JPH11316396A

JPH11316396A - 光学装置及びその駆動方法

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Publication number: JPH11316396A
Application number: JP10122155A
Authority: JP
Inventors: Eiji Miyagaki; 英治宮垣; Toru Uko; 融宇高
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1998-05-01
Publication date: 1999-11-16
Anticipated expiration: 2018-05-01
Also published as: JP4200398B2

Abstract

(57)【要約】【課題】消え残りをなくし、表示欠陥や着色ムラもな
くすことのできる光学装置及びその駆動方法を提供する
こと。【解決手段】作用電極１ａ、１ｂと対極１０ａ、１０
ｂとの間の電圧印加により光透過量が調節可能である光
学装置において、消色動作を行った後に、駆動電源をオ
フにする（換言すれば、駆動電源をオフする際、その前
に必ず消色動作を行う）か、或いは、駆動電源をオンし
た際に、初期動作を消色の駆動から行うことを特徴とす
る光学装置及びその駆動方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置（例え
ば、数字若しくは文字表示又はＸ−Ｙマトリックス表示
などを行うための表示装置や、可視光域（波長：４００
〜７００ｎｍ）において光透過率又は光反射率の制御が
可能なフィルタ）及びその駆動方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、エレクトロクロミック材料（ＥＣ
材料）は、電圧駆動型の表示装置に用いられ、例えは時
刻を表示するデジタル時計等に採用されている。

【０００３】エレクトロクロミック表示素子（ＥＣＤ）
は、非発光型の表示装置であって、反射光や、透過光に
よる表示であるために、長時間の観察によっても疲労感
が少ないという利点を有すると共に、駆動電圧が比較的
低く、消費電力が少ないなどの利点を有する。例えば、
特開昭５９−２４８７９号公報に開示されているよう
に、液体型ＥＣＤとして可逆的に着色、消色状態を形成
する有機分子系のビオロゲン分子誘導体をＥＣ材料に用
いるものが知られている。

【０００４】精密光学機器の発展に伴って、これまでの
可変ＮＤフィルタに置きかわる微細かつ低消費電力型の
光量調節デバイスが必要となっているが、上記の如きＥ
ＣＤ又はその周辺技術に加えて、金属塩、例えばハロゲ
ン化銀の析出／溶解を利用した透過型又は反射型の電気
化学的調光素子の開発が行われてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したようなこれま
での調光素子においては、着色をさせたままの状態で、
電源をオフ（ＯＦＦ）にし、長時間そのままの状態で放
置しておくと、消え残りの原因となる。また、それが繰
り返されると、消え残りが増大することにより、素子の
表示部分の視覚的欠陥を招いたり、素子そのものの寿命
を大きく縮める原因となっていた。また、着色のムラの
原因ともなっていた。

【０００６】本発明の目的は、消え残りをなくし、素子
欠陥や着色ムラもなくすことのできる光学装置及びその
駆動方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、作用電
極と対極との間の電圧印加により光透過量が調節可能で
ある光学装置の駆動方法において、消色動作を行った後
に、駆動電源をオフ（ＯＦＦ）にすることを特徴とする
光学装置の駆動方法（以下、本発明の第１の駆動方法と
称する。）、及び、駆動電源をオン（ＯＮ）にした際
に、初期動作として消色の駆動から行うことを特徴とす
る光学装置の駆動方法（以下、本発明の第２の駆動方法
と称する。）に係るものである。

【０００８】また、本発明は、作用電極と対極との間の
電圧印加により光透過量が調節可能である光学装置にお
いて、駆動電源と、消色動作を行った後に、前記駆動電
源をオフ（ＯＦＦ）にさせる制御部とを有する光学装置
（以下、本発明の第１の光学装置と称する。）、及び、
駆動電源と、この駆動電源をオン（ＯＮ）にした際に、
初期動作として消色の駆動から行わせる制御部とを有す
ることを特徴とする光学装置（以下、本発明の第２の光
学装置と称する。）も提供するものである。

【０００９】本発明の第１及び第２の駆動方法、第１及
び第２の光学装置によれば、消色動作を行った後に駆動
電源をオフにする（換言すれば、駆動電源をオフする
際、その前に必ず消色動作を行う）か、或いは、駆動電
源をオンした際に、初期動作を消色の駆動から行うの
で、電源ＯＦＦ時の消え残りがなくなり、これによっ
て、表示素子の欠陥や、着色のムラがなくなり、素子の
信頼性が向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の第１の駆動方法及び第１
の光学装置においては、日付や時計機能を駆動させてい
る補助バッテリーを使用して前記消色動作を行うことが
望ましい。

