が指示するスペクトルは、電源２により出力されるステップ電圧において、第１の期間ｔ１を１００［ｍｓ］、第１の電圧ｖ１を３［Ｖ］、第２の期間ｔ２を１．４［ｓ］、第２の電圧ｖ２を１．５［Ｖ］としたときのＥＤ素子１の光透過スペクトルである。また、矢印Ａ２が指示するスペクトルは、電源２により出力されるステップ電圧において、第１の期間ｔ１を１００［ｍｓ］、第１の電圧ｖ１を３［Ｖ］、第２の期間ｔ２を２０．７［ｓ］、第２の電圧ｖ２を１．５［Ｖ］としたときのＥＤ素子１の光透過スペクトルである。その他のスペクトルは、電源２により印加されるステップ電圧において、第１の期間ｔ１を１００［ｍｓ］、第１の電圧ｖ１を３［Ｖ］、第２の電圧ｖ２を１．５［Ｖ］とし、第２の期間ｔ２をそれぞれ１．４〜２０．７［ｓ］（１．３〜１．４［ｓ］間隔）に変化させたときのＥＤ素子１の光透過スペクトルである。

これらのスペクトルから、ステップ電圧の第２の期間ｔ２が相対的に短い場合、ＥＤ素子１において、長波長側の光透過率が、短波長側の光透過率よりも高くなることがわかった。この場合、ＥＤ素子１は、赤みを帯びて見えることになり、赤色着色状態を実現する。

また、ステップ電圧の第２の期間ｔ２が相対的に長い場合、ＥＤ素子１において、短波長側の光透過率が、長波長側の光透過率よりも高くなることがわかった。この場合、ＥＤ素子１は、青みを帯びて見えることになり、青色着色状態を実現する。

このように、ＥＤ素子に印加するステップ電圧を適宜調整することにより、ＥＤ素子における光透過率の波長依存性を制御することができる。また、ＥＤ素子は、透明状態および鏡面状態に加え、着色状態を実現することができる。このような特性により、ＥＤ素子は、光透過スペクトル可変型のカラーフィルタとして利用できるであろう。

なお、第２の期間に印加される第２の電圧は、０［Ｖ］であってもよい。すなわち、印加電圧のオン・オフによって、ＥＤ素子を駆動してもかまわない。

次に、図２〜図５を参照して、本発明の実施例による光学装置（主にＥＤ素子）の製造方法について説明する。実施例において、ＥＤ素子１は、シート状のフレキシブル基板を所定の方向に搬送しながら各種部材の形成や加工などを逐次的に行う、いわゆるロールトゥロール方式と呼ばれる方式に基づいて製造される。

最初に、ベースフィルム（図１Ａにおけるベース基板１１，２１に相当）表面に電極（図１Ａにおける電極１２，２２に相当）が形成されたシート状のフレキシブル基板（図１Ａにおける基板１０，２０に相当）を２枚準備する。必要に応じて、フレキシブル基板表面の電極を、エッチング法やレーザアブレーション法などにより、所望の平面形状にパターニングしておく。

ベースフィルムには、たとえば、ポリカーボネートやＰＥＴなどで形成されたプラスチックフィルムを用いることができる。また、電極には、たとえば、ＩＴＯやＩＺＯ、グラフェンなどを用いることができる。

２枚準備したフレキシブル基板のうち、一方の基板を下側基板１０に設定し、他方の基板を上側基板２０に設定する。

図２Ａは、下側基板１０表面に突起層３０（スペーサ３１）を形成する様子を示す断面図である。また、図２Ｂは、突起層３０を形成する際に用いる、突起（円柱穴状）パターンが形成されたロール状金型１０１を示す斜視図である。

図２Ａに示すように、まず、下側基板１０を長さ方向に、たとえば０．１ｍ／ｓ程度の速度で搬送しながら、供給ヘッド（インクジェットヘッド，ディスペンサ等）１０２により、下側基板１０上に、突起層３０を構成する樹脂部材３０ａを塗布する。樹脂部材３０ａには、たとえば、アクリル系やアリル系、エポキシ系などの紫外線硬化性樹脂を用いることができる。

