光学特性制御装置及び板状光学部材
【課題】物理的遮蔽手段や電極（特に透明電極）を必要とせず、光により光学特性を変化させることが可能で、かつ能動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を行うことができる光学特性制御装置とそのための板状光学部材を提供する。
【解決手段】励起光に対する透過性を有する導光層１と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層２Ａ，２Ｂとを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記励起光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【解決手段】励起光に対する透過性を有する導光層１と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層２Ａ，２Ｂとを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記励起光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動的に光学特性を変化させることが可能な光学特性制御装置、ならびに、それに用いられる板状光学部材に関する。詳しくは、励起光により光学特性が変化する活性システムを有する板状光学部材の側面より励起光を導入することにより、活性システムの光学特性を変化させて遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を発現させる光学特性制御装置とそれに用いられる板状光学部材に関する。
本発明はまた、この光学特性制御装置を用いた光学特性制御方法と、この板状光学部材を用いた透過光制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの目的のために、光学特性を能動的に変化させることについては、種々の手法、用途が検討されている。特に、近年、環境問題や省エネルギー、プライバシー保護の必要性の高まりもあって、遮光・調光・遮熱手段を有する窓材、屋根材、仕切り材等に対する必要性が求められている。これらのための手段としては、原始的にはカーテンやブラインド、シャッター等の物理的遮蔽を用いる手法がとられる。しかし、これらの手法では、未使用時における収納場所も必要となるし、頻繁な開閉が必要とされる用途に対しては多大な労力が必要となる。開閉を電動とすることも可能であるが、そのためには、窓材、屋根材、仕切り材等に加えて、電動装置を設置することが必要であり、装置が大型化する。また、カーテンやブラインド等では、例えば、窓を通して熱が内部に取り込まれるため、遮熱手段としての効率も低下する。
このようなことから、ビルや屋外施設、自動車等の設置場所に制約が大きい対象に対しては、窓材等と一体化して簡易に駆動できる遮光・調光・遮熱手段の開発が求められていた。
【０００３】
そのような手段の一つとして、温度により透明性が変化する材料を利用した手法が挙げられる。温度により透明性が変化する材料は古くから知られており、高温時に可視光に対する濁度が大きくなる材料を用いた遮光・調光・遮熱部材が提案されている。例えば、部材が曝される環境温度を利用すれば、材料が透明／白濁状態変化を起こす変化温度よりも環境温度が高いときには白濁状態となり、一方、環境温度が当該変化温度よりも低くなると透明性が自動的に回復され、高温時にのみ自動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を発現させることができる。これらの部材に発熱体及び／又は冷却体を付与すれば、環境温度に頼ることなく、より能動的に部材の濁度を変化させ、同様の機能を発揮させることもできる。
【０００４】
しかし、温度により制御する手法では、受動的に作動することからも理解できるように、環境温度の変化によって意図しない作動をしてしまう可能性があり、能動的制御方法としては制約がある。この問題を解決するために、変化温度を高く設定すれば、能動的に作動させることは可能となるが、夏場の日射下でも自発的に作動しないようにするためには８０℃を超えるような変化温度が必要となり、この結果、能動制御時に必要とされるエネルギーが高くなり、部材が高温に晒される問題があるとともに省エネルギーの目的には沿わない。利用目的が屋内用途であれば変化温度は３５℃程度でも可能であるが、能動制御のためには加熱手段として通常電極が必要であり、熱線を配設する手法では熱源が局所化し、部材を十分に加熱するには局所的にかなりの高温が必要になる。また、調光部材としては一定の光透過性が必要であることから、透明性のある電極としてＩＴＯのような高価な稀少金属を使用した透明導電膜を利用した場合は価格や製法の点で問題が生じる。
【０００５】
また、能動的光学特性制御の別の手法として、電気的手法により光学特性が変化するシステムを利用した手法が挙げられる。これらは主としてディスプレー用途として開発が進められた手法であり、各種の液晶効果、エレクトロクロミズム、エレクトロデポジッション、電気泳動等を利用した手法が実用化されている。これらについては、特許庁標準技術集Ｈ１６年度「電子ペーパー及びフレキシブルディスプレイ」等に概説がある。これらの手法は、主としてディスプレーとして実用化された手法であるが、遮光・調光効果を目的とした部材としての利用も提案されている（特許文献１，２）。
【０００６】
しかし、電気を利用した手法では電極が不可欠であり、特に遮光・調光効果を目的とした場合は透明性を有する状態も必要なことから、電極自体も透明であることが必要で、ＩＴＯのような高価な稀少金属を使用した透明導電膜が必要となり価格の点で問題がある。また、ＩＴＯの大面積膜を形成するには、真空成膜を利用する方法では生産性、コスト面で不利であり、湿式法による場合は高温熟成が必要で、プラスチックのように基材の温度耐性が高くない場合は利用できない。また、電気を利用した多くの手法では２枚の対抗電極がμメートルオーダーの間隔で対向している必要があり、大面積の部材を形成するには間隔制御、短絡防止の点で問題が多い。電極を１枚の基板上にパターンニングして水平方向の電極とすることも可能であるが、微細なパターン形成をする必要があり、特に面積が大きい場合に収率、コスト等に問題が生じる。さらに、電気を利用する方法では、面積が大きくなると流れる電流が大きくなり、発熱や安全性に問題がある。
【０００７】
一方、光学特性が変化する材料の例としては、光により特性が変化するフォトクロミズムが知られている。フォトクロミズムとは、一般的には紫外線を含む光放射に曝されたときの、フォトクロミック化合物、又はこのような化合物を含む物品の色の可逆的変化、及びこの紫外線放射の影響が中断されたときの、原色への転換に関する現象をいうが、広くは特定の光に晒されたとき原子、分子状態に変化が生じ、光学特性が可逆的に変化する現象を意味する。通常は、このような光学特性に変化を生じさせる程度の分子状態の変化を生じさせるためには、大きなエネルギーが必要であることから、エネルギーの高い紫外線が光学特性の変化を引き起こす光源となる場合が多い。フォトクロミズムの一般的な解説としては非特許文献１に概説がある。また、種々の型のフォトクロミック化合物によって示される色の可逆的変化（即ち、光の可視範囲（４００〜７００ｎｍ）における吸収スペクトルの変化）を担う一般的な機構が、非特許文献２に記載及び分類されている。
【０００８】
フォトクロミズムを利用した光学特性制御部材としては、例えば、紫外線感応サングラスが挙げられる。これはガラスをフォトクロミックガラスとしておき、夏場やスキー場の強い日差しの元ではガラスが着色して光透過率を低下させて目を保護するというものである。また、フォトクロミズムを利用した調光窓、光学特性調整部材も提案されている（特許文献３〜１０）。
【０００９】
フォトクロミズムを利用した調光窓としては、紫外線感応サングラスと同様、フォトクロミズムを示す物質を窓材上に形成し、一定の日射の下ではフォトクロミズム材料が着色して光透過率を低下させ調光機能を発現するというものが挙げられる。この用法は、基本的には受動的作動をするものであり、制御性に欠けるため、意図しない時に着色することや意図した時に着色しないことがあるという限界がある。このような着色挙動については能動的に制御できることが望まれる。
【００１０】
しかし、フォトクロミズムを利用して遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの目的のために光学特性を能動的に変化させることは本質的に問題がある。フォトクロミズムの場合は制御のための手段と制御される物性はいずれも光であり、サングラスの例からも分かるように、制御光と被制御光が通常同時に存在することになる。そのため、日差しが強く紫外線量が一定値を超えた場合に着色が生じるというような受動作動の場合は問題無いが、制御光の強度のみを任意に変化させることは通常できないため、能動的な制御ができない。制御光を可変的に吸収する手段をフォトクロミズム材料の外側に設けることも考えられるが、能動制御のためにはその手段が随時ＯＮ・ＯＦＦできる必要があり、その手段がフィルターのような物理的遮蔽手段の取り外しとなるならシャッターと変わらず、その手段が制御光の透過率を能動的に制御する手段であれば、直接被制御光の透過率を制御した方が簡便であり、わざわざプローブ光を介して別の光を制御する意味に乏しい。また、特許文献３に開示されているように、制御光を追加的に照射して作動させる手法も考えられるが、天然光の範囲内では作動せず、制御光が追加された場合のみ作動するようにするには、作動の閾光量として高い値を設定せざるを得ず、エネルギーの面で不利であるのみならず、照射装置が存在するため場所を取り視野が遮られる。また、制御光がとりわけ波長の短い紫外線の場合は、制御光が外部にある以上、人の目に入る可能性があり、健康上の問題も生じる。そのためフォトクロミズムを利用した手法も受動的な遮光・調光手段にとどまり、能動的な遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの目的のためには利用されていなかった。
【特許文献１】特開平９−１２００８８号公報
【特許文献２】特開平７−３０６３９４号公報
【特許文献３】特開平３−１８６８３６号公報
【特許文献４】特開平６−２２７８４４号公報
【特許文献５】特開平７−２４２７８６号公報
【特許文献６】特開平８−２２７８４４号公報
【特許文献７】特開平９−１５９８０１号公報
【特許文献８】特開平１０−１１４００７号公報
【特許文献９】特開２００４−３１５７２８号公報
【特許文献１０】特表２００４−５１１３６７号公報
【非特許文献１】「クロミック材料の開発」、市村國宏監修、シーエムシー、普及版、２０００年、ｐ３−３８
【非特許文献２】Ｊｏｈｎ Ｃ．Ｃｒａｎｏ「Ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ）」Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第４版、１９９３，ｐｐ．３２１−３３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる課題の解決のために成されたものであり、物理的遮蔽手段や電極（特に透明電極）を必要とせず、光により光学特性を変化させることが可能で、かつ能動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を行うことができる光学特性制御装置とそのための板状光学部材を提供することを目的とする。
本発明はまた、この光学特性制御装置を用いた光学特性制御方法と、この板状光学部材を用いた透過光制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、光により光学特性が変化する材料を有する板状光学部材に対して、その側面より制御光を板状光学部材内に導入して光学特性を制御することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
【００１３】
［１］ 励起光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記励起光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【００１４】
［２］ 復帰光に対する透過性を有する導光層と、励起光により光学特性が変化し、該復帰光により励起光によって変化した状態から初期状態に復帰する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記復帰光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【００１５】
［３］ 前記積層体が、前記導光層と光学活性層とを含んで形成される層の少なくとも片側に、前記励起光を遮蔽する励起光遮蔽層を有することを特徴とする［１］又は［２］に記載の光学特性制御装置。
【００１６】
［４］ 前記励起光及び／又は復帰光が自然光を利用したものであることを特徴とする［１］ないし［３］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００１７】
［５］ 前記励起光及び／又は復帰光の前記導光層への導入制御手段を有することを特徴とする［１］ないし［４］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００１８】
［６］ 前記励起光及び／又は復帰光が、前記板状光学部材の板面に対して低入射角度で導入されることを特徴とする［１］ないし［５］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００１９】
［７］ 前記板状光学部材の励起光及び／又は復帰光が導入される側面以外の側面は、該板状光学部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を該板状光学部材内へ反射する手段が設けられていることを特徴とする［１］ないし［６］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２０】
［８］ 前記板状光学部材が湾曲構造部分を含むことを特徴とする［１］ないし［７］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２１】
［９］ 前記板状光学部材の厚みに対する長さ方向の比が１０以上であることを特徴とする［１］ないし［８］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２２】
［１０］ 前記励起光及び／又は復帰光が発光ダイオード及び／又は半導体レーザーにより供給されることを特徴とする［１］ないし［９］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２３】
［１１］ 前記励起光及び／又は復帰光が近赤外域の光であることを特徴とする［１］ないし［１０］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２４】
［１２］ ［１］ないし［１１］のいずれかに記載の光学特性制御装置を用いることを特徴とする光学特性制御方法。
【００２５】
［１３］ 励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が光を前記積層体内に導入するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【００２６】
［１４］ 励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が前記積層体内を進行してくる光を該積層体内に反射するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【００２７】
［１５］ 前記積層体が、励起光及び／又は復帰光を遮蔽する光遮蔽層を含むことを特徴とする［１３］又は［１４］に記載の板状光学部材。
【００２８】
［１６］ 前記積層体が、湾曲構造部分を含むことを特徴とする［１３］ないし［１５］のいずれかに記載の板状光学部材。
【００２９】
［１７］ 前記積層体が、積層面に対して垂直方向の可視光透過性を有する［１３］ないし［１６］のいずれかに記載の板状光学部材。
【００３０】
［１８］ ［１３］ないし［１７］のいずれかに記載の板状光学部材に、その側面より励起光及び／又は復帰光を導入することによって前記光学活性層の光学特性を変化させ、該板状光学部材の前記積層体の積層面に垂直方向の可視光及び／又は近赤外光の透過率を変化させることを特徴とする透過光制御方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、光を制御手段として利用して、光学特性を能動的に制御することが可能な光学特性制御装置が提供される。即ち、本発明によれば、制御手段とする光を板状光学部材の側面から導入することにより、従来のフォトクロミズムを用いた手法では困難であった能動的制御が可能となる。これにより、熱や電気的制御の場合において必要となる電極が不要となり、構成、製造手段の簡素化、光学特性制御のための板状光学部材の大面積化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の代表例であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
【００３３】
＜光学特性制御装置、板状光学部材及び作動原理＞
本発明の光学特性制御装置は、励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材を有する。この板状光学部材は、調光装置において視認される面状体を構成し、窓でいうところのガラス板に相応するものであって、板面に垂直方向の光学特性（透過率、反射率、散乱特性等）の変化が遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等に利用される。
【００３４】
本発明における励起光とは、後述の光学活性システムを不活性環境（２５℃、暗室内）における状態（定常状態）から、光学特性が変化した状態（励起状態）に移行させる光を意味し、復帰光とは励起状態を定常状態に移行させる光を意味する。公知の光学活性システムの多くは、定常状態で無色であり励起状態で着色するが、本発明においては逆であっても構わず、着色状態から着色状、透明から白濁あるいはその逆、透過性から反射性あるいはその逆等であっても構わない。
【００３５】
本発明において制御光とは板状光学部材に側面から導入され、その導入が任意に制御される励起光、復帰光を意味する。
【００３６】
また、本発明における被制御光とは、光学活性システムの光学特性が変化した結果、影響を受ける光である。光学活性システムが励起状態で着色状態に移行する場合は、着色に対応した波長域の光が被制御光となり、光学活性システムが励起状態で散乱状態に移行する場合は、散乱される波長域の光が被制御光となる。
【００３７】
本発明の基本構成及び作動タイプの一つとしては、定常状態が無色であり、励起状態で着色する光学活性システムを利用するものが挙げられる。この場合、本発明の板状光学部材は、かかる光学活性システムを含む光学活性層を含んで形成され、定常状態において透明性を有する。ここで、板状光学部材の側面から励起光を導入することにより、励起光が導光層を透過して光学活性システムに到達し、これを励起状態にすると板状光学部材の光学特性が変化し、板状光学部材の面に垂直方向における光透過率の低下や、板状光学部材の表面の色調を変化が発現する。これにより遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を発揮できる。
【００３８】
本発明の光学特性制御装置においては、このように励起光及び／又は復帰光が板状光学部材の側面から導入され機能が発現するが、励起光及び／又は復帰光に対応する光の板状光学部材の垂直方向からの寄与、光学活性システムの定常状態、励起状態の光学特性、遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等、目的とする機能により、構成や発現形態を調整することができる。
以下、板状光学部材を構成する積層体、板状光学部材、光学特性制御装置について詳細に説明する。
【００３９】
＜積層体＞
本発明における板状光学部材に含まれる積層体は、導光層と、光学活性システムを有する光学活性層とを有する。積層体は板状光学部材を構成する主要な部材であり、好ましくはさらに励起光遮蔽層を含んで形成され、また、その他の層を含んでいても良い。
【００４０】
＜導光層＞
導光層は、本発明に係る励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有するものである。本発明では、板状光学部材の側面から励起光及び／又は復帰光が導入されて導光層中を伝搬することが予定されているので、導光層はこの導光層内を透過する光の吸収が低く、透過性が高いことが好ましい。導光層の制御光に対する透過性としては、板状光学部材の大きさに応じて、側面から導入された励起光及び／又は復帰光が部材の中心まで光学活性システムを励起できる強度を持って到達できれば良い。導光層の光透過性の程度としては、具体的には、励起光及び／又は復帰光の波長域における単位長さあたりの吸光度（Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）として１／ｃｍ以下、好ましくは０．１／ｃｍ以下、さらに好ましくは０．０１／ｃｍ以下、特に好ましくは０．００５／ｃｍ以下、理想的には物質固有の吸収が無視できる程小さいことである。単位長さあたりの吸光度が高過ぎると、光が吸収され到達距離が短くなるため、板状光学部材の大きさに制約が生じる。
【００４１】
本発明の板状光学部材を遮光・調光・遮熱・隠蔽用として利用する場合は、板状光学部材の面に垂直な方向に対して被制御光が透過することが予定される。そのために、導光層は、被制御光に対する一定の透過性を有する必要がある。導光層の被制御光に対する透過性としては、被制御光の波長域における単位長さあたりの吸光度（Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）として２０／ｃｍ以下、好ましくは１０／ｃｍ以下とすることができる。単位長さあたりの吸光度が高過ぎると、被制御光が殆ど吸収され、透過を目的とした状態での透過率が極めて低くなるので、調光する意味が低減する。ただし、被制御光は積層体の厚み方向を進行するので、側面から導入されて面内方向を通過する制御光と比較して導光層中を通過する距離は短いので、導光層には制御光に対して必要とされるような高い光透過性は不要である。また、積層体における被制御光の透過率は目的とする機能に応じて変化させることが好ましく、一定の吸収を導光層に意図的に付与して、光学活性システムの光学特性変化に重畳させて、目的とする光学特性変化を実現することもできる。
【００４２】
制御される光学特性が反射特性であり、被制御光が光学活性層に対して導光層と反対側面から入射して光学活性層で反射される場合は、被制御光は導光層中を通過しないので、導光層の被制御光の透過性に対する制約は生じない。
【００４３】
導光層は制御光の伝搬性を高めるため、屈折率が積層体の他の層に対して一定の範囲にあることが好ましい。導光層の屈折率の値は相対的に決定されるもので、導光層のみで決定できるものではないが、好ましくは１．１以上、２以下である。
【００４４】
導光層を形成する物質としては、本発明における要件を満たせば特に制約は無い。また、制御光と被制御光の種類に応じて好適な物質は変化する。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、水、水溶液、有機液体などの液体材料、空気や窒素、二酸化炭素等のガス、さらには真空等であっても良い。また、高分子系材料として、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。これらの高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００４５】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【００４６】
導光層の厚みは、制御光が光学活性層に有効に到達できるように設定することが好ましい。導光層がある程度の厚みがあれば側面から導入した制御光が光学活性層に直達することができ、制御光の利用効率は高くなる。導光層の厚みが薄い場合であっても、制御光の入射角が積層体の面に対して低い角度に制御されていれば、光学活性層に直達させることができる。導光層が薄い場合は、制御光を反射させて伝達させる方法を採用すると、制御光の到達距離を大きくすることができ、大面積化に対しては好適である。
【００４７】
導光層の厚みは好ましくは２０ｃｍ以下、より好ましくは２ｃｍ以下、さらに好ましくは１ｃｍ以下、特に好ましくは５ｍｍ以下である。導光層が厚くなりすぎると積層体の厚み、導光層の材料によっては重量も増加する。そのため角度制御、反射伝搬方式を利用して、制御光が活性システムの光学特性を変化させうるだけの強度をもって光学活性層に到達できる限度で薄くすることが好ましい。なお、導光層の厚みの下限には特に制限はないが、通常１μｍ以上である。
【００４８】
導光層は、機械的強度を有し、外形を維持するための構造体（以下基板と称する）と兼用されていても良い。基板を使用することにより積層体が形状自立性を有するようになり、応用範囲が広くなる。そして基板を有する構成において、導光層の機能を当該基板に持たせることにより導光層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
【００４９】
基板としては、導光層に必要な特性を満たした上で一定の機械的強度を有していれば種々の物質が使用できる。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、また、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００５０】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【００５１】
導光層と兼用される基板の厚みとしては、制御光が光学活性層に有効に到達できるようにすることが好ましい。ある程度の厚みがあれば側面から導入した制御光が光学活性層に直達することができ、制御光の利用効率は高くなる。厚みが薄い場合であっても、制御光の入射角が積層体の面に対して低い角度に制御されていれば、光学活性層に直達させることができる。導光層が薄い場合は、制御光を反射させて伝達させる方法を採用すると、制御光の到達距離を大きくすることができ、大面積化に対しては好適である。導光層が厚くなりすぎると、積層体の厚み、重量も増加する。そのため角度制御、反射伝搬方式を利用して、制御光が活性システムの光学特性を変化させうるだけの強度をもって光学活性層に到達できる限度で薄くすることが好ましい。ただし、導光層が薄すぎると基板としての強度が維持できなくなる。この場合の導光層の厚みは、好ましくは２０ｃｍ以下、より好ましくは２ｃｍ以下、さらに好ましくは１ｃｍ以下、特に好ましくは５ｍｍ以下である。また、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは１ｍｍ以上、特に好ましくは２ｍｍ以上である。
【００５２】
導光層は機械的強度を有し、自立性を維持するためのフィルム（以下フィルム又は基材と称する）と兼用されていても良い。フィルムを使用することにより、積層体が自立性を有するようになり、取り扱いが容易となり応用範囲が広くなる。そしてフィルムを有する構成において、導光層の機能を当該フィルムに持たせることにより、導光層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
【００５３】
フィルムとしては、導光層に必要な特性を満たした上で一定の機械的強度を有していれば種々の物質が使用できる。例えば、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００５４】
これらの中で好ましい物質は、各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【００５５】
導光層と兼用されるフィルムの厚みとしては、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｃｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以下である。また、好ましくは０．００１ｍｍ以上、より好ましくは０．０１ｍｍ以上、さらに好ましくは０．０２ｍｍ以下、特に好ましくは０．０５ｍｍ以上である。これよりも厚くなりすぎると、フィルムとしての性能が損なわれ積層体の厚み、重量も増加する。また、薄すぎるとフィルムとしての強度が維持できなくなる。
【００５６】
導光層は、必要に応じて異なる物質の積層体によって形成されていても良い。例えば、屈折率の異なる層を積層することにより制御光の伝搬を制御したり、機械的構造の異なる層を積層することにより強度を持たせたり、熱伸縮特性を制御したりすることができる。また、表層側に粘着性や接着性、各種気体の透過や遮断性を有する層を設けることにより、機能を付与することもできる。さらには、被制御光の強度、色調を制御する層を含んで形成することにより、光学的外観を調整することもできる。
【００５７】
導光層はまた必要に応じて他の物質を含んでいても良い。例えば、耐候性向上、耐光性向上、保存特性向上、色調調整、色安定性向上、光学特性変化促進、光学特性繰り返し性向上等の目的に応じて、添加剤やフィラー等を加えることができる。加えられる添加剤、フィラーとしては、酸化防止剤、ラジカル補足剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、色素、還元剤、構造補強材等が挙げられる。また、制御光を散乱させて光学活性層の方向へ導くための拡散粒子を入れることもできる。この拡散粒子は制御光に対する吸収が小さいことが好ましい。また、積層体が遮光目的の板状光学部材、光学特性制御装置に利用される場合は、被制御光に対する吸収が大きすぎないことが好ましく、透過性が必要とされる場合は被制御光に対する散乱も小さいことが好ましい。
【００５８】
導光層の製法としては特に制約はなく、導光層の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。導光層が基板やフィルムと兼用されている場合は、基板やフィルムの一般的な製法が利用できる。導光層が基材やフィルムの上に形成される場合は、基材やフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成することができる。導光層が積層体構成となっている場合は、逐次塗布やラミネート、共押し出し等の手法で形成することができる。導光層が空気の層を含んで形成される場合は、２枚の平面状部材に挟まれた空間を形成することにより導光層が構成される。導光層が液体や特定種類の気体、あるいは真空の層を含んで形成される場合は、２枚の平面状部材に挟まれた空間を形成し、さらに側面部分をシールして閉鎖空間を構築し、気密保持性を有するように構成する必要がある。
【００５９】
＜光学活性層＞
光学活性層は、励起光により光学特性が変化する光学活性システムを有する層である。
励起光により光学特性が変化する光学活性システムは、励起光により光学特性が変化すれば特に制約はない。広く使用されるのは各種のフォトクロミック材料である。
【００６０】
フォトクロミック材料としては、有機フォトクロミック材料として、例えば、以下のものが挙げられる。
クロメン（ｃｈｒｏｍｅｎｅ）、例えば、ナフトピラン、ベンゾピラン、インデノナフトピラン、フェナントルピラン；
スピロピラン、例えば、スピロ（ベンズインドリン）ナフトピラン、スピロ（インドリン）ベンゾピラン、スピロ（インドリン）ナフトピラン、スピロ（インドリン）キノピラン、スピロ（インドリン）ピラン；
オキサジン、例えば、スピロ（インドリン）ナフトキサジン、スピロ（インドリン）ピリドベンゾキサジン、スピロ（ベンズインドリン）ピリドベンゾキサジン、スピロ（ベンズインドリン）ナフトキサジン、スピロ（インドリン）ベンゾキサジン；
水銀ジチゾネート、フルギド、フルギミド（ｆｕｌｇｉｍｉｄｅ）；
ジアリールエテン及びその誘導体；
ポリジアセチレン及びその誘導体；
上述したようなフォトクロミック化合物の混合物；
【００６１】
このようなフォトクロミック化合物は、米国特許第５，６４５，７６７号、同第６，１５３，１２６号及び同第６，２９６，７８５Ｂ１号の第３０欄、第４４行〜第３１欄、第５行に記載される。近赤外域の光で活性化される有機フォトクロミック材料としては例えば、公開特許公報２００４−３１５７２８号公報に記載されているような４，４’−ビピリジン誘導体が挙げられる。
【００６２】
これらの材料は１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。
【００６３】
光学活性層中におけるフォトクロミック材料の量は、フォトクロミック材料として機能し、目的とする光学特性を得ることができれば特に制約はない。最も高濃度の場合は、フォトクロミック材料単独で層を形成することも可能である。高分子マトリックス中にフォトクロミック材料を混合させて光学活性層とする場合のフォトクロミック材料の濃度は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは１重量％以上、特に好ましくは２重量％以上である。また、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以下である。この濃度が低すぎると、被制御光の十分な光学特性変化が得られない場合がある。逆に、この濃度が高すぎるとマトリックスの強度が低下したり、光学特性変化挙動が低下することがある。
【００６４】
無機のフォトクロミック材料としては、ポリオキソモリブデンクラスター錯体、カルコゲナイドガラス、ハロゲン化銀化合物等が挙げられる。また、前述の特許文献４、特許文献６、非特許文献２に例示されたものが挙げられる。
【００６５】
フォトクロミック材料の他に励起光により光学特性が変化する活性システムとしては、光導電材料等が挙げられる。また、励起光により特定の物性値が変化した結果として光学特性が変化する物質もある。例えば、励起光により光学活性システムの温度が上昇した結果、温度変化により光学特性が変化する系が挙げられる。このような系においては、通常の温度感応型調光素子に用いられる素材が用いられる。この場合、熱効率を向上させるため、励起光を吸収する材料を光学活性層に添加することが好ましい。さらに、かかる活性システムの別の例としては、感光ゲルや光によって分子、粒子の移動、配向が生じ、結果として光学特性が変化する系も挙げられる。
【００６６】
光学特性の変化は、励起光により変化が生じれば良く、定常状態への復帰については、目的に応じて異なるものが使用できる。熱的に不安定なシステムでは、照射時のみ励起状態への変化が生じているので、励起光を照射している間だけ光学特性を変化させることができ、照射を中止すると速やかに定常状態になるので応答性の速い光学特性制御装置が得られる。熱的に安定なシステムでは、一旦照射すると光学特性が変化した状態が維持されるので、励起光を切ってもしばらくは変化状態が続くことから、励起光の照射が間欠的で良いため、エネルギー消費の点で有利である。光学的にのみ復帰するシステムでは復帰光が必要となるが、すべてを光で制御できるため好ましい。また、オン、オフの時点でのみ励起光ないし復帰光を照射すれば良いので、エネルギー的にも有利である。
【００６７】
光学活性システムにより制御される光学特性としては、透過率、反射率、散乱特性、ヘイズ等が挙げられる。例えば、透過率、反射率を制御することにより、機械的手法、電気的手法に依存しない遮光、遮熱装置を得ることが可能となる。また、散乱、ヘイズを制御することにより、明るさを損なうことなく遮蔽機能を発現するプライバシー保護装置が得られる。光学特性の変化は全波長域で均一である必要はなく、必要に応じて特定の波長とすることも可能である。可視の透過率、反射率を選択的に制御することにより機械的手法、電気的手法に依存しない遮光、遮熱、表示装置を得ることが可能となり、可視の特定の波長の透過率、反射率を選択的に制御することにより遮光、遮熱に加えて色調調整や表示が可能な装置を得ることができる。近赤外域を選択的に制御すれば視認される色調に変化を与えることなく、夏季には熱線を遮断し、冬季には透過させる、といった熱線制御装置を得ることが可能となる。制御される特性として好ましい光学特性は、光学特性制御装置の用途によって異なるが、調光や遮熱目的の場合は、光学活性層に垂直な方向の光の透過率あるいは反射率、特に好ましくは透過率である。
【００６８】
光学特性の変化の範囲は特に制限はなく、必要に応じて調整することができる。例えば、目的とする被制御光の透過率の範囲としては０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。明るさを必要とする用途では上限を高くし、遮蔽を重視する場合は下限を低くすれば良い。これらは、光学活性層の厚み、活性層中の光学活性材料の含有量、により変化させることが可能であり、さらには励起光の強度等によって連続的に変わりうるので、段階的に調光（チューニング）させることも可能である。
【００６９】
目的とする被制御光の反射率の範囲としては例えば、０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。
【００７０】
目的とする被制御光のヘイズの範囲としては０〜１０とすることや、０〜３０、０〜５０あるいは５から５０とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。ヘイズの場合は、隠蔽を必要としない状態においては透明性が高い方が開放感があるため下限は５以下とすることが好ましい。隠蔽目的を十分に発現させるためには上限は３０以上であることが好ましい。
【００７１】
励起光としては、制御光として光学活性システムの制御に使用されうる光であれば特に制約はないが、使用される光学活性システムの励起波長に対応している必要がある。波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が利用されうる。
【００７２】
本発明において紫外光とは波長４００ｎｍ以下の光、赤外光とは波長７００ｎｍ以上１０００μｍ以下の光、近赤外光とは赤外光のうち波長７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の光を指す。
【００７３】
紫外光と近赤外光を含む赤外光は不可視であることから、積層体の色や励起光のオンオフによる外観の変化を考慮する必要がないため好ましい。ただし、本発明においては、後述の励起光遮蔽層を設けることができ、励起光が可視光であっても外部への励起光の漏れや外部からの励起光に対応した環境光の照射の影響を調整できるため、可視光を用いることは妨げられない。紫外光はエネルギーが高く光学活性システムの選択の余地が大きいため好ましい。近赤外光は不可視であり励起光遮蔽層を設けても積層体の無色透明性を維持できるため好ましい。光学活性システムが特定の波長域の光に対して応答する場合は制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムを活性化できる成分が多い方が効率的な励起が可能であり、活性化できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【００７４】
復帰光としては制御光として光学活性システムの制御に使用されうる光であれば特に制約はないが、使用される光学活性システムの復帰波長に対応している必要がある。波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が利用されうる。紫外光と近赤外光を含む赤外光は不可視であるため、積層体の色や復帰光のオンオフによる外観の変化を考慮する必要がないため好ましい。ただし、本発明においては、光学的外観を調整する層を設けることができるため、復帰光が可視光であっても外部への復帰光の漏れや、復帰光に対応した環境光の照射の影響を調整することが可能であるため、可視光を用いることは妨げられない。また、復帰光を被制御光と重なる波長とすることにより、その強度を大きくし、復帰を容易にすることもできる。紫外光はエネルギーが高く光学活性システムの選択の余地が大きいため好ましい。近赤外光は不可視であるため好ましい。
光学活性システムが特定の波長域の光に対して応答する場合は、制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムが応答できる成分が多い方が効率的な復帰が可能であり、応答できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【００７５】
光学活性層は光学活性システム単独の層として形成することができる。フォトクロミック材料を光学活性システムとして使用する場合は、例えば、これらの物質を蒸着やスパッタリングのような製膜法を用いて基板上に製膜することにより形成することができる。
また、光学活性層は光学活性システムを含む層として形成することもできる。この場合はマトリックス成分として存在する物質が機械的強度や耐候性を補強する役割を果たしたり光学活性システムを好適に保持する機能を果たすこともできるため好ましい。例えば、一部の光学活性システムにおいてはガラス転移温度（Ｔｇ）の低い高分子マトリックスの存在が光学特性変化の発現のために必要ともなっている。
【００７６】