【００１１】このようにすれば、ポータブル用途の端末
機器等において、使用者が、調光素子を着色させたま
ま、電源をＯＦＦにせずに誤って主バッテリーを外し、
強制的な電源ＯＦＦの状態になっても、次に駆動する前
には、必ず消色された状態となるので、消え残りになる
ことはなく、従って、消え残りの積算もない。これ以外
においても、ポータブル用途の端末機器等において、主
バッテリーの残量が使用途中でなくなってしまった場合
にも対応できる。もちろん、据え置きの機器において
も、コンセントを誤って抜いてしまった場合にも対応で
きる。

【００１２】このような効果は、本発明の第２の駆動方
法及び第２の光学装置においても得られる。これは、着
色状態で電源をオフしても、次の動作開始時には消色動
作から始めるためである。

【００１３】次に、本発明の光学装置とその駆動方法の
好ましい実施の形態を説明する。

【００１４】本実施の形態による光学装置としての調光
素子の構成を図１〜図３に示す。ここで、１は透明電
極、２、１２はリード線、３は絶縁膜、４、１４は外部
接点（端子）、５は基板、６及び８は開口、１０は対極
である。各リード線２、１２は、制御部３０で制御され
るメイン電源３１と補助電源３２とにそれぞれ接続され
ている。なお、図中の膜の厚み方向のスケールは、ＸＹ
方向（紙面の面内方向）のスケールと異なっているが、
これは、実際には、基板上の膜（透明電極等）は透明電
極１：数千Å、リード線２、１２：数千Å、絶縁膜３：
数μｍと非常に薄いものであって実倍での表記が不可能
なためである（以下、図中の膜厚の表記はこれに従うも
のとする。

【００１５】この調光素子２０は、上記の如き基板１を
２枚用い、これらの間にスペーサを挟み込み、その間の
スペースに液（例えば、有機分子系のビオロゲン誘導体
等）を充填し、電位をかけることによって、光透過率を
変化させるものである。

【００１６】即ち、図３及び図４において、５ａ及び５
ｂは上記構成の基板、６ａ及び６ｂ、８ａ及び８ｂは開
口、１ａ及び１ｂは上記と同様の透明電極、３ａ及び３
ｂは上記と同様の絶縁膜、７はスペーサ、９は光透過率
が調節可能な液、１０ａ及び１０ｂは対極、１１はシー
ル用接着剤である。

【００１７】そして、透明電極（作用電極）１ａ及び１
ｂと対極１０ａ及び１０ｂとの間に印加する電圧の極性
によって、図４のように透明電極１ａ及び１ｂ上に液９
から堆積物２２を矢印のように堆積させて遮光状態（着
色状態）となし、また図５のように堆積物２２を矢印の
ように解離して対極１０ａ及び１０ｂ上へ移動させるこ
とにより、光透過状態（消色状態）となる。

【００１８】この調光素子２０においては、共通の基板
５ａ、５ｂ上に透明電極１ａ、１ｂをリード線、外部接
点と共にそれぞれ所定のパターンに作製する。これらの
各膜の成膜方法は、薄膜の成膜に一般的に用いられてい
るスパッタリング、蒸着やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法の方法で行って
よい。

【００１９】上記リード線の材料は、Ｃｒ／Ａｕ／Ｃ
ｒ、またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒを使用してよい。上記の透
明電極の材料としては、インジウム−錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）、インジウム酸化物（Ｉｎ₂Ｏ₃）、ＳｎＯ₂やＺ
ｎＯを使用できる。外部接点は、リード線と一体であっ
て、別々に成膜・パターニングを行うわけではなく、機
能として分類しただけである。各透明電極、リード線の
膜厚は、数千Åであり、絶縁膜は数μｍである。

【００２０】そして、透明電極１ａ、１ｂの側方に、対
極１０ａ、１０ｂを所定の位置、形状になるように形成
する。この対極には、導電性樹脂材料の塗布膜（フィラ
ーは銀粉など）、メッキ膜やスパッタリング、ＣＶＤ法
の如き化学又は物理的成膜法による成膜、或いはＡｇ板
がある。

【００２１】上記した調光素子２０は、透明電極１ａ、
１ｂの周囲が絶縁層３ａ、３ｂで被覆され、この絶縁層
下で低抵抗電極材料の端子が導出されると共に、絶縁層
３ａ、３ｂ上において一対の基板５ａ−５ｂ間がスペー
サ７を介して接着剤１１によって接着されている。従っ
て、基板５ａ、５ｂとスペーサ７を接着する部分がフラ
ットであるから、この接着部分では何ら隙間が生じず、
封入した光透過率が調節可能な液（例えば有機分子系の
ビオロゲン誘導体など）９の液漏れが生じることはな
い。

