JP2002201366A - 調光組成物、調光樹脂組成物、および光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多様な色彩を表現することができ、透過光量
や反射光量を幅広く制御可能であり、かつ耐久性に優れ
る調光組成物および調光樹脂組成物、並びに、これらを
用いた光学素子を提供すること。 【解決手段】 外部刺激の付与により可逆的に液体を吸
収・放出して体積変化を生ずる２種類以上の高分子ゲル
と、該高分子ゲルが吸収・放出し得る液体とからなる調
光組成物であって、前記２種類以上の高分子ゲルのうち
少なくとも２種類が、相互に異なる刺激特性を有するこ
とを特徴とする調光組成物および調光樹脂組成物、並び
に、これらを用いた光学素子である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化により可
逆的に液体を吸収・放出して体積変化を生ずる高分子ゲ
ルを含む調光組成物および調光樹脂組成物、並びに、こ
れらを用いた光学素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、温度変化、ｐＨ変化、イオン強度
変化、化学物質の吸着・脱離、溶媒組成変化、等の各種
刺激の付与によって可逆的に体積変化（膨潤・収縮）を
起こす高分子ゲル（以下、「刺激応答性高分子ゲル」と
略す場合がある）を利用して、光の透過量を制御するこ
とで調光を行なう技術が知られている。

【０００３】例えば、特開昭６１−１４９９２６号公報
によれば、電場の作用で液体を吸収・放出する高分子ゲ
ルと、顔料を液体中に分散した着色液体と、を組み合わ
せた組成物からなる光学素子が提案されている。前記公
報に記載の技術では、高分子ゲルの形状の変化によって
着色液体を移動させて表示を行う。

【０００４】また、特開平４−２７４４８０号公報よれ
ば、染料を結合した高分子ゲルを用いて、電圧の印加に
より前記高分子ゲルの体積を変化させることにより光学
濃度を変化させて表示を行う素子が提案されている。さ
らには、特開平９−１６００８１号公報によれば、顔料
微粒子または着色微粒子の表面に吸着させた高分子ゲル
を、電界の変化により体積変化させることにより、色相
を変化させる素子が提案されている。この素子は、前記
高分子ゲルの膨潤時にはほぼ白色を表示し、前記高分子
ゲルの収縮時には前記顔料微粒子または前記着色微粒子
の色を表示する。

【０００５】一方、温度変化に応答する高分子ゲルを利
用した光学素子や調光材料も提案されている。例えば、
特開昭６１−１５１６２５号公報および特開昭６２−９
２７号公報によれば、着色した高分子ゲルを用い、温度
変化により、前記高分子ゲルが膨潤した際に光学濃度が
低下し、前記高分子ゲルが収縮した際には着色する原理
を用いた素子が提案されている。また、温度変化に応じ
て相分離を生じ、濁度が可逆的に変化する高分子溶液か
らなる調光材料が特公昭６１−７９４８号公報に開示さ
れている。

【０００６】さらに、本発明者らは特開平１１−２３６
５５９号公報において新規な調光組成物の提案をしてい
る。該調光組成物は、刺激の付与による液体の吸収・放
出により膨潤・収縮する高分子ゲル中に、飽和吸収濃度
以上の顔料を含有してなる組成物である。該組成物は、
飽和吸収濃度以上の顔料を含有している高分子ゲルの収
縮時には、前記顔料の局所的な凝集により光吸収効率が
低下して、前記組成物全体が光透過性となる。一方、飽
和吸収濃度以上の顔料を含有している高分子ゲルの膨潤
時には、前記顔料が組成物全体に拡散することにより光
吸収効率が向上し、前記組成物は発色状態となる。

【０００７】しかしながら、従来技術における、温度変
化等の各種刺激によって体積変化する刺激応答性高分子
ゲルを利用した光学素子や調光材料は、高品位のカラー
表示や、屋外での使用等の幅広いニーズに対応するため
に、多様な色彩が表現できることや、耐久性に優れるこ
と等、更なる改良が求められている。特に、従来技術に
おいて、一つあるいは単層の光学素子による、複数の色
彩を表するための具体的な手段や構成等は殆ど検討され
ていない。このため、従来技術により複数の色彩を表現
しようとした場合、各々の色を発色する光学素子を複数
積層する必要があり、光学素子全体の構成が複雑にな
る。さらに、高分子溶液を用いた調光材料では、それが
光散乱性の変化による調光作用を利用するものであるた
め、透過光量を大きく制御することができず、また多様
な色彩を表現することができないなどの場合があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、従来技術の上記課題を解決せんとするものであり、
複数の色彩を表現することができ、透過光量や反射光量
を幅広く制御可能であり、かつ耐久性にも優れる調光組
成物および調光樹脂組成物、並びに、これらを用いた複
数の色彩も表現できる光学素子を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明により達成される。即ち本発明は、 ＜１＞ 外部刺激の付与により可逆的に液体を吸収・放
出して体積変化を生ずる２種類以上の高分子ゲルと、該
高分子ゲルが吸収・放出し得る液体とからなる調光組成
物であって、前記２種類以上の高分子ゲルのうち少なく
とも２種類が、相互に異なる刺激特性を有することを特
徴とする調光組成物である。

【００１０】＜２＞ 前記高分子ゲルのうち少なくとも
２種類が、同一の刺激種に応答することを特徴とする＜
１＞に記載の調光組成物である。

【００１１】＜３＞ 前記高分子ゲルのうち少なくとも
２種類が、相互に異なる刺激種に応答することを特徴と
する＜１＞に記載の調光組成物である。

【００１２】＜４＞ 前記同一の刺激種が、温度変化の
付与であることを特徴とする＜２＞に記載の調光組成物
である。

【００１３】＜５＞ 前記相互に異なる刺激種が、一方
が温度変化の付与であり、他方がｐＨ変化の付与である
ことを特徴とする＜３＞に記載の調光組成物である。

【００１４】＜６＞ 前記高分子ゲルのうち少なくとも
２種類が、相互に異なる相転移点を有することを特徴と
する＜１＞〜＜５＞のいずれか１に記載の調光組成物で
ある。

【００１５】＜７＞ 前記高分子ゲルのうち少なくとも
２種類が、相互に異なる体積変化特性を有すること特徴
とする＜１＞〜＜６＞のいずれか１に記載の調光組成物
である。

【００１６】＜８＞ 前記２種類以上の高分子ゲルが、
内部に調光用材料を含有することを特徴とする＜１＞〜
＜７＞のいずれか１に記載の調光組成物である。

【００１７】＜９＞ 前記２種類以上の高分子ゲルが内
部に含有する調光用材料が、相互に色彩の異なる色材で
あることを特徴とする＜８＞に記載の調光組成物であ
る。

【００１８】＜１０＞ 前記２種類以上の高分子ゲル
が、粒子状であることを特徴とする＜１＞〜＜９＞のい
ずれか１に記載の調光組成物である。

【００１９】＜１１＞ ＜１＞〜＜１０＞のいずれか１
に記載の調光組成物と、樹脂とからなることを特徴とす
る調光樹脂組成物である。

【００２０】＜１２＞ ＜１＞〜＜１０＞のいずれか１
に記載の調光組成物を含むことを特徴とする光学素子で
ある。

【００２１】＜１３＞ ＜１＞〜＜１０＞のいずれか１
に記載の調光組成物が、一対の基板間に挟持されている
ことを特徴とする＜１２＞に記載の光学素子である。

【００２２】＜１４＞ ＜１１＞に記載の調光樹脂組成
物を、フィルム状に成形してなることを特徴とする＜１
２＞に記載の光学素子である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 ［調光組成物］本発明の調光組成物は、温度変化により
可逆的に液体を吸収・放出して体積変化を生ずる２種類
以上の高分子ゲルと、該高分子ゲルが吸収・放出し得る
液体（以下、単に「吸脱液体」という場合がある。）と
からなる調光組成物であって、前記２種類以上の高分子
ゲルのうち少なくとも２種類（以下、単に「少なくとも
２種類以上の高分子ゲル」と略す）が、相互に異なる刺
激特性を有することを特徴とする。また、前記高分子ゲ
ルには、色材や光散乱剤などの調光用材料が含有されて
いることが望ましい。

【００２４】本発明において「異なる刺激特性」とは、
高分子ゲルが、刺激の付与により体積変化が起こる場合
の刺激のそのものの種類（刺激種）の違いや、ある刺激
の付与により体積変化が起こる場合の相転移点の違い、
ある刺激の付与により体積変化が起こる場合の体積変化
特性の違い、などを意味する。

【００２５】即ち、本発明において、「相互に異なる刺
激特性を有する」とは、少なくとも２種類以上の高分子
ゲルが有する刺激特性が相互に異なる刺激種である場合
は、「相互に異なる刺激種に応答する」ことを意味す
る。例えば、２種類の高分子ゲルの一方が温度特性（あ
るいは温度変化）に応答し、他方がｐＨ特性（あるいは
ｐＨ変化）に応答する場合、「相互に異なる刺激種に応
答する」という。

【００２６】一方、「相互に異なる刺激特性を有する」
ことが、少なくとも２種類以上の高分子ゲルが有する刺
激特性が同一の刺激種である場合は、「相互に異なる相
転移点を有する」及び／又は「相互に異なる体積変化特
性を有する」ことを意味する。例えば、２種類の高分子
ゲルの両方が、同一の刺激種として温度特性のみに応答
する場合、「相互に異なる相転移温度を有する」及び／
又は「相互に異なる体積変化特性を有する」といい、よ
り詳しくは、体積変化を性ずる温度（相転移温度と呼
ぶ）が異なる、及び／又は、温度変化に対する体積変化
特性（すなわち、相転移温度を境に高温側で、体積が増
加（膨潤）するか減少（収縮）するか）が異なる（逆で
ある）ともいう。なお、この場合、「相互に異なる刺激
特性を有する」とは、「相互に異なる温度特性を有す
る」ということができる。

【００２７】また、「相転移点」とは、高分子ゲルがあ
る刺激種により体積変化する場合に必要な特定の刺激量
を意味する。例えば、前記高分子ゲルが温度変化によっ
て体積変化する場合は、体積変化が発生する刺激量は
「相転移温度」を意味し、前記高分子ゲルがｐＨ変化に
よって体積変化する場合は、この体積変化が発生する刺
激量は「相転移ｐＨ」を意味する。なお、高分子ゲルは
２つ以上の相互に異なる相転移点を有するものであって
もよい。例えば、２つの異なる相転移点で体積変化する
高分子ゲルの場合、刺激量の増加に伴い、膨潤−収縮−
膨潤、あるいは、収縮−膨潤−収縮する体積変化が可能
である。

【００２８】さらに、「体積変化特性」とは、高分子ゲ
ルがある刺激種の変化により体積変化する場合に、前記
高分子ゲルの体積変化が、相転移点以上で膨潤する場合
と、相転移点以上で収縮する場合のいずれかを意味す
る。なお、本発明では、相転移点以上で膨潤する高分子
ゲルを「膨潤ゲル」、相転移点以上で収縮する高分子ゲ
ルを「収縮ゲル」と略す。

【００２９】従って、相互に異なる刺激特性を有する少
なくとも２種類以上の高分子ゲルが、同一の刺激種に応
答するもので構成される場合、前記高分子ゲルが膨潤ゲ
ルのみ（あるいは収縮ゲルのみ）からなり、且つ、相互
に相転移点が異なる組合せからなる構成（構成Ａ）、の
他に、前記高分子ゲルが、膨潤ゲルと収縮ゲルと、の組
み合わせからなる構成（構成Ｂ）も挙げられる。なお、
構成Ｂでは、前記高分子ゲルの相転移点は同一であって
も異なっていてもよい。

【００３０】構成Ａおよび構成Ｂは、相互に異なる刺激
特性を有する少なくとも２種類以上の高分子ゲルが、同
一の刺激種（特に温度変化）に応答する場合に特に好適
な構成である。例えば、温度変化により可逆的に液体を
吸収・放出して体積変化を生ずる高分子ゲルとしては、
吸脱液体の存在下、相転移温度を境に高温側で収縮する
ものと膨潤するものとが知られている。以下、前者を高
温収縮ゲル、後者を高温膨潤ゲルと称する。これら相互
に異なる温度変化に応答する高分子ゲルの内部に、調光
用材料（色材、光散乱剤等）を含有させた場合、構成Ａ
では温度変化に応じて多色や色濃度、調光量の変化を呈
示することが可能となる。一方、同様に構成Ｂでは温度
変化によって一方の特性の色を表現することができる。
勿論、高温膨潤ゲルや高温収縮ゲルの各高分子ゲルをそ
れぞれ複数種類組み合わせ、かつ各高分子ゲル中の色材
や光散乱剤を種々選択することで、多彩な色彩、調光
量、光学濃度を表現することも可能である。

【００３１】但し、構成Ａおよび構成Ｂとして、温度変
化に応答して体積変化する高分子ゲルについて上述した
が、その他の刺激種、例えば、ｐＨ変化や、イオン濃度
変化等の他の特定の刺激種のみに応答して体積変化する
高分子ゲルを用いることもできる。また、構成Ａあるい
は構成Ｂを適用して作製された光学素子は、刺激付与手
段が１種類のみであるため、光学素子の構成を簡素にで
きるという利点もある。

【００３２】一方、相互に異なる刺激特性を有する少な
くとも２種類以上の高分子ゲルが、相互に異なる刺激種
に応答して体積変化する場合には、異なる刺激種の組合
せが、温度変化とｐＨ変化とからなる構成（構成Ｃ）
が、好適な一例として挙げられる。従って、構成Ｃでは
温度変化及び／又はｐＨ変化に応じて、多色や色濃度、
調光量の変化を呈示することができると共に、一方の特
性の色を、より柔軟かつ容易に表現することができる。
勿論、膨潤ゲルや収縮ゲルの各高分子ゲルをそれぞれ複
数種類組み合わせ、かつ各高分子ゲル中の色材や光散乱
剤を種々選択することで、多彩な色彩、調光量、光学濃
度を表現することも可能である。なお、構成Ｃからなる
調光組成物の組合せを適用して作製された光学素子は、
刺激付与手段として、電極の加熱と電極反応とを利用し
た場合、前記２つの刺激付与手段に対して光学素子に設
ける刺激付与手段が電極のみに共通化できるため、光学
素子の構成を簡素にできるという利点がある。

【００３３】但し、相互に異なる刺激種の組合せは、温
度変化とｐＨ変化とからなる構成Ｃに限定されるもので
はなく、構成Ｃ以外の組合せであってもよい。例えば、
好ましい相互に異なる刺激種の組み合わせとしては、温
度変化と電界変化、温度変化と光照射の変化、温度変化
と磁場変化、温度変化と酸化還元量変化、電界変化と光
照射の変化、電界変化と磁場変化、光照射の変化と磁場
変化等が挙げられる。相互に異なる刺激種の組合せから
なる構成の調光組成物を適用して作製された光学素子
は、各々の刺激種に応答する高分子ゲルを、各々の刺激
種の刺激量を変化させて、別々に体積変化させることが
可能であるため、多色や色濃度、調光量の呈示や、一方
の特性の色の表現を、より柔軟かつ容易に行うことがで
きる。

【００３４】前記高分子ゲルには、色材や光散乱剤など
の調光用材料が含有されていることが好ましい。前記高
分子ゲルの内部に、前記調光用材料を含有させた場合、
刺激に応じて、色の発色、色の濃度変化、調光量の変
化、を呈示することが可能となる。さらに、前記高分子
ゲルを複数種類組み合わせ、且つ、各高分子ゲル中の色
材や光散乱剤を種々選択することで、多様な色彩、調光
量、光学濃度を表現することも可能である。

【００３５】さらに、前記高分子ゲルには、各種刺激種
に応答する各種材料が含有されていてもよく、例えば、
磁場変化に応答する強磁性体粒子を含有する高分子ゲル
などが挙げられる。なお、本発明においては、相互に異
なる刺激特性を有する高分子ゲルとしては、高分子ゲル
自体が各種刺激種に対して自発的に刺激応答する高分子
ゲル以外に、上記した高分子ゲル中に各種刺激種に応答
する各種材料が含有されてなる他発的に刺激応答する高
分子ゲル、あるいは前記両者の性質を有する高分子ゲル
であってもよい。また、本発明では、各種刺激種に対し
て自発的あるいは他発的に刺激応答することを問わず、
２種類以上の刺激種に対して刺激応答する高分子ゲルを
用いることもできる。

【００３６】次に、本発明に用いる高分子ゲルおよび吸
脱液体の具体的構成について、詳細に説明する。本発明
で使用可能な高分子ゲルは、ｐＨ変化、化学物質の吸脱
着、酸化・還元、温度変化、光照射の変化、磁場変化、
溶液の組成やイオン強度変化等の各種刺激の付与によ
り、水素結合性の変化、吸脱液体との溶媒和の変化、疎
水性相互作用の変化、結晶構造の変化、磁性体の相互作
用の変化等による相転移特性を有するものである。つま
り、本発明で使用可能な高分子ゲルは、各種刺激の付与
により、高分子ゲルの膨潤体としての体積が可逆的に変
化する性質をもつ。ただし、「可逆的」といっても、刺
激量が増加する時と減少する時とで異なる、いわゆるヒ
ステリシスな性質を有するものであっても問題なく、本
発明において、このような性質の場合も「可逆的」の概
念に含まれる。以下に、前記高分子ゲルの具体例とし
て、ｐＨ変化と、界面活性剤などの化学物質の吸脱着
と、酸化・還元と、温度変化と、光照射の変化と、磁場
変化と、溶液の組成変化やイオン強度の変化と、に対し
て刺激応答して可逆的に体積変化する高分子ゲルの具体
例を列挙する。