マトリックス材料としては光学活性システムが機能すれば特に制約は無い。また、制御光と被制御光の種類に応じて好適な物質は変化する。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、水、水溶液、有機液体などの液体材料、空気や窒素、二酸化炭素等のガスであっても良い。また、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００７７】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール誘導体ポリマー、低Ｔｇのアクリルエステル系ポリマー、低Ｔｇのポリビニルアルコール誘導体ポリマー、及びこれらの共重合ポリマー（ユニットとしてポリエチレン、ポリプロピレンを含んでいても良い）である。
【００７８】
光学活性層の厚みは、光学特性変化の目的を達成でき、制御光が有効に利用されるようにすることが好ましい。光学活性層が厚すぎると、制御光が光学活性層の内の一部のみを励起するだけで減衰してしまい、光学活性層に無駄な部分が生じる。光学活性層が薄すぎると、制御光が光学活性層で吸収しきらずに透過していくようになり、制御光の利用効率が低下する。また、光学特性変化が小さくなり、被制御光の制御範囲が小さくなる。光学活性層の厚みは、光学活性層が光学活性システム単独の層として形成されている場合においては、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、更に好ましくは２μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下である。また好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上、更に好ましくは０．０５μｍ以上、特に好ましくは０．１μｍ以上である。また、光学活性層が、光学活性システムがマトリックス中に含有されている層として形成されている場合においては、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以下である。最も好ましくは０．０３ｍｍ以下である。また、好ましくは０．００１ｍｍ以上、より好ましくは０．００５ｍｍ以上である。
【００７９】
光学活性層は基板と兼用されていても良い。基板を使用することにより、積層体が形状自立性を有するようになり、応用範囲が広くなる。そして、基板を有する構成において、光学活性層の機能を当該基板に持たせることにより、光学活性層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
この場合の基板としては、光学活性を発現できるものであれば、基板が導光層を兼用する場合と同様の種々の物質が使用でき、厚み等の範囲もそれに準ずる。
【００８０】
また、光学活性層はフィルムと兼用されていても良い。フィルムを使用することにより、積層体が自立性を有するようになり、取り扱いが容易となり応用範囲が広くなる。そして、フィルムを有する構成において、光学活性層の機能を当該フィルムに持たせることにより、光学活性層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
この場合のフィルムとしては、光学活性を発現できるものであれば、フィルムが導光層を兼用する場合と同様の種々の物質が使用でき、厚み等の範囲もそれに準ずる。
【００８１】
光学活性層は必要に応じて他の物質を含んでいても良い。例えば、耐候性向上、耐光性向上、保存特性向上、色調調整、色安定性向上、光学特性変化促進、光学特性繰り返し性向上等の目的に応じて、添加剤やフィラー等を加えることができる。加えられる添加剤、フィラーとしては、酸化防止剤、ラジカル補足剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、色素、還元剤、構造補強材等が挙げられる。
【００８２】
光学活性層は必要に応じて異なる物質の積層体によって形成されていても良い。例えば、光学活性システムが異なる層を積層することにより制御光に対する光学特性変化の挙動を変えることができる。また、機械的構造の異なる層を積層することにより強度を持たせたり、熱伸縮特性を制御したりすることができる。さらに表層側に粘着性や接着性、各種気体の透過や遮断性を有する層を設けることにより機能を付与することもできる。さらには被制御光の強度、色調を制御する層を含んで形成することにより、光学的外観を調整することもできる。
【００８３】
光学活性層の製法としては特に制約はなく、光学活性層の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。光学活性層が基板やフィルムと兼用されている場合は基板やフィルムの一般的な製法が利用できる。光学活性層が基材やフィルムの上に形成される場合は、基材やフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成することができる。光学活性層が積層体構成となっている場合は、逐次塗布やラミネート、共押し出し等の手法で形成することができる。光学活性層が液体の層を含んで形成される場合は、２枚の平面上部材に挟まれた空間を形成し、さらに側面部分をシールして閉鎖空間を構築し、気密保持性を有するように構成する必要がある。
【００８４】
＜光伝搬用積層構成−外部反射型層構成＞
本発明における積層体においては、導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より低くなるように形成するのが好ましい。本発明においては、励起光及び／又は復帰光は板状光学部材の側面より導入され、光学活性システムの光学特性を変化させる。制御光（励起光及び／又は復帰光）は、指向性が高く、入射の角度が良く制御されていれば、光学活性層に直接照射され、光学活性層内の光学活性物質の光学特性を変化させる（図１参照）。しかし、光学特性制御装置の形態によっては積層体の厚みが薄いことが好まれることがあり、特に窓材として利用される場合は、全厚の薄さが要求される。その結果として導光層の厚みも薄くなり、直射のみに依存すると部材の面積が大きい場合は入射角が極めて小さく狭い範囲に制御されるとともに、光学特性の変化の程度をそろえるために制御光の強度の角度分布を精密に制御することが必要になってくる。
【００８５】
一方で、直射光のみによらず、導光層と導光層に隣接する層との界面における反射を利用する手法がある。これによれば、何回かの反射を繰り返して励起光及び／又は復帰光がより遠距離まで到達するので、部材の厚み減少、大面積化の観点から好ましい。導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より低ければ、層の界面において外部反射が生じ、一部の光は屈折して隣接層内に侵入し、一部の光は反射して導光層内に戻される（図２参照）。この反射率、透過率は各層の屈折率、吸収率、光の入射角、偏光によって決定される。これらは光学に関する一般的な解説書、例えば、「薄膜ハンドブック」、日本学術振興会編、オーム社、第１版第６刷、１９９５年、「光学薄膜の設計・作製・評価技術」、小倉繁太郎監修、技術情報協会、２００１年、等に記載されている。
【００８６】
界面における反射率としては、概略の傾向として、入射角が大きい（光の進行方向が積層体平面により平行的）場合は、反射率が高くなり、これは屈折率の差が大きいほど高くなる。屈折率の差はそれぞれの層の屈折率の比が反射率、透過率に影響する。導光層の屈折率に対する導光層に隣接する層の屈折率の比は好ましくは１．０１以上、より好ましくは１．０２以上、特に好ましくは１．０３以上である。また、好ましくは１０以下、より好ましくは２以下、特に好ましくは１．２以下である。屈折率の比が小さいと、光の殆どが界面で透過してしまい、反射を繰り返してより遠方に伝搬するという効果が小さくなる。屈折率の比が大きくなると、反射率は高くなるが、屈折して透過する光の割合が低下して光学活性システムに到達する光の割合が低下する。
【００８７】
反射率の値としては、反射の繰り返しの結果、積層体全面に励起光が到達できるようになっていれば良く、それは積層体の大きさや厚みで変化するが、好ましくは主たる入射角の光に対して５０％以上であることが好ましく、特に好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上である。また、９９％以下、特に９５％以下であることが好ましい。反射率が高すぎると屈折する光が減少し、光学活性システムに到達する光の割合が低下する。反射率が低すぎると、初期の反射で大半の光が導光層外にでてしまうため、遠方の光学活性システムに到達する光の割合が低下し着色ムラが生じる。
【００８８】
屈折した光は積層厚み方向に対して一定の角度を持って進行し、光学的相互作用を受けなければ積層体の表面から外部へ放出されることになる。積層体が光学活性層を含んでいると、光学活性層で吸収され光学特性を変化させる。光学活性層の厚みは光学活性物質の量、吸収強度に応じて屈折した光が有効に吸収される厚みとすることが好ましい。屈折した光は積層厚み方向に対して進行していくことから、光学活性層の位置は導光層に隣接している必要はなく、間に別の層を挟んでいても良い。この場合、間に存在する層は励起光及び／又は復帰光を吸収しないことが好ましい。
【００８９】
反射した光は入射場所で反射され、入射した際とほぼ同一の角度を持って導光層の反対側界面かつ入射側面からより遠方に向けて進行する。反対側界面が同一の構成を有していれば、ここでも一部が透過して屈折光となり、一部はさらに反射して再び反対側の界面かつさらに遠方へ向けて進行する。これを繰り返すことによって、部材の厚み、ひいては導光層の厚みが薄く、部材の面積が大きくても、側面からの光導入で部材内全体に励起光を誘導することが可能となる。一方の界面は金属膜のように反射性物質を形成して反射率を高くし、励起光の到達距離をより高くすることも可能である。この場合でも、金属膜の厚みを極薄くして、ハーフミラーレベルにすることにより窓材として利用することが、尚可能である。
【００９０】
より好ましくは、導光層の両側に光学活性層を設ける構成である。これにより制御光がより有効に利用され、積層体全体としての光学特性変化も大きくすることが可能となる。光学活性層の配置形態や種類は同一であっても異なっていても良い。同一とすれば素材や製法を共通にできるためコスト面で有利であり、制御光や光学特性変化が共通するので、設計を最適化することも容易になり、制御光の有効活用、光学特性変化の最大化が図れる。一方で異なる構成とすれば、例えば、色調や変化速度の異なる光学活性物質を両側の層に分けて配置することにより、色合いやその変化速度を目的に応じて設計することが可能となる。
【００９１】
＜光伝搬用積層構成−内部反射型層構成＞
本発明における積層体においては、導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より一定の条件を満たすように高く形成することもできる。本構成も直射光のみによらず、反射の繰り返しにより制御光を伝搬させるものであるが、反射は導光層と導光層に隣接する層との界面における全反射（内部反射）を利用する手法である。これによれば何回かの反射を繰り返して励起光及び／又は復帰光がより遠距離まで到達するので、外部反射を利用する場合と同様、部材の厚み減少、大面積化の観点における利点がある。導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より高ければ、入射角が一定の値以上において層の界面において全反射が生じ、すべての光は導光層内に反射される。反対側も同じ構成であれば、再び全反射が生じて光は理論上は無限に伝搬していく。全反射の生じる角度は導光層と導光層に隣接する層の屈折率、光の入射角、偏光によって決定される。これらは全反射に関する一般的な解説書、例えば、Ｎ．Ｊ．Ｈａｒｒｉｃｋ、「ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＲＥＦＬＥＣＴＩＯＮ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ」、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９６７等に記載されている。
【００９２】
全反射の生じる入射角としては、入射角が大きい（光の進行方向が積層体平面により平行的）場合は、全反射しやすく、これは屈折率の差が大きいほど高くなる。屈折率の差は屈折率の比として反射率、透過率に影響する。導光層に隣接する層の屈折率に対する導光層の屈折率の比は励起光、復帰光の入射角によって変わりうるが、好ましくは１．０１以上、より好ましくは１．０２以上、特に好ましくは１．０３以上である。また、好ましくは５以下、より好ましくは２以下、特に好ましくは１．５以下である。屈折率の比が小さいと全反射の生じる入射角の範囲が小さくなり、制御光の入射角を精密に制御する必要が生じる。屈折率の比が大きくなると全反射は生じやすいが、後述のように侵入深さが小さくなり光学活性層の有効厚みが減少する。
【００９３】
全反射した光は、積層厚み方向に対して一定の角度を持って全反射を繰り返しながら導光層内部を反射しながら進行し、積層体の反対側面に到達して反射して内部へ戻るか、積層体外部へ放出されることになる。そのため、部材の厚み、ひいては導光層の厚みが薄く、部材の面積が大きくても、側面からの光導入で部材内全体に励起光を誘導することが可能となる。
【００９４】
光は、導光層の界面で全反射し、減衰を受けること無く反射を繰り返しながら進行する。従って、導光層に励起光及び／又は復帰光に対する吸収がなければ、光の減衰は一見生じない。しかし、全反射に際しては低屈折率層側に一定の強度の光が滲み出る。この滲みだし光（エバネッセント波）により吸収が生じ、全反射している光に吸収が生じる。これは、全反射吸収分光法において広く利用されている原理である。そのため、導光層に光学活性層が隣接していると、滲みだし光（エバネッセント波）により光学活性層中の光学活性物質による吸収が生じる。そこで光学活性層を導光層に対して低屈折率で隣接させておくことにより、エバネッセント波で光学活性システムの光学特性を変化させることが可能となる（図３参照）。光学活性層の厚みは光学活性物質の量、吸収強度に応じて変化するが、エバネッセント波の存在深さは通常波長程度であるから、波長の数倍程度あれば十分である。エバネッセント波は進行波ではないため、界面から離れた層には励起光は到達しない。そのため、エバネッセント波が存在しない位置の光学活性層は光学特性変化には寄与しないが、製造工程上の便宜があれば厚くしても問題はない。また、制御光が外部に放出されるのを防ぐ意味での制御光遮蔽層は不要となる。
【００９５】
光学活性層は少なくとも導光層の一方の側に隣接して形成されていれば良い。光学活性層が形成されていない側の界面は全反射条件を満たし制御光に対して吸収性を有さない構成としておくことにより、制御光を全反射させることができ、制御光をロスすることなく伝搬させることができる。より簡便には空気と隣接させることも可能である。また、金属膜のような反射性物質を形成して反射率を高くすることも可能である。この場合でも、金属膜の厚みを極薄くしてハーフミラーレベルにすることにより、窓材として、利用することが尚可能である。
【００９６】
積層体全体としての光学特性変化を大きくしたい場合は、導光層の両側に光学活性層を設ける構成とすることが好ましい。これにより励起光により励起される光学活性層の厚みが２倍になり、光学特性変化を大きくすることが可能となる。光学活性層の配置形態や種類は同一であっても異なっていても良い。同一とすれば素材や製法を共通にできるため、コスト面で有利であり、制御光や光学特性変化が共通するので、設計を最適化することも容易になり、制御光の有効活用、光学特性変化の最大化が図れる。一方で、異なる構成とすれば、例えば、色調や変化速度の異なる光学活性物質を異なる層に配置することにより、色合いやその変化速度を設計することが可能となる。
【００９７】
＜光伝搬用積層構成−散乱併用導光層利用構成＞
本発明における積層体においては、導光層を制御光に対して一定の散乱を有するものとすることにより、制御光を光学活性層に導くこともできる。板状光学部材の側面から入射された制御光は、直射、外部反射、内部反射により導光層内を進行するが、導光層が制御光に対して一定の散乱性を有していれば、一部の光は散乱され進行方向が変化する。進行方向が変化した光の一部は導光層の外部に放出され、光学活性層に到達する。特に、内部全反射との組み合わせでは、伝搬効率を高く保った上で、制御光が到達する範囲がエバネッセント波の範囲に制限されるという内部反射利用方式の限界を克服することができるため好ましい。このような導光層の例としては、例えば、ビーズ入りアクリル導光板「パネビー」（（株）きもと社製）のような物が利用できる。散乱の程度は光の伝搬と導光層外への一定の放出がバランスするようにすることが好ましい。散乱が強すぎると導光層中を光が実質的に進行しなくなり、弱すぎると散乱を利用する効果が小さくなる。
【００９８】
散乱性の付与は屈折率の異なる構造、通常は粒子（拡散粒子）の添加により行われる。制御光の伝搬を確保するため拡散粒子は制御光に対する吸収が無いことが好ましい。また、板状光学部材の利用目的が透明性を有する用途の場合は被制御光に対する散乱がないようにすることが好ましい。散乱性の調整は、制御光と被制御光の波長、及びそれらの波長における導光層マトリックス、拡散粒子の屈折率の値を適宜設計することにより行うことができる。例えば、制御光を近赤外光とし、被制御光を可視光として、マトリックスと拡散粒子の屈折率が可視光域では一致し、近赤外域では異なるような屈折率の波長依存性を有する材料でマトリックスと拡散粒子を構成すれば、被制御光に対しては透明で、制御光に対しては一定の散乱を有する導光層とすることができる。
【００９９】
＜励起光遮蔽層＞
本発明の実施形態の一つにおいては、励起光を遮蔽する手段を含む層を、導光層と活性システムを有する光学活性層を含んでなる積層体の少なくとも片側に設置することができる。
【０１００】
本発明においては、光学活性システムは板状光学部材の側面より導入された励起光により活性化される。ここで励起光の種類が、光学特性制御装置が使用される環境下で存在しない種類の光であれば問題ないが、環境に存在する種類の光であると、積層体の面に垂直方向から被制御光とともに入射した励起光により活性システムが励起され、意図しない時点において光学特性が変化する可能性がある。そこで、励起光を少なくとも部分的に遮蔽する手段を含む層を導光層と活性システムを有する光学活性層を含んでなる積層体の少なくとも片側に設けることにより、環境に由来する励起光を減衰させ、環境に存在する光の変動により意図しない光学特性変化が生じることを抑制し、制御性を高めることができる。
【０１０１】
励起光遮蔽層の目的は、環境に存在する励起光が積層体の面外から光学活性層に到達し光学特性を変化させることを抑制することにある。従って、導光層と光学活性層に対して積層体中のより外側の層として積層されている必要がある。
【０１０２】
環境に存在する励起光に対応する光が積層体の一方の側からのみ到来する場合は、導光層と光学活性層を含んでなる積層体の、環境に存在する励起光が到来する面側のみに設置すれば良い。
【０１０３】
より好ましい構成としては、励起光遮蔽層が導光層と光学活性層を含んでなる積層体の両側に位置する構成である。これにより、いずれの側からの環境光にも影響されない制御性の高い光学特性制御装置を得ることが可能となる。特に好ましくは、導光層の両側に光学活性層が位置し、その両外側に励起光遮蔽層が存在するものである。これにより板状光学部材の側面より導入された励起光はより有効に利用され、外部からの意図しない励起は抑制される。
【０１０４】
また、励起光遮蔽層の目的は環境に存在する光が積層体の面外から光学活性層に到達し光学特性を変化させることを抑制することにあることから、励起光を完全に遮断しなくとも、光学活性システムの意図しない励起を抑制できれば、励起光を低減させる程度のものであっても良い。好ましい値としては、励起光に対する透過率で５０％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは１％以下である。
【０１０５】
励起光遮蔽層は外部からの環境由来の励起光に対応する光を遮断する一方で、板状光学部材の側面より導入された励起光が積層体の面から外部へ放出されることを防ぐ役割も果たす。励起光が反射、屈折光に分かれて、屈折光が光学活性システムを励起する場合、光学活性層で励起光が吸収されきらないと、一部の光が積層体の外側表面に到達し板状光学部材外へ放出される可能性がある。この場合、励起光が紫外線である場合は人体に影響を生じる可能性があり、近赤外線、赤外線であれば熱源となる。また、可視光線であれば積層体の外観に影響を与える。このように励起光遮蔽層は内部の励起光が外部へ放出されるのを防止する役割も果たしうる。
【０１０６】
励起光遮蔽層の構成は、励起光を必要な程度で低減させることができれば特に制約はなく、目的とする光の波長、低減度合いに応じて構成すれば良い。低減させる手法としては光の吸収、反射、散乱等が挙げられるが、好ましくは吸収、反射である。特に好ましくは吸収である。吸収は外光由来の励起光の入射角度に依存せずに効果を発現することができ、特定の波長のみに対して効果を発現させることが容易であり、外部からの励起光遮蔽と内部からの励起光漏れ防止に同等に機能するので特に好ましい。また、反射によればエネルギーを吸収しないため、積層体の温度上昇を防止することができ、励起光が近赤外光の場合には特に好ましい。
【０１０７】
励起光遮蔽層は、層の基本形成物質を励起光に対する吸収性、反射性を示す物質とすることによって形成することができる。これによれば、極めて簡単な層構成により励起光を遮蔽するという目的を達成することができる。
【０１０８】
励起光遮蔽層の基本形成物質としての、励起光に対する吸収性を示す材料としては、励起光が紫外線の場合は、例えば、紫外域に吸収を有するガラスや高分子系材料としてポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマーなどの芳香環を有するポリマー、ポリエチレンテレフタレート等の芳香環を有するポリエステル系ポリマーなどの他、ポリカーボネート系ポリマー、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。
励起光が可視光線の場合は、例えば、可視域に吸収を有するガラスや高分子系材料としてドープポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子などが好適に用いられる。
励起光が近赤外域を含む赤外域にある場合は、対応する波長域に吸収を有する材料を用いれば良い。近赤外域では後述のマトリックスに吸収性物質を含有させる形態を利用することが好ましい。
【０１０９】
層の基本形成物質が励起光に対する反射性を示す材料としては各種の金属薄膜や高分子多層膜、誘電体積層膜、カイラル液晶膜等が挙げられる。これらの膜は材質、膜厚、積層構成により反射する波長領域が異なるため目的に応じて設計すれば良い。高分子多層膜、誘電体積層膜、カイラル液晶膜等は波長選択性が高いので目的とする励起光のみを反射させることができ好ましい。例えば励起光が近赤外光である場合に近赤外光のみを反射し、可視光には影響しないため光学的外観を損なうことなく励起光遮蔽の目的を達成することができる。また金属薄膜によれば極めて薄い膜で遮蔽効果を発現することができるため好ましい。
【０１１０】
励起光遮蔽層は、層の基本形成物質に励起光に対する吸収性を示す物質を含有させることによっても形成することができる。これによれば簡単な層構成により励起光を遮蔽するという目的を達成することができる。
【０１１１】
層の基本形成物質のうち、マトリックス材料としては、励起光に対する吸収性を示す物質を保持し機能させることができれば特に制約は無い。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、水、水溶液、有機液体などの液体材料であっても良い。また、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【０１１２】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【０１１３】
励起光に対する吸収性を示す物質としては、励起光が紫外線の場合は、例えば、紫外域に吸収を有するガラス粒子や酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化セリウム、等の無機材料が挙げられる。これらの物質は粒子としてマトリックス材料中に配合することができる。粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。粒径が大きくなりすぎると散乱の影響が大きくなり、紫外線以外の透明性が低下する。小さくなりすぎると取り扱いが困難になり物質としての特性も不安定になる。
【０１１４】
また、高分子系材料としてポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマーなどの芳香環を有するポリマー、ポリエチレンテレフタレート等の芳香環を有するポリエステル系ポリマーなどの他、ポリカーボネート系ポリマー、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂などが好適に用いられる。また、これらの物質は共重合やブロック重合されていても良い。また、高分子系材料は層のマトリックス材料に混合して用いられても良く、粒子として配合されていても良い。混合して用いられる場合はマトリックスとの相溶性が高いことが好ましい。粒子として配合される場合の粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１１５】
別に、有機系材料として紫外線吸収性能を有する分子を使用しても良い。例えば、分子内に芳香環を有する分子などが好適に利用できる。好ましい例としては、例えば、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−４−オクトキシフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、メチル−３［３−ｔ−ブチル−５−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ヒドロキシフェニル］プロピオネート−ポリエチレングリコール（分子量約３００）との縮合物、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体、２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロフタリミド−メチル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）ベンゾトリアゾール、等のベンゾトリアゾール系分子、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５［（ヘキシル）オキシ］−フェノール等のトリアジン系分子、２−エトキシ−２’−エチル−オキサリック酸ビスアニリド等の蓚酸アニリド系分子、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、４−ドデシルオキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンジルオキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系分子、トリアジン系分子、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系分子などが挙げられる。
【０１１６】
励起光に対する吸収性を示す物質としては、励起光が可視光線の場合は、例えば、可視域に吸収を有するガラス粒子や酸化鉄、酸化クロム、酸化銅、鉄や銅イオンを含む結晶性物質等の無機材料が挙げられる。これらの物質は粒子としてマトリックス材料中に配合することができる。粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。粒径が大きくなりすぎると散乱の影響が大きくなり透明性が低下する。小さくなりすぎると取り扱いが困難になり物質としての特性も不安定になる。
【０１１７】
また、高分子系材料としてドープポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子などが使用できる。また、高分子系材料は層のマトリックス材料に混合して用いられても良く、粒子として配合されていても良い。混合して用いられる場合はマトリックスとの相溶性が高いことが好ましい。粒子として配合される場合の粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１１８】
別に、有機系材料として可視光吸収性能を有する分子、所謂色素を利用することも好ましい。色素は様々な種類が多々の目的に応じて開発されており、目的に応じて選択することができる。
【０１１９】
励起光に対する吸収性を示す物質としては、励起光が赤外線の場合は、例えば、赤外域に吸収を有するガラス粒子、各種の酸化物、金属イオンを含む結晶性物質等の無機材料が挙げられる。また、各種の高分子や低分子等の有機材料が挙げられる。特に、励起光が近赤外線の場合は、例えば、各種のジイモニウム塩化合物、各種のニッケル錯体、ナフタロシアニンとその誘導体等の有機物が使用できる。また、６硼化ランタンや変性酸化タングステンなどの無機物が使用できる。これらの物質は粒子としてマトリックス材料中に配合することができる。粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。粒径が大きくなりすぎると散乱の影響が大きくなり透明性が低下する。小さくなりすぎると取り扱いが困難になり物質としての特性も不安定になる。
【０１２０】
また、高分子系材料としてドープポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子などが使用できる。また、高分子系材料は層のマトリックス材料に混合して用いられても良く、粒子として配合されていても良い。混合して用いられる場合はマトリックスとの相溶性が高いことが好ましい。粒子として配合される場合の粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１２１】
層の基本形成物質に対する励起光に対する吸収性を示す物質の配合量としては、励起光に対する物質の吸収性と励起光遮蔽層の厚みに応じて必要な量を配合すれば良い。通常は０．００１重量％以上、より好ましくは０．０１重量％以上、特に好ましくは０．１重量％以上である。また、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、特に好ましくは１０重量％以下である。
【０１２２】
励起光遮蔽層の厚みは励起光減衰の目的を達成できれば特に制約はない。好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下、特に好ましくは０．０５ｍｍ以下、最も好ましくは０．０１ｍｍ以下であり、好ましくは０．０００１ｍｍ以上、より好ましくは０．００１ｍｍ以上である。
【０１２３】
励起光遮蔽層は基板と兼用されていても良い。基板を使用することにより積層体が形状自立性を有するようになり、取り扱いが容易になる。そして基板を有する構成において、励起光遮蔽層の機能を当該基板に持たせることにより、励起光遮蔽層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
基板としては励起光遮蔽性を発現できるものであれば良く、励起光遮蔽層が層の基本形成物質が励起光に対する吸収性を示すことによって形成されている場合に使用される物質が好適に利用できる。
【０１２４】
励起光遮蔽層はまたフィルムと兼用されていても良い。フィルムを使用することにより積層体が自立性を有するようになり、取り扱いが容易になる。そしてフィルムを有する構成において、励起光遮蔽層の機能を当該フィルムに持たせることにより、励起光遮蔽層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
フィルムとしては励起光遮蔽性を発現できるものであれば良く、励起光遮蔽層が層の基本形成物質が励起光に対する吸収性を示すことによって形成されている場合に使用される物質が好適に利用できる。
【０１２５】
励起光遮蔽層は必要に応じて異なる物質の積層体によって形成されていても良い。例えば、励起光に対する吸収性を示す物質が異なる層を積層することにより励起光に対する減衰挙動を調整することができる。また、機械的構造の異なる層を積層することにより強度を持たせたり、熱伸縮特性を制御したりすることができる。さらに外側に粘着性や接着性、各種気体の透過や遮断性を有する層を設けることにより各種の機能を付与することもできる。さらには被制御光の強度、色調を制御する層を含んで形成することにより、光学的外観を調整することもできる。
【０１２６】
励起光遮蔽層は必要に応じて他の物質を含んでいても良い。例えば、耐候性向上、耐光性向上、保存特性向上、色調調整、色安定性向上、光学特性変化促進、光学特性繰り返し性向上等の目的に応じて添加剤やフィラー等を加えることができる。加えられる添加剤、フィラーとしては、酸化防止剤、ラジカル補足剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、色素、還元剤、構造補強材等が挙げられる。
【０１２７】
励起光遮蔽層の製法としては特に制約はなく、励起光遮蔽層の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。励起光遮蔽層が基板やフィルムと兼用されている場合は基板やフィルムの一般的な製法が利用できる。励起光遮蔽層が基材、フィルムの上に形成される場合は、基材やフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成することができる。励起光遮蔽層が積層体構成となっている場合は、逐次塗布やラミネート、共押し出し等の手法で形成することができる。
【０１２８】
＜積層体層構成＞
本発明に係る積層体はその他の層を含んで構成されても良い。
他の層としては、例えば、機械的強度を維持する基材層、紫外線（ＵＶ）を遮断し耐候性を付与するＵＶカット層、スクラッチ性を向上させるハードコート層、色調を調整する着色層、酸素や水分の透過を遮断して内層を保護するガスバリヤー層、導電性を付与する導電層等が挙げられる。また、光学活性システムにより制御される被制御光を恒常的に減光する手段を含む層を有していても良い。被制御光は光学活性システムにより能動的に制御されるが、通常の状態においても一定の程度まで減衰しておいた方が好ましい場合もある。また、活性システムの能力から制御範囲が限られることもあり、恒常的減光手段を併用することにより制御範囲を調整することもできる。恒常的に減光する度合は８０〜１０％が好ましい。
【０１２９】
また、復帰光を遮蔽する手段を含む復帰光調整層を有していても良い。本発明の実施形態の一つにおいては光学活性システムが板状光学部材の側面より導入された復帰光により定常状態へ復帰される構成が可能である。ここで復帰光の種類が環境に存在する種類の光である場合は、復帰光調整層を設けることにより、積層体の面に垂直方向から被制御光とともに入射した復帰光の量を調整することが可能となり、より速やかな復帰や意図しない復帰を防止し、制御性を高めることができる。復帰光調整層の目的は、環境に存在する復帰光が積層体の面外から光学活性層に到達する場合にその光量を調整し、制御光として存在する復帰光と合わせて光学特性を任意に制御することにある。従って復帰光の遮蔽の程度は目的に応じて部分的なものであっても良い。一例としては復帰光に対する透過率で５０％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは１％以下である。
【０１３０】
積層体は上述の各層より形成され、その構成は目的を達成できれば特に制限はされない。通常は独立した基材もしくはフィルム上に各層を順次形成するか、いずれかの層を基材もしくはフィルムと兼用して残りの層をその上に順次形成することができる。積層体の製法としては特に制約はなく、積層体の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。基板やフィルムを利用する場合は板やフィルムに製膜する塗布や、真空プロセスの一般的な製法が利用できる。各層がフィルム若しくはフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成されている場合はラミネート等によって貼り合わせても良い。
【０１３１】
本発明において好ましい層構成の一つとしては、導光層を基材兼用として設計し、これに光学活性層を設け、少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層、人や物体に接触する可能性のある側にはハードコート層を設ける構成である。ＵＶカット層、ハードコート層は両面に設けると特に好ましく、機能が兼用される場合は１層で兼用しても良い。
【０１３２】
好ましい構成の別の一つとしては、外部反射利用構成において導光層を空気とし、片側表面に光学活性層を形成した基材を２枚、光学活性層を内側に間隔をあけて対向させて、導光層を構成するものである。この場合、導光層の透過性が極めて高いため、励起光の伝搬効率、励起光種の選択自由度が高くなる。また、光学活性層が導光層に隣接しているため、励起光が光学活性層に減衰無く到達するので好ましい。さらに空気層が断熱層として機能するため、省エネルギー用の部材として有用である。さらに光学活性層が２層あるので光学特性変化が大きくなり、励起光も有効に活用できる。この場合、基材の導光層と反対側にあたる外側に励起光遮蔽層を設けることがより好ましく、励起光遮蔽層は両側に設けられることが特に好ましい。少なくとも太陽光のような強い光源に向いている面に励起光遮蔽層を設けることにより、光学特性変化の任意制御性を確保することが可能となり、両側に励起光遮蔽層を設けることにより制御性がより完全になる。さらに外側で少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層を設け、最外側で接触する可能性のある面にはハードコート層を設ける構成が特に好ましい。このような構成を図４に示す。図４において、１Ａは導光層（空気）、２Ａ，２Ｂは光学活性層、３Ａ，３Ｂは基材、４Ａ，４Ｂは励起光遮蔽層、５はハードコート層である。
ＵＶカット層とハードコート層は両面に設ければ効果が高い。ＵＶカット層とハードコート層は共通されていても良い。また、ＵＶカット層と基材の間には励起光遮蔽層が設けられることがより好ましい。励起光がＵＶ光の場合はＵＶカット層が励起光遮蔽層の役割を果たすのでいずれか一方があれば良い。
【０１３３】
好ましい構成の別の一つとしては、外部反射利用構成において導光層を基材とし、基材の両側に光学活性層を形成するものである。この場合、導光層と基材が兼用されているため、全体が薄くなり厚み、重量の点で有利である。また、基材は励起光の透過性を有していれば良いので、他の成分を混合したりする必要性が低くなり、選択性、取り扱いが容易になる。さらに光学活性層が２層あるので光学特性変化が大きくなり、励起光も有効に活用できる。また、光学活性層を基材の両側表面に設けると、光学活性層が導光層に隣接しているため励起光が光学活性層に減衰無く到達するので好ましい。この場合、基材の導光層と反対側にあたる外側に励起光遮蔽層を設けることがより好ましく、励起光遮蔽層は両側に設けられることが特に好ましい。少なくとも太陽光のような強い光源に向いている面に励起光遮蔽層を設けることにより、調光の任意制御性を確保することが可能となり、両側に励起光遮蔽層を設けることにより制御性がより完全になる。別に外側で、少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層を設け、最外側で接触する可能性のある面にはハードコート層を設ける構成が特に好ましい。このような構成を図５に示す。図５において、１Ｂは導光層（基材）である。その他、図４に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【０１３４】
ＵＶカット層とハードコート層は両面に設ければ効果が高い。ＵＶカット層とハードコート層は共通されていても良い。この場合、励起光を可視光、近赤外、赤外域の光とすると基材における透過性を高くすることでき好ましく、近赤外光とすると積層体の色調に変化を与えることがなく、励起光遮蔽層が熱線カットの役割をも兼用するため特に好ましい。
【０１３５】
好ましい構成のさらに別の一つとしては、内部反射利用構成において導光層を基材とし、基材の上に光学活性層を形成し、基材の反対面は全反射構成とするものである。また、基材の両側表面に光学活性層を形成する手法は特に好ましい。これらの場合、導光層と基材が兼用されているため、全体が薄くなり厚み、重量の点で有利である。また、基材は励起光の透過性を有していれば良いので他の成分を混合したりする必要性が低くなり選択性、取り扱いが容易になる。さらに両側表面に光学活性層を形成する手法は、光学活性層が２層あるので光学特性変化が大きくなるため好ましい。これら場合、基材の導光層と反対側にあたる外側に励起光遮蔽層を設けることがより好ましく、励起光遮蔽層は両側に設けられることが特に好ましい。少なくとも太陽光のような強い光源に向いている面に励起光遮蔽層を設けることにより、光学特性変化の任意制御性を確保することが可能となり、両側に励起光遮蔽層を設けることにより制御性がより完全になる。さらに外側で、少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層を設け、最外側で接触する可能性のある面にはハードコート層を設ける構成が好ましい。ＵＶカット層とハードコート層は共通されていても良い。この場合、励起光を可視光、近赤外、赤外域の光とすると基材における透過性を高くすることができ好ましく、近赤外光とすると色調に変化を与えることがないとともに、励起光遮蔽層が熱線カットの役割を兼用し、さらに全反射におけるエバネッセント波の侵入深さを大きくすることができるため、活性化される光学活性システムの量を大きくすることができるので特に好ましい。