続いて、下側基板１０上に塗布された樹脂部材３０ａを、ニップロール１０３によりロール状金型１０１に押し付けて、ロール状金型１０１を回転させながら、樹脂部材３０ａに突起パターンを転写する。その後、下側基板１０側から樹脂部材３０ａに、紫外線照射装置１０４から出射される紫外線を照射して、樹脂部材３０ａを硬化させる。これにより、下側基板１０表面に複数のスペーサ（突起体）３１を含む突起層３０が形成される。

図２Ｂに示すように、ロール状金型１０１は円柱状の全体形状を有し、その側面には、複数の円柱穴が分布して設けられている。円柱穴は、たとえば、深さが１００μｍ程度、直径が５０〜１５０μｍ程度である。また、単位面積を占める円柱穴の面積の割合（密度）は、１％〜１０％、たとえば３．８％程度である。このようなロール状金型１０１を用いて、円柱穴のパターンを樹脂部材３０ａに転写することにより、当該円柱穴に対応したスペーサ（突起体）３１が一様に分布する突起層３０を得ることができる。

なお、突起層３０は上側基板２０に設けてもかまわない。また、突起層３０を下側基１０に設けた場合、上側基板２０には、ＩＴＯ粒子等が堆積する粒子堆積層やプリズム等からなる光機能層などを設けてもかまわない。たとえば、ＩＴＯ粒子堆積層を形成する場合、ＩＴＯ粒子分散液を、スピンコート法などを用いて、上側基板表面に塗布し、その後焼成することにより、ＩＴＯ粒子堆積層を形成することができる。

図３Ａおよび図３Ｂは、突起層３０を形成した下側基板１０の表面にシール部材４０ａを塗布（パターニング）する様子を示す断面図および平面図である。また、図３Ｃは、シール部材４０ａの一部を拡大して示す平面図である。なお、以下では、突起層３０を含めて下側基板１０と呼ぶこととする。

図３Ａに示すように、引き続き下側基板１０を長さ方向に搬送しながら、供給ヘッド（インクジェットヘッド，ディスペンサ等）１０５により、下側基板１０上にシール部材４０ａを塗布する。なお、シール部材４０ａは、上側基板２０に設けもかまわない。

シール部材４０ａには、紫外線硬化性樹脂部材を用いることができる。なお、シール部材４０ａの高さ（厚み）は、０．１ｍｍ程度である。

図３Ｂに示すように、下側基板１０上に塗布されるシール部材４０ａは、第１〜第４の縁部４１ａ〜４４ａを含み、矩形枠状の全体的平面形状を有する。シール部材４０ａの全体的平面形状は、たとえば、各縁部の幅Ｗが１ｍｍ程度であり、一辺の長さＤが５０ｍｍ程度の正方形状である。

第１の縁部４１ａは、実線部４１ｂおよび切れ目部４１ｃを含む破線状であり、下側基板１０の搬送方向に対して後方に形成される。第２の縁部４２ａは、第１の縁部４１ａと対向し、下側基板１０の搬送方向に対して前方に形成される。第３の縁部４３ａは、第１および第２の縁部４１ａ，４２ａの一端側に、下側基板１０の搬送方向に沿って形成される。第４の縁部４４ａは、第１および第２の縁部４１ａ，４２ａの他端側に、下側基板１０の搬送方向に沿って形成される。

図３Ｃに示すように、第１の縁部４１ａは、実線部４１ｂおよび切れ目部４１ｃを含む。個々の実線部４１ｂは、両端の幅Ｈが中央の幅Ｗよりも広く、両端がシール部材４０ａの外側に向かって張り出る凹状の平面形状を有している。なお、実線部４１ｂの両端の幅Ｈは２ｍｍ程度であり、中央の幅Ｗは１ｍｍ程度である。また、実線部４１ｂの長さ（ないし切れ目部４１ｃの間隔）Ｌは１０ｍｍ程度であり、切れ目部４１ｃの長さ（ないし実線部４１ｂの間隔）Ｂは２ｍｍ程度である。