【００３７】まず、ｐＨ変化によって刺激応答する高分
子ゲルとしては、電解質系高分子ゲルが好ましい。具体
例としては、ポリ（メタ）アクリル酸の架橋体やその
塩：例えば、（メタ）アクリル酸と、（メタ）アクリル
アミド、アルキル置換（メタ）アクリルアミド、ヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸
アルキルエステル、ジアルキルアミノアルキル（メタ）
アクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル（メタ）ア
クリレートなどから選択される１種以上との共重合体の
架橋体やその４級化物や塩；マレイン酸と、（メタ）ア
クリルアミド、アルキル置換（メタ）アクリルアミド、
ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アク
リル酸アルキルエステル、ジアルキルアミノアルキル
（メタ）アクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル
（メタ）アクリレートなどから選択される１種以上との
共重合体の架橋体やその塩；ポリビニルスルホン酸の架
橋体やその塩：ビニルスルホン酸と、（メタ）アクリル
アミド、アルキル置換（メタ）アクリルアミド、ヒドロ
キシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸
アルキルエステル、ジアルキルアミノアルキル（メタ）
アクリルアミド、ジアルキルアミノアルキル（メタ）ア
クリレートなどから選択される１種以上との共重合体の
架橋体やその４級化物やその塩；ポリビニルベンゼンス
ルホン酸の架橋体やその塩：ビニルベンゼンスルホン酸
と、（メタ）アクリルアミド、アルキル置換（メタ）ア
クリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ジアルキル
アミノアルキル（メタ）アクリルアミド、ジアルキルア
ミノアルキル（メタ）アクリレートなどから選択される
１種以上との共重合体の架橋体やその４級化物やその
塩；ポリ（メタ）アクリルアミドアルキルスルホン酸の
架橋体やその塩：（メタ）アクリルアミドアルキルスル
ホン酸と、（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステル、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルア
ミド、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート
などから選択される１種以上との共重合体の架橋体やそ
の４級化物やその塩；ポリジメチルアミノプロピル（メ
タ）アクリルアミドの架橋体やその４級化物：ジメチル
アミノプロピル（メタ）アクリルアミドと、（メタ）ア
クリル酸、（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステルなどから選択される１種以上との共重合体の架橋
体やその塩や４級化物；ポリジメチルアミノエチル（メ
タ）アクリルアミドの架橋体やその４級化物：ジメチル
アミノエチル（メタ）アクリルアミドと、（メタ）アク
リル酸、（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステルなどから選択される１種以上との共重合体の架橋
体やその塩や４級化物；ポリジメチルアミノエチル（メ
タ）アクリレートの架橋体やその４級化物：ジメチルア
ミノエチル（メタ）アクリレートと、（メタ）アクリル
酸、（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステ
ルなどから選択される１種以上との共重合体の架橋体や
その塩や４級化物；ポリジエチルアミノエチル（メタ）
アクリレートの架橋体やその４級化物：ジエチルアミノ
エチル（メタ）アクリレートと、（メタ）アクリル酸、
（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなど
から選択される１種以上との共重合体の架橋体やその塩
や４級化物；ポリジメチルアミノプロピル（メタ）アク
リルアミドとポリビニルアルコールとの複合体の架橋体
やその４級化物；ポリビニルアルコールと、ポリ（メ
タ）アクリル酸との複合体の架橋体やその塩；ポリ（メ
タ）アクリロニトリルの架橋体の部分加水分解物やその
塩、などが挙げられる。

【００３８】界面活性剤などの化学物質の吸脱着によっ
て刺激応答する高分子ゲルとしては強イオン性高分子ゲ
ルが好ましく、カチオン界面活性剤と組合せて用いるこ
とができる。具体例としては、前記高分子ゲルとして、
ポリビニルスルホン酸の架橋物やビニルスルホン酸と
（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなど
との共重合体の架橋物、あるいは、ポリビニルベンゼン
スルホン酸の架橋物やビニルベンゼンスルホン酸と（メ
タ）アクリルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリ
レート、（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどから
選択される１種以上の化合物との共重合体の架橋物、あ
るいは、ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸の架橋
物やアクリルアミドアルキルスルホン酸と（メタ）アク
リルアミド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、
（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどから選択され
る１種以上の化合物との共重合体の架橋物などが挙げら
れる。また、前記高分子ゲルに組合せて用いられるカチ
オン界面活性剤としては、例えば、アルキルピリジン塩
（例えば、ｎ−ドデシルピリジニウムクロライドな
ど）、アルキルアンモニウム塩、フェニルアンモニウム
塩、ホスホニウム塩（例えば、テトラフェニルホスフォ
ニウムクロライドなど）などが挙げられる。

【００３９】酸化・還元によって刺激応答する高分子ゲ
ルとしては、カチオン性高分子ゲルが挙げられ、電子受
容性化合物と組み合わせて、ＣＴ錯体（電荷移動錯体）
として好ましく使用される。具体例としては、前記カチ
オン性高分子ゲルとして、ポリジメチルアミノプロピル
アクリルアミドなどポリアミノ置換（メタ）アクリルア
ミドの架橋物；ポリジメチルアミノエチル（メタ）アク
リレート、ポリジエチルアミノエチル（メタ）アクリレ
ートやポリジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレー
トなどのポリ（メタ）アクリル酸アミノ置換アルキルエ
ステルの架橋物；ポリスチレンの架橋物；ポリビニルピ
リジンの架橋物；ポリビニルカルバゾールの架橋物；ポ
リジメチルアミノスチレンの架橋物などが挙げられる。
また、前記電子受容性化合物として、ベンゾキノン、
７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮ
Ｑ）、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、テトラシア
ノエチレン、クロラニル、トリニトロベンゼン、無水マ
レイン酸やヨウ素などが挙げられる。

【００４０】温度変化により刺激応答する高分子ゲルと
しては、ＬＣＳＴ（下限臨界共融温度）やＵＣＳＴ（上
限臨界共融温度）をもつ高分子の架橋体（前者を「ＬＣ
ＳＴゲル」、後者を「ＵＣＳＴゲル」と称する。）、互
いに水素結合する２成分の高分子ゲルのＩＰＮ体（相互
侵入網目構造体）や結晶性などの凝集性の側鎖をもつ高
分子ゲル（前者を「ＩＰＮゲル」、後者を「結晶性ゲ
ル」と称する。）などが好ましいものとして例示され
る。ＬＣＳＴゲルは、高温において収縮し、ＵＣＳＴゲ
ル、ＩＰＮゲルおよび結晶性ゲルは、逆に高温で膨潤す
る特性をもっている。

【００４１】ＬＣＳＴゲルの具体例としては、ポリ［Ｎ
−イソプロピルアクリルアミド］などのポリ［Ｎ−アル
キル置換（メタ）アクリルアミド］の架橋体；Ｎ−アル
キル置換（メタ）アクリルアミドと、（メタ）アクリル
酸、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸アル
キルエステル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル
エステルなどから選択される１種以上との共重合体の架
橋体やその塩；ポリビニルメチルエーテルの架橋体；メ
チルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルセルロースなどのアルキル置換セルロース誘導体の架
橋体；などが挙げられる。

【００４２】ＵＣＳＴゲルの具体例としては、ポリ［３
−ジメチル（メタクリロイルオキシエチル）アンモニウ
ムプロパンスルフォネート］などの、分子内にアニオン
とカチオンとの両成分を有する双性イオン高分子の架橋
体等が挙げられる。

【００４３】一方、ＩＰＮゲルの代表的な例としては、
ポリ（メタ）アクリルアミドの架橋体とポリ（メタ）ア
クリル酸の架橋体からなるＩＰＮ体およびその部分中和
物（アクリル酸単位のカルボキシル基の一部を金属イオ
ンなどの陽イオンで中和したもの）が挙げられる。また
上記以外のＩＰＮゲルとしては、（メタ）アクリルアミ
ドあるいはＮ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミドな
どの（メタ）アクリルアミド誘導体を主成分とする共重
合体の架橋体と（メタ）アクリル酸あるいはマレイン
酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸などの不飽和カ
ルボン酸を主成分とする共重合体の架橋体からなるＩＰ
Ｎ体およびそれらの部分中和物；少なくとも（メタ）ア
クリルアミドあるいはＮ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリ
ルアミドなどの（メタ）アクリルアミド誘導体と（メ
タ）アクリル酸あるいはマレイン酸、フマル酸、イタコ
ン酸、クロトン酸などの不飽和カルボン酸を含む共重合
体の架橋体およびその部分中和物；２−ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレートを主成分とする共重合体の架橋
体；少なくともステアリル（メタ）アクリレートなどの
（メタ）アクリル酸のアルキルエステルと（メタ）アク
リル酸あるいはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ク
ロトン酸などの不飽和カルボン酸を含む共重合体の架橋
体およびその部分中和物；少なくともアクリロキシメチ
ルウラシルなど側鎖に核酸塩基を導入した（メタ）アク
リル酸と（メタ）アクリル酸あるいはマレイン酸、フマ
ル酸、イタコン酸、クロトン酸などの不飽和カルボン酸
を含む共重合体の架橋体およびその部分中和物などが挙
げられる。

【００４４】また、結晶性ゲルとしてはオクチル基、デ
シル基、ラウリル基、ステアリル基などの長鎖アルキル
基を有する（メタ）アクリル酸エステルと（メタ）アク
リル酸との共重合体の架橋体やその塩、コレステリル系
モノマーあるいは芳香族系モノマーと、（メタ）アクリ
ル酸との共重合体の架橋体やその塩が挙げられる。

【００４５】さらに、温度変化に応じて複数の相転移温
度を示す高分子ゲルも好ましく使用できる。このような
高分子ゲルとしては、例えば、ポリ［Ｎ−イソプロピル
アクリルアミド］などのポリ［Ｎ−アルキル置換（メ
タ）アクリルアミド］の架橋体とポリ（メタ）アクリル
酸の架橋体とのＩＰＮ体などが挙げられる。かかる高分
子ゲルは、温度上昇に伴い、膨潤−収縮−膨潤という２
つの相転移温度を示すことが知られている。

【００４６】光照射の変化によって刺激応答する高分子
ゲルとしては、トリアリールメタン誘導体やスピロベン
ゾピラン誘導体などの光の照射によってイオン解離する
基を有する親水性高分子化合物の架橋物が好ましい。前
記親水性高分子化合物の架橋物としては、例えば、ビニ
ル置換トリアリールメタンロイコ誘導体とアクリルアミ
ドとの共重合体の架橋物などが挙げられ、より好ましく
は、ビニル置換トリアリールメタンロイコ誘導体とアク
リルアミドとの共重合体の架橋体などが挙げられる。

【００４７】磁場変化によって刺激応答する高分子ゲル
としては、強磁性体粒子や磁性流体等を含有するポリビ
ニルアルコールの架橋物等が挙げられる。ただし、含有
される高分子ゲルは、高分子ゲルの範疇であるものであ
れば限定されることなく適用できる。

【００４８】溶液の組成変化やイオン強度の変化によっ
て刺激応答する高分子ゲルとしては、例えば、前記した
電解質系高分子ゲルが、特に大きな体積変化が得られる
ために好ましい。

【００４９】本発明において特に好ましく用いられる高
分子ゲルとしては、刺激種として、ｐＨ変化や温度変化
に刺激応答する高分子ゲルが好ましい。また、これら刺
激を高分子ゲルに付与するのに好適な刺激付与手段とし
ては、例えば、電極反応によるｐＨ変化、あるいは、パ
ルス電圧印加による温度変化（加熱）の付与が可能な電
極や、通電による温度変化（加熱）の付与が可能な発熱
抵抗体が挙げられる。なお、上記の括弧を用いた記述
は、括弧内の接頭語を含まない化合物および含む化合物
の両方を示しており、例えば「（メタ）アクリル」とい
う記述は、「アクリル」および「メタクリル」のいずれ
をも意味するものである。

【００５０】前記高分子ゲルの相転移点前後の体積変化
量としては、より大きいものが調光特性上好ましく、膨
潤時および収縮時の体積比として、５以上であることが
好ましく１０以上であることがより好ましく、１５以上
であることがさらに好ましい。前記体積比が５未満の場
合には、十分な調光コントラストが得られない場合があ
る。

【００５１】また前記高分子ゲルにおいて体積変化を示
す相転移点としては、当該高分子ゲルの構造、組成によ
り種種の設計が可能である。例えば、温度変化に刺激応
答する高分子ゲルの相転移温度としては、−３０℃〜３
００℃の範囲から選択され、特に好ましくは−１０℃か
ら２００℃の範囲である。また、ｐＨ変化に刺激応答す
る高分子ゲルの相転移ｐＨとしては、ｐＨ１〜ｐＨ１４
の範囲から選択され、特に好ましくはｐＨ３〜ｐＨ１２
の範囲である。

【００５２】前記高分子ゲルはそれ自身でも、体積変化
に伴い光散乱性が変化するという調光能を示すが、より
大きな調光特性や色変化を発現するために、調光用材料
が高分子ゲル内部に含有されていることが好ましい。使
用可能な調光用材料としては、顔料および染料などの色
材や光散乱材などが挙げられる。またこの調光用材料
は、高分子ゲルに物理的あるいは化学的に固定化されて
いることが好ましい。

【００５３】顔料としてはカーボンブラックなどの黒色
顔料、ベンジジン系のイエロー顔料、キナクリドン系、
ローダミン系のマゼンタ顔料、フタロシアニン系のシア
ン顔料などを挙げることができる。より詳しくは、黒色
顔料としてはチャネルブラック、ファーネスブラックな
どのカーボンブラックおよびチタンブラックなどが挙げ
られる。イエロー顔料としては、縮合アゾ化合物、イソ
インドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属
錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される
化合物が用いられる。具体的には、例えば顔料として
は、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１
５、１７、６２、７４、８３、９３、９４、９５、１０
９、１１０、１１１、１２８、１２９、１４７、１６８
等が好適に用いられる。

【００５４】マゼンタ顔料としては、縮合アゾ化合物、
ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナク
リドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合
物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、
ペリレン化合物が用いられる。具体的には、例えば顔料
としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、
７、２３、４８；２、４８；３、４８；４、５７；１、
８１；１、１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、
１８４、１８５、２０２、２０６、２２０、２２１、２
５４が特に好ましい。シアン顔料としては、銅フタロシ
アニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、
塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、例
えば顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、７、
１５、１５：１、１５：２、１５；３、１５：４、６
０、６２、６６等が特に好適に利用できる。

【００５５】染料としては、例えば、黒色のニグロシン
系染料や、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローな
どのカラー染料であるアゾ染料、アントラキノン系染
料、インジゴ系染料、フタロシアニン系染料、カルボニ
ウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、キノリン染
料、ニトロ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染
料、ナフタルイミド染料、ベリノン染料などが挙げら
れ、特に光吸収係数が高いものが望ましい。

【００５６】染料の好適な具体例としては、例えば、
Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、８、１１、１２、２
４、２６、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５
８、８５、８６、８７、８８、８９、９８、１５７；
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、３、７、１１、１７、１
９、２３、２５、２９、３８、４４、７９、１２７、１
４４、２４５；Ｃ．Ｉ．ベイシックイエロー１、２、１
１、３４；Ｃ．Ｉ．フードイエロー４；Ｃ．Ｉ．リアク
ティブイエロー３７；Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、
９、１７、３１、３５、１００、１０２、１０３、１０
５；Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、２、４、９、１１、
１３、１７、２０、２３、２４、２８、３１、３３、３
７、３９、４４、４６、６２、６３、７５、７９、８
０、８１、８３、８４、８９、９５、９９、１１３、１
９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２
６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１；Ｃ．
Ｉ．アシッドレッド１、６、８、９、１３、１４、１
８、２６、２７、３５、３７、４２、５２、８２、８
５、８７、８９、９２、９７、１０６、１１１、１１
４、１１５、１１８、１３４、１５８、１８６、２４
９、２５４、２８９；Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド１、
２、９、１２、１４、１７、１８、３７；Ｃ．Ｉ．フー
ドレッド１４；Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド２３、１８
０；Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５、１６、１７、１８、
１９、２２、２３、１４３、１４５、１４６、１４９、
１５０、１５１、１５７、１５８；Ｃ．Ｉ．ダイレクト
ブルー１、２、６、１５、２２、２５、４１、７１、７
６、７８、８６、８７、９０、９８、１６３、１６５、
１９９、２０２；Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、７、９、
２２、２３、２５、２９、４０、４１、４３、４５、７
８、８０、８２、９２、９３、１２７、２４９；Ｃ．
Ｉ．ベイシックブルー１、３、５、７、９、２２、２
４、２５、２６、２８、２９；Ｃ．Ｉ．フードブルー
２；Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２２、６３、７８、８３
〜８６、１９１、１９４、１９５、１０４；Ｃ．Ｉ．ダ
イレクトブラック２、７、１９、２２、２４、３２、３
８、５１、５６、６３、７１、７４、７５、７７、１０
８、１５４、１６８、１７１；Ｃ．Ｉ．アシッドブラッ
ク１、２、７、２４、２６、２９、３１、４４、４８、
５０、５２、９４；Ｃ．Ｉ．ベイシックブラック２、
８；Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２；Ｃ．Ｉ．リアクテ
ィブブラック３１；Ｃ．Ｉ．フードバイオレット２；
Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット３１、３３、３７；
Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン２４、２５；Ｃ．Ｉ．ソル
ベントブラウン３、９；等が挙げられる。

【００５７】これらの顔料及び染料は、単独で使用する
ことができ、また、所望とする色を得るために少なくと
も２種類以上を混合して使用することもできる。なお、
優れた耐候性を得るためには、染料よりも顔料を用いる
ほうが好ましい。

【００５８】また、光散乱材としては、高分子ゲルが体
積変化する際に前記高分子ゲルにより吸収・放出される
液体の屈折率と異なる屈折率を有する材料が好ましい。
前記材料としては、各種の無機化合物および有機化合物
が適用できる。

【００５９】前記無機材料の具体例としては、酸化亜
鉛、塩基性炭酸鉛、塩基性硫酸鉛、硫酸鉛、リトボン、
白雲母、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化アンモチモン、鉛
白、酸化ジルコニウム、アルミナ、マイカナイト、マイ
カレックス、石英、炭酸カルシウム、石膏、クレー、シ
リカ、ケイ酸、珪素土、タルク、塩基性炭酸マグネシウ
ム、アルミナホワイト、グロスホワイト、サチン白等の
無機酸化物や、亜鉛、アルメル、アンチモン、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、イリジウム、インジウム、オ
スミウム、クロム、クロメル、コバルト、ジルコニウ
ム、ステンレス鋼、金、銀、洋銀、銅、青銅、すず、タ
ングステン、タングステン鋼、鉄、鉛、ニッケル、ニッ
ケル合金、ニッケリン、白金、白金ロジウム、タンタ
ル、ジュラルミン、ニクロム、チタン、クルップ・オー
ステナイト鋼、コンスタンタン、真鍮、白金イリジウ
ム、パラジウム、パラジウム合金、モリブデン、モリブ
デン鋼、マンガン、マンガン合金、ロジウム、ロジウム
金などの金属材料、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）
等の無機導電性材料などが挙げられる。

【００６０】また、前記有機材料の具体例としては、フ
ェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン・ホルムアルデヒ
ド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アニリン樹脂、ア
ルキド樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ−ｐ−
キシリレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、メタクリ
ル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素
系プラスチック、ポリアクリロニトリル、ポリビニルエ
ーテル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリカーボ
ネート、熱可塑性ポリエステル、ポリアミド、ジエン系
プラスチック、ポリウレタン系プラスチック、ポリフェ
ニレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、芳香
族ヘテロ環ポリマー、シリコーン、天然ゴム系プラスチ
ック、セルロース系プラスチック等やこれら２種類以上
の高分子材料の混合材料（ポリマーブレンド）などの高
分子材料が挙げられる。

【００６１】使用する顔料や光散乱材の大きさは、一次
粒子の平均粒子径で、０．００１μｍ〜１μｍのものが
好ましく、特に０．０１μｍ〜０．５μｍのものが好ま
しい。これは、粒径が０．００１μｍ未満では高分子ゲ
ルからの流出が起こりやすく、また、１μｍより大きい
場合では発色特性が悪くなる恐れが生じるためである。

【００６２】また、前記したように顔料や光散乱材は、
前記高分子ゲル中に含有され、前記高分子ゲルから流出
しないことが望まれる。そのためには、前記高分子ゲル
の架橋密度を最適化して顔料や光散乱材を前記高分子ゲ
ルの網目中に物理的に閉じ込めるたり、前記高分子ゲル
との電気的、イオン的、その他物理的な相互作用が高い
顔料や光散乱材を用いること、表面を化学修飾した顔料
や光散乱材を用いること、などが好ましい。例えば、表
面を化学修飾した顔料や光散乱材としては、表面にビニ
ル基などの不飽和基や不対電子（ラジカル）などの高分
子ゲルと化学結合する基を導入したものや、高分子材料
をグラフト結合したものなどが挙げられる。