【０１３６】
＜板状光学部材＞
本発明の板状光学部材は、上述の積層体を必要なサイズの板として利用することにより形成される。板状光学部材の側面は制御光を積層体内へ導入するために処理される。板状光学部材は積層体の上下に別の層や板を追加しても良く、複数の積層体からなっていても良い。
【０１３７】
＜板状光学部材外形＞
本発明の板状光学部材は、上述の積層体を必要なサイズの板とすることにより形成される。板状光学部材を形成するにあたっては積層体を形成後、必要なサイズに裁断して利用しても良く、積層体の基材を予め板状光学部材の必要サイズに合わせて形成し、その上に積層体を形成しても良い。
【０１３８】
板状光学部材の平面サイズは、目的とする遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を有する光学特性制御装置の大きさに合わせて決定されるものであり、特に制約は無い。好ましくは１０ｃｍ角以上、さらに好ましくは２０ｃｍ角以上である。この大きさが、小さすぎると本発明の効果が相対的に小さくなる。上限は構造体としての強度限界と制御光の到達距離、エネルギー強度が満たされる限り特に制約は無い。
【０１３９】
板状光学部材の厚みは特に制約は無いが、極端に厚くなると本発明の効果が相対的に小さくなる。一般的には平面サイズ（平面の制御光が進行することが予定される方向の長さ）の好ましくは１／３以下、より好ましくは１／６以下、更に好ましくは１／１０以下、特に好ましくは１／２０以下、とりわけ好ましくは１／５０以下であり、好ましくは１／１０００００００以上、より好ましくは１／１００００００以上、特に好ましくは１／１０００以上である。板状光学部材の厚みが極端に薄くなると、制御光の伝搬効率が低下したり、機械強度に問題が生じたりすることがある。板状光学部材の厚みは、通常制御光の波長以上の厚みである。
【０１４０】
板状光学部材の平面視形状はこれを用いる光学特性制御装置に合わせて形成すれば良い。簡便には矩形であるが、角を切り落とした矩形や円形、さらには曲線を有する様な形状であっても良い。
【０１４１】
本発明においては、板状光学部材を構成する積層体が湾曲していても良い。これにより積層体の形状を設置場所に合わせて変形させたり、意匠性を付与したりすることが可能となり付加価値が向上する。湾曲の程度が側面からの励起光の直射を遮る程度に達した場合でも、反射の繰り返しによる伝搬構成を採用することにより積層体全面の光学特性を変化させることができるため問題は無い。また、電気的応答により調光を実現する手法においては、マイクロメートルスケールで対向する電極を大面積で湾曲形成することは短絡防止等の観点から困難であるが、本発明においては励起光の伝搬さえ確保されれば良いので、そのような問題は無い。
【０１４２】
板状光学部材を湾曲させる手法としては、全体をフィルム状として可撓性を付与し、必要に応じて巻き付けたり、曲げたりしても良く、板状となった積層体を加熱して湾曲処理しても良い。また、予め湾曲加工や射出成型により湾曲形状となった基材上に積層する手法によっても良い。
【０１４３】
本発明においては、積層体の主たる構造がプラスチックであると好ましい。これにより積層体の軽量化を図ることが可能となる。主たる構造とは大半を占める層、もしくは構造を維持するために寄与する層を意味する。これらの層が部分的にプラスチック以外の成分を含んでいても構わない。
【０１４４】
＜板状光学部材側面＞
本発明の板状光学部材においては、板状光学部材の側面の少なくとも一部分が光を積層体内に導入するために処理されていることが好ましい。積層体は通常その積層構造をもって機能を発現するもので、板状に近い形態で利用されることが多い。そして多くの場合は板としての外観、即ちその上面、下面の平滑性、外観等の性状が問題となり、側面は別の部材に組み込まれたり保護部材で覆われたりすることが多く、その性状は問題とされない。多くの場合は切断された状態のままか、取り扱いを容易にするためにバリ取りや面取りが施される程度である。
【０１４５】
本発明においては積層体の側面から制御光が積層体内部に導入されることが予定されているので、少なくとも制御光が入射される側面が光を効率的かつ制御された形に処理されていることが好ましい。これにより制御光が積層体内部に有効に取り込まれ、光学活性層に効率的な形で到達できるようになる。
【０１４６】
処理される側面としては光が導入される部分がすべて処理されることが好ましい。ただし、導入されない側面を処理しても構わない。積層体が矩形の場合は光が導入される部分が存在する辺をすべて処理することが作業工程上簡便となりうる。
【０１４７】
また、板状光学部材の厚み方向においては、導光層が存在する部分について処理がされていれば良い。ただし、積層体中の他の層も含めて処理されていてもかまわない。この場合は光が導光層に導かれるように処理されていると特に好ましい。
【０１４８】
光を積層体内に導入するために、積層体の側面の一部分を処理する方法の一手法としては、積層体の側面を平滑化する処理が挙げられる。これにより、励起光が余分な散乱、反射を受けることなく積層体内に導入されるとともに、導入の角度が制御されるようになり伝搬効率を高めることができる。平滑化の程度としては凹凸が目立たない程度にすることが好ましく、より好ましくは白味が無い程度まですることが好ましく、特に好ましくは歪みが無い程度まで透明化することである。平滑化の手法としては例えば、切断工法の工夫によっても良いが、好ましくは切断後に削り加工や磨き加工、熱平滑化加工、溶剤平滑化加工を施すことである。導光層が基板を兼用していて射出成型されている場合には、金型の側面を鏡面研磨したものとすることによっても良い。
【０１４９】
光を積層体内に導入するために側面の一部分を処理する方法の別の手法としては、積層体の側面に特定の形状を付与することが挙げられる。積層体の側面は、通常切り落としで積層体全体としては直方体を形成しているが、積層体の側面に特定の形状を持たせることにより、励起光を効率的に積層体内部に取り込むことが可能となる。付与される形状としては励起光の光源の種類、位置により異なるが、例えば、凸面、凹面、斜め面、山面、谷面等が挙げられる。この場合、目的に応じて形状面を平滑化処理しても良い。形状を付与する手法としては側面を切断時に形状を付与する形態で切断する方法が挙げられるが、好ましくは切断後に削り加工や熱加工、溶剤加工により形状を付与することである。また、形状を有する部材を接着することによっても付与することができる。
【０１５０】
好ましい形状の一つとしては、積層体の側面に好ましくは断面半円形の凸条を形成することが挙げられる。これは積層体の側面を切削することによって形成できる。また、丸棒を側面に沿って埋め込んでも良く、丸棒を縦に切断した縦割棒をその切断平面を側面に貼り付けても良い。このような構成を図６に示す。図６において、１は導光層、１０は励起光光源、１１は縦割棒である。その他、図４に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【０１５１】
また、導光層が気体ないし液体の場合は、丸棒を導光層の側面に利用することにより簡便に凸型の形状を付与できる。このような構成を図７に示す。図７において、１２は丸棒である。その他、図４〜図６に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。この形状は、棒状の光源１０が近接して設置された場合に、光を屈折させ導光層内において低角度で進行するように入射角を制御できるため好ましい。
【０１５２】
形状付与の別の目的としては、積層体の側面に、光源や光学系との組み合わせ、取り付けを容易にするための形状を付与することが挙げられる。この場合は目的に応じて形状が選定される。例えば、はめ込みや差し込みが可能となる様に嵌め合わせ形状を付与することである。
【０１５３】
光を積層体内に導入するために、側面の一部分を処理する方法のさらに別の手法としては、積層体の側面中、導光層以外の側面について反射性を持たせることが挙げられる。これにより、導光層の側面以外に到達した励起光はいったん光源側に戻され、光源側の反射板等によって再度側面側に戻ってくるので励起光の利用効率が高くなる。
【０１５４】
光を積層体内に導入するために側面の一部分を処理する方法のさらに別の手法としては、積層体の側面に、反射率を低減する層を形成することが挙げられる。これにより、光源からの励起光が反射されず積層体内に導入されるので励起光の利用効率が高くなる。低反射率膜としては公知の単層、多層の低反射率膜が使用できる。
【０１５５】
本発明の板状光学部材においては、板状光学部材の側面の少なくとも一部分が積層体内より進行してくる光を積層体内に反射するために処理されていることが好ましい。
本発明においては板状光学部材の側面から制御光が積層体内部に導入され、導光層内部を積層体の積層面に平行方向に進行していくことが予定されている。その過程において、制御光は漸次導光層外へ放出されるか吸収されていくが、一部の光は導入された側面と反対の側面や、斜めに進行して他の側面に到達する可能性がある。これらの光は到達した側面から板状光学部材外へ放出されるが、これを積層体内部へ戻すことにより、制御光の利用効率を高めることができる。
【０１５６】
この場合、処理される側面としては、光が導入される側面以外のすべてであることが好ましい。
また、厚み方向としては導光層が存在する部分について処理がされていれば良い。ただし、積層体中の他の層も含めて処理されていてもかまわない。
【０１５７】
積層体内より進行してくる光を積層体内に反射させる処理の一手法としては、積層体の側面に反射膜を形成することが挙げられる。このような構成を図８に示す。図８において、１３は反射膜である。その他、図４〜図７に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。反射膜１３としては金属膜や高屈折物質の膜、及びこれらを粒子として含有する膜等が挙げられる。反射膜は積層体の側面に密着しているので場所をとらず、高い反射効率を確保することができる。反射膜の材質としては、例えば、銀やアルミニウム及びこれらの合金が挙げられる。反射膜を形成する手段としてはスパッタリングや蒸着などの物理的製膜手法や、メッキ等の化学的製膜手法が挙げられる。粒子を含有する膜の場合は塗布やスプレーによる手法が利用できる。反射膜を形成する前に積層体の反射膜形成側面を平滑化しておくと、反射される光が制御された形で積層体内部に反射されるため好ましい。積層体の反射膜形成側面に形状を付与しておけば光の戻る方向を任意に制御することができる。積層体面に対して垂直な面（通常の切断面）に対して角度を付与しておけば、内部においては直進してきた光を積層体の面に向けた方向に反射させることができるため好ましい。これにより直進光が正反射してそのまま直接光源に戻ることを防止することができる。
【０１５８】
積層体内より進行してくる光を積層体内に反射させるための別の手法としては、積層体の側面に反射性を有する部材を設置することが挙げられる。反射性を有する部材としては例えば、反射膜を形成されたテープや板材、棒材が利用できる。好ましくはテープである。テープの基材として用いる物質としてはフィルムに用いられる物質が利用できる。また、導光層が気体ないし液体の場合は反射膜を形成した棒材を導光層の側面に配置することにより簡便に反射させることができる。図９にこのような構成を示す。図９において、１４は、反射膜１３を形成したスペーサーである。その他、図４〜図８に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【０１５９】
反射性を有する物質としては反射膜に利用されるものと同様のものが利用できる。また、誘電体多層膜のように反射性を持つように設計された多層膜も利用できる。制御光の波長域は通常狭く、端面における光の入射角も限定的であるので、多層膜でも効率的に反射性を発揮することができる。
【０１６０】
テープや板材、棒材は、接着剤や粘着剤により積層体側面に取り付けられる。接着剤や粘着剤は一般的なものが使用できるが、屈折率や、部材に対する溶解性の観点から反射特性を低下させないものを使用することが好ましい。テープ等を利用することにより、積層体を直接処理する工程が減少し、特に積層体が大きい場合は工程の簡易化に寄与する。
【０１６１】
また、反射性を有する部材として、全反射条件を満たすように形状加工された棒材を利用することもできる。例えば、断面が直角２等辺三角形となるアクリル棒を、その底辺を積層体側面に貼り付けることにより、２つの等辺で２回全反射して積層体内へ光を反射させることができる。
【０１６２】
積層体内より進行してくる光を積層体内に反射させるための別の処理の手法としては、積層体の側面について平滑処理をすることが挙げられる。これにより側面に到達した励起光は比較的制御された形で板状光学部材外に放出されることになり、この場合において、板状光学部材外部に反射性部材を設置しておくことにより、再び励起光を積層体内へ戻すことが可能となる。平滑化の程度としては凹凸が目立たない程度にすることが好ましく、より好ましくは白味が無い程度まですることが好ましく、特に好ましくは歪みが無い程度まで透明化することである。平滑化の手法としては例えば、切断工法の工夫によっても良いが、好ましくは切断後に削り加工や磨き加工、熱平滑化加工、溶剤平滑化加工をすることである。導光層が基板を兼用していて射出成型されている場合には金型の側面を鏡面研磨したものとすることによっても良い。
【０１６３】
＜板状光学部材の特性＞
本発明の板状光学部材においては、光学活性システムの励起による光学特性変化により、板状光学部材の板面に垂直方向の光学特性（透過率、反射率、散乱特性等）が変化する。板状光学部材は光学活性システムが定常状態及び励起状態において、光学活性システム及び積層体の他の層の光学特性から決定される一定の光学特性を有し、これに光学活性システムの光学特性変化に伴う光学特性変化が加わることにより光学特性変化範囲が決定される。
【０１６４】
変化の範囲としては、遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の目的に応じて設定すれば良い。設定の方法は可変部分については、光学活性システムの特性に合わせて、光学活性層中の光学活性システムの量や光学活性層の厚み、層数により調整できる。さらには光学活性システムの光学特性の変化の程度は励起光の強度等によって連続的に変わりうるので、段階的調光（チューニング）させることも可能である。不変部分については、一定の光学特性を有する層を積層体中に設けることにより調整できる。
【０１６５】
変化の範囲は特に制限はなく必要に応じて調整することができるが、例えば、目的とする被制御光の透過率の範囲としては０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。変化の両端は定常状態及び励起状態における光学活性システムの光学特性と積層体全体の恒常的な光学特性の重畳で決定され、変化の幅は光学活性システムの特性、量や光学活性層の厚み、層数、さらには光学特性制御装置の光源強度、制御光伝搬効率等によって決定される。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって上記因子を適宜調整すれば良い。明るさを必要とする用途では積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過状態の透過率も高くすれば良い。カーテンやブラインドの代用の場合は、積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過率の変化が透明から濃色に変化するものを使用して、部材としての透過率変化範囲を大きくすれば良い。遮蔽を重視する場合は積層体由来の恒常的な透過率の下限を低くすれば、一定の濃度からさらに濃い濃度に変化させることができる。視認性を常時遮蔽した上で明るさの調整のみを行いたい場合は、積層体由来の恒常的な散乱を付与した上で、光学活性システムの透過率が透明から濃色に変化するものを使用すれば良い。
【０１６６】
目的とする被制御光の反射率の範囲としては、例えば、０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。
目的とする被制御光のヘイズの範囲としては０〜１０とすることや、０〜３０、０〜５０あるいは５から５０とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。ヘイズが制御される場合は、変化の範囲の一方で隠蔽を必要としない場合は透明性が高い方が開放感があるため下限は５以下とすることが好ましい。隠蔽目的のためには３０以上であることが好ましい。透明から隠蔽へ変化させる場合は下限を２以下とし上限を３０以上とすることが好ましい。
【０１６７】
＜光学特性制御装置＞
本発明の光学特性制御装置は、制御光が板状光学部材の部材内にその側面から導入される。板状光学部材は上述のようなものが好ましく使用できる。制御光、その他の部分について以下説明する。
【０１６８】
＜制御光及び光源＞
本発明においては、制御光が板状光学部材の部材内にその側面から導入される。制御光としては光学活性システムの光学特性を変化させる励起光ないし復帰光である必要がある。光学活性システムの種類により、制御光の波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が利用されうる。光学活性システムが特定の波長域の光に対して応答する場合は、制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムを活性化できる成分が多い方が効率的な励起が可能であり、活性化できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【０１６９】
制御光の光源としては制御光を有していれば良い。好ましくは制御光として機能しうる波長を主としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムが応答できる成分が多い方が効率的な励起が可能であり、応答できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。用いられる光源としてはハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯、白熱灯、発光ダイオード、半導体レーザー、各種レーザー、ストロボランプ等の人工光源が挙げられる。この中では蛍光灯、発光ダイオード、半導体レーザーが好ましく、発光ダイオード、半導体レーザーが特に好ましい。蛍光灯は形状が細長く板状光学部材の側面に合わせた形状としやすい。また、発光ダイオード、半導体レーザーは光源が小さいので、多数を並べて線上のアレイとすることにより、板状光学部材の側面に合わせた形状としやすい。さらに発光ダイオード、半導体レーザーは発光の指向性が高いため、板状光学部材内への入射角を容易に制御でき、レーザーでは偏光面を制御することができる。
【０１７０】
用いられる光源としては、太陽光のような自然光源（太陽光のように自然由来の光を以下自然光、その光源を自然光源と呼ぶ）や、屋外光、屋内光のように環境に存在する光を用いても良い（屋外光、屋内光等の様にその光が強い指向性を持たず明瞭な影をつくらない様な光を以下環境光と呼ぶ）。太陽光は強度が強いので建築物の窓や屋外施設の窓等、太陽光に常時晒される様な用途においては好ましい。屋外光は通常の雰囲気下で存在し強度、方向が比較的安定しているので好ましい。
【０１７１】
人工的光源の場合において、発光波長が広い場合はフィルター等で励起光近傍の波長に光を限定することが好ましく、発光波長が狭い場合は波長を励起光近傍に合わせておくことが特に好ましい。自然光の場合は含まれる波長域が通常広いので、フィルター等で励起光近傍の波長に光を限定することが好ましい。
【０１７２】
＜制御光導入＞
本発明においては、制御光が板状光学部材の部材内にその側面から導入される。導入手段としては、最も簡便には板状光学部材の側面に光源を照射すれば良い。光源の発光指向性が低い場合は反射板やレンズ等を併用して、発光した光が板状光学部材の側面により多く照射されるようにすることが好ましい。光ファイバーユニットを利用して光を導光し、ライトガイド、好ましくはラインライトガイドを用いて照射することもできる。ダイオードやレーザーでは発光指向性が高いので、発光方向を板状光学部材の側面として設置することにより、発光した光を容易かつ効率的に板状光学部材内に導入できるので特に好ましい。
【０１７３】
本発明においては、板状光学部材の側面から導入される光の進行方向が、板面に対して低角度入射となるように導入される手段を備えていることが好ましい。そのため、側面に導入される段階で、板状光学部材の側面の処理形態に対応して光の入射角が制御されていることが好ましい。低角度入射とは導入された光の進行方向が、板状光学部材の板面に対して小さい角度であることをいう。この角度が十分に小さければ、板状光学部材内において側面より導入された光が光学活性層全面を直接照射できるため、光学活性システムの励起に対して有利である。また、この角度がある程度低ければ、板状光学部材内において側面より導入された光が導光層の界面で反射する際に反射率が高くなるため、光が反射を繰り返して遠方まで伝搬していくため板状光学部材を大きくすることが可能となり、大型の光学特性制御装置を作製できる。また、光の進行方向が導光層と光学活性層の屈折率の値から決定される一定の角度より低ければ、導光層と光学活性層の界面で全反射を生じ、光が反射を繰り返して遠方まで伝搬していくため、板状光学部材を大きくすることが可能となり、大型の光学特性制御装置を作製できる。この場合、光学活性層は全反射界面から光学活性層側に滲みだしたエバネッセント波により励起される。光の進行方向が板面に対してなす角度の値は、層構成や各層の屈折率、光を直射するか外部反射あるいは内部反射の繰り返しで伝搬させるかで異なる。好ましくはこの入射角度は４５度以下、より好ましくは３０度以下、さらに好ましくは１５度以下、特に好ましくは１０度以下である。導入される光はすべてが、低角度となっていることが好ましいが、一部の光がこれより大きくなっていても構わない。励起光の効率的利用、着色の均一性の観点からは光が一定の角度範囲内に入っていることが好ましい。なお、この入射角度の下限は０．０１度である。
【０１７４】
光の入射角の制御方法としては、ダイオードやレーザーでは前述のように、発光指向性が高いので、発光体の向きを好ましい方向にすることによって制御することができる。また、取り付け向きの自由度に制約があり、発光方向が側面へ向かない場合でもミラーで反射させることにより光の入射角を制御することができる。発光指向性が低い蛍光灯の様な光源では、集光系を用いて光の入射角を制御することが好ましい。集光系としては反射系、レンズ系、混合系が用いられる。
【０１７５】
制御光として太陽光を利用する場合では、板状光学部材の板面の垂直に近い方から光が到来する場合が多くなる。そのため、板状光学部材の側面に斜めに設置した反射板により概略直角方向に光を反射させることにより、板状光学部材の内部に比較的低角度で入射させることが可能となる。このような構成を図１０に示す。図１０において、６はＵＶカット層、２１はスライドシャッター、２２は紫外線可視フィルター付き光取り込み窓、２３は集光系（レンズ）、２４は反射系（プリズム）である。その他、図４〜図９に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。また、太陽光は人工光と比較して光源位置が移動するため、図１０のように反射系の前段に集光系を設置すると好ましい。
【０１７６】
環境光では、光学特性制御装置の設置状況によっては、側面をそのまま晒すことによって光を取り込むことが可能である。光学特性制御装置を窓や仕切りとして使用する形態で、板状光学部材の面上方向から光が到来する場合には、太陽光利用の場合と同様、板状光学部材の側面に斜めに設置した反射板により概略直角方向に光を反射させることにより、板状光学部材の内部に比較的低角度で入射させることが可能となる。また、指向性が低いため、光の向きをいったん揃える集光系を設置すると好ましい。
【０１７７】
導入された光が積層体中を外部反射及び／又は内部反射を繰り返しながら伝搬していく場合に、入射光の偏光を光の反射面（入射光と反射光を含んでいる面）に垂直な方向（通称ｓ偏光）とすることもできる。ｓ偏光は偏光方向が反射面の面内方向にある偏光（ｐ偏光）より広い角度範囲において反射率が高いため伝搬効率が高くなる。レーザーは光が偏光しているため偏光面をｓ偏光入射となるように設置することが好ましい。また、角度制御を十分に行えない光源系においては、偏光面をｓ偏光に限定することにより、角度制御が不十分であっても高い伝搬性を確保することができ、着色ムラを低減することができる。
【０１７８】
＜制御光導入制御＞
人工光源は電源のオンオフで容易に制御光の導入制御が可能であり、調光を頻繁に行う用途にも対応できるため好ましい。また、光源種類によっては発光強度も中間的に制御できるので調光目的として好ましい。調光が頻繁に必要となる用途において光源の頻繁なオンオフが光源の劣化につながる場合は、光源は点灯したままで後述のシャッターによる光の経路を遮断する手法を用いることもできる。
【０１７９】
自然光源や環境光を利用する場合は、シャッターを用いることにより制御光のオンオフが可能である。この方法は消費エネルギーが殆ど不要となるため、長期間にわたりオンオフのどちらかが続く用法や省エネルギー目的の用途にとって好ましい。
【０１８０】
天然光を利用する場合においては、常時板状光学部材の側面から制御光が導入される構成としておき、天然光の強度に光学活性システムの活性化度を依存させる構成とすることもできる。例えば、住宅の窓等において窓を構成する板状光学部材の側面部より太陽光が窓内に導入され、太陽光が強い場合には遮光度が高まり、弱い場合には透明性が高まるという構成を採用することによって、オンオフ機能と、更には自動調光機能を有する熱線制御窓とすることができる。より好ましくは、自然光を板状光学部材の側面に導入する部分に、光の通過を任意に制御可能な制御装置を設けることが好ましい。好ましい態様の一つとしては、自然光が板状光学部材内に導入される光路上のいずれかに光路を遮断するシャッターを設けることである。シャッターは光路を遮断すれば良いので板状光学部材の周辺部のみにあれば良く、板状光学部材の面の視野を遮ることはない。また、そのサイズも板状光学部材の側面と同程度であるため光学特性制御装置が不必要に大きくなることはない。シャッターを設ける場所としては、自然光を取り込む部分に板状に設置して左右、前後にスライドさせて開閉しても良いし、ドーム状のカバーを設置してスライド乃至回転させて開閉しても良い。また、板状光学部材の側面部分に板状のシャッターを設置して、これを上下にスライド又は、回転させることにより光の光路を遮断しても良い。回転する手法は回転軸を板の端とし、軸を板状光学部材の上面に近い部分とすることによって、大きな場所をとらずにシャッター機能を発現させることが可能となる。図１１にこのような構成を示す。図１１において、３０は板状光学部材、３１は光取り込み窓、３２はシャッター、３３は反射板、３４は側面壁である。また、反射板を設置した場合に反射板の周りに板状、ないし湾曲状の板を設置して、これらとスライド、回転させることによって光路を遮断しても良い。
【０１８１】
光の通過を任意に制御可能な制御装置の好ましい別の態様の一つとしては、反射板を有している場合に反射板を回転させて、光の反射向きを変えることにより光が板状光学部材内に導入される状況を変更する手法が挙げられる。この手法は別にシャッターを設ける必要がないため特に好ましい。
【０１８２】
これらのシャッターや板は手動で良いが、モーター等で駆動される電動等にしても良い。電動とすればアクセスしにくい場所に板状光学部材が設置される場合等に便宜であり、エネルギー消費はシャッターの開閉時のみであるから省エネルギーの観点からも問題はない。
【０１８３】
＜復帰光及び光源＞
本発明においては、光学活性システムが励起光により光学特性が変化し、復帰光により励起光により変化された状態から初期状態に復帰させることができるものであっても良い。この場合に、板状光学部材の側面より復帰光が板状光学部材内に導入されるようにすることが特に好ましい。これにより、復帰過程をも制御することが可能となり、より任意性の高い光学特性制御システムをつくることが可能となる。また、励起状態が比較的安定な場合でも強制復帰が可能となり、光学活性システムの選択の幅が広がる。励起状態が比較的安定な光学活性システムを利用すれば、間欠的に励起光を照射し光学特性を変化させ続け、復帰させたいときは復帰光で急速に元の状態に戻すというような装置形態が可能となり、トータルエネルギー削減の点でも効果がある。
【０１８４】
復帰光としては、励起光で光学特性が変化した光学活性システムを元の状態に復帰させる光である必要がある。光学活性システムの種類により、復帰光の波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が該当しうる。光学活性システムが特定の波長域の光に対して復帰応答する場合は制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムを復帰させる成分が多い方が効率的な復帰が可能であり、復帰に寄与しない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【０１８５】
制御光としての復帰光の光源、導入、入射制御は、制御光としての励起光の場合と同様にすることができる。
また、復帰光を被制御光と重なるものとして、板状光学部材の垂直方向から入射する復帰光と制御光としての復帰光の重畳により制御を行っても良い。
【０１８６】
本発明の実施形態の一つにおいては、板状光学部材の励起光及び／又は復帰光が導入に使用される側面以外の側面は、部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を部材内へ反射する手段が形成されていることが好ましい。板状光学部材の側面が当該目的を単独で実現するために処理されている場合は、板状光学部材の側面処理で十分であるが、板状光学部材の側面が処理されていない場合や、板状光学部材の外部の部材と併せて反射性を実現するように設計されている場合はかかる手段が設けられていることが好ましい。
【０１８７】
本発明においては、板状光学部材の側面から制御光が板状光学部材内部に導入され、光学活性層に到達することによって、光学活性層の光学特性を変化させる。ここで一部の光は導光層中を直接あるいは反射した結果、導入された側面と反対の側面や、斜めに進行して他の側面に到達する可能性がある。これらの光は到達した側面から板状光学部材外へ放出されるが、これを板状光学部材内部へ戻すことのより励起光の利用効率を高めることができる。
【０１８８】
反射する手段が形成される側面としては光が導入される側面以外のすべて処理されることが好ましい。
【０１８９】
板状光学部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を部材内へ反射する別の手段としては、板状光学部材の外側に光を反射させる手段を形成することができる。この場合、反射させる手段が板状光学部材と独立しているので、構成、形状、設置場所等についての自由度が増す。
【０１９０】
この場合、板状光学部材の側面について平滑処理をしておくことが好ましい。これにより板状光学部材側面に到達した励起光は比較的制御された形で板状光学部材外に放出されることになり、板状光学部材外部に反射性部材を設置しておくことにより、再び励起光を板状光学部材内へ戻すことが可能となる。平滑化の手段としては積層体の端面を処理すれば良い。平滑化の手法としては例えば、切断工法の工夫によっても良いが、好ましくは切断後に削り加工や磨き加工、熱平滑化加工、溶剤平滑化加工をすることである。導光層が基板を兼用していて射出成型されている場合には金型の側面を鏡面研磨したものとすることによっても良い。別に表面が平滑な透明テープを積層体側面に貼り付け板状光学部材の側面を形成しても良い。平滑化の程度としては凹凸が目立たない程度にすることが好ましく、より好ましくは白味が無い程度まですることが好ましく、特に好ましくは歪みが無い程度まで透明化することである。
【０１９１】
＜作動形態＞
本発明の基本構成及び作動タイプの一つとしては、定常状態が無色あるいは一定の濃度で着色しており、励起状態で着色あるいはより濃く着色する光学活性システムを利用するものが挙げられる。板状光学部材はかかる光学活性システムを含む光学活性層を含んで形成され、積層体に含まれる他の層の寄与と合わせて定常状態において一定の光学特性を有する。ここで板状光学部材の側面から人工光源より放射される励起光を導入することにより、励起光が導光層を透過して光学活性システムに到達し、これを励起状態にすると板状光学部材の光学特性が変化する。例えば、板状光学部材の面に垂直方向における光透過率の低下や、板状光学部材の表面の色調を変化が発現し遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を発揮できる。定常状態への復帰は励起光の停止による熱若しくは自然復帰若しくは復帰光による強制復帰によりなされる。このようにして通常状態で透明若しくは微着色、励起光オン状態で遮光・隠蔽となる光学特性制御装置が得られる。
【０１９２】
本発明の基本構成及び作動タイプの別の態様としては、定常状態が無色あるいは部分的に着色しており、励起状態で着色あるいはより濃く着色する光学活性システムであって、利用環境下で既に励起状態にある光学活性システムを利用する。板状光学部材はかかる光学活性システムを含む光学活性層を含んで形成され、積層体に含まれる他の層の寄与と合わせて定常状態において一定の光学特性を有する。ここで板状光学部材の側面から復帰光を導入することにより、利用環境下の励起光より復帰光の効果が大きくなると光学活性システムが定常状態に復帰して板状光学部材の光学特性が変化し、例えば、板状光学部材の面に垂直方向における光透過率の増加や、板状光学部材の表面の色調の変化が発現し、遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を発揮できる。励起状態への復帰は復帰光の停止によりなされる。このようにして通常状態で着色・不透過、復帰光オン状態で透明若しくは微着色となる光学特性制御装置が得られる。
【０１９３】
＜光学特性制御＞
本発明の光学特性制御装置においては、光学活性システムの励起による光学特性変化により板状光学部材の板面に垂直方向の光学特性（透過率、反射率、散乱特性等）が変化する。変化の範囲としては遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の目的に応じて設定すれば良い。設定の方法は基本的には板状光学部材、特には積層体の構成によるが、可変部分については光学特性制御装置の制御光強度を調整することによっても調整することができる。
【０１９４】
変化の範囲としては遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の目的に応じて設定すれば良い。設定の方法は、不変部分については光学活性システムの定常状態及び励起状態、積層体の他の層の光学特性から決定される。可変部分については、光学活性システムの特性や、光学活性層中の光学活性システムの量や光学活性層の厚み、層数により調整できる。これらの調整による方法は基本的に板状光学部材の設定の方法と同様である。さらには光学活性システムの光学特性の変化の程度は励起光の強度等によって連続的に変わりうるので、光源強度を連続的に変化させるようにして段階的調光（チューニング）させることも可能である。光源強度を段階的に変化させる方法としては、人工光源において光源強度が電源出力に依存する場合に、出力を電気的に変化させる方法を用いることができる。また、光源が複数からなる場合に点灯させる光源の数を段階的に変化させることによることもできる。また、人工光源、自然光に対して、板状光学部材への導入を、シャッターの開閉程度等により、段階的に光量制御することによっても可能である。
【０１９５】
変化の範囲は特に制限はなく必要に応じて調整することができるが、例えば、目的とする被制御光の透過率の範囲としては０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって上記因子を適宜調整すれば良い。明るさを必要とする用途では積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過状態の透過率も高くすれば良い。カーテンやブラインドの代用の場合は、積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過率の変化が透明から濃色に変化するものを使用して、部材としての透過率変化範囲を大きくすれば良い。遮蔽を重視する場合は積層体由来の恒常的な透過率の下限を低くすれば、一定の濃度からさらに濃い濃度に変化させることができる。視認性を常時遮蔽した上で明るさの調整のみを行いたい場合は、積層体由来の恒常的な散乱を付与した上で、光学活性システムの透過率が透明から濃色に変化するものを使用すれば良い。
【０１９６】
目的とする被制御光のヘイズの範囲としては０〜１０とすることや、０〜３０、０〜５０あるいは５から５０とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。ヘイズが制御される場合は、変化の範囲の一方で隠蔽を必要としない場合は透明性が高い方が開放感があるため下限は５以下とすることが好ましい。隠蔽目的のためには３０以上であることが好ましい。透明から隠蔽へ変化させる場合は下限を２以下とし上限を３０以上とすることが好ましい。
【０１９７】
＜用途＞
本発明の光学特性制御装置は能動的な遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を必要とする調光装置、表示装置に利用することができる。
本発明の光学特性制御装置は、大面積化、曲面形成等が容易であることから、家屋、オフィス、店舗の窓・ショーウインドウ、飛行機、自動車等移動手段の窓、アーケードや競技施設等の屋外施設の屋根、屋内の仕切り窓に利用することが可能である。
本発明の板状光学部材はかかる光学特性制御装置に利用できる。
【実施例】
【０１９８】
以下に実施例及び比較例を例示して、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１９９】
［実施例１］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして、有機のフォトクロミック色素である、下記構造式で表されるジアリールエテン系の色素（色素Ａ）を用いた。
【０２００】
【化１】
【０２０１】
色素Ａの励起光は紫外域にあり、そのピーク波長は２７７ｎｍ（ヘキサン中）である。色素Ａの励起により変化する光学特性は可視域の吸収であり、励起光非照射の場合の無色透明から、励起光の照射により青紫色に変化する。吸収スペクトルのピーク波長は５７８ｎｍ（ヘキサン中）である。励起光の照射を停止しても着色状態が維持されるが、可視光の存在下で徐々に退色して非励起状態に復帰する。各状態におけるスペクトル（ヘキサン中）を図１２に示す。
【０２０２】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ａを９重量部と、ポリメタクリル酸メチル８１重量部をトルエン４１０重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを１００μｍ厚みのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に乾燥厚みが１０μｍとなるようにバーコーターで塗布し、乾燥した。
次いで、光学活性層が形成されたＰＥＴフィルムを長さ１００ｃｍ、幅４０ｃｍ、厚み３ｍｍのアクリル板に貼り付けた。アクリル板は紫外線カット剤を含有する組成のものを使用した。そのため、色素Ａに対する励起光に対しては励起光を遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。アクリル板の透過スペクトルを図１３に示す。
【０２０３】
（３）板状光学部材
光学活性層が形成されたアクリル板を光学活性層が内側になるようにして光学活性層が形成されていない別のアクリル板と対向させ、板の２つの長辺部及び１つの短辺部に２０ｍｍ角のアルミニウム製中空角棒を設置することにより、厚み２０ｍｍの空隙よりなる導光層を形成した。これにより、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、空気から形成される導光層、色素Ａを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部にスペーサーが設けられ、短辺の１辺部が開口した厚み２０ｍｍの導光層を有する板状光学部材である。板状光学部材の平面視外観は完全な透明で反対側が明瞭に視認された。
