JP2005062749A - Optical element - Google Patents

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Akimasa Komura
晃雅 小村
Kazushirou Akashi
量磁郎 明石
Masahiro Moriyama
正洋 森山
Hiroaki Tsutsui
浩明 筒井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily provide an optical element nearly free from granular feeling and having satisfactory visibility without spoiling dimmer function characteristics. <P>SOLUTION: The optical element is provided with a dimmer function composition having at least a polymer gel which generates volume change by reversibly absorbing/releasing a liquid on receiving external stimulus and the liquid which is absorbed into/ released from the polymer gel between a pair of substrates. The area of the polymer gel existing between the substrates in the liquid absorbing state of the polymer gel, when viewed from the normal direction of the substrates, is specified to be ≥85% to total area of the area of the polymer gel and the area where the polymer gel does not exist. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、外部刺激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用いた光学素子に関するものである。本発明の光学素子は、調光ガラス、調光素子、表示素子などへの応用に適している。   The present invention relates to an optical element using a polymer gel that reversibly absorbs and releases liquid by an external stimulus and generates a volume change. The optical element of the present invention is suitable for application to light control glass, light control element, display element and the like.

近年、環境保護の観点から省エネルギーに配慮した窓ガラスが求められている。このようなガラスに関しては、既存技術として、熱線反射ガラス、熱線吸収ガラスなどが実用化されている。しかしながら、これらは曇天、雨天および冬季など太陽光の日射の抑制が必要なく、逆に積極的な入射が必要な場合において、太陽光の入射を抑制してしまい、窓ガラスによる開放感を損ない、太陽エネルギーの活用を阻害してしまうという問題があった。   In recent years, a window glass considering energy saving is required from the viewpoint of environmental protection. Regarding such glass, heat ray reflection glass, heat ray absorption glass, and the like have been put to practical use as existing technologies. However, these do not require the suppression of sunlight, such as cloudy, rainy and winter, and conversely, in the case where positive incidence is required, the incidence of sunlight is suppressed, and the feeling of opening by the window glass is impaired, There was a problem that the use of solar energy was hindered.

このような問題に対して、本発明者らは新規な発色材料の提案をしている(例えば、特許文献1参照。)。該特許においては、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および発色材料を提案している。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が収縮時には、顔料の局所的な凝集により光吸収効率が低下し組成物全体として光透過性となる。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が膨潤時には、顔料が組成物全体に拡散することで光吸収効率が向上し、該組成物は発色状態となる。
しかし、この組成物を用いた調光素子の発色状態における風景などの視認性を良好にするためには、該調光素子の粒状感を低減させなければならない。
特開平11−236559号公報
In response to such a problem, the present inventors have proposed a novel coloring material (see, for example, Patent Document 1). In this patent, a composition and a coloring material are proposed in which a polymer gel that swells and contracts by absorption and release of a liquid by applying a stimulus contains a pigment having a saturated absorption concentration or more. In the composition, when the polymer gel containing the pigment having a saturation absorption concentration or more is shrunk, the light absorption efficiency is lowered due to local aggregation of the pigment, and the entire composition becomes light transmissive. On the other hand, when the polymer gel containing the pigment having a saturation absorption concentration or higher swells, the light is diffused throughout the composition, so that the light absorption efficiency is improved and the composition is in a colored state.
However, in order to improve the visibility of the scenery in the colored state of the light control device using this composition, the graininess of the light control device must be reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-236559

しかしながら、この調光素子の粒状感を低減させるためには、高分子ゲルの粒子径を非常に小さくしなければならず、同一色材濃度においては、光路長の減少により調光特性の低下という問題が生じる。一方、光路長の減少を補うために高分子ゲル粒子に分散させる色材濃度を増加することは、高分子ゲル粒子の製造において色材を均一に分散させることが非常に困難であった。そのため、不均一な色材分散により光吸収効率が低下して、調光特性の低下という問題が生じる。   However, in order to reduce the graininess of this light control element, the particle diameter of the polymer gel must be made very small, and at the same color material concentration, the light control characteristic is reduced due to the decrease in the optical path length. Problems arise. On the other hand, increasing the colorant concentration dispersed in the polymer gel particles to compensate for the decrease in the optical path length makes it very difficult to uniformly disperse the colorant in the production of the polymer gel particles. For this reason, the light absorption efficiency is lowered due to uneven color material dispersion, resulting in a problem that the light control characteristics are lowered.

そこで本発明は、調光特性を損なうことなく、簡易に粒状感の少ない視認性のよい調光素子を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a light-modulating element that is easily visible with little graininess without impairing the light-modulating characteristics.

即ち、本発明は、
<1> 一対の基板間に、少なくとも、外部刺激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、前記高分子ゲルが吸収・放出し得る液体と、を有する調光組成物を備えた光学素子であって、前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルの前記液体を吸収した状態において、前記基板間に存在する前記高分子ゲルの面積は、前記高分子ゲルの面積と、前記高分子ゲルの存在しない部分の面積との合計の面積の85%以上であることを特徴とする光学素子である。
That is, the present invention
<1> A light control comprising at least a polymer gel that reversibly absorbs and releases liquid by an external stimulus to cause a volume change between the pair of substrates, and a liquid that can be absorbed and released by the polymer gel. An optical element comprising a composition, the area of the polymer gel existing between the substrates in a state where the liquid of the polymer gel is absorbed when viewed from the normal direction of the substrate, It is an optical element characterized in that it is 85% or more of the total area of the area of the polymer gel and the area of the portion where the polymer gel does not exist.