図４Ａおよび図４Ｂは、下側基板１０表面のシール部材４０ａに囲まれた領域にＥＤ材料を含む電解液（電解質層）５０を滴下する様子を示す断面図および平面図である。

図４Ａに示すように、引き続き下側基板１０を長さ方向に搬送しながら、供給ヘッド（インクジェットヘッド，ディスペンサ等）１０６から、下側基板１０上のシール部材４０ａに囲まれた領域に、電解液５０を滴下する。電解液５０は、銀を含有するＥＤ材料を含む。また、銅を含有するメディエータを含むことが好ましい。

図４Ｂに示すように、電解液５０は、下側基板１０の搬送方向に対してより前方に、つまりシール部材４０ａの第２の縁部４２ａに近い領域に集中して滴下されることが好ましい。これは、後工程（図５）で下側基板１０に上側基板２０を貼り合わせた際に、下側基板１０、上側基板１０およびシール部材４０ａ（シール枠部材４０）により画定される空間に空気（気泡）が残留しにくくなるためである。

なお、電解液５０は、シール部材４０ａが形成されていない基板、つまり上側基板２０に滴下されてもかまわない。この場合、電解液５０は、上側基板２０表面であって、後工程（図５）で下側基板１０および上側基板２０を貼り合わせた際に、シール部材４０ａの第２の縁部４２ａに近い領域に滴下されることが好ましい。

図５Ａ〜図５Ｃは、下側基板１０と上側基板２０とを貼り合せる様子を示す断面図および平面図である。

図５Ａに示すように、下側基板１０および上側基板２０を搬送しながら、シール部材４０ａおよび電解液５０を挟み込むように、上側基板２０を下側基板１０に貼り合せる。その際、下側基板１０および上側基板２０は、ニップロール１０７により加圧されながら、搬送方向に対して前方から後方に向かって、つまりシール部材４０ａの第２の縁部４２ａ側から第１の縁部４１ａ側に向かって貼合される。

その後、下側基板１０側からシール部材４０ａに、紫外線照射装置１０８から出射される紫外線を照射して、シール部材４０ａを硬化させる（シール枠部材４０）。なお、下側および上側基板１０，２０は、下側および上側電極１２，２２に電源２を接続する（図１Ａ参照）ために、搬送方向に対して直交する方向に、相互にずらして貼合される。

図５Ｂに示すように、下側基板１０および上側基板２０は、シール部材４０ａの第２の縁部４２ａ側から第１の縁部４１ａ側に向かって貼合される。このとき、シール部材４０ａは、下側基板１０および上側基板２０にかかる圧力により押し潰される。また、電解液５０は、シール部材４０ａの第２の縁部４２ａから第１の縁部４１ａに向かって広げられる。

下側基板１０および上側基板２０の貼合が、シール部材４０ａの第１の縁部４１ａにまで到達したとき、余剰な電解液５０は、空気とともに、切れ目部４１ｃから枠状のシール部材４０ａ（シール枠部材４０）の外側に押し出される。そして、実線部４１ｂが下側基板１０および上側基板２０にかかる圧力によって押し潰されることにより、切れ目部４１ｃが閉塞する。

図５Ｃに示すように、シール枠部材４０において、押し潰される前の切れ目部４１ｃに対応する位置には、内側側面が外側に向かって窪む凹部４１ｘが形成される。また、当該凹部４１ｘに相対する外側側面は、外側に向かって膨らむように成形される。なお、シール枠部材４０の外側には、余剰な電解液５０が若干付着している場合がある。

以上により、下側基板１０、上側基板２０および押し潰された後に紫外線が照射されたシール部材４０ａ、つまりシール枠部材４０により画定（包囲）される空間５０ａに、空気（気泡）を残すことなく、電解液５０を封入することができる。また、下側および上側基板１０，２０の側端面に、別途シール部材（いわゆるエンドシール部材）を設ける必要がなく、１つの工程で空間５０ａ内に電解液５０を封入することができる。なお、空間５０ａに気泡が残留することをさらに抑制するために、下側基板１０および上側基板２０の貼合を、低圧環境下ないし真空環境下で実施してもかまわない。