【０２０４】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の短辺側にある側面開口部の一方に密接して長さ２９ｃｍ、太さ１２ｍｍの点灯スイッチ付きのＵＶ蛍光灯Ａを、開口部と平行になるように設置して、光学特性制御装置を作製した。ＵＶ蛍光灯Ａの波長域は２８０ｎｍから３８０ｎｍであり、中心波長は３５１ｎｍ、その強度は距離５ｃｍにおいて２ｍＷ／ｃｍ２である。ＵＶ蛍光灯Ａの分光分布スペクトルを図１４に示す。また、装置の概要を図１５に示す。図１５において、５０は板状光学部材、５１はＵＶ蛍光灯、５２は反射板、５３は電源ボックスである。
【０２０５】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。
次いで、ＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、ＵＶ蛍光灯を点灯すると直後から部材が青紫色透明に変化し始め、１０分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。ＵＶ蛍光灯を消灯しても着色は残存したが、強い照明下で徐々に退色した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。非点灯時と点灯時の板状光学部材の板面に垂直方向の透過スペクトルを図１６に示す。また、図１７に、照射開始１０分後における板状光学部材の板面に垂直方向の点灯時の透過率と非点灯時の透過率の差を光源からの距離の関数として示す。
【０２０６】
（６）効果
本実施例より、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、板状光学部材の光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。透過スペクトルにおいて吸収が増加していること、着色は青紫であってＵＶ域にある励起光とは異なることから単に内部に導入された光によるイルミネーションで色が付いて見える現象とは異なることは明らかである。これにより着色した色素の吸収、色合いを利用して遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示の機能を有する光学特性制御装置を得ることができる。本実施例における色素は熱戻りが殆どないことから、励起光を導入して着色させればその後励起光を切ってもかなりの時間着色状態を維持するため、エネルギーを多量に消費せず上記機能を発揮することが可能となる。
【０２０７】
［比較例１］
実施例１において、光学活性層を有するアクリル板１枚だけを使用し、導光層を形成しなかった以外は同様にして光学特性制御装置を作製した。これにより色素Ａを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、励起光遮蔽層を兼用する基板となるアクリル板より形成される積層体からなる板状光学部材に、板状光学部材の面外斜め方向で励起光遮蔽層を有しない側から励起光が照射される光学特性制御装置が作製された。
このようにして得られた光学特性制御装置の板状光学部材部分は、通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。次いでＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、照射面において青紫色に着色することが確認された。ただし、蛍光灯から距離が遠い部分の着色濃度は実施例１と比較して低かった。また、装置周辺では光源からの直接光、板状光学部材表面からの反射光によりＵＶ光が検出され保護手段が必要であった。図１７に照射開始１０分後における板状光学部材の板面に垂直方向の透過率と非点灯時の透過率の差を光源からの距離の関数として示す。
【０２０８】
実施例１と比較例１に比較より、比較例１の様に板状光学部材の側面からでなく上面から励起光を照射してもある程度の光学特性変化を得ることは可能であるが、励起光が外部から単に照射されているだけで反射した光がそのまますべて環境中に失われるので、効率が悪く距離が遠くなると着色の程度が低下する一方、実施例１では励起光が伝搬し内部に閉じこめられている構成となっているため遠方までより濃く着色できることが示された。さらに比較例１では励起光が部材の外部から照射されるため励起光が人体を直射することが可能であり、励起光はＵＶ光であるため視認される外観には影響しないものの安全性の問題を生じている。
【０２０９】
［実施例２］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして有機のフォトクロミック色素である市販の色素（色素Ｂ、記録素材総合研究所製、サニーカラーパープル）を用いた。色素Ｂの励起光は紫外域にありそのピーク波長は３６５ｎｍ（トルエン中）である。色素Ｂの励起により変化する光学特性は可視域の吸収であり、励起光非照射の場合の無色透明から、励起光の照射により赤紫色に変化する。吸収スペクトルのピーク波長は５４０ｎｍである。励起光の照射を停止すると速やかに元の無色透明状態へ復帰する。色素Ｂの各状態におけるスペクトルを図１８に示す。
【０２１０】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ｂを２重量部と、ポリエチレンビニルアセテート９８重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを１００μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に乾燥厚みが２０μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。乾燥後塗膜面に１００μｍ厚みのＰＥＴフィルムを上からラミネートすることにより光学活性層が間に挟まれたＰＥＴフィルム多層膜を形成した。
次いで光学活性層が形成されたＰＥＴフィルム多層膜を長さ３０ｃｍ、幅２１ｃｍ、厚み２ｍｍのアクリル板に貼り付けた。アクリル板は紫外線カット剤を含有する組成のものを使用した。そのため色素Ｂに対する励起光に対しては励起光を部分的に遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。アクリル板の透過スペクトルを図１９に示す。
【０２１１】
（３）板状光学部材
光学活性層が形成されたアクリル板を光学活性層側が内側になるようにして光学活性層が形成されていない別のアクリル板と対向させ、板の２つの長辺及び１つの短辺に２ｃｍ角の角棒を設置することにより、２ｃｍの空隙よりなる導光層を形成した。これにより基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、空気から形成される導光層、ＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部にスペーサーが設けられ、１辺部が開口した厚み２ｃｍの導光層を有する板状光学部材である。板状光学部材の平面視外観は完全な透明であった。
【０２１２】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の側面開口部の一方に密接してＵＶ蛍光灯Ａを、開口部と平行になるように設置して光学特性制御装置を作製した。板状光学部材の開口部と対向していない蛍光灯の他部分は反射板により遮蔽した。装置の概要を断面図として図２０に示す。図２０において、６１Ａ，６１Ｂはアクリル板、６２はスペーサー、６３は反射板、６４はＵＶ蛍光灯である。
【０２１３】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。晴天時の屋外日陰においては微かに着色が見られた。晴天時の太陽光直射時は薄く着色した。
次いで屋内においてＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、蛍光灯を点灯すると直後から部材が赤紫色透明に変化し始め、１分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。蛍光灯を消灯すると２分程で元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の透過スペクトルを図２１に示す。また、表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１４】
（６）効果
本実施例より、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。これは色素を変えても実現可能であり、フォトクロミック色素の選択により色合いが変更できるとともに、熱戻りの大きい色素では速やかな無色−着色変化が得られることが示された。
【０２１５】
［実施例３］
実施例２において、導光層の周囲を形成するスペーサー角材の導光層面側に、アルミニウム膜により反射層を形成した以外は実施例２と同様にして光学特性制御装置を作製した。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例２のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１６】
［実施例４］
実施例２において、対向させるアクリル板も光学活性層を形成したものを使用した以外は実施例２と同様にして光学特性制御装置を作製した。板状光学部材の積層体構成は、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、接着層、光学活性層の基板であるＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、ＰＥＴフィルム、空気から形成される導光層、ＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、光学活性層の基板であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板となった。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例２のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１７】
［比較例２］
実施例２において、光学活性層を有するアクリル板１枚だけを使用し、導光層を形成しなかった以外は実施例２と同様にして光学特性制御装置を作製した。これによりＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体からなる板状光学部材に、励起光遮蔽層を有しない側の板状光学部材面外斜め方向から励起光が照射される光学特性制御装置が作製された。
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。晴天時の屋外日陰においては明瞭に着色が見られた。晴天時の太陽光直射時は濃厚な着色が見られた。
【０２１８】
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、照射面において赤紫色に着色することが確認されたが、最も蛍光灯から距離が遠い部分の着色濃度は実施例２と比較して低かった。また、装置周辺では光源からの直接光、板状光学部材表面からの反射光によりＵＶ光が検出され保護手段が必要であった。表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１９】
【表１】
【０２２０】
実施例２と実施例３の比較より、板状光学部材の励起光が導入される側面以外の側面に励起光を板状光学部材内へ反射する手段を形成することにより、調光効率を一層高めることが示される。実施例４によれば、光学活性層を導光層の両側に設けることにより励起光の利用効率が高まり光学活性システムの総量も増加することにより着色濃度がより濃くなることが分かる。実施例２と比較例２の比較より、比較例２の様に板状光学部材の側面からでなく上面に励起光を照射してもある程度の光学特性変化を得ることは可能であるが、励起光が外部から単に照射されているだけで、反射した光がそのまますべて環境中に失われるので、効率が悪く距離が遠くなると着色の程度が低下することが分かる。一方、実施例２では、励起光が伝搬する構成となっているため遠方まで着色でき、さらに実施例３では側面に到達した励起光が内部に戻されているため一層効率が高められることが示された。また、環境中に励起光が存在する場合は、比較例２では自発作動してしまう一方、実施例２〜４では意図した場合のみ明瞭に着色させることが可能で能動的制御が可能であることが示された。さらに比較例２では励起光が部材の外部から照射されるため、励起光が人体を直射することが可能であり、励起光はＵＶ光であるため視認される外観には影響しないものの安全性の問題を生じている。
【０２２１】
［実施例５］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして、有機のフォトクロミック色素である下記構造式で表されるジアリールエテン系の色素（色素Ｃ）を用いた。
【０２２２】
【化２】
【０２２３】
色素Ｃの励起光は紫外域にあり、そのピーク波長は３４５ｎｍ（テトラヒドロフラン中）である。色素Ｃの励起により変化する光学特性は可視域の吸収であり、励起光非照射の場合の無色透明から、励起光の照射により青紫色に変化する。吸収スペクトルのピーク波長は５７８ｎｍ（テトラヒドロフラン中）である。励起光の照射を停止しても着色状態が維持されるが、可視光の存在下で徐々に退色して非励起状態に復帰する。色素Ｃの各状態におけるスペクトル（テトラヒドロフラン中）を図２２に示す。
【０２２４】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ｃを９重量部と、ポリメタクリル酸メチル９１重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを１００μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に乾燥厚みが６μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。
次いで光学活性層が形成されたＰＥＴフィルムを実施例２で用いたものと同様のアクリル板に貼り付けた。このアクリル板は紫外線カット剤を含有する組成のものである。そのため色素Ｃに対する励起光に対しては励起光を遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。
【０２２５】
（３）板状光学部材
光学活性層が形成されたアクリル板を光学活性層が内側になるようにして光学活性層が形成されていない別のアクリル板と対向させ、板の２つの長辺及び１つの短辺に２ｃｍ角の角棒を設置することにより、２ｃｍの空隙よりなる導光層を形成した。これにより基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、空気から形成される導光層、ＰＥＴフィルム、色素Ｃを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部にスペーサーが設けられ、１辺部が開口した厚み２ｃｍの導光層を有する板状光学部材である。板状光学部材の外観は完全な透明であった。
【０２２６】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の側面開口部の一方に密接してＵＶ蛍光灯Ａを、実施例２と同様に、開口部と平行になるように設置して光学特性制御装置を作製した。
【０２２７】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において無色透明であった。晴天時の屋外日陰においても無色透明であり、晴天時の太陽光直射時は微かに着色した。
次いで屋内においてＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、ＵＶ蛍光灯を点灯すると直後から部材が青紫色に変化し始め、３分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。ＵＶ蛍光灯を消灯しても着色は残存したが、室内照明下で徐々に退色した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。非点灯時と点灯時の板状光学部材の透過スペクトルを図２３に示す。また、表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２２８】
（６）効果
本実施例より、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。これは色素を変えても実現可能である。本実施例における色素は熱戻りが殆どないことから、励起光を導入して着色させればその後励起光を切ってもかなりの時間着色状態を維持させることが可能であるため、エネルギーを多量に消費せず遮蔽機能を発揮することが可能となる。
【０２２９】
［実施例６］
導光層の周囲を形成するスペーサー角材の導光層面側にアルミニウム膜によって反射層を形成した以外は実施例５と同様にして光学特性制御装置を作製した。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例５のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３０】
［実施例７］
対向させるアクリル板も光学活性層を形成したものを使用した以外は実施例５と同様にして光学特性制御装置を作製した。板状光学部材の積層体構成は、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、接着層、光学活性層の基材となるＰＥＴフィルム、色素Ｃを含有する光学活性層、空気から形成される導光層、色素Ｃを含有する光学活性層、光学活性層の基板となるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板となった。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例５のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３１】
［比較例３］
実施例５において、光学活性層を有するアクリル板１枚だけを使用し、導光層を形成しなかった以外は実施例５と同様にして光学特性制御装置を作製した。これにより色素Ｃを含有する光学活性層、光学活性層の基板でなるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体からなる板状光学部材に、励起光遮蔽層を有しない側の板状光学部材面外斜め方向から励起光が照射される光学特性制御装置が作製された。
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。晴天時の屋外日陰、太陽光直射時においては明瞭な着色が見られた。
次いで屋内においてＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、照射面において青紫色に着色することが確認された。ただし、蛍光灯から距離が遠い部分の着色濃度は実施例５と比較して低かった。また、装置周辺では光源からの直接光、板状光学部材表面からの反射光によりＵＶ光が検出され保護手段が必要であった。表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３２】
【表２】
【０２３３】
実施例５と実施例６の比較より、板状光学部材の励起光が導入に使用される側面以外の側面に励起光を板状光学部材内へ反射する手段を形成することにより、調光効率を一層高めることが示される。実施例７によれば光学活性層を導光層の両側に設けることにより励起光の利用効率が高まり光学活性システムの総量も増加することにより着色濃度がより濃くなることが分かる。実施例５と比較例３の比較より、比較例３の様に板状光学部材の側面からではなく上面に励起光を照射してもある程度の光学特性変化を得ることは可能であるが、励起光が外部から単に照射されているだけで反射した光がそのまますべて環境中に失われるため効率が悪く距離が遠くなると着色の程度が低下する。一方、実施例５では励起光が伝搬する構成となっているため遠方まで着色でき、さらに実施例６では側面に到達した励起光が内部に戻されているため一層効率が高められることが示された。また、環境中に励起光が存在する場合は比較例３では自発作動してしまう一方、実施例５〜７では意図した場合のみ明瞭に着色させることが可能で能動的制御が可能であることが示された。さらに比較例３では励起光が部材の外部から照射されるため励起光が人体を直射することが可能であり、励起光はＵＶ光であるため視認される外観には影響しないものの安全性の問題を生じている。
【０２３４】
［実施例８］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして実施例２で用いた有機のフォトクロミック色素である市販の色素Ｂを用いた。
【０２３５】
（２）光学活性層、板状光学部材、基板
色素Ｂを２重量部と、ポリエチレンビニルアセテート９８重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。基板として６ｃｍ角、厚み１ｃｍの含水石英（シグマ光機製）を６ｃｍ角の上下板面は光学研磨し、１対の対向する側面は透明性が得られるまで研磨し、残りの側面はスリガラス面としたものを用いた。この基板の研磨した側面からは反対側が視認できた。スリガラス面である側面側は透過視認性はなかった。上記の塗液をこの石英板の６ｃｍ角の板面の一方の面に乾燥厚みが２０μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。
石英板の板面に垂直方向（厚み方向）の透過スペクトル及び面内方向の透過スペクトルを図２４に示す。
【０２３６】
（３）板状光学部材
上記の石英板を用いて光学活性層と、基板を兼用する導光層となる石英板より形成される積層体とした。この積層体からなる板状光学部材は、板状光学部材の１対の対向側面が制御光を積層体内へ導入するための側面処理として研磨された板状光学部材である。板状光学部材の板面に垂直方向の外観は完全な透明であった。
【０２３７】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の研磨した側面にＵＶファイバーランプ（キセノン光源）を、スリットを間において中心入射角が１０度、励起光の進行方向が側面から光学活性層へ直射方向となるように設置して光学特性制御装置を作製した。ＵＶファイバーランプは中心波長３６５ｎｍ、その強度は距離１０ｃｍにおいて１ｍＷ／ｃｍ２である。ＵＶファイバーランプの分光分布を図２５に、装置の概要を断面図として図２６に示す。
図２６において、７０は石英板であり、７０Ａ，７０Ｂは研磨側面、７１は光学活性層、７２はスリット、７３はＵＶファイバーランプ、７４は光源とその電源である。
【０２３８】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において無色透明であった。太陽光下においては赤紫色に着色した。
次いで屋内においてＵＶファイバーランプを点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３９】
［実施例９］
実施例８において板状光学部材の蛍光灯が設置された側面と対向する研磨側面に平行してアルミニウムの反射膜を形成した板材を設置した。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。
このものは、非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２４０】
［実施例１０］
実施例８において光学特性制御装置のＵＶファイバーランプの設置場所を板状光学部材の研磨した側面に平行に、スリットを間において中心入射角が１０度、励起光の進行方向が側面から光学活性層側とは反対方向となるように設置して調光装置を作製した。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。装置の概要を断面図として図２７に示す。図２７において、図２６におけると同一機能を奏する部材には、同一符号を付してある。
このものは、非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２４１】
［実施例１１］
実施例８において光学活性層を石英板の両板面に形成し光学活性層を２層とした。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。
このものは、非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２４２】
［実施例１２］
実施例８において光学活性層を石英板の両板面に形成し光学活性層を２層とした。そして光学活性層の上に励起光遮蔽層として市販のガラス保護フィルム（３Ｍ社製、スコッチティントピュアカット８０）を貼り付けた。このフィルムはＵＶカット機能と熱線カット機能を有するほぼ透明のフィルムである。また、板状光学部材のＵＶファイバーランプが設置された以外の側面に平行してアルミニウムの反射膜を形成した板材を設置し、磨りガラス面は黒色のビニールテープで被覆した。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。用いたガラス保護フィルムの透過スペクトルを図２８に示す。
この光学特性制御装置の板状光学部材は太陽光下でも微かに着色する程度であった。次いでＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、非点灯時は無色透明であったが、蛍光灯を点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。
【０２４３】
表３に光源が非点灯時と点灯時における板状部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。
【０２４４】
【表３】
【０２４５】
実施例８、９、１０、１１、１２より、導光層が基板を兼用している場合にも、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。これにより一枚の板で板状光学部材を構成し、光学特性制御装置を作製できることが示された。
実施例９より板状光学部材の励起光が導入されていない側面を研磨処理し、その外側に部材内からの光を反射する手段を設けることにより励起光の利用効率が一層高まり着色濃度が濃くなることが示された。
実施例１０より導入光が光学活性層を直射しなくとも導光層の反対面で反射することにより光学活性層に到達しており、導入光が導光層内を反射で伝搬していることが示された。
実施例１１より光学活性層を導光層の両面に形成することにより板状光学部材の光学特性変化が大きくなることが示された。
実施例１２より励起光遮蔽層を設ければ環境光に左右されず光学特性を能動的に制御できることが示された。
【０２４６】
［実施例１３］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして実施例２で用いた有機のフォトクロミック色素である市販の色素Ｂを用いた。
【０２４７】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ｂを２重量部と、ポリエチレンビニルアセテート９８重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを長さ３２ｃｍ、幅２４ｃｍ、３ｍｍ厚みのＰＥＴ板上に乾燥厚みが２０μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。ＰＥＴ板は予め塗布面の反対面にＵＶカットフィルム（キング社製）を貼り付け処理したものを用いた。ＰＥＴ板は、フィルム板を構成するポリエチレンテレフタレートがベンゼン環を骨格中に含有し、かつＰＥＴ板の厚みが２ｍｍあるため紫外線領域において一定の吸収を示す。そのため色素Ｂに対する励起光に対しては励起光を部分的に遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。ＰＥＴ板、ＵＶカットフィルム貼り付けＰＥＴ板の透過スペクトルを図２９に示す。
【０２４８】
（３）板状光学部材
同じようにして形成された光学活性層を有するＰＥＴ板を２枚、光学活性層が内側になるようにして対向させ、板の３辺部に１ｃｍ角のアクリル角棒を設置することにより、１ｃｍの空隙よりなる導光層を形成した。アクリル角棒の導光層側は予めアルミニウム反射膜をスパッタリングにより製膜した。これにより励起光遮蔽層、接着層、基板及び励起光遮蔽層となるＰＥＴ板、光学活性層、空気から形成される導光層、光学活性層、基板及び励起光遮蔽層となるＰＥＴ板、接着層、励起光遮蔽層より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部に内面に反射膜を有するスペーサーが設けられている。励起光が導入される開口部となっている１辺には制御光を積層体内へ導入するための側面処理として直径１ｃｍの石英丸棒を設置した。
【０２４９】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の石英棒が設置された部分に密接してＵＶ光源を設置した。ＵＶ光源は長さ２０ｃｍ、太さ３ｍｍの冷陰極ＵＶランプ（ＫＬＶ社製、ＴＢＢ３０−２００）を、内径５ｍｍ角の１辺が開いた矩形で内部に反射膜が形成されたランプハウス内にシリコンチューブをスペーサーとして用いることにより取り付けたものを使用した。ＵＶランプと石英棒は平行しており最短距離は１ｍｍである。ＵＶランプはシリコン被覆導線、コネクターを介して、蛍光灯点灯用インバーターに接続した。インバーターはスイッチを介してＡＣ−ＤＣ電源に接続した。ＵＶ冷陰極ランプの波長域は３５０ｎｍから３９０ｎｍであり中心波長は３６５ｎｍ、その強度は距離１ｃｍにおいて１．３ｍＷ／ｃｍ２である。ランプが設置されている部分の板状光学部材の側面、上面は遮蔽体を取り付けた。冷陰極ＵＶランプの分光分布を図３０に示す。
このようにして得られた光学特性制御装置の概要を断面図として図３１に示す。図３１において、８０Ａ，８０Ｂは基板（光学活性層，ＵＶカットフィルム付きＰＥＴ板）、８１はアクリル角棒のスペーサー（反射膜付き）、８２は石英丸棒、８３はＵＶ光源である。
【０２５０】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において無色透明であった。また、太陽光下においても透明性を維持した。
次いでＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、蛍光灯を点灯すると直後から部材が赤紫色透明に変化し始め、１分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。蛍光灯を消灯すると２分程で元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。図３２に板状部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍでの非点灯時と点灯時の透過率の差を光源からの距離の関数として示す。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
本発明の光学特性制御装置及び板状光学部材を用いれば、物理的な遮蔽手段に依存することなく板状光学部材自体の光学特性の変化により、能動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能が発現する光学特性制御装置を得ることができる。また、能動制御手段は光であるため、大面積化、曲面形成等が容易である。そのため、家屋、オフィス、店舗の窓・ショーウインドウ、飛行機、自動車等移動手段の窓、アーケードや競技施設等の屋外施設の屋根、屋内の仕切り窓に対して、低コストで省エネルギーに有効であり、意匠性にも富んだ光学特性制御装置が得られる。
このように、本発明は能動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示が必要とされる幅広い応用分野においてその効果が期待でき、その産業上の使用可能性は非常に有用かつ広範なものである。
【図面の簡単な説明】
【０２５２】
【図１】本発明の板状光学部材における励起光の導光層透過を説明する概念図である。
【図２】本発明の板状光学部材における励起光の導光層透過と屈折を説明する概念図である。
【図３】本発明の板状光学部材における励起光の滲みだし光を説明する概念図である。
【図４】本発明の板状光学部材の実施の形態の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図６】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図７】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図８】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図９】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図１０】本発明の光学特性制御装置の実施の形態の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の光学特性制御装置における制御光の導入手法の一例を示す模式図である。
【図１２】ジアリールエテン系色素Ａの定常状態及び励起状態の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１３】実施例１で用いたアクリル板の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１４】実施例１で用いたＵＶ蛍光灯Ａの分光分布スペクトルを示すチャートである。
【図１５】実施例１で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図１６】実施例１で作製した板状光学部材の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１７】実施例１及び比較例１で作製した板状光学部材の透過率差と光源からの距離との関係を示すグラフである。
【図１８】色素Ｂの定常状態及び励起状態の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１９】実施例２で用いたアクリル板の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２０】実施例２で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図２１】実施例２で作製した板状光学部材の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２２】色素Ｃの定常状態及び励起状態の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２３】実施例５で作製した板状光学部材の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２４】実施例８で用いた石英板の各方向における透過スペクトルを示すチャートである。
【図２５】実施例８で用いたＵＶファイバーランプの分光分布スペクトルを示すチャートである。
【図２６】実施例８で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図２７】実施例１０で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図２８】実施例１２で用いたガラス保護フィルムの透過スペクトルを示すチャートである。
【図２９】実施例１３で用いたＰＥＴ板、ＵＶカットフィルム貼り付けＰＥＴ板の透過スペクトルを示すチャートである。
【図３０】実施例１３で用いた冷陰極ＵＶランプの分光分布スペクトルを示すチャートである。
【図３１】実施例１３で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図３２】実施例１３で作製した板状光学部材の非点灯時と点灯時の透過率差と光源からの距離との関係を示すチャートである。
【符号の説明】
【０２５３】
１，１Ａ，１Ｂ 導光層
２Ａ，２Ｂ 光学活性層
３Ａ，３Ｂ 基板
４Ａ，４Ｂ 励起光遮蔽層
５ ハードコート層
６ ＵＶカット層
１０ 励起光光源
１１ 縦割丸棒
１２ 丸棒
１３ 反射膜
２１ スライドシャッター
２２ 紫外可視フィルター付き光取り込み窓
２３ 集光系
２４ 反射系
３０ 板状光学部材
３１ 光取り込み窓
３２ シャッター
３３ 反射板
３４ 側面壁
５０ 板状光学部材
５１ ＵＶ蛍光灯
５２ 反射板
５３ 電源ボックス
６１Ａ，６１Ｂ アクリル板
６２ スペーサー
６３ 反射板
６４ ＵＶ蛍光灯
７０ 石英板
７０Ａ，７０Ｂ 研磨側面
７１ 光学活性層
７２ スリット
７３ ＵＶファイバーランプ
７４ 光源、電源
８０Ａ，８０Ｂ 基板
８１ スペーサー（反射膜付き）
８２ 石英丸棒
８３ ＵＶ光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動的に光学特性を変化させることが可能な光学特性制御装置、ならびに、それに用いられる板状光学部材に関する。詳しくは、励起光により光学特性が変化する活性システムを有する板状光学部材の側面より励起光を導入することにより、活性システムの光学特性を変化させて遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を発現させる光学特性制御装置とそれに用いられる板状光学部材に関する。
本発明はまた、この光学特性制御装置を用いた光学特性制御方法と、この板状光学部材を用いた透過光制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの目的のために、光学特性を能動的に変化させることについては、種々の手法、用途が検討されている。特に、近年、環境問題や省エネルギー、プライバシー保護の必要性の高まりもあって、遮光・調光・遮熱手段を有する窓材、屋根材、仕切り材等に対する必要性が求められている。これらのための手段としては、原始的にはカーテンやブラインド、シャッター等の物理的遮蔽を用いる手法がとられる。しかし、これらの手法では、未使用時における収納場所も必要となるし、頻繁な開閉が必要とされる用途に対しては多大な労力が必要となる。開閉を電動とすることも可能であるが、そのためには、窓材、屋根材、仕切り材等に加えて、電動装置を設置することが必要であり、装置が大型化する。また、カーテンやブラインド等では、例えば、窓を通して熱が内部に取り込まれるため、遮熱手段としての効率も低下する。
このようなことから、ビルや屋外施設、自動車等の設置場所に制約が大きい対象に対しては、窓材等と一体化して簡易に駆動できる遮光・調光・遮熱手段の開発が求められていた。
【０００３】
そのような手段の一つとして、温度により透明性が変化する材料を利用した手法が挙げられる。温度により透明性が変化する材料は古くから知られており、高温時に可視光に対する濁度が大きくなる材料を用いた遮光・調光・遮熱部材が提案されている。例えば、部材が曝される環境温度を利用すれば、材料が透明／白濁状態変化を起こす変化温度よりも環境温度が高いときには白濁状態となり、一方、環境温度が当該変化温度よりも低くなると透明性が自動的に回復され、高温時にのみ自動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を発現させることができる。これらの部材に発熱体及び／又は冷却体を付与すれば、環境温度に頼ることなく、より能動的に部材の濁度を変化させ、同様の機能を発揮させることもできる。
【０００４】
しかし、温度により制御する手法では、受動的に作動することからも理解できるように、環境温度の変化によって意図しない作動をしてしまう可能性があり、能動的制御方法としては制約がある。この問題を解決するために、変化温度を高く設定すれば、能動的に作動させることは可能となるが、夏場の日射下でも自発的に作動しないようにするためには８０℃を超えるような変化温度が必要となり、この結果、能動制御時に必要とされるエネルギーが高くなり、部材が高温に晒される問題があるとともに省エネルギーの目的には沿わない。利用目的が屋内用途であれば変化温度は３５℃程度でも可能であるが、能動制御のためには加熱手段として通常電極が必要であり、熱線を配設する手法では熱源が局所化し、部材を十分に加熱するには局所的にかなりの高温が必要になる。また、調光部材としては一定の光透過性が必要であることから、透明性のある電極としてＩＴＯのような高価な稀少金属を使用した透明導電膜を利用した場合は価格や製法の点で問題が生じる。
【０００５】
また、能動的光学特性制御の別の手法として、電気的手法により光学特性が変化するシステムを利用した手法が挙げられる。これらは主としてディスプレー用途として開発が進められた手法であり、各種の液晶効果、エレクトロクロミズム、エレクトロデポジッション、電気泳動等を利用した手法が実用化されている。これらについては、特許庁標準技術集Ｈ１６年度「電子ペーパー及びフレキシブルディスプレイ」等に概説がある。これらの手法は、主としてディスプレーとして実用化された手法であるが、遮光・調光効果を目的とした部材としての利用も提案されている（特許文献１，２）。
【０００６】