<2> 前記高分子ゲルは、前記液体を放出した状態において飽和吸収濃度以上となる量の色材又は、飽和光散乱濃度以上となる量の光散乱材を含有していることを特徴とする<1>に記載の光学素子である。   <2> The polymer gel contains a color material in an amount that is equal to or higher than a saturated absorption concentration or a light scattering material in an amount that is equal to or higher than a saturated light scattering concentration in a state where the liquid is released. It is an optical element as described in <1>.

<3> 前記一対の基板間の距離は、液体を吸収した状態の前記高分子ゲルの平均粒径の4倍よりも小さいことを特徴とする<1>又は<2>に記載の光学素子である。   <3> The optical element according to <1> or <2>, wherein a distance between the pair of substrates is smaller than four times an average particle diameter of the polymer gel in a liquid-absorbing state. is there.

<4> 前記高分子ゲルは、前記基板上に均一に固定されていること特徴とする<1>乃至<3>のいずれか1つに記載の光学素子である。   <4> The optical element according to any one of <1> to <3>, wherein the polymer gel is uniformly fixed on the substrate.

粒状感の少ない良好な視認性のある光学素子を得ることができる。   An optical element with good visibility with little graininess can be obtained.

以下、本発明の光学素子について詳細に説明する。
[本発明の光学素子の構成と作用]
本発明の光学素子は、一対の基板間に、少なくとも、外部刺激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、前記高分子ゲルが吸収・放出し得る液体と、を有する調光組成物を備えた光学素子であって、前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルの前記液体を吸収した状態において、前記基板間に存在する前記高分子ゲルの面積、すなわち、前記液体を吸収した状態の前記高分子ゲルの投影面積、は、前記高分子ゲルの面積と、前記高分子ゲルの存在しない部分の面積との合計の面積の85%以上であることを特徴とする。
なお、本発明において液体を吸収した状態の高分子ゲルとは、前記液体を吸収して膨潤状態となった高分子ゲルをいい、液体を放出した状態の高分子ゲルとは、前記液体を放出して収縮状態となった高分子ゲルをいう。以下、本発明において液体を吸収した状態の高分子ゲルを膨潤状態の高分子ゲルと、液体を放出した状態の高分子ゲルを収縮状態の高分子ゲルと称することがある。また、本発明において基板の法線方向とは、基板の厚み方向をいう。
Hereinafter, the optical element of the present invention will be described in detail.
[Configuration and Action of Optical Element of the Present Invention]
The optical element of the present invention includes a polymer gel that causes a volume change by reversibly absorbing and releasing a liquid by external stimulation between a pair of substrates, and a liquid that can be absorbed and released by the polymer gel; An optical element comprising the light control composition having the liquid crystal composition, wherein when viewed from the normal direction of the substrate, the polymer gel is present between the substrates in a state where the liquid of the polymer gel is absorbed. The area, that is, the projected area of the polymer gel in a state of absorbing the liquid, is 85% or more of the total area of the area of the polymer gel and the area of the portion where the polymer gel does not exist. It is characterized by that.
In the present invention, the polymer gel in a state of absorbing liquid refers to a polymer gel that has absorbed the liquid and has become swollen, and the polymer gel in a state of releasing liquid refers to releasing the liquid. A polymer gel that is in a contracted state. Hereinafter, in the present invention, a polymer gel that has absorbed a liquid may be referred to as a swollen polymer gel, and a polymer gel that has released a liquid may be referred to as a contracted polymer gel. In the present invention, the normal direction of the substrate refers to the thickness direction of the substrate.

本発明者らは、人間が透過光を認識する際の粒状感について鋭意研究を行った結果、粒状感は、光源(太陽や電灯)から調光(遮光)材料を通過しないで、直接入射する光が占める面積率と、調光(遮光)材料を通過して入射する光が占める面積率の割合に依存していることを見出した。
具体的には、スクリーン印刷などでガラスなどの透明基板上にほぼ均一な網点を形成し、その網点を透過状態で観察した際の、粒状感と網点の面積率とを官能評価により関係付けた。ここで、網点の面積率とは、前記透明基板の面積に占める網点の面積の割合をいう。
As a result of earnest research on the granular feeling when humans recognize transmitted light, the present inventors directly enter the granular feeling from a light source (sun or electric light) without passing through a dimming (shading) material. It has been found that it depends on the area ratio occupied by light and the ratio of the area ratio occupied by light incident through the dimming (light-shielding) material.
Specifically, by forming a nearly uniform halftone dot on a transparent substrate such as glass by screen printing, etc., and by observing the halftone dot in a transparent state, the graininess and the area ratio of the halftone dot are determined by sensory evaluation. Related. Here, the area ratio of halftone dots refers to the ratio of the area of halftone dots to the area of the transparent substrate.

粒状感の評価は、10(粒状感が全くない)、9(僅かに粒状感が感じられるが全く違和感がない)、8(粒状感が感じられるが違和感がない)、7(粒状感が感じられ違和感があるが調光ガラスとして許容できる)、6(粒状感が感じられ違和感があり、どちらかといえば調光ガラスとして許容できる)、5(粒状感が感じられ違和感があり、どちらかといえば調光ガラスとして許容できない)、4(粒状感が感じられ違和感があり調光ガラスとして許容できない)、3(粒状感が感じられ、非常に違和感があり調光ガラスとして許容できない)、2(粒状感と違和感がともに非常に大きく、調光ガラスとして許容できない)、1(粒状感と違和感がともに非常に大きく、調光ガラスとして全く許容できない)の、計10段階に設定した。   Graininess is evaluated as 10 (no graininess), 9 (slightly grainy but no discomfort), 8 (grainy but no discomfort), 7 (grainy feel) There is a sense of incongruity but is acceptable as a light control glass), 6 (graininess is felt and there is a sense of discomfort, rather acceptable as light control glass), 5 (graininess is felt and there is a sense of discomfort, rather For example, it is not acceptable as a light control glass), 4 (granular feeling is felt and uncomfortable and unacceptable as light control glass), 3 (granular feeling is felt, very uncomfortable and unacceptable as light control glass), 2 ( Graininess and discomfort are both very large and unacceptable as a light control glass), and 1 (both graininess and discomfort are very large and unacceptable as light control glass) are set in a total of 10 stages.