【００２２】次に、本実施の形態による調光素子とその
駆動方法の例を説明する。

【００２３】＜駆動例＞この調光素子を上記のように
セットして、表示板や掲示板等のディスプレイとして組
立てる。そして、そのディスプレイを使用後、つまり何
かを表示してある状態で、使用者が電源をＯＦＦにした
い時には、当然メインスイッチ等をＯＦＦにするはずで
ある。

【００２４】その際に、電源を突然ＯＦＦの状態にする
のではなく、図６に示すように、スイッチがＯＦＦに操
作されたならば、電源そのものをＯＦＦにするｔ_A時間
前に、後述する内部の回路やソフトウエアで、必ず、図
５のように、透明電極１ａ、透明電極１ｂから対極１０
ａ、対極１０ｂに向かってｔ_B時間だけ電圧を印加若し
くは電流を流す。これにより、その表示素子を図５及び
図６のように消色状態にする。次いで電源をＯＦＦする
までのｔ_C時間中には、表示素子は完全に消色状態とな
る。こうして、次に電源をＯＮにした時には、完全に消
色した状態であり、消え残りがない。

【００２５】これは、ディスプレイを表示したままの状
態で、終了したくない時には特に有効である。

【００２６】＜駆動例＞何かを表示してある状態で使
用者が電源をＯＦＦしたい時に、駆動例に述べたよう
に、電源をＯＦＦにする際に、そのディスプレイにセッ
トされている、日付や時計機能を駆動させている補助バ
ッテリーを使用して、調光素子の消色を行えば、再度電
源をＯＮする時には、消え残りがない状態で、着色のス
タートができる。

【００２７】このような設定にすれば、主バッテリーの
残量が使用途中でなくなってしまった場合にも、パワー
ＯＦＦ時に消え残りをなくすことができる。

【００２８】＜駆動例＞駆動例と同様に、何かを表
示してある状態で使用者が電源をＯＦＦにしたい時に、
そのままメインスイッチを切ることにより、駆動例の
ように消色をしてからではなく、電源が突然ＯＦＦされ
ても、再度電源をＯＮ状態にする時に、必ず調光素子の
イニシャライズとして、消色モードより起動させれば、
表示開始時には消え残りがない。

【００２９】このようにすれば、ポータブル機器等にお
いて、使用者が電源スイッチをＯＦＦにせず、主バッテ
リーを突然はずしてしまったり、使用途中で主バッテリ
ーの残量がなくなってしまった時にも対応することがで
きる。

【００３０】据え置き型の端末機器等でも、絶えずコン
セントより電源が供給できるものは、メインで上記の
駆動、コンセントが強制的に抜けた場合や停電時のみ上
記の駆動、更に補助バッテリー残量が無い場合は上記
の駆動を、という組み合わせができる（図７参照）。
また、補助バッテリーを持たないポータブル機器におい
ては、上記とというように、組み合わせや場合分け
を行うことにより、仕様に応じて様々な機器に対応でき
る。

【００３１】図８は、上記の図７の動作をブロック回路
的に説明するものである。即ち、メインスイッチオフ時
に、各電源３１及び３２の状態によって、メイン電源有
りのときには制御部３０から制御信号（１）を出力して
メイン電源３１により調光素子に対し上記の動作を行
わせる。逆に、メイン電源無しのときには、補助電源
（バッテリー）３２が有りであれば、制御部３０から制
御信号（２）を出力して補助電源３２により調光素子に
上記の動作を行わせ、また補助電源３２が無しであれ
ば、制御部３０からの制御信号（３）によって、メイン
電源３１を再びオン後に調光素子に上記の動作を行わ
せる。

【００３２】以上に述べたことから明らかなように、本
実施の形態による調光素子及びその駆動方法の利点をま
とめると次の通りである。

【００３３】（１）電源ＯＦＦ時の消え残りが無くな
る。これにより、表示素子の欠陥や着色のムラがなくな
り、素子の信頼性が向上する。（２）ポータブル用途の端末機器等において、使用者
が、調光素子を着色させたまま電源をＯＦＦにせずに誤
って主バッテリーを外し、強制的な電源ＯＦＦの状態に
なっても、次に駆動する前には、必ず消色された状態と
なるので、消え残りになることはなく、従って、消え残
りの積算もない。（３）これ以外においても、ポータブル用途の端末機器
等において、主バッテリーの残量が使用途中で無くなっ
てしまった場合にも対応できる。（４）もちろん、据え置きの機器においても、コンセン
トを誤って抜いてしまった場合にも対応できる。