しかし、電気を利用した手法では電極が不可欠であり、特に遮光・調光効果を目的とした場合は透明性を有する状態も必要なことから、電極自体も透明であることが必要で、ＩＴＯのような高価な稀少金属を使用した透明導電膜が必要となり価格の点で問題がある。また、ＩＴＯの大面積膜を形成するには、真空成膜を利用する方法では生産性、コスト面で不利であり、湿式法による場合は高温熟成が必要で、プラスチックのように基材の温度耐性が高くない場合は利用できない。また、電気を利用した多くの手法では２枚の対抗電極がμメートルオーダーの間隔で対向している必要があり、大面積の部材を形成するには間隔制御、短絡防止の点で問題が多い。電極を１枚の基板上にパターンニングして水平方向の電極とすることも可能であるが、微細なパターン形成をする必要があり、特に面積が大きい場合に収率、コスト等に問題が生じる。さらに、電気を利用する方法では、面積が大きくなると流れる電流が大きくなり、発熱や安全性に問題がある。
【０００７】
一方、光学特性が変化する材料の例としては、光により特性が変化するフォトクロミズムが知られている。フォトクロミズムとは、一般的には紫外線を含む光放射に曝されたときの、フォトクロミック化合物、又はこのような化合物を含む物品の色の可逆的変化、及びこの紫外線放射の影響が中断されたときの、原色への転換に関する現象をいうが、広くは特定の光に晒されたとき原子、分子状態に変化が生じ、光学特性が可逆的に変化する現象を意味する。通常は、このような光学特性に変化を生じさせる程度の分子状態の変化を生じさせるためには、大きなエネルギーが必要であることから、エネルギーの高い紫外線が光学特性の変化を引き起こす光源となる場合が多い。フォトクロミズムの一般的な解説としては非特許文献１に概説がある。また、種々の型のフォトクロミック化合物によって示される色の可逆的変化（即ち、光の可視範囲（４００〜７００ｎｍ）における吸収スペクトルの変化）を担う一般的な機構が、非特許文献２に記載及び分類されている。
【０００８】
フォトクロミズムを利用した光学特性制御部材としては、例えば、紫外線感応サングラスが挙げられる。これはガラスをフォトクロミックガラスとしておき、夏場やスキー場の強い日差しの元ではガラスが着色して光透過率を低下させて目を保護するというものである。また、フォトクロミズムを利用した調光窓、光学特性調整部材も提案されている（特許文献３〜１０）。
【０００９】
フォトクロミズムを利用した調光窓としては、紫外線感応サングラスと同様、フォトクロミズムを示す物質を窓材上に形成し、一定の日射の下ではフォトクロミズム材料が着色して光透過率を低下させ調光機能を発現するというものが挙げられる。この用法は、基本的には受動的作動をするものであり、制御性に欠けるため、意図しない時に着色することや意図した時に着色しないことがあるという限界がある。このような着色挙動については能動的に制御できることが望まれる。
【００１０】
しかし、フォトクロミズムを利用して遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの目的のために光学特性を能動的に変化させることは本質的に問題がある。フォトクロミズムの場合は制御のための手段と制御される物性はいずれも光であり、サングラスの例からも分かるように、制御光と被制御光が通常同時に存在することになる。そのため、日差しが強く紫外線量が一定値を超えた場合に着色が生じるというような受動作動の場合は問題無いが、制御光の強度のみを任意に変化させることは通常できないため、能動的な制御ができない。制御光を可変的に吸収する手段をフォトクロミズム材料の外側に設けることも考えられるが、能動制御のためにはその手段が随時ＯＮ・ＯＦＦできる必要があり、その手段がフィルターのような物理的遮蔽手段の取り外しとなるならシャッターと変わらず、その手段が制御光の透過率を能動的に制御する手段であれば、直接被制御光の透過率を制御した方が簡便であり、わざわざプローブ光を介して別の光を制御する意味に乏しい。また、特許文献３に開示されているように、制御光を追加的に照射して作動させる手法も考えられるが、天然光の範囲内では作動せず、制御光が追加された場合のみ作動するようにするには、作動の閾光量として高い値を設定せざるを得ず、エネルギーの面で不利であるのみならず、照射装置が存在するため場所を取り視野が遮られる。また、制御光がとりわけ波長の短い紫外線の場合は、制御光が外部にある以上、人の目に入る可能性があり、健康上の問題も生じる。そのためフォトクロミズムを利用した手法も受動的な遮光・調光手段にとどまり、能動的な遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの目的のためには利用されていなかった。
【特許文献１】特開平９−１２００８８号公報
【特許文献２】特開平７−３０６３９４号公報
【特許文献３】特開平３−１８６８３６号公報
【特許文献４】特開平６−２２７８４４号公報
【特許文献５】特開平７−２４２７８６号公報
【特許文献６】特開平８−２２７８４４号公報
【特許文献７】特開平９−１５９８０１号公報
【特許文献８】特開平１０−１１４００７号公報
【特許文献９】特開２００４−３１５７２８号公報
【特許文献１０】特表２００４−５１１３６７号公報
【非特許文献１】「クロミック材料の開発」、市村國宏監修、シーエムシー、普及版、２０００年、ｐ３−３８
【非特許文献２】Ｊｏｈｎ Ｃ．Ｃｒａｎｏ「Ｃｈｒｏｍｏｇｅｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｐｈｏｔｏｃｈｒｏｍｉｃ）」Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，第４版、１９９３，ｐｐ．３２１−３３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる課題の解決のために成されたものであり、物理的遮蔽手段や電極（特に透明電極）を必要とせず、光により光学特性を変化させることが可能で、かつ能動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を行うことができる光学特性制御装置とそのための板状光学部材を提供することを目的とする。
本発明はまた、この光学特性制御装置を用いた光学特性制御方法と、この板状光学部材を用いた透過光制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、光により光学特性が変化する材料を有する板状光学部材に対して、その側面より制御光を板状光学部材内に導入して光学特性を制御することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
【００１３】
［１］ 励起光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記励起光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【００１４】
［２］ 復帰光に対する透過性を有する導光層と、励起光により光学特性が変化し、該復帰光により励起光によって変化した状態から初期状態に復帰する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記復帰光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【００１５】
［３］ 前記積層体が、前記導光層と光学活性層とを含んで形成される層の少なくとも片側に、前記励起光を遮蔽する励起光遮蔽層を有することを特徴とする［１］又は［２］に記載の光学特性制御装置。
【００１６】
［４］ 前記励起光及び／又は復帰光が自然光を利用したものであることを特徴とする［１］ないし［３］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００１７】
［５］ 前記励起光及び／又は復帰光の前記導光層への導入制御手段を有することを特徴とする［１］ないし［４］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００１８】
［６］ 前記励起光及び／又は復帰光が、前記板状光学部材の板面に対して低入射角度で導入されることを特徴とする［１］ないし［５］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００１９】
［７］ 前記板状光学部材の励起光及び／又は復帰光が導入される側面以外の側面は、該板状光学部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を該板状光学部材内へ反射する手段が設けられていることを特徴とする［１］ないし［６］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２０】
［８］ 前記板状光学部材が湾曲構造部分を含むことを特徴とする［１］ないし［７］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２１】
［９］ 前記板状光学部材の厚みに対する長さ方向の比が１０以上であることを特徴とする［１］ないし［８］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２２】
［１０］ 前記励起光及び／又は復帰光が発光ダイオード及び／又は半導体レーザーにより供給されることを特徴とする［１］ないし［９］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２３】
［１１］ 前記励起光及び／又は復帰光が近赤外域の光であることを特徴とする［１］ないし［１０］のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【００２４】
［１２］ ［１］ないし［１１］のいずれかに記載の光学特性制御装置を用いることを特徴とする光学特性制御方法。
【００２５】
［１３］ 励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が光を前記積層体内に導入するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【００２６】
［１４］ 励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が前記積層体内を進行してくる光を該積層体内に反射するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【００２７】
［１５］ 前記積層体が、励起光及び／又は復帰光を遮蔽する光遮蔽層を含むことを特徴とする［１３］又は［１４］に記載の板状光学部材。
【００２８】
［１６］ 前記積層体が、湾曲構造部分を含むことを特徴とする［１３］ないし［１５］のいずれかに記載の板状光学部材。
【００２９】
［１７］ 前記積層体が、積層面に対して垂直方向の可視光透過性を有する［１３］ないし［１６］のいずれかに記載の板状光学部材。
【００３０】
［１８］ ［１３］ないし［１７］のいずれかに記載の板状光学部材に、その側面より励起光及び／又は復帰光を導入することによって前記光学活性層の光学特性を変化させ、該板状光学部材の前記積層体の積層面に垂直方向の可視光及び／又は近赤外光の透過率を変化させることを特徴とする透過光制御方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、光を制御手段として利用して、光学特性を能動的に制御することが可能な光学特性制御装置が提供される。即ち、本発明によれば、制御手段とする光を板状光学部材の側面から導入することにより、従来のフォトクロミズムを用いた手法では困難であった能動的制御が可能となる。これにより、熱や電気的制御の場合において必要となる電極が不要となり、構成、製造手段の簡素化、光学特性制御のための板状光学部材の大面積化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の代表例であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。
【００３３】
＜光学特性制御装置、板状光学部材及び作動原理＞
本発明の光学特性制御装置は、励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材を有する。この板状光学部材は、調光装置において視認される面状体を構成し、窓でいうところのガラス板に相応するものであって、板面に垂直方向の光学特性（透過率、反射率、散乱特性等）の変化が遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等に利用される。
【００３４】
本発明における励起光とは、後述の光学活性システムを不活性環境（２５℃、暗室内）における状態（定常状態）から、光学特性が変化した状態（励起状態）に移行させる光を意味し、復帰光とは励起状態を定常状態に移行させる光を意味する。公知の光学活性システムの多くは、定常状態で無色であり励起状態で着色するが、本発明においては逆であっても構わず、着色状態から着色状、透明から白濁あるいはその逆、透過性から反射性あるいはその逆等であっても構わない。
【００３５】
本発明において制御光とは板状光学部材に側面から導入され、その導入が任意に制御される励起光、復帰光を意味する。
【００３６】
また、本発明における被制御光とは、光学活性システムの光学特性が変化した結果、影響を受ける光である。光学活性システムが励起状態で着色状態に移行する場合は、着色に対応した波長域の光が被制御光となり、光学活性システムが励起状態で散乱状態に移行する場合は、散乱される波長域の光が被制御光となる。
【００３７】
本発明の基本構成及び作動タイプの一つとしては、定常状態が無色であり、励起状態で着色する光学活性システムを利用するものが挙げられる。この場合、本発明の板状光学部材は、かかる光学活性システムを含む光学活性層を含んで形成され、定常状態において透明性を有する。ここで、板状光学部材の側面から励起光を導入することにより、励起光が導光層を透過して光学活性システムに到達し、これを励起状態にすると板状光学部材の光学特性が変化し、板状光学部材の面に垂直方向における光透過率の低下や、板状光学部材の表面の色調を変化が発現する。これにより遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を発揮できる。
【００３８】
本発明の光学特性制御装置においては、このように励起光及び／又は復帰光が板状光学部材の側面から導入され機能が発現するが、励起光及び／又は復帰光に対応する光の板状光学部材の垂直方向からの寄与、光学活性システムの定常状態、励起状態の光学特性、遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等、目的とする機能により、構成や発現形態を調整することができる。
以下、板状光学部材を構成する積層体、板状光学部材、光学特性制御装置について詳細に説明する。
【００３９】
＜積層体＞
本発明における板状光学部材に含まれる積層体は、導光層と、光学活性システムを有する光学活性層とを有する。積層体は板状光学部材を構成する主要な部材であり、好ましくはさらに励起光遮蔽層を含んで形成され、また、その他の層を含んでいても良い。
【００４０】
＜導光層＞
導光層は、本発明に係る励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有するものである。本発明では、板状光学部材の側面から励起光及び／又は復帰光が導入されて導光層中を伝搬することが予定されているので、導光層はこの導光層内を透過する光の吸収が低く、透過性が高いことが好ましい。導光層の制御光に対する透過性としては、板状光学部材の大きさに応じて、側面から導入された励起光及び／又は復帰光が部材の中心まで光学活性システムを励起できる強度を持って到達できれば良い。導光層の光透過性の程度としては、具体的には、励起光及び／又は復帰光の波長域における単位長さあたりの吸光度（Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）として１／ｃｍ以下、好ましくは０．１／ｃｍ以下、さらに好ましくは０．０１／ｃｍ以下、特に好ましくは０．００５／ｃｍ以下、理想的には物質固有の吸収が無視できる程小さいことである。単位長さあたりの吸光度が高過ぎると、光が吸収され到達距離が短くなるため、板状光学部材の大きさに制約が生じる。
【００４１】
本発明の板状光学部材を遮光・調光・遮熱・隠蔽用として利用する場合は、板状光学部材の面に垂直な方向に対して被制御光が透過することが予定される。そのために、導光層は、被制御光に対する一定の透過性を有する必要がある。導光層の被制御光に対する透過性としては、被制御光の波長域における単位長さあたりの吸光度（Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）として２０／ｃｍ以下、好ましくは１０／ｃｍ以下とすることができる。単位長さあたりの吸光度が高過ぎると、被制御光が殆ど吸収され、透過を目的とした状態での透過率が極めて低くなるので、調光する意味が低減する。ただし、被制御光は積層体の厚み方向を進行するので、側面から導入されて面内方向を通過する制御光と比較して導光層中を通過する距離は短いので、導光層には制御光に対して必要とされるような高い光透過性は不要である。また、積層体における被制御光の透過率は目的とする機能に応じて変化させることが好ましく、一定の吸収を導光層に意図的に付与して、光学活性システムの光学特性変化に重畳させて、目的とする光学特性変化を実現することもできる。
【００４２】
制御される光学特性が反射特性であり、被制御光が光学活性層に対して導光層と反対側面から入射して光学活性層で反射される場合は、被制御光は導光層中を通過しないので、導光層の被制御光の透過性に対する制約は生じない。
【００４３】
導光層は制御光の伝搬性を高めるため、屈折率が積層体の他の層に対して一定の範囲にあることが好ましい。導光層の屈折率の値は相対的に決定されるもので、導光層のみで決定できるものではないが、好ましくは１．１以上、２以下である。
【００４４】
導光層を形成する物質としては、本発明における要件を満たせば特に制約は無い。また、制御光と被制御光の種類に応じて好適な物質は変化する。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、水、水溶液、有機液体などの液体材料、空気や窒素、二酸化炭素等のガス、さらには真空等であっても良い。また、高分子系材料として、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。これらの高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００４５】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【００４６】
導光層の厚みは、制御光が光学活性層に有効に到達できるように設定することが好ましい。導光層がある程度の厚みがあれば側面から導入した制御光が光学活性層に直達することができ、制御光の利用効率は高くなる。導光層の厚みが薄い場合であっても、制御光の入射角が積層体の面に対して低い角度に制御されていれば、光学活性層に直達させることができる。導光層が薄い場合は、制御光を反射させて伝達させる方法を採用すると、制御光の到達距離を大きくすることができ、大面積化に対しては好適である。
【００４７】
導光層の厚みは好ましくは２０ｃｍ以下、より好ましくは２ｃｍ以下、さらに好ましくは１ｃｍ以下、特に好ましくは５ｍｍ以下である。導光層が厚くなりすぎると積層体の厚み、導光層の材料によっては重量も増加する。そのため角度制御、反射伝搬方式を利用して、制御光が活性システムの光学特性を変化させうるだけの強度をもって光学活性層に到達できる限度で薄くすることが好ましい。なお、導光層の厚みの下限には特に制限はないが、通常１μｍ以上である。
【００４８】
導光層は、機械的強度を有し、外形を維持するための構造体（以下基板と称する）と兼用されていても良い。基板を使用することにより積層体が形状自立性を有するようになり、応用範囲が広くなる。そして基板を有する構成において、導光層の機能を当該基板に持たせることにより導光層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
【００４９】
基板としては、導光層に必要な特性を満たした上で一定の機械的強度を有していれば種々の物質が使用できる。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、また、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００５０】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【００５１】
導光層と兼用される基板の厚みとしては、制御光が光学活性層に有効に到達できるようにすることが好ましい。ある程度の厚みがあれば側面から導入した制御光が光学活性層に直達することができ、制御光の利用効率は高くなる。厚みが薄い場合であっても、制御光の入射角が積層体の面に対して低い角度に制御されていれば、光学活性層に直達させることができる。導光層が薄い場合は、制御光を反射させて伝達させる方法を採用すると、制御光の到達距離を大きくすることができ、大面積化に対しては好適である。導光層が厚くなりすぎると、積層体の厚み、重量も増加する。そのため角度制御、反射伝搬方式を利用して、制御光が活性システムの光学特性を変化させうるだけの強度をもって光学活性層に到達できる限度で薄くすることが好ましい。ただし、導光層が薄すぎると基板としての強度が維持できなくなる。この場合の導光層の厚みは、好ましくは２０ｃｍ以下、より好ましくは２ｃｍ以下、さらに好ましくは１ｃｍ以下、特に好ましくは５ｍｍ以下である。また、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは１ｍｍ以上、特に好ましくは２ｍｍ以上である。
【００５２】
導光層は機械的強度を有し、自立性を維持するためのフィルム（以下フィルム又は基材と称する）と兼用されていても良い。フィルムを使用することにより、積層体が自立性を有するようになり、取り扱いが容易となり応用範囲が広くなる。そしてフィルムを有する構成において、導光層の機能を当該フィルムに持たせることにより、導光層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
【００５３】
フィルムとしては、導光層に必要な特性を満たした上で一定の機械的強度を有していれば種々の物質が使用できる。例えば、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００５４】
これらの中で好ましい物質は、各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【００５５】
導光層と兼用されるフィルムの厚みとしては、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｃｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以下である。また、好ましくは０．００１ｍｍ以上、より好ましくは０．０１ｍｍ以上、さらに好ましくは０．０２ｍｍ以下、特に好ましくは０．０５ｍｍ以上である。これよりも厚くなりすぎると、フィルムとしての性能が損なわれ積層体の厚み、重量も増加する。また、薄すぎるとフィルムとしての強度が維持できなくなる。
【００５６】
導光層は、必要に応じて異なる物質の積層体によって形成されていても良い。例えば、屈折率の異なる層を積層することにより制御光の伝搬を制御したり、機械的構造の異なる層を積層することにより強度を持たせたり、熱伸縮特性を制御したりすることができる。また、表層側に粘着性や接着性、各種気体の透過や遮断性を有する層を設けることにより、機能を付与することもできる。さらには、被制御光の強度、色調を制御する層を含んで形成することにより、光学的外観を調整することもできる。
【００５７】
導光層はまた必要に応じて他の物質を含んでいても良い。例えば、耐候性向上、耐光性向上、保存特性向上、色調調整、色安定性向上、光学特性変化促進、光学特性繰り返し性向上等の目的に応じて、添加剤やフィラー等を加えることができる。加えられる添加剤、フィラーとしては、酸化防止剤、ラジカル補足剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、色素、還元剤、構造補強材等が挙げられる。また、制御光を散乱させて光学活性層の方向へ導くための拡散粒子を入れることもできる。この拡散粒子は制御光に対する吸収が小さいことが好ましい。また、積層体が遮光目的の板状光学部材、光学特性制御装置に利用される場合は、被制御光に対する吸収が大きすぎないことが好ましく、透過性が必要とされる場合は被制御光に対する散乱も小さいことが好ましい。
【００５８】
導光層の製法としては特に制約はなく、導光層の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。導光層が基板やフィルムと兼用されている場合は、基板やフィルムの一般的な製法が利用できる。導光層が基材やフィルムの上に形成される場合は、基材やフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成することができる。導光層が積層体構成となっている場合は、逐次塗布やラミネート、共押し出し等の手法で形成することができる。導光層が空気の層を含んで形成される場合は、２枚の平面状部材に挟まれた空間を形成することにより導光層が構成される。導光層が液体や特定種類の気体、あるいは真空の層を含んで形成される場合は、２枚の平面状部材に挟まれた空間を形成し、さらに側面部分をシールして閉鎖空間を構築し、気密保持性を有するように構成する必要がある。
【００５９】
＜光学活性層＞
光学活性層は、励起光により光学特性が変化する光学活性システムを有する層である。
励起光により光学特性が変化する光学活性システムは、励起光により光学特性が変化すれば特に制約はない。広く使用されるのは各種のフォトクロミック材料である。
【００６０】
フォトクロミック材料としては、有機フォトクロミック材料として、例えば、以下のものが挙げられる。
クロメン（ｃｈｒｏｍｅｎｅ）、例えば、ナフトピラン、ベンゾピラン、インデノナフトピラン、フェナントルピラン；
スピロピラン、例えば、スピロ（ベンズインドリン）ナフトピラン、スピロ（インドリン）ベンゾピラン、スピロ（インドリン）ナフトピラン、スピロ（インドリン）キノピラン、スピロ（インドリン）ピラン；
オキサジン、例えば、スピロ（インドリン）ナフトキサジン、スピロ（インドリン）ピリドベンゾキサジン、スピロ（ベンズインドリン）ピリドベンゾキサジン、スピロ（ベンズインドリン）ナフトキサジン、スピロ（インドリン）ベンゾキサジン；
水銀ジチゾネート、フルギド、フルギミド（ｆｕｌｇｉｍｉｄｅ）；
ジアリールエテン及びその誘導体；
ポリジアセチレン及びその誘導体；
上述したようなフォトクロミック化合物の混合物；
【００６１】
このようなフォトクロミック化合物は、米国特許第５，６４５，７６７号、同第６，１５３，１２６号及び同第６，２９６，７８５Ｂ１号の第３０欄、第４４行〜第３１欄、第５行に記載される。近赤外域の光で活性化される有機フォトクロミック材料としては例えば、公開特許公報２００４−３１５７２８号公報に記載されているような４，４’−ビピリジン誘導体が挙げられる。
【００６２】
これらの材料は１種を単独で用いても良く、２種以上を混合して用いても良い。
【００６３】
光学活性層中におけるフォトクロミック材料の量は、フォトクロミック材料として機能し、目的とする光学特性を得ることができれば特に制約はない。最も高濃度の場合は、フォトクロミック材料単独で層を形成することも可能である。高分子マトリックス中にフォトクロミック材料を混合させて光学活性層とする場合のフォトクロミック材料の濃度は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは１重量％以上、特に好ましくは２重量％以上である。また、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、特に好ましくは２０重量％以下である。この濃度が低すぎると、被制御光の十分な光学特性変化が得られない場合がある。逆に、この濃度が高すぎるとマトリックスの強度が低下したり、光学特性変化挙動が低下することがある。
【００６４】
無機のフォトクロミック材料としては、ポリオキソモリブデンクラスター錯体、カルコゲナイドガラス、ハロゲン化銀化合物等が挙げられる。また、前述の特許文献４、特許文献６、非特許文献２に例示されたものが挙げられる。
【００６５】
フォトクロミック材料の他に励起光により光学特性が変化する活性システムとしては、光導電材料等が挙げられる。また、励起光により特定の物性値が変化した結果として光学特性が変化する物質もある。例えば、励起光により光学活性システムの温度が上昇した結果、温度変化により光学特性が変化する系が挙げられる。このような系においては、通常の温度感応型調光素子に用いられる素材が用いられる。この場合、熱効率を向上させるため、励起光を吸収する材料を光学活性層に添加することが好ましい。さらに、かかる活性システムの別の例としては、感光ゲルや光によって分子、粒子の移動、配向が生じ、結果として光学特性が変化する系も挙げられる。
【００６６】
光学特性の変化は、励起光により変化が生じれば良く、定常状態への復帰については、目的に応じて異なるものが使用できる。熱的に不安定なシステムでは、照射時のみ励起状態への変化が生じているので、励起光を照射している間だけ光学特性を変化させることができ、照射を中止すると速やかに定常状態になるので応答性の速い光学特性制御装置が得られる。熱的に安定なシステムでは、一旦照射すると光学特性が変化した状態が維持されるので、励起光を切ってもしばらくは変化状態が続くことから、励起光の照射が間欠的で良いため、エネルギー消費の点で有利である。光学的にのみ復帰するシステムでは復帰光が必要となるが、すべてを光で制御できるため好ましい。また、オン、オフの時点でのみ励起光ないし復帰光を照射すれば良いので、エネルギー的にも有利である。
【００６７】
光学活性システムにより制御される光学特性としては、透過率、反射率、散乱特性、ヘイズ等が挙げられる。例えば、透過率、反射率を制御することにより、機械的手法、電気的手法に依存しない遮光、遮熱装置を得ることが可能となる。また、散乱、ヘイズを制御することにより、明るさを損なうことなく遮蔽機能を発現するプライバシー保護装置が得られる。光学特性の変化は全波長域で均一である必要はなく、必要に応じて特定の波長とすることも可能である。可視の透過率、反射率を選択的に制御することにより機械的手法、電気的手法に依存しない遮光、遮熱、表示装置を得ることが可能となり、可視の特定の波長の透過率、反射率を選択的に制御することにより遮光、遮熱に加えて色調調整や表示が可能な装置を得ることができる。近赤外域を選択的に制御すれば視認される色調に変化を与えることなく、夏季には熱線を遮断し、冬季には透過させる、といった熱線制御装置を得ることが可能となる。制御される特性として好ましい光学特性は、光学特性制御装置の用途によって異なるが、調光や遮熱目的の場合は、光学活性層に垂直な方向の光の透過率あるいは反射率、特に好ましくは透過率である。
【００６８】
光学特性の変化の範囲は特に制限はなく、必要に応じて調整することができる。例えば、目的とする被制御光の透過率の範囲としては０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。明るさを必要とする用途では上限を高くし、遮蔽を重視する場合は下限を低くすれば良い。これらは、光学活性層の厚み、活性層中の光学活性材料の含有量、により変化させることが可能であり、さらには励起光の強度等によって連続的に変わりうるので、段階的に調光（チューニング）させることも可能である。
【００６９】
目的とする被制御光の反射率の範囲としては例えば、０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。
【００７０】
目的とする被制御光のヘイズの範囲としては０〜１０とすることや、０〜３０、０〜５０あるいは５から５０とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。ヘイズの場合は、隠蔽を必要としない状態においては透明性が高い方が開放感があるため下限は５以下とすることが好ましい。隠蔽目的を十分に発現させるためには上限は３０以上であることが好ましい。
【００７１】
励起光としては、制御光として光学活性システムの制御に使用されうる光であれば特に制約はないが、使用される光学活性システムの励起波長に対応している必要がある。波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が利用されうる。
【００７２】
本発明において紫外光とは波長４００ｎｍ以下の光、赤外光とは波長７００ｎｍ以上１０００μｍ以下の光、近赤外光とは赤外光のうち波長７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の光を指す。
【００７３】
紫外光と近赤外光を含む赤外光は不可視であることから、積層体の色や励起光のオンオフによる外観の変化を考慮する必要がないため好ましい。ただし、本発明においては、後述の励起光遮蔽層を設けることができ、励起光が可視光であっても外部への励起光の漏れや外部からの励起光に対応した環境光の照射の影響を調整できるため、可視光を用いることは妨げられない。紫外光はエネルギーが高く光学活性システムの選択の余地が大きいため好ましい。近赤外光は不可視であり励起光遮蔽層を設けても積層体の無色透明性を維持できるため好ましい。光学活性システムが特定の波長域の光に対して応答する場合は制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムを活性化できる成分が多い方が効率的な励起が可能であり、活性化できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【００７４】
復帰光としては制御光として光学活性システムの制御に使用されうる光であれば特に制約はないが、使用される光学活性システムの復帰波長に対応している必要がある。波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が利用されうる。紫外光と近赤外光を含む赤外光は不可視であるため、積層体の色や復帰光のオンオフによる外観の変化を考慮する必要がないため好ましい。ただし、本発明においては、光学的外観を調整する層を設けることができるため、復帰光が可視光であっても外部への復帰光の漏れや、復帰光に対応した環境光の照射の影響を調整することが可能であるため、可視光を用いることは妨げられない。また、復帰光を被制御光と重なる波長とすることにより、その強度を大きくし、復帰を容易にすることもできる。紫外光はエネルギーが高く光学活性システムの選択の余地が大きいため好ましい。近赤外光は不可視であるため好ましい。
光学活性システムが特定の波長域の光に対して応答する場合は、制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムが応答できる成分が多い方が効率的な復帰が可能であり、応答できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【００７５】
光学活性層は光学活性システム単独の層として形成することができる。フォトクロミック材料を光学活性システムとして使用する場合は、例えば、これらの物質を蒸着やスパッタリングのような製膜法を用いて基板上に製膜することにより形成することができる。
また、光学活性層は光学活性システムを含む層として形成することもできる。この場合はマトリックス成分として存在する物質が機械的強度や耐候性を補強する役割を果たしたり光学活性システムを好適に保持する機能を果たすこともできるため好ましい。例えば、一部の光学活性システムにおいてはガラス転移温度（Ｔｇ）の低い高分子マトリックスの存在が光学特性変化の発現のために必要ともなっている。
【００７６】
マトリックス材料としては光学活性システムが機能すれば特に制約は無い。また、制御光と被制御光の種類に応じて好適な物質は変化する。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、水、水溶液、有機液体などの液体材料、空気や窒素、二酸化炭素等のガスであっても良い。また、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【００７７】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール誘導体ポリマー、低Ｔｇのアクリルエステル系ポリマー、低Ｔｇのポリビニルアルコール誘導体ポリマー、及びこれらの共重合ポリマー（ユニットとしてポリエチレン、ポリプロピレンを含んでいても良い）である。
【００７８】
光学活性層の厚みは、光学特性変化の目的を達成でき、制御光が有効に利用されるようにすることが好ましい。光学活性層が厚すぎると、制御光が光学活性層の内の一部のみを励起するだけで減衰してしまい、光学活性層に無駄な部分が生じる。光学活性層が薄すぎると、制御光が光学活性層で吸収しきらずに透過していくようになり、制御光の利用効率が低下する。また、光学特性変化が小さくなり、被制御光の制御範囲が小さくなる。光学活性層の厚みは、光学活性層が光学活性システム単独の層として形成されている場合においては、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、更に好ましくは２μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下である。また好ましくは０．００１μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上、更に好ましくは０．０５μｍ以上、特に好ましくは０．１μｍ以上である。また、光学活性層が、光学活性システムがマトリックス中に含有されている層として形成されている場合においては、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは１ｍｍ以下、特に好ましくは０．１ｍｍ以下である。最も好ましくは０．０３ｍｍ以下である。また、好ましくは０．００１ｍｍ以上、より好ましくは０．００５ｍｍ以上である。
【００７９】
光学活性層は基板と兼用されていても良い。基板を使用することにより、積層体が形状自立性を有するようになり、応用範囲が広くなる。そして、基板を有する構成において、光学活性層の機能を当該基板に持たせることにより、光学活性層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
この場合の基板としては、光学活性を発現できるものであれば、基板が導光層を兼用する場合と同様の種々の物質が使用でき、厚み等の範囲もそれに準ずる。
【００８０】
また、光学活性層はフィルムと兼用されていても良い。フィルムを使用することにより、積層体が自立性を有するようになり、取り扱いが容易となり応用範囲が広くなる。そして、フィルムを有する構成において、光学活性層の機能を当該フィルムに持たせることにより、光学活性層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
この場合のフィルムとしては、光学活性を発現できるものであれば、フィルムが導光層を兼用する場合と同様の種々の物質が使用でき、厚み等の範囲もそれに準ずる。
【００８１】
光学活性層は必要に応じて他の物質を含んでいても良い。例えば、耐候性向上、耐光性向上、保存特性向上、色調調整、色安定性向上、光学特性変化促進、光学特性繰り返し性向上等の目的に応じて、添加剤やフィラー等を加えることができる。加えられる添加剤、フィラーとしては、酸化防止剤、ラジカル補足剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、色素、還元剤、構造補強材等が挙げられる。
【００８２】
光学活性層は必要に応じて異なる物質の積層体によって形成されていても良い。例えば、光学活性システムが異なる層を積層することにより制御光に対する光学特性変化の挙動を変えることができる。また、機械的構造の異なる層を積層することにより強度を持たせたり、熱伸縮特性を制御したりすることができる。さらに表層側に粘着性や接着性、各種気体の透過や遮断性を有する層を設けることにより機能を付与することもできる。さらには被制御光の強度、色調を制御する層を含んで形成することにより、光学的外観を調整することもできる。
【００８３】
光学活性層の製法としては特に制約はなく、光学活性層の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。光学活性層が基板やフィルムと兼用されている場合は基板やフィルムの一般的な製法が利用できる。光学活性層が基材やフィルムの上に形成される場合は、基材やフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成することができる。光学活性層が積層体構成となっている場合は、逐次塗布やラミネート、共押し出し等の手法で形成することができる。光学活性層が液体の層を含んで形成される場合は、２枚の平面上部材に挟まれた空間を形成し、さらに側面部分をシールして閉鎖空間を構築し、気密保持性を有するように構成する必要がある。
【００８４】
＜光伝搬用積層構成−外部反射型層構成＞