その結果、網点の面積率が100%から減少するにつれて粒状感が増大し、面積率50%で評価値が最低となった。そして、網点の面積率が約85%以下になると、急激に評価値が低下して調光ガラスとして許容できないレベル(レベル5以下)となった。この官能評価の結果を図4に示した。   As a result, the graininess increased as the area ratio of the halftone dots decreased from 100%, and the evaluation value became the lowest at an area ratio of 50%. And when the area ratio of the halftone dots was about 85% or less, the evaluation value decreased rapidly and became an unacceptable level (level 5 or less) as the light control glass. The results of this sensory evaluation are shown in FIG.

なお、評価人数は100人であり、ガラスに専門知識のない一般的な人から、年齢、性別問わず無作為に抽出されている。また、ほぼ均一な網点とは、基板上で任意の10箇所について、1cm四方の領域の網点の面積率を測定したときに、その値のバラツキが平均値に対して2%以下であると規定した。すなわち、平均の、網点の面積率が80%の場合、10点測定値が78.4%〜81.6%の中に入っていることを意味している。また、網点部分の可視光透過率は5%以下に設定されており、形状は円形で直径が約50μmである。   In addition, the evaluation number is 100 people, and it is extracted at random regardless of age and sex from a general person who has no expertise in glass. Further, the substantially uniform halftone dot means that when the area ratio of halftone dots in a 1 cm square region is measured at any 10 points on the substrate, the variation in the value is 2% or less with respect to the average value. Stipulated. That is, when the average halftone dot area ratio is 80%, it means that the 10-point measurement value is within 78.4% to 81.6%. Further, the visible light transmittance of the halftone dot portion is set to 5% or less, the shape is circular, and the diameter is about 50 μm.

このような官能評価の結果から、前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルの膨潤状態において、前記基板間に存在する前記高分子ゲルの面積、すなわち、前記液体を吸収した状態の前記高分子ゲルの投影面積、は、前記高分子ゲルの面積と、前記高分子ゲルの存在しない部分の面積との合計の面積の85%以上であることが粒状感の少ない違和感のない調光素子の提供に必要である。なお、以下本発明において前記基板間に存在する前記高分子ゲルの面積の割合を素子の面積率と称することがある。
本発明において、好ましい素子の面積率は85%以上であり、特に好ましくは90%以上である。
From the result of such sensory evaluation, when viewed from the normal direction of the substrate, in the swollen state of the polymer gel, the area of the polymer gel existing between the substrates, that is, the state in which the liquid is absorbed The projected area of the polymer gel is 85% or more of the total area of the area of the polymer gel and the area where the polymer gel does not exist. Necessary for providing optical elements. In the present invention, the ratio of the area of the polymer gel existing between the substrates is sometimes referred to as the area ratio of the element.
In the present invention, the area ratio of a preferable element is 85% or more, and particularly preferably 90% or more.

本発明において、素子の面積率とは、下記方法により測定された値をいう。
まず、前記高分子ゲルを所望の膨潤状態に調節したのち、光学顕微鏡を用いて、前記基板の法線方向からの観察画像を撮影する。顕微鏡倍率は40〜400倍で、観察領域内に数十〜百個程度の粒子が含まれていることが望ましい。次に顕微鏡観察画像をPCに取り込み、画像処理ソフトWin ROOF(三谷商事株式会社)を用い面積率を算出する。具体的な処理であるが、まず取り込んだ画像がカラー画像であるならば、グレー画像化処理を行なう。次に、判別分析法を用いて高分子ゲルが存在する部分と存在しない部分の閾値を求め、2値化処理を行ない、暗い部分(高分子ゲルが存在する部分)の抽出を行なう。最後に、抽出された部分の面積を求め、取り込んだ画像全体の面積との比から面積率を算出する。
前記網点の面積率及び後述する基板の面積率も、上述した素子の面積率の測定方法と同様の方法により得られた値をいう。
In the present invention, the area ratio of the element means a value measured by the following method.
First, after adjusting the polymer gel to a desired swollen state, an observation image from the normal direction of the substrate is taken using an optical microscope. The microscope magnification is 40 to 400 times, and it is desirable that about tens to hundreds of particles are included in the observation region. Next, the microscope observation image is taken into a PC, and the area ratio is calculated using image processing software Win ROOF (Mitani Corporation). Specifically, if the captured image is a color image, a gray image forming process is performed. Next, using a discriminant analysis method, threshold values of a portion where the polymer gel exists and a portion where the polymer gel does not exist are obtained, binarization processing is performed, and a dark portion (portion where the polymer gel exists) is extracted. Finally, the area of the extracted portion is obtained, and the area ratio is calculated from the ratio with the area of the entire captured image.
The area ratio of the halftone dots and the area ratio of the substrate to be described later are values obtained by the same method as the above-described method for measuring the area ratio of the element.