【００６３】高分子ゲル中に含有される顔料あるいは光
散乱材の濃度は、高分子ゲルが収縮した時に、少なくと
も高分子ゲルの一部分で、顔料の場合は飽和吸収濃度以
上、光散乱材の場合は飽和光散乱濃度以上であることが
望ましい。この飽和吸収濃度（飽和光散乱濃度）につい
て、以下に詳細に説明する。高分子ゲルの少なくとも一
部分が収縮した際に、収縮部分において、前記高分子ゲ
ル中に含有される顔料（光散乱材）同士の平均間隔が十
分に短くなる。この場合、前記収縮部分の顔料（光散乱
材）による可視光線吸収（散乱）の働きが１次粒子的な
ものから集合体的なものに変化することにより、前記収
縮部分における顔料（光散乱材）の１粒子当たりの可視
光線吸収量（散乱量）が低下する。この１粒子当たりの
可視光線吸収量（散乱量）が低下し始める前記収縮部分
での顔料（光散乱材）の濃度を飽和吸収濃度（飽和光散
乱濃度）という。また、顔料（光散乱材）が集合体的な
可視光線吸収（あるいは散乱）を示す状態を、顔料（光
散乱材）の濃度が飽和吸収濃度以上（飽和光散乱濃度以
上）にある状態と呼ぶ。

【００６４】次に、飽和吸収濃度（飽和散乱濃度）前後
での可視光線吸収量（散乱量）の変化を、例として、高
分子ゲル全体が一様に膨潤あるいは収縮し、且つ、前記
高分子ゲルの収縮時に、顔料（光散乱材）の濃度が飽和
吸収濃度以上（飽和散乱濃度以上）となる場合について
具体的に説明する。高分子ゲルが膨潤した状態にある場
合は、前記高分子ゲル中の顔料（光散乱材）の濃度が飽
和吸収濃度以下（飽和光散乱濃度以下）であるため、顔
料（光散乱材）の１粒子あたりの可視光線吸収量（散乱
量）はほぼ一定である。このため、単位体積当たりの可
視光線吸収量（散乱量）が、単位体積中に存在する高分
子ゲルに含有される顔料（光散乱材）濃度に比例する。

【００６５】一方、高分子ゲルが収縮した状態にある場
合は、前記高分子ゲル中の顔料（光散乱材）の濃度が飽
和吸収濃度以上（飽和光散乱濃度以上）となるため、顔
料（光散乱材）の１粒子あたりの可視光線吸収量（散乱
量）が低下する。このため、単位体積当たりの可視光線
吸収量（散乱量）が、単位体積中に存在する高分子ゲル
に含有される顔料（光散乱材）濃度に比例しなくなる。
即ち、単位体積中に存在する高分子ゲルに含有される顔
料（光散乱材）濃度に対して、可視光線吸収量（散乱
量）は、飽和吸収濃度以下（飽和光散乱濃度以下）では
１次直線的に比例している。しかし、飽和吸収濃度以上
（飽和光散乱濃度以上）では、予想される１次直線から
ずれが発生し、単位体積中に存在する高分子ゲルに含有
される顔料（光散乱材）濃度に対して可視光線吸収量
（散乱量）が低下する。

【００６６】従って、高分子ゲルの収縮時に顔料（光散
乱材）が飽和吸収濃度以上（飽和光散乱濃度以上）とな
るように、前記高分子ゲルに顔料（光散乱材）を含有さ
せた場合、収縮時における顔料（光散乱材）の１粒子当
たりの可視光線吸収量（散乱量）は、膨潤時と比較して
低下する。このため、前記高分子ゲルの収縮時と比べ
て、相対的に膨潤時では可視光線吸収量（散乱量）をよ
り大きくすることができる。

【００６７】一方、高分子ゲルの収縮時に顔料（光散乱
材）が飽和吸収濃度以下（飽和光散乱濃度以下）となる
ように、前記高分子ゲルに顔料（光散乱材）を含有させ
た場合、収縮時における顔料（光散乱材）の１粒子当た
りの可視光線吸収量（散乱量）は、膨潤時と比較して同
程度である。このため、前記高分子ゲルの収縮時と比べ
て、膨潤時では相対的に可視光線吸収量（散乱量）は同
程度となる。

【００６８】上記に説明したように、収縮時の高分子ゲ
ル中の顔料（光散乱材）の濃度が飽和吸収濃度以上（飽
和光散乱濃度以上）の場合、前記高分子ゲルが膨潤状態
から収縮状態へ、あるいは、収縮状態から膨潤状態へ、
と変化した際に、可視光線吸収量（散乱量）が大きく変
化する。従って、収縮時の高分子ゲル中の顔料（光散乱
材）の濃度が飽和吸収濃度以上（飽和光散乱濃度以上）
となるように、顔料（光散乱材）を高分子ゲル中に含有
させることが好ましい。

【００６９】なお、高分子ゲルが収縮した時に、顔料
（光散乱材）の濃度が、飽和吸収濃度以上（飽和光散乱
濃度以上）となるのは、前記高分子ゲルのうち少なくと
も一部であればよい。この「高分子ゲルのうち少なくと
も一部」とは、１個の高分子ゲル内部の一部の領域ある
いは全ての領域、及び、複数個の高分子ゲルの内の一部
の高分子ゲルあるいは全ての高分子ゲル、の両方を意味
する。

【００７０】「高分子ゲルのうち少なくとも一部」が、
収縮時に飽和吸収濃度以上（飽和光散乱濃度以上）であ
れば、調光作用を発揮することができる。しかし、１個
の高分子ゲル内部のより多くの領域、あるいは、複数個
の高分子ゲルの内のより多数の高分子ゲルが、収縮時に
飽和吸収濃度以上（飽和光散乱濃度以上）であることが
好ましい。

【００７１】前記高分子ゲル中に含有される顔料や光散
乱材の量としては、少なくとも吸脱液体を含まない状態
の前記高分子ゲル中において飽和吸収濃度以上（あるい
は飽和光散乱濃度以上）の濃度とすることが好ましい。
飽和吸収濃度以上（あるいは飽和光散乱濃度以上）にす
るためには、顔料や光散乱材の光吸収係数や光散乱係数
にも依存するが、顔料や光散乱材の濃度としては、顔料
や光散乱材を含んだ状態の高分子ゲル全体に対し、一般
的には３質量％〜９５質量％の範囲が好ましく、より好
ましくは５質量％〜８０質量％の範囲である。顔料ある
いは光散乱材の濃度が３質量％未満であると、飽和吸収
濃度以上（あるいは飽和光散乱濃度以上）とはならず、
高分子ゲルの体積変化に伴う調光特性が不十分となる場
合がある。一方、濃度が９５質量％を超えると、高分子
ゲルの応答速度や体積変化量が低下してしまう恐れがあ
る。

【００７２】なお、染料を高分子ゲルに固定化するため
に、不飽和二重結合基などの重合可能な基を有する構造
の染料や、高分子ゲルと反応可能ないわゆる反応性染料
などが好ましく使用される。一方、高分子ゲル中に含有
させる染料の好ましい濃度は、３質量％から５０質量％
の範囲であり、特に好ましくは５質量％から３０質量％
の範囲である。染料濃度としては、前記顔料および光散
乱材の場合と同様に、少なくとも高分子ゲルの乾燥ある
いは収縮状態において飽和吸収濃度以上であることが望
ましい。染料の濃度が３質量％未満の場合、高分子ゲル
が収縮した際に、収縮部の少なくとも一部において、染
料の濃度が飽和吸収濃度以上とはならず、高分子ゲルの
体積変化による調光特性が不充分となる可能性がある。
一方、染料の濃度が５０質量％を超える場合、高分子ゲ
ルの刺激応答速度や体積変化量が低下してしまう可能性
がある。

【００７３】このような調光用材料を含む高分子ゲル
は、架橋前の高分子組成物に調光用材料を均一に分散、
混合した後に架橋する方法や、重合時にモノマー組成物
に調光用材料を添加して重合する方法によって製造する
ことができる。重合時において顔料や光散乱材を添加す
る場合には、前記したように重合性基や不対電子（ラジ
カル）をもつ顔料や光散乱材を使用し、高分子ゲルに化
学結合させることも好ましく実施される。

【００７４】また、調光用材料は、本発色材料中に極力
均一に分散されていることが好ましい。特に、架橋前の
高分子組成物への分散や、モノマー組成物への添加に際
して、機械的混練法、攪拌法、あるいは分散剤などを利
用して均一に分散させることが望ましい。

【００７５】本発明で使用可能な高分子ゲルの形状とし
ては、特に限定されるものではないが、応答速度や加工
の容易性等の観点からは、粒子状であることが好まし
い。粒子状の高分子ゲルの具体的な形状としては、球
体、立方体、楕円体、多面体、多孔質体、繊維状、星
状、針状、中空状などが挙げられるが、その他不定形の
ものであってもよい。粒子状の高分子ゲルの好ましい大
きさは、吸脱液体を含まない状態において、体積平均粒
径で０．１μｍ〜１ｍｍの範囲、より好ましくは１μｍ
〜５００μｍの範囲である。体積平均粒径が０．１μｍ
未満であると、粒子のハンドリングが困難になる、優れ
た光学特性が得られないなどの問題を生じる場合があ
る。一方、体積平均粒径が５００μｍよりも大きくなる
と、体積変化に要する応答速度が大幅に遅くなってしま
うなどの問題を生じる場合がある。

【００７６】粒子状の高分子ゲルは、高分子ゲルを物理
的粉砕法によって粉砕する方法や、架橋前の高分子を物
理的粉砕法や化学的粉砕法によって粒子化した後に架橋
して高分子ゲルとする方法、あるいは乳化重合法、懸濁
重合法、分散重合法などの粒子化重合法などの一般的な
方法によって製造することができる。

【００７７】なお、高分子を架橋させるためには、種々
の架橋剤（多官能性化合物）を、重合時あるいは重合後
に添加し反応させる、あるいは高分子に電子線、γ線な
どの放射線を照射する、加熱する、さらには過酸化物を
添加する、などの一般的な方法が適用できる。

【００７８】なお、本発明に用いられる高分子ゲルを形
成するために適用される架橋剤としては、例えば、該架
橋剤分子内に重合性不飽和基、反応性官能基などを２個
以上有する化合物を挙げることができる。上記重合性不
飽和基を２個以上有する化合物としては、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパ
ン、グリセリンポリオキシエチレングリコール、ポリオ
キシプロピレングリコール、ポリグリセリンなどのポリ
オール類のジ（メタ）アクリル酸エステル類またはトリ
（メタ）アクリル酸エステル類、前記ポリオール類とマ
レイン酸、フマル酸などの不飽和酸類とを反応させて得
られる不飽和ポリエステル類、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス
（メタ）アクリルアミドなどのビス（メタ）アクリルア
ミド類、トリレジンイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネートなどのポリイソシアネートと（メタ）ア
クリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ
（メタ）アクリル酸カルバミン酸エステル類、アリル化
澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、その
他のテトラアリロキシエタン、ペンタンエリスリトール
トリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリ
ルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、
トリアリルトリメチルエーテルなどの多価アリル系を挙
げることができる。前記重合性不飽和基を２個以上有す
る化合物中でも、エチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、
Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミドなどが
好ましく使用される。

【００７９】また、反応性官能基を２個以上有する化合
物としては、ジグリシジルエーテル化合物、ハロエポキ
シ化合物、ジトリイソシアネート化合物、およびトリイ
ソシアネート化合物などを挙げることができる。ジグリ
シジルエーテル化合物の具体例としては、エチレングリ
コールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシ
ジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジル
エーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ポリグリ
セリンジグリシジルエーテルなどを挙げることができ
る。ハロエポキシ化合物の具体例としては、エピクロロ
ヒドリン、エピブロモヒドリン、β−メチルエピクロロ
ヒドリンなどを挙げることができる。また、ジイソシア
ネート化合物の具体例としては、２，４−トリレンジイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどを
挙げることができる。前記反応性官能基を２個以上有す
る化合物の中でも、特にエチレングリコールジグリシジ
ルエーテル、ヘキサメチレンジイソシアネートなどが好
ましく使用される。

【００８０】前記架橋剤の中で特に好ましい架橋剤は
Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミドであ
る。架橋剤の使用量は、架橋前の高分子あるいは重合前
のモノマー（以下、両者をまとめて「架橋体の前駆体」
と記す場合がある）の仕込み量に対して、０．００１質
量％〜１０質量％の範囲が好ましく、０．０１質量％〜
５質量％の範囲がより好ましい。

【００８１】本発明で用いられる重合開始剤は、前記架
橋体の前駆体組成物溶液に溶解し得るものであればよ
い。具体的には、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、
過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、過酸化水素、ｔ−ブ
チルハイドロパーオキシドやクメンハイドロパーオキシ
ド等のパーオキシド類、アゾイソブチロニトリル、２，
２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩等の
アゾ化合物などが用いられる。前記重合開始剤の中で
も、特に、過硫酸塩、ハイドロパーオキシド類等の様な
酸化性を示す開始剤は、例えば亜硫酸水素ナトリウム、
Ｌ−アスコルビン酸、第一鉄塩等の様な還元性物質と、
あるいは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレン
ジアミンなどのアミン類と、の組合せによるレドックス
開始剤としても用いることができる。これらの重合開始
剤の使用量は、一般には主たる架橋体の前駆体組成物に
対して、０．００１質量％〜１０質量％の範囲が好まし
く、０．０１質量％〜５質量％の範囲がより好ましい。

【００８２】また、温度変化やｐＨ変化等の各種刺激の
付与による体積変化特性をより高速化するために、従来
技術と同様に、高分子ゲルを多孔質化して液体の出入り
を向上させることも好ましい。一般に、膨潤した高分子
ゲルを凍結乾燥する方法で、高分子ゲルを多孔質化する
ことができる。

【００８３】次に、本発明の調光組成物に、高分子ゲル
とともに使用される吸脱液体について説明する。本発明
で使用可能な吸脱液体は、温度変化により可逆的に高分
子ゲルに吸収・放出される性質のもので、前記高分子ゲ
ルを膨潤可能なものである。吸脱液体として好ましいも
のを例示すれば、水、電解質水溶液、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルア
ルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール
などのアルコール類；アセトンやメチルエチルケトンな
どのケトン類；エーテル類；エステル類；等の他、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルス
ルホオキシド、アセトニトリル、プロピレンカーボネー
ト、脂肪族あるいは芳香族系有機溶媒などや、それらの
混合物が挙げられる。また、吸脱液体には、必要に応じ
て各種高分子、酸、アルカリ、塩、界面活性剤や分散安
定剤、あるいは酸化防止や紫外線吸収などを目的とする
安定剤等を添加しても構わない。本発明の調光組成物に
おいては、前記高分子ゲルと上記吸脱液体との好ましい
混合比の範囲は、質量比で１：２０００〜１：１（高分
子ゲル：吸脱液体）である。

【００８４】［調光樹脂組成物］本発明の調光組成物
は、そのままで光学素子に適用することもできるが、さ
らに樹脂を含む調光樹脂組成物とすることも好適であ
る。該調光樹脂組成物としては、本発明の調光組成物を
樹脂中に分散したもの、あるいは、高分子膜でカプセル
化したマイクロカプセルなどが挙げられる。このように
調光樹脂組成物とすることで、その利用形態を拡大する
ことができる。

【００８５】樹脂中に本発明の調光組成物分散する場合
は、該調光組成物をこれと非相溶な樹脂あるいは樹脂前
駆体に混合し、樹脂を乾燥、重合あるいは硬化させるこ
とで調光樹脂組成物を調製することができる。図１に、
樹脂中に高分子ゲルと吸脱液体からなる調光組成物を分
散した調光樹脂組成物の構成例を模式図にて示す。図１
において、２および４は、高分子ゲルおよび吸脱液体か
らなる調光組成物であり、６は樹脂である。調光組成物
２中の高分子ゲルと調光組成物４中の高分子ゲルとは、
相互に異なる刺激特性を有し、好ましくは相互に異なる
特性の調光用材料を内部に含むものである。

【００８６】また、上記方法以外にも、例えばあらかじ
め高分子ゲルと吸脱液体とからなる調光組成物をマイク
ロカプセル化し、これをマトリックス材料としての樹脂
中に分散することも可能である。樹脂と、高分子ゲルお
よび吸脱液体からなる調光組成物との組成比は、質量比
で１／５０〜５０／１［樹脂／（高分子ゲル＋吸脱液
体）、あるいは、マトリックス材料／（高分子ゲルおよ
び吸脱液体を含むカプセル）］の範囲が好ましい。

【００８７】一方、マイクロカプセル化は、高分子材料
の不溶化を利用したいわゆるコアセルベーション法、分
散粒子の界面で重合を行いカプセル膜を形成するいわゆ
る界面重合マイクロカプセル化法、ｉｎ ｓｉｔｕマイ
クロカプセル化重合法、液中乾燥法、液中硬化被覆マイ
クロカプセル化法、気体中に液滴を噴霧することでその
表面にカプセル膜を形成するスプレードライングマイク
ロカプセル化法などにより実施することができる。これ
ら技術の詳細は「近藤 保著、新版マイクロカプセルそ
の製法・性質・応用 三共出版」などの成書に記述され
ている。マイクロカプセルを構成する高分子膜（樹脂）
の厚みとしては、１ｎｍ〜２０μｍの範囲が好ましく、
より好ましくは１ｎｍ〜１０μｍの範囲である。マイク
ロカプセルの好ましい大きさは、体積平均粒径で、好ま
しくは１μｍ〜５ｍｍの範囲、より好ましくは１０μｍ
〜２ｍｍの範囲である。

【００８８】カプセル材料と、高分子ゲルおよび吸脱液
体の混合物との配合比は、質量比で１／２００〜５／１
［カプセル材料／（高分子ゲル＋吸脱液体）］の範囲が
好ましい。カプセル化した調光樹脂組成物は、その形態
のまま、あるいは他の樹脂中に分散することで様々な用
途に応用できる。

【００８９】前記した調光樹脂組成物に好ましく使用す
る樹脂（マイクロカプセル膜としての樹脂を含む）とし
ては、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂、
ポリエステル、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチルな
どのアクリル樹脂、ポリスチレンおよびその誘導体、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエ
ーテルスルフォン、セルロース誘導体、フッ素系樹脂な
どが挙げられる。これらの樹脂は、光学的に透明なもの
が望ましい。また、これらの樹脂は、樹脂と種々の溶剤
との混合物やゲル状物であっても構わない。

