DE112015003215T5

DE112015003215T5 - Optische Schaltvorrichtung, Verfahren zur Herstellung derselben und Baumaterial

Info

Publication number: DE112015003215T5
Application number: DE112015003215.0T
Authority: DE
Inventors: Yuko Suzuka; Norihiro Ito
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2017-04-20
Also published as: US20170101819A1; JP6351001B2; WO2016006180A1; JPWO2016006180A1

Abstract

Eine optische Schaltvorrichtung (100) beinhaltet: eine Vielzahl von optisch variablen Körpern (1), die jeweils in einem Grad eines optischen Zustands variabel sind abhängig von einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom; und eine optische Anpassschicht (3), die zwischen der Vielzahl von optisch variablen Körpern angeordnet ist (1). Die optisch variablen Körper (1) beinhalten jeweils: ein Paar von Substraten (6); ein Paar von Elektroden (5), die zwischen dem Paar von Substraten angeordnet sind (6); und eine optisch variable Schicht (2), die zwischen dem Paar von Elektroden angeordnet ist (5). Die optische Anpassschicht (3) haftet die Vielzahl von optisch variablen Körpern (1) in flächiger Form in einer Dickerichtung aneinander an und passt einen Brechungsindex zwischen jeweiligen Substraten (6) von benachbarten optisch variablen Körpern (1) an. Das Paar von Elektroden (5) hat eine exponierte Oberfläche (5s), um den elektrischen Strom und/oder die elektrische Spannung anzulegen. Eine Haftfestigkeit der optischen Anpassschicht (3) an die Substrate (6) ist höher als eine Haftfestigkeit der optisch variablen Schicht (2) an die Elektroden (5).

Description

Technisches Gebiet
Es werden eine optische Schaltvorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen derselben und ein Baumaterial offenbart. Insbesondere werden eine optische Schaltvorrichtung, die eingerichtet ist, einen Grad an Transparenz abhängig von einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom zu ändern, ein Verfahren zum Herstellen der selben und ein Baumaterial offenbart.
Technischer Hintergrund
Elemente, die sich abhängig von Elektrizität in ihrer optischen Transparenz ändern erfahren in den letzten Jahren erhöhte Aufmerksamkeit. Elemente, die sich in ihrer optischen Transparenz ändern, können in Baumaterialien wie etwa Fenstern verwendet werden. So hat beispielsweise ein transparentes organisches EL Element eine optische Transparenz, die sich zwischen dem lichtemittierenden Zustand und dem nicht lichtemittierenden Zustand ändert. Ein organisches EL Element mit veränderlicher optischer Eigenschaft ist beispielsweise in Patentdokument 1 beschrieben. Im Patentdokument 1 ist eine optische Schicht zum Ändern der Laufrichtung des Lichts vorgesehen, um die optische Eigenschaft des organischen EL Elements zu ändern.
Zitationsliste
Patentdokument(e)