85%以上という素子の面積率を実現させるため、本発明の光学素子では、前記一対の基板のうち、一方の基板上に高分子ゲルが固定された態様であってもよいし、前記一対の基板の各々に高分子ゲルが固定された態様であってもよい。基板上に高分子ゲルを固定することにより、基板上に高分子ゲル層が形成される。ただし、円形単分散粒子の最密充填率は約91%であり、高密度の素子の面積率の実現のみならず、一定の粒度分布を持つ高分子ゲルを用いて素子の面積率を85%以上に設定することは、必ずしも容易ではない。
そこで本発明においては、一対の基板の各々に高分子ゲルを固定することにより素子の面積率を85%以上にする態様が好ましい。
基板上の高分子ゲルが均一に分布しているとすると、各々の基板の面積率が約61%以上であれば、二つの高分子ゲル層の重ね合わせにより素子の面積率を85%以上にすることができ、良好な視認性を有する調光素子が得られる。なお、基板の面積率とは、基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルの膨潤状態において、一枚の基板上に固定された高分子ゲルの投影面積の、前記一枚の基板上に固定された高分子ゲルの投影面積と、高分子ゲルの存在しない部分の面積との合計の面積に対する割合をいう。
In order to realize an area ratio of the element of 85% or more, in the optical element of the present invention, the polymer gel may be fixed on one of the pair of substrates, or the pair of substrates An embodiment in which a polymer gel is fixed to each of the substrates may be employed. A polymer gel layer is formed on the substrate by fixing the polymer gel on the substrate. However, the close-packed packing ratio of the circular monodisperse particles is about 91%, which not only realizes a high-density device area ratio, but also uses a polymer gel with a constant particle size distribution to reduce the device area ratio to 85%. Setting above is not always easy.
Therefore, in the present invention, it is preferable that the area ratio of the element is 85% or more by fixing the polymer gel to each of the pair of substrates.
Assuming that the polymer gel on the substrate is uniformly distributed, if the area ratio of each substrate is about 61% or more, the area ratio of the element is increased to 85% or more by superimposing two polymer gel layers. Therefore, a light control element having good visibility can be obtained. The area ratio of the substrate is the one substrate of the projected area of the polymer gel fixed on one substrate in the swollen state of the polymer gel when viewed from the normal direction of the substrate. The ratio of the projected area of the polymer gel fixed above and the area of the portion where the polymer gel does not exist to the total area.

例えば2枚の基板の各々の面積率(%)(S1、S2とする)は、必ずしも同一である必要はなく、両者を重ね合わせた場合の素子の面積率が85%以上であればよい。
両者を重ね合わせた場合の素子の面積率S(%)は、下記式(I)で表される。
For example, the area ratio (%) (S 1 and S 2 ) of each of the two substrates is not necessarily the same, and the area ratio of the element when the two are superposed is 85% or more. Good.
The area ratio S (%) of the element when both are overlaid is represented by the following formula (I).

S = (1−(1−S1/100)×(1−S2/100))×100 (%) (I) S = (1- (1-S 1/100) × (1-S 2/100)) × 100 (%) (I)

なお、S1=S2の場合が約61%となり、これは、最も基板の面積率が低い基板のみで構成できる場合である。例えば、片方の基板の面積率を40%とした場合は、他方の基板の面積率は75%以上であることが必要となる。
複数の基板を重ねる効果は、例えば、各々の基板の面積率を80%にすると、二つの高分子ゲル層の重ね合わせで96%の素子の面積率が得られ、一方の基板上のみに高分子ゲルが固定された態様では実現が困難な高い素子の面積率を容易に実現できる点にある。
Note that the case of S 1 = S 2 is about 61%, which is a case where it can be configured by only the substrate having the lowest substrate area ratio. For example, when the area ratio of one substrate is 40%, the area ratio of the other substrate needs to be 75% or more.
For example, if the area ratio of each substrate is set to 80%, the area ratio of the element of 96% can be obtained by overlapping the two polymer gel layers, and the effect is high only on one substrate. A high element area ratio, which is difficult to realize in the embodiment in which the molecular gel is fixed, is easily realized.

なお、前記一対の基板間の距離(すなわち、調光組成物により構成される調光組成物層の厚み)は、膨潤状態の前記高分子ゲルの平均粒径の4倍よりも小さいことが好ましい。これは、基板間の距離が長くなると、一の基板上の高分子ゲル層と他の基板上の高分子ゲル層との間隔が長くなり、一の基板上の高分子ゲル層を通過した光が、他の基板上の高分子ゲル層に到達するまでに、少なからず高分子ゲル表面においては入射光の回折、散乱が起こるために、十分に他の基板上の高分子ゲル層に遮光されず高分子ゲルを通過しない光量が増大すると考えられるためである。前記一対の基板間の距離は、膨潤状態の前記高分子ゲルの平均粒径の3倍以下がさらに好ましい。   In addition, it is preferable that the distance (namely, thickness of the light control composition layer comprised by a light control composition) between said pair of board | substrates is smaller than 4 times the average particle diameter of the said polymer gel of a swelling state. . This is because when the distance between the substrates increases, the distance between the polymer gel layer on one substrate and the polymer gel layer on the other substrate increases, and light that has passed through the polymer gel layer on one substrate However, since the incident light is diffracted and scattered on the surface of the polymer gel before reaching the polymer gel layer on the other substrate, it is sufficiently shielded by the polymer gel layer on the other substrate. This is because the amount of light that does not pass through the polymer gel is considered to increase. The distance between the pair of substrates is more preferably 3 times or less of the average particle diameter of the swollen polymer gel.