【００９０】［光学素子］本発明の調光組成物の応用形
態である、本発明の光学素子について説明する。本発明
の光学素子は、本発明の調光組成物を含むことを特徴と
するものである。まず、前記調光樹脂組成物を用いた例
について、説明する。前記調光樹脂組成物は、フィルム
状、繊維状など様々な構造で、光学素子として利用する
ことができる。特にフィルム状とする場合は、フィルム
状の種々の基材表面、あるいは、フィルム状の複数枚の
基材間に、前記調光樹脂組成物を所望の厚みで形成する
ことで、安定かつ耐久性に優れる調光フィルムとするこ
とができる。また、基材を用いず前記調光樹脂組成物の
みでフィルム状に成形して調光フィルム（光学素子）と
することもできる。なお、本発明において、「フィルム
状」というときは、可撓性を有するいわゆるフィルム状
のほか、ある程度硬さを有するいわゆる板状のものも含
む概念とする。

【００９１】図２に、フィルム状の基材に前記調光樹脂
組成物を形成した構成の調光フィルムの拡大断面図を示
す。図２において、１０はフィルム状の基材であり、そ
の表面に、調光組成物２，４と、樹脂６とからなる調光
樹脂組成物層８が形成され、全体としてフィルム状の光
学素子である調光フィルムを成している。なお、図２に
おいて、図１と同一の機能を有する部材には、同一の符
号が付されており、その詳細な説明は省略することとす
る。また、図２に示す構成の他にも、既述の如く前記調
光樹脂組成物のみからなる構成や、２枚のフィルム状の
基材間に前記調光樹脂組成物が挟持された構成であって
もよい。さらに、保護層などの他の構成層が形成されて
いても構わない。

【００９２】これら基材としては、ポリエステル、ポリ
イミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ
プロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエー
テルスルフォン、セルロース誘導体、フッ素樹脂、各種
金属、ガラス、セラミック材料などを使用することがで
きる。フィルム状の光学素子（調光素子）における各層
の好ましい厚みを詳記すると、基材１０としては１０μ
ｍ〜１０ｍｍの範囲から選択され、調光樹脂組成物層８
は５μｍ〜１０ｍｍの範囲から選択される。

【００９３】次に、本発明の調光組成物自体をそのまま
用いた光学素子について説明する。図３（Ａ）は、本発
明の調光組成物自体をそのまま用いた、本発明の光学素
子の構成例を示す模式断面図であり、図４（Ａ）は、他
の構成例を示す模式断面図である。図３（Ａ）および図
４（Ａ）の双方の構成例とも、２枚の基板間に本発明の
調光組成物が封入されている例である。図３（Ａ）およ
び図４（Ａ）において、２０および２０’は基板であ
り、基板２０，２０’間に、相互に異なる刺激特性を有
する高分子ゲル１２及び高分子ゲル１４と、吸脱液体１
６とからなる調光組成物（層）１８が挟持されている。
なお、高分子ゲル１２及び高分子ゲル１４は、吸脱液体
１６と、調光用材料と、を含み、高分子ゲル１２と、高
分子ゲル１４とに各々含まれる調光用材料は、同一ある
いは相互に異なる色彩及び／又は光散乱特性を有するこ
とができる。また、図３（Ａ）および図４（Ａ）に共通
の符号は、同一の機能を有する部材である。

【００９４】図３及び図４に示した光学素子の調光組成
物層１８の厚みは、１μｍ〜２０ｍｍの範囲が好まし
く、２μｍ〜５ｍｍの範囲がより好ましい。調光組成物
層１８の厚みが１μｍ未満の場合は、調光性能が低くな
り所望の調光効果を得ることができない場合がある。一
方、調光組成物層１８の厚みが２０ｍｍよりも大きい場
合は刺激応答特性が低下する場合がある。

【００９５】なお、図４（Ａ）に示す光学素子は、図３
（Ａ）に示す光学素子の高分子ゲル１２及び高分子ゲル
１４が同一基板表面に固定されているのに対し、高分子
ゲル１２及び高分子ゲル１４が別々の基板表面に固定さ
れているものである。図４（Ａ）に示す光学素子におけ
る、この高分子ゲルの基板表面への固定は、高分子ゲル
１２と高分子ゲル１４とが、相互に異なる色彩を発色す
る場合に、各々の色彩を高濃度で発色するのに好適であ
る。

【００９６】調光組成物１８中の高分子ゲル１２，１４
は、基板２０および／または２０’表面（あるいは後述
する刺激付与手段表面、以下、単に「基板２０表面等」
と省略す場合もある。）に固定されていることが好まし
い。このとき高分子ゲル１２，１４は、図３（Ａ）に示
すように基板２０のみに固定されていても、図４（Ａ）
に示すように基板２０，２０’の双方に固定されていて
も構わない。あるいは、高分子ゲル１２，１４は、基板
２０，２０’と、の間に配置された支持体に固定するこ
とも可能である。このような固定により、高分子ゲル１
２及び高分子ゲル１４が、基板２０及び基板２０’の面
と平行な方向への移動が制限されるように固定されるた
め、光学素子の面内での調光特性のバラツキや経時劣化
等を抑えることができる。

【００９７】高分子ゲル１２，１４の固定は、種々の二
官能性化合物や接着剤を利用したり、あるいは物理的な
手段で行うことができる。例えば、反応性シランカップ
リング剤により基板２０表面等をあらかじめ処理するこ
とで官能基を導入し、これと粒子状の高分子ゲル１２，
１４の官能基とを反応させることにより共有結合させる
ことが可能である。その他にも、種々の多官能性化合物
や接着剤により高分子ゲル１２，１４を固定する方法
や、基板２０表面等を立体的に加工して、高分子ゲル１
２，１４を物理的に固定することも可能である。さら
に、基板２０，基板２０’と、の間に配置された支持体
により機械的に固定することも可能である。

【００９８】上記の高分子ゲル１２及び１４の基板２
０、基板２０’、基板２０表面等、及び／又は基板２
０’表面等（以下「被接着面」と略す場合がある）、あ
るいは、支持体に対する化学的固定、物理的固定、機械
的固定について以下に更に詳しく説明する。化学的固定
において用いられる化学結合としては、イオン結合、水
素結合、共有結合などが挙げられるが、これら化学結合
の内、安定性の面から共有結合が最も好ましい。前記共
有結合は固定化剤を用いた反応により形成される。高分
子ゲル１２、高分子ゲル１４、および、前記固定化剤の
被接着面への付与は、塗布、散布、含浸などの方法によ
り行うことができる。

【００９９】高分子ゲル１２、高分子ゲル１４、及び、
前記固定化剤の被接着面への付与方法が塗布および含浸
の場合には、固定化剤を該固定化剤と相溶性のある溶媒
に溶解した溶液、あるいは前記溶媒に調光組成物の乾燥
粒子および固定化剤を分散混合した溶液を使用する。前
記溶媒は固定化剤に応じて選択され、例えば、アセトン
などのケトン類、エタノール、メタノールなどのアルコ
ール類、酢酸エチルなどのカルボン酸エステル類、トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、塩化メチレン
などのハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテルなどの
エーテル類、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類、シクロ
ヘキサンなどの脂環式炭化水素類および、これらの混合
物などが適用できる。

【０１００】高分子ゲル１２、高分子ゲル１４、およ
び、固定化剤を被接着面に付与した後は、固定化剤に固
有の反応温度に加熱して、高分子ゲル１２及び高分子ゲ
ル１４と、被接着面と、の間に化学結合を形成し、高分
子ゲル１２及び高分子ゲル１４を被接着面に固定するな
どの方法が適用できる。また、被接着面を固定化剤で処
理した後、この被接着面に形成された反応基を有する固
定化剤層に高分子ゲル１２及び高分子ゲル１４を付与し
て固定するという段階的な反応なども適用できる。

【０１０１】前記固定化剤としては、重合性不飽和基、
反応性官能基などを２個以上有する化合物を挙げること
ができる。上記重合性不飽和基を２個以上有する化合物
としては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、トリメチロールプロパン、グリセリンポリオキシエ
チレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、
ポリグリセリンなどのポリオール類のジまたはトリ（メ
タ）アクリル酸エステル類、前記ポリオール類とマレイ
ン酸、フマル酸などの不飽和酸類とを反応させて得られ
る不飽和ポリエステル類、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メ
タ）アクリルアミドなどのビス（メタ）アクリルアミド
類、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネートなどのポリイソシアネートと（メタ）アクリ
ル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ（メ
タ）アクリル酸カルバミン酸エステル類、アリル化澱
粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、その他
のテトラアリロキシエタン、ペンタンエリスリトールト
リアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリル
エーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ト
リアリルトリメチルエーテルなどの多価アリル系を挙げ
ることができる。これらの中でも本発明には、エチレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ
（メタ）アクリレート、 Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メ
タ）アクリルアミドなどが好ましく使用される。

【０１０２】また、上記反応性官能基を２個以上有する
化合物としては、ジグリシジルエーテル化合物、ハロエ
ポキシ化合物、ジおよびトリイソシアネート化合物など
を挙げることができる。ジグリシジルエーテル化合物の
具体例としては、エチレングリコールジグリシジルエー
テル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、
プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロ
ピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジ
グリシジルエーテル、ポリグリセリンジグリシジルエー
テルなどを挙げることができる。その他、ハロエポキシ
化合物の具体例としては、エピクロロヒドリン、エピブ
ロモヒドリン、β−メチルエピクロロヒドリンなどを挙
げることができる。また、ジイソシアネート化合物の具
体例としては、２，４−トリレンジイソシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネートなどを挙げることができ
る。

【０１０３】また、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリエトキシシランなどのビニル系シランカップリング
剤、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピル
トリメトキシシランなどのアミノ系シランカップリング
剤、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３
−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシランなどのエポキシ系シランカップリング剤など、
各種反応性シランカップリング剤なども適用できる。

【０１０４】前記固定化剤の中でも、特に３−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピル
トリメトキシシランなどが好ましく使用される。前記固
定化剤の使用量は、通常、高分子ゲル１２及び高分子ゲ
ル１４の乾燥重量に対して、０．００１質量％〜１０質
量％の範囲が好ましく、０．００１質量％〜５質量％の
範囲が好ましい。前記使用量が０．００１質量％未満の
場合は、高分子ゲル１２及び高分子ゲル１４を被接着面
に十分に固定できない場合がある。一方、前記使用量が
１０質量％を超えた場合は、高分子ゲル１２及び高分子
ゲル１４を被接着面に固定した際に、この固定力が強す
ぎて体積変化を阻害される場合がある。

【０１０５】物理的固定に使用する接着剤としては、有
機溶剤揮散型接着剤（クロロプレンゴム系、ウレタン系
など）、熱硬化反応型接着剤（エポキシ系、レゾール系
など）、湿気硬化反応型接着剤（２−シアノアクリル酸
エステル系、シリコーン系など）、紫外線硬化反応型接
着剤（アクリル系オリゴマーなど）、縮合反応型接着剤
（ユリア樹脂系）、付加反応型接着剤（エポキシ系、イ
ソシアネート系など）、熱溶融型接着剤などが挙げられ
る。

【０１０６】前記接着剤としては、特に熱溶融型接着剤
が好適であり、例えば、ポリオレフィン樹脂（ポリエチ
レン、ポリプロピレンなど）、ポリオレフィン誘導体
（マレイン酸変性ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、
マレイン酸変性ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸
共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、プロピ
レン−アクリル酸共重合体、プロピレン−無水マレイン
酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、
マレイン化ポリブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体およびそのマレイン化物など）、ポリエステル系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリカプロラクトン系樹脂、ポ
リスチレン樹脂、およびその誘導体（ポリスチレン、ス
ルホン化ポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重
合体など）、熱可塑性ポリウレタン樹脂、高分子量ポリ
エチレングリコール、酢酸ビニル樹脂、ワックス類（パ
ラフィンワックス、ミツロウ、牛脂など）、長鎖脂肪酸
エステル樹脂およびこれら２種以上の混合物などが挙げ
られる。

【０１０７】前記接着剤の使用量は、高分子ゲル１２及
び高分子ゲル１４の乾燥質量１００質量部に対して接着
剤の使用量が、０．１質量部〜５０質量部の範囲が好ま
しく、１質量部〜３０質量部の範囲がより好ましい。前
記使用量が５０質量部を超えると被接着面や支持体への
固定性は向上するものの、調光組成物の接着剤との接触
割合が高くなり、膨潤・収縮挙動を阻害する場合があ
る。一方、前記使用量が０．１質量部未満では、被接着
面への固定が不十分となる場合がある。

【０１０８】前記接着剤を用いた高分子ゲル１２及び高
分子ゲル１４の被接着面への固定は、例えば、高分子ゲ
ルの乾燥粒子と、粒子状の接着剤と、の混合物を被接着
面に散布した後、加熱処理を施して接着する方法が適用
できる。この時、混合に使用する装置は特に限定され
ず、通常の粉体混合装置等を用いることができる。前記
粉体混合装置としては、例えば、コニカルブレンダー、
ナウターミキサー、Ｖ型ブレンダー、タービュライザ
ー、スクリュー式ラインブレンダーなどが挙げられる。

【０１０９】また、前記接着剤を用いて高分子ゲル１２
及び高分子ゲル１４を被接着面へ固定する他の方法とし
ては、接着剤を溶媒に溶かした接着剤溶液を調製し、被
接着面に該接着剤溶液を塗布した後、高分子ゲルの乾燥
粒子を散布して加熱処理を施す方法を用いてもよい。前
記溶媒は、接着剤が可溶なものであれば特に限定されな
いが、前記溶媒の沸点は比較的低い方がよく、１５０℃
以下、好ましくは１００℃以下が適当であり、例えば、
アセトンなどのケトン類、エタノール、メタノールなど
のアルコール類、酢酸エチルなどのカルボン酸エステル
類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、塩化
メチレンなどのハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテ
ルなどのエーテル類、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素
類、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類および、こ
れらの混合物などが挙げられる。

【０１１０】前記接着剤溶液の被接着面への付与方法
は、塗布、噴霧、浸漬などが挙げられる。また、接着の
ための加熱処理は特に限定されないが、熱風加熱機、赤
外線加熱機、高周波加熱機およびヒートローラなどの接
触式加熱機などが適用でき、加熱温度は、前記接着剤の
溶融温度に応じて、５０℃〜２００℃の範囲で適宜設定
される。

【０１１１】なお、高分子ゲル１２及び高分子ゲル１４
を、基板２０，２０’と、の間に配置された支持体によ
り機械的に固定する場合はこの支持体の表面、内部、あ
るいは、該支持体の表面及び内部の両方に固定すること
ができる。かかる支持体は、高分子ゲル１２及び高分子
ゲル１４の刺激応答による体積変化挙動を妨げない形状
であれば特に限定されない。しかしながら、前記支持体
の形状としては、繊維状であることが特に好ましい。ま
た、前記支持体は出来る限り吸脱液体１６と屈折率の差
が小さいことが好ましい。前記支持体と吸脱液体１６と
の屈折率の差が大きいと、前記支持体による光の散乱が
多くなり、調光特性を低下させる場合がある。

【０１１２】なお、繊維状の支持体を用いる場合には、
高分子ゲル１２及び高分子ゲル１４は、かかる支持体の
網目などの空間に保持される。この繊維状支持体として
は、例えば、合成繊維としてナイロン系繊維、アクリル
系繊維、ポリエステル系繊維、ポリプロピレン系繊維、
ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリウレタ
ン系繊維など、天然繊維として木材パルプ、綿、羊毛な
ど、半合成繊維としてビスコースレーヨン、アセテー
ト、キュプラなど、無機繊維としてカーボン繊維、チタ
ン繊維などを適用することができる。

【０１１３】前記繊維状支持体の形態としては、単なる
繊維の集合体ではなく、織物状、不織布状、ウエブ状、
シート状などの構造体となっていることが好ましい。な
お、この構造体は、高分子ゲル１２及び高分子ゲル１４
の固定・保持効果を高めるために、１μｍ〜５０μｍ程
度の比較的細い繊維を用いて、目付け量１０ｇ／ｍ²以
上の比較的高密度で構成されていることが好ましい。

【０１１４】なお、高分子ゲル１２，１４を固定する
際、基板等と密着させすぎると、応答特性が低下する場
合があるため、空間を空けるために基板２０等の表面を
立体的に加工し、その凸部に結合させる手段や、長鎖化
合物（スペーサー）を介して高分子ゲル１２，１４を、
空間を設けて結合させる手段も好ましく実施される。ま
た、基板２０と、これに対向配置された基板２０’と、
の間隔（ギャップ）が小さいと、基板等に固定された高
分子ゲル１２，１４が膨潤した際に、対向する基板面と
接触することにより体積変化が阻害される場合がある。
従って、このような体積変化の阻害を防ぐ為に、スペー
サー粒子やフィルム状のスペーサーを基板２０，２０’
間に挟み込むことにより、高分子ゲル１２，１４の膨潤
時の粒径よりも大きいギャップを確保することが好まし
い。

【０１１５】該スペーサー粒子、該フィルム状スペーサ
ーなどの部材、あるいは、基板２０及び／又は基板２
０’の表面を立体的に加工した凸部のような構造体など
は、高分子ゲル１２，１４の応答特性の低下及び体積変
化の阻害を引き起こすものでなければ特に限定されない
が、例えば、球、立方体、柱状のものなどの独立した形
状のものが好ましく用いられる。また、連続した形状を
有する部材や構造体を使用することも出来る。この場
合、それらの形状は、安定して間隙を維持できる形状で
あれば特に限定されず、主に格子状、ハニカム状などの
多角形を始めとして、様々な形状を適用することが出来
る。前記部材は、吸脱液体１６に対して化学的に安定な
材料であれば特に限定されず、例えば、樹脂、金属、金
属酸化物、ガラスなどが適用できる。

【０１１６】基板２０，２０’としては、ポリエステ
ル、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、
ポリエーテルスルフォン、セルロース誘導体などの高分
子のフィルムや板状基板、ガラス基板、金属基板、セラ
ミック基板などの無機基板を使用することができる。

【０１１７】なお、基板２０，２０’のうち少なくとも
一方は、光学的に透明であることが、光学素子として機
能させる上で必要である。また、透過型光学素子の場合
は、双方の基板が透明であることが好ましい。基板２
０，２０’の厚みや大きさは、所望する光学素子によっ
て様々なものが利用でき、特に限定されないが、厚みの
好ましい範囲としては、１０μｍから２０ｍｍである。

【０１１８】本発明の光学素子は、例えば気温の変化、
太陽光量の変化など自然エネルギーによって調光や表示
を行うことができるが、刺激付与手段を設けることで、
能動的に調光することもできる。この場合、刺激付与手
段は、高分子ゲルに実質的に温度変化やｐＨ変化等の各
種刺激を付与するものであり、熱刺激付与手段、電気刺
激付与手段、光刺激付与手段、電磁波刺激付与手段、磁
場刺激付与手段などを選択することができる。

【０１１９】熱刺激付与手段としては、特に通電発熱抵
抗体が好ましく適用され、具体的にはＮｉ−Ｃｒ合金な
どに代表される金属層、硼化タンタル、窒化タンタル、
酸化タンタルやＩＴＯなどの金属酸化物層、カーボン層
などに代表されるの発熱抵抗体層が好ましく用いられ、
これらの通電発熱抵抗体に配線し電圧を印加することに
より、通電発熱抵抗体を発熱させることができる。ある
いは、後述する電極に配線しパルス電圧を印加すること
により、電極を発熱させることもできる。