本発明における積層体においては、導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より低くなるように形成するのが好ましい。本発明においては、励起光及び／又は復帰光は板状光学部材の側面より導入され、光学活性システムの光学特性を変化させる。制御光（励起光及び／又は復帰光）は、指向性が高く、入射の角度が良く制御されていれば、光学活性層に直接照射され、光学活性層内の光学活性物質の光学特性を変化させる（図１参照）。しかし、光学特性制御装置の形態によっては積層体の厚みが薄いことが好まれることがあり、特に窓材として利用される場合は、全厚の薄さが要求される。その結果として導光層の厚みも薄くなり、直射のみに依存すると部材の面積が大きい場合は入射角が極めて小さく狭い範囲に制御されるとともに、光学特性の変化の程度をそろえるために制御光の強度の角度分布を精密に制御することが必要になってくる。
【００８５】
一方で、直射光のみによらず、導光層と導光層に隣接する層との界面における反射を利用する手法がある。これによれば、何回かの反射を繰り返して励起光及び／又は復帰光がより遠距離まで到達するので、部材の厚み減少、大面積化の観点から好ましい。導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より低ければ、層の界面において外部反射が生じ、一部の光は屈折して隣接層内に侵入し、一部の光は反射して導光層内に戻される（図２参照）。この反射率、透過率は各層の屈折率、吸収率、光の入射角、偏光によって決定される。これらは光学に関する一般的な解説書、例えば、「薄膜ハンドブック」、日本学術振興会編、オーム社、第１版第６刷、１９９５年、「光学薄膜の設計・作製・評価技術」、小倉繁太郎監修、技術情報協会、２００１年、等に記載されている。
【００８６】
界面における反射率としては、概略の傾向として、入射角が大きい（光の進行方向が積層体平面により平行的）場合は、反射率が高くなり、これは屈折率の差が大きいほど高くなる。屈折率の差はそれぞれの層の屈折率の比が反射率、透過率に影響する。導光層の屈折率に対する導光層に隣接する層の屈折率の比は好ましくは１．０１以上、より好ましくは１．０２以上、特に好ましくは１．０３以上である。また、好ましくは１０以下、より好ましくは２以下、特に好ましくは１．２以下である。屈折率の比が小さいと、光の殆どが界面で透過してしまい、反射を繰り返してより遠方に伝搬するという効果が小さくなる。屈折率の比が大きくなると、反射率は高くなるが、屈折して透過する光の割合が低下して光学活性システムに到達する光の割合が低下する。
【００８７】
反射率の値としては、反射の繰り返しの結果、積層体全面に励起光が到達できるようになっていれば良く、それは積層体の大きさや厚みで変化するが、好ましくは主たる入射角の光に対して５０％以上であることが好ましく、特に好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上である。また、９９％以下、特に９５％以下であることが好ましい。反射率が高すぎると屈折する光が減少し、光学活性システムに到達する光の割合が低下する。反射率が低すぎると、初期の反射で大半の光が導光層外にでてしまうため、遠方の光学活性システムに到達する光の割合が低下し着色ムラが生じる。
【００８８】
屈折した光は積層厚み方向に対して一定の角度を持って進行し、光学的相互作用を受けなければ積層体の表面から外部へ放出されることになる。積層体が光学活性層を含んでいると、光学活性層で吸収され光学特性を変化させる。光学活性層の厚みは光学活性物質の量、吸収強度に応じて屈折した光が有効に吸収される厚みとすることが好ましい。屈折した光は積層厚み方向に対して進行していくことから、光学活性層の位置は導光層に隣接している必要はなく、間に別の層を挟んでいても良い。この場合、間に存在する層は励起光及び／又は復帰光を吸収しないことが好ましい。
【００８９】
反射した光は入射場所で反射され、入射した際とほぼ同一の角度を持って導光層の反対側界面かつ入射側面からより遠方に向けて進行する。反対側界面が同一の構成を有していれば、ここでも一部が透過して屈折光となり、一部はさらに反射して再び反対側の界面かつさらに遠方へ向けて進行する。これを繰り返すことによって、部材の厚み、ひいては導光層の厚みが薄く、部材の面積が大きくても、側面からの光導入で部材内全体に励起光を誘導することが可能となる。一方の界面は金属膜のように反射性物質を形成して反射率を高くし、励起光の到達距離をより高くすることも可能である。この場合でも、金属膜の厚みを極薄くして、ハーフミラーレベルにすることにより窓材として利用することが、尚可能である。
【００９０】
より好ましくは、導光層の両側に光学活性層を設ける構成である。これにより制御光がより有効に利用され、積層体全体としての光学特性変化も大きくすることが可能となる。光学活性層の配置形態や種類は同一であっても異なっていても良い。同一とすれば素材や製法を共通にできるためコスト面で有利であり、制御光や光学特性変化が共通するので、設計を最適化することも容易になり、制御光の有効活用、光学特性変化の最大化が図れる。一方で異なる構成とすれば、例えば、色調や変化速度の異なる光学活性物質を両側の層に分けて配置することにより、色合いやその変化速度を目的に応じて設計することが可能となる。
【００９１】
＜光伝搬用積層構成−内部反射型層構成＞
本発明における積層体においては、導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より一定の条件を満たすように高く形成することもできる。本構成も直射光のみによらず、反射の繰り返しにより制御光を伝搬させるものであるが、反射は導光層と導光層に隣接する層との界面における全反射（内部反射）を利用する手法である。これによれば何回かの反射を繰り返して励起光及び／又は復帰光がより遠距離まで到達するので、外部反射を利用する場合と同様、部材の厚み減少、大面積化の観点における利点がある。導光層の屈折率が導光層に隣接する層の屈折率より高ければ、入射角が一定の値以上において層の界面において全反射が生じ、すべての光は導光層内に反射される。反対側も同じ構成であれば、再び全反射が生じて光は理論上は無限に伝搬していく。全反射の生じる角度は導光層と導光層に隣接する層の屈折率、光の入射角、偏光によって決定される。これらは全反射に関する一般的な解説書、例えば、Ｎ．Ｊ．Ｈａｒｒｉｃｋ、「ＩＮＴＥＲＮＡＬ ＲＥＦＬＥＣＴＩＯＮ ＳＰＥＣＴＲＯＳＣＯＰＹ」、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９６７等に記載されている。
【００９２】
全反射の生じる入射角としては、入射角が大きい（光の進行方向が積層体平面により平行的）場合は、全反射しやすく、これは屈折率の差が大きいほど高くなる。屈折率の差は屈折率の比として反射率、透過率に影響する。導光層に隣接する層の屈折率に対する導光層の屈折率の比は励起光、復帰光の入射角によって変わりうるが、好ましくは１．０１以上、より好ましくは１．０２以上、特に好ましくは１．０３以上である。また、好ましくは５以下、より好ましくは２以下、特に好ましくは１．５以下である。屈折率の比が小さいと全反射の生じる入射角の範囲が小さくなり、制御光の入射角を精密に制御する必要が生じる。屈折率の比が大きくなると全反射は生じやすいが、後述のように侵入深さが小さくなり光学活性層の有効厚みが減少する。
【００９３】
全反射した光は、積層厚み方向に対して一定の角度を持って全反射を繰り返しながら導光層内部を反射しながら進行し、積層体の反対側面に到達して反射して内部へ戻るか、積層体外部へ放出されることになる。そのため、部材の厚み、ひいては導光層の厚みが薄く、部材の面積が大きくても、側面からの光導入で部材内全体に励起光を誘導することが可能となる。
【００９４】
光は、導光層の界面で全反射し、減衰を受けること無く反射を繰り返しながら進行する。従って、導光層に励起光及び／又は復帰光に対する吸収がなければ、光の減衰は一見生じない。しかし、全反射に際しては低屈折率層側に一定の強度の光が滲み出る。この滲みだし光（エバネッセント波）により吸収が生じ、全反射している光に吸収が生じる。これは、全反射吸収分光法において広く利用されている原理である。そのため、導光層に光学活性層が隣接していると、滲みだし光（エバネッセント波）により光学活性層中の光学活性物質による吸収が生じる。そこで光学活性層を導光層に対して低屈折率で隣接させておくことにより、エバネッセント波で光学活性システムの光学特性を変化させることが可能となる（図３参照）。光学活性層の厚みは光学活性物質の量、吸収強度に応じて変化するが、エバネッセント波の存在深さは通常波長程度であるから、波長の数倍程度あれば十分である。エバネッセント波は進行波ではないため、界面から離れた層には励起光は到達しない。そのため、エバネッセント波が存在しない位置の光学活性層は光学特性変化には寄与しないが、製造工程上の便宜があれば厚くしても問題はない。また、制御光が外部に放出されるのを防ぐ意味での制御光遮蔽層は不要となる。
【００９５】
光学活性層は少なくとも導光層の一方の側に隣接して形成されていれば良い。光学活性層が形成されていない側の界面は全反射条件を満たし制御光に対して吸収性を有さない構成としておくことにより、制御光を全反射させることができ、制御光をロスすることなく伝搬させることができる。より簡便には空気と隣接させることも可能である。また、金属膜のような反射性物質を形成して反射率を高くすることも可能である。この場合でも、金属膜の厚みを極薄くしてハーフミラーレベルにすることにより、窓材として、利用することが尚可能である。
【００９６】
積層体全体としての光学特性変化を大きくしたい場合は、導光層の両側に光学活性層を設ける構成とすることが好ましい。これにより励起光により励起される光学活性層の厚みが２倍になり、光学特性変化を大きくすることが可能となる。光学活性層の配置形態や種類は同一であっても異なっていても良い。同一とすれば素材や製法を共通にできるため、コスト面で有利であり、制御光や光学特性変化が共通するので、設計を最適化することも容易になり、制御光の有効活用、光学特性変化の最大化が図れる。一方で、異なる構成とすれば、例えば、色調や変化速度の異なる光学活性物質を異なる層に配置することにより、色合いやその変化速度を設計することが可能となる。
【００９７】
＜光伝搬用積層構成−散乱併用導光層利用構成＞
本発明における積層体においては、導光層を制御光に対して一定の散乱を有するものとすることにより、制御光を光学活性層に導くこともできる。板状光学部材の側面から入射された制御光は、直射、外部反射、内部反射により導光層内を進行するが、導光層が制御光に対して一定の散乱性を有していれば、一部の光は散乱され進行方向が変化する。進行方向が変化した光の一部は導光層の外部に放出され、光学活性層に到達する。特に、内部全反射との組み合わせでは、伝搬効率を高く保った上で、制御光が到達する範囲がエバネッセント波の範囲に制限されるという内部反射利用方式の限界を克服することができるため好ましい。このような導光層の例としては、例えば、ビーズ入りアクリル導光板「パネビー」（（株）きもと社製）のような物が利用できる。散乱の程度は光の伝搬と導光層外への一定の放出がバランスするようにすることが好ましい。散乱が強すぎると導光層中を光が実質的に進行しなくなり、弱すぎると散乱を利用する効果が小さくなる。
【００９８】
散乱性の付与は屈折率の異なる構造、通常は粒子（拡散粒子）の添加により行われる。制御光の伝搬を確保するため拡散粒子は制御光に対する吸収が無いことが好ましい。また、板状光学部材の利用目的が透明性を有する用途の場合は被制御光に対する散乱がないようにすることが好ましい。散乱性の調整は、制御光と被制御光の波長、及びそれらの波長における導光層マトリックス、拡散粒子の屈折率の値を適宜設計することにより行うことができる。例えば、制御光を近赤外光とし、被制御光を可視光として、マトリックスと拡散粒子の屈折率が可視光域では一致し、近赤外域では異なるような屈折率の波長依存性を有する材料でマトリックスと拡散粒子を構成すれば、被制御光に対しては透明で、制御光に対しては一定の散乱を有する導光層とすることができる。
【００９９】
＜励起光遮蔽層＞
本発明の実施形態の一つにおいては、励起光を遮蔽する手段を含む層を、導光層と活性システムを有する光学活性層を含んでなる積層体の少なくとも片側に設置することができる。
【０１００】
本発明においては、光学活性システムは板状光学部材の側面より導入された励起光により活性化される。ここで励起光の種類が、光学特性制御装置が使用される環境下で存在しない種類の光であれば問題ないが、環境に存在する種類の光であると、積層体の面に垂直方向から被制御光とともに入射した励起光により活性システムが励起され、意図しない時点において光学特性が変化する可能性がある。そこで、励起光を少なくとも部分的に遮蔽する手段を含む層を導光層と活性システムを有する光学活性層を含んでなる積層体の少なくとも片側に設けることにより、環境に由来する励起光を減衰させ、環境に存在する光の変動により意図しない光学特性変化が生じることを抑制し、制御性を高めることができる。
【０１０１】
励起光遮蔽層の目的は、環境に存在する励起光が積層体の面外から光学活性層に到達し光学特性を変化させることを抑制することにある。従って、導光層と光学活性層に対して積層体中のより外側の層として積層されている必要がある。
【０１０２】
環境に存在する励起光に対応する光が積層体の一方の側からのみ到来する場合は、導光層と光学活性層を含んでなる積層体の、環境に存在する励起光が到来する面側のみに設置すれば良い。
【０１０３】
より好ましい構成としては、励起光遮蔽層が導光層と光学活性層を含んでなる積層体の両側に位置する構成である。これにより、いずれの側からの環境光にも影響されない制御性の高い光学特性制御装置を得ることが可能となる。特に好ましくは、導光層の両側に光学活性層が位置し、その両外側に励起光遮蔽層が存在するものである。これにより板状光学部材の側面より導入された励起光はより有効に利用され、外部からの意図しない励起は抑制される。
【０１０４】
また、励起光遮蔽層の目的は環境に存在する光が積層体の面外から光学活性層に到達し光学特性を変化させることを抑制することにあることから、励起光を完全に遮断しなくとも、光学活性システムの意図しない励起を抑制できれば、励起光を低減させる程度のものであっても良い。好ましい値としては、励起光に対する透過率で５０％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは１％以下である。
【０１０５】
励起光遮蔽層は外部からの環境由来の励起光に対応する光を遮断する一方で、板状光学部材の側面より導入された励起光が積層体の面から外部へ放出されることを防ぐ役割も果たす。励起光が反射、屈折光に分かれて、屈折光が光学活性システムを励起する場合、光学活性層で励起光が吸収されきらないと、一部の光が積層体の外側表面に到達し板状光学部材外へ放出される可能性がある。この場合、励起光が紫外線である場合は人体に影響を生じる可能性があり、近赤外線、赤外線であれば熱源となる。また、可視光線であれば積層体の外観に影響を与える。このように励起光遮蔽層は内部の励起光が外部へ放出されるのを防止する役割も果たしうる。
【０１０６】
励起光遮蔽層の構成は、励起光を必要な程度で低減させることができれば特に制約はなく、目的とする光の波長、低減度合いに応じて構成すれば良い。低減させる手法としては光の吸収、反射、散乱等が挙げられるが、好ましくは吸収、反射である。特に好ましくは吸収である。吸収は外光由来の励起光の入射角度に依存せずに効果を発現することができ、特定の波長のみに対して効果を発現させることが容易であり、外部からの励起光遮蔽と内部からの励起光漏れ防止に同等に機能するので特に好ましい。また、反射によればエネルギーを吸収しないため、積層体の温度上昇を防止することができ、励起光が近赤外光の場合には特に好ましい。
【０１０７】
励起光遮蔽層は、層の基本形成物質を励起光に対する吸収性、反射性を示す物質とすることによって形成することができる。これによれば、極めて簡単な層構成により励起光を遮蔽するという目的を達成することができる。
【０１０８】
励起光遮蔽層の基本形成物質としての、励起光に対する吸収性を示す材料としては、励起光が紫外線の場合は、例えば、紫外域に吸収を有するガラスや高分子系材料としてポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマーなどの芳香環を有するポリマー、ポリエチレンテレフタレート等の芳香環を有するポリエステル系ポリマーなどの他、ポリカーボネート系ポリマー、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。
励起光が可視光線の場合は、例えば、可視域に吸収を有するガラスや高分子系材料としてドープポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子などが好適に用いられる。
励起光が近赤外域を含む赤外域にある場合は、対応する波長域に吸収を有する材料を用いれば良い。近赤外域では後述のマトリックスに吸収性物質を含有させる形態を利用することが好ましい。
【０１０９】
層の基本形成物質が励起光に対する反射性を示す材料としては各種の金属薄膜や高分子多層膜、誘電体積層膜、カイラル液晶膜等が挙げられる。これらの膜は材質、膜厚、積層構成により反射する波長領域が異なるため目的に応じて設計すれば良い。高分子多層膜、誘電体積層膜、カイラル液晶膜等は波長選択性が高いので目的とする励起光のみを反射させることができ好ましい。例えば励起光が近赤外光である場合に近赤外光のみを反射し、可視光には影響しないため光学的外観を損なうことなく励起光遮蔽の目的を達成することができる。また金属薄膜によれば極めて薄い膜で遮蔽効果を発現することができるため好ましい。
【０１１０】
励起光遮蔽層は、層の基本形成物質に励起光に対する吸収性を示す物質を含有させることによっても形成することができる。これによれば簡単な層構成により励起光を遮蔽するという目的を達成することができる。
【０１１１】
層の基本形成物質のうち、マトリックス材料としては、励起光に対する吸収性を示す物質を保持し機能させることができれば特に制約は無い。例えば、各種ガラス、石英のような無機材料、ＣａＦ２、ＫＢｒ、ＫＩ、ＮａＣｌのようなイオン性結晶、水、水溶液、有機液体などの液体材料であっても良い。また、高分子系材料としてポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマー、ポリシクロヘキサン等のシクロオレフィン系ポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマー、塩化ビニルや塩化ビニリデン等の塩化ビニル系ポリマー、ポリアクリル酸及びその塩等のアクリル酸系ポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート等のアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルコールとその誘導体などの他、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂等の架橋系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ナイロン系ポリマー、さらにはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド等の所謂エンジニアリングプラスチック、また、シロキサン樹脂、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシプロピレン誘導体、さらにはセルロースとその誘導体、デキストラン、ポリ乳酸等の生物由来の高分子物質などが好適に用いられる。また、これらの物質が共重合やブロック重合されていても良い。高分子系材料は重量、加工性、形状任意性の点から好ましい。
【０１１２】
これらの中で好ましい物質は、ガラスや石英等の無機材料又は各種ポリマー等の高分子材料である。より好ましくは熱可塑性の高分子材料であり、さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、アクリルエステル系ポリマー、ポリビニルアルコールとその誘導体ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーであり、最も好ましくはアクリルエステル系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート系ポリマーである。
【０１１３】
励起光に対する吸収性を示す物質としては、励起光が紫外線の場合は、例えば、紫外域に吸収を有するガラス粒子や酸化チタン、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化セリウム、等の無機材料が挙げられる。これらの物質は粒子としてマトリックス材料中に配合することができる。粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。粒径が大きくなりすぎると散乱の影響が大きくなり、紫外線以外の透明性が低下する。小さくなりすぎると取り扱いが困難になり物質としての特性も不安定になる。
【０１１４】
また、高分子系材料としてポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー、ポリスチレン系ポリマーなどの芳香環を有するポリマー、ポリエチレンテレフタレート等の芳香環を有するポリエステル系ポリマーなどの他、ポリカーボネート系ポリマー、ポリイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂などが好適に用いられる。また、これらの物質は共重合やブロック重合されていても良い。また、高分子系材料は層のマトリックス材料に混合して用いられても良く、粒子として配合されていても良い。混合して用いられる場合はマトリックスとの相溶性が高いことが好ましい。粒子として配合される場合の粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１１５】
別に、有機系材料として紫外線吸収性能を有する分子を使用しても良い。例えば、分子内に芳香環を有する分子などが好適に利用できる。好ましい例としては、例えば、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔ−オクチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−４−オクトキシフェニル）−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、メチル−３［３−ｔ−ブチル−５−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ヒドロキシフェニル］プロピオネート−ポリエチレングリコール（分子量約３００）との縮合物、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール誘導体、２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロフタリミド−メチル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３−ｔ−ブチル−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ペンチルフェニル）ベンゾトリアゾール、等のベンゾトリアゾール系分子、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５［（ヘキシル）オキシ］−フェノール等のトリアジン系分子、２−エトキシ−２’−エチル−オキサリック酸ビスアニリド等の蓚酸アニリド系分子、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、４−ドデシルオキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンジルオキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系分子、トリアジン系分子、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系分子などが挙げられる。
【０１１６】
励起光に対する吸収性を示す物質としては、励起光が可視光線の場合は、例えば、可視域に吸収を有するガラス粒子や酸化鉄、酸化クロム、酸化銅、鉄や銅イオンを含む結晶性物質等の無機材料が挙げられる。これらの物質は粒子としてマトリックス材料中に配合することができる。粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。粒径が大きくなりすぎると散乱の影響が大きくなり透明性が低下する。小さくなりすぎると取り扱いが困難になり物質としての特性も不安定になる。
【０１１７】
また、高分子系材料としてドープポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子などが使用できる。また、高分子系材料は層のマトリックス材料に混合して用いられても良く、粒子として配合されていても良い。混合して用いられる場合はマトリックスとの相溶性が高いことが好ましい。粒子として配合される場合の粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１１８】
別に、有機系材料として可視光吸収性能を有する分子、所謂色素を利用することも好ましい。色素は様々な種類が多々の目的に応じて開発されており、目的に応じて選択することができる。
【０１１９】
励起光に対する吸収性を示す物質としては、励起光が赤外線の場合は、例えば、赤外域に吸収を有するガラス粒子、各種の酸化物、金属イオンを含む結晶性物質等の無機材料が挙げられる。また、各種の高分子や低分子等の有機材料が挙げられる。特に、励起光が近赤外線の場合は、例えば、各種のジイモニウム塩化合物、各種のニッケル錯体、ナフタロシアニンとその誘導体等の有機物が使用できる。また、６硼化ランタンや変性酸化タングステンなどの無機物が使用できる。これらの物質は粒子としてマトリックス材料中に配合することができる。粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。粒径が大きくなりすぎると散乱の影響が大きくなり透明性が低下する。小さくなりすぎると取り扱いが困難になり物質としての特性も不安定になる。
【０１２０】
また、高分子系材料としてドープポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子などが使用できる。また、高分子系材料は層のマトリックス材料に混合して用いられても良く、粒子として配合されていても良い。混合して用いられる場合はマトリックスとの相溶性が高いことが好ましい。粒子として配合される場合の粒子の粒径としては好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、特に好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。
【０１２１】
層の基本形成物質に対する励起光に対する吸収性を示す物質の配合量としては、励起光に対する物質の吸収性と励起光遮蔽層の厚みに応じて必要な量を配合すれば良い。通常は０．００１重量％以上、より好ましくは０．０１重量％以上、特に好ましくは０．１重量％以上である。また、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、特に好ましくは１０重量％以下である。
【０１２２】
励起光遮蔽層の厚みは励起光減衰の目的を達成できれば特に制約はない。好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下、特に好ましくは０．０５ｍｍ以下、最も好ましくは０．０１ｍｍ以下であり、好ましくは０．０００１ｍｍ以上、より好ましくは０．００１ｍｍ以上である。
【０１２３】
励起光遮蔽層は基板と兼用されていても良い。基板を使用することにより積層体が形状自立性を有するようになり、取り扱いが容易になる。そして基板を有する構成において、励起光遮蔽層の機能を当該基板に持たせることにより、励起光遮蔽層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
基板としては励起光遮蔽性を発現できるものであれば良く、励起光遮蔽層が層の基本形成物質が励起光に対する吸収性を示すことによって形成されている場合に使用される物質が好適に利用できる。
【０１２４】
励起光遮蔽層はまたフィルムと兼用されていても良い。フィルムを使用することにより積層体が自立性を有するようになり、取り扱いが容易になる。そしてフィルムを有する構成において、励起光遮蔽層の機能を当該フィルムに持たせることにより、励起光遮蔽層を別途設ける必要がなくなり、積層体の厚み、重量の点で有効である。
フィルムとしては励起光遮蔽性を発現できるものであれば良く、励起光遮蔽層が層の基本形成物質が励起光に対する吸収性を示すことによって形成されている場合に使用される物質が好適に利用できる。
【０１２５】
励起光遮蔽層は必要に応じて異なる物質の積層体によって形成されていても良い。例えば、励起光に対する吸収性を示す物質が異なる層を積層することにより励起光に対する減衰挙動を調整することができる。また、機械的構造の異なる層を積層することにより強度を持たせたり、熱伸縮特性を制御したりすることができる。さらに外側に粘着性や接着性、各種気体の透過や遮断性を有する層を設けることにより各種の機能を付与することもできる。さらには被制御光の強度、色調を制御する層を含んで形成することにより、光学的外観を調整することもできる。
【０１２６】
励起光遮蔽層は必要に応じて他の物質を含んでいても良い。例えば、耐候性向上、耐光性向上、保存特性向上、色調調整、色安定性向上、光学特性変化促進、光学特性繰り返し性向上等の目的に応じて添加剤やフィラー等を加えることができる。加えられる添加剤、フィラーとしては、酸化防止剤、ラジカル補足剤、安定化剤、ｐＨ調整剤、色素、還元剤、構造補強材等が挙げられる。
【０１２７】
励起光遮蔽層の製法としては特に制約はなく、励起光遮蔽層の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。励起光遮蔽層が基板やフィルムと兼用されている場合は基板やフィルムの一般的な製法が利用できる。励起光遮蔽層が基材、フィルムの上に形成される場合は、基材やフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成することができる。励起光遮蔽層が積層体構成となっている場合は、逐次塗布やラミネート、共押し出し等の手法で形成することができる。
【０１２８】
＜積層体層構成＞
本発明に係る積層体はその他の層を含んで構成されても良い。
他の層としては、例えば、機械的強度を維持する基材層、紫外線（ＵＶ）を遮断し耐候性を付与するＵＶカット層、スクラッチ性を向上させるハードコート層、色調を調整する着色層、酸素や水分の透過を遮断して内層を保護するガスバリヤー層、導電性を付与する導電層等が挙げられる。また、光学活性システムにより制御される被制御光を恒常的に減光する手段を含む層を有していても良い。被制御光は光学活性システムにより能動的に制御されるが、通常の状態においても一定の程度まで減衰しておいた方が好ましい場合もある。また、活性システムの能力から制御範囲が限られることもあり、恒常的減光手段を併用することにより制御範囲を調整することもできる。恒常的に減光する度合は８０〜１０％が好ましい。
【０１２９】
また、復帰光を遮蔽する手段を含む復帰光調整層を有していても良い。本発明の実施形態の一つにおいては光学活性システムが板状光学部材の側面より導入された復帰光により定常状態へ復帰される構成が可能である。ここで復帰光の種類が環境に存在する種類の光である場合は、復帰光調整層を設けることにより、積層体の面に垂直方向から被制御光とともに入射した復帰光の量を調整することが可能となり、より速やかな復帰や意図しない復帰を防止し、制御性を高めることができる。復帰光調整層の目的は、環境に存在する復帰光が積層体の面外から光学活性層に到達する場合にその光量を調整し、制御光として存在する復帰光と合わせて光学特性を任意に制御することにある。従って復帰光の遮蔽の程度は目的に応じて部分的なものであっても良い。一例としては復帰光に対する透過率で５０％以下、より好ましくは１０％以下、特に好ましくは１％以下である。
【０１３０】
積層体は上述の各層より形成され、その構成は目的を達成できれば特に制限はされない。通常は独立した基材もしくはフィルム上に各層を順次形成するか、いずれかの層を基材もしくはフィルムと兼用して残りの層をその上に順次形成することができる。積層体の製法としては特に制約はなく、積層体の性質に応じて適当な手段が採用されれば良い。基板やフィルムを利用する場合は板やフィルムに製膜する塗布や、真空プロセスの一般的な製法が利用できる。各層がフィルム若しくはフィルムの上に塗布、ラミネート等の手法で形成されている場合はラミネート等によって貼り合わせても良い。
【０１３１】
本発明において好ましい層構成の一つとしては、導光層を基材兼用として設計し、これに光学活性層を設け、少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層、人や物体に接触する可能性のある側にはハードコート層を設ける構成である。ＵＶカット層、ハードコート層は両面に設けると特に好ましく、機能が兼用される場合は１層で兼用しても良い。
【０１３２】
好ましい構成の別の一つとしては、外部反射利用構成において導光層を空気とし、片側表面に光学活性層を形成した基材を２枚、光学活性層を内側に間隔をあけて対向させて、導光層を構成するものである。この場合、導光層の透過性が極めて高いため、励起光の伝搬効率、励起光種の選択自由度が高くなる。また、光学活性層が導光層に隣接しているため、励起光が光学活性層に減衰無く到達するので好ましい。さらに空気層が断熱層として機能するため、省エネルギー用の部材として有用である。さらに光学活性層が２層あるので光学特性変化が大きくなり、励起光も有効に活用できる。この場合、基材の導光層と反対側にあたる外側に励起光遮蔽層を設けることがより好ましく、励起光遮蔽層は両側に設けられることが特に好ましい。少なくとも太陽光のような強い光源に向いている面に励起光遮蔽層を設けることにより、光学特性変化の任意制御性を確保することが可能となり、両側に励起光遮蔽層を設けることにより制御性がより完全になる。さらに外側で少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層を設け、最外側で接触する可能性のある面にはハードコート層を設ける構成が特に好ましい。このような構成を図４に示す。図４において、１Ａは導光層（空気）、２Ａ，２Ｂは光学活性層、３Ａ，３Ｂは基材、４Ａ，４Ｂは励起光遮蔽層、５はハードコート層である。
ＵＶカット層とハードコート層は両面に設ければ効果が高い。ＵＶカット層とハードコート層は共通されていても良い。また、ＵＶカット層と基材の間には励起光遮蔽層が設けられることがより好ましい。励起光がＵＶ光の場合はＵＶカット層が励起光遮蔽層の役割を果たすのでいずれか一方があれば良い。
【０１３３】
好ましい構成の別の一つとしては、外部反射利用構成において導光層を基材とし、基材の両側に光学活性層を形成するものである。この場合、導光層と基材が兼用されているため、全体が薄くなり厚み、重量の点で有利である。また、基材は励起光の透過性を有していれば良いので、他の成分を混合したりする必要性が低くなり、選択性、取り扱いが容易になる。さらに光学活性層が２層あるので光学特性変化が大きくなり、励起光も有効に活用できる。また、光学活性層を基材の両側表面に設けると、光学活性層が導光層に隣接しているため励起光が光学活性層に減衰無く到達するので好ましい。この場合、基材の導光層と反対側にあたる外側に励起光遮蔽層を設けることがより好ましく、励起光遮蔽層は両側に設けられることが特に好ましい。少なくとも太陽光のような強い光源に向いている面に励起光遮蔽層を設けることにより、調光の任意制御性を確保することが可能となり、両側に励起光遮蔽層を設けることにより制御性がより完全になる。別に外側で、少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層を設け、最外側で接触する可能性のある面にはハードコート層を設ける構成が特に好ましい。このような構成を図５に示す。図５において、１Ｂは導光層（基材）である。その他、図４に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【０１３４】
ＵＶカット層とハードコート層は両面に設ければ効果が高い。ＵＶカット層とハードコート層は共通されていても良い。この場合、励起光を可視光、近赤外、赤外域の光とすると基材における透過性を高くすることでき好ましく、近赤外光とすると積層体の色調に変化を与えることがなく、励起光遮蔽層が熱線カットの役割をも兼用するため特に好ましい。
【０１３５】
好ましい構成のさらに別の一つとしては、内部反射利用構成において導光層を基材とし、基材の上に光学活性層を形成し、基材の反対面は全反射構成とするものである。また、基材の両側表面に光学活性層を形成する手法は特に好ましい。これらの場合、導光層と基材が兼用されているため、全体が薄くなり厚み、重量の点で有利である。また、基材は励起光の透過性を有していれば良いので他の成分を混合したりする必要性が低くなり選択性、取り扱いが容易になる。さらに両側表面に光学活性層を形成する手法は、光学活性層が２層あるので光学特性変化が大きくなるため好ましい。これら場合、基材の導光層と反対側にあたる外側に励起光遮蔽層を設けることがより好ましく、励起光遮蔽層は両側に設けられることが特に好ましい。少なくとも太陽光のような強い光源に向いている面に励起光遮蔽層を設けることにより、光学特性変化の任意制御性を確保することが可能となり、両側に励起光遮蔽層を設けることにより制御性がより完全になる。さらに外側で、少なくとも太陽光に晒される可能性がある側にはＵＶカット層を設け、最外側で接触する可能性のある面にはハードコート層を設ける構成が好ましい。ＵＶカット層とハードコート層は共通されていても良い。この場合、励起光を可視光、近赤外、赤外域の光とすると基材における透過性を高くすることができ好ましく、近赤外光とすると色調に変化を与えることがないとともに、励起光遮蔽層が熱線カットの役割を兼用し、さらに全反射におけるエバネッセント波の侵入深さを大きくすることができるため、活性化される光学活性システムの量を大きくすることができるので特に好ましい。
【０１３６】
＜板状光学部材＞
本発明の板状光学部材は、上述の積層体を必要なサイズの板として利用することにより形成される。板状光学部材の側面は制御光を積層体内へ導入するために処理される。板状光学部材は積層体の上下に別の層や板を追加しても良く、複数の積層体からなっていても良い。
【０１３７】
＜板状光学部材外形＞
本発明の板状光学部材は、上述の積層体を必要なサイズの板とすることにより形成される。板状光学部材を形成するにあたっては積層体を形成後、必要なサイズに裁断して利用しても良く、積層体の基材を予め板状光学部材の必要サイズに合わせて形成し、その上に積層体を形成しても良い。
【０１３８】
板状光学部材の平面サイズは、目的とする遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を有する光学特性制御装置の大きさに合わせて決定されるものであり、特に制約は無い。好ましくは１０ｃｍ角以上、さらに好ましくは２０ｃｍ角以上である。この大きさが、小さすぎると本発明の効果が相対的に小さくなる。上限は構造体としての強度限界と制御光の到達距離、エネルギー強度が満たされる限り特に制約は無い。
【０１３９】
板状光学部材の厚みは特に制約は無いが、極端に厚くなると本発明の効果が相対的に小さくなる。一般的には平面サイズ（平面の制御光が進行することが予定される方向の長さ）の好ましくは１／３以下、より好ましくは１／６以下、更に好ましくは１／１０以下、特に好ましくは１／２０以下、とりわけ好ましくは１／５０以下であり、好ましくは１／１０００００００以上、より好ましくは１／１００００００以上、特に好ましくは１／１０００以上である。板状光学部材の厚みが極端に薄くなると、制御光の伝搬効率が低下したり、機械強度に問題が生じたりすることがある。板状光学部材の厚みは、通常制御光の波長以上の厚みである。
【０１４０】
板状光学部材の平面視形状はこれを用いる光学特性制御装置に合わせて形成すれば良い。簡便には矩形であるが、角を切り落とした矩形や円形、さらには曲線を有する様な形状であっても良い。
【０１４１】
本発明においては、板状光学部材を構成する積層体が湾曲していても良い。これにより積層体の形状を設置場所に合わせて変形させたり、意匠性を付与したりすることが可能となり付加価値が向上する。湾曲の程度が側面からの励起光の直射を遮る程度に達した場合でも、反射の繰り返しによる伝搬構成を採用することにより積層体全面の光学特性を変化させることができるため問題は無い。また、電気的応答により調光を実現する手法においては、マイクロメートルスケールで対向する電極を大面積で湾曲形成することは短絡防止等の観点から困難であるが、本発明においては励起光の伝搬さえ確保されれば良いので、そのような問題は無い。
【０１４２】
板状光学部材を湾曲させる手法としては、全体をフィルム状として可撓性を付与し、必要に応じて巻き付けたり、曲げたりしても良く、板状となった積層体を加熱して湾曲処理しても良い。また、予め湾曲加工や射出成型により湾曲形状となった基材上に積層する手法によっても良い。
【０１４３】
本発明においては、積層体の主たる構造がプラスチックであると好ましい。これにより積層体の軽量化を図ることが可能となる。主たる構造とは大半を占める層、もしくは構造を維持するために寄与する層を意味する。これらの層が部分的にプラスチック以外の成分を含んでいても構わない。
【０１４４】