また、前記高分子ゲルは、基板上に均一に固定されていることが好ましい。これは、単一の高分子ゲル層において不均一で直接光の入射面積が大きい部分の存在は、粒状感の増大につながるだけでなく、二つの高分子ゲル層の重ね合わせによる場合の素子の面積率も、理想的(均一)な分布状態よりも減少してしまうためである。
なお、視認性を向上するためには、直接光入射領域の面積率(前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルの膨潤状態において、前記基板間に存在する前記高分子ゲルの面積と、前記高分子ゲルの存在しない部分の面積との合計の面積に対する前記高分子ゲルの存在しない部分の面積の割合)および大きさが問題となるが、ここで用いる高分子ゲルの膨潤状態での平均粒径は、直接光入射領域の大きさに影響することから、1mm以下が好ましく、500μm以下がより好ましい。ただし、前記平均粒径は、実際に調光素子を使用した場合の、観測者から素子表面までの距離に依存しており、観測距離が遠いほど、高分子ゲルの平均粒径および直接光入射領域の大きさが大きくても差し支えない。したがって、高分子ゲルの膨潤状態での平均粒径は、1mm以上の大きさであっても使用条件によっては、視認性を悪化させることはない場合がある。
The polymer gel is preferably fixed uniformly on the substrate. This is because the presence of a nonuniform and large direct light incident area in a single polymer gel layer not only leads to an increase in graininess, but also due to the superposition of two polymer gel layers. This is because the area ratio also decreases from an ideal (uniform) distribution state.
In order to improve visibility, the area ratio of the direct light incident region (when viewed from the normal direction of the substrate, the polymer gel existing between the substrates in the swollen state of the polymer gel) The ratio of the area of the portion where the polymer gel does not exist to the total area of the area and the area of the portion where the polymer gel does not exist) and the size are problems, but the swelling state of the polymer gel used here The average particle size at 1 is preferably 1 mm or less, more preferably 500 μm or less, because it affects the size of the direct light incident region. However, the average particle size depends on the distance from the observer to the device surface when the light control device is actually used, and the longer the observation distance, the higher the average particle size of the polymer gel and the direct light incidence. The size of the area can be large. Therefore, even if the average particle size in the swollen state of the polymer gel is 1 mm or more, the visibility may not be deteriorated depending on the use conditions.

光学素子に優れた視認性を付与するため、本発明の光学素子は、基板の法線方向からみた場合に、高分子ゲルが基板に固定された領域(調光領域)と、固定されていない領域(透明領域)とを有していてもよい。前記透明領域の大きさは、前記透明領域と前記調光領域との境界部分における光の回折と散乱が、直進光の入射を阻害することで視認性が阻害されないように設定される。たとえば、前記透明領域の最小部分の長さが1mm以上が好ましく、さらに好ましくは5mm以上である。前記透明領域の形状は、具体的には、たとえば、円形、楕円形、三角形、多角形、長方形、正方形、不定形、ストライプ状などの独立幾何学模様、格子などの連続幾何学模様が挙げられる。また、文字、イラストなどの画像を適用しても構わない。
ここで、調光領域とは、前記高分子ゲルが膨潤することにより遮光(発色)状態となる領域をいう。そのため、前記調光領域には、前記高分子ゲルの存在する部分と、存在しない部分とが生ずる。本発明の光学素子が調光領域と、透明領域とを有する場合、前記素子の面積率は、調光領域についての面積率をいうものとする。
In order to give excellent visibility to the optical element, the optical element of the present invention is not fixed to the region where the polymer gel is fixed to the substrate (light control region) when viewed from the normal direction of the substrate. It may have a region (transparent region). The size of the transparent region is set such that the light diffraction and scattering at the boundary between the transparent region and the light control region does not impair visibility by inhibiting the incidence of straight light. For example, the length of the minimum portion of the transparent region is preferably 1 mm or more, and more preferably 5 mm or more. Specific examples of the shape of the transparent region include independent geometric patterns such as a circle, an ellipse, a triangle, a polygon, a rectangle, a square, an indeterminate shape, and a stripe shape, and a continuous geometric pattern such as a lattice. . Moreover, you may apply images, such as a character and an illustration.
Here, the light control region refers to a region that is in a light shielding (coloring) state when the polymer gel swells. Therefore, a portion where the polymer gel exists and a portion where the polymer gel does not exist are generated in the light control region. When the optical element of the present invention has a light control region and a transparent region, the area ratio of the element refers to the area ratio of the light control region.

[光学素子]
次に、本発明の光学素子の構成について詳細に説明する。
本発明の光学素子は、一対の基板間に、少なくとも、外部刺激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、前記高分子ゲルが吸収・放出し得る液体(以下、吸脱液体と称する場合がある。)と、を有する調光組成物を備える。また、本発明の光学素子には、内部の吸脱液体の流出や蒸発を防止するための封止層、刺激付与手段や基板間の間隔を一定に保つためのスペーサ等のその他の部材を備えていてもよい。
[Optical element]
Next, the configuration of the optical element of the present invention will be described in detail.
The optical element of the present invention includes a polymer gel that causes a volume change by reversibly absorbing and releasing a liquid at least by an external stimulus between a pair of substrates, and a liquid that can be absorbed and released by the polymer gel (hereinafter, referred to as a liquid gel) And a light-controlling composition. Further, the optical element of the present invention includes other members such as a sealing layer for preventing the outflow and evaporation of the internal absorption / desorption liquid, a stimulating means, and a spacer for keeping the distance between the substrates constant. It may be.