【０１２０】前記通電発熱抵抗体の構成は、単純マトリ
ックス型あるいは画素別分割型などが適用できる。な
お、該画素別分割型の場合には、前記通電発熱抵抗体は
片方の基板表面のみに設けられていればよい。

【０１２１】電気刺激付与手段としては、銅、アルミニ
ウム、銀、プラチナなどに代表される金属膜からなる電
極、酸化スズ、酸化スズ−酸化インジウム（ＩＴＯ）に
代表される金属酸化物からなる電極、ポリピロール類、
ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンビ
ニレン類、ポリアセン類、ポリアセチレン類などに代表
される導電性高分子からなる電極、高分子と前述の金属
や金属酸化物の粒子との複合材料からなる電極などが好
ましく用いられる。これらの電極は、単純マトリックス
駆動用に配線されていてもよいが、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）素子あるいは、ＭＩＭ素子やバリスタなどの
二端子素子などのスイッチング素子として配線すること
もできる。

【０１２２】また、光刺激付与手段としては、レーザ
ー、ＬＥＤ、ＥＬなどの発光素子層を用いることができ
る。また、磁場刺激付与手段や電磁波刺激付与手段とし
ては、電磁コイルや電極等を設けることなどで実現でき
る。

【０１２３】また、前記した刺激付与手段は、パターン
化、セグメント化させて、任意の部位を調光させること
も好ましく実施される。また、これらのパターンに対応
して特定の特性の高分子ゲルを配置（固定）することも
好ましく実施される。図３（Ａ）あるいは図４（Ａ）に
示す構成の光学素子には、その他、様々な層を形成して
も構わない。例えば、光学素子の保護を目的とした保護
層、防汚染層、紫外線吸収層、帯電防止層などが挙げら
れる。

【０１２４】図３（Ａ）あるいは図４（Ａ）に示す構成
の光学素子においては、端部が封止部材２２で封止され
ていることが望ましい。封止部材２２で端部を封止する
ことにより、吸脱液体１６の蒸発を防止することがで
き、光学素子全体としての耐久性が向上する。封止部材
２２は、光学素子の端部全体を覆う状態で形成されてい
てもよい。

【０１２５】また、封止部材２２により、基板２０と基
板２０’との端部を封止する場合、図３（Ａ）に示した
封止部材２２を基板２０と基板２０’とが互いに向き合
う面の間に挟み込んで封止する形態の他に、封止部材２
２により基板２０と基板２０’の端面を覆うように封止
する形態をとることができる。あるいは、前記２者の形
態を組合せて封止してもよい。

【０１２６】封止部材２２の材料としては、特に限定さ
れないが、例えばガラス、セラミックのような無機材料
や、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフ
タレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレートやこれらの共重合体等のポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポ
リサルホン、ポリイミド、ポリアリレート等が使用でき
る。なおこれら封止部材の材料は、ガスバリア性の高い
ものが好ましく使用でき、特に樹脂の場合は内部に含ま
れる液体蒸気のガスバリア性の高いものが好ましい。ま
た、封止部材２２の材料としては、前記端部に塗布後、
放置・加熱・紫外線照射等の手段により硬化するものを
用いることが好ましく、通常の接着剤、熱硬化性樹脂、
紫外線硬化性樹脂等を挙げることができる。なお、封止
部材２２の材料は、高分子ゲル１２，１４や吸脱液体１
６に対して劣化や変性等の悪影響を及ぼさないものであ
ることが好ましい。

【０１２７】封止方法は、光学素子の開口部面積の確
保、光学素子組み立て時の加工コスト等を考慮すると、
１層の封止部材による封止が好ましい。１層で封止を行
うときの封止部材２２としては、末端に反応基を有する
イソブチレンオリゴマーを主体とした熱硬化型弾性シー
リング材等の使用が例示できる。また、２層で封止を行
うときの封止部材２２としては、調光組成物１８と接触
する１次封止部材にポリイソブチレン系シーラント等
が、２次封止部材としてアクリル樹脂等が例示できる。

【０１２８】さらに、基板２０と基板２０’との端部を
封止する場合、特定の開口部を除いて封止した後、該開
口部から減圧注入法等で吸脱液体１６を注入し、その
後、前記開口部を封止することが好ましい。なお、本発
明の封止部材２２および封止方法は上記例示に限定され
るものではなく、多種多様なものが選択でき、かつ、そ
れらを組み合わせて使用してもよい。

【０１２９】次に、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示す光
学素子の構成を基本とした他の構成例を、それぞれ図３
（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示す。なお、図３（Ｂ）及び図
４（Ｂ）に付された百番台の符号番号の下２桁の数字
と、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に付された符号の数字
と、が一致している部材は同一の機能を有するものであ
る。

【０１３０】図３（Ｂ）の光学素子１５０及び図４
（Ｂ）の光学素子１６０は、図３（Ａ）及び図４（Ａ）
に示した光学素子の構成に加えて、刺激付与手段１２３
と、スペーサー粒子１２４を有するものである。刺激付
与手段１２３は基板１２０と基板１２０’の向かい合う
２つの面の両方に形成されている。但し、刺激付与手段
１２３は、この向かい合う２つの面の片方のみに形成さ
れていてもよい。また、スペーサー粒子１２４は基板１
２０と基板１２０’との間に配置されている。なお、基
板１２０及び／又は基板１２０’表面に刺激付与手段１
２３が設けられており、支持体を基板１２０と基板１２
０’との間に配置しない場合は、高分子ゲル１１２及び
高分子ゲル１１４は刺激付与手段１２３の表面に固定さ
れる。

【０１３１】なお、基板１２０及び／又は基板１２０’
と調光組成物層１８とが接しない側の面に、保護層、防
汚層、紫外線遮蔽層、帯電防止層等の他の構成層を設け
てもよい。また、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示した光
学素子では、基板１２０と基板１２０’とが、互いに向
き合う面の間に封止部材２２を挟み込んで封止されてい
るが、図３（Ｂ）の光学素子１５０及び図４（Ｂ）の光
学素子１６０は封止部材２２により基板２０と基板２
０’の端面を覆うように封止されている。

【０１３２】このような構成を有する光学素子を、図５
に示すように２つ以上重ね合わせて、１つの光学素子と
することも可能である。図５は本発明の光学素子を組合
せた構成例を示す模式断面図である。図５に示す光学素
子１７０は、図４（Ｂ）に示す光学素子１６０を２枚組
合せて２層構成にしたものである。但し、光学素子１５
０及び／又は光学素子１６０を２枚以上組合せて２層以
上の複層構成からなる光学素子とすることも可能であ
る。

【０１３３】図５に示す光学素子１７０では、１例とし
て、黒、シアン、マゼンタ、及び、イエローの４色の色
彩を有する色材を、別々な高分子ゲル中に含有させた、
黒色色材含有高分子ゲル１３１、シアン色材含有高分子
ゲル１３２、マゼンダ色材含有高分子ゲル１３３、及
び、イエロー色材含有高分子ゲル１３４を用いた構成で
ある。このような構成により、フルカラーの色彩表示も
可能となる。

【０１３４】次に、図３（Ａ）に示す光学素子を事例
に、その代表的な作製方法を説明する。２枚の基板２
０，２０’を用意し、この少なくとも一方の基板２０表
面に、前記いずれかの方法で、粒子状の高分子ゲル１
２，１４を固定する。次に、基板２０をもう一方の基板
２０’と、一定の間隔を設けて貼り合わせてセルを作製
する。この時の基板２０，２０’間の間隔は、一般的に
は、５μｍ〜１０ｍｍから選択される。

【０１３５】このように２枚の基板２０，２０’の間隔
を設定するためには、所望の間隙となるような大きさ
のスペーサー粒子を基板２０および／または基板２０’
に散布する、フィルムスペーサーを基板２０および２
０’間に挟み込む、基板２０等表面に基板２０および
２０’を貼り合わせた際、所望の間隙が生ずるような形
状の立体的な構造体を形成しておく、などの手段が好ま
しいものとして挙げられる。なお、２枚の基板２０およ
び２０’を貼り合わせる際、特定の開口部を除き周囲を
接着剤、紫外線硬化樹脂、あるいは熱硬化樹脂で封止す
ることが好ましい。一部残された開口部から減圧注入法
等で吸脱液体を注入し、その後、開口部を封止すること
で、図３（Ａ）に示す構成の光学素子を作製することが
できる。

【０１３６】なお、図３（Ａ）に示す構成の光学素子を
作製する際に、基板２０及び／又は基板２０’として、
図３（Ｂ）に示す光学素子１５０のように予めこれら基
板の表面に刺激付与手段１２３が設けられたものを用い
てもよい。また、基板２０と基板２０’とを貼り合わせ
てセルを作製する際に、図３（Ｂ）に示す光学素子１５
０のようにスペーサー粒子１２４を基板２０と基板２
０’との間に配置することも好ましい。

【０１３７】［本発明の光学素子の調光機能］本発明の
光学素子の調光機能について、図６を用いて説明する。
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の光学素子の機能につい
て説明するための模式図であり、基板３０の表面に固定
された、相互に色彩の異なる色材が内部に含まれる高分
子ゲル３２および３４を、それぞれ１つずつのみ抜き出
して模式的に表わしたものであり、高分子ゲル３２、３
４の周囲に存在する吸脱液体は、省略されている。図６
（Ａ）は、高分子ゲル３２、３４双方とも膨潤した状態
を、図６（Ｂ）は高分子ゲル３２が収縮し高分子ゲル３
４が膨潤した状態を、図６（Ｃ）は高分子ゲル３２が膨
潤し高分子ゲル３４が収縮した状態を、図６（Ｄ）は、
高分子ゲル３２、３４双方とも収縮した状態を、それぞ
れ示すものである。

【０１３８】第1の例として、高分子ゲル３２、３４双
方とも温度変化に応答する高分子ゲルであり、高分子ゲ
ル３２は相転移温度Ｔ_A以上において収縮する体積変化
特性を有し、高分子ゲル３４は相転移温度Ｔ_B以上にお
いて膨潤する体積変化特性を有するものとする。Ｔ_A＝
Ｔ_Bなる性質を持つ場合、温度ＴがＴ_Aよりも低い（Ｔ＜
Ｔ_A（＝Ｔ_B））ときには、高分子ゲル３２の色（例えば
赤色）に（図６（Ｃ））、温度ＴがＴ_Aよりも高い（Ｔ
＞Ｔ_A（＝Ｔ_B））ときには、高分子ゲル３４の色（例え
ば青色）に（図６（Ｂ））、それぞれ呈色する。

【０１３９】同様な構成で、Ｔ_A＜Ｔ_Bなる性質を持つ場
合、温度ＴがＴ_Aよりも低い（Ｔ＜Ｔ_A）ときには、高分
子ゲル３２の色（例えば赤色）に（図６（Ｃ））、温度
ＴがＴ_Aより高くＴ_Bよりも低い（Ｔ_A＜Ｔ＜Ｔ_B）ときに
は、高分子ゲル３２、３４双方とも収縮してほぼ無色に
（図６（Ｄ））、温度ＴがＴ_Bよりも高い（Ｔ_B＜Ｔ）と
きには、高分子ゲル３４の色（例えば青色）に（図６
（Ｂ））、それぞれ呈色する。

【０１４０】さらに、同様な構成で、Ｔ_A＞Ｔ_Bなる性質
を持つ場合、温度ＴがＴ_Bよりも低い（Ｔ＜Ｔ_B）ときに
は、高分子ゲル３２の色（例えば赤色）に（図６
（Ｃ））、温度ＴがＴ_Bより高くＴ_Aよりも低い（Ｔ_B＜
Ｔ＜Ｔ_A）ときには、高分子ゲル３２、３４双方とも膨
潤して高分子ゲル３２および３４の混合色（例えば紫
色）に（図６（Ａ））、温度ＴがＴ_Aよりも高い（Ｔ_A＜
Ｔ）ときには、高分子ゲル３４の色（例えば青色）に
（図６（Ｂ））、それぞれ呈色する。

【０１４１】第２の例として、高分子ゲル３２、３４双
方ともに温度変化に応答する高分子ゲルであり、高分子
ゲル３２、３４がともに昇温により収縮する体積変化特
性を有し、相転移温度がそれぞれ順にＴ_A、Ｔ_Bである場
合を想定する。Ｔ_A＜Ｔ_Bなる性質を持つ場合、温度Ｔが
Ｔ_Aよりも低い（Ｔ＜Ｔ_A）ときには、高分子ゲル３２、
３４双方とも膨潤して高分子ゲル３２および３４の混合
色（例えば紫色）に（図６（Ａ））、温度ＴがＴ_Aより
高くＴ_Bよりも低い（Ｔ_A＜Ｔ＜Ｔ_B）ときには、高分子
ゲル３４の色（例えば青色）に（図６（Ｂ））、温度Ｔ
がＴ_Bよりも高い（Ｔ_B＜Ｔ）ときには、高分子ゲル３
２、３４双方とも収縮してほぼ無色に（図６（Ｄ））、
それぞれ呈色する。

【０１４２】第３の例として、高分子ゲル３２は、温度
変化に応答する高分子ゲルであり、相転移温度Ｔ_A以上
において収縮する体積変化特性を有するものとする。一
方、高分子ゲル３４は、ｐＨ変化に応答する高分子ゲル
であり、相転移ｐＨがｐＨ_A以上において膨潤する体積
変化特性を有するものとする。ここで、温度ＴがＴ_Aよ
りも低く（Ｔ＜Ｔ_A）、吸脱液体のｐＨがｐＨ_Aよりも大
きい（ｐＨ＞ｐＨ_A）場合、高分子ゲル３２、３４双方
とも膨潤した状態となり、高分子ゲル３２の色（例えば
赤色）と高分子ゲル３４の色（例えば青色）の混合色
（この場合紫色）に呈色する（図６（Ａ））。

【０１４３】次に、温度ＴがＴ_Aよりも高く（Ｔ＞
Ｔ_A）、吸脱液体のｐＨがｐＨ_Aよりも大きい（ｐＨ＞ｐ
Ｈ_A）場合、高分子ゲル３２が収縮し高分子ゲル３４は
膨潤したままの状態となり、高分子ゲル３２の色（例え
ば赤色）が消え、高分子ゲル３４の色（例えば青色）に
呈色する（図６（Ｂ））。

【０１４４】一方、温度ＴがＴ_Aよりも低く（Ｔ＜
Ｔ_A）、吸脱液体のｐＨがｐＨ_Aよりも小さい（ｐＨ＜ｐ
Ｈ_A）場合、高分子ゲル３２は膨潤したままで、高分子
ゲル３４が収縮した状態となり、高分子ゲル３４の色
（例えば青色）が消え、高分子ゲル３２の色（例えば赤
色）に呈色する（図６（Ｃ））。

【０１４５】また、温度ＴがＴ_Aよりも高く（Ｔ＞
Ｔ_A）、吸脱液体のｐＨがｐＨ_Aよりも小さい（ｐＨ＜ｐ
Ｈ_A）場合、高分子ゲル３２、３４双方とも収縮した状
態となり、ほぼ無色となる（図６（Ｄ））。

【０１４６】なお、本発明の光学素子は、上記の事例に
限定されず、様々な色や種類の高分子ゲルを使用するこ
とで、様々な色彩、色調や調光特性を呈示することがで
きる。以上、本発明の調光組成物、調光樹脂組成物、お
よび光学素子について、具体例を挙げて説明したが、本
発明に上記した具体例に限定されるものではない。例え
ば、上記説明においては、第１の例では、同一の刺激種
に応答し、相互に異なる体積変化特性を有する高分子ゲ
ルを二種類用いた場合について、第２の例では、同一の
刺激種に応答し、同一の体積変化特性を有し、相互に異
なる相点移点を有する高分子ゲルを二種類用いた場合に
ついて、第３の例では、相互に異なる刺激種に応答する
高分子ゲルを二種類用いた場合を主に説明した。

【０１４７】しかし、高分子ゲルの種類としては三種類
以上であってもよく、この場合において、それぞれ相互
に異なる特性の調光用材料（例えば、それぞれ異なる色
彩の色材）を内部に含むこととしてもよいし、一部また
は全部が、同一の特性の調光用材料（例えば、同一の色
彩の色材）を含むもの、あるいは、調光用材料を含まな
いものであっても構わない。

【０１４８】本発明の調光組成物、調光樹脂組成物、お
よび光学素子は、温度変化やｐＨ変化などの各種の刺激
の付与により色変化する、光散乱するなど幅広い波長に
おいて透過光量や反射光量を調節でき、多様な色彩を呈
色できる、多彩なパターンを表示できるなどの特性を有
するものである。したがって、本発明の調光組成物、調
光樹脂組成物、および光学素子は、調光板、調光フィル
ム、調光ガラス、表示素子、インテリア、温度センサ
ー、玩具など、幅広い分野で応用可能な有用なものであ
る。

【０１４９】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるも
のではない。なお、実施例で用いる高分子ゲルの調製に
ついて説明した後、これら高分子ゲルを用いた実施例に
ついて説明する。 ［高温収縮ゲル粒子１の調製（高分子ゲルＡ）］黒色顔
料であるカーボンブラックを含有した高温収縮ゲル粒子
１を、以下ようなプロセスによって製造した。１次粒径
約０．２μｍのマイクロカプセル化カーボンブラック
（大日本インキ化学工業社製）１．０ｇ（固形分）、Ｎ
−イソプロピルアクリルアミド５ｇ、架橋剤としてメチ
レンビスアクリルアミド２５ｍｇを、蒸留水２０ｍｌに
溶解したモノマー水溶液を調製し、これをよく窒素置換
した。

【０１５０】別途分散媒として、ソルビトール系界面活
性剤（第一工業製薬製、ソルゲン５０）５．０ｇをシク
ロヘキサン１０００ｍｌに溶解した溶液を調製し、これ
をよく窒素置換し、温度を３０℃に設定した。前記モノ
マー水溶液に、重合開始剤として過硫酸アンモニウム２
０ｍｇを添加し、これを上記分散媒中に投入後、回転式
攪拌羽根を用いて高速攪拌して乳化させた。乳化後、反
応助剤であるテトラメチルエチレンジアミン０．６ｍｌ
を少量ずつ添加した。攪拌しながら３時間重合を行っ
た。その後、生成した黒色高分子ゲル粒子を回収し、純
水で繰り返し洗浄を行った。

【０１５１】得られた黒色高分子ゲル粒子（高温収縮ゲ
ル粒子１）は、ほぼ球形であり、その体積平均粒径は、
２０℃において約５０μｍであった。２０℃における純
水吸水量は約４０ｇ／ｇ（乾燥ゲル粒子１ｇあたり４０
ｇの純水を吸収する量）であった。本黒色高分子ゲル粒
子は、加熱によって収縮する性質をもち、約３４℃に相
転移温度をもっていた。つまり、相転移温度よりも高温
では収縮し、低温では膨潤する。この変化は可逆的であ
り、膨潤・収縮によって粒子の大きさは２倍以上変化す
ることが分かった。

