JP7568152B1 - 電子調光デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】複数のエレクトロクロミック素子において発色動作期間における調光特性のバラつきを抑制し得る電子調光デバイスを提供すること。【解決手段】本発明の電子調光デバイスは、第１エレクトロクロミック素子および第２エレクトロクロミック素子と、発色動作期間が終了した後の第１開放電圧および第２開放電圧を測定する電圧測定部と、第１開放電圧と第２開放電圧との比較結果に基づいて、次回の発色動作期間における第１エレクトロクロミック素子の透過率と第２エレクトロクロミック素子の透過率との差が小さくなるように、第１エレクトロクロミック素子に印加する第１発色動作電圧および第２エレクトロクロミック素子に印加する第２発色動作電圧を決定する電圧決定部と、第１発色動作電圧および第２発色動作電圧を次回の前記発色動作期間において第１エレクトロクロミック素子および第２エレクトロクロミック素子に印加する電圧印加部と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、電子調光デバイスに関する。

特許文献１には、２枚の保護シートとそれらに挟持された偏光子シートとからなり、光学レンズとしての機能を有する偏光性積層体が開示されている。このような偏光性積層体によれば、光学レンズとしての機能に、偏光子シートによる防眩機能を付加することができる。このため、偏光性積層体は、例えば、ゴーグル、サングラスのような眼鏡類に用いられる。

特許文献２には、一対の基板と、これらの間に配置されているエレクトロクロミック媒体と、を有するエレクトロクロミック素子が開示されている。一対の基板に設けられた電極に電圧を印加すると、エレクトロクロミック媒体内の化合物の透過率が変化する。これにより、エレクトロクロミック素子を通過する光の光量を調整することができる。

特許文献２に記載されているエレクトロクロミック素子を特許文献１に記載されている偏光性積層体に適用し、眼鏡類を作製した場合、右眼用のエレクトロクロミック素子と左眼用のエレクトロクロミック素子とで、調光特性が揃っていることが求められる。

特開２００９－２９４４４５号公報 特開２０１７－１６７３１７号公報

ところが、各エレクトロクロミック素子の初期特性の違いや経時劣化の進度の違いにより、左右で調光特性がずれることがある。調光特性とは、所定の電圧を印加したとき、透過率が低下する速度を指す。調光特性がずれると、眼鏡類の品質や使い勝手が低下する。

本発明の目的は、複数のエレクトロクロミック素子において発色動作期間における調光特性のバラつきを抑制し得る電子調光デバイスを提供することにある。

このような目的は、下記（１）～（７）に記載の本発明により達成される。
（１） 光透過性を有するとともに発色動作期間に印加される電圧により透過率が変化する第１エレクトロクロミック素子および第２エレクトロクロミック素子と、
前記発色動作期間が終了した後の前記第１エレクトロクロミック素子の第１開放電圧および前記第２エレクトロクロミック素子の第２開放電圧を測定する電圧測定部と、
前記第１開放電圧と前記第２開放電圧との比較結果に基づいて、次回の前記発色動作期間における前記第１エレクトロクロミック素子の透過率と前記第２エレクトロクロミック素子の透過率との差が小さくなるように、前記第１エレクトロクロミック素子に印加する第１発色動作電圧および前記第２エレクトロクロミック素子に印加する第２発色動作電圧を決定する電圧決定部と、
前記第１発色動作電圧および前記第２発色動作電圧を次回の前記発色動作期間において前記第１エレクトロクロミック素子および前記第２エレクトロクロミック素子に印加する電圧印加部と、
を備えることを特徴とする電子調光デバイス。

（２） 前記比較結果は、前記第１開放電圧と前記第２開放電圧との差であり、
前記電圧決定部は、前記第１開放電圧と前記第２開放電圧との差が小さくなるように前記第１発色動作電圧および前記第２発色動作電圧を決定する上記（１）に記載の電子調光デバイス。

（３） 前記電圧測定部は、前記発色動作期間が終了した後、所定時間経過後に、前記第１開放電圧および前記第２開放電圧を取得する上記（１）または（２）に記載の電子調光デバイス。

（４） 前記電圧決定部は、
前記第１発色動作電圧と、前記第１開放電圧と、前記第１エレクトロクロミック素子の透過率と、の第１相関関係、および、
前記第２発色動作電圧と、前記第２開放電圧と、前記第２エレクトロクロミック素子の透過率と、の第２相関関係、
を記憶し、
前記電圧決定部は、前記第１相関関係に基づいて次回の前記第１発色動作電圧を決定し、前記第２相関関係に基づいて次回の前記第２発色動作電圧を決定する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の電子調光デバイス。

（５） 前記電圧決定部は、累積駆動時間に応じて、前記第１相関関係および前記第２相関関係を変化させる機能を有する上記（４）に記載の電子調光デバイス。

（６） 眼鏡として用いられる上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の電子調光デバイス。

本発明によれば、複数のエレクトロクロミック素子において発色動作期間における調光特性のバラつきを抑制し得る電子調光デバイスが得られる。

実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス（眼鏡）を示す斜視図である。 図１に示す第１レンズの斜視図である。 図２に示す第１レンズの断面図である。 図３に示すＥＣ機能部の部分拡大図である。 図１に示す制御部の機能ブロック図である。 発色動作期間において第１エレクトロクロミック素子に印加した電圧（第１発色動作電圧）および第２エレクトロクロミック素子に印加した電圧（第２発色動作電圧）、ならびに、発色保持期間において第１エレクトロクロミック素子で測定された電圧および第２エレクトロクロミック素子で測定された電圧の一例を示すグラフである。 図６に示す発色動作期間および発色保持期間において第１エレクトロクロミック素子および第２エレクトロクロミック素子の透過率の変化を表すグラフである。