基板搬送方向に対して前方側および後方側の下側基板１０および上側基板２０を切断し、シール枠部材４０の外側にはみ出した電解液５０を洗浄・除去する。最後に、上側基板２０からはみ出した下側電極１２、および、下側基板１０からはみ出した上側電極２２、にそれぞれ電源２を接続する（図１Ａ参照）。これにより、ＥＤ素子および電源を含む光学装置が完成する（図１Ａ参照）。

なお、実施例では、ロールトゥロール方式に基づく光学装置（特にＥＤ素子）の製造方法について説明したが、他の方式に基づいてＥＤ素子を製造してもかまわない。この場合、下側基板および上側基板を、可撓性を有さないプレート状の基板を用いてもよい。

図６Ａは、実施例による光学装置の変形例を示す断面図である。当該光学装置のＥＤ素子１ａは、ＥＤ素子１の基本構造において、さらに、上側電極２２表面に、導電性を有する粒子堆積層３２が設けられている。

粒子堆積層３２は、たとえば、粒径１００ｎｍ〜５００ｎｍのＩＴＯ粒子などが、１．５μｍ程度の厚みで堆積する形態を有する。このため、表面が、微細な凹凸状を構成し、少なくとも下側電極１２の表面よりも粗くなっている。なお、粒子堆積層３２は、下側電極１２表面に設けられていてもかまわない。

図６Ｂは、電源２により、下側および上側電極１２，２２間に一定期間印加される電圧波形を示すグラフである。ＥＤ素子１ａに接続する電源２は、ステップ電圧に加え、さらに直流電圧を出力することができる。

電源２が下側電極１２の電位に対して上側電極２２に正の直流電位ｖ３（２．５［Ｖ］程度で数秒間）を印加すると、下側電極１２表面に銀薄膜が析出する。これにより、ＥＤ素子１ａは鏡面状態を実現する。

電源２が下側電極１２の電位に対して上側電極２２に負の直流電位ｖ４（−２．５［Ｖ］程度で数秒間）を印加すると、上側電極２２表面の粒子堆積層３２に銀薄膜が析出する。数百ｎｍオーダのＩＴＯ粒子が堆積する粒子堆積層３２に銀薄膜が析出すると、ＥＤ素子１ａへの入射光が、当該銀薄膜により乱反射（ないしプラズモン吸収）される。この場合、ＥＤ素子１ａは遮光状態を実現する。

このように、ＥＤ素子に粒子堆積層を設けることにより、透明状態、鏡面状態および着色状態に加え、さらに遮光状態を実現することができる。

図６Ｃは、実施例による光学装置の応用例を示す断面図である。実施例による光学装置（ＥＤ素子および電源）は、たとえば車両用灯具（ヘッドライトユニット）に応用することが可能である。

図６Ｃに示すように、ヘッドライトユニット３は、たとえば、白色光を出射する光源６１と、光源６１を支持する支持部材６２と、光源６１を覆って配置されるカバー部材６３と、カバー部材６３の外側表面に貼付されるＥＤ素子１と、ＥＤ素子１を駆動する電源２と、を具備する。なお、これらのほかにも、光学レンズや反射板などを具備していてもかまわない。また、ＥＤ素子１を、その変形型であるＥＤ素子１ａに代替してもかまわない。

光源６１には、たとえば、白熱ないし蛍光ランプや半導体発光素子（ＬＥＤ）などを用いることができる。支持部材６２には、耐熱性に優れた部材を用いることが好ましいであろう。カバー部材６３は、たとえばアクリル樹脂により構成され、配光レンズ（いわゆるアウターレンズ）として機能する。

ＥＤ素子１は、カバー部材６３の外側表面に貼付される。ＥＤ素子１は、その下側および上側基板がフレキシブル基板（フィルム状の基板）により構成されているため、カバー部材６３の表面形状に適合して貼付することができる。なお、ＥＤ素子１は、カバー部材の内側表面に貼付されてもかまわない。

電源２は、ＥＤ素子１（ないしＥＤ素子１ａ）の下側および上側電極間にステップ電圧ないし直流電圧を印加することができる。これにより、ＥＤ素子１（ないしＥＤ素子１ａ）の透明状態、鏡面状態および着色状態（ないし遮光状態）を制御することができる。なお、電源２は、光源６１の電源として利用してもかまわない。