図1は、本発明の光学素子の概略構成の一例を示す模式図である。
図1の光学素子1は、平行に配置された、少なくとも一方が透明な2枚の基板2、4の間に、高分子ゲル粒子6及び吸脱液体8が充填されており、周囲は接着剤や紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等の封止材16により、高分子ゲル6や吸脱液体8が流出しないように封止処理されている。刺激付与手段である刺激付与部材10及び12は、それぞれ基板2及び4の表面に設けられている。高分子ゲル6は、刺激付与部材10の面上に固定されている。
光学素子1においては、刺激付与部材10及び12は必須の構成要素ではないが、必要に応じて基板2及び4の少なくとも一方、または両方に設けられる。光学素子1が刺激付与部材を具備しない場合、高分子ゲル6は、基板2上に固定される。ただし、素子の面積率が85%以上となるように高分子ゲル6が固定されている必要がある。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a schematic configuration of an optical element of the present invention.
The optical element 1 shown in FIG. 1 is filled with polymer gel particles 6 and an absorbing / desorbing liquid 8 between two substrates 2 and 4 arranged in parallel and at least one of which is transparent. The polymer gel 6 and the adsorption / desorption liquid 8 are sealed by a sealing material 16 such as UV curable resin or thermosetting resin. Stimulus imparting members 10 and 12 serving as stimulus imparting means are provided on the surfaces of the substrates 2 and 4, respectively. The polymer gel 6 is fixed on the surface of the stimulus imparting member 10.
In the optical element 1, the stimulus imparting members 10 and 12 are not essential components, but are provided on at least one or both of the substrates 2 and 4 as necessary. When the optical element 1 does not include a stimulus imparting member, the polymer gel 6 is fixed on the substrate 2. However, the polymer gel 6 needs to be fixed so that the area ratio of the element is 85% or more.

素子の面積率を85%以上にするため、基板2、4の両方の面上に高分子ゲル6が固定されていてもよい。この場合、高分子ゲル6は、2枚の基板2、4の両方の面上に、各々の基板の面積率が例えば共に61%以上や、又は40%以上と75%以上の組み合わせなど、重ね合わせ状態での素子の面積率が、85%以上となるように固定される。   In order to make the area ratio of the element 85% or more, the polymer gel 6 may be fixed on both surfaces of the substrates 2 and 4. In this case, the polymer gel 6 is laminated on both surfaces of the two substrates 2 and 4 such that the area ratio of each substrate is, for example, 61% or more, or a combination of 40% or more and 75% or more. The area ratio of the element in the combined state is fixed to be 85% or more.

高分子ゲルの固定化処理における素子の面積率の調整に関しては、例えば、基板表面全面を接着性のある材料で前処理した後、固定すべき高分子ゲルの膨張状態を処理液の組成により制御して、調整する方法が、特開2001−350163号公報において提案されており、本発明においてもこの方法が適用可能である。
また、別な方法としては、固定化処理を行う基板表面の、必要な基板の面積率に相当する部分のみを接着性のある材料で前処理することにより、目的とした場所および基板の面積率になるように高分子ゲルを固定する方法が考えられる。この方法を用いることにより、人為的に高分子ゲル粒子を均一に固定することが可能となる。この具体的な方法について次に説明する。
Regarding the adjustment of the area ratio of the element in the fixing process of the polymer gel, for example, the pretreatment of the entire surface of the substrate with an adhesive material, and then the expansion state of the polymer gel to be fixed is controlled by the composition of the processing liquid A method for adjustment is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-350163, and this method can also be applied to the present invention.
Another method is to pre-treat only the portion of the substrate surface to be fixed, which corresponds to the required area ratio of the substrate, with an adhesive material. It is conceivable to fix the polymer gel so that By using this method, it is possible to artificially fix the polymer gel particles uniformly. This specific method will be described next.

高分子ゲル6を基板2に固定(基板2表面に刺激付与部材10が設けられている場合には、刺激付与部材10に固定)するためには、基板2と高分子ゲル6との接着性を高くすることが好ましい。そのためには、高分子ゲル6との化学結合(水素結合、イオン結合、共有結合等)を形成する材料によって基板2の表面処理を行うことが望ましい。例えば、高分子ゲル6中の官能基と反応可能な基を有する接着剤、多官能化合物、シランカップリング剤やチオール化合物、セレン化合物、無機物や高分子化合物等により処理されていることが好ましい。さらにはこのような化学反応を伴わないものであっても、高分子ゲル6が接着可能な材料であれば使用することは可能である。   In order to fix the polymer gel 6 to the substrate 2 (when the stimulus imparting member 10 is provided on the surface of the substrate 2, the adhesive property between the substrate 2 and the polymer gel 6 is fixed). Is preferably increased. For this purpose, it is desirable to perform surface treatment of the substrate 2 with a material that forms a chemical bond (hydrogen bond, ionic bond, covalent bond, etc.) with the polymer gel 6. For example, it is preferably treated with an adhesive having a group capable of reacting with the functional group in the polymer gel 6, a polyfunctional compound, a silane coupling agent, a thiol compound, a selenium compound, an inorganic substance, a polymer compound, or the like. Furthermore, even a material that does not involve such a chemical reaction can be used as long as it is a material to which the polymer gel 6 can adhere.

これらの材料により処理された部分を基板2表面に一定のパターン状に形成するためには、各種印刷法やリソグラフィー法、ソフトリソグラフィー法等により前記材料をパターン状に形成する、あるいはマスキング等によって所望のパターンを設定しこれにスパッタリング法、蒸着法、塗布法、浸漬法によって前記材料をパターン状に形成する方法が適用できる。また、インクジェット法によって前記材料を含む溶液を噴射してパターン状に形成することも可能である。一方、このような処理を行わなくても、基板2自身が高分子ゲル6との接着性の高い性質をもつ材質の場合にはそのまま使用することも可能であるが、そのような場合は高分子ゲル6が固定される部分以外に接着性の低い表面処理を行うか、高分子ゲルが固定しない材料を用いる必要がある。   In order to form the portion treated with these materials in a fixed pattern on the surface of the substrate 2, the material is formed in a pattern by various printing methods, lithography methods, soft lithography methods, or the like by masking or the like. And a method of forming the material in a pattern by sputtering, vapor deposition, coating, or dipping can be applied. It is also possible to form a pattern by spraying a solution containing the material by an ink jet method. On the other hand, even if such a treatment is not performed, the substrate 2 itself can be used as it is when it is made of a material having a high adhesive property with the polymer gel 6. It is necessary to perform a surface treatment with low adhesion other than the portion where the molecular gel 6 is fixed, or to use a material to which the polymer gel is not fixed.