＜板状光学部材側面＞
本発明の板状光学部材においては、板状光学部材の側面の少なくとも一部分が光を積層体内に導入するために処理されていることが好ましい。積層体は通常その積層構造をもって機能を発現するもので、板状に近い形態で利用されることが多い。そして多くの場合は板としての外観、即ちその上面、下面の平滑性、外観等の性状が問題となり、側面は別の部材に組み込まれたり保護部材で覆われたりすることが多く、その性状は問題とされない。多くの場合は切断された状態のままか、取り扱いを容易にするためにバリ取りや面取りが施される程度である。
【０１４５】
本発明においては積層体の側面から制御光が積層体内部に導入されることが予定されているので、少なくとも制御光が入射される側面が光を効率的かつ制御された形に処理されていることが好ましい。これにより制御光が積層体内部に有効に取り込まれ、光学活性層に効率的な形で到達できるようになる。
【０１４６】
処理される側面としては光が導入される部分がすべて処理されることが好ましい。ただし、導入されない側面を処理しても構わない。積層体が矩形の場合は光が導入される部分が存在する辺をすべて処理することが作業工程上簡便となりうる。
【０１４７】
また、板状光学部材の厚み方向においては、導光層が存在する部分について処理がされていれば良い。ただし、積層体中の他の層も含めて処理されていてもかまわない。この場合は光が導光層に導かれるように処理されていると特に好ましい。
【０１４８】
光を積層体内に導入するために、積層体の側面の一部分を処理する方法の一手法としては、積層体の側面を平滑化する処理が挙げられる。これにより、励起光が余分な散乱、反射を受けることなく積層体内に導入されるとともに、導入の角度が制御されるようになり伝搬効率を高めることができる。平滑化の程度としては凹凸が目立たない程度にすることが好ましく、より好ましくは白味が無い程度まですることが好ましく、特に好ましくは歪みが無い程度まで透明化することである。平滑化の手法としては例えば、切断工法の工夫によっても良いが、好ましくは切断後に削り加工や磨き加工、熱平滑化加工、溶剤平滑化加工を施すことである。導光層が基板を兼用していて射出成型されている場合には、金型の側面を鏡面研磨したものとすることによっても良い。
【０１４９】
光を積層体内に導入するために側面の一部分を処理する方法の別の手法としては、積層体の側面に特定の形状を付与することが挙げられる。積層体の側面は、通常切り落としで積層体全体としては直方体を形成しているが、積層体の側面に特定の形状を持たせることにより、励起光を効率的に積層体内部に取り込むことが可能となる。付与される形状としては励起光の光源の種類、位置により異なるが、例えば、凸面、凹面、斜め面、山面、谷面等が挙げられる。この場合、目的に応じて形状面を平滑化処理しても良い。形状を付与する手法としては側面を切断時に形状を付与する形態で切断する方法が挙げられるが、好ましくは切断後に削り加工や熱加工、溶剤加工により形状を付与することである。また、形状を有する部材を接着することによっても付与することができる。
【０１５０】
好ましい形状の一つとしては、積層体の側面に好ましくは断面半円形の凸条を形成することが挙げられる。これは積層体の側面を切削することによって形成できる。また、丸棒を側面に沿って埋め込んでも良く、丸棒を縦に切断した縦割棒をその切断平面を側面に貼り付けても良い。このような構成を図６に示す。図６において、１は導光層、１０は励起光光源、１１は縦割棒である。その他、図４に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【０１５１】
また、導光層が気体ないし液体の場合は、丸棒を導光層の側面に利用することにより簡便に凸型の形状を付与できる。このような構成を図７に示す。図７において、１２は丸棒である。その他、図４〜図６に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。この形状は、棒状の光源１０が近接して設置された場合に、光を屈折させ導光層内において低角度で進行するように入射角を制御できるため好ましい。
【０１５２】
形状付与の別の目的としては、積層体の側面に、光源や光学系との組み合わせ、取り付けを容易にするための形状を付与することが挙げられる。この場合は目的に応じて形状が選定される。例えば、はめ込みや差し込みが可能となる様に嵌め合わせ形状を付与することである。
【０１５３】
光を積層体内に導入するために、側面の一部分を処理する方法のさらに別の手法としては、積層体の側面中、導光層以外の側面について反射性を持たせることが挙げられる。これにより、導光層の側面以外に到達した励起光はいったん光源側に戻され、光源側の反射板等によって再度側面側に戻ってくるので励起光の利用効率が高くなる。
【０１５４】
光を積層体内に導入するために側面の一部分を処理する方法のさらに別の手法としては、積層体の側面に、反射率を低減する層を形成することが挙げられる。これにより、光源からの励起光が反射されず積層体内に導入されるので励起光の利用効率が高くなる。低反射率膜としては公知の単層、多層の低反射率膜が使用できる。
【０１５５】
本発明の板状光学部材においては、板状光学部材の側面の少なくとも一部分が積層体内より進行してくる光を積層体内に反射するために処理されていることが好ましい。
本発明においては板状光学部材の側面から制御光が積層体内部に導入され、導光層内部を積層体の積層面に平行方向に進行していくことが予定されている。その過程において、制御光は漸次導光層外へ放出されるか吸収されていくが、一部の光は導入された側面と反対の側面や、斜めに進行して他の側面に到達する可能性がある。これらの光は到達した側面から板状光学部材外へ放出されるが、これを積層体内部へ戻すことにより、制御光の利用効率を高めることができる。
【０１５６】
この場合、処理される側面としては、光が導入される側面以外のすべてであることが好ましい。
また、厚み方向としては導光層が存在する部分について処理がされていれば良い。ただし、積層体中の他の層も含めて処理されていてもかまわない。
【０１５７】
積層体内より進行してくる光を積層体内に反射させる処理の一手法としては、積層体の側面に反射膜を形成することが挙げられる。このような構成を図８に示す。図８において、１３は反射膜である。その他、図４〜図７に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。反射膜１３としては金属膜や高屈折物質の膜、及びこれらを粒子として含有する膜等が挙げられる。反射膜は積層体の側面に密着しているので場所をとらず、高い反射効率を確保することができる。反射膜の材質としては、例えば、銀やアルミニウム及びこれらの合金が挙げられる。反射膜を形成する手段としてはスパッタリングや蒸着などの物理的製膜手法や、メッキ等の化学的製膜手法が挙げられる。粒子を含有する膜の場合は塗布やスプレーによる手法が利用できる。反射膜を形成する前に積層体の反射膜形成側面を平滑化しておくと、反射される光が制御された形で積層体内部に反射されるため好ましい。積層体の反射膜形成側面に形状を付与しておけば光の戻る方向を任意に制御することができる。積層体面に対して垂直な面（通常の切断面）に対して角度を付与しておけば、内部においては直進してきた光を積層体の面に向けた方向に反射させることができるため好ましい。これにより直進光が正反射してそのまま直接光源に戻ることを防止することができる。
【０１５８】
積層体内より進行してくる光を積層体内に反射させるための別の手法としては、積層体の側面に反射性を有する部材を設置することが挙げられる。反射性を有する部材としては例えば、反射膜を形成されたテープや板材、棒材が利用できる。好ましくはテープである。テープの基材として用いる物質としてはフィルムに用いられる物質が利用できる。また、導光層が気体ないし液体の場合は反射膜を形成した棒材を導光層の側面に配置することにより簡便に反射させることができる。図９にこのような構成を示す。図９において、１４は、反射膜１３を形成したスペーサーである。その他、図４〜図８に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【０１５９】
反射性を有する物質としては反射膜に利用されるものと同様のものが利用できる。また、誘電体多層膜のように反射性を持つように設計された多層膜も利用できる。制御光の波長域は通常狭く、端面における光の入射角も限定的であるので、多層膜でも効率的に反射性を発揮することができる。
【０１６０】
テープや板材、棒材は、接着剤や粘着剤により積層体側面に取り付けられる。接着剤や粘着剤は一般的なものが使用できるが、屈折率や、部材に対する溶解性の観点から反射特性を低下させないものを使用することが好ましい。テープ等を利用することにより、積層体を直接処理する工程が減少し、特に積層体が大きい場合は工程の簡易化に寄与する。
【０１６１】
また、反射性を有する部材として、全反射条件を満たすように形状加工された棒材を利用することもできる。例えば、断面が直角２等辺三角形となるアクリル棒を、その底辺を積層体側面に貼り付けることにより、２つの等辺で２回全反射して積層体内へ光を反射させることができる。
【０１６２】
積層体内より進行してくる光を積層体内に反射させるための別の処理の手法としては、積層体の側面について平滑処理をすることが挙げられる。これにより側面に到達した励起光は比較的制御された形で板状光学部材外に放出されることになり、この場合において、板状光学部材外部に反射性部材を設置しておくことにより、再び励起光を積層体内へ戻すことが可能となる。平滑化の程度としては凹凸が目立たない程度にすることが好ましく、より好ましくは白味が無い程度まですることが好ましく、特に好ましくは歪みが無い程度まで透明化することである。平滑化の手法としては例えば、切断工法の工夫によっても良いが、好ましくは切断後に削り加工や磨き加工、熱平滑化加工、溶剤平滑化加工をすることである。導光層が基板を兼用していて射出成型されている場合には金型の側面を鏡面研磨したものとすることによっても良い。
【０１６３】
＜板状光学部材の特性＞
本発明の板状光学部材においては、光学活性システムの励起による光学特性変化により、板状光学部材の板面に垂直方向の光学特性（透過率、反射率、散乱特性等）が変化する。板状光学部材は光学活性システムが定常状態及び励起状態において、光学活性システム及び積層体の他の層の光学特性から決定される一定の光学特性を有し、これに光学活性システムの光学特性変化に伴う光学特性変化が加わることにより光学特性変化範囲が決定される。
【０１６４】
変化の範囲としては、遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の目的に応じて設定すれば良い。設定の方法は可変部分については、光学活性システムの特性に合わせて、光学活性層中の光学活性システムの量や光学活性層の厚み、層数により調整できる。さらには光学活性システムの光学特性の変化の程度は励起光の強度等によって連続的に変わりうるので、段階的調光（チューニング）させることも可能である。不変部分については、一定の光学特性を有する層を積層体中に設けることにより調整できる。
【０１６５】
変化の範囲は特に制限はなく必要に応じて調整することができるが、例えば、目的とする被制御光の透過率の範囲としては０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。変化の両端は定常状態及び励起状態における光学活性システムの光学特性と積層体全体の恒常的な光学特性の重畳で決定され、変化の幅は光学活性システムの特性、量や光学活性層の厚み、層数、さらには光学特性制御装置の光源強度、制御光伝搬効率等によって決定される。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって上記因子を適宜調整すれば良い。明るさを必要とする用途では積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過状態の透過率も高くすれば良い。カーテンやブラインドの代用の場合は、積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過率の変化が透明から濃色に変化するものを使用して、部材としての透過率変化範囲を大きくすれば良い。遮蔽を重視する場合は積層体由来の恒常的な透過率の下限を低くすれば、一定の濃度からさらに濃い濃度に変化させることができる。視認性を常時遮蔽した上で明るさの調整のみを行いたい場合は、積層体由来の恒常的な散乱を付与した上で、光学活性システムの透過率が透明から濃色に変化するものを使用すれば良い。
【０１６６】
目的とする被制御光の反射率の範囲としては、例えば、０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。
目的とする被制御光のヘイズの範囲としては０〜１０とすることや、０〜３０、０〜５０あるいは５から５０とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。ヘイズが制御される場合は、変化の範囲の一方で隠蔽を必要としない場合は透明性が高い方が開放感があるため下限は５以下とすることが好ましい。隠蔽目的のためには３０以上であることが好ましい。透明から隠蔽へ変化させる場合は下限を２以下とし上限を３０以上とすることが好ましい。
【０１６７】
＜光学特性制御装置＞
本発明の光学特性制御装置は、制御光が板状光学部材の部材内にその側面から導入される。板状光学部材は上述のようなものが好ましく使用できる。制御光、その他の部分について以下説明する。
【０１６８】
＜制御光及び光源＞
本発明においては、制御光が板状光学部材の部材内にその側面から導入される。制御光としては光学活性システムの光学特性を変化させる励起光ないし復帰光である必要がある。光学活性システムの種類により、制御光の波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が利用されうる。光学活性システムが特定の波長域の光に対して応答する場合は、制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムを活性化できる成分が多い方が効率的な励起が可能であり、活性化できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【０１６９】
制御光の光源としては制御光を有していれば良い。好ましくは制御光として機能しうる波長を主としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムが応答できる成分が多い方が効率的な励起が可能であり、応答できない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。用いられる光源としてはハロゲンランプ、キセノンランプ、蛍光灯、白熱灯、発光ダイオード、半導体レーザー、各種レーザー、ストロボランプ等の人工光源が挙げられる。この中では蛍光灯、発光ダイオード、半導体レーザーが好ましく、発光ダイオード、半導体レーザーが特に好ましい。蛍光灯は形状が細長く板状光学部材の側面に合わせた形状としやすい。また、発光ダイオード、半導体レーザーは光源が小さいので、多数を並べて線上のアレイとすることにより、板状光学部材の側面に合わせた形状としやすい。さらに発光ダイオード、半導体レーザーは発光の指向性が高いため、板状光学部材内への入射角を容易に制御でき、レーザーでは偏光面を制御することができる。
【０１７０】
用いられる光源としては、太陽光のような自然光源（太陽光のように自然由来の光を以下自然光、その光源を自然光源と呼ぶ）や、屋外光、屋内光のように環境に存在する光を用いても良い（屋外光、屋内光等の様にその光が強い指向性を持たず明瞭な影をつくらない様な光を以下環境光と呼ぶ）。太陽光は強度が強いので建築物の窓や屋外施設の窓等、太陽光に常時晒される様な用途においては好ましい。屋外光は通常の雰囲気下で存在し強度、方向が比較的安定しているので好ましい。
【０１７１】
人工的光源の場合において、発光波長が広い場合はフィルター等で励起光近傍の波長に光を限定することが好ましく、発光波長が狭い場合は波長を励起光近傍に合わせておくことが特に好ましい。自然光の場合は含まれる波長域が通常広いので、フィルター等で励起光近傍の波長に光を限定することが好ましい。
【０１７２】
＜制御光導入＞
本発明においては、制御光が板状光学部材の部材内にその側面から導入される。導入手段としては、最も簡便には板状光学部材の側面に光源を照射すれば良い。光源の発光指向性が低い場合は反射板やレンズ等を併用して、発光した光が板状光学部材の側面により多く照射されるようにすることが好ましい。光ファイバーユニットを利用して光を導光し、ライトガイド、好ましくはラインライトガイドを用いて照射することもできる。ダイオードやレーザーでは発光指向性が高いので、発光方向を板状光学部材の側面として設置することにより、発光した光を容易かつ効率的に板状光学部材内に導入できるので特に好ましい。
【０１７３】
本発明においては、板状光学部材の側面から導入される光の進行方向が、板面に対して低角度入射となるように導入される手段を備えていることが好ましい。そのため、側面に導入される段階で、板状光学部材の側面の処理形態に対応して光の入射角が制御されていることが好ましい。低角度入射とは導入された光の進行方向が、板状光学部材の板面に対して小さい角度であることをいう。この角度が十分に小さければ、板状光学部材内において側面より導入された光が光学活性層全面を直接照射できるため、光学活性システムの励起に対して有利である。また、この角度がある程度低ければ、板状光学部材内において側面より導入された光が導光層の界面で反射する際に反射率が高くなるため、光が反射を繰り返して遠方まで伝搬していくため板状光学部材を大きくすることが可能となり、大型の光学特性制御装置を作製できる。また、光の進行方向が導光層と光学活性層の屈折率の値から決定される一定の角度より低ければ、導光層と光学活性層の界面で全反射を生じ、光が反射を繰り返して遠方まで伝搬していくため、板状光学部材を大きくすることが可能となり、大型の光学特性制御装置を作製できる。この場合、光学活性層は全反射界面から光学活性層側に滲みだしたエバネッセント波により励起される。光の進行方向が板面に対してなす角度の値は、層構成や各層の屈折率、光を直射するか外部反射あるいは内部反射の繰り返しで伝搬させるかで異なる。好ましくはこの入射角度は４５度以下、より好ましくは３０度以下、さらに好ましくは１５度以下、特に好ましくは１０度以下である。導入される光はすべてが、低角度となっていることが好ましいが、一部の光がこれより大きくなっていても構わない。励起光の効率的利用、着色の均一性の観点からは光が一定の角度範囲内に入っていることが好ましい。なお、この入射角度の下限は０．０１度である。
【０１７４】
光の入射角の制御方法としては、ダイオードやレーザーでは前述のように、発光指向性が高いので、発光体の向きを好ましい方向にすることによって制御することができる。また、取り付け向きの自由度に制約があり、発光方向が側面へ向かない場合でもミラーで反射させることにより光の入射角を制御することができる。発光指向性が低い蛍光灯の様な光源では、集光系を用いて光の入射角を制御することが好ましい。集光系としては反射系、レンズ系、混合系が用いられる。
【０１７５】
制御光として太陽光を利用する場合では、板状光学部材の板面の垂直に近い方から光が到来する場合が多くなる。そのため、板状光学部材の側面に斜めに設置した反射板により概略直角方向に光を反射させることにより、板状光学部材の内部に比較的低角度で入射させることが可能となる。このような構成を図１０に示す。図１０において、６はＵＶカット層、２１はスライドシャッター、２２は紫外線可視フィルター付き光取り込み窓、２３は集光系（レンズ）、２４は反射系（プリズム）である。その他、図４〜図９に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。また、太陽光は人工光と比較して光源位置が移動するため、図１０のように反射系の前段に集光系を設置すると好ましい。
【０１７６】
環境光では、光学特性制御装置の設置状況によっては、側面をそのまま晒すことによって光を取り込むことが可能である。光学特性制御装置を窓や仕切りとして使用する形態で、板状光学部材の面上方向から光が到来する場合には、太陽光利用の場合と同様、板状光学部材の側面に斜めに設置した反射板により概略直角方向に光を反射させることにより、板状光学部材の内部に比較的低角度で入射させることが可能となる。また、指向性が低いため、光の向きをいったん揃える集光系を設置すると好ましい。
【０１７７】
導入された光が積層体中を外部反射及び／又は内部反射を繰り返しながら伝搬していく場合に、入射光の偏光を光の反射面（入射光と反射光を含んでいる面）に垂直な方向（通称ｓ偏光）とすることもできる。ｓ偏光は偏光方向が反射面の面内方向にある偏光（ｐ偏光）より広い角度範囲において反射率が高いため伝搬効率が高くなる。レーザーは光が偏光しているため偏光面をｓ偏光入射となるように設置することが好ましい。また、角度制御を十分に行えない光源系においては、偏光面をｓ偏光に限定することにより、角度制御が不十分であっても高い伝搬性を確保することができ、着色ムラを低減することができる。
【０１７８】
＜制御光導入制御＞
人工光源は電源のオンオフで容易に制御光の導入制御が可能であり、調光を頻繁に行う用途にも対応できるため好ましい。また、光源種類によっては発光強度も中間的に制御できるので調光目的として好ましい。調光が頻繁に必要となる用途において光源の頻繁なオンオフが光源の劣化につながる場合は、光源は点灯したままで後述のシャッターによる光の経路を遮断する手法を用いることもできる。
【０１７９】
自然光源や環境光を利用する場合は、シャッターを用いることにより制御光のオンオフが可能である。この方法は消費エネルギーが殆ど不要となるため、長期間にわたりオンオフのどちらかが続く用法や省エネルギー目的の用途にとって好ましい。
【０１８０】
天然光を利用する場合においては、常時板状光学部材の側面から制御光が導入される構成としておき、天然光の強度に光学活性システムの活性化度を依存させる構成とすることもできる。例えば、住宅の窓等において窓を構成する板状光学部材の側面部より太陽光が窓内に導入され、太陽光が強い場合には遮光度が高まり、弱い場合には透明性が高まるという構成を採用することによって、オンオフ機能と、更には自動調光機能を有する熱線制御窓とすることができる。より好ましくは、自然光を板状光学部材の側面に導入する部分に、光の通過を任意に制御可能な制御装置を設けることが好ましい。好ましい態様の一つとしては、自然光が板状光学部材内に導入される光路上のいずれかに光路を遮断するシャッターを設けることである。シャッターは光路を遮断すれば良いので板状光学部材の周辺部のみにあれば良く、板状光学部材の面の視野を遮ることはない。また、そのサイズも板状光学部材の側面と同程度であるため光学特性制御装置が不必要に大きくなることはない。シャッターを設ける場所としては、自然光を取り込む部分に板状に設置して左右、前後にスライドさせて開閉しても良いし、ドーム状のカバーを設置してスライド乃至回転させて開閉しても良い。また、板状光学部材の側面部分に板状のシャッターを設置して、これを上下にスライド又は、回転させることにより光の光路を遮断しても良い。回転する手法は回転軸を板の端とし、軸を板状光学部材の上面に近い部分とすることによって、大きな場所をとらずにシャッター機能を発現させることが可能となる。図１１にこのような構成を示す。図１１において、３０は板状光学部材、３１は光取り込み窓、３２はシャッター、３３は反射板、３４は側面壁である。また、反射板を設置した場合に反射板の周りに板状、ないし湾曲状の板を設置して、これらとスライド、回転させることによって光路を遮断しても良い。
【０１８１】
光の通過を任意に制御可能な制御装置の好ましい別の態様の一つとしては、反射板を有している場合に反射板を回転させて、光の反射向きを変えることにより光が板状光学部材内に導入される状況を変更する手法が挙げられる。この手法は別にシャッターを設ける必要がないため特に好ましい。
【０１８２】
これらのシャッターや板は手動で良いが、モーター等で駆動される電動等にしても良い。電動とすればアクセスしにくい場所に板状光学部材が設置される場合等に便宜であり、エネルギー消費はシャッターの開閉時のみであるから省エネルギーの観点からも問題はない。
【０１８３】
＜復帰光及び光源＞
本発明においては、光学活性システムが励起光により光学特性が変化し、復帰光により励起光により変化された状態から初期状態に復帰させることができるものであっても良い。この場合に、板状光学部材の側面より復帰光が板状光学部材内に導入されるようにすることが特に好ましい。これにより、復帰過程をも制御することが可能となり、より任意性の高い光学特性制御システムをつくることが可能となる。また、励起状態が比較的安定な場合でも強制復帰が可能となり、光学活性システムの選択の幅が広がる。励起状態が比較的安定な光学活性システムを利用すれば、間欠的に励起光を照射し光学特性を変化させ続け、復帰させたいときは復帰光で急速に元の状態に戻すというような装置形態が可能となり、トータルエネルギー削減の点でも効果がある。
【０１８４】
復帰光としては、励起光で光学特性が変化した光学活性システムを元の状態に復帰させる光である必要がある。光学活性システムの種類により、復帰光の波長としては紫外線から赤外線まで全波長域の光が該当しうる。光学活性システムが特定の波長域の光に対して復帰応答する場合は制御光としての性質上、その特定の光を主成分としていることが好ましく、他の成分を含まないことがより好ましい。光学活性システムを復帰させる成分が多い方が効率的な復帰が可能であり、復帰に寄与しない成分を含まない方がエネルギー消費の点で有利である。
【０１８５】
制御光としての復帰光の光源、導入、入射制御は、制御光としての励起光の場合と同様にすることができる。
また、復帰光を被制御光と重なるものとして、板状光学部材の垂直方向から入射する復帰光と制御光としての復帰光の重畳により制御を行っても良い。
【０１８６】
本発明の実施形態の一つにおいては、板状光学部材の励起光及び／又は復帰光が導入に使用される側面以外の側面は、部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を部材内へ反射する手段が形成されていることが好ましい。板状光学部材の側面が当該目的を単独で実現するために処理されている場合は、板状光学部材の側面処理で十分であるが、板状光学部材の側面が処理されていない場合や、板状光学部材の外部の部材と併せて反射性を実現するように設計されている場合はかかる手段が設けられていることが好ましい。
【０１８７】
本発明においては、板状光学部材の側面から制御光が板状光学部材内部に導入され、光学活性層に到達することによって、光学活性層の光学特性を変化させる。ここで一部の光は導光層中を直接あるいは反射した結果、導入された側面と反対の側面や、斜めに進行して他の側面に到達する可能性がある。これらの光は到達した側面から板状光学部材外へ放出されるが、これを板状光学部材内部へ戻すことのより励起光の利用効率を高めることができる。
【０１８８】
反射する手段が形成される側面としては光が導入される側面以外のすべて処理されることが好ましい。
【０１８９】
板状光学部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を部材内へ反射する別の手段としては、板状光学部材の外側に光を反射させる手段を形成することができる。この場合、反射させる手段が板状光学部材と独立しているので、構成、形状、設置場所等についての自由度が増す。
【０１９０】
この場合、板状光学部材の側面について平滑処理をしておくことが好ましい。これにより板状光学部材側面に到達した励起光は比較的制御された形で板状光学部材外に放出されることになり、板状光学部材外部に反射性部材を設置しておくことにより、再び励起光を板状光学部材内へ戻すことが可能となる。平滑化の手段としては積層体の端面を処理すれば良い。平滑化の手法としては例えば、切断工法の工夫によっても良いが、好ましくは切断後に削り加工や磨き加工、熱平滑化加工、溶剤平滑化加工をすることである。導光層が基板を兼用していて射出成型されている場合には金型の側面を鏡面研磨したものとすることによっても良い。別に表面が平滑な透明テープを積層体側面に貼り付け板状光学部材の側面を形成しても良い。平滑化の程度としては凹凸が目立たない程度にすることが好ましく、より好ましくは白味が無い程度まですることが好ましく、特に好ましくは歪みが無い程度まで透明化することである。
【０１９１】
＜作動形態＞
本発明の基本構成及び作動タイプの一つとしては、定常状態が無色あるいは一定の濃度で着色しており、励起状態で着色あるいはより濃く着色する光学活性システムを利用するものが挙げられる。板状光学部材はかかる光学活性システムを含む光学活性層を含んで形成され、積層体に含まれる他の層の寄与と合わせて定常状態において一定の光学特性を有する。ここで板状光学部材の側面から人工光源より放射される励起光を導入することにより、励起光が導光層を透過して光学活性システムに到達し、これを励起状態にすると板状光学部材の光学特性が変化する。例えば、板状光学部材の面に垂直方向における光透過率の低下や、板状光学部材の表面の色調を変化が発現し遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を発揮できる。定常状態への復帰は励起光の停止による熱若しくは自然復帰若しくは復帰光による強制復帰によりなされる。このようにして通常状態で透明若しくは微着色、励起光オン状態で遮光・隠蔽となる光学特性制御装置が得られる。
【０１９２】
本発明の基本構成及び作動タイプの別の態様としては、定常状態が無色あるいは部分的に着色しており、励起状態で着色あるいはより濃く着色する光学活性システムであって、利用環境下で既に励起状態にある光学活性システムを利用する。板状光学部材はかかる光学活性システムを含む光学活性層を含んで形成され、積層体に含まれる他の層の寄与と合わせて定常状態において一定の光学特性を有する。ここで板状光学部材の側面から復帰光を導入することにより、利用環境下の励起光より復帰光の効果が大きくなると光学活性システムが定常状態に復帰して板状光学部材の光学特性が変化し、例えば、板状光学部材の面に垂直方向における光透過率の増加や、板状光学部材の表面の色調の変化が発現し、遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の機能を発揮できる。励起状態への復帰は復帰光の停止によりなされる。このようにして通常状態で着色・不透過、復帰光オン状態で透明若しくは微着色となる光学特性制御装置が得られる。
【０１９３】
＜光学特性制御＞
本発明の光学特性制御装置においては、光学活性システムの励起による光学特性変化により板状光学部材の板面に垂直方向の光学特性（透過率、反射率、散乱特性等）が変化する。変化の範囲としては遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の目的に応じて設定すれば良い。設定の方法は基本的には板状光学部材、特には積層体の構成によるが、可変部分については光学特性制御装置の制御光強度を調整することによっても調整することができる。
【０１９４】
変化の範囲としては遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示等の目的に応じて設定すれば良い。設定の方法は、不変部分については光学活性システムの定常状態及び励起状態、積層体の他の層の光学特性から決定される。可変部分については、光学活性システムの特性や、光学活性層中の光学活性システムの量や光学活性層の厚み、層数により調整できる。これらの調整による方法は基本的に板状光学部材の設定の方法と同様である。さらには光学活性システムの光学特性の変化の程度は励起光の強度等によって連続的に変わりうるので、光源強度を連続的に変化させるようにして段階的調光（チューニング）させることも可能である。光源強度を段階的に変化させる方法としては、人工光源において光源強度が電源出力に依存する場合に、出力を電気的に変化させる方法を用いることができる。また、光源が複数からなる場合に点灯させる光源の数を段階的に変化させることによることもできる。また、人工光源、自然光に対して、板状光学部材への導入を、シャッターの開閉程度等により、段階的に光量制御することによっても可能である。
【０１９５】
変化の範囲は特に制限はなく必要に応じて調整することができるが、例えば、目的とする被制御光の透過率の範囲としては０％〜１００％とすることや、０％〜２０％、１０％〜５０％あるいは８０％から１００％とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって上記因子を適宜調整すれば良い。明るさを必要とする用途では積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過状態の透過率も高くすれば良い。カーテンやブラインドの代用の場合は、積層体由来の恒常的な透過率を高くし、光学活性システムの透過率の変化が透明から濃色に変化するものを使用して、部材としての透過率変化範囲を大きくすれば良い。遮蔽を重視する場合は積層体由来の恒常的な透過率の下限を低くすれば、一定の濃度からさらに濃い濃度に変化させることができる。視認性を常時遮蔽した上で明るさの調整のみを行いたい場合は、積層体由来の恒常的な散乱を付与した上で、光学活性システムの透過率が透明から濃色に変化するものを使用すれば良い。
【０１９６】
目的とする被制御光のヘイズの範囲としては０〜１０とすることや、０〜３０、０〜５０あるいは５から５０とすることもできる。調整範囲は使用される対象、目的とする機能によって適宜調整すれば良い。ヘイズが制御される場合は、変化の範囲の一方で隠蔽を必要としない場合は透明性が高い方が開放感があるため下限は５以下とすることが好ましい。隠蔽目的のためには３０以上であることが好ましい。透明から隠蔽へ変化させる場合は下限を２以下とし上限を３０以上とすることが好ましい。
【０１９７】
＜用途＞
本発明の光学特性制御装置は能動的な遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能を必要とする調光装置、表示装置に利用することができる。
本発明の光学特性制御装置は、大面積化、曲面形成等が容易であることから、家屋、オフィス、店舗の窓・ショーウインドウ、飛行機、自動車等移動手段の窓、アーケードや競技施設等の屋外施設の屋根、屋内の仕切り窓に利用することが可能である。
本発明の板状光学部材はかかる光学特性制御装置に利用できる。
【実施例】
【０１９８】
以下に実施例及び比較例を例示して、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１９９】
［実施例１］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして、有機のフォトクロミック色素である、下記構造式で表されるジアリールエテン系の色素（色素Ａ）を用いた。
【０２００】
【化１】
【０２０１】
色素Ａの励起光は紫外域にあり、そのピーク波長は２７７ｎｍ（ヘキサン中）である。色素Ａの励起により変化する光学特性は可視域の吸収であり、励起光非照射の場合の無色透明から、励起光の照射により青紫色に変化する。吸収スペクトルのピーク波長は５７８ｎｍ（ヘキサン中）である。励起光の照射を停止しても着色状態が維持されるが、可視光の存在下で徐々に退色して非励起状態に復帰する。各状態におけるスペクトル（ヘキサン中）を図１２に示す。
【０２０２】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ａを９重量部と、ポリメタクリル酸メチル８１重量部をトルエン４１０重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを１００μｍ厚みのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に乾燥厚みが１０μｍとなるようにバーコーターで塗布し、乾燥した。
次いで、光学活性層が形成されたＰＥＴフィルムを長さ１００ｃｍ、幅４０ｃｍ、厚み３ｍｍのアクリル板に貼り付けた。アクリル板は紫外線カット剤を含有する組成のものを使用した。そのため、色素Ａに対する励起光に対しては励起光を遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。アクリル板の透過スペクトルを図１３に示す。
【０２０３】
（３）板状光学部材
光学活性層が形成されたアクリル板を光学活性層が内側になるようにして光学活性層が形成されていない別のアクリル板と対向させ、板の２つの長辺部及び１つの短辺部に２０ｍｍ角のアルミニウム製中空角棒を設置することにより、厚み２０ｍｍの空隙よりなる導光層を形成した。これにより、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、空気から形成される導光層、色素Ａを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部にスペーサーが設けられ、短辺の１辺部が開口した厚み２０ｍｍの導光層を有する板状光学部材である。板状光学部材の平面視外観は完全な透明で反対側が明瞭に視認された。
【０２０４】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の短辺側にある側面開口部の一方に密接して長さ２９ｃｍ、太さ１２ｍｍの点灯スイッチ付きのＵＶ蛍光灯Ａを、開口部と平行になるように設置して、光学特性制御装置を作製した。ＵＶ蛍光灯Ａの波長域は２８０ｎｍから３８０ｎｍであり、中心波長は３５１ｎｍ、その強度は距離５ｃｍにおいて２ｍＷ／ｃｍ２である。ＵＶ蛍光灯Ａの分光分布スペクトルを図１４に示す。また、装置の概要を図１５に示す。図１５において、５０は板状光学部材、５１はＵＶ蛍光灯、５２は反射板、５３は電源ボックスである。
【０２０５】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。
次いで、ＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、ＵＶ蛍光灯を点灯すると直後から部材が青紫色透明に変化し始め、１０分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。ＵＶ蛍光灯を消灯しても着色は残存したが、強い照明下で徐々に退色した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。非点灯時と点灯時の板状光学部材の板面に垂直方向の透過スペクトルを図１６に示す。また、図１７に、照射開始１０分後における板状光学部材の板面に垂直方向の点灯時の透過率と非点灯時の透過率の差を光源からの距離の関数として示す。
【０２０６】
（６）効果
本実施例より、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、板状光学部材の光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。透過スペクトルにおいて吸収が増加していること、着色は青紫であってＵＶ域にある励起光とは異なることから単に内部に導入された光によるイルミネーションで色が付いて見える現象とは異なることは明らかである。これにより着色した色素の吸収、色合いを利用して遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示の機能を有する光学特性制御装置を得ることができる。本実施例における色素は熱戻りが殆どないことから、励起光を導入して着色させればその後励起光を切ってもかなりの時間着色状態を維持するため、エネルギーを多量に消費せず上記機能を発揮することが可能となる。
【０２０７】
［比較例１］
実施例１において、光学活性層を有するアクリル板１枚だけを使用し、導光層を形成しなかった以外は同様にして光学特性制御装置を作製した。これにより色素Ａを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、励起光遮蔽層を兼用する基板となるアクリル板より形成される積層体からなる板状光学部材に、板状光学部材の面外斜め方向で励起光遮蔽層を有しない側から励起光が照射される光学特性制御装置が作製された。
このようにして得られた光学特性制御装置の板状光学部材部分は、通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。次いでＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、照射面において青紫色に着色することが確認された。ただし、蛍光灯から距離が遠い部分の着色濃度は実施例１と比較して低かった。また、装置周辺では光源からの直接光、板状光学部材表面からの反射光によりＵＶ光が検出され保護手段が必要であった。図１７に照射開始１０分後における板状光学部材の板面に垂直方向の透過率と非点灯時の透過率の差を光源からの距離の関数として示す。
【０２０８】
実施例１と比較例１に比較より、比較例１の様に板状光学部材の側面からでなく上面から励起光を照射してもある程度の光学特性変化を得ることは可能であるが、励起光が外部から単に照射されているだけで反射した光がそのまますべて環境中に失われるので、効率が悪く距離が遠くなると着色の程度が低下する一方、実施例１では励起光が伝搬し内部に閉じこめられている構成となっているため遠方までより濃く着色できることが示された。さらに比較例１では励起光が部材の外部から照射されるため励起光が人体を直射することが可能であり、励起光はＵＶ光であるため視認される外観には影響しないものの安全性の問題を生じている。