【００３４】なお、上記の例では、調光に使用する透明
電極１ａ、１ｂと対極１０ａ、１０ｂとをそれぞれ１面
ずつ使用しているが、調光に使用する透明電極を３面、
導電性の膜と導通を取るための透明電極を５面等、組み
合わせはいくつも考えられ、目的や仕様に応じて変えら
れることは勿論である。

【００３５】また、各膜をはじめ、素子の構成部分の材
質や形状、構造なども様々に変更してよい。光透過率が
調節可能な液も、ビオロゲン分子誘導体に限らず、Ａｇ
Ｂｒの如きハロゲン化銀などを用いることができる。

【００３６】また、本発明による光学装置は、公知の種
々のフィルタ材（例えば有機系のエレクトロクロミック
材、液晶、エレクトロルミネッセンス材）を組み合わせ
る等も可能である。また、本発明による光学装置は、Ｃ
ＣＤの光学絞り用をはじめ、各種光学系、更には電子写
真複写機や光通信機器等の光量調節用としても広く適用
可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明の光学装置及びその駆動方法によ
れば、消色動作を行った後に駆動電源をオフにする（換
言すれば、駆動電源をオフする際、その前に必ず消色動
作を行う）か、或いは、駆動電源をオンした際に、初期
動作を消色の駆動から行うので、電源ＯＦＦ時の消え残
りがなくなり、これによって、表示素子の欠陥や、着色
ムラがなくなり、素子の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく光学装置の基板の平面図であ
る。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図 1の III−III 線に沿う装置の断面図であ
る。

【図４】同、動作時の着色状態を示す図３と同様の断面
図である。

【図５】同、動作時の消色状態を示す図３と同様の断面
図である。

【図６】同、動作時のタイミングチャートである。

【図７】同、駆動例の基本動作フロー図である。

【図８】同、駆動例の動作回路ブロック図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ…透明電極、２、１２…リード線、３、
３ａ、３ｂ…絶縁膜、５、５ａ、５ｂ…基板、７…スペ
ーサ、９…光透過率の調節可能な液、１０ａ、１０ｂ…
対極、１１…接着剤、２２…堆積物、２０…調光素子、
３０…制御部、３１…メイン電源、３２…補助電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作用電極と対極との間の電圧印加により
光透過量が調節可能である光学装置の駆動方法におい
て、消色動作を行った後に、駆動電源をオフにすること
を特徴とする光学装置の駆動方法。
【請求項２】日付や時計機能を駆動させている補助バ
ッテリーを使用して前記消色動作を行う、請求項１に記
載した光学装置の駆動方法。
【請求項３】透明電極を備える基板間にスペーサ部材
を用いて空間が設けられ、この空間に、可逆的に光透過
量を調節可能な光透過量調節液又は固体が充填されてい
る調光素子を駆動する請求項１に記載した光学装置の駆
動方法。
【請求項４】作用電極と対極との間の電圧印加により
光透過量が調節可能である光学装置の駆動方法におい
て、駆動電源をオンにした際に、初期動作として消色の
駆動から行うことを特徴とする光学装置の駆動方法。
【請求項５】透明電極を備える基板間にスペーサ部材
を用いて空間が設けられ、この空間に、可逆的に光透過
量を調節可能な光透過量調節液又は固体が充填されてい
る調光素子を駆動する、請求項４に記載した光学装置の
駆動方法。
【請求項６】作用電極と対極との間の電圧印加により
光透過量が調節可能である光学装置において、駆動電源
と、消色動作を行った後に、前記駆動電源をオフにさせ
る制御部とを有することを特徴とする光学装置。
【請求項７】日付や時計機能を駆動させている補助バ
ッテリーを使用して前記消色動作が行われる、請求項６
に記載した光学装置。
【請求項８】透明電極を備える基板間にスペーサ部材
を用いて空間が設けられ、この空間に、可逆的に光透過
量を調節可能な光透過量調節液又は固体が充填されてい
る調光素子である、請求項４に記載した光学装置。
【請求項９】作用電極と対極との間の電圧印加により
光透過量が調節可能である光学装置において、駆動電源
と、この駆動電源をオンにした際に、初期動作として消
色の駆動から行わせる制御部とを有することを特徴とす
る光学装置。
【請求項１０】透明電極を備える基板間にスペーサ部
材を用いて空間が設けられ、この空間に、可逆的に光透
過量を調節可能な光透過量調節液又は固体が充填されて
いる調光素子である、請求項９に記載した光学装置。