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2013-201009

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Von einem Element, das sich in seiner optischen Transparenz ändert, wird erwartet, dass es verbesserte optische Eigenschaften hat, indem es Variationen in der Änderung zwischen dem transparenten zustand und dem nicht transparenten Zustand bereitstellt. Wenn das Element eine Vielzahl von sich in der optischen Transparenz ändernden Teilen hat, ist dessen Struktur komplex, und daher ist es wichtig, das Element stabil herzustellen, so dass diese Teile optisch vorteilhaft arbeiten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine optische Schaltvorrichtung, die stabil hergestellt werden kann und die exzellente optische Eigenschaften hat, ein Verfahren zur Herstellung sowie ein Baumaterial bereitzustellen.
Lösungen des Problems
Eine optische Schaltvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: eine Vielzahl von optisch variablen Körpern, die flächenförmig sind und die jeweils in einem Grad eines optischen Zustands variabel sind gemäß einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom; und eine optische Anpassschicht, die zwischen der Vielzahl von optisch variablen Körpern angeordnet ist, wobei die optisch variablen Körper beinhalten: ein Paar von Substraten; ein Paar von Elektroden, die zwischen dem Paar von Substraten angeordnet sind; und an optisch variable Schicht, die zwischen dem Paar von Elektroden angeordnet ist und im Grad des optischen Zustands variabel ist, wobei die optische Anpassschicht die Vielzahl von optisch variablen, flächenförmigen Körpern in einer Dickerichtung aneinander haftet und einen Brechungsindex zwischen jeweiligen Substraten von benachbarten optisch variablen Körpern in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts anpasst, wobei das Paar von Elektroden eine exponierte Oberfläche aufweist, um die elektrische Spannung und/oder den elektrischen Strom anzulegen, und eine Haftfestigkeit der optischen Anpassschicht an das Substrate höher ist als eine Haftfestigkeit der optisch variablen Schicht an die Elektroden.
Ein Baumaterial gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: die optische Schaltvorrichtung; und eine Verdrahtung.
Ein Verfahren zum Herstellen der optischen Schaltvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: Anhaften der Vielzahl von optisch variablen Körpern mittels der optischen Anpassschicht; Ausbilden, in einem seitlichen Endabschnitt der Vielzahl von optisch variablen Körpern, eines Schnitts von einem Substrat, das sich an einem Ende in der Dickerichtung befindet, zu einer optisch variablen Schicht, die sich an dem anderen Ende in der Dickerichtung befindet; und Entfernen des seitlichen Endabschnitts der Vielzahl von optisch variablen Körpern entlang dem Schnitt, um eine Elektrode zu exponieren.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die optische Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist stabil hergestellt und weist exzellente optische Eigenschaften auf. Das Baumaterial gemäß der vorliegenden Offenbarung weist exzellente optische Eigenschaften auf. Das Verfahren zum Herstellen einer optischen Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf einfache Weise eine optische Schaltvorrichtung mit exzellenten optischen Eigenschaften herstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel einer optischen Schaltvorrichtung zeigt.
2 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel einer optischen Schaltvorrichtung zeigt.
3 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel einer optischen Schaltvorrichtung zeigt.
4 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer optischen Schaltvorrichtung zeigt, wobei A eine Vielzahl von optisch variablen Körpern vor der Adhäsion zeigt, B den Zustand nach der Adhäsion der Vielzahl von optisch variablen Körpern zeigt, C den Zustand nach dem Vornehmen von Schnitten zeigt, D den Zustand nach Entfernen von seitlichen Endabschnitten zeigt, und E den Zustand nach der Verdrahtung zeigt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das die Funktionszustände einer Vielzahl von optisch variablen Einheiten in der optischen Schaltvorrichtung zeigt, wobei A den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung stattfindet, B den Zustand zeigt, in dem Licht emittiert wird, C den Zustand zeigt, in dem Lichtreflektion stattfindet, D den Zustand zeigt, in dem Lichtabsorption stattfindet, E den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung stattfindet und Licht emittiert wird, F den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung und Lichtreflektion stattfinden, G den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung und Lichtabsorption stattfinden, H den Zustand zeigt, in dem Lichtreflektion stattfindet und Licht emittiert wird, I den Zustand zeigt, in dem Lichtabsorption stattfindet und Licht emittiert wird, J den Zustand zeigt, in dem Lichtreflektion und Lichtabsorption stattfinden, K den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung und Lichtreflektion stattfinden und Licht emittiert wird, L den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung und Lichtabsorption stattfinden und Licht emittiert wird, M den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung, Lichtreflektion, und Lichtabsorption stattfinden, N den Zustand zeigt, in dem Lichtreflektion und Lichtabsorption stattfinden und Licht emittiert wird, P den Zustand zeigt, in dem Lichtstreuung, Lichtreflektion, und Lichtabsorption stattfinden und Licht emittiert wird, und Q den Zustand zeigt, in dem weder Lichtstreuung, noch Lichtreflektion, noch Lichtabsorption stattfinden und kein Licht emittiert wird.
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Baumaterials zeigt, das die optische Schaltvorrichtung beinhaltet.
Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform
Ausführungsform
Eine optische Schaltvorrichtung wird nachstehend offenbart. 1 zeigt ein Beispiel der optischen Schaltvorrichtung 100. 2 zeigt ein weiteres Beispiel der optischen Schaltvorrichtung 100. 3 zeigt ein nochmals weiteres Beispiel der optischen Schaltvorrichtung 100.
Die optische Schaltvorrichtung 100 beinhaltet die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1. In dem Beispiel in 1 sind die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 ein erster optisch variabler Körper 1A und ein zweiter variabler Körper 1B. In dem Beispiel in 2 sind die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 der erste optisch variable Körper 1A, der zweite optisch variable Körper 1B und ein dritter optisch variabler Körper 1C. In dem Beispiel in 3 sind die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 der erste optisch variable Körper 1A, der zweite optisch variable Körper 1B, der dritte optisch variable Körper 1C und ein vierter optisch variabler Körper 1D. Die Inklusion der Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 verbessert die optische Eigenschaft.
Der optisch variable Körper 1 ist flächenförmig bzw. bogenförmig bzw. plattenförmig. Der optisch variable Körper 1 ist im Grad des optischen Zustands variabel gemäß einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom. Der hier genannte optische Zustand bedeutet einen der Zustände der Transparenz, Lichtemission, Lichtstreuung, Lichtreflektion und Lichtabsorption. Der optisch variable Körper 1 beinhaltet das Paar von Substraten 6, das Paar von Elektroden 5 und die optisch variable Schicht 2. Das Paar von Elektroden 5 befindet sich zwischen dem Paar von Substraten 6. Die optisch variable Schicht 2 befindet sich zwischen dem Paar von Elektroden 5. Die optisch variable Schicht 2 ist im Grad des optischen Zustands variabel. Die Elektrode 5 weist eine exponierte Oberfläche 5s in einer Draufsicht auf zum Anlegen von elektrischer Spannung und/oder elektrischem Strom. Die exponierte Oberfläche 5s vereinfacht das Anlegen von elektrischer Spannung und/oder elektrischem Strom.
Die optische Schaltvorrichtung 100 beinhaltet eine optische Anpassschicht 3. Die optische Anpassschicht 3 befindet sich zwischen der Vielzahl von optisch variablen Körpern 1. Die optische Anpassschicht 3 haftet die Vielzahl von flächigen optisch variablen Körpern 1 in der Dickerichtung aneinander an. Die optische Anpassschicht 3 passt den Brechungsindex zwischen den Substraten 6 von benachbarten optisch variablen Körpern 1 in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts an. Die Haftfestigkeit der optischen Anpassschicht 3 an die Substrate 6 ist höher als die der optisch variablen Schicht 2 an die Elektroden 5. Die optischen Eigenschaften werden verbessert, indem die optische Anpassschicht 3 den Unterschied im Brechungsindex zwischen den Substraten anpasst. Weiter wird die Haftung zwischen benachbarten Substraten 6 verbessert, da die optische Anpassschicht 3 eine Haftfähigkeit aufweist.
Die Dickerichtung ist die Richtung der Dicke der optischen Schaltvorrichtung 100. In 1 bis 3 ist die Dickerichtung durch den Pfeil DT bezeichnet. Die Dickerichtung kann die Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats 6 sein. In 1 bis 3 kann jede Schicht der optischen Schaltvorrichtung 100 als sich in die Richtung senkrecht zur Dickerichtung erstreckend betrachtet werden. Der Ausdruck „Draufsicht” bedeutet eine Ansicht entlang der Richtung (Dickerichtung DT) senkrecht zur Oberfläche des Substrats 6.
Die optische Schaltvorrichtung 100 ist flächig bzw. bogenförmig. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann plattenförmig sein. Die optische Schaltvorrichtung 100 schaltet den Zustand von Licht.
Die optische Schaltvorrichtung 100 weist eine erste Oberfläche F1 und eine zweite Oberfläche F2 auf, die gegenüber der ersten Oberfläche F1 liegt. Die erste Oberfläche F1 und die zweite Oberfläche F2 sind Außenflächen. Diese Oberflächen können exponiert sein. Alternativ können die erste Oberfläche F1 und die zweite Oberfläche F2 jeweils mit einem anderen flächigen Element bedeckt sein.
Die Oberflächen der optischen Schaltvorrichtung 100 beinhalten flache und gekrümmte Oberflächen. Die Oberflächen können alle flache Oberflächen sein. Alternativ können die Oberflächen alle gekrümmte Oberflächen sein. Die Oberflächen können zum Beispiel bogenförmig bzw. gebogen sein. Alternativ können die Oberflächen sowohl flache als auch gekrümmte Oberflächen sein.
1 bis 3 zeigen jeweils ein Beispiel der optischen Schaltvorrichtung 100, und die optische Schaltvorrichtung ist nicht auf diese beschränkt. 1 bis 3 und die anderen Zeichnungen zeigen schematisch die optische Schaltvorrichtung 100 und jede Komponenten in der optischen Schaltvorrichtung 100, die sich von den tatsächlichen Abmessungsverhältnissen und sonstigem unterscheiden mag. In den Zeichnungen sind denselben Komponenten dieselben Bezugszeichen zugewiesen, und die Beschreibung von jeder solchen Komponente ist allgemein anwendbar, solange nicht anderweitig angegeben.
Das Paar von Elektroden 5 und die optisch variable Schicht 2, die sich zwischen dem Paar von Elektroden 5 befindet, bilden eine optisch variable Einheit. Die optisch variable Einheit ist ein Hauptteil in dem optisch variablen Körper 1. Die optisch variable Einheit kann der optisch variabler Körper 1 mit Ausnahme der Substrate 6 sein. Die optische Schaltvorrichtung 100 weist eine Vielzahl von optisch variablen Einheiten auf.
Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten werden von der Vielzahl von Substraten 6 getragen. Jede optisch variable Einheit befindet sich zwischen einem Paar von Substraten 6. Die optisch variable Einheit ist somit geschützt. Indem sie von den Substraten 6 getragen wird, kann die optisch variable Einheit einfach hergestellt und stabilisiert werden.
In 1 bis 3 sind die Vielzahl von Substraten 6 der Bequemlichkeit halber als Substrate 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g und 6h in der Reihenfolge von der Seite der ersten Oberfläche F1 her bezeichnet.
Die optische Schaltvorrichtung 100 kann die Vielzahl von Substraten 6 aufweisen. Die Vielzahl von Substraten 6 weisen eine optische Transparenz auf. Eine solche optische Schaltvorrichtung 100 weist eine hohe optische Eigenschaft auf. Die Substrate 6 können als Substrate zum Tragen der Schichten der optischen Schaltvorrichtung 100 fungieren. Die Substrate 6 können als Substrate zum Abdichten bzw. Versiegeln der Schichten der optischen Schaltvorrichtung 100 fungieren. Die Vielzahl von Substraten 6 sind in der Dickerichtung angeordnet.
Die optische Schaltvorrichtung 100 kann die Vielzahl von optisch variablen Einheiten zwischen zwei Substraten 6 aufweisen, die sich außen befinden, unter der Vielzahl von Substraten 6. Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann somit durch die Substrate 6 geschützt werden.
Die Substrate 6 können ein Glassubstrat, ein Harzsubstrat oder ähnliches sein. Wenn das Substrat 6 ein Glassubstrat ist, weist die optische Schaltvorrichtung 100 exzellente optische Eigenschaften auf, da Glas eine hohe Transparenz aufweist. Zudem kann, da Glas eine geringe Permeabilität für Feuchtigkeit aufweist, Feuchtigkeit davon abgehalten werden, in den abgedichteten Bereich zu gelangen. Da Glas ultraviolettes Licht absorbieren mag, kann eine Degradation der Vorrichtung verhindert werden. Beispiele des Glases beinhalten Natron-Glas, alkalifreies Glas und Glas mit hohem Brechungsindex. Dünnfilm-Glas kann als Substrat 6 verwendet werden. In diesem Fall weist die optische Schaltvorrichtung 100 nicht nur eine hohe Transparenz und hohe Feuchtedichtigkeit auf, sondern ist auch flexibel. Wenn das Substrat 6 ein Harzsubstrat ist, ist die optische Schaltvorrichtung 100 sicher, da dies verhindert, dass sie splittert, wenn sie bricht, da ein Harz Brechen widersteht. Zudem kann die Verwendung eines Harzsubstrats die optische Schaltvorrichtung 100 flexibel machen. Das Harzsubstrat kann filmartig sein. Beispiele des Harzes beinhalten Polyehtylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN).