ＥＤ素子１に所定のステップ電圧を印加することにより、ヘッドライトユニット３から着色光（赤色光ないし青色光）を出射させることができる。また、ヘッドライトユニット３が搭載される車両の色調・質感にあわせて、ＥＤ素子１の状態（透明・鏡面・着色・遮光状態）を変化させることにより、当該車両の外観品質を向上させることが可能であろう。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１…エレクトロデポジション素子（ＥＤ素子）、２…電源、３…車両用灯具（ヘッドライトユニット）１０…下側基板、１１…下側ベース基板、１２…下側電極、２０…上側基板、２１…上側ベース基板、２２…上側電極、３０…突起層、３１…突起体（スペーサ）、３２…粒子堆積層、４０…シール枠部材、４１〜４４…第１〜第４の縁部、５０…電解質層（電解液）、６１…光源、６２…支持部材、６３…カバー部材。

Claims (8)

1. 対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
   前記第１および第２の基板に挟持され、該一対の基板の法線方向から見たときに、第１〜第４の枠縁部からなる矩形枠状の全体的平面形状を有し、該第１の枠縁部にのみ、内側側面が外側に向かって窪む３つ以上の凹部が設けられ、かつ、少なくとも１つの凹部が該第１の枠縁部の両端を除く場所に設けられ、該凹部に相対する外側側面が外側に向かって膨らむように成形されるシール部材と、
   前記第１および第２の基板ならびに前記シール部材により画定される空間に封入され、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、
   前記第１および第２の電極に接続し、該第１および第２の電極を介して、前記電解質層に電圧を印加することができる電源と、
   を備える光学装置。
2. 前記電源は、前記第１の電極の電位を基準としたとき、第１の期間に、前記第２の電極に正の電位である第１の電位を印加し、該第１の期間の後の第２の期間に、該第２の電極に、正の電位であり、かつ、該第１の電位よりも低い第２の電位を印加することができる請求項１記載の光学装置。
3. 前記電源は、前記第１の電極の電位を基準にしたとき、前記第２の電極に正の直流電位を印加することができる請求項１または２記載の光学装置。
4. 前記第２の基板は、さらに、前記第２の電極の表面に設けられ、導電性を有する微細凹凸層を含む請求項１〜３いずれか１項記載の光学装置。
5. 前記電源は、さらに、前記第１の電極の電位を基準にしたとき、前記第２の電極に負の直流電位を印加することができる請求項４記載の光学装置。
6. 前記第１および第２の基板は、可撓性を有する請求項１〜５いずれか１項記載の光学装置。
7. 白色光を出射する光源と、
   前記光源を覆って配置され、レンズ機能を有する光学カバー部材と、
   前記光学カバー部材の内側表面ないし外側表面に配置される請求項６記載の光学装置と、
   を備える車両用灯具。
8. 対向配置される第１および第２の基板であって、該第１の基板は、該第２の基板に近い表面に設けられた第１の電極を含み、該第２の基板は、該第１の基板に近い表面に設けられた第２の電極を含む、該第１および第２の基板と、
   前記第１および第２の基板に挟持され、該一対の基板の法線方向から見たときに、第１〜第４の枠縁部からなる矩形枠状の全体的平面形状を有し、該第１の枠縁部にのみ、内側側面が外側に向かって窪む３つ以上の凹部が設けられ、かつ、少なくとも１つの凹部が該第１の枠縁部の両端を除く場所に設けられ、該凹部に相対する外側側面が外側に向かって膨らむように成形されるシール部材と、
   前記第１および第２の基板ならびに前記シール部材により画定される空間に封入され、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、
   を備える光学素子の駆動方法であって、
   前記第１の電極の電位を基準としたとき、第１の期間に、前記第２の電極に正の電位である第１の電位を印加し、該第１の期間の後の第２の期間に、前記第２の電極に、正の電位であり、かつ、前記第１の電位よりも低い第２の電位を印加する光学素子の駆動方法。