基板2表面に部分的に形成された前記パターンの形状は特に限定しないが、たとえば、円形、楕円形、三角形、多角形、長方形、正方形、不定形、ストライプ状などの独立幾何学模様、格子などの連続幾何学模様が好ましい。なお、各パターンの基板2表面への配置は規則的、周期的なものである方がより好ましいが、ランダムなものであっても構わない。   The shape of the pattern partially formed on the surface of the substrate 2 is not particularly limited. For example, an independent geometric pattern such as a circle, an ellipse, a triangle, a polygon, a rectangle, a square, an indeterminate shape, a stripe shape, a lattice, etc. The continuous geometric pattern is preferred. The arrangement of the patterns on the surface of the substrate 2 is preferably regular and periodic, but may be random.

図2は、高分子ゲル6が固定される部分(接着固定部分18)と高分子ゲル6が固定されない部分(非接着固定部分20)とが形成された基板2の構成例を示す。接着固定部分18に選択的に高分子ゲル6が固定される。非接着固定部分20には高分子ゲル6は固定されず、結果的に、高分子ゲル6は基板2の所望の位置に固定されることになり、高分子ゲル6の均一な配置、規則的な配置が達成でき、より粒状感の少ない光学素子が作製できる。
このとき、非接着固定部分20は、高分子ゲル固定化処理工程において高分子ゲルを配置しないこと、高分子ゲルが固定できないような材料が使用されること、または高分子ゲルが固定できないような表面処理がなされていることなど、特に限定されない方法により形成される。
FIG. 2 shows a configuration example of the substrate 2 in which a portion to which the polymer gel 6 is fixed (adhesion fixing portion 18) and a portion to which the polymer gel 6 is not fixed (non-adhesion fixing portion 20) are formed. The polymer gel 6 is selectively fixed to the adhesive fixing portion 18. The polymer gel 6 is not fixed to the non-adhesive fixing portion 20, and as a result, the polymer gel 6 is fixed at a desired position on the substrate 2. An optical element with less graininess can be produced.
At this time, the non-adhesive fixing portion 20 does not arrange the polymer gel in the polymer gel fixing process, uses a material that cannot fix the polymer gel, or cannot fix the polymer gel. It is formed by a method that is not particularly limited, such as surface treatment.

以下に、本発明の光学素子を構成する各種要件について説明する。
(基板処理)
本発明の光学素子では、前記高分子ゲルが基板上に所定の面積率以上の割合で固定されている。
基板2表面の接着固定部分18は、高分子ゲル6との接着性が高い部分であることが好ましく、この部分に高分子ゲル6を選択的に固定できる。このような接着固定部分18は、使用する高分子ゲル6との化学結合(水素結合、イオン結合、共有結合)を形成する材料によって形成されていることが好ましく、その中でも安定性の面から共有結合がもっとも好ましく、各種固定化剤を用いた反応により固定化を行う。
Below, the various requirements which comprise the optical element of this invention are demonstrated.
(Substrate processing)
In the optical element of the present invention, the polymer gel is fixed on the substrate at a ratio of a predetermined area ratio or more.
The adhesion fixing portion 18 on the surface of the substrate 2 is preferably a portion having high adhesion to the polymer gel 6, and the polymer gel 6 can be selectively fixed to this portion. Such an adhesive fixing portion 18 is preferably formed of a material that forms a chemical bond (hydrogen bond, ionic bond, covalent bond) with the polymer gel 6 to be used, and among them, it is shared from the viewpoint of stability. Binding is most preferable, and immobilization is performed by a reaction using various immobilizing agents.

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。
Examples of the immobilizing agent include compounds having two or more polymerizable unsaturated groups, reactive functional groups, and the like.
Examples of the compound having two or more polymerizable unsaturated groups include di- or tri (meth) acrylic polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyglycerin. Acid esters, unsaturated polyesters obtained by reacting the polyols with unsaturated acids such as maleic acid and fumaric acid, bis (meth) acrylamides such as N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, Di (meth) acrylic acid carbamic acid esters obtained by reacting polyisocyanates such as resin isocyanate and hexamethylene diisocyanate with hydroxyethyl (meth) acrylate, allylated starch, allylated cellulose, diallyl Examples thereof include polyvalent allylic compounds such as tarate, other tetraallyloxyethanes, pentane erythritol triallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, and triallyl trimethyl ether.

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。   Among these, the present invention includes ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide. Etc. are preferably used.

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。   In addition, examples of the compound having two or more reactive functional groups include diglycidyl ether compounds, haloepoxy compounds, di- and triisocyanate compounds, and the like. Specific examples of the diglycidyl ether compound include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, and polyglycerin diglycidyl ether. . Other specific examples of the haloepoxy compound include epichlorohydrin, epibromohydrin, β-methylepichlorohydrin, and the like. Specific examples of the diisocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate.

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。
これらの中でも本発明には、特に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が好ましく使用される。
Further, vinyl silane coupling agents such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxy Silane, amino-based silane coupling agents such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Various reactive silane coupling agents such as epoxy silane coupling agents such as methoxysilane can also be applied.
Among these, the present invention particularly includes N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and the like. An amino silane coupling agent is preferably used.