【０２０９】
［実施例２］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして有機のフォトクロミック色素である市販の色素（色素Ｂ、記録素材総合研究所製、サニーカラーパープル）を用いた。色素Ｂの励起光は紫外域にありそのピーク波長は３６５ｎｍ（トルエン中）である。色素Ｂの励起により変化する光学特性は可視域の吸収であり、励起光非照射の場合の無色透明から、励起光の照射により赤紫色に変化する。吸収スペクトルのピーク波長は５４０ｎｍである。励起光の照射を停止すると速やかに元の無色透明状態へ復帰する。色素Ｂの各状態におけるスペクトルを図１８に示す。
【０２１０】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ｂを２重量部と、ポリエチレンビニルアセテート９８重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを１００μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に乾燥厚みが２０μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。乾燥後塗膜面に１００μｍ厚みのＰＥＴフィルムを上からラミネートすることにより光学活性層が間に挟まれたＰＥＴフィルム多層膜を形成した。
次いで光学活性層が形成されたＰＥＴフィルム多層膜を長さ３０ｃｍ、幅２１ｃｍ、厚み２ｍｍのアクリル板に貼り付けた。アクリル板は紫外線カット剤を含有する組成のものを使用した。そのため色素Ｂに対する励起光に対しては励起光を部分的に遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。アクリル板の透過スペクトルを図１９に示す。
【０２１１】
（３）板状光学部材
光学活性層が形成されたアクリル板を光学活性層側が内側になるようにして光学活性層が形成されていない別のアクリル板と対向させ、板の２つの長辺及び１つの短辺に２ｃｍ角の角棒を設置することにより、２ｃｍの空隙よりなる導光層を形成した。これにより基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、空気から形成される導光層、ＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部にスペーサーが設けられ、１辺部が開口した厚み２ｃｍの導光層を有する板状光学部材である。板状光学部材の平面視外観は完全な透明であった。
【０２１２】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の側面開口部の一方に密接してＵＶ蛍光灯Ａを、開口部と平行になるように設置して光学特性制御装置を作製した。板状光学部材の開口部と対向していない蛍光灯の他部分は反射板により遮蔽した。装置の概要を断面図として図２０に示す。図２０において、６１Ａ，６１Ｂはアクリル板、６２はスペーサー、６３は反射板、６４はＵＶ蛍光灯である。
【０２１３】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。晴天時の屋外日陰においては微かに着色が見られた。晴天時の太陽光直射時は薄く着色した。
次いで屋内においてＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、蛍光灯を点灯すると直後から部材が赤紫色透明に変化し始め、１分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。蛍光灯を消灯すると２分程で元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の透過スペクトルを図２１に示す。また、表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１４】
（６）効果
本実施例より、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。これは色素を変えても実現可能であり、フォトクロミック色素の選択により色合いが変更できるとともに、熱戻りの大きい色素では速やかな無色−着色変化が得られることが示された。
【０２１５】
［実施例３］
実施例２において、導光層の周囲を形成するスペーサー角材の導光層面側に、アルミニウム膜により反射層を形成した以外は実施例２と同様にして光学特性制御装置を作製した。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例２のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１６】
［実施例４］
実施例２において、対向させるアクリル板も光学活性層を形成したものを使用した以外は実施例２と同様にして光学特性制御装置を作製した。板状光学部材の積層体構成は、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、接着層、光学活性層の基板であるＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、ＰＥＴフィルム、空気から形成される導光層、ＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、光学活性層の基板であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板となった。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例２のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１７】
［比較例２］
実施例２において、光学活性層を有するアクリル板１枚だけを使用し、導光層を形成しなかった以外は実施例２と同様にして光学特性制御装置を作製した。これによりＰＥＴフィルム、色素Ｂを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体からなる板状光学部材に、励起光遮蔽層を有しない側の板状光学部材面外斜め方向から励起光が照射される光学特性制御装置が作製された。
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。晴天時の屋外日陰においては明瞭に着色が見られた。晴天時の太陽光直射時は濃厚な着色が見られた。
【０２１８】
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、照射面において赤紫色に着色することが確認されたが、最も蛍光灯から距離が遠い部分の着色濃度は実施例２と比較して低かった。また、装置周辺では光源からの直接光、板状光学部材表面からの反射光によりＵＶ光が検出され保護手段が必要であった。表１に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２１９】
【表１】
【０２２０】
実施例２と実施例３の比較より、板状光学部材の励起光が導入される側面以外の側面に励起光を板状光学部材内へ反射する手段を形成することにより、調光効率を一層高めることが示される。実施例４によれば、光学活性層を導光層の両側に設けることにより励起光の利用効率が高まり光学活性システムの総量も増加することにより着色濃度がより濃くなることが分かる。実施例２と比較例２の比較より、比較例２の様に板状光学部材の側面からでなく上面に励起光を照射してもある程度の光学特性変化を得ることは可能であるが、励起光が外部から単に照射されているだけで、反射した光がそのまますべて環境中に失われるので、効率が悪く距離が遠くなると着色の程度が低下することが分かる。一方、実施例２では、励起光が伝搬する構成となっているため遠方まで着色でき、さらに実施例３では側面に到達した励起光が内部に戻されているため一層効率が高められることが示された。また、環境中に励起光が存在する場合は、比較例２では自発作動してしまう一方、実施例２〜４では意図した場合のみ明瞭に着色させることが可能で能動的制御が可能であることが示された。さらに比較例２では励起光が部材の外部から照射されるため、励起光が人体を直射することが可能であり、励起光はＵＶ光であるため視認される外観には影響しないものの安全性の問題を生じている。
【０２２１】
［実施例５］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして、有機のフォトクロミック色素である下記構造式で表されるジアリールエテン系の色素（色素Ｃ）を用いた。
【０２２２】
【化２】
【０２２３】
色素Ｃの励起光は紫外域にあり、そのピーク波長は３４５ｎｍ（テトラヒドロフラン中）である。色素Ｃの励起により変化する光学特性は可視域の吸収であり、励起光非照射の場合の無色透明から、励起光の照射により青紫色に変化する。吸収スペクトルのピーク波長は５７８ｎｍ（テトラヒドロフラン中）である。励起光の照射を停止しても着色状態が維持されるが、可視光の存在下で徐々に退色して非励起状態に復帰する。色素Ｃの各状態におけるスペクトル（テトラヒドロフラン中）を図２２に示す。
【０２２４】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ｃを９重量部と、ポリメタクリル酸メチル９１重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを１００μｍ厚みのＰＥＴフィルム上に乾燥厚みが６μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。
次いで光学活性層が形成されたＰＥＴフィルムを実施例２で用いたものと同様のアクリル板に貼り付けた。このアクリル板は紫外線カット剤を含有する組成のものである。そのため色素Ｃに対する励起光に対しては励起光を遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。
【０２２５】
（３）板状光学部材
光学活性層が形成されたアクリル板を光学活性層が内側になるようにして光学活性層が形成されていない別のアクリル板と対向させ、板の２つの長辺及び１つの短辺に２ｃｍ角の角棒を設置することにより、２ｃｍの空隙よりなる導光層を形成した。これにより基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、空気から形成される導光層、ＰＥＴフィルム、色素Ｃを含有する光学活性層、光学活性層の基材であるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部にスペーサーが設けられ、１辺部が開口した厚み２ｃｍの導光層を有する板状光学部材である。板状光学部材の外観は完全な透明であった。
【０２２６】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の側面開口部の一方に密接してＵＶ蛍光灯Ａを、実施例２と同様に、開口部と平行になるように設置して光学特性制御装置を作製した。
【０２２７】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において無色透明であった。晴天時の屋外日陰においても無色透明であり、晴天時の太陽光直射時は微かに着色した。
次いで屋内においてＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、ＵＶ蛍光灯を点灯すると直後から部材が青紫色に変化し始め、３分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。ＵＶ蛍光灯を消灯しても着色は残存したが、室内照明下で徐々に退色した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。非点灯時と点灯時の板状光学部材の透過スペクトルを図２３に示す。また、表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２２８】
（６）効果
本実施例より、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。これは色素を変えても実現可能である。本実施例における色素は熱戻りが殆どないことから、励起光を導入して着色させればその後励起光を切ってもかなりの時間着色状態を維持させることが可能であるため、エネルギーを多量に消費せず遮蔽機能を発揮することが可能となる。
【０２２９】
［実施例６］
導光層の周囲を形成するスペーサー角材の導光層面側にアルミニウム膜によって反射層を形成した以外は実施例５と同様にして光学特性制御装置を作製した。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例５のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３０】
［実施例７］
対向させるアクリル板も光学活性層を形成したものを使用した以外は実施例５と同様にして光学特性制御装置を作製した。板状光学部材の積層体構成は、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板、接着層、光学活性層の基材となるＰＥＴフィルム、色素Ｃを含有する光学活性層、空気から形成される導光層、色素Ｃを含有する光学活性層、光学活性層の基板となるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板となった。
ＵＶ蛍光灯を点灯することによって光学特性の変化を調べたところ、実施例５のものよりも着色濃度が増加していることが確認された。表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３１】
［比較例３］
実施例５において、光学活性層を有するアクリル板１枚だけを使用し、導光層を形成しなかった以外は実施例５と同様にして光学特性制御装置を作製した。これにより色素Ｃを含有する光学活性層、光学活性層の基板でなるＰＥＴフィルム、接着層、基板を兼用する励起光遮蔽層となるアクリル板より形成される積層体からなる板状光学部材に、励起光遮蔽層を有しない側の板状光学部材面外斜め方向から励起光が照射される光学特性制御装置が作製された。
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において光源非点灯時は無色透明であった。晴天時の屋外日陰、太陽光直射時においては明瞭な着色が見られた。
次いで屋内においてＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、照射面において青紫色に着色することが確認された。ただし、蛍光灯から距離が遠い部分の着色濃度は実施例５と比較して低かった。また、装置周辺では光源からの直接光、板状光学部材表面からの反射光によりＵＶ光が検出され保護手段が必要であった。表２に板状光学部材の光源からの距離２０ｃｍでの非点灯時と点灯時の波長５７８ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３２】
【表２】
【０２３３】
実施例５と実施例６の比較より、板状光学部材の励起光が導入に使用される側面以外の側面に励起光を板状光学部材内へ反射する手段を形成することにより、調光効率を一層高めることが示される。実施例７によれば光学活性層を導光層の両側に設けることにより励起光の利用効率が高まり光学活性システムの総量も増加することにより着色濃度がより濃くなることが分かる。実施例５と比較例３の比較より、比較例３の様に板状光学部材の側面からではなく上面に励起光を照射してもある程度の光学特性変化を得ることは可能であるが、励起光が外部から単に照射されているだけで反射した光がそのまますべて環境中に失われるため効率が悪く距離が遠くなると着色の程度が低下する。一方、実施例５では励起光が伝搬する構成となっているため遠方まで着色でき、さらに実施例６では側面に到達した励起光が内部に戻されているため一層効率が高められることが示された。また、環境中に励起光が存在する場合は比較例３では自発作動してしまう一方、実施例５〜７では意図した場合のみ明瞭に着色させることが可能で能動的制御が可能であることが示された。さらに比較例３では励起光が部材の外部から照射されるため励起光が人体を直射することが可能であり、励起光はＵＶ光であるため視認される外観には影響しないものの安全性の問題を生じている。
【０２３４】
［実施例８］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして実施例２で用いた有機のフォトクロミック色素である市販の色素Ｂを用いた。
【０２３５】
（２）光学活性層、板状光学部材、基板
色素Ｂを２重量部と、ポリエチレンビニルアセテート９８重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。基板として６ｃｍ角、厚み１ｃｍの含水石英（シグマ光機製）を６ｃｍ角の上下板面は光学研磨し、１対の対向する側面は透明性が得られるまで研磨し、残りの側面はスリガラス面としたものを用いた。この基板の研磨した側面からは反対側が視認できた。スリガラス面である側面側は透過視認性はなかった。上記の塗液をこの石英板の６ｃｍ角の板面の一方の面に乾燥厚みが２０μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。
石英板の板面に垂直方向（厚み方向）の透過スペクトル及び面内方向の透過スペクトルを図２４に示す。
【０２３６】
（３）板状光学部材
上記の石英板を用いて光学活性層と、基板を兼用する導光層となる石英板より形成される積層体とした。この積層体からなる板状光学部材は、板状光学部材の１対の対向側面が制御光を積層体内へ導入するための側面処理として研磨された板状光学部材である。板状光学部材の板面に垂直方向の外観は完全な透明であった。
【０２３７】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の研磨した側面にＵＶファイバーランプ（キセノン光源）を、スリットを間において中心入射角が１０度、励起光の進行方向が側面から光学活性層へ直射方向となるように設置して光学特性制御装置を作製した。ＵＶファイバーランプは中心波長３６５ｎｍ、その強度は距離１０ｃｍにおいて１ｍＷ／ｃｍ２である。ＵＶファイバーランプの分光分布を図２５に、装置の概要を断面図として図２６に示す。
図２６において、７０は石英板であり、７０Ａ，７０Ｂは研磨側面、７１は光学活性層、７２はスリット、７３はＵＶファイバーランプ、７４は光源とその電源である。
【０２３８】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において無色透明であった。太陽光下においては赤紫色に着色した。
次いで屋内においてＵＶファイバーランプを点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２３９】
［実施例９］
実施例８において板状光学部材の蛍光灯が設置された側面と対向する研磨側面に平行してアルミニウムの反射膜を形成した板材を設置した。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。
このものは、非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２４０】
［実施例１０］
実施例８において光学特性制御装置のＵＶファイバーランプの設置場所を板状光学部材の研磨した側面に平行に、スリットを間において中心入射角が１０度、励起光の進行方向が側面から光学活性層側とは反対方向となるように設置して調光装置を作製した。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。装置の概要を断面図として図２７に示す。図２７において、図２６におけると同一機能を奏する部材には、同一符号を付してある。
このものは、非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２４１】
［実施例１１］
実施例８において光学活性層を石英板の両板面に形成し光学活性層を２層とした。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。
このものは、非点灯時は無色透明であったが、ＵＶファイバーランプを点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。表３に光源が非点灯時と点灯時における板状光学部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。
【０２４２】
［実施例１２］
実施例８において光学活性層を石英板の両板面に形成し光学活性層を２層とした。そして光学活性層の上に励起光遮蔽層として市販のガラス保護フィルム（３Ｍ社製、スコッチティントピュアカット８０）を貼り付けた。このフィルムはＵＶカット機能と熱線カット機能を有するほぼ透明のフィルムである。また、板状光学部材のＵＶファイバーランプが設置された以外の側面に平行してアルミニウムの反射膜を形成した板材を設置し、磨りガラス面は黒色のビニールテープで被覆した。それ以外は実施例８と同様にして光学特性制御装置を作製し評価を行った。用いたガラス保護フィルムの透過スペクトルを図２８に示す。
この光学特性制御装置の板状光学部材は太陽光下でも微かに着色する程度であった。次いでＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べたところ、非点灯時は無色透明であったが、蛍光灯を点灯すると速やかに部材が赤紫色透明に変化した。
【０２４３】
表３に光源が非点灯時と点灯時における板状部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍにおける透過率及びその差を示す。ＵＶファイバーランプを消灯すると２分以内に元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。
【０２４４】
【表３】
【０２４５】
実施例８、９、１０、１１、１２より、導光層が基板を兼用している場合にも、窓として機能しうる面を遮ることなく板状光学部材の側面から励起光を導入することによって、光学特性を無色透明から着色状態に変化させることが可能であることが示された。これにより一枚の板で板状光学部材を構成し、光学特性制御装置を作製できることが示された。
実施例９より板状光学部材の励起光が導入されていない側面を研磨処理し、その外側に部材内からの光を反射する手段を設けることにより励起光の利用効率が一層高まり着色濃度が濃くなることが示された。
実施例１０より導入光が光学活性層を直射しなくとも導光層の反対面で反射することにより光学活性層に到達しており、導入光が導光層内を反射で伝搬していることが示された。
実施例１１より光学活性層を導光層の両面に形成することにより板状光学部材の光学特性変化が大きくなることが示された。
実施例１２より励起光遮蔽層を設ければ環境光に左右されず光学特性を能動的に制御できることが示された。
【０２４６】
［実施例１３］
（１）光学活性システム
光学活性システムとして実施例２で用いた有機のフォトクロミック色素である市販の色素Ｂを用いた。
【０２４７】
（２）光学活性層、励起光遮蔽層、基板
色素Ｂを２重量部と、ポリエチレンビニルアセテート９８重量部をトルエン４００重量部に溶解して、光学活性層作製用の塗液を調製した。これを長さ３２ｃｍ、幅２４ｃｍ、３ｍｍ厚みのＰＥＴ板上に乾燥厚みが２０μｍとなるようにバーコーターで塗布し乾燥した。ＰＥＴ板は予め塗布面の反対面にＵＶカットフィルム（キング社製）を貼り付け処理したものを用いた。ＰＥＴ板は、フィルム板を構成するポリエチレンテレフタレートがベンゼン環を骨格中に含有し、かつＰＥＴ板の厚みが２ｍｍあるため紫外線領域において一定の吸収を示す。そのため色素Ｂに対する励起光に対しては励起光を部分的に遮蔽する励起光遮蔽層として機能する。ＰＥＴ板、ＵＶカットフィルム貼り付けＰＥＴ板の透過スペクトルを図２９に示す。
【０２４８】
（３）板状光学部材
同じようにして形成された光学活性層を有するＰＥＴ板を２枚、光学活性層が内側になるようにして対向させ、板の３辺部に１ｃｍ角のアクリル角棒を設置することにより、１ｃｍの空隙よりなる導光層を形成した。アクリル角棒の導光層側は予めアルミニウム反射膜をスパッタリングにより製膜した。これにより励起光遮蔽層、接着層、基板及び励起光遮蔽層となるＰＥＴ板、光学活性層、空気から形成される導光層、光学活性層、基板及び励起光遮蔽層となるＰＥＴ板、接着層、励起光遮蔽層より形成される積層体を形成した。この積層体からなる板状光学部材は、導光層の周囲３辺部に内面に反射膜を有するスペーサーが設けられている。励起光が導入される開口部となっている１辺には制御光を積層体内へ導入するための側面処理として直径１ｃｍの石英丸棒を設置した。
【０２４９】
（４）光学特性制御装置
板状光学部材の石英棒が設置された部分に密接してＵＶ光源を設置した。ＵＶ光源は長さ２０ｃｍ、太さ３ｍｍの冷陰極ＵＶランプ（ＫＬＶ社製、ＴＢＢ３０−２００）を、内径５ｍｍ角の１辺が開いた矩形で内部に反射膜が形成されたランプハウス内にシリコンチューブをスペーサーとして用いることにより取り付けたものを使用した。ＵＶランプと石英棒は平行しており最短距離は１ｍｍである。ＵＶランプはシリコン被覆導線、コネクターを介して、蛍光灯点灯用インバーターに接続した。インバーターはスイッチを介してＡＣ−ＤＣ電源に接続した。ＵＶ冷陰極ランプの波長域は３５０ｎｍから３９０ｎｍであり中心波長は３６５ｎｍ、その強度は距離１ｃｍにおいて１．３ｍＷ／ｃｍ２である。ランプが設置されている部分の板状光学部材の側面、上面は遮蔽体を取り付けた。冷陰極ＵＶランプの分光分布を図３０に示す。
このようにして得られた光学特性制御装置の概要を断面図として図３１に示す。図３１において、８０Ａ，８０Ｂは基板（光学活性層，ＵＶカットフィルム付きＰＥＴ板）、８１はアクリル角棒のスペーサー（反射膜付き）、８２は石英丸棒、８３はＵＶ光源である。
【０２５０】
（５）特性評価
光学特性制御装置の板状光学部材部分は通常の屋内において無色透明であった。また、太陽光下においても透明性を維持した。
次いでＵＶ蛍光灯を点灯することによって板状光学部材の光学特性の変化を調べた。非点灯時は無色透明であったが、蛍光灯を点灯すると直後から部材が赤紫色透明に変化し始め、１分程で安定した濃さになり部材の透過性が低下した。蛍光灯を消灯すると２分程で元の無色透明状態に完全に復帰した。点灯と消灯を多数回繰り返しても特性の変化はなかった。また、励起光は板状光学部材の外側では検出されなかった。図３２に板状部材の板面に垂直方向の波長５４０ｎｍでの非点灯時と点灯時の透過率の差を光源からの距離の関数として示す。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
本発明の光学特性制御装置及び板状光学部材を用いれば、物理的な遮蔽手段に依存することなく板状光学部材自体の光学特性の変化により、能動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示などの機能が発現する光学特性制御装置を得ることができる。また、能動制御手段は光であるため、大面積化、曲面形成等が容易である。そのため、家屋、オフィス、店舗の窓・ショーウインドウ、飛行機、自動車等移動手段の窓、アーケードや競技施設等の屋外施設の屋根、屋内の仕切り窓に対して、低コストで省エネルギーに有効であり、意匠性にも富んだ光学特性制御装置が得られる。
このように、本発明は能動的に遮光・調光・遮熱・隠蔽・表示が必要とされる幅広い応用分野においてその効果が期待でき、その産業上の使用可能性は非常に有用かつ広範なものである。
【図面の簡単な説明】
【０２５２】
【図１】本発明の板状光学部材における励起光の導光層透過を説明する概念図である。
【図２】本発明の板状光学部材における励起光の導光層透過と屈折を説明する概念図である。
【図３】本発明の板状光学部材における励起光の滲みだし光を説明する概念図である。
【図４】本発明の板状光学部材の実施の形態の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図６】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図７】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図８】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図９】本発明の板状光学部材の実施の形態の他の例を示す模式図である。
【図１０】本発明の光学特性制御装置の実施の形態の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の光学特性制御装置における制御光の導入手法の一例を示す模式図である。
【図１２】ジアリールエテン系色素Ａの定常状態及び励起状態の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１３】実施例１で用いたアクリル板の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１４】実施例１で用いたＵＶ蛍光灯Ａの分光分布スペクトルを示すチャートである。
【図１５】実施例１で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図１６】実施例１で作製した板状光学部材の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１７】実施例１及び比較例１で作製した板状光学部材の透過率差と光源からの距離との関係を示すグラフである。
【図１８】色素Ｂの定常状態及び励起状態の透過スペクトルを示すチャートである。
【図１９】実施例２で用いたアクリル板の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２０】実施例２で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図２１】実施例２で作製した板状光学部材の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２２】色素Ｃの定常状態及び励起状態の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２３】実施例５で作製した板状光学部材の透過スペクトルを示すチャートである。
【図２４】実施例８で用いた石英板の各方向における透過スペクトルを示すチャートである。
【図２５】実施例８で用いたＵＶファイバーランプの分光分布スペクトルを示すチャートである。
【図２６】実施例８で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図２７】実施例１０で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図２８】実施例１２で用いたガラス保護フィルムの透過スペクトルを示すチャートである。
【図２９】実施例１３で用いたＰＥＴ板、ＵＶカットフィルム貼り付けＰＥＴ板の透過スペクトルを示すチャートである。
【図３０】実施例１３で用いた冷陰極ＵＶランプの分光分布スペクトルを示すチャートである。
【図３１】実施例１３で作製した光学特性制御装置の構成を示す概略図である。
【図３２】実施例１３で作製した板状光学部材の非点灯時と点灯時の透過率差と光源からの距離との関係を示すチャートである。
【符号の説明】
【０２５３】
１，１Ａ，１Ｂ 導光層
２Ａ，２Ｂ 光学活性層
３Ａ，３Ｂ 基板
４Ａ，４Ｂ 励起光遮蔽層
５ ハードコート層
６ ＵＶカット層
１０ 励起光光源
１１ 縦割丸棒
１２ 丸棒
１３ 反射膜
２１ スライドシャッター
２２ 紫外可視フィルター付き光取り込み窓
２３ 集光系
２４ 反射系
３０ 板状光学部材
３１ 光取り込み窓
３２ シャッター
３３ 反射板
３４ 側面壁
５０ 板状光学部材
５１ ＵＶ蛍光灯
５２ 反射板
５３ 電源ボックス
６１Ａ，６１Ｂ アクリル板
６２ スペーサー
６３ 反射板
６４ ＵＶ蛍光灯
７０ 石英板
７０Ａ，７０Ｂ 研磨側面
７１ 光学活性層
７２ スリット
７３ ＵＶファイバーランプ
７４ 光源、電源
８０Ａ，８０Ｂ 基板
８１ スペーサー（反射膜付き）
８２ 石英丸棒
８３ ＵＶ光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記励起光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【請求項２】
復帰光に対する透過性を有する導光層と、励起光により光学特性が変化し、該復帰光により励起光によって変化した状態から初期状態に復帰する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記復帰光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【請求項３】
前記積層体が、前記導光層と光学活性層とを含んで形成される層の少なくとも片側に、前記励起光を遮蔽する励起光遮蔽層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学特性制御装置。
【請求項４】
前記励起光及び／又は復帰光が自然光を利用したものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項５】
前記励起光及び／又は復帰光の前記導光層への導入制御手段を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項６】
前記励起光及び／又は復帰光が、前記板状光学部材の板面に対して低入射角度で導入されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項７】
前記板状光学部材の励起光及び／又は復帰光が導入される側面以外の側面は、該板状光学部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を該板状光学部材内へ反射する手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項８】
前記板状光学部材が湾曲構造部分を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項９】
前記板状光学部材の厚みに対する長さ方向の比が１０以上であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項１０】
前記励起光及び／又は復帰光が発光ダイオード及び／又は半導体レーザーにより供給されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項１１】
前記励起光及び／又は復帰光が近赤外域の光であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の光学特性制御装置を用いることを特徴とする光学特性制御方法。
【請求項１３】
励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が光を前記積層体内に導入するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【請求項１４】
励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が前記積層体内を進行してくる光を該積層体内に反射するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【請求項１５】
前記積層体が、励起光を遮蔽する励起光遮蔽層を含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の板状光学部材。
【請求項１６】
前記積層体が、湾曲構造部分を含むことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれかに記載の板状光学部材。
【請求項１７】
前記積層体が、積層面に対して垂直方向の可視光透過性を有する請求項１３ないし１６のいずれかに記載の板状光学部材。
【請求項１８】
請求項１３ないし１７のいずれかに記載の板状光学部材に、その側面より励起光及び／又は復帰光を導入することによって前記光学活性層の光学特性を変化させ、該板状光学部材の前記積層体の積層面に垂直方向の可視光及び／又は近赤外光の透過率を変化させることを特徴とする透過光制御方法。
【請求項１】
励起光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記励起光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【請求項２】
復帰光に対する透過性を有する導光層と、励起光により光学特性が変化し、該復帰光により励起光によって変化した状態から初期状態に復帰する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材と、該板状光学部材の側面から前記復帰光を該板状光学部材内に導入する手段とを有することを特徴とする光学特性制御装置。
【請求項３】
前記積層体が、前記導光層と光学活性層とを含んで形成される層の少なくとも片側に、前記励起光を遮蔽する励起光遮蔽層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学特性制御装置。
【請求項４】
前記励起光及び／又は復帰光が自然光を利用したものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項５】
前記励起光及び／又は復帰光の前記導光層への導入制御手段を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項６】
前記励起光及び／又は復帰光が、前記板状光学部材の板面に対して低入射角度で導入されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項７】
前記板状光学部材の励起光及び／又は復帰光が導入される側面以外の側面は、該板状光学部材内より放出される励起光及び／又は復帰光を該板状光学部材内へ反射する手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項８】
前記板状光学部材が湾曲構造部分を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項９】
前記板状光学部材の厚みに対する長さ方向の比が１０以上であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項１０】
前記励起光及び／又は復帰光が発光ダイオード及び／又は半導体レーザーにより供給されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項１１】
前記励起光及び／又は復帰光が近赤外域の光であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の光学特性制御装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の光学特性制御装置を用いることを特徴とする光学特性制御方法。
【請求項１３】
励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が光を前記積層体内に導入するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【請求項１４】
励起光及び／又は復帰光に対する透過性を有する導光層と、該励起光により光学特性が変化する活性システムを有する光学活性層とを備える積層体を含む板状光学部材であって、該板状光学部材の側面の少なくとも一部分が前記積層体内を進行してくる光を該積層体内に反射するために処理されていることを特徴とする板状光学部材。
【請求項１５】
前記積層体が、励起光を遮蔽する励起光遮蔽層を含むことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の板状光学部材。
【請求項１６】
前記積層体が、湾曲構造部分を含むことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれかに記載の板状光学部材。
【請求項１７】
前記積層体が、積層面に対して垂直方向の可視光透過性を有する請求項１３ないし１６のいずれかに記載の板状光学部材。
【請求項１８】
請求項１３ないし１７のいずれかに記載の板状光学部材に、その側面より励起光及び／又は復帰光を導入することによって前記光学活性層の光学特性を変化させ、該板状光学部材の前記積層体の積層面に垂直方向の可視光及び／又は近赤外光の透過率を変化させることを特徴とする透過光制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２００９−５３５３３（Ｐ２００９−５３５３３Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２１３７８（Ｐ２００７−２２１３７８）
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２８日（２００７．８．２８）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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