【０１５２】［高温収縮ゲル粒子２の調製（高分子ゲル
Ｂ）］上記高温収縮ゲル粒子１とは相転移温度の異な
る、フタロシアニン系青色顔料を含有した高温収縮ゲル
粒子２を、以下ようなプロセスによって製造した。１次
粒径約０．２μｍのマイクロカプセル化青色顔料（大日
本インキ化学工業社製）１．０ｇ（固形分）、Ｎ−イソ
プロピルメタクリルアミド５ｇ、架橋剤としてメチレン
ビスアクリルアミド２５ｍｇを、蒸留水２０ｍｌに溶解
したモノマー水溶液を調製し、これをよく窒素置換し
た。

【０１５３】別途分散媒として、ソルビトール系界面活
性剤（第一工業製薬製、ソルゲン５０）５．０ｇをシク
ロヘキサン１０００ｍｌに溶解した溶液を調製し、これ
をよく窒素置換し、温度を３０℃に設定した。前記モノ
マー水溶液に、重合開始剤として過硫酸アンモニウム２
０ｍｇを添加し、これを上記分散媒中に投入後、回転式
攪拌羽根を用いて高速攪拌して乳化させた。乳化後、反
応助剤であるテトラメチルエチレンジアミン０．６ｍｌ
を少量ずつ添加した。攪拌しながら３時間重合を行っ
た。その後、生成した青色高分子ゲル粒子を回収し、純
水で繰り返し洗浄を行った。

【０１５４】得られた青色高分子ゲル粒子（高温収縮ゲ
ル粒子２）は、ほぼ球形であり、その体積平均粒径は、
２０℃において約５０μｍであった。２０℃における純
水吸水量は約３５ｇ／ｇ（乾燥ゲル粒子１ｇあたり３５
ｇの純水を吸収する量）であった。本青色高分子ゲル粒
子は、加熱によって収縮する性質をもち、約４７℃に相
転移温度をもっていた。つまり、相転移温度よりも高温
では収縮し、低温では膨潤する。この変化は可逆的であ
り、膨潤・収縮によって粒子の大きさは２倍以上変化す
ることが分かった。

【０１５５】［高温膨潤ゲル粒子１の調製（高分子ゲル
Ｃ）］赤色顔料を含有した、上記高温収縮ゲル粒子１お
よび２とは逆の体積変化特性をもつ高温膨潤ゲル粒子１
を、以下ようなプロセスによって製造した。１次粒径約
０．２μｍのマイクロカプセル化赤色顔料（大日本イン
キ化学工業社製）１．０ｇ（固形分）、アクリルアミド
５ｇ、架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド１０ｍ
ｇを、蒸留水２０ｍｌに溶解したモノマー水溶液を調製
し、これをよく窒素置換した。

【０１５６】別途分散媒として、ソルビトール系界面活
性剤（第一工業製薬製、ソルゲン５０）５．０ｇをシク
ロヘキサン１０００ｍｌに溶解した溶液を調製し、これ
をよく窒素置換し、温度を３０℃に設定した。前記モノ
マー水溶液に、重合開始剤として過硫酸アンモニウム２
０ｍｇを添加し、これを上記分散媒中に投入後、回転式
攪拌羽根を用いて高速攪拌して乳化させた。乳化後、反
応温度を６０℃に設定し、５時間重合を行った。その
後、生成した赤色高分子ゲル粒子を回収し、純水で繰り
返し洗浄を行った後、乾燥させたところ約６ｇの粒子が
得られた。

【０１５７】得られた乾燥粒子は、ほぼ球形であり、そ
の体積平均粒径は約３０μｍであった。また、２０℃に
おける純水吸水量は約２０ｇ／ｇ（乾燥ゲル粒子１ｇあ
たり２０ｇの純水を吸収する量）であった。次に、アク
リル酸４ｇ、架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド
４ｍｇ、過流酸アンモニウム２０ｍｇおよび蒸留水１６
ｍｌを混合した水溶液を調製した。これに先に合成した
ポリアクリルアミドの赤色高分子ゲル粒子１．０ｇを添
加し、よく窒素置換した。さらに約１時間放置し、赤色
高分子ゲルにアクリル酸系水溶液を十分に含浸させた。
これを６０℃に加熱し、５時間重合を行い、ＩＰＮ高分
子ゲルを合成した。

【０１５８】得られたＩＰＮゲル粒子（高温膨潤ゲル粒
子１）は、加熱によって膨潤する性質をもち、約３５℃
に相転移温度をもっていた。つまり、相転移温度よりも
低温では収縮し、高温では膨潤する。この変化は可逆的
であり、膨潤・収縮によって粒子の大きさは２倍以上変
化することが分かった。

【０１５９】［ｐＨ変化応答性膨潤ゲル粒子の調製（高
分子ゲルＤ）］ｐＨ変化に応答し、相転移ｐＨ以上で膨
潤する性質を有し、青色の色材を含有する高分子ゲル粒
子を以下のようなプロセスによって製造した。５００ｍ
ｌのセパラブルフラスコ内で、アクリルアミド０．５質
量部、アクリル酸０．５質量部、色材として青色顔料分
散液（大日本インキ化学工業社製、マイクロカプセル化
顔料分散液ＭＣＣ−４４−Ｔ：固形分を１３．４質量％
含有）３．１９４質量部、架橋剤としてメチレンビスア
クリルアミド０．００５質量部、蒸留水２．４００質量
部を混合し十分に窒素置換した後、５．０質量％の過硫
酸アンモニウム水溶液０．５２６質量部を添加し十分に
攪拌混合した。

【０１６０】次に、界面活性剤としてＳＯ−１５Ｒ（ニ
ッコーケミカルズ社製）を２．９００質量部含有する３
１３．５６７質量部のシクロヘキサン溶液を注入した。
この混合液を２０℃、１２００ｒｐｍで３０分間攪拌し
懸濁した後、６０℃の水浴に浸し、３００ｒｐｍで３時
間攪拌保持することで重合反応を行い、ほぼ球形の粒子
状の青色調光組成物を得た。得られた青色調光組成物は
アセトンで洗浄した後、乾燥回収した。このとき、得ら
れた粒子状の青色調光組成物の体積平均粒径は、約２０
μｍであった。

【０１６１】このようにして得られた青色調光組成物
（ｐＨ変化応答性膨潤ゲル粒子）は、光学顕微鏡で観察
した結果、ｐＨ２の塩酸水溶液中において約３ｇ／ｇ
（乾燥ゲル粒子１ｇあたり、３ｇの水を吸収する量）の
吸水状態を示していたが、ｐＨ１０の水酸化ナトリウム
水溶液中では約８０ｇ／ｇの吸水状態を示し、ｐＨ１０
においては体積がｐＨ２と比較して約２０倍に膨潤して
いた。このように、前記青色調光組成物は、溶液のｐＨ
に依存して体積が変化するｐＨ変化応答性を有すること
を確認した。なお、相転移ｐＨは６〜８のｐＨ範囲にあ
った。つまり、相転移ｐＨよりも、高いｐＨでは膨潤
し、低いｐＨでは収縮する特性を有することが確認され
た。また、この体積変化（膨潤・収縮）は可逆的であっ
た。

【０１６２】［高温収縮ゲル粒子３の調製（高分子ゲル
Ｅ）］温度変化に応答し、相転移温度以上で収縮する性
質を有し、赤色の色材を含有する高分子ゲル粒子を以下
のようなプロセスによって製造した。５００ｍｌのセパ
ラブルフラスコ内で、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド
１質量部、色材として赤色顔料分散液（大日本インキ化
学工業社製、マイクロカプセル化顔料分散液ＭＣＭ−４
４−Ｔ：固形分を１３．４質量％含有）３．１９４質量
部、架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド０．００
５質量部、蒸留水２．４００質量部を混合し十分に窒素
置換した後、５．０質量％の過硫酸アンモニウム水溶液
０．５２６質量部を添加し十分に攪拌混合した。

【０１６３】次に、界面活性剤としてＳＯ−１５Ｒ（ニ
ッコーケミカルズ社製）を２．９００質量部含有する３
１３．５６７質量部のシクロヘキサン溶液を注入した。
この混合液を２０℃、１２００ｒｐｍで３０分間攪拌し
懸濁した後、反応助剤であるテトラメチルエチレンジア
ミンを８．５質量％のシクロヘキサン溶液として０．７
００質量部添加し十分に攪拌混合した。その後、３０℃
の水浴に浸し、３００ｒｐｍで３時間攪拌保持すること
で重合反応を行い、赤色顔料を含有したＮ−イソプロピ
ルアクリルアミドゲル粒子（赤色調光組成物）を得た。
得られた赤色調光組成物はアセトンおよび蒸留水で十分
に洗浄した後、蒸留水中で保存した。このとき、得られ
た赤色調光組成物の体積平均粒径は、蒸留水中で２０℃
において約７０μｍであった。

【０１６４】このようにして得られた赤色調光組成物
（高温収縮ゲル粒子３）は、光学顕微鏡で観察した結
果、蒸留水中で、２０℃において約４０ｇ／ｇの吸水状
態を示していたが、５０℃では約３ｇ／ｇの吸水状態を
示し、２０℃においては体積が５０℃と比較して約１０
倍に膨潤していた。このように、前記赤色調光組成物
は、温度変化の付与により体積が変化する温度変化応答
性を有することを確認した。なお、相転移温度は３０〜
４０℃の温度範囲にあった。つまり、相転移温度よりも
低温では膨潤し、高温では収縮する特性を有することが
確認された。また、この体積変化（膨潤・収縮）は可逆
的であった。

【０１６５】［高温膨潤ゲル粒子２の調製（高分子ゲル
Ｆ）］温度変化に応答し、相転移温度以上で膨潤する性
質を有し、黄色の色材を含有する高分子ゲル粒子を以下
のようなプロセスによって製造した。５００ｍｌのセパ
ラブルフラスコ内で、アクリルアミド１質量部、色材と
して黄色顔料分散液（大日本インキ化学工業社製、マイ
クロカプセル化顔料分散液ＭＣＹ−４４−Ｔ：固形分１
３．５質量％含有）３．１７０質量部、架橋剤としてメ
チレンビスアクリルアミド０．００５質量部、蒸留水
２．４２４質量部を混合し十分に窒素置換した後、５．
０質量％の過硫酸アンモニウム水溶液０．５２６質量部
を添加し十分に攪拌混合した。

【０１６６】次に、界面活性剤としてＳＯ−１５Ｒ（ニ
ッコーケミカルズ社製）を２．９００質量部含有する３
１３．５６７質量部のシクロヘキサン溶液を注入した。
この混合液を２０℃、１２００ｒｐｍで３０分間攪拌し
懸濁した後、６０℃の水浴に浸し、３００ｒｐｍで３時
間攪拌保持することで重合反応を行い、ほぼ球形の粒子
状の黄色アクリルアミドゲルを得た。得られた黄色アク
リルアミドゲル粒子はアセトンで洗浄した後、乾燥回収
した。

【０１６７】次に、アクリル酸１．５質量部、蒸留水
３．０質量部の混合溶液を十分に窒素置換した後、１．
２質量％の過硫酸アンモニウム水溶液０．５０６質量部
を添加し十分に攪拌混合した溶液を作製した。次に、こ
の溶液に、先に得られた黄色アクリルアミドゲル粒子
０．２０質量部を添加し十分に混合した後、６０℃の水
浴に浸し３時間保持することで重合反応を行い、粒子状
の黄色調光組成物を得た。得られた黄色調光組成物は蒸
留水で十分に洗浄した。このとき、得られた黄色調光組
成物の体積平均粒径は、蒸留水中で２０℃において約３
０μｍであった。

【０１６８】また、このようにして得られた黄色調光組
成物（高温膨潤ゲル粒子２）は、光学顕微鏡で観察した
結果、蒸留水中で、２０℃において約３ｇ／ｇの吸水状
態を示していたが、５０℃では約４０ｇ／ｇの吸水状態
を示し、５０℃においては体積が２０℃と比較して約１
０倍に膨潤していた。このように、前記黄色調光組成物
は、温度変化の付与により体積が変化する温度変化応答
性を有することを確認した。なお、相転移温度は３０〜
４０℃の温度範囲にあった。つまり、相転移温度よりも
高温では膨潤し、低温では収縮する特性を有することが
確認された。また、この体積変化（膨潤・収縮）は可逆
的であった。

【０１６９】＜実施例１＞相転移温度の異なる高温収縮
ゲル（高分子ゲルＡおよび高分子ゲルＢ）を用いて、調
光組成物を以下のプロセスで作製した。蒸留水１０ｍｌ
に非イオン性界面活性剤（花王製、エマルゲン９０９）
５０ｍｇを溶解させ、これに上記得られた膨潤状態の高
分子ゲルＡおよび高分子ゲルＢを各０．２ｇ添加した、
粒子分散水溶液（調光組成物）を調製した。これをアン
プル容器に入れ、温度変化による色彩の変化を観測し
た。温度２５℃では、アンプル容器中の２種類の高分子
ゲルはともに膨潤しており、溶液は黒色を呈していた。
温度を４０℃まで昇温すると、３５℃で高分子ゲルＡが
収縮し、溶液は青色に変化した。さらに５０℃まで昇温
すると、４７℃で高分子ゲルＢも収縮し、溶液はほぼ透
明となった。また、降温により可逆的に色が変化するこ
とも確認できた。昇温・降温のサイクル（２５℃→５０
℃→２５℃で１サイクル）を１００サイクル以上行った
ところ、何ら劣化することはなかった。

【０１７０】該調光組成物の耐久性を評価するために、
ウェザーメーター装置（東洋精機製、サンテスト）を用
いて、紫外線を積算時間で１００時間照射した。その結
果、調光組成物の変性、変色や劣化は確認されず、非常
に優れていることが確認できた。以上から、本実施例の
調光組成物は多様の色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐
久性をもつものであることが確認された。

【０１７１】＜実施例２＞体積変化特性の異なる高温収
縮ゲル（高分子ゲルＢおよび高分子ゲルＣ）を用いて、
調光組成物を以下のプロセスで作製した。蒸留水１０ｍ
ｌに非イオン性界面活性剤（花王製、エマルゲン９０
９）５０ｍｇを溶解させ、これに上記得られた膨潤状態
の高分子ゲルＢおよび高分子ゲルＣを各０．２ｇ添加し
た、粒子分散水溶液（調光組成物）を調製した。これを
アンプル容器に入れ、温度変化による色彩の変化を観測
した。温度２５℃では、アンプル容器中の２種類の高分
子ゲルのうち、高分子ゲルＢのみが膨潤しており、溶液
は青色を呈していた。温度を４０℃に昇温すると、３５
℃で高分子ゲルＣも膨潤し、溶液は紫色に変化した。さ
らに、温度を５０℃まで昇温すると、４７℃で高分子ゲ
ルＢが収縮し、溶液は赤色に変化した。また、降温によ
り可逆的に色が変化することも確認できた。昇温・降温
のサイクル（２５℃→５０℃→２５℃で１サイクル）を
１００以上行ったところ、何ら劣化することはなかっ
た。

【０１７２】該調光組成物の耐久性を評価するために、
ウェザーメーター装置（東洋精機製、サンテスト）を用
いて、紫外線を積算時間で１００時間照射した。その結
果、調光組成物の変性、変色や劣化は確認されず、非常
に優れていることが確認できた。以上から、本実施例の
調光組成物は多様の色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐
久性をもつものであることが確認された。

【０１７３】＜実施例３＞調光樹脂組成物からなる光学
素子を、以下のプロセスで作製した。フッ素系の紫外線
硬化剤（日本化薬製、ＫＡＹＡＲＡＤ ＦＡＤ−５１
５）のフッ素系界面活性剤（セイミケミカル製、Ｓｕｒ
ｆｌｏｎ Ｓ−３８３）５質量％溶液２０ｇに対して、
前記得られた高分子ゲルＡおよび高分子ゲルＢの各粒子
を０℃に冷却した膨潤状態のもので各々４ｇずつを混合
し、これを容器に入れウェーブローターで回転させて分
散させ、分散溶液Ｘを得た。得られた分散溶液Ｘを、凹
部として一辺５ｃｍ、深さ０．２ｃｍの型に注入し、こ
れに紫外線照射装置を用いて紫外線（１２０Ｗ／ｃｍラ
ンプを２０ｃｍ離して照射）を２分間照射し硬化させ、
フィルム状の調光樹脂組成物を作製し、これを型から取
り出して光学素子を得た。

【０１７４】得られたフィルム状の光学素子を顕微鏡に
て観察したところ、紫外線硬化樹脂の内部に各高分子ゲ
ルの膨潤粒子が、相分離状に隔離、分散して存在するこ
とが確認できた。この光学素子を温度変化させて評価す
ると、実施例１と同様に黒色、青色、無色の色変化が可
逆的に起こることが確認できた。また、昇温・降温のサ
イクル（２５℃→５０℃→２５℃で１サイクル）を１０
０サイクル以上行っても、何ら劣化することはなかっ
た。

【０１７５】該光学素子の耐久性を評価するために、ウ
ェザーメーター装置（東洋精機製、サンテスト）を用い
て、紫外線を積算時間で１００時間照射した。その結
果、調光樹脂組成物の変性、変色や劣化は確認されず、
非常に優れていることが確認できた。以上から、本実施
例の光学素子は多様の色彩を呈し、かつ優れた安定性、
耐久性をもつものであることが確認された。

【０１７６】＜実施例４＞実施例３における調光樹脂組
成物を用いた調光フィルム（光学素子）を、以下のプロ
セスで作製した。実施例３の調光樹脂組成物の作製にお
いて得られた分散溶液Ｘを、ブレードコーターを用い
て、厚み１００μｍの透明ポリエステルフィルム表面
（片面）に塗布し、これに粒径１００μｍのスペーサー
粒子（積水ファインケミカル製、ミクロパールＳＰ）
０．２ｇ／ｍ²を散布したもう一枚の厚み１００μｍの
透明ポリエステルフィルムを、スペーサー粒子が散布さ
れた側と分散溶液Ｘが塗布された側とが接するように貼
り合わせ、圧着させた後に、紫外線（１２０Ｗ／ｃｍラ
ンプを２０ｃｍ離して照射）を２分間照射して硬化を行
い、調光フィルムを作製した。

【０１７７】得られた調光フィルムを温度変化させて評
価すると、実施例１と同様に黒色、青色、無色の色変化
が可逆的に起こることが確認できた。また、昇温・降温
のサイクル（２５℃→５０℃→２５℃で１サイクル）を
１００サイクル以上行っても、何ら劣化することはなか
った。

【０１７８】該調光フィルムの耐久性を評価するため
に、ウェザーメーター装置（東洋精機製、サンテスト）
を用いて、紫外線を積算時間で１００時間照射した。そ
の結果、組成物の変性、変色や劣化は確認されず、非常
に優れていることが確認できた。以上から、本発明によ
れば、多様の色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐久性を
もつ調光フィルムが提供できることが確認された。

【０１７９】＜実施例５＞相転移温度の異なる高温収縮
ゲル（高分子ゲルＡおよび高分子ゲルＢ）を用いて、光
学素子を以下のプロセスで作製した。ガラス基板（大き
さ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み３ｍｍ）を２枚用意した
（以下、一方のガラス基板は単に「ガラス基板」と表記
し、他方は「対向ガラス基板」と表記する。）。ガラス
基板の表面には、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンを塗布、乾燥させることで高分子ゲルの粒子との粘着
層（固定化剤層）を形成した。