Zwei äußere Substrate 6 unter der Vielzahl von Substraten 6 können Glassubstrate sein. Eine solche optische Schaltvorrichtung 100 weist exzellente optische Eigenschaften auf. Die Vielzahl von Substraten 6 können alle Glassubstrate sein. In diesem Fall kann die optische Bedingung einfach gesteuert und/oder geregelt werden, um die optische Eigenschaft zu verbessern. Ein oder mehrere beliebige der inneren Substrate 6 können Harzsubstrate sein. Eine solche optische Schaltvorrichtung 100 ist sicher, da sie davor geschützt ist, zu splittern, wenn sie bricht. Die Oberfläche des Substrats 6 kann mit einem oder mehreren von einem Antifäulnismaterial, einem Ultraviolett-Abschirmungsmaterial, einem ultraviolett absorbierenden Material und einem Feuchtedichtungsmaterial beschichtet sein. Dies verbessert den Schutz.
Die Elektrode 5 kann eine transparente leitende Schicht sein. Das Material der transparenten leitenden Schicht kann ein transparentes Metalloxid, ein leitendes, Partikel enthaltendes Harz, ein Metalldünnfilm oder ähnliches sein. Die Elektrode 5 kann aus einem leitenden Material gebildet sein, das für jeden Ort geeignet ist. Das Material der Elektrode 5 mit optischer Transparenz ist zum Beispiel ein transparentes Metalloxid wie etwa ITO oder IZO. Die Elektrode 5 aus einem transparenten Metalloxid wird geeignet verwendet als die Elektrode 5 in dem optisch variablen Körper 1. Die Elektrode 5 kann eine Schicht sein, die Silber-Nanodrähte enthält, oder eine transparente Metallschicht aus Silberdünnfilm oder ähnliches. Die Elektrode 5 kann gebildet werden, indem eine transparente Metalloxidschicht und eine Metallschicht gestapelt werden. Die Elektrode 5 kann eine transparente leitende Schicht sein, die mit einer Verdrahtung zur elektrischen Unterstützung versehen ist. Die Elektrode 5 kann einen thermischen Isolationseffekt aufweisen. Dies kann die Leistungsfähigkeit der thermischen Isolation verbessern. eine Feuchtedichtungsschicht kann zwischen Substrat 6 und Elektrode 5 ausgebildet sein. Die Feuchtedichtungsschicht hält Feuchtigkeit davon ab, in die optische Schaltvorrichtung 100 einzudringen, was die Degradation der optischen Schaltvorrichtung 100 unterdrückt.
Das Paar von Elektroden 5 sind zwei Elektroden 5, die elektrisch miteinander gepaart sind. Eine Elektrode des Paars von Elektroden 5 bildet eine Anode und die andere Elektrode des Paares von Elektroden 5 bildet eine Kathode. Eine Elektrode des Paars von Elektroden 5 kann sich auf Seiten der ersten Oberfläche F1 befinden, und die andere Elektrode des Paares von Elektroden 5 auf Seiten der zweiten Oberfläche F2. Das Paar von Elektroden 5 kann sich allein auf Seiten der ersten Oberfläche F1 oder auf Seiten der zweiten Oberfläche F2 befinden.
Die Vielzahl von Elektroden 5 kann elektrisch mit einer Stromquelle verbindbar sein. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann Elektrodenflächen, einen elektrischen Verbinder, der die Elektrodenflächen kombiniert, etc. aufweisen zur Verbindung mit der Stromquelle. Die elektrische Verbindung kann ein Stecker oder ähnliches sein.
Die Elektrode 5 weist eine exponierte Oberfläche 5s auf. Die exponierte Oberfläche 5s ist eine Fläche, um eine elektrische Spannung und/oder einen elektrischen Strom an die Elektrode 5 anzulegen. Die exponierte Oberfläche 5s der Elektrode 5 befindet sich in einem seitlichen Endabschnitt der optischen Schaltvorrichtung 100. Die exponierte Oberfläche 5s ist ein Teil der Elektrode 5, die nicht in Kontakt mit der optisch variablen Schicht 2 ist. Die exponierte Oberfläche 5s ist von der optisch variablen Schicht 2 exponiert. Die exponierte Oberfläche 5s mag nicht nach außen exponiert sein. Die exponierte Oberfläche 5s wird gebildet, indem sich die Elektrode 5 von der Kante der optisch variablen Schicht 2 in Draufsicht weg erstreckt. Die exponierte Oberfläche 5s kann von der Verbindungsverdrahtung 4 bedeckt sein. Die Verbindungsverdrahtung 4 zum elektrischen Verbinden mit der Stromquelle ist mit der exponierten Oberfläche 5s verbunden. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann die Verbindungsverdrahtung 4 beinhalten. Die exponierte Oberfläche 5s der Elektrode 5 vereinfacht die elektrische Verbindung mit der Stromquelle, so dass elektrische Spannung und/oder elektrischer Strom vorteilhaft an die Vielzahl von optisch variablen Einheiten bereitgestellt werden kann. Die Verbindungsverdrahtung 4 vereinfacht weiter die elektrische Verbindung.
In 1 bis 3 sind die Vielzahl von Elektroden 5 der Bequemlichkeit halber als Elektroden 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g und 5h in der Reihenfolge von der Seite der ersten Oberfläche F1 her bezeichnet.
Jede optisch variable Einheit beinhaltet eine optisch variable Schicht 2. Die optisch variable Schicht 2 befindet sich zwischen dem Paar von Elektroden 5.
Die optisch variable Schicht 2 wird über das Paar von Elektroden 5 mit elektrischer Spannung und/oder elektrischem Strom versorgt und variiert im Grad des optischen Zustands. Das Paar von Elektroden 5 fungiert als Elektroden zum Treiben der optisch variablen Schicht 2. Die optisch variable Schicht 2 in dem ersten optisch variablen Körper 1A ist als erste optisch variable Schicht 2A definiert. Ähnlich sind die jeweiligen optisch variablen Schichten 2 in der zweiten optisch variablen Körper 1B bis dem vierten optisch variablen Körper 1D als zweite optisch variable Schicht 2B, dritte optisch variable Schicht 2C und vierte optisch variable Schicht 2D definiert.
Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten sind jeweils ausgewählt aus einer flächigen Lichtemissionseinheit, einer variablen Lichtstreueinheit, einer variablen Lichtreflektionseinheit und einer variablen Lichtabsorptionseinheit. Die flächige Lichtemissionseinheit kann ein flächenförmiges Element sein, das abhängig von der elektrischen Spannung und/oder dem elektrischen Strom Licht emittiert. Die variable Lichtstreueinheit kann ein Element sein, das im Grad an Lichtstreuung abhängig von der elektrischen Spannung und/oder dem elektrischen Strom variabel ist. Die variable Lichtreflektionseinheit kann ein Element sein, das im Grad an Lichtreflektion abhängig von der elektrischen Spannung und/oder dem elektrischen Strom variabel ist. Die variable Lichtabsorptionseinheit kann ein Element sein, das im Grad an Lichtabsorption abhängig von der elektrischen Spannung und/oder dem elektrischen Strom variabel ist.
Der optisch variable Körper 1, der die flächige Lichtemissionseinheit aufweist, ist als ein flächiger lichtemittierender Körper definiert. Der optisch variable Körper 1, der die variable Lichtstreueinheit aufweist, ist als ein variabler Lichtstreukörper definiert. Der optisch variable Körper 1, der die variable Lichtreflektionseinheit aufweist, ist als ein variabler Lichtreflektionskörper definiert. Der optisch variable Körper 1, der die Lichtabsorptionseinheit aufweist, ist als ein variabler Lichtabsorptionskörper definiert. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann zwei oder mehr optisch variable Körper 1 beinhalten, die jeweils ausgewählt sind aus einem flächigen lichtemittierenden Körper, einem variablen Lichtstreukörper, einem variablen Lichtreflektionskörper und einem variablen Lichtabsorptionskörper.
Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann die flächige Lichtemissionseinheit beinhalten. Die flächige Lichtemissionseinheit ist eingerichtet, Licht in flächiger Form zu emittieren. Die flächige Lichtemissionseinheit kann ein organisches elektrolumineszierendes Element (organisches EL Element) sein. Auf diese Weise kann eine Lichtemission in einem dünnen und großflächigen Bereich erhalten werden. Die flächige Lichtemissionseinheit kann transparent sein.
Wenn die optisch variable Einheit ein organisches EL Element ist, kann die optisch variable Schicht 2 eine organische lichtemittierende Schicht sein. Das organische EL Element ist ein Element, das die Struktur aufweist, in dem sich die organische lichtemittierende Schicht zwischen dem Paar von Elektroden 5 befindet. Wenn die flächige Lichtemissionseinheit das organische EL Element ist, kann ein dünner und transparenter Lichtemitter mit exzellenten optischen Eigenschaften verwirklicht werden. In diesem Fall ist die optische Schaltvorrichtung eingerichtet zur Oberflächenlichtemission. Die organische lichtemittierende Schicht weist optische Transparenz auf. Folglich kann, während der Lichtemission, Licht von der organischen lichtemittierenden Schicht auf beiden Seiten in der Dickerichtung emittiert werden. Wenn keine Lichtemission stattfindet, kann Licht von einer Seite zur anderen Seite transmittiert werden.
Die organische lichtemittierende Schicht ist eine Schicht, welche eine Funktion des Emittierens von Licht hat, und kann aus einer Vielzahl von funktionellen Schichten gebildet sein, die wie geeignet ausgewählt sind aus einer Lochinjektionsschicht, einer Lochtransportschicht, einer Schicht, die ein lichtemittierendes Material enthält, einer Elektronentransportschicht, einer Elektroneninjektionsschicht, einer Zwischenschicht und ähnlichem. Die organische lichtemittierende Schicht kann eine einzelne Schicht der lichtemittierendes Material enthaltenden Schicht sein. In dem organischen EL Element kombinieren Löcher und Elektronen in der lichtemittierendes Material enthaltenden Schicht, um Licht zu emittieren, indem ein Strom zwischen dem Paar von Elektroden 5 angelegt wird.
Die Stromrichtung in dem organischen EL Element verläuft typischer Weise in eine Richtung. Dementsprechend kann eine Gleichstromquelle angeschlossen werden. Gleichstrom kann aus Wechselstrom gewandelt werden. Die Verwendung einer Gleichstromquelle ermöglicht eine stabile Lichtemission. Die Lichtemissionsfarbe des organischen EL Elements weiß sein, und kann blau, grün oder rot sein. Die Lichtemissionsfarbe kann eine Zwischenfarbe zwischen blau und grün oder zwischen grün und rot sein. Eine Tönung kann abhängig vom angelegten Strom ausgeführt werden.
Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann die variable Lichtstreueinheit beinhalten. Die variable Lichtstreueinheit ist im Grad an Lichtstreuung variabel. Die Variabilität im Grad an Lichtstreuung kann die Fähigkeit sein, zwischen einem Zustand hoher Streuung und einem Zustand niedriger Streuung einzustellen. Alternativ kann die Variabilität im Grad an Lichtstreuung die Fähigkeit sein, zwischen einem Zustand mit Lichtstreuung und einem Zustand ohne Lichtstreuung einzustellen. Wenn der Grad an Lichtstreuung einstellbar ist, kann der optische Zustand geändert werden. Eine solche optische Schaltvorrichtung 100 weist exzellente optische Eigenschaften auf. Die variable Lichtstreueinheit kann schichtartig aufgebaut sein.
Der stark streuende Zustand ist ein Zustand mit starker Lichtstreuung. Der stark streuende Zustand ist zum Beispiel ein Zustand, in dem Licht, das von einer Oberfläche eintritt, auf Grund von Streuung in seiner Laufrichtung in verschiedene Richtungen geändert wird und von der anderen Oberfläche dispersiv austritt. Der stark streuende Zustand kann ein Zustand sein, in dem, wenn von der Seite einer Oberfläche aus ein Objekt betrachtet wird, das sich auf der anderen Oberflächenseite befindet, das Objekt verschwommen erscheint. Der stark streuende Zustand kann ein transluzenter Zustand sein. Wenn die variable Lichtstreueinheit Lichtstreuung ausführt, fungiert die variable Lichtstreueinheit als eine Streuschicht, die Licht streut.
Der schwach streuende Zustand ist ein Zustand mit geringer Lichtstreuung oder ohne Lichtstreuung. Der schwach streuende Zustand ist zum Beispiel ein Zustand, in dem Licht, das von einer Oberfläche eintritt, von der anderen Oberfläche austritt, während es seine Laufrichtung beibehält. Der schwach streuende Zustand kann ein Zustand sein, in dem, wenn von einer Oberflächenseite aus ein Objekt betrachtet wird, das sich auf der Seite der anderen Oberfläche befindet, das Objekt klar zu sehen ist. Der schwach streuende Zustand kann ein transparenter Zustand sein.
Die variable Lichtstreueinheit kann den stark streuenden Zustand mit starker Lichtstreuung, den schwach streuenden Zustand mit schwacher Lichtstreuung oder ohne Lichtstreuung und einen Zustand, in welchem eine Lichtstreuung zwischen dem stark streuenden Zustand und dem schwach streuenden Zustand ausgeführt wird, aufweisen. Wenn die variable Lichtstreueinheit eine Lichtstreuung zwischen dem stark streuenden Zustand und dem schwach streuenden Zustand ausführen kann, wird eine intermediäre Lichtstreuung verwirklicht. Dies macht es möglich, dass der optische Zustand mit großer Variation geändert werden kann und verbessert weiter die optischen Eigenschaften. Der Zustand des Ausführens von Lichtstreuung zwischen dem stark streuenden Zustand und dem schwach streuenden Zustand wird hiernach als ein intermediär streuender Zustand bezeichnet.
Der intermediär streuende Zustand kann zumindest einen streuenden Zustand zwischen dem stark streuenden Zustand und dem schwach streuenden Zustand umfassen. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtstreuung geändert werden kann, indem zwischen den drei Zuständen umgeschaltet werden kann, dem stark streuenden Zustand, dem intermediär streuenden Zustand und dem schwach streuenden Zustand. Der intermediär streuende Zustand kann eine Vielzahl von Zuständen umfassen, die sich im Grad der Streuung unterscheiden, zwischen dem stark streuenden Zustand und dem schwach streuenden Zustand. Indem auf diese Weise eine Vielzahl von Niveaus im Grad an Streuung eingestellt werden, können die optischen Eigenschaften weiter verbessert werden. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtstreuung in einer Vielzahl von Niveaus geändert werden kann, indem zwischen der Vielzahl von Zuständen umgeschaltet wird, dem stark streuenden Zustand, der Vielzahl von intermediär streuende Zuständen und dem schwach streuenden Zustand. der intermediär streuende Zustand kann ein Zustand sein, der sich kontinuierlich ändert von dem stark streuenden Zustand zu dem schwach streuenden Zustand. In einem solchen Fall ändert sich der Grad an Streuung kontinuierlich. Dies macht es möglich, dass der optische Zustand mit einer großen Variation geändert werden kann, und verbessert weiter die optischen Eigenschaften. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtstreuung in einen Zustand geändert werden kann, in welchem eine gewünschte Lichtstreuung zwischen dem stark streuenden Zustand und dem schwach streuenden Zustand ausgeführt wird, um so einen dazwischenliegenden Zustand zu erzeugen. Wenn die variable Lichtstreueinheit den intermediär streuenden Zustand hat, mag die variable Lichtstreueinheit in der Lage sein, den intermediär streuenden Zustand beizubehalten.
Die variable Lichtstreueinheit kann zumindest einen Teil des sichtbaren Lichts streuen. Die variable Lichtstreueinheit kann das gesamte sichtbare Licht streuen. Die variable Lichtstreueinheit kann infrarotes Licht oder ultraviolettes Licht streuen.
Wenn die optisch variable Einheit die variable Lichtstreueinheit ist, kann die optisch variable Schicht 2 eine variable Lichtstreuschicht sein. Die variable Lichtstreuschicht befindet sich zwischen dem Paar von Elektroden 5. Der Grad an Lichtstreuung in der variablen Lichtstreuschicht wird geändert, indem eine Spannung über das Paar von Elektroden 5 angelegt wird.
Die variable Lichtstreueinheit kann mit einer Wechselspannungsquelle verbunden werden. Viele Materialien, die abhängig von einem elektrischen Feld in Lichtstreuung variieren, sind nach einiger Zeit nach dem Anlegen der Spannung nicht in der Lage, den lichtstreuenden Zustand wie zum Beginn, als die Spannung angelegt wurde, aufrechtzuerhalten. Mit der Wechselspannungsquelle kann eine Spannung abwechselnd in beide Richtungen angelegt werden, und ein kontinuierliches Anwenden von Spannung kann im Wesentlichen ausgeführt werden, indem die Spannungsrichtung geändert wird. Eine stabile Lichtstreuung kann somit erzielt werden durch die Verwendung der Wechselspannungsquelle. Die Wechselspannungswellenform kann rechteckig sein. Dies vereinfacht die Anwendung einer konstanten Spannung und trägt so zu einer stabileren Lichtstreuung bei. Die Wechselspannung kann in Form von Pulsen sein. Der intermediär streuende Zustand kann erzeugt werden, indem der Betrag der angewandten Spannung gesteuert und/oder geregelt wird.
Das Material der variablen Lichtstreuschicht kann ein Material sein, dessen molekulare Ausrichtung sich abhängig von einer Modulation eines elektrischen Feldes ändert. Das Material ist beispielsweise in Flüssigkristallmaterial. Das Material der variablen Lichtstreuschicht kann ein Polymer dispergierter Flüssigkristall („polymer dispersed liquid crystal”, PDLC) sein. In dem PDLC wird ein Flüssigkristall durch ein Polymer gehalten, so dass eine stabile variable Lichtstreuschicht gebildet werden kann. Als das Material der variablen Lichtstreuschicht kann auch eine feste Substanz, die sich in der Streuung abhängig von einem elektrischen Feld ändert, verwendet werden.
Der PDLC kann aus einem Harzabschnitt und einem Flüssigkristallabschnitt bestehen. Der Harzabschnitt wird durch ein Polymer gebildet. Der Harzabschnitt kann optische Transparenz aufweisen. Dies ermöglicht es der variablen Lichtstreueinheit, optische Transparenz aufzuweisen. Der Harzabschnitt kann aus einem duroplastischen Harz, einem ultraviolett aushärtbaren Harz oder ähnliches gebildet werden. Der Flüssigkristallabschnitt ist ein Abschnitt, dessen Flüssigkristallstruktur abhängig von einem elektrischen Feld variiert. Zum Beispiel ist der Flüssigkristallabschnitt ein nematischer Flüssigkristall. Der PDLC kann eine Struktur aufweisen, in der die Flüssigkristallabschnitte in dem Harzabschnitt verstreut sind. Ein solcher PDLC kann eine Meer-Insel-Struktur aufweisen, worin der Harzabschnitt das Meer ist und die Flüssigkristallabschnitte die Inseln sind. Der PDLC kann eine Form haben, in der die Flüssigkristallabschnitte in dem Harzabschnitt wie ein Netz unregelmäßig verbunden sind. Alternativ kann der PDLC eine Struktur haben, in welchem die Harzabschnitte in dem Flüssigkristallabschnitt verstreut sind, oder die Harzabschnitte in dem Flüssigkristallabschnitt wie ein Netz unregelmäßig verbunden sind.
Die variable Lichtstreueinheit kann in dem lichtstreuenden Zustand sein, wenn keine Spannung angelegt ist, und in dem lichttransmittierenden Zustand, wenn eine Spannung angelegt ist. Eine solche Kontrolle bzw. Steuerung kann mit dem PDLC ausgeführt werden. Dies daher, dass ein Flüssigkristall mittels dem Anlegen einer Spannung ausgerichtet werden kann. Mit dem PDLC kann eine dünne variable Lichtstreueinheit mit starker Lichtstreuungseigenschaft gebildet werden. Die variable Lichtstreueinheit kann in dem lichttransmittierenden Zustand sein, wenn keine Spannung angelegt ist, und in dem lichtstreuenden Zustand, wenn eine Spannung angelegt ist.
Die variable Lichtstreuschicht kann den Zustand der Lichtstreuung zur Zeit des Anlegens der Spannung aufrechterhalten. Dies verbessert die Energieeffizienz. Die Eigenschaft, den Zustand der Lichtstreuung beizubehalten, wird Hysterese genannt. Die Zeit, in der der lichtstreuende Zustand beibehalten wird, kann lang sein, zum Beispiel eine Stunde oder länger.
Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann die variable Lichtreflektionseinheit beinhalten. Die variable Lichtreflektionseinheit ist im Grad der Lichtreflektion variabel. Die Variabilität im Grad der Lichtreflektion kann die Fähigkeit sein, zwischen einem hochreflektiven Zustand und einem wenig reflektiven Zustand eingestellt zu werden. Alternativ kann die Variabilität im Grad der Lichtreflektion die Fähigkeit sein, zwischen einem Zustand mit Lichtreflektion und einem Zustand ohne Lichtreflektion eingestellt zu werden. Wenn der Grad der Lichtreflektion einstellbar ist, kann der optische Zustand geändert werden. Eine solche optische Schaltvorrichtung 100 weist exzellente optische Eigenschaften auf. Die variable Lichtreflektionseinheit kann in Schichten ausgebildet sein.
Der hochreflektive Zustand ist ein Zustand mit hoher Lichtreflektion. Der hochreflektive Zustand ist zum Beispiel ein Zustand, in dem Licht, das von einer Oberfläche eintritt, in dessen Laufrichtung durch Reflektion in die entgegengesetzte Richtung geändert wird und von der Oberfläche, auf der es einscheint, austritt. Der hochreflektive Zustand kann ein Zustand sein, in dem ein Objekt, das sich auf der Seite der anderen Oberfläche befindet, von der einen Oberflächenseite nicht sichtbar ist. Der hochreflektive Zustand kann ein Zustand sein, in dem, wenn die variable Lichtreflektionseinheit von der Seite einer Oberfläche betrachtet wird, ein Objekt, das sich auf derselben Oberflächenseite befindet, sichtbar ist. Der hochreflektive Zustand kann ein Spiegelzustand sein. Wenn die variable Lichtreflektionseinheit Lichtreflektion ausführt, arbeitet die variable Lichtreflektionseinheit als eine Reflektionsschicht, die Licht reflektiert.
Der schwach reflektierende Zustand ist ein Zustand mit schwacher Lichtreflektion oder ohne Lichtreflektion. Der schwach reflektierende Zustand ist zum Beispiel ein Zustand, in dem Licht, das von einer Oberfläche eintritt, von der anderen Oberfläche austritt, während es seine Laufrichtung beibehält. Der schwach reflektierende Zustand kann ein Zustand sein, in welchem, wenn von der Seite einer Oberfläche aus ein Objekt betrachtet wird, das sich auf der Seite der anderen Oberfläche befindet, das Objekt klar zu sehen ist. Der schwach reflektierende Zustand kann ein transparenter Zustand sein.
Die variable Lichtreflektionseinheit kann den hochreflektiven Zustand mit hoher Lichtreflektion, den schwach reflektierenden Zustand mit geringer Lichtreflektion oder keiner Lichtreflektion und einen Zustand aufweisen, in dem eine Lichtreflektion zwischen dem hochreflektiven Zustand und dem schwach reflektiven Zustand ausgeführt wird. Wenn die variable Lichtreflektionseinheit eine Lichtreflektion zwischen dem hochreflektiven Zustand und dem schwach reflektiven Zustand ausführen kann, wird eine intermediäre Lichtreflektion verwirklicht. Dies macht es möglich, dass der optische Zustand mit einer breiten Variation geändert werden kann, und verbessert weiter die optischen Eigenschaften. Der Zustand des Ausführens von Lichtreflektion zwischen dem hochreflektiven Zustand und dem schwach reflektierenden Zustand wird hiernach als intermediärer Reflektionszustand bezeichnet.
Der intermediäre Reflektionszustand kann zumindest einen Reflektionszustand zwischen dem hochreflektiven Zustand und dem schwach reflektierenden Zustand aufweisen. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtreflektion geändert werden kann, indem zwischen den drei Zuständen umgeschaltet werden kann, dem hochreflektiven Zustand, dem intermediären Reflektionszustand und dem schwach reflektierenden Zustand. Der intermediäre Reflektionszustand kann eine Vielzahl von Zuständen aufweisen, die sich im Grad an Reflektion unterschieden, zwischen dem hochreflektiven Zustand und dem schwach reflektierenden Zustand. Indem auf diese Weise eine Vielzahl von Niveaus im Grad an Reflektion eingestellt wird, können die optischen Eigenschaften weiter verbessert werden. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtreflektion in einer Vielzahl von Niveaus geändert werden kann, indem zwischen der Vielzahl von Zuständen von dem hochreflektiven Zustand, der Vielzahl von intermediären Reflektionszuständen und dem schwach reflektierenden Zustand umgeschaltet wird. Der intermediäre Reflektionszustand kann ein Zustand sein, der sich kontinuierlich von dem hochreflektiven Zustand zu dem schwach reflektierenden Zustand ändert. In solch einem Fall ändert sich der Grad an Reflektion kontinuierlich. Dies macht es möglich, dass der optische Zustand mit einer breiten Variation geändert wird und verbessert weiter die optischen Eigenschaften. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtreflektion in einen Zustand geändert werden kann, in welchem eine gewünschte Lichtreflektion zwischen dem hochreflektiven Zustand und dem schwach reflektierenden Zustand ausgeführt wird, um so einen intermediären Zustand zu erzeugen. Wenn die variable Lichtreflektionseinheit den intermediären Reflektionszustand aufweist, kann die variable Lichtreflektionseinheit in der Lage sein, den intermediären Reflektionszustand beizubehalten.
Die variable Lichtreflektionseinheit kann zumindest einen Teil des sichtbaren Lichts reflektieren. Die variable Lichtreflektionseinheit kann das gesamte sichtbare Licht reflektieren. Die variable Lichtreflektionseinheit kann infrarotes Licht reflektieren. Die variable Lichtreflektionseinheit kann ultraviolettes Licht reflektieren. Wenn die variable Lichtreflektionseinheit sichtbares Licht, ultraviolettes Licht und infrarotes Licht reflektiert, ist die optische Schaltvorrichtung 100 stabil und weist exzellente optische Eigenschaften auf.
Die variable Lichtreflektionseinheit kann in der Lage sein, die Form des Reflektionsspektrums zu ändern. Das Reflektionsspektrum kann in dem intermediären Reflektionszustand geändert werden. Das Ändern der Form des Reflektionsspektrums bedeutet, dass Licht, das in die variable Lichtreflektionseinheit eintritt, und Licht, das in der Lichtreflektionseinheit reflektiert wird, unterschiedliche Spektrumsformen aufweisen. Das Reflektionsspektrum wird geändert, indem die Reflektionswellenlänge geändert wird. Zum Beispiel wird die form des Reflektionsspektrums geändert, indem nur blaues Licht stark reflektiert wird, nur grünes Licht stark reflektiert wird, oder nur rotes Licht stark reflektiert wird. Wenn sich das Reflektionsspektrum ändert, ändert sich die Farbe des Lichts. Dies ermöglicht ein Tönen (Farbanpassung) und verbessert die optischen Eigenschaften.
Die variable Lichtreflektionseinheit kann in der Lage sein, Licht zu reflektieren, ohne die Form des Reflektionsspektrums zu ändern. In solch einem Fall kann, da es keine Änderung des Spektrums zwischen einscheinendem Licht und reflektiertem Licht gibt, der Grad an Reflektion einfach erhöht oder verringert werden. Die Fähigkeit, den Grad an Reflektion zu kontrollieren bzw. zu steuern, ermöglicht das Tönen (Farbanpassung) und verbessert die optischen Eigenschaften.
Wenn die optisch variable Einheit die variable Lichtreflektionseinheit ist, kann die optisch variable Schicht 2 eine variable Lichtreflektionsschicht sein. Die variable Lichtreflektionsschicht befindet sich zwischen dem Paar von Elektroden 5. Der Grad an Lichtreflektion in der variablen Lichtreflektionsschicht wird geändert, indem eine Spannung über dem Paar von Elektroden 5 angelegt wird.
Die variable Lichtreflektionseinheit kann mit einer Wechselspannungsquelle verbunden werden. Viele Materialien, die sich abhängig von einem elektrischen Feld in ihrer Lichtreflektion ändern, sind nach einer gewissen Zeit nach Beginn des Anlegens der Spannung nicht in der Lage, den Zustand der Lichtreflektion wie zur Zeit des Anlegens der Spannung aufrechtzuerhalten. Mit der Wechselspannungsquelle kann die Spannung abwechselnd in beide Richtungen angewandt werden, und eine kontinuierliche Spannungsanwendung kann im Wesentlichen ausgeführt werden, indem die Spannungsrichtung gewechselt wird. Somit kann eine stabile Lichtreflektion erhalten werden, indem die Wechselspannungsquelle verwendet wird. Die Wechselspannungswellenform kann rechteckig sein. Dies vereinfacht das Anwenden einer konstanten Spannung und trägt so zu einer stabileren Lichtreflektion bei. Die Wechselspannung kann in Pulsen sein. Der intermediäre Reflektionszustand kann erzeugt werden, indem der Betrag der angelegten Spannung gesteuert und/oder geregelt wird.
Das Material der variablen Lichtreflektionsschicht kann ein Material sein, dessen Molekülausrichtung sich abhängig von einer Modulation eines elektrischen Feldes ändert. Beispiele beinhalten einen nematischen Flüssigkristall, einen cholesterischen Flüssigkristall (CLC), einen ferroelektrischen Flüssigkristall und ein elektrochromes Material. Der CLC kann ein nematischer Flüssigkristall sein, der eine Helixstruktur aufweist. Der CLC kann ein chiraler nematischer Flüssigkristall sein. In dem CLC ändert sich die Orientierungsrichtung der Molekülachse kontinuierlich im Raum, wodurch eine makroskopische Helixstruktur erzeugt wird. Es ist so eine Lichtreflektion möglich, die der Helixperiode entspricht. Die Steuerung zwischen Lichtreflektion und Lichttransmission kann ausgeführt werden, indem der Flüssigkristallzustand abhängig von einem elektrischen Feld geändert wird. In dem elektrochromen Material kann das Phänomen der Farbänderung der Substanz auf Grund einer elektrochemischen reversiblen Reaktion (elektrozyklische Redoxreaktion) abhängig von einer angewandten Spannung verwendet werden, um eine Steuerung zwischen Lichtreflektion und Lichttransmission zu ermöglichen. Das Material der variablen Lichtreflektionsschicht kann der CLC oder das elektrochrome Material sein.
Die variable Lichtreflektionseinheit kann in dem Zustand der Lichtreflektion sein, wenn keine Spannung angelegt ist, und in dem Zustand der Lichttransmission, wenn eine Spannung angelegt ist. Eine derartige Steuerung und/oder Regelung kann mit dem CLC oder dem elektrochromen Material ausgeführt werden. Dies aus dem Grund, dass ein Flüssigkristall durch Anlegen einer Spannung ausgerichtet werden kann. Mit dem CLC oder dem elektrochromen Material kann eine dünne variable Lichtreflektionseinheit mit großer Lichtreflektionseigenschaft gebildet werden. Der Zustand, in dem nur spezifisches Licht reflektiert werden, wenn keine Spannung angelegt ist, kann als planare Ausrichtung bezeichnet werden, und der Zustand, in dem Licht passieren kann, wenn Spannung angelegt ist, kann als fokal-konische Orientierung bezeichnet werden. Die variable Lichtreflektionseinheit kann in dem Zustand der Lichttransmission sein, wenn keine Spannung angelegt ist, und in dem Zustand der Lichtreflektion, wenn eine Spannung angelegt ist.
Die variable Lichtreflektionsschicht kann den Zustand der Lichtreflektion wie zur Zeit des Anlegens der Spannung aufrechterhalten. Dies verbessert die Energieeffizienz. Die Eigenschaft, den Zustand der Lichtreflektion aufrechtzuerhalten, wird Hysterese genannt. Die Zeit, während der der Zustand der Lichtreflektion aufrechterhalten wird, kann lang sein, zum Beispiel eine Stunde oder länger.
Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann die variable Lichtabsorptionseinheit beinhalten. Die variable Lichtabsorptionseinheit ist im Grad der Lichtabsorption variabel. Die Variabilität im Grad der Lichtabsorption kann die Fähigkeit sein, zwischen einem hochabsorbierenden Zustand und einem schwach absorbierenden Zustand einzustellen. Alternativ kann die Variabilität im Grad der Lichtabsorption die Fähigkeit sein, zwischen einem Zustand mit Lichtabsorption und einem Zustand ohne Lichtabsorption einzustellen. Wenn der Grad der Lichtabsorption einstellbar ist, kann der optische Zustand geändert werden. Eine solche optische Schaltvorrichtung 100 weist exzellente optische Eigenschaften auf. Die variable Lichtabsorptionseinheit kann in Schichten aufgebaut sein.
Der hochabsorbierende Zustand ist ein Zustand mit hoher Lichtabsorption. Der hochabsorbierende Zustand ist zum Beispiel ein Zustand, in dem Licht, das von einer Oberfläche eingetreten ist, auf Grund von Absorption nicht von der anderen Oberfläche austritt. Der hochabsorbierende Zustand kann ein Zustand sein, in dem, wenn von der Seite einer Oberfläche aus betrachtet, ein Objekt, das sich auf der Seite der anderen Oberfläche befindet, nicht sichtbar ist. Der hochabsorbierende Zustand kann ein opaker Zustand sein. In dem hochabsorbierenden Zustand kann die variable Lichtabsorptionseinheit der Farbe nach schwarz sein. Wenn die variable Lichtabsorptionseinheit Lichtabsorption ausführt, fungiert die variable Lichtabsorptionseinheit als eine Absorptionsschicht, die Licht absorbiert.
Der schwach absorbierende Zustand ist ein Zustand mit geringer Lichtabsorption oder ohne Lichtabsorption. Der schwach absorbierende Zustand ist zum Beispiel ein Zustand, in dem Licht, das von einer Oberfläche eintritt, nicht absorbiert wird und von der anderen Oberfläche austritt, während es seine Laufrichtung beibehält. Der schwach absorbierende Zustand kann ein Zustand sein, in dem, wenn von der Seite einer Oberfläche aus betrachtet, ein Objekt, das sich auf Seiten der anderen Oberfläche befindet, klar sichtbar ist. der schwach absorbierende Zustand kann ein transparenter Zustand sein.
Die variable Lichtabsorptionseinheit kann den hochabsorbierenden Zustand mit hoher Lichtabsorption, den schwach absorbierenden Zustand mit geringer Lichtabsorption oder ohne Lichtabsorption und eine Zustand aufweisen, in welchem eine Lichtabsorption zwischen dem hochabsorbierenden Zustand und dem schwach absorbierenden Zustand ausgeführt wird. Wenn die variable Lichtabsorptionseinheit eine Lichtabsorption zwischen dem hochabsorbierenden Zustand und dem schwach absorbierenden Zustand ausführen kann, wird eine intermediäre Lichtabsorption verwirklicht. Dies macht es möglich, dass der optische Zustand mit einer breiten Variation geändert wird und verbessert weiter die optischen Eigenschaften. Der Zustand des Ausführens von Lichtabsorption zwischen dem hochabsorbierenden Zustand und dem schwach absorbierenden Zustand wird hiernach als intermediäre Absorptionszustand bezeichnet.
Der intermediäre Absorptionszustand kann zumindest einen Absorptionszustand zwischen dem hochabsorbierenden Zustand und dem schwach absorbierenden Zustand aufweisen. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtabsorption geändert werden kann, indem zwischen den drei Zuständen von dem hochabsorbierenden Zustand, dem intermediären Absorptionszustand und dem schwach absorbierenden Zustand umgeschaltet wird. Der intermediäre Absorptionszustand kann eine Vielzahl von Zuständen aufweisen, die sich im Grad an Absorption zwischen dem hochabsorbierenden Zustand und dem schwach absorbierenden Zustand unterscheiden. Indem auf diese Weise eine Vielzahl von Niveaus im Grad an Absorption eingestellt werden, können die optischen Eigenschaften weiter verbessert werden. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtabsorption in einer Vielzahl von Niveaus geändert werden kann, indem zwischen der Vielzahl von Zuständen von dem hochabsorbierenden Zustand, der Vielzahl von intermediären Absorptionszuständen und dem schwach absorbierenden Zustand umgeschaltet wird. Der intermediäre Absorptionszustand kann ein Zustand sein, der sich kontinuierlich von dem hochabsorbierenden Zustand zu dem schwach absorbierenden Zustand ändert. In solch einem Fall ändert sich der Grad an Absorption kontinuierlich. Dies macht es möglich, dass der optische Zustand mit einer breiten Variation geändert wird und verbessert weiter die optischen Eigenschaften. Zum Beispiel werden die optischen Eigenschaften verbessert, wenn die Lichtabsorption in einen Zustand des Ausführens einer gewünschten Lichtabsorption zwischen dem hochabsorbierenden Zustand und dem schwach absorbierenden Zustand geändert werden kann, um so einen intermediären Zustand zu erzeugen. Wenn die variable Lichtabsorptionseinheit den intermediären Absorptionszustand aufweist, kann die variable Lichtabsorptionseinheit in der Lage sein, den intermediären Absorptionszustand beizubehalten.
Die variable Lichtabsorptionseinheit kann zumindest einen Teil des sichtbaren Lichts absorbieren. Dies erzeugt eine scharfe Lichtemission. Die variable Lichtabsorptionseinheit kann das gesamte sichtbare Licht absorbieren. Dies erzeugt eine schärfere Die variable Lichtabsorptionseinheit kann infrarotes Licht absorbieren. Das Absorbieren infraroten Lichts hat den Effekt, Wärme abzuschirmen. Die variable Lichtabsorptionseinheit kann ultraviolettes Licht absorbieren. Dies verhindert die Degradation der optischen Schaltvorrichtung 100. Weiter kann, wenn ultraviolettes Licht absorbiert wird, ultraviolettes Licht daran gehindert werden, in ein Rauminneres einzutreten. Die variable Lichtabsorptionseinheit kann ein beliebiges absorbieren von dem sichtbaren Licht, dem ultravioletten Licht und infrarotem Licht, kann zwei beliebige absorbieren von dem sichtbaren Licht, dem ultravioletten Licht und infrarotem Licht, und kann sichtbares Licht, ultraviolettes Licht und infrarotes Licht absorbieren.
Die variable Lichtabsorptionseinheit kann in der Lage sein, die Form des Absorptionsspektrums zu ändern. Das Absorptionsspektrum kann in dem intermediären Absorptionszustand geändert werden. Ändern der Form des Absorptionsspektrums bedeutet, dass Licht, das in die variable Lichtabsorptionseinheit eintritt, und Licht, das durch die variable Lichtabsorptionseinheit passiert ist, unterschiedliche Spektrumsformen aufweisen. Das Absorptionsspektrum wird geändert, indem die Absorptionswellenlänge geändert wird. Die Form des Spektrums wird zum Beispiel geändert, indem nur blaues Licht stark absorbiert wird, nur grünes Licht stark absorbiert wird, oder nur rotes Licht stark absorbiert wird. Wenn sich das Absorptionsspektrum ändert, ändert sich die Farbe des Lichts, das durch die optische Schaltvorrichtung 100 passiert. Dies ermöglicht ein Tönen (Farbanpassung) des transmittierten Lichts und verbessert die optischen Eigenschaften.
Wenn die optisch variable Einheit die variable Lichtabsorptionseinheit ist, kann die optisch variable Schicht 2 eine variable Lichtabsorptionsschicht sein. Die variable Lichtabsorptionsschicht befindet sich zwischen dem Paar von Elektroden 5. Der Grad an Lichtabsorption in der variablen Lichtabsorptionsschicht wird geändert, indem eine Spannung über das Paar von Elektroden 5 angelegt wird.
Die variable Lichtabsorptionseinheit kann mit einer Gleichspannungsquelle oder einer Wechselspannungsquelle verbunden werden. Zum Beispiel wird die variable Lichtabsorptionseinheit mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. In einem Material, dessen Lichtabsorption sich abhängig von einem elektrischen Feld ändert, kann die Lichtabsorption geändert werden durch den Fluss von Elektrizität in eine Richtung. Daher kann eine stabile Lichtabsorption erzielt werden, indem die Gleichspannungsquelleverwendet wird. Der intermediäre Absorptionszustand kann erzeugt werden, indem der Betrag der angelegten Spannung oder des angelegten Stroms gesteuert und/oder geregelt wird.
Das Material der variablen Lichtabsorptionsschicht kann ein Material sein, dessen Lichtabsorption sich abhängig von der Modulation eines elektrischen Felds ändert. Das Material zur elektrischen Feldmodulation ist zum Beispiel Wolframoxid.
Die variable Lichtabsorptionseinheit kann in dem Zustand der Lichttransmission sein, wenn keine Spannung angelegt ist, und in dem Zustand der Lichtabsorption, wenn eine Spannung angelegt ist. Ein Flüssigkristallmaterial kann sich in Absorption abhängig von der angelegten Spannung ändern. Ein Flüssigkristall kann abhängig von der angelegten Spannung ausgerichtet werden. Mit dem Flüssigkristall kann eine dünne variable Lichtabsorptionseinheit mit hochabsorbierender Eigenschaft gebildet werden. Die variable Lichtabsorptionseinheit kann in dem Zustand der Lichtabsorption sein, wenn keine Spannung angelegt ist, und in dem Zustand der Lichttransmission, wenn eine Spannung angelegt ist.
Die variable Lichtabsorptionsschicht kann den Zustand der Lichtabsorption wie zum Zeit des Anlegens einer Spannung aufrechterhalten. Dies verbessert die Energieeffizienz. Die Eigenschaft, den Zustand der Lichtabsorption aufrechtzuerhalten, wird Hysterese genannt. Die Zeit, für die der Zustand der Lichtabsorption aufrechterhalten wird, kann lang sein, zum Beispiel eine Stunde oder mehr.
In der optischen Schaltvorrichtung 100 ist die erste Oberfläche F1 als eine Hauptfläche definiert, und die zweite Oberfläche F2 als eine Rückfläche. Die Hauptfläche ist in die Richtung gesetzt, in der Licht erhalten werden soll. Wenn zum Beispiel die optische Schaltvorrichtung 100 als ein Fenster verwendet wird, befindet sich die Hauptfläche (erste Oberfläche F1) im Inneren, und die Rückfläche (zweite Oberfläche F2) befindet sich draußen.

Die Tabelle 1 zeigt Beispiele der Struktur der Vielzahl von optisch variablen Einheiten. In der Tabelle 1 ist jede Komponente, die als optisch variable Einheit in der optischen Schaltvorrichtung 100 enthalten ist, durch ”x” angezeigt. Die Tabelle 1 zeigt auch die Funktionen für den Fall, dass die Komponenten ausgewählt sind. Die optisch variablen Einheiten können in jeder Reihenfolge angeordnet werden. Tabelle 1

Strukturbeispiel	Variable Lichtstreueinheit	Flächige Lichtemissionseinheit	Variable Lichtreflektionseinheit	Variable Lichtabsorptionseinheit	Funktion
1	X	X			Unterdrückung der Winkelabhängigkeit der Lichtemission
2		X	X		Verbesserung der Effizienz der Lichtemission
3			X	X	Lichtabschirmung Verwendbar als Spiegel
4	X			X	Lichtabschirmung Weißer lichtdichter Vorhang Spitzenvorhang
5		X		X	Verbesserung des Kontrasts der Lichtemission
6	X		X		Lichtabschirmung Verbesserung der thermischen Isolation
7	X	X	X		Hocheffiziente Lichtemission Unterdrückung der Winkelabhängigkeit der Lichtemission
8		X	X	X	Lichtabschirmung Hocheffiziente Lichtemission Verbesserung des Kontrasts der Lichtemission
9	X	X		X	Fenster- und Beleuchtungsfunktion
10	X		X	X	Fensterfunktion (Lichtabschirmung, Vorhang, thermische Isolation)
11	X	X	X	X	Alle der oben genannten Funktionen

Die variable Lichtreflektionseinheit kann der zweiten Oberfläche F2 näher sein als die flächige Lichtemissionseinheit und die variable Lichtstreueinheit. In diesem Fall kann Licht unter Verwendung von Reflektion extrahiert werden. Eine solche optische Schaltvorrichtung 100 weist exzellente optische Eigenschaften auf.
Unter der Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann die variable Lichtabsorptionseinheit der zweiten Oberfläche F2 am nächsten gelegen angeordnet sein. In diesem Fall kann Licht, das von der zweiten Oberfläche F2 eintritt, absorbiert werden. Weiter hat Licht, das von der ersten Oberfläche F1 austritt, einen höheren Kontrast.
Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann angeordnet werden in der Reihenfolge: die variable Lichtstreueinheit, die flächige Lichtemissionseinheit, die variable Lichtreflektionseinheit und die variable Lichtabsorptionseinheit, in Richtung von der ersten Oberfläche F1 bis zur zweiten Oberfläche F2. Wenn die Anzahl von optisch variablen Einheiten zwei oder drei ist, wird eine geeignete Anordnung abgeleitet, indem ein Teil der oben genannten vier Einheiten entfernt wird.
In der optischen Schaltvorrichtung 100 kann die Vielzahl von optisch variablen Einheiten das organische elektrolumineszierende Element (flächige Lichtemissionseinheit) und die variable Lichtstreueinheit beinhalten. Es kann so ein flächiger Lichtemitter mit exzellenten optischen Eigenschaften erhalten werden. Der flächige Lichtemitter kann als eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden.
Obwohl das Vorstehende ein Beispiel beschreibt, in der jede der Vielzahl von optisch variablen Einheiten eine andere ist von einer beliebigen von der variablen Lichtstreueinheit, der flächigen Lichtemissionseinheit, der variablen Lichtreflektionseinheit und der variablen Lichtabsorptionseinheit, können zwei oder mehr Komponenten des gleichen Typs ausgewählt werden. Zum Beispiel kann die Vielzahl von optisch variablen Einheiten zwei oder mehr variable Lichtstreueinheiten beinhalten. Zum Beispiel kann die Vielzahl von optisch variablen Einheiten zwei oder mehr flächige Lichtemissionseinheiten beinhalten. Zum Beispiel kann die Vielzahl von optisch variablen Einheiten zwei oder mehr variable Lichtreflektionseinheiten beinhalten. Zum Beispiel kann die Vielzahl von optisch variablen Einheiten zwei oder mehr variable Lichtabsorptionseinheiten beinhalten. Die Inklusion von zwei oder mehr Komponenten desselben Funktionstyps (Streuung, Lichtemission, Reflektion oder Absorption) verbessert die Funktion.
Wie in jedem der Beispiele in 1 bis 3 gezeigt, haftet die optische Anpassschicht 3 benachbarte optisch variable Körper 1 aneinander. Die optische Anpassschicht 3 füllt den Raum zwischen benachbarten optisch variablen Körpern 1 aus. Wenn zwei transparent Substrate mit einem Zwischenraum gestapelt werden, tendieren, wenn von einer Seite durch die Struktur hindurch die andere Seite betrachtet wird, die Kontur eines Objekts, das sich auf der anderen Seite befindet, dazu, verschwommen zu sein. Im Detail kann eine Doppelreflektion oder eine Mehrfachreflektion auftreten. In der optischen Schaltvorrichtung 100 befindet sich jedoch die optische Anpassschicht 3 zwischen den Substraten 6, so dass der Unterschied im Brechungsindex vom Substrat 6 angepasst wird und Phänomene wie Doppelreflektion oder Mehrfachreflektion unterdrückt werden. Dies aus dem Grund, dass die optische Anpassschicht 3 eine Brechungsindexanpassung ausübt.
Das Vorhandensein der optischen Anpassschicht 3 unterdrückt auch eine Schnittstellenreflektion, die an der Oberfläche des Substrats 6 auftritt, wodurch als ein Ergebnis der optische Verlust verringert wird, um die Lichttransmissionseffizienz zu verbessern. Die optische Anpassschicht 3 dient auch als ein Haftmittel. Die optische Anpassschicht 3 kann daher benachbarte Substrate 6 fest aneinander haften. Weiter wird, wenn die Vielzahl von Substraten 6 Glas enthalten, das Glas davor bewahrt, zu zersplittern, wenn die optische Schaltvorrichtung 100 bricht. Es kann so eine sichere Vorrichtung erhalten werden.
Sei AS die Haftfestigkeit der optischen Anpassschicht 3 an die Substrate 6, und AE die Haftfestigkeit der optisch variablen Schicht 2 an die Elektroden 5. In der optische Schaltvorrichtung 100, ist die folgende Beziehung erfüllt: AS > AE.
Die Haftfestigkeit AS kann die Haftfestigkeit bzw. Bondstärke zwischen der optischen Anpassschicht 3 und jedem Substrat 6 sein. Die Haftfestigkeit AS wird an der Schnittstelle zwischen der optische Anpassschicht 3 und dem Substrat 6 ausgeübt. Die Schnittstelle zwischen der optischen Anpassschicht 3 und dem Substrat 6 ist in 1 bis 3 als FS bezeichnet.
Die Haftfestigkeit AE kann die Haftfestigkeit bzw. Bondstärke zwischen der optisch variablen Schicht 2 und jeder Elektrode 5 sein. Die Haftfestigkeit AE wird an der Schnittstelle zwischen der optisch variablen Schicht 2 und der Elektrode 5 ausgeübt. Die Schnittstelle zwischen der optisch variablen Schicht 2 und der Elektrode 5 ist in 1 bis 3 als FE bezeichnet.
Wenn die Haftfestigkeitsbeziehung AS > AE erfüllt ist, ist die Anhaftung zwischen den Substraten verbessert. Dementsprechend widerstehen, selbst wenn eine Kraft in die Richtung des Abziehens wirkt, die Substrate 6 dem Abziehen und es wird so eine feste Vorrichtung gebildet. Die Beziehung verbessert auch die Stabilität gegen Wärme. Dies wahrscheinlich aus dem Grund, dass die Substrate 6, die empfänglicher für Ausdehnung und Kontraktion auf Grund von Wärme als die optisch variable Schicht 2 sind, fest anhaften. Des Weiteren, selbst wenn die optische Schaltvorrichtung 100 bricht, wird ein Zersplittern auf Grund hoher Haftfestigkeit unterbunden.
Die Haftfestigkeitsbeziehung AS > AE erleichtert auch die Herstellung der Vorrichtung. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann hergestellt werden, indem die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 gestapelt werden und dann der Teil der seitlichen Endabschnitte entfernt wird, um die Elektroden 5 zu exponieren, wie später beschrieben. Hier werden, wenn die oben genannten Haftfestigkeitsbeziehung erfüllt ist, die Substrate 6 davon abgehalten, abgezogen zu werden, wenn der Teil der seitlichen Endabschnitte entfernt wird, und somit können die seitlichen Endabschnitte vorteilhaft entfernt werden. Die Vorrichtung kann somit einfach hergestellt werden.
Die Haftfestigkeitsbeziehung (AS > AE) kann bestimmt werden, indem an der optischen Schaltvorrichtung 100 ein Abziehtest ausgeführt wird. Zum Beispiel wird die Haftfestigkeitsbeziehung bestimmt, indem auf die erste Oberfläche F1 und auf die zweite Oberfläche F2 jeweils eine Klebefolie geklebt wird, diese auseinandergezogen werden und jedes auftreten von Abziehen (Separation) innerhalb der optischen Schaltvorrichtung 100 beobachtet wird. Wenn die Beziehung AS > AE erfüllt ist, tritt keine Separation zwischen benachbarten Substraten 6, d. h. benachbarten optisch variablen Körpern 1 auf, während eine Separation zwischen der optisch variablen Schicht 2 und der Elektrode 5 auftritt. Dies ist ein Beispiel des Haftfestigkeitstests, und die Anhaftung kann durch einen anderen Test bestimmt werden.
Die optische Anpassschicht 3 befindet sich zwischen benachbarten Substraten 6. Es sei angenommen, dass eines der benachbarten Substrate 6 das Substrat 6X ist, und dass das andere der benachbarten Substrate 6 das Substrat 6Y ist. Zum Beispiel ist in den 1 bis 3 das Substrat 6b das Substrat 6X und das Substrat 6c ist Substrat 6Y. Wenn die Substrate 6X und 6Y aus demselben Material gebildet sind, haben die Substrate 6X und 6Y im Wesentlichen denselben Brechungsindex. Hier mag der Unterschied des Brechungsindex der optischen Anpassschicht 3 von dem Brechungsindex des Substrats 6X (Substrat 6Y) 0,1 oder weniger in absoluten Werten sein, und kann 0,05 oder weniger in absoluten Werten sein. Ein kleinerer Unterschied im Brechungsindex zwischen dem Substrat 6 und der optischen Anpassschicht 3 ist optisch vorteilhafter, da Lichtreflektion an der Schnittstelle unterdrückt wird. Der Brechungsindex der optischen Anpassschicht 3 kann derselbe sein wie der Brechungsindex des Substrats 6X (Substrat 6Y). Der hier genannte Brechungsindex ist der Brechungsindex im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts. In der vorliegenden Offenbarung ist der Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts definiert als ein Bereich von Wellenlängen von 450 nm bis 700 nm. Licht in diesem Wellenlängenbereich ist für menschliche Augen sichtbar und beeinflusst daher signifikant die Transparenz der optischen Schaltvorrichtung 100. Daher ist das Anpassen des Brechungsindex in dem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts optisch vorteilhafter.
Wenn andererseits die Substrate 6X und 6Y aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, können sich die Substrate 6X und 6Y im Brechungsindex unterscheiden. Wenn zum Beispiel eines der Substrate 6X und 6Y ein Glassubstrat ist und das andere der Substrate 6X und 6Y ein Harzsubstrat ist, werden sich ihre Brechungsindexe wahrscheinlich unterscheiden. Selbst wenn beide Substrate 6X und 6Y aus Glas (oder aus einem Harz) sind, mögen ihre Brechungsindexe unterschiedlich sein, wenn unterschiedliche Materialien verwendet werden. Die optische Anpassschicht 3 kann einen Brechungsindex zwischen den Brechungsindexen der Substrate 6X und 6Y aufweisen, die durch die optische Anpassschicht 3 aneinander angehaftet werden. Dies verringert den Unterschied der Brechungsindexe und verbessert die optischen Eigenschaften.
Wenn der Brechungsindex der optischen Anpassschicht 3 zwischen den Brechungsindexen der Substrate 6X und 6Y ist, mag sich der Brechungsindex der optischen Anpassschicht 3 in der Dickerichtung graduell ändern. Eine solche graduelle Änderung des Brechungsindex reduziert die Brechungsindexdifferenz weiter und verbessert die optischen Eigenschaften. Wenn zum Beispiel der Brechungsindex von einem Substrat 6X höher als der Brechungsindex des anderen Substrats 6Y ist, mag sich der Brechungsindex der optischen Anpassschicht 3 graduell vom Substrat 6Y, das den niedrigeren Brechungsindex hat, erhöhen zum Substrat 6X, das den höheren Brechungsindex hat. Der Brechungsindex kann sich in der Dickerichtung ändern. Die Änderung des Brechungsindex kann stufenweise oder glatt (wie eine Abtönung) sein. Die stufenweise Änderung des Brechungsindex wird zum Beispiel erhalten, wenn die optische Anpassschicht 3 aus einer Vielzahl von Schichten gebildet wird, die sich im Brechungsindex unterscheiden. Die optische Anpassschicht 3 kann eine Mehrschichtstruktur aufweisen. Die graduelle Änderung des Brechungsindex wird zum Beispiel erhalten, wenn eine einschichtige optische Anpassschicht 3 einen in der Dickerichtung zunehmenden Brechungsindex aufweist.
Wenn eines oder beide der Substrate 6X und 6Y anisotropisch ist, kann die optische Anpassschicht 3 dieselbe Anisotropie wie die anisotropen Substrate aufweisen. Dies verbessert die optische Transparenz und verbessert weiter die optischen Eigenschaften. Wenn zum Beispiel die Substrate 6 aus einem Harzmaterial (wie etwa PET oder PEN) gebildet sind, mögen die Substrate 6 anisotrop sein.
Die optische Anpassschicht 3 mag eine ultraviolett Absorption aufweisen. Auf diese Weise kann eine Degradation der Vorrichtung, die von ultraviolettem Licht verursacht wird, verhindert werden. Weiter hat, das ultraviolettes Licht absorbiert wird, die optische Schaltvorrichtung 100 einen Ultraviolett-Schutzeffekt. Dies ist besonders effektiv, wenn zumindest eine Oberfläche der optischen Schaltvorrichtung 100 dem Freien exponiert ist, da ultraviolettes Licht daran gehindert werden kann, in ein Rauminneres einzudringen. Der Ultraviolett-Schutzeffekt wird verstärkt, wenn die Anzahl von optisch variablen Körpern 1 drei oder mehr ist.
Die optische Anpassschicht 3 kann eine Eigenschaft einer geringen Lichtabsorption aufweisen, um optische Verluste zu verringern.
Die optische Anpassschicht 3 kann aus einer Harzmischung gebildet werden. Das Harz kann ein duroplastisches Harz oder ein mittels Licht härtbares Harz sein. Die Harzmischung kann geeignete Additive enthalten. Zum Beispiel ermöglich der Einschluss von schwach brechenden Teilchen oder stark brechenden Teilchen eine Anpassung des Brechungsindex. Die Inklusion eines Ultraviolettabsorbers bietet eine Ultraviolett-Absorptionsfähigkeit. Das Material der optischen Anpassschicht 3 ist zum Beispiel Cycloolefinpolymer (COP). Das COP ist auf Grund seiner Eigenschaft der geringen Lichtabsorption geeignet.
Die optische Anpassschicht 3 kann ein Gelmaterial sein. Die optische Anpassschicht 3 kann ein Gelmaterial sein, solange dieses fähig zur Adhäsion und optischen Anpassung ist. Wenn die optische Anpassschicht 3 ein Gelmaterial ist, kann eine größere Stoßfestigkeit erzielt werden. Zudem kann eine Kontraktion auf Grund von Wärmestress gemindert werden.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Herstellen der optischen Schaltvorrichtung 100 beschrieben.
Das Verfahren zum Herstellen der optischen Schaltvorrichtung 100 beinhaltet: einen Schritt des Anhaftens der Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 aneinander mit der optischen Anpassschicht 3 dazwischen; einen Schritt des Vornehmens eines Schnitts CL in die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1; und einen Schritt des Entfernens von seitlichen Endabschnitten 1x der optisch variablen Körper 1. Der Schritt des Vornehmens eines Schnitts CL in die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 ist ein Schritt, in dem in den seitlichen Endabschnitten der Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 ein Schnitt CL vorgenommen wird von dem Substrat 6, das sich an einem Ende in der Dickerichtung befindet, zu der optisch variablen Schicht 2, die sich an dem anderen Ende in der Dickerichtung befindet. Der Schritt des Entfernens der seitlichen Endabschnitte 1x der optisch variablen Körper 1 ist ein Schritt des Entfernens der seitlichen Endabschnitt 1x der optisch variablen Körper 1 entlang dem Schnitt CL, um die Elektrode 5 zu exponieren.
Das Verfahren zum Herstellen der optischen Schaltvorrichtung 100 wird in größerem Detail nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben. Obwohl die 4 den Fall zeigt, in welchem die Anzahl von optisch variablen Körpern 1 zwei ist (siehe 1), kann aus 4 gleichsam auch das Herstellungsverfahren verstanden werden, die Anzahl von optisch variablen Körpern 1 drei ist (siehe 2), vier ist (siehe 3), oder mehr ist.
Wie in A in 4 gezeigt, wird die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 einzeln hergestellt. Jeder optisch variable Körper 1 kann durch einen geeigneten Stapelprozess hergestellt werden. Als nächstes wird, wie in B in 4 gezeigt, die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 mittels der optischen Anpassschicht 3 aneinander gehaftet. Die Anhaftung durch die optische Anpassschicht 3 wird zum Beispiel ausgeführt, indem das Material der optischen Anpassschicht 3, das Haftfähigkeit aufweist, auf die Oberfläche eines optisch variablen Körpers 1 aufgebracht wird und der andere optisch variable Körper 1 auf diese Oberfläche aufgebracht wird. Die Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 wird so aneinander angehaftet. Wenn die optische Anpassschicht 3 aus einem härtbaren Material gebildet ist, wird die optische Anpassschicht 3 durch Aushärten des Materials ausgebildet.
Als nächstes, wie in C in 4 gezeigt, wird ein Schnitt CL in die seitlichen Endabschnitte der Vielzahl von optisch variablen Körpern 1 ausgeführt. Zum Beispiel wird der Schnitt CL mit einem Schneidwerkzeug wie etwa einem Messer oder einem Laser ausgeführt. Der Schnitt CL wird von dem Substrat 6, das sich an einem Ende in der Dickerichtung befindet, zur optisch variablen Schicht 2, die sich an dem anderen Ende in der Dickerichtung befindet, vorgenommen. Zum Beispiel wird, als ein Schnitt von der oberen Seite in C in 4, der Schnitt CL von dem Substrat 6α zur optisch variablen Schicht 2α ausgeführt. Als ein Schnitt von der unteren Seite in C in 4 wird der Schnitt vom Substrat 6β zur optisch variablen Schicht 2β vorgenommen. Der Schnitt CL kann bis zu einem in der Dickerichtung intermediären Punkt vorgenommen werden. Ein anderer bzw. andere Schnitte CL kann bzw. können wie geeignet vorgenommen werden, um die Vielzahl von Elektroden 5 zu exponieren. Zum Beispiel werden in C in 4 ein Schnitt CL vom Substrat 6α zur optisch variablen Schicht 2β und ein Schnitt CL vom Substrat 6β zur optisch variablen Schicht 2α vorgenommen.
Wie in D in 4 gezeigt, wird der bzw. werden die seitliche(n) Endabschnitt(e) 1x von einem oder von mehreren optisch variablen Körpern 1 außerhalb des Schnitts CL entfernt. Da der Schnitt CL inmitten der Dickerichtung endet, wird der Teil von dem Substrat 6 zur optisch variablen Schicht 2 entfernt, um einen Teil der Elektrode 5 zu exponieren. Die Elektrode 5 hat daher die exponierte Oberfläche 5s. Die exponierte Oberfläche 5s der Elektrode 5 befindet sich in dem seitlichen Endabschnitt der optischen Schaltvorrichtung 100. Hier ist die Haftfestigkeit AS zwischen der optischen Anpassschicht 3 und dem Substrate 6 höher als die Haftfestigkeit AE zwischen der optisch variablen Schicht 2 und den Elektroden 5, wie zuvor erwähnt. Dementsprechend, wenn der bzw. wenn die seitliche(n) Endabschnitt(e) 1x entfernt werden, kann der bzw. können die zu entfernende(n) seitliche(n) Endabschnitt(e) 1x integral entfernt werden, ohne die Substrate 6 voneinander zu trennen. Dies vereinfacht die Herstellung. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Haftfestigkeit in den Schnittstellen FS1 und FS2 höher ist als die Haftfestigkeit in den Schnittstellen FE1 und FE2 in C in 4. Die Schnittstellen FE1 und FE2 können jeweils betrachtet werden als in der optisch variablen Einheit auf der entgegengesetzten Oberfläche des Substrats 6 in Kontakt mit der optischen Anpassschicht 3, die Schnittstelle zwischen der Elektrode 5, die weiter vom Substrat 6 weg ist, und der optisch variablen Schicht 2. Alternativ können die Schnittstellen FE1 und FE2 jeweils betrachtet werden als die Schnittstelle zwischen der Elektrode 5 in Kontakt mit dem Substrat 6 entgegengesetzt zu dem Substrat 6, das in Kontakt mit der optischen Anpassschicht 3 ist, und der optisch variablen Schicht 2 in Kontakt mit der Elektrode 5. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann einfacher hergestellt werden, indem die oben genannte Haftfestigkeitsbeziehung zwischen den Schnittstellen erfüllt wird.
Schließlich wird, wie in E in 4 gezeigt, die Verbindungsverdrahtung 4 mit den exponierten Oberflächen 5s der Elektroden 5 verbunden. Die Verbindungsverdrahtung 4 kann eine geeignete Struktur aufweisen, die mit der Stromquelle verbunden werden kann. Zum Beispiel kann die Verbindungsverdrahtung 4 eine Stapelstruktur von einem leitenden Material, Drähten und ähnliches sein. Die Verbindungsverdrahtung 4 kann die exponierte Oberfläche 5s bedecken. Die optische Schaltvorrichtung 100 wird auf diese Weise hergestellt. Danach kann die optische Schaltvorrichtung 100 an ein Gehäuse angebracht werden. Zum Beispiel kann die optische Schaltvorrichtung 100 an ein Rahmenmaterial befestigt werden, das die optische Schaltvorrichtung 100 umgibt. Ein transparenter Abdeckungskörper zum Abdecken der optischen Schaltvorrichtung 100 in flächiger Form kann an eine oder an beide Oberflächen der optischen Schaltvorrichtung 100 angebracht werden.
Obwohl im Vorstehenden ein Beispiel beschrieben wird, in dem sich eine optisch variable Schicht 2 zwischen einem Paar von Substraten 6 befindet, können zwei oder mehr optisch variable Schichten 2 zwischen einem Paar von Substraten 6 angeordnet sein. Weiter können benachbarte Substrate 6 integriert sein, um die optische Anpassschicht 3 dazwischen auszulassen. Wenn die Anzahl von Substraten 6 kleiner ist, ist die Anzahl von Schnittstellen kleiner, was optisch vorteilhaft ist. Die optische Schaltvorrichtung 100 beinhaltet eine optische Anpassschicht 3 an einer bzw. jeder Position zwischen benachbarten Substraten 6.
5 zeigt Beispiele der Funktionen der optischen Schaltvorrichtung 100. Die Vielzahl von optisch variablen Einheiten ist in 5 schematisch dargestellt. Jeder Pfeil zeigt die Laufrichtung von Licht an. In 5 sind als ein Beispiel eine variable Lichtstreueinheit 1S, eine flächige Lichtemissionseinheit 1P, eine variable Lichtreflektionseinheit 1R und eine variable Lichtabsorptionseinheit 1Q als die Vielzahl von optisch variablen Einheiten angeordnet von der Seite der ersten Oberfläche F1. Die optische Schaltvorrichtung 100 in 5 ist konfiguriert, um hauptsächlich Licht von der flächigen Lichtemissionseinheit 1P von der ersten Oberfläche F1 zu extrahieren.
In 5 ist jede in Funktion stehende optisch variable Einheit durch diagonale Linien angezeigt. Der Ausdruck „in Funktion stehend” bedeutet den Zustand, in dem in der variable Lichtstreueinheit 1S Lichtstreuung stattfindet, der Zustand, in dem in der flächigen Lichtemissionseinheit 1P Licht emittiert wird, der Zustand, in dem in der variablen Lichtreflektionseinheit 1R Lichtreflektion stattfindet, oder der Zustand, in dem in der variablen Lichtabsorptionseinheit 1Q Lichtabsorption stattfindet. Jede optisch variable Einheit, die nicht in Funktion steht, mag transparent sein. Auch wenn aus Gründen der Einfachheit keine intermediäre Zustände der Lichtstreuung, Lichtreflektion oder Lichtabsorption dargestellt sind, kann es intermediäre Zustände geben. In 5 unterscheiden sich A bis Q in den in Funktion stehenden Zuständen der optisch variable Einheiten, und die optische Schaltvorrichtung 100 ist in jedem von A bis Q in 5 in einem anderen Zustand. Die optische Schaltvorrichtung 100 mag in der Lage sein, alle die Zustände in A bis Q in 5 einzunehmen, oder mag in der Lage sein, einige der Zustände in A bis Q in 5 einzunehmen. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann ihren optischen Zustand wechseln.
Wie in 5 gezeigt, wenn zumindest eine der Vielzahl von optisch variablen Einheiten in Funktion steht, ist es unwahrscheinlich, dass Licht, das von außen in die optische Schaltvorrichtung 100 eintritt, direkt durch die optische Schaltvorrichtung 100 passiert, und die optische Schaltvorrichtung 100 mag opak sein. Wenn zum Beispiel die variable Lichtstreueinheit 1S Lichtstreuung ausführt, wie in A in 5, wird das Licht gestreut, so dass das Licht nicht direkt durch die optische Schaltvorrichtung 100 zwischen der ersten Oberfläche F1 und der zweiten Oberfläche F2 passieren kann. Wenn die variable Lichtreflektionseinheit 1R Lichtreflektion ausführt, wie in C in 5, wird das Licht reflektiert, so dass das Licht nicht durch die optische Schaltvorrichtung 100 zwischen der ersten Oberfläche F1 und der zweiten Oberfläche F2 passieren kann. Wenn die variable Lichtabsorptionseinheit 1Q Lichtabsorption ausführt, wie in D in 5, wird Licht absorbiert, so dass das Licht nicht durch die optische Schaltvorrichtung 100 zwischen der ersten Oberfläche F1 und der zweiten Oberfläche F2 passieren kann. Selbst wenn die flächige Lichtemissionseinheit 1P in Funktion steht, wie in B in 5, mach Licht, das von der flächigen Lichtemissionseinheit emittiert wird, die andere Seite weniger sichtbar, und die optische Schaltvorrichtung 100 mag opak sein. In Q in 5 steht andererseits keine optisch variable Einheit in Funktion und die optische Schaltvorrichtung 100 ist transparent. Daher kann die optische Schaltvorrichtung 100 an dem transparenten Zustand in Q in 5 in jeden der verschiedenen opaken Zustände in A bis P in 5 wechseln, und weist daher verbesserte optische Eigenschaften auf. Insbesondere wenn eine Vielzahl von optischen Musteränderungen möglich sind, werden komplexe Änderungen zwischen Opazität und Transparenz gemacht, womit es möglich ist, eine Vielzahl von Mustern zu bilden. Auf diese Weise können ausgefeilte optische Zustände erreicht werden. In 5 ist die Laufrichtung des Lichts durch jeden Pfeil angezeigt. Die optische Aktion der optischen Schaltvorrichtung 100 in jedem Zustand kann aus solcher Zeichnung verstanden werden. Die Funktionen der Vielzahl von optisch variablen Einheiten kann ebenfalls aus der oben stehenden Tabelle 1 verstanden werden.
Während 5 ein Beispiel zeigt, in dem vier optisch variable Einheiten unterschiedlicher Typen kombiniert sind, können die Funktionen der optischen Schaltvorrichtung 100, wenn die Anzahl von optisch variablen Einheiten drei oder zwei ist, ebenfalls aus diesem Beispiel verstanden werden. Des Weiteren können basierend auf 5 ebenfalls die Funktionen der optischen Schaltvorrichtung 100 verstanden werden, wenn die Anordnung (Reihenfolge) der optisch variablen Einheiten geändert werden.
Die optische Schaltvorrichtung 100 kann als ein Fenster verwendet werden. Ein Fenster, das unterschiedliche optische Zustände erzeugt, kann als ein aktives Fenster definiert werden. Ein Fenster, das sich im Muster zwischen Opazität und Transparenz ändert, ist sehr nützlich. Das Fenster kann ein inneres Fenster und ein äußeres Fenster sein. Das Fenster kann ein Verkehrsfenster sein. Das Verkehrsfenster kann ein Fahrzeugfenster eines Automobils, eines Zuges, einer Lokomotive und so weiter sein, ein Flugzeugfenster oder ein Schiffsfenster.
Das Fenster, das zwischen Opazität und Transparenz variabel ist, ist zum Beispiel für ein teures Automobil geeignet. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann auch als ein Baumaterial verwendet werden. Das Baumaterial kann ein Wandmaterial, eine Abtrennung, eine Beschilderung und so weiter sein. Die Beschilderung kann eine beleuchtete Werbeanzeige sein. Das Wandmaterial kann für eine Außenwand oder eine Innenwand sein.
Wenn die optische Schaltvorrichtung 100 die flächige Lichtemissionseinheit beinhaltet, kann die optische Schaltvorrichtung 100 als eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Die optische Schaltvorrichtung 100 kann eine Leuchte verwirklichen, die sich in ihrem optischen Zustand ändert.
6 zeigt eine Anwendung der optischen Schaltvorrichtung 100. In 6 ist ein Baumaterial 200 gezeigt. Das Baumaterial 200 in 6 ist ein Fenster. Das Baumaterial 200 beinhaltet die optische Schaltvorrichtung 100. Das Baumaterial 200 weist einen Rahmenkörper 101, eine Verdrahtung 102 und einen Stecker 103 auf. Das Baumaterial 200 ist ein elektrisches Baumaterial. Der Rahmenkörper 101 umgibt die optische Schaltvorrichtung 100. Die Verdrahtung 102 ist elektrisch mit der optischen Schaltvorrichtung 100 verbunden. Der Stecker 103 kann mit einer externen Stromquelle verbunden werden. Wenn über den Stecker 103 und die Verdrahtung 102 elektrischer Strom und/oder elektrische Spannung an die optische Schaltvorrichtung 100 bereitgestellt wird, kann sich der optische Zustand der optischen Schaltvorrichtung 100 ändern. Beispielsweise wechselt die optische Schaltvorrichtung 100 zwischen einer Vielzahl von Zuständen, wie etwa einem transparenten Zustand, einem transluzenten (milchigen) Zustand, einem Spiegelzustand und einem lichtemittierenden Zustand. Ein solches Baumaterial 200 weist exzellente optische Eigenschaften auf.
Während die optische Schaltvorrichtung, das Verfahren zur Herstellung derselben, das Baumaterial und ähnliches im Vorstehenden anhand von Ausführungsformen beschrieben wurden, ist die optische Schaltvorrichtung und ähnliches gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt. Andere Modifikationen, die erhalten werden, indem verschiedene einem Fachmann denkbare Änderungen an den Ausführungsformen vorgenommen werden, und alle Kombinationen der strukturellen Elemente und Funktionen in unterschiedlichen Ausführungsformen, ohne den Bereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen, sind auch im Bereich von einem oder mehreren Aspekten enthalten.
Bezugszeichenliste

1: optisch variabler Körper
2: optisch variable Schicht
3: optische Anpassschicht
4: Verbindungsverdrahtung
5: Elektrode
6: Substrat
CL: Schnitt
1x: seitlicher Endabschnitt
5s: exponierte Oberfläche

Claims

Optische Schaltvorrichtung, umfassend: eine Vielzahl von optisch variablen Körpern, die flächenförmig sind und die jeweils abhängig von einer elektrischen Spannung und/oder einem elektrischen Strom in einem Grad eines optischen Zustands variabel sind; und eine optische Anpassschicht, die zwischen der Vielzahl von optisch variablen Körpern angeordnet ist, wobei die optisch variablen Körper beinhalten: ein Paar von Substraten; ein Paar von Elektroden, die zwischen dem Paar von Substraten angeordnet sind; und eine optisch variable Schicht, die zwischen dem Paar von Elektroden angeordnet und im Grad des optischen Zustands variabel ist, wobei die optische Anpassschicht die Vielzahl von optisch variablen Körpern in flächiger Form in einer Dickerichtung aneinanderhaftet und einen Brechungsindex zwischen jeweiligen Substraten von benachbarten optisch variablen Körpern in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts anpasst, das Paar von Elektroden eine exponierte Oberfläche aufweist, um die elektrische Spannung und/oder den elektrischen Strom anzulegen, und eine Haftfestigkeit der optischen Anpassschicht an die Substrate ist höher als eine Haftfestigkeit der optisch variablen Schicht an die Elektroden.
Optische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die optische Anpassschicht einen Brechungsindex aufweist, der zwischen jeweiligen Brechungsindexen der Substrate liegt, die von der optische Anpassschicht aneinandergehaftet werden.
Optische Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, wobei sich der Brechungsindex der optischen Anpassschicht in der Dickerichtung graduell ändert.
Optische Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die optische Anpassschicht eine Ultraviolett-Absorptionsvermögen aufweist.
Baumaterial, umfassend: die optische Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und eine Verdrahtung.
Verfahren zum Herstellen der optischen Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren umfasst: aneinanderhalten der Vielzahl von optisch variablen Körpern, mit der optischen Anpassschicht dazwischen; Vornehmen, in einem seitliche Endabschnitt der Vielzahl von optisch variablen Körpern, eines Schnitts von einem Substrat, das sich an einem Ende in der Dickerichtung befindet, bis zu einer optisch variablen Schicht, die sich an dem anderen Ende in der Dickerichtung befindet; und Entfernen des seitliche Endabschnitts der Vielzahl von optisch variablen Körpern entlang des Schnitts, um eine Elektrode zu exponieren.