以下、本発明に係る電子調光デバイスについて添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

１．電子調光デバイスの構成
図１は、実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス１００（眼鏡）を示す斜視図である。

図１に示すサングラス１００は、フレーム２０と、第１レンズ３１および第２レンズ３２と、制御部４０と、を備える。なお、以下の説明では、サングラス１００が使用者の頭部に装着されたとき、第１レンズ３１および第２レンズ３２の使用者側を「裏」といい、その反対側を「表」という。また、以下の説明において「レンズ」には、光の集束や発散の機能を有する光学要素だけでなく、単に光を透過させる機能を有する光学要素も含む。

１．１．フレーム
図１に示すフレーム２０は、２つのリム部２１、２１と、ブリッジ部２２と、２本のテンプル部２３、２３と、２つのノーズパッド部２４、２４と、を有する。

フレーム２０は、使用者の頭部に装着され、第１レンズ３１および第２レンズ３２を使用者の目の近くに配置する。

各リム部２１は、リング状をなしている。一方のリム部２１の内側には第１レンズ３１がはめ込まれ、他方のリム部２１の内側には第２レンズ３２がはめ込まれている。

ブリッジ部２２は、棒状をなし、リム部２１同士を連結している。
各テンプル部２３は、つる状をなし、一端が各リム部２１に接続され、他端は自由端になっている。

また、テンプル部２３には、制御部４０が設けられている。制御部４０は、第１レンズ３１および第２レンズ３２に電圧を印加し、その作動を制御する。

ノーズパッド部２４は、各リム部２１の縁部に設けられ、サングラス１００の使用者の鼻に支持される。

フレーム２０の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料、各種樹脂材料等が挙げられる。また、これらを含む複合材料であってもよい。

フレーム２０の形状は、使用者の頭部に装着可能な形状であれば、図示の形状に限定されない。例えば、リム部２１やテンプル部２３が省略されていてもよい。また、フレーム２０全体が省略され、第１レンズ３１および第２レンズ３２が単独で用いられるようになっていてもよい。

さらに、本発明に係る電子調光デバイスは、サングラス以外の眼鏡、例えば、度付き眼鏡、伊達メガネ、ゴーグル等に適用されていてもよい。また、本発明に係る電子調光デバイスには、第１レンズ３１や第２レンズ３２と同様のレンズが１つ以上追加されていてもよい。

１．２．第１レンズおよび第２レンズ
次に、第１レンズ３１および第２レンズ３２について説明する。

図１に示すように、第１レンズ３１は、第１エレクトロクロミック素子１を有する。また、第２レンズ３２は、第１エレクトロクロミック素子１とは別の第２エレクトロクロミック素子２を有する。なお、第２レンズ３２の構成および第２エレクトロクロミック素子２の構成は、第１レンズ３１の構成および第１エレクトロクロミック素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。

図２は、図１に示す第１レンズ３１の斜視図である。
図２に示す第１レンズ３１は、第１エレクトロクロミック素子１と、その裏面に設けられた樹脂層３５と、を有する。

第１エレクトロクロミック素子１は、光透過性を有するとともに、電圧が印加されることにより、発色する機能を有する。また、電圧の印加状態を切り替えることにより、発色と消色とを可逆的に切り替えることができる。第１エレクトロクロミック素子１が作動するのに必要な電力は、制御部４０から供給される。また、制御部４０は、電圧の印加状態の切り替えも担う。

例えば、サングラス１００が使用されるとき、第１エレクトロクロミック素子１の発色や消色を切り替えたり、発色濃度を変化させたりすることにより、第１レンズ３１を通過する光の量（透過率）を制御できる。第１エレクトロクロミック素子１に電圧を印加して発色濃度を変化させる期間を「発色動作期間」という。また、発色動作期間が終了すると、電圧の印加を停止し、第１エレクトロクロミック素子１が備えるエレクトロクロミック回路を開放する。なお、以下の説明では、エレクトロクロミック回路を開放することを「素子を開放」ということがある。また、エレクトロクロミック回路を短絡させることを「素子を短絡」ということがある。

発色動作期間の終了後は、第１エレクトロクロミック素子１のメモリー効果によって発色濃度が維持される。この期間を「発色保持期間」という。その後、必要に応じて、第１エレクトロクロミック素子１を短絡させることにより、発色状態が解消され、消色される。消色されている期間を「消色期間」という。

なお、本実施形態としてサングラス１００を例示したが、本発明に係る電子調光デバイスは、例えば、度付き眼鏡、伊達メガネ、風雨、塵芥、薬品等から眼を保護するゴーグル等の各種眼鏡に適用されていてもよい。

図３は、図２に示す第１レンズ３１の断面図である。
図３に示す第１エレクトロクロミック素子１は、第１基板１１と、第２基板１２と、第１電極１３と、第２電極１４と、ＥＣ機能部６０と、封止部５５と、第１補助電極１５と、第２補助電極１６と、を備える。