【０１８０】一方、高分子ゲルの粒子を固定するため
に、高分子ゲルＡおよび高分子ゲルＢを、それぞれテト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶媒で溶媒置換を行い、固形
分として約１質量％のＴＨＦ分散溶液とした。さらに各
分散溶液を当量混合した。

【０１８１】プラスチック容器内に、前記ガラス基板
を、接着層（固定化剤層）が形成された面を上面として
配置した。これに先の分散溶液を加え、インキュベータ
ーで２５℃において５時間振とうさせた。振とう後、基
板をＴＨＦで洗浄し、さらに蒸留水に浸漬して再度溶液
を置換した。

【０１８２】ガラス基板表面を顕微鏡観察すると、各色
の高分子ゲルの粒子がほぼ同じ割合で固定されていた。
また、各粒子が固定されたガラス基板表面の面積率は、
２０℃において合計で約７０％であった。ここで、「面
積率」とは、ガラス基板表面における粒子の投影面積
の、全ガラス基板表面に対する面積率と定義される（以
下同様）。

【０１８３】対向ガラス基板表面（片面）に粒径１００
μｍの樹脂スペーサー粒子（積水ファインケミカル製、
ミクロパールＳＰ）０．２ｇ／ｍ²を散布した後、一部
の開口部を除き外周部に紫外線硬化樹脂を塗布し、前記
高分子ゲルの粒子が固定されたガラス基板と、樹脂スペ
ーサー粒子が散布された側と高分子ゲルの粒子が固定さ
れた側とが接するように貼り合わせ、紫外線を照射して
外周部を接着させ、セルを形成した。

【０１８４】次に、セル内部に高分子ゲルの吸脱液体と
して蒸留水を注入し、開口部をアクリル系紫外線硬化樹
脂（日本化薬製、ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−３８１Ｉ）にて
封止し、光学素子を作製した。得られた光学素子は、温
度２５℃では、２種類の高分子ゲルの粒子はともに膨潤
しており、光学素子は黒色を呈していた。波長４００ｎ
ｍ〜８００ｎｍの範囲である光の平均透過率は、約４０
％であった。温度を４０℃に昇温すると、３５℃で高分
子ゲルＡが収縮し、光学素子は青色に変化した。さらに
５０℃まで昇温すると、４７℃で高分子ゲルＢも収縮
し、光学素子はほぼ透明となった。この時の前記平均透
過率は約８０％であった。昇温・降温のサイクル（２５
℃→５０℃→２５℃で１サイクル）を１００サイクル以
上行ったところ、何ら劣化することはなかった。

【０１８５】該光学素子の耐久性を評価するために、ウ
ェザーメーター装置（東洋精機製、サンテスト）を用い
て、紫外線を積算時間で１００時間照射した。その結
果、調光組成物の変性、変色や劣化は確認されず、非常
に優れていることが確認できた。以上から、本発明によ
れば、多様の色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐久性を
もつ光学素子が提供できることが確認された。

【０１８６】＜実施例６＞体積変化特性の異なる高温収
縮ゲル（高分子ゲルＢ（青色）および高分子ゲルＣ（赤
色））を用い、刺激付与手段として発熱抵抗体層が形成
された光学素子を、以下のプロセスで作製した。ガラス
基板（大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）表
面（片面）に抵抗値を最適化（５００Ω／ｃｍ²）した
ＩＴＯ層を全面に形成し、これをエッチング処理するこ
とで、幅５ｍｍ、長さ５０ｍｍ、隣接間の距離が０．２
ｍｍとなるストライプ状の透明発熱抵抗体層を有する基
板を作製した。さらに、該ストライプ状の発熱抵抗体層
の各両端に配線を行った。該配線から発熱抵抗体層の各
両端に、適当な電圧のパルス通電を行うことで、所望の
温度に加熱できることを確認した。

【０１８７】得られた基板の前記発熱抵抗体層側の面
に、シランカップリング剤（３−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン）溶液を塗布、乾燥させることで、
高分子ゲルを固定するための結合層（固定化剤層）を形
成した。

【０１８８】先に、高分子ゲルＣ（赤色）の粒子を基板
表面の結合層に固定した。具体的には、高分子ゲルＣの
粒子１．０ｇ（膨潤時）を蒸留水１００ｍｌに分散し、
これを、結合層が形成された面を上面として前記基板を
設置した容器に投入し、６０℃で２４時間反応させた。
反応後、基板表面を蒸留水で洗浄した。基板表面を顕微
鏡観察すると、基板表面には高分子ゲルＣの粒子が点在
的に固定されていることがわかった。膨潤時（６０℃）
における基板表面の高分子ゲルＣの面積率は約５０％で
あった。

【０１８９】次に、高分子ゲルＢ（青色）の粒子を基板
表面の結合層（固定化剤層）に固定した。具体的には、
高分子ゲルＢ１．０ｇを実施例５と同様にしてＴＨＦ溶
媒で溶媒置換した分散溶液として、これを用いて高分子
ゲルＣが固定された基板表面に、２０℃の条件でさらに
高分子ゲルＢの粒子を、高分子ゲルＣと同様の方法で固
定した。高分子ゲルＢの固定後、ＴＨＦおよび蒸留水を
用いて洗浄、溶液置換を行った。固定後の基板表面を観
察すると、青色ゲル粒子がその膨潤時において約４０％
の面積率で固定化されていることがわかった。

【０１９０】対向ガラス基板としてガラス基板（大きさ
４０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を用意し、実施
例５と同様にして、ストライプ状の各発熱抵抗体の両端
部が露出した状態となるように貼り合わせ、セルを形成
した。次に、セル内部に高分子ゲルの吸脱液体として蒸
留水を注入し、開口部をアクリル系紫外線硬化樹脂（日
本化薬製、ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ３８１Ｉ）にて封止し、
光学素子を作製した。

【０１９１】ストライプ状の発熱抵抗体層に通電のため
の配線を行い、通電による色変化を観察した。通電前の
光学素子は、高分子ゲルＢが膨潤し、かつ高分子ゲルＣ
が収縮しているため、青色であった。短周期のパルス
（約４Ｗ）を通電すると、光学素子は約４０℃まで昇温
し、高分子ゲルＣが膨潤して、高分子ゲルＢはもともと
膨潤しているため、光学素子は紫色に変化した。また、
長周期のパルス（約８Ｗ）を通電すると、光学素子は約
５０℃まで昇温し、高分子ゲルＣが膨潤し高分子ゲルＢ
が収縮することで、光学素子は青色に変化した。このよ
うに印加パルスの周期の違いによって、発熱抵抗体層の
発熱温度を種々変え、各種の色変化が得られることが明
らかとなった。

【０１９２】通電時には、上記のように色変化するが、
通電を止める（ＯＦＦ）と再び青色の初期状態に戻っ
た。このような通電サイクル（ＯＦＦ→短周期のパルス
→長周期のパルス→ＯＦＦ、で１サイクル）を１０００
０サイクル実施した後も、光学素子には、何ら劣化は確
認できなかった。

【０１９３】該光学素子の耐久性を評価するために、ウ
ェザーメーター装置（東洋精機製、サンテスト）を用い
て、紫外線を積算時間で１００時間照射した。その結
果、調光組成物の変性、変色や劣化は確認されず、非常
に優れていることが確認できた。以上から、本発明によ
れば、多様の色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐久性を
もつ光学素子が提供できることが確認された。 ＜実施例７＞相互に異なる刺激種に応答する、ｐＨ変化
応答性膨潤ゲル粒子（高分子ゲルＤ）および高温収縮ゲ
ル粒子３（高分子ゲルＥ）、を用いた光学素子を、以下
のプロセスで作製した。最初に、基板として、大きさが
１０ｃｍ×１０ｃｍで厚さ０．７ｍｍの透明なガラス基
板（コーニンググラスワークス社製、７０５９ガラス基
板）を準備し、該ガラス基板の片方の表面に透明電極材
料として膜厚が約１００ｎｍの酸化スズ膜をスパッタリ
ング法により形成した。次に、このガラス基板表面に形
成された酸化スズ膜を、フォトリソグラフィ法によりエ
ッチングし、幅２０μｍで間隔が１２０μｍの単純マト
リックス駆動用のライン電極を形成することにより、電
極付きガラス基板を得た。さらに、この電極付きガラス
基板の電極が設けられた側の表面（電極面）に、反応性
シランカップリング剤（３−アミノプロピルトリメトキ
シシラン）の２％水溶液を塗布し、約１時間反応させ
て、調光組成物を固定するための固定化剤層を形成し
た。このようにして、電極面に固定化剤層を形成した電
極付きガラス基板を２枚作製した。

【０１９４】次に、該固定化剤層が電極面に形成された
電極付きガラス基板を、粒子状青色調光組成物（高分子
ゲルＤ）のｐＨが４〜６に調整されている分散液（固形
分は約１質量％）中に浸して１２時間放置し、粒子状青
色調光組成物を電極付きガラス基板の電極面に固定し
た。その後、前記電極付きガラス基板の電極面を蒸留水
で洗浄することにより、該電極付きガラス基板の電極面
に結合していない前記青色調光組成物を取り除いた。こ
の洗浄後の電極付きガラス基板表面を、ｐＨ１０の水酸
化ナトリウム水溶液に浸した状態で、光学顕微鏡により
観察すると、前記電極付きガラス基板の電極面に青色調
光組成物がほぼ均一に密に固定されていた。

【０１９５】次に、もう１枚の固定化剤層が電極面に形
成された電極付きガラス基板を、粒子状赤色調光組成物
（高分子ゲルＥ）をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に分
散させた溶液（固形分は約１質量％）中に浸して１２時
間放置し、前記電極付きガラス基板の電極面に粒子状赤
色調光組成物を固定した。その後、前記赤色調光組成物
が電極面に固定された電極付きガラス基板をＴＨＦおよ
び蒸留水で洗浄することでこの電極面に結合していない
赤色調光組成物を取り除いた。この洗浄後の電極付きガ
ラス基板表面を、２０℃の蒸留水に浸した状態で、光学
顕微鏡により観察すると、前記電極付きガラス基板の電
極面に赤色調光組成物がほぼ均一に密に固定されてい
た。次に、青色調光組成物が電極面に固定された電極付
きガラス基板と、赤色調光組成物電極面に固定された電
極付きガラス基板と、を互いの前記電極付き基板表面の
ライン電極が直交するように電極面を内側に対向させて
貼り合わせ、セルを作製した。この際、互いに向き合う
電極面のライン電極が形成されていないガラス表面同士
がお互いに向き合う領域に、スペーサとしてアクリル樹
脂製の直径約３００μｍの球（積水ファインケミカル社
製、ミクロパールＳＰ）を、前記２枚の電極付きガラス
基板の間隔が保持できるよう適当量（約０．５個／ｃｍ
²）配置した。このようにして作製したセルの周囲を、
かかる周囲の一部を吸脱液体注入口として残す以外は、
全てアクリル系紫外線硬化型樹脂（日本化薬社製、ＫＡ
ＹＡＲＡＤ Ｒ−３８１Ｉ）により封止した。

【０１９６】その後、前記セルの前記吸脱液体注入口か
ら減圧注入法により、吸脱液体として０．０００１Ｎ水
酸化ナトリウム水溶液を該セル内部に注入し、その後、
前記吸脱液体注入口をアクリル系紫外線硬化型樹脂（日
本化薬社製、ＫＡＹＡＲＡＤＲ３８１Ｉ）により封止し
て光学素子を得た。この光学素子は、常温で非通電状態
であるｐＨ１０において、青色調光組成物および赤色調
光組成物が共に膨潤しているために、紫色を呈してい
た。このとき、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲であ
る光の平均透過率は約２０％であった。

【０１９７】次に、ｐＨ変化応答性の青色調光組成物が
固定されている電極付きガラス基板の電極を陽極とし、
対向する２枚の電極付きガラス基板の電極間に直流電圧
５Ｖを印加したところ、すぐに青色調光組成物が収縮し
た。一方、ｐＨ変化応答性ではない赤色調光組成物は体
積変化することなく膨潤状態を維持していた。そのた
め、光学素子は赤色を呈した。このとき、波長４００ｎ
ｍ〜８００ｎｍの範囲である光の平均透過率は約４０％
であった。その後、対向する２枚の電極付きガラス基板
の電極間への直流電圧の印加を中止したところ、ｐＨ変
化応答性の青色調光組成物が再び膨潤し、光学素子は紫
色を呈した。

【０１９８】次に、温度変化応答性の赤色調光組成物が
固定されている電極付きガラス基板の電極のみに、１０
Ｖ／１ｍｓと１００Ｖ／１０ｍｓとの電圧変化を交互に
繰り返すパルス電圧を印加すると、電極が発熱して周囲
に固定されている赤色調光組成物が収縮した。一方、温
度変化応答性ではない青色調光組成物は体積変化するこ
となく膨潤状態を維持していた。そのため、光学素子は
青色を呈した。このとき、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍ
の範囲である光の平均透過率は約４０％であった。その
後、赤色調光組成物が固定されている電極付きガラス基
板の電極へのパルス電圧の印加を中止したところ、温度
変化応答性の赤色調光組成物が再び膨潤し、光学素子は
紫色を呈した。

【０１９９】次に、ｐＨ変化応答性の青色調光組成物が
固定されている電極付きガラス基板の電極を陽極とし、
対向する２枚の電極付きガラス基板の電極間に直流電圧
５Ｖを印加し、温度変化応答性の赤色調光組成物が固定
されている電極付きガラス基板の電極に、１０Ｖ／１ｍ
ｓと１００Ｖ／１０ｍｓとの電圧変化を交互に繰り返す
パルス電圧を印加すると、両方の調光組成物が収縮し光
学素子はほぼ透明な状態となった。このとき、波長４０
０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲である光の平均透過率は約８
０％であった。その後、直流電圧とパルス電圧の印加を
共に中止したところ、両方の調光組成物が再び膨潤し、
光学素子は紫色を呈した。

【０２００】このように、本実施例では、対向する２枚
の基板表面に設けられた刺激付与手段表面に、相互に異
なる刺激に応答し、且つ、相互に異なる色彩を有する２
種類の調光組成物を、別々に固定することにより、該調
光組成物の体積変化を独立して制御することができ、さ
らに、各種の色変化が得られることが明らかになった。
また、本実施例で得られた光学素子への通電による前記
２種類の調光組成物の体積変化挙動は、両者共に可逆的
に繰り返し１００００回以上行うことができることを確
認した。さらに、本実施例で得られた光学素子に対し
て、スガ試験機製のサンシャインウエザメータ（ＷＥＬ
−ＳＵＮ−ＨＣ型）を用いて、ブラックパネル温度６３
℃の条件下で１００時間の耐候性試験を行った。その結
果、前記２種類の調光組成物の変性や褪色がなく、これ
らの変性や褪色に起因した前記光学素子の調光特性の劣
化も確認されなかった。以上のように、本発明によれ
ば、多様な色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐久性を有
する光学素子が提供できることが確認された。

【０２０１】＜実施例８＞相互に異なる刺激種に応答す
る、ｐＨ変化応答性膨潤ゲル粒子（高分子ゲルＤ）およ
び高温膨潤ゲル粒子２（高分子ゲルＦ）を用いた光学素
子を、以下のプロセスで作製した。最初に、黄色調光組
成物（高分子ゲルＦ）を、以下のプロセスにてマイクロ
カプセル化処理した。まず、黄色調光組成物（高分子ゲ
ルＦ）を０．２質量％ポリアクリル酸水溶液中で６０℃
に加熱し、吸脱液体を十分に取り除いたゲル含浸液１．
０質量部を調製した。次に、０．８質量部のポリスチレ
ン（分子量２５００００）を１０質量部のトリクロロメ
タンに溶解し得られた溶液に、先に準備したゲル含浸液
を加え、５０℃に保温したホモジナイザーを用いて攪拌
し、ゲル乳化液を作製した。なお乳化中は、黄色調光組
成物（高分子ゲルＦ）は膨潤状態であった。

【０２０２】次に、５質量部のポリビニルピロリドン
（分子量９００００）および０．１質量部の炭酸カルシ
ウム微粉末を添加した水溶液３００ｍｌを６０℃に加熱
し、そこに、先に調製したゲル乳化液を緩やかに攪拌し
ながら滴下した。その後、水溶液を徐々に加熱し７０℃
で１時間加熱してトリクロロメタンを留去し、黄色調光
組成物（高分子ゲルＦ）の外周にポリスチレンマイクロ
カプセル膜を形成した。得られたマイクロカプセル化黄
色調光組成物を、０．１Ｎの塩酸で洗浄後、蒸留水でさ
らによく洗浄した。

【０２０３】このマイクロカプセル化黄色調光組成物
は、マイクロカプセル化処理をする前の黄色調光組成物
とほぼ同等の温度変化応答性を有していた。次に、実施
例７と同様な方法により、固定化剤層を電極面に形成し
た電極付き基板を準備した。さらに、青色調光組成物
（高分子ゲルＤ）および上述のようにマイクロカプセル
化処理した黄色調光組成物（高分子ゲルＦ）を、それぞ
れ別々の前記電極付きガラス基板の電極面に固定した。
このとき、青色調光組成物（高分子ゲルＤ）の電極面へ
の固定と、かかる固定後の電極面の洗浄は、実施例７と
全く同様な方法により行った。一方、マイクロカプセル
化処理した黄色調光組成物（高分子ゲルＦ）の電極面へ
の固定と、かかる固定後の電極面の洗浄も、実施例７に
おける赤色調光組成物（高分子ゲルＥ）と同様な方法に
より行った。

【０２０４】マイクロカプセル化処理した黄色調光組成
物（高分子ゲルＦ）が電極面に固定された前記電極付き
ガラス基板の電極面を、光学顕微鏡により観察すると、
黄色調光組成物を含んだマイクロカプセルが該電極面に
ほぼ均一に密に固定されており、もう１枚の電極付きガ
ラス基板表面に固定された赤色調光組成物についても同
様であった。次に、得られた赤色及び黄色の調光組成物
がそれぞれ電極面に固定された前記電極付きガラス基板
を用いて、実施例７と同様にして、ガラス基板挟持タイ
プの光学素子を作製した。

【０２０５】この光学素子は、常温で非通電状態である
ｐＨ１０において、青色調光組成物が膨潤状態であり、
黄色調光組成物が収縮状態であるために、青色を呈して
いた。このとき、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で
ある光の平均透過率は約４０％であった。

【０２０６】次に、ｐＨ変化応答性の青色調光組成物が
固定されている電極付きガラス基板の電極を陽極とし、
対向する２枚の電極付きガラス基板の電極間に直流電圧
５Ｖを印加したところ、すぐに青色調光組成物が収縮し
た。一方、マイクロカプセル化処理された黄色調光組成
物はｐＨ変化に応答することなく収縮状態を維持してい
た。そのため、光学素子はほぼ透明な状態となった。こ
のとき、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲である光の
平均透過率は約８０％であった。その後、対向する２枚
の電極付きガラス基板の電極間への直流電圧の印加を中
止したところ、ｐＨ変化応答性の青色調光組成物が再び
膨潤し、光学素子は青色を呈した。