なお、このような処理を行わなくても、基板2の材料自身が高分子ゲル6との接着性の高い性質をもつ場合にはそのまま使用することも可能である。   In addition, even if such a process is not performed, when the material itself of the substrate 2 has a property of high adhesion to the polymer gel 6, it can be used as it is.

一方、非接着固定部分20は、特に限定はされないが、高分子ゲル6と接着性の低い性質をもつ材質からなり、高分子ゲル6が固定できないことが望ましい。例えば、高分子ゲル6との化学結合(水素結合、イオン結合、共有結合)を形成しない、材料間の相互作用や親和性の低い、などの材料によって形成される部分である。
具体的には、フッ化アルキル基、シロキサン基などを持つ重合体層が形成された部分、アルキル系シランカップリング剤、フッ素化アルキル系シランカップリング剤、アルキル系チオール、フッ素化アルキル系チオール等を用いて処理された部分であることが望ましい。
On the other hand, the non-adhesive fixing portion 20 is not particularly limited, but is preferably made of a material having a low adhesive property with the polymer gel 6 and is not able to fix the polymer gel 6. For example, it is a portion formed of a material that does not form a chemical bond (hydrogen bond, ionic bond, covalent bond) with the polymer gel 6 or has a low interaction or affinity between materials.
Specifically, a portion where a polymer layer having a fluorinated alkyl group or a siloxane group is formed, an alkyl silane coupling agent, a fluorinated alkyl silane coupling agent, an alkyl thiol, a fluorinated alkyl thiol, etc. It is desirable that the portion has been processed using.

フッ化アルキル基を持つ重合体としては、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。フッ素化アルキル系シランカップリング剤としては、例えば、ウンデカフルオロペンチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロヘキシルトリメトキシシラン、ウンデカフルオロペンチルトリエトキシシラン、パーフルオロドデシルトリメトキシシラン、ヘプタフルオロイソプロピルトリメトキシシランなどを挙げることができる。
また、その他疎水性基をもつシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシ)シラン等を挙げることができる。
シロキサン基などを持つ重合体としては、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、シリコーンのアミノ変性体、エポキシ変性体、カルボキシル変性体、メタクリル変性体、フェノール変性体、アルキル変性体等のシリコーン系樹脂が挙げられる。
Examples of the polymer having a fluoroalkyl group include fluorine such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer. Based resins. Examples of the fluorinated alkyl silane coupling agent include undecafluoropentyltrimethoxysilane, tridecafluorohexyltrimethoxysilane, undecafluoropentyltriethoxysilane, perfluorododecyltrimethoxysilane, heptafluoroisopropyltrimethoxysilane. And so on.
Examples of other silane coupling agents having a hydrophobic group include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltris (β-methoxy) silane.
Examples of the polymer having a siloxane group include silicone resins such as dimethylsilicone, methylphenylsilicone, amino-modified silicone, epoxy-modified, carboxyl-modified, methacryl-modified, phenol-modified, and alkyl-modified. .

これらの各種カップリング剤の中でも、特にフルオロアルキル基を有するものが好ましく、具体的には、KP−801M(信越化学工業社製)、TSL8233(東芝シリコーン社製)、X−24−7868(信越化学工業社製)、サイトップCTX−100(旭硝子社製)、フロラ−ドFC−725(住友スリーエム社製)、フロラ−ドFX−3325(住友スリーエム社製)などを挙げることができる。なおその他、各種フッ素系撥水処理剤およびシリコーン系撥水処理剤なども適用可能である。これらの重合体を溶媒に溶解または分散させ、基板を浸漬させるなどして基板表面の処理を行なうことができる。   Among these various coupling agents, those having a fluoroalkyl group are particularly preferred. Specifically, KP-801M (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), TSL8233 (manufactured by Toshiba Silicone), X-24-7868 (Shin-etsu) Chemical Industry Co., Ltd.), Cytop CTX-100 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florad FC-725 (Sumitomo 3M Co.), Florad FX-3325 (Sumitomo 3M Co., Ltd.) and the like. In addition, various fluorine-based water-repellent treatment agents and silicone-based water-repellent treatment agents are also applicable. The surface of the substrate can be treated by dissolving or dispersing these polymers in a solvent and immersing the substrate.

一方、このような処理を行わなくても、基板材料自身が高分子ゲルとの接着性の低い性質をもつ材質の場合にはそのまま使用することも可能である。材料自体が高分子ゲルと接着性の低い性質をもつものとしては、ウレア樹脂、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリル酸エチル、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。   On the other hand, even if such treatment is not performed, the substrate material itself can be used as it is when it is a material having a property of low adhesion to the polymer gel. Materials that have low adhesive properties with polymer gels include urea resin, epoxy resin, polyvinyl chloride, polyethyl methacrylate, polyvinyl acetate, nylon, polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol, polystyrene, polyethylene, polypropylene Etc.

次に、図3を用いて具体的な基板の表面処理方法を説明する。
基板2表面上に、接着固定部分18を部分的に形成するためには、各種印刷法やリソグラフィー法、ソフトリソグラフィー法等により前記材料をパターン状に形成する、あるいはマスキング等によって所望のパターンを設定しこれにスパッタリング法、蒸着法、塗布法、浸漬法によって前記材料をパターン状に形成する方法が適用できる。またインクジェット法を用い、直接基板2表面に前記材料を含む溶液を噴射してパターンを形成する、という方法を用いてもよい。
Next, a specific substrate surface treatment method will be described with reference to FIG.
In order to partially form the adhesive fixing portion 18 on the surface of the substrate 2, the material is formed into a pattern by various printing methods, lithography methods, soft lithography methods, or a desired pattern is set by masking or the like. A method of forming the material in a pattern by a sputtering method, a vapor deposition method