１．２．１．第１基板
第１基板１１は、ＥＣ機能部６０等、他の部材を支持する。また、第１基板１１は、第１エレクトロクロミック素子１の最外層となり、ＥＣ機能部６０等を保護する。

第１基板１１の構成材料は、透明な樹脂材料であれば、特に限定されないが、熱可塑性を有する透明樹脂を含む材料が好ましい。

透明樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等）、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上の混合物が用いられる。これらの中でも、透明樹脂は、ポリカーボネート系樹脂またはポリアミド系樹脂であるのが好ましく、特にポリカーボネート系樹脂であるのがより好ましい。これらは、透明性（透光性）や機械的特性に優れ、さらに耐熱性および成形性に優れる。このため、第１基板１１の透明性や形状精度および第１基板１１の耐衝撃性や耐熱性を向上させることができる。

また、ポリカーボネート系樹脂は、特に、芳香族系ポリカーボネート系樹脂であることが好ましい。芳香族系ポリカーボネート系樹脂は、主鎖に芳香環を有し、第１基板１１の機械的強度の向上に寄与する。

第１基板１１は、必要に応じて、染料、顔料、酸化防止剤、フィラー、可塑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。

第１基板１１の厚さは、好ましくは０．１ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とされ、より好ましくは０．３ｍｍ以上５．０ｍｍ以下とされる。第１基板１１の厚さが前記範囲内であれば、第１エレクトロクロミック素子１の薄型化と機械的強度との両立を図ることができる。

１．２．２．第２基板
第２基板１２は、ＥＣ機能部６０を介して第１基板１１に対向配置され、ＥＣ機能部６０等、他の部材を支持する。また、第２基板１２は、第１エレクトロクロミック素子１の最外層となり、ＥＣ機能部６０等を保護する。なお、以下の説明では、第１基板１１と第２基板１２との間を「内側」ともいう。

第２基板１２の構成材料は、透明な構成材料であれば、特に限定されないが、熱可塑性を有する透明樹脂を含む材料が好ましい。透明樹脂としては、第１基板１１の構成材料と同様である。

第２基板１２の厚さは、第１基板１１の厚さと同じであってもよいし、異なっていてもよい。

第２基板１２の厚さは、好ましくは０．１ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下とされ、より好ましくは０．３ｍｍ以上５．０ｍｍ以下とされる。第２基板１２の厚さが前記範囲内であれば、第１エレクトロクロミック素子１の薄型化と機械的強度との両立を図ることができる。

１．２．３．ＥＣ機能部
図４は、図３に示すＥＣ機能部６０の部分拡大図である。

図４に示すＥＣ機能部６０（エレクトロクロミック回路）は、第１基板１１の内側に順次積層されている第１電極１３および第１エレクトロクロミック層６３と、第２基板１２の内側に順次積層されている第２電極１４および第２エレクトロクロミック層６４と、第１エレクトロクロミック層６３と第２エレクトロクロミック層６４との間に充填された電解質層６５と、を有する。

第１電極１３および第２電極１４は、制御部４０と電気的に接続されている。制御部４０により、第１電極１３および第２電極１４の各電位が制御され、第１エレクトロクロミック層６３および第２エレクトロクロミック層６４に対する電荷の注入や取り出しが行われる。これにより、ＥＣ機能部６０は、発色動作、保持動作および消色動作を行うことができる。

第１電極１３および第２電極１４の各構成材料としては、透明性を有する導電材料であれば、特に限定されるものではないが、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＦＴＯ（Ｆ－ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｓｂ含有ＳｎＯ_２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

第１電極１３および第２電極１４の各厚さは、必要な導電率に応じて適宜設定されるが、例えば、第１電極１３および第２電極１４の各構成材料としてＩＴＯを用いた場合には、好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下程度とされ、より好ましくは１００ｎｍ以上１５０ｎｍ以下程度とされる。

第１エレクトロクロミック層６３は、酸化反応によって発色する材料を含有する。
酸化反応によって発色する材料としては、特に限定されないが、例えば、トリアリールアミンを有するラジカル重合性化合物を含む組成物を重合した重合物、トリフェニルアミンのようなトリアリールアミン誘導体、ビスアクリダン化合物、プルシアンブルー型錯体、ベンジジン、酸化ニッケル等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

プルシアンブルー型錯体としては、例えば、Ｆｅ（ＩＩＩ）_４［Ｆｅ（ＩＩ）（ＣＮ）_６］_３からなる材料が挙げられる。

これらの中でも、定電圧で動作可能であり、繰返し耐久性に優れ、高コントラストなエレクトロクロミック素子が得られる点から、特に、トリアリールアミンを有するラジカル重合性化合物を含む組成物を重合した重合物が好ましく用いられる。

なお、トリアリールアミンを有するラジカル重合性化合物を含む組成物は、トリアリールアミンを有するラジカル重合性化合物とは異なる他のラジカル重合性化合物を含み、かかる組成物を重合した重合物は、これらのラジカル重合性化合物が架橋した架橋物で構成されていてもよい。

第１エレクトロクロミック層６３の厚さは、特に限定されないが、０．１μｍ以上３０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．４μｍ以上１０μｍ以下程度であるのがより好ましい。

第２エレクトロクロミック層６４は、還元反応によって発色する材料を含有する。
還元反応によって発色する材料としては、特に限定されないが、例えば、無機エレクトロクロミック化合物、有機エレクトロクロミック化合物、導電性ポリマー等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

無機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化イリジウム、酸化チタン等が挙げられ、特に、酸化タングステンが好ましく用いられる。酸化タングステンは、還元電位が低いため、発消色電位が低く、さらに、無機材料であるため耐久性に優れる。

有機エレクトロクロミック化合物としては、例えば、アゾベンゼン系、アントラキノン系、ジアリールエテン系、ジヒドロプレン系、ジピリジン系、スチリル系、スチリルスピロピラン系、スピロオキサジン系、スピロチオピラン系、チオインジゴ系、テトラチアフルバレン系、テレフタル酸系、トリフェニルメタン系、トリフェニルアミン系、ナフトピラン系、ビオロゲン系、ピラゾリン系、フェナジン系、フェニレンジアミン系、フェノキサジン系、フェノチアジン系、フタロシアニン系、フルオラン系、フルギド系、ベンゾピラン系、メタロセン系のような低分子系有機エレクトロクロミック化合物等が挙げられるが、特に、ビオロゲン系化合物またはジピリジン系化合物が好ましく用いられる。これらの化合物は、発消色電位が低く、良好な色値を示す。

ビオロゲン系化合物としては、例えば、特許第３９５５６４１号公報、特開２００７－１７１７８１号公報等に記載された化合物が挙げられる。

ジピリジン系化合物としては、例えば、特開２００７－１７１７８１号公報、特開２００８－１１６７１８号公報等に記載された化合物が挙げられる。

導電性ポリマーとしては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、またはこれらの誘導体等が挙げられる。

また、還元反応によって発色する材料には、前述した酸化反応によって発色する材料と同じ色調で発色する材料が好ましく用いられる。これにより、最大発色濃度の向上が図られ、その結果、発色時のコントラストを改善することできる。

一方、酸化反応によって発色する材料と還元反応によって発色する材料とで、互いに色調が異なる材料を用いた場合には、混色による発色の制御が可能になる。

また、第１エレクトロクロミック層６３および第２エレクトロクロミック層６４のいずれか一方は、発色しないように設定されていてもよいが、双方が発色することにより、発色濃度を高められる。これにより、ＥＣ機能部６０に印加される駆動電圧を低下させることもでき、発色動作を繰り返すことに伴う第１エレクトロクロミック素子１の耐久性を高めることができる。

第２エレクトロクロミック層６４の厚さは、特に限定されないが、０．２μｍ以上５．０μｍ以下程度であるのが好ましく、１．０μｍ以上４．０μｍ以下程度であるのがより好ましい。

電解質層６５は、第１エレクトロクロミック層６３と第２エレクトロクロミック層６４との間に充填され、イオン伝導性を有する電解質を含有する。

電解質としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、４級アンモニウム塩や酸類、アルカリ類の支持塩等が挙げられる。具体的には、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＯＯ、ＫＣｌ、ＮａＣｌＯ_３、ＮａＣｌ、ＮａＢＦ_４、ＮａＳＣＮ、ＫＢＦ_４、Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２、Ｍｇ（ＢＦ_４）_２等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、電解質の材料には、イオン性液体を用いることもできる。イオン性液体の中でも、有機のイオン性液体は、室温を含む幅広い温度領域で液体を示すことから、取り扱いが容易である。

有機のイオン性液体の分子構造として、カチオン成分としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルイミダゾール塩、Ｎ，Ｎ－メチルエチルイミダゾール塩、Ｎ，Ｎ－メチルプロピルイミダゾール塩等のイミダゾール誘導体；Ｎ，Ｎ－ジメチルピリジニウム塩、Ｎ，Ｎ－メチルプロピルピリジニウム塩等のピリジニウム誘導体；トリメチルプロピルアンモニウム塩、トリメチルヘキシルアンモニウム塩、トリエチルヘキシルアンモニウム塩等の脂肪族４級アンモニウム系等が挙げられる。また、アニオン成分としては、大気中での安定性を考慮して、フッ素を含んだ化合物を用いることが好ましく、例えば、ＢＦ_４ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、ＰＦ_４ ^－、（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－、（ＳＯ_２Ｆ）_２Ｎ^－等が挙げられる。

このような電解質の材料としては、カチオン成分とアニオン成分とを任意に組み合わせたイオン性液体であってもよい。

イオン性液体は、光重合性モノマー、オリゴマーおよび液晶材料のいずれかに直接溶解させてもよい。なお、これらの材料に対する溶解性が悪い場合には、少量の溶媒に溶解させた溶液を得た後に、この溶液を光重合性モノマー、オリゴマーおよび液晶材料のいずれかと混合することで溶解させてもよい。

溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ－ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，２－ジメトキシエタン、１，２－エトキシメトキシエタン、ポリエチレングリコール、アルコール類等、またはこれらの２種以上を含む混合溶媒が挙げられる。

また、電解質の形態には、低粘性の液体の他、例えば、ゲル状、高分子架橋型、液晶分散型等が挙げられる。このうち、電解質の形態は、ゲル状または固体状であることが好ましい。これにより、ＥＣ機能部６０の機械的強度や信頼性を高められる。

電解質層６５の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下程度、より好ましくは２０μｍ以上８０μｍ以下程度に設定される。

なお、第１電極１３と第２電極１４との間には、必要に応じて、例えば、絶縁性多孔質層、保護層等の中間層が設けられていてもよい。

また、本実施形態では、ＥＣ機能部６０が第１エレクトロクロミック層６３および第２エレクトロクロミック層６４を有するが、これらのうち、いずれか一方が省略されていてもよい。

１．２．４．封止部
封止部５５は、図３に示すように、第１基板１１と第２基板１２との間に配置され、着色領域７０を画定している。これにより、着色領域７０にＥＣ機能部６０を封入することができる。図３に示す第１電極１３および第２電極１４は、封止部５５を超えて着色領域７０の外側まで延在している。

封止部５５の構成材料としては、透明性を有する絶縁材料であれば、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）、アルミニウム酸化物（Ａｌ_２Ｏ_３）等の無機酸化物等が挙げられる。

封止部５５の厚さが、ＥＣ機能部６０の厚さに応じて調整されるが、例えば、２０μｍ以上１００μｍ以下程度であることが好ましく、４０μｍ以上８０μｍ以下程度であることがより好ましい。

１．２．５．第１補助電極
第１補助電極１５は、着色領域７０の外側まで延在している第１電極１３に積層して設けられている。第１補助電極１５の構成材料には、第１電極１３よりも導電率が高い材料が用いられる。これにより、第１電極１３の電位を制御する効率を高められる。

第１補助電極１５の構成材料としては、第１電極１３よりも導電率が高い材料であれば、特に限定されないが、例えば、銀、アルミニウム、銅、クロム、モリブデン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、第１補助電極１５は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。

１．２．６．第２補助電極
第２補助電極１６は、着色領域７０の外側まで延在している第２電極１４に積層して設けられている。第２補助電極１６の構成材料には、第２電極１４よりも導電率が高い材料が用いられる。これにより、第２電極１４の電位を制御する効率を高められる。

第２補助電極１６の構成材料としては、第２電極１４よりも導電率が高い材料であれば、特に限定されないが、例えば、銀、アルミニウム、銅、クロム、モリブデン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、第２補助電極１６は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。

１．３．制御部
制御部４０は、テンプル部２３に設けられ、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２の各作動を制御する。

図５は、図１に示す制御部４０の機能ブロック図である。
図５に示す制御部４０は、機能部として、電圧測定部４２、電圧決定部４４および電圧印加部４６を有する。

電圧測定部４２は、第１エレクトロクロミック素子１の開放電圧（第１開放電圧）、および、第２エレクトロクロミック素子２の開放電圧（第２開放電圧）を測定する。第１開放電圧および第２開放電圧は、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２がそれぞれ開放されたときに測定される、第１電極１３と第２電極１４との間の電圧（開回路電圧）である。

電圧決定部４４は、第１開放電圧と第２開放電圧との比較結果に基づいて、発色動作期間で第１エレクトロクロミック素子１に印加する電圧（第１発色動作電圧）および第２エレクトロクロミック素子２に印加する電圧（第２発色動作電圧）を決定する。

なお、電圧決定部４４の機能は、例えば、ＣＰＵ、メモリーおよびインターフェースを備えるハードウェアによって実現される。かかるハードウェアとして、例えばマイコンが挙げられる。ＣＰＵは、Central Processing Unitである。メモリーとしては、例えば任意の不揮発性記憶素子（ＲＯＭ）、任意の揮発性記憶素子（ＲＡＭ）、着脱式の外部記憶素子等が挙げられる。インターフェースとしては、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のデジタル入出力ポート等が挙げられる。あらかじめメモリーに展開されているプログラムをＣＰＵが実行することにより、電圧決定部４４の機能が実現される。なお、ＣＰＵがプログラムを実行して上記機能を実現する方式に代えて、または、その方式とともに、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアが上記機能を実現する方式が用いられていてもよい。

電圧印加部４６は、決定された第１発色動作電圧および第２発色動作電圧を、次回の発色動作期間において第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２に印加する。電圧印加部４６は、例えば、直流電源と、電圧変換器と、スイッチと、を有する。直流電源は、所定の直流電圧を発生させる電源であって、例えば、一次電池、二次電池、外部電源等で構成される。電圧変換器は、直流電源が発生させた直流電圧を目的とする値に変換する。なお、電圧変換器は、直流電圧からパルス幅変調電圧を生成するとともに、そのデューティー比を変化させて実効電圧を目的とする値に近づける機能を有していてもよい。スイッチは、使用者の操作を受けて、発色動作期間、発色保持期間および消色期間を切り替える。

２．電子調光デバイスの作動
図６は、発色動作期間Ｔ１において第１エレクトロクロミック素子１に印加した電圧Ｖ１（第１発色動作電圧ＳＶ１）および第２エレクトロクロミック素子２に印加した電圧Ｖ２（第２発色動作電圧ＳＶ２）、ならびに、発色保持期間Ｔ２において第１エレクトロクロミック素子１で測定された電圧Ｖ１および第２エレクトロクロミック素子２で測定された電圧Ｖ２の一例を示すグラフである。図６の横軸は時間であり、縦軸は電圧である。

図７は、図６に示す発色動作期間Ｔ１および発色保持期間Ｔ２において第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２の透過率ＴＲ１、ＴＲ２の変化を表すグラフである。図７の横軸は時間であり、縦軸は透過率である。

図６に示す発色動作期間Ｔ１では、それぞれ１．６Ｖの電圧Ｖ１、Ｖ２が、約１５秒間印加されている。このような電圧Ｖ１、Ｖ２の印加に伴って、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２には、それぞれ電荷が注入される。また、図６に示す発色保持期間Ｔ２では、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２が開放されたときの電圧Ｖ１、Ｖ２が測定される。図６に示す例では、発色保持期間Ｔ２の開始から５秒後の電圧Ｖ１、Ｖ２値を、第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２としている。

また、図７に示す発色動作期間Ｔ１では、電荷の注入に伴って発色濃度が上昇し、第１エレクトロクロミック素子１の透過率ＴＲ１および第２エレクトロクロミック素子２の透過率ＴＲ２が徐々に低下している。また、図７に示す発色保持期間Ｔ２では、メモリー効果により、透過率ＴＲ１、ＴＲ２が保持されている。

図７に示す例では、第１エレクトロクロミック素子１と第２エレクトロクロミック素子２とで、発色動作期間Ｔ１の終了時における透過率ＴＲ１、ＴＲ２に差が生じている。この差は、各素子の調光特性のずれによるものであり、サングラス１００の品質や使い勝手を低下させる原因となる。

そこで、本実施形態では、制御部４０が次のように作動することで、上記の課題を解決する。

まず、電圧測定部４２が第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２を測定する。本発明者の検討により、第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２には、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２の各調光特性が反映されていることが見出された。そこで、電圧測定部４２は、調光特性を表す指標として第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２を取得する。

第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２は、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２が開放されているとき、つまり、発色保持期間Ｔ２において、電圧測定部４２で測定される電圧Ｖ１、Ｖ２である。ただし、開放直後は、電圧Ｖ１、Ｖ２が安定しない場合がある。そこで、電圧測定部４２は、発色動作期間Ｔ１が終了（発色保持期間Ｔ２が開始）した後、所定時間経過後に電圧Ｖ１、Ｖ２（開放電圧）を測定し、その測定値を第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２とするように動作してもよい。これにより、異常値の少ない第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２を取得することができる。

なお、所定時間とは、例えば、１秒以上５００秒以下が好ましく、５秒以上３００秒以下がより好ましい。これにより、異常値が特に少なく、かつ、経時的な変化による不安定性が抑えられた測定値を取得できる。

次に、電圧決定部４４が、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２とを比較する。そして、比較結果に基づいて、次回の発色動作期間Ｔ１で印加する第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２を決定する。本発明者の検討により、各エレクトロクロミック素子の開放電圧は、透過率ＴＲ１、ＴＲ２の低下速度に対して正の相関関係を有することが見出された。例えば、図６に示す第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２とを比較すると、第１開放電圧ＯＣＶ１が相対的に低くなっている。図６に示す例では、第１開放電圧ＯＣＶ１が１．１５Ｖであり、第２開放電圧ＯＣＶ２が１．２０Ｖである。一方、図７に示す例では、透過率ＴＲ１の低下速度が透過率ＴＲ２の低下速度に比べて小さくなっている。その結果、透過率ＴＲ１が所定時間で到達する最小値は１３．１％であり、透過率ＴＲ２が所定時間で到達する最小値１１．３％よりも高くなっている。これは、第１エレクトロクロミック素子１の方が第２エレクトロクロミック素子２に比べて劣化が進み、透過率ＴＲ１の低下速度が相対的に小さくなった結果、所定時間内で十分な発色濃度に到達できなかったことを示している。

また、エレクトロクロミック素子の調光特性では、発色動作期間Ｔ１に印加される電圧が高いほど、発色濃度が高くなる。したがって、第１発色動作電圧ＳＶ１は、透過率ＴＲ１の低下速度に対して正の相関関係があるといえる。また、第２発色動作電圧ＳＶ２も、透過率ＴＲ２の低下速度に対して正の相関関係があるといえる。

そこで、電圧決定部４４は、上記の相関関係に基づいて、第１エレクトロクロミック素子１の透過率ＴＲ１と第２エレクトロクロミック素子２の透過率ＴＲ２との差が小さくなるように、次回の発色動作期間Ｔ１で印加する第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２を決定する。

決定方法は、特に限定されないが、例えば、電圧決定部４４は、上記の相関関係を計算式やデータベース等の形式であらかじめ記憶していてもよい。この場合、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２との比較結果を、記憶している相関関係に照らして、第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２を決定することができる。

例えば、図６に示す例では、差（ＯＣＶ２－ＯＣＶ１）が０．０５Ｖである。この場合、電圧測定部４２が、第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２を取得し、電圧決定部４４が、それらを比較する。ここでは、比較結果の一例として、差（ＯＣＶ２－ＯＣＶ１）を算出する。次に、電圧決定部４４は、第１開放電圧ＯＣＶ１と透過率ＴＲ１との相関関係および第２開放電圧ＯＣＶ２と透過率ＴＲ２との相関関係に基づいて、透過率ＴＲ１と透過率ＴＲ２との差（ＴＲ１－ＴＲ２）を推定する。そして、第１発色動作電圧ＳＶ１と透過率ＴＲ１との相関関係に基づいて、この透過率の差が小さくなるように、次回の第１発色動作電圧ＳＶ１を決定する。なお、この例では、第２エレクトロクロミック素子２は、劣化が進んでいないとみなし、前回と同じ第２発色動作電圧ＳＶ２を維持するものとする。

なお、上記の比較結果としては、例えば、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２との差（ＯＣＶ２－ＯＣＶ１）の他、第２開放電圧ＯＣＶ２に対する第１開放電圧ＯＣＶ１の比（ＯＣＶ１／ＯＣＶ２）、基準値ＯＣＶ０と第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２との差（ＯＣＶ１－ＯＣＶ０、ＯＣＶ２－ＯＣＶ０）、基準値ＯＣＶ０に対する第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２の比（ＯＣＶ１／ＯＣＶ０、ＯＣＶ２／ＯＣＶ０）、その他の演算等が挙げられる。

このうち、比較結果には、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２との差（ＯＣＶ２－ＯＣＶ１）が好ましく用いられる。これにより、簡単な計算で調光特性を揃えることができる。また、例えば、上記の例では、相対的に劣化が進んでいると考えられる第１エレクトロクロミック素子１に印加する第１発色動作電圧ＳＶ１のみを求めればよいので、計算量を抑えることができる。

次に、電圧印加部４６は、決定された第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２を、次回の発色動作期間Ｔ１において、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２に印加する。これにより、次回の発色動作期間Ｔ１では、透過率ＴＲ１、ＴＲ２の低下速度の差を低減でき、到達する透過率ＴＲ１、ＴＲ２の最小値の差を小さくできる。その結果、調光特性を揃えることができ、サングラス１００の品質や使い勝手を向上させることができる。また、サングラス１００を使用者が掛けたとき、調光特性のずれに伴う違和感を軽減できる。

また、第１エレクトロクロミック素子１における上記の相関関係、および、第２エレクトロクロミック素子２における上記の相関関係は、同一（互いに共通）であってもよいが、異なっていてもよい。例えば、個体差により、両者の相関関係が当初から異なっている場合もある。第１エレクトロクロミック素子１における上記の相関関係、および、第２エレクトロクロミック素子２における上記の相関関係、は互いに独立であることが好ましい。そこで、電圧決定部４４は、第１開放電圧ＯＣＶ１と透過率ＴＲ１と第１発色動作電圧ＳＶ１との相関関係を「第１相関関係」として記憶し、第２開放電圧ＯＣＶ２と透過率ＴＲ２と第２発色動作電圧ＳＶ２との相関関係を「第２相関関係」として記憶していてもよい。そして、電圧決定部４４は、第１相関関係に基づいて第１発色動作電圧ＳＶ１を決定し、第２相関関係に基づいて第２発色動作電圧ＳＶ２を決定するように構成されていてもよい。これにより、例えば、個体差による調光特性のずれをより的確に抑制可能なサングラス１００を実現できる。

なお、相関関係の形態は、上記に限定されない。例えば、開放電圧と発色動作電圧との相関関係のみに基づいて、次回の発色動作電圧を決定するようにしてもよい。この場合、結果的に透過率の差（透過率が到達する最小値の差）が小さくなるように決定されていればよい。

また、電圧決定部４４は、各種の要素に応じて、第１相関関係および第２相関関係を逐次変更する機能を有していてもよい。各種の要素としては、例えば、気温、累積気温、連続駆動時間、累積駆動時間等が挙げられる。これらの要素は、上記の相関関係を乱す原因となり得る。この場合、電圧決定部４４が、これらの要素を取得し、取得結果を相関関係に反映させる（相関関係を変化させる）ように構成されていれば、仮に、上記の相関関係が実態から乖離した場合でも、相関関係を修正することができる。これにより、上記の要素に伴う調光特性のずれを低減できる。

３．前記実施形態が奏する効果
前記実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス１００は、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２と、電圧測定部４２と、電圧決定部４４と、電圧印加部４６と、を備える。第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２は、光透過性を有するとともに、発色動作期間Ｔ１に印加される電圧（第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２）により透過率ＴＲ１、ＴＲ２が変化する。電圧測定部４２は、発色動作期間Ｔ１が終了した後の第１エレクトロクロミック素子１の第１開放電圧ＯＣＶ１および第２エレクトロクロミック素子２の第２開放電圧ＯＣＶ２を測定する。電圧決定部４４は、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２との比較結果に基づいて、次回の発色動作期間Ｔ１における第１エレクトロクロミック素子１の透過率ＴＲ１と第２エレクトロクロミック素子２の透過率ＴＲ２との差が小さくなるように、第１エレクトロクロミック素子１に印加する第１発色動作電圧ＳＶ１および第２エレクトロクロミック素子２に印加する第２発色動作電圧ＳＶ２を決定する。電圧印加部４６は、第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２を次回の発色動作期間Ｔ１において第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２に印加する。

このような構成によれば、次回の発色動作期間Ｔ１において、第１エレクトロクロミック素子１および第２エレクトロクロミック素子２（複数のエレクトロクロミック素子）に印加すべき第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２を的確に決定することができる。これにより、次回の発色動作期間Ｔ１における調光特性のバラつきを抑制することができ、品質や使い勝手が良好なサングラス１００（電子調光デバイス）を実現できる。

また、前記実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス１００では、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２との比較結果は、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２との差である。そして、電圧決定部４４は、第１開放電圧ＯＣＶ１と第２開放電圧ＯＣＶ２との差が小さくなるように第１発色動作電圧ＳＶ１および第２発色動作電圧ＳＶ２を決定する。
このような構成によれば、簡単な計算で調光特性を揃えることができる。

また、前記実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス１００では、電圧測定部４２は、発色動作期間Ｔ１が終了した後、所定時間経過後に、第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２を取得する。

このような構成によれば、異常値の少ない第１開放電圧ＯＣＶ１および第２開放電圧ＯＣＶ２を取得することができる。

また、前記実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス１００では、電圧決定部４４は、第１発色動作電圧ＳＶ１と、第１開放電圧ＯＣＶ１と、第１エレクトロクロミック素子１の透過率ＴＲ１と、の第１相関関係、および、第２発色動作電圧ＳＶ２と、第２開放電圧ＯＣＶ２と、第２エレクトロクロミック素子２の透過率ＴＲ２と、の第２相関関係、を記憶する。そして、電圧決定部４４は、第１相関関係に基づいて次回の第１発色動作電圧ＳＶ１を決定し、第２相関関係に基づいて次回の第２発色動作電圧ＳＶ２を決定する。

このような構成によれば、第１相関関係および第２相関関係が互いに独立したものとなるため、例えば、個体差による相関関係のずれを抑制し、調光特性のずれをより的確に抑制可能なサングラス１００を実現できる。

また、前記実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス１００では、電圧決定部４４は、累積駆動時間に応じて、第１相関関係および第２相関関係を変化させる機能を有する。

このような構成によれば、仮に、上記の相関関係が実態から乖離した場合でも、相関関係を修正することができる。これにより、累積駆動時間に伴う調光特性のずれを低減できる。

また、前記実施形態に係る電子調光デバイスが適用されたサングラス１００は、眼鏡として用いられる。

このような構成によれば、調光特性のずれに伴う違和感を使用者に与えにくい眼鏡を実現できる。

以上、本発明の電子調光デバイスについて説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本発明の電子調光デバイスには、前記実施形態の各部が同様の機能を有する任意の構成物で置換されたものであってもよく、前記実施形態に任意の構成物が付加されたものであってもよい。

１ 第１エレクトロクロミック素子
２ 第２エレクトロクロミック素子
１１ 第１基板
１２ 第２基板
１３ 第１電極
１４ 第２電極
１５ 第１補助電極
１６ 第２補助電極
２０ フレーム
２１ リム部
２２ ブリッジ部
２３ テンプル部
２４ ノーズパッド部
３１ 第１レンズ
３２ 第２レンズ
３５ 樹脂層
４０ 制御部
４２ 電圧測定部
４４ 電圧決定部
４６ 電圧印加部
５５ 封止部
６０ ＥＣ機能部
６３ 第１エレクトロクロミック層
６４ 第２エレクトロクロミック層
６５ 電解質層
７０ 着色領域
１００ サングラス
ＯＣＶ１ 第１開放電圧
ＯＣＶ２ 第２開放電圧
ＳＶ１ 第１発色動作電圧
ＳＶ２ 第２発色動作電圧
Ｔ１ 発色動作期間
Ｔ２ 発色保持期間
ＴＲ１ 透過率
ＴＲ２ 透過率
Ｖ１ 電圧
Ｖ２ 電圧

Claims (6)

1. 光透過性を有するとともに発色動作期間に印加される電圧により透過率が変化する第１エレクトロクロミック素子および第２エレクトロクロミック素子と、
   前記発色動作期間が終了した後の前記第１エレクトロクロミック素子の第１開放電圧および前記第２エレクトロクロミック素子の第２開放電圧を測定する電圧測定部と、
   前記第１開放電圧と前記第２開放電圧との比較結果に基づいて、次回の前記発色動作期間における前記第１エレクトロクロミック素子の透過率と前記第２エレクトロクロミック素子の透過率との差が小さくなるように、前記第１エレクトロクロミック素子に印加する第１発色動作電圧および前記第２エレクトロクロミック素子に印加する第２発色動作電圧を決定する電圧決定部と、
   前記第１発色動作電圧および前記第２発色動作電圧を次回の前記発色動作期間において前記第１エレクトロクロミック素子および前記第２エレクトロクロミック素子に印加する電圧印加部と、
   を備えることを特徴とする電子調光デバイス。
2. 前記比較結果は、前記第１開放電圧と前記第２開放電圧との差であり、
   前記電圧決定部は、前記第１開放電圧と前記第２開放電圧との差が小さくなるように前記第１発色動作電圧および前記第２発色動作電圧を決定する請求項１に記載の電子調光デバイス。
3. 前記電圧測定部は、前記発色動作期間が終了した後、所定時間経過後に、前記第１開放電圧および前記第２開放電圧を取得する請求項１または２に記載の電子調光デバイス。
4. 前記電圧決定部は、
   前記第１発色動作電圧と、前記第１開放電圧と、前記第１エレクトロクロミック素子の透過率と、の第１相関関係、および、
   前記第２発色動作電圧と、前記第２開放電圧と、前記第２エレクトロクロミック素子の透過率と、の第２相関関係、
   を記憶し、
   前記電圧決定部は、前記第１相関関係に基づいて次回の前記第１発色動作電圧を決定し、前記第２相関関係に基づいて次回の前記第２発色動作電圧を決定する請求項１または２に記載の電子調光デバイス。
5. 前記電圧決定部は、累積駆動時間に応じて、前記第１相関関係および前記第２相関関係を変化させる機能を有する請求項４に記載の電子調光デバイス。
6. 眼鏡として用いられる請求項１または２に記載の電子調光デバイス。

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