【０２０７】次に、温度変化応答性の黄色調光組成物が
固定されている電極付きガラス基板の電極のみに、１０
Ｖ／１ｍｓと１００Ｖ／１０ｍｓとの電圧変化を交互に
繰り返すパルス電圧を印加すると、電極が発熱して該電
極面に固定されている黄色調光組成物が膨潤した。一
方、温度変化応答性ではない青色調光組成物は体積変化
することなく膨潤状態を維持していた。そのため、光学
素子は緑色を呈した。このとき、波長４００ｎｍ〜８０
０ｎｍの範囲である光の平均透過率は約２０％であっ
た。その後、黄色調光組成物が固定されている電極付き
ガラス基板の電極へのパルス電圧の印加を中止したとこ
ろ、温度変化応答性の黄色調光組成物が再び収縮し、光
学素子は青色を呈した。

【０２０８】次に、ｐＨ変化応答性の青色調光組成物が
固定されている電極付きガラス基板の電極を陽極とし、
対向する２枚の電極付きガラス基板の電極間に直流電圧
５Ｖを印加し、温度変化応答性の黄色調光組成物が電極
面に固定されている電極付きガラス基板の電極に、１０
Ｖ／１ｍｓと１００Ｖ／１０ｍｓとの電圧変化を交互に
繰り返すパルス電圧を印加すると、青色調光組成物は収
縮し黄色調光組成物が膨潤したことにより、光学素子は
黄色を呈した。このとき、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍ
の範囲である光の平均透過率は約４０％であった。その
後、直流電圧とパルス電圧の印加を共に中止したとこ
ろ、青色調光組成物は再び膨潤し黄色調光組成物は再び
収縮したことにより、光学素子は青色を呈した。

【０２０９】このように、本実施例では、対向する２枚
の基板表面に設けられた刺激付与手段表面に、相互に異
なる刺激に応答し、且つ、相互に異なる色彩を有する２
種類の調光組成物を、別々に固定することにより、該調
光組成物の体積変化を独立して制御することができ、さ
らに、各種の色変化が得られることが明らかになった。
また、本実施例で得られた光学素子への通電による前記
２種類の調光組成物の体積変化挙動は、両者共に可逆的
に繰り返し１００００回以上行うことができることを確
認した。さらに、本実施例で得られた光学素子に対し
て、スガ試験機製のサンシャインウエザメータ（ＷＥＬ
−ＳＵＮ−ＨＣ型）を用いて、ブラックパネル温度６３
℃の条件下で１００時間の耐候性試験を行った。その結
果、前記２種類の調光組成物の変性や褪色がなく、これ
らの変性や褪色に起因した前記光学素子の調光特性の劣
化も確認されなかった。以上のように、本発明によれ
ば、多様な色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐久性を有
する光学素子が提供できることが確認された。

【０２１０】＜実施例９＞同一の刺激種として温度変化
に応答する、高温収縮ゲル粒子３（高分子ゲルＥ）およ
び高温膨潤ゲル粒子２（高分子ゲルＦ）、を用いた光学
素子を、以下のプロセスで作製した。最初に、基板とし
て厚さ０．７ｍｍの透明なガラス基板（コーニンググラ
スワークス社製、７０５９ガラス基板）を用いて、この
ガラス基板に発熱抵抗層として、厚さが約５０ｎｍのＩ
ＴＯ膜をスパッタリング法により形成した。次に、この
ＩＴＯ発熱抵抗層付きガラス基板をフォトリソグラフィ
法でエッチングし、図７に模式的に示したような複数の
正方形パターンのセグメント発熱抵抗体１８２をガラス
基板１８０表面に形成した。この発熱抵抗層は、パルス
状の電流を通電することで所望の温度に加熱することが
できる。

【０２１１】次に、作製した発熱抵抗層付きガラス基板
の発熱抵抗層を形成した面（発熱抵抗層面）に、実施例
７と同様な方法により固定化剤層を形成し、さらに、実
施例７と同様な方法により粒子状赤色調光組成物（高分
子ゲルＥ）を発熱抵抗層面に固定した発熱抵抗層付きガ
ラス基板を作製した。該発熱抵抗層付きガラス基板の発
熱抵抗層面を、２０℃の蒸留水に浸した状態で、光学顕
微鏡により観察すると、赤色調光組成物が該発熱抵抗層
面にほぼ均一に密に固定されていた。

【０２１２】一方、実施例７と同様に固定化剤層を発熱
抵抗層面に形成したガラス基板を、黄色調光組成物（高
分子ゲルＦ）を０．２質量％ポリアクリル酸水溶液中に
分散した分散液（固形分は約１質量％）中に浸し、６０
℃で１２時間放置し、前記黄色調光組成物を前記ガラス
基板の発熱抵抗層面に固定した。その後、このガラス基
板を蒸留水で洗浄することで該ガラス基板の発熱抵抗層
面に結合していない前記黄色調光組成物を取り除いた。
該発熱抵抗層付きガラス基板の発熱抵抗層面を、６０℃
に保温された０．２質量％ポリアクリル酸水溶液に浸し
た状態で、光学顕微鏡により観察すると、黄色調光組成
物が該発熱抵抗層面にほぼ均一に密に固定されていた。

【０２１３】次に、得られた赤色及び黄色の調光組成物
がそれぞれ固定された発熱抵抗層付きガラス基板同士
を、発熱抵抗層面を内側に対抗させて配置して貼り合わ
せ、セルを作製した。この際、この際、互いに向き合う
発熱抵抗層面の発熱抵抗層が形成されていないガラス表
面同士がお互いに向き合う領域に、スペーサとしてアク
リル樹脂製の直径約５００μｍの球（積水ファインケミ
カル社製、ミクロパールＳＰ）を、前記２枚の発熱抵抗
層付きガラス基板の間隔が保持できるよう適当量（約
０．５個／ｃｍ²）配置した。このようにして作製した
セルの周囲を、かかる周囲の一部を吸脱液体注入口とし
て残す以外は、全てアクリル系紫外線硬化型樹脂（日本
化薬社製、ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ３８１Ｉ）により封止し
た。その後、前記セルに減圧注入法により、吸脱液体と
して０．２質量％ポリアクリル酸水溶液を吸脱液体注入
口より該セル内部に注入し、さらに、該吸脱液体注入口
をアクリル系紫外線硬化型樹脂（日本化薬社製、ＫＡＹ
ＡＲＡＤ Ｒ３８１Ｉ）により封止して光学素子を得
た。この光学素子は、常温で非通電状態において、内部
の赤色調光組成物が膨潤状態であり、黄色調光組成物が
収縮状態であるために、赤色を呈していた。このとき、
波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲である光の平均透過
率は約４０％であった。

【０２１４】次に、温度変化応答性の赤色調光組成物が
発熱抵抗層面に固定されている発熱抵抗層付きガラス基
板表面の発熱抵抗層のみに、１０Ｖ／１ｍｓと１００Ｖ
／１０ｍｓとの電圧変化を交互に繰り返すパルス電圧を
印加すると、発熱抵抗層が発熱して周囲に固定されてい
る赤色調光組成物が収縮した。一方、対向面に固定され
ている温度変化応答性の黄色調光組成物は、十分に加熱
されることがないために体積変化することなく収縮状態
を維持していた。そのため、光学素子はほぼ透明な状態
となった。このとき、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範
囲である光の平均透過率は約８０％であった。その後、
赤色調光組成物が固定されている発熱抵抗層付きガラス
基板への通電を中止したところ、赤色調光組成物が再び
膨潤し、光学素子は赤色を呈した。

【０２１５】次に、温度変化応答性の黄色調光組成物が
発熱抵抗層面に固定されている発熱抵抗層付きガラス基
板表面の発熱抵抗層のみに、１０Ｖ／１ｍｓと１００Ｖ
／１０ｍｓとの電圧変化を交互に繰り返すパルス電圧を
印加すると、発熱抵抗層が発熱して周囲に固定されてい
る黄色調光組成物が膨潤した。一方、対向面に固定され
ている温度変化応答性の赤色調光組成物は、十分に加熱
されることがないために体積変化することなく膨潤状態
を維持していた。そのため、光学素子は橙色を呈した。
このとき、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲である光
の平均透過率は約２０％であった。その後、黄色調光組
成物が固定されている発熱抵抗層付きガラス基板への通
電を中止したところ、黄色調光組成物が再び収縮し、光
学素子は赤色を呈した。

【０２１６】次に、対向する２枚の発熱抵抗層付きガラ
ス基板の発熱抵抗層に、それぞれ別々に１０Ｖ／１ｍｓ
と１００Ｖ／１０ｍｓとの電圧変化を交互に繰り返すパ
ルス電圧を印加すると、双方の発熱抵抗層が発熱して、
赤色調光組成物は収縮し、黄色調光組成物が膨潤したた
めに、光学素子は黄色を呈した。このとき、波長４００
ｎｍ〜８００ｎｍの範囲である光の平均透過率は約４０
％であった。その後、双方の発熱抵抗層への通電を共に
中止したところ、赤色調光組成物は膨潤し、黄色調光組
成物が収縮したために、光学素子は赤色を呈した。

【０２１７】このように、本実施例では、対向する２枚
の基板表面に設けられた刺激付与手段表面に、同一の刺
激種として温度変化に応答し、且つ、相互に異なる色彩
を有する２種類の調光組成物を、別々に固定することに
より、該調光組成物の体積変化を独立して制御すること
ができ、さらに、各種の色変化が得られることが明らか
になった。また、本実施例で得られた光学素子への通電
による前記２種類の調光組成物の体積変化挙動は、両者
共に可逆的に繰り返し１００００回以上行うことができ
ることを確認した。さらに、本実施例で得られた光学素
子に対して、スガ試験機製のサンシャインウエザメータ
（ＷＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣ型）を用いて、ブラックパネル
温度６３℃の条件下で１００時間の耐候性試験を行っ
た。その結果、前記２種類の調光組成物の変性や褪色が
なく、これらの変性や褪色に起因した前記光学素子の調
光特性の劣化も確認されなかった。以上のように、本発
明によれば、多様な色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐
久性を有する光学素子が提供できることが確認された。

【０２１８】＜実施例１０＞相互に異なる体積変化特性
を有する、高温収縮ゲル粒子３（高分子ゲルＥ）および
高温膨潤ゲル粒子２（高分子ゲルＦ）、を用いた調光樹
脂組成物（調光シート）を、以下のプロセスで作製し
た。最初に、重合開始剤（メルク社製、ダロキュア）を
２質量％と、紫外線硬化樹脂（東亜合成社製、アロニッ
クスＵＶ）を５０質量％とをトルエンに溶解させた紫外
線硬化樹脂溶液を調製した。また、赤色調光組成物（高
分子ゲルＥ）０．３質量部に蒸留水５０質量部を加え
て、２０℃に保持し、膨潤状態の赤色調光組成物を調製
した。この膨潤状態の赤色調光組成物を、先に調製した
紫外線硬化樹脂溶液９０ｇに加え、回転式攪拌装置を用
いて、前記膨潤状態の赤色調光組成物を分散させた混合
液を調製した。なお、この攪拌分散は赤色調光組成物を
構成する高分子ゲルが収縮しない温度である２０℃で行
なった。

【０２１９】次に、得られた混合液を、ブレードコータ
ーを用いて厚み１００μｍの透明ポリエステルフイルム
の表面に塗布したのち、塗布された混合液を紫外線照射
装置によって紫外線を照射（１２０Ｗ／ｃｍ²で２分
間）することで硬化させ、厚みが約５０μｍの赤色調光
組成物含有層を形成した調光シートを作製した。

【０２２０】次に、赤色調光組成物（高分子ゲルＥ）と
同様な方法により、膨潤状態の黄色調光組成物を分散さ
せた紫外線硬化樹脂混合液を調製した。なお、この攪拌
分散は前記赤色調光組成物を構成する高分子ゲルが膨潤
状態となる温度である５０℃で行なった。次に、得られ
た膨潤状態の黄色調光組成物を分散させた紫外線硬化樹
脂混合液を、ブレードコーターを用いて、先に得られた
調光シートの赤色調光組成物含有層の上に塗布し、紫外
線照射装置によって紫外線を照射（１２０Ｗ／ｃｍ²で
２分間）することで硬化させ、黄色調光組成物含有層
（厚み：約５０μｍ）を前記赤色調光組成物含有層の上
に積層形成した調光シートを作製した。得られた調光シ
ートを光学顕微鏡によって観察したところ、シートの内
部には、赤色および黄色の調光組成物が分離積層されて
存在することが確認できた。

【０２２１】この調光シートを温度変化させると、２０
℃では赤色調光組成物が膨潤状態で、黄色調光組成物が
収縮状態となり、シート全体が赤色を呈していた。一
方、５０℃に加熱すると赤色調光組成物が収縮し、黄色
調光組成物が膨潤状態となり、シート全体が黄色を呈し
ていた。さらに、この調光シートの温度を３０℃付近に
保持すると、両調光組成物が膨潤状態となり、シート全
体が橙色を呈していた。このような色変化は、可逆的に
繰り返し１００００回以上行うことができることを確認
した。

【０２２２】さらに、本実施例で得られた調光シートに
対して、スガ試験機製のサンシャインウエザメータ（Ｗ
ＥＬ−ＳＵＮ−ＨＣ型）を用いて、ブラックパネル温度
６３℃の条件下で１００時間の耐候性試験を行った。そ
の結果、前記２種類の調光組成物の変性や褪色がなく、
これらの変性や褪色に起因した前記調光シートの調光特
性の劣化も確認されなかった。以上のように、本発明に
よれば、多様な色彩を呈し、かつ優れた安定性、耐久性
を有する光学素子が提供できることが確認された。

【０２２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、多様な
色彩を表現することができ、透過光量や反射光量を幅広
く制御可能であり、かつ耐久性に優れる調光組成物およ
び調光樹脂組成物、並びに、これらを用いた複数の色彩
も表現できる光学素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 樹脂中に高分子ゲルと吸脱液体からなる調光
組成物を分散した、本発明の調光樹脂組成物の構成例を
示す模式図である。

【図２】 フィルム状の基材に調光樹脂組成物を形成し
た構成の調光フィルム（本発明の光学素子）を示す拡大
断面図である。

【図３】 図３（Ａ）は本発明の調光組成物自体をその
まま用いた、本発明の光学素子の構成例を示す模式断面
図である。図３（Ｂ）は本発明の調光組成物自体をその
まま用いた、図３（Ａ）に示す本発明の光学素子の構成
を基本とした光学素子の、他の構成例を示す模式断面図
である。

【図４】 図４（Ａ）は本発明の調光組成物自体をその
まま用いた、本発明の光学素子の他の構成例を示す模式
断面図である。図４（Ｂ）は本発明の調光組成物自体を
そのまま用いた、図４（Ａ）に示す本発明の光学素子の
構成を基本とした光学素子の、他の構成例を示す模式断
面図である。

【図５】 本発明の調光組成物自体をそのまま用いた、
本発明の光学素子を２つ組合せた光学素子の構成例を示
す模式断面図である。

【図６】 本発明の光学素子の調光機能について説明す
るための模式図であり、図６（Ａ）は高分子ゲル３２，
３４双方とも膨潤した状態を、図６（Ｂ）は高分子ゲル
３２が収縮し高分子ゲル３４が膨潤した状態を、図６
（Ｃ）は高分子ゲル３２が膨潤し高分子ゲル３４が収縮
した状態を、図６（Ｄ）は高分子ゲル３２，３４双方と
も収縮した状態を、それぞれ示す。

【図７】 本発明の光学素子に用いる発熱抵抗層付きガ
ラス基板の一例を示す模式図である。

【符号の説明】

２、４、１８ 調光組成物 ６ 樹脂 ８ 調光樹脂組成物層 １０ 基材 １２、１４、３２、３４ 高分子ゲル １６ 吸脱液体 １８ 調光組成物（層） ２０，２０’、３０ 基板 ２２ 封止部材 １１２、１１４ 高分子ゲル １１６ 吸脱液体 １３１ 黒色色材含有高分子ゲル １３２ シアン色色材含有高分子ゲル １３３ マゼンダ色色材含有高分子ゲル １３４ イエロー色色材含有高分子ゲル １１８ 調光組成物（層） １２０，１２０’ 基板 １２２ 封止部材 １２３ 刺激付与手段 １２４ スペーサー粒子 １５０ 光学素子 １６０ 光学素子 １７０ 光学素子 １８０ ガラス基板 １８２ 発熱抵抗体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 浩明 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 藤原 将一郎 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 石井 理恵 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 森山 正洋 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Ｆターム(参考） 4F071 AA32X AA33X AA35X AF30 AF34 AH19 BA02 BB02 BC02 4J002 BC02W BG01W BG01X BG07W BG13W BG13X BH02W BQ00W FA08W FA08X GP00 HA08

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部刺激の付与により可逆的に液体を吸
   収・放出して体積変化を生ずる２種類以上の高分子ゲル
   と、該高分子ゲルが吸収・放出し得る液体とからなる調
   光組成物であって、 前記２種類以上の高分子ゲルのうち少なくとも２種類
   が、相互に異なる刺激特性を有することを特徴とする調
   光組成物。
2. 【請求項２】 前記高分子ゲルのうち少なくとも２種類
   が、同一の刺激種に応答することを特徴とする請求項１
   に記載の調光組成物。
3. 【請求項３】 前記高分子ゲルのうち少なくとも２種類
   が、相互に異なる刺激種に応答することを特徴とする請
   求項１に記載の調光組成物。
4. 【請求項４】 前記同一の刺激種が、温度変化の付与で
   あることを特徴とする請求項２に記載の調光組成物。
5. 【請求項５】 前記相互に異なる刺激種が、一方が温度
   変化の付与であり、他方がｐＨ変化の付与であることを
   特徴とする請求項３に記載の調光組成物。
6. 【請求項６】 前記高分子ゲルのうち少なくとも２種類
   が、相互に異なる相転移点を有することを特徴とする請
   求項１〜５のいずれか１に記載の調光組成物。
7. 【請求項７】 前記高分子ゲルのうち少なくとも２種類
   が、相互に異なる体積変化特性を有すること特徴とする
   請求項１〜６のいずれか１に記載の調光組成物。
8. 【請求項８】 前記２種類以上の高分子ゲルが、内部に
   調光用材料を含有することを特徴とする請求項１〜７の
   いずれか１に記載の調光組成物。
9. 【請求項９】 前記２種類以上の高分子ゲルが、内部に
   含有する調光用材料が、相互に色彩の異なる色材である
   ことを特徴とする請求項８に記載の調光組成物。
10. 【請求項１０】 前記２種類以上の高分子ゲルが、粒子
    状であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に
    記載の調光組成物。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１に記載の
    調光組成物と、樹脂とからなることを特徴とする調光樹
    脂組成物。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１０のいずれか１に記載の
    調光組成物を含むことを特徴とする光学素子。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１０のいずれか１に記載の
    調光組成物が、一対の基板間に挟持されていることを特
    徴とする請求項１２に記載の光学素子。
14. 【請求項１４】 請求項１１に記載の調光樹脂組成物
    を、フィルム状に成形してなることを特徴とする請求項
    １２に記載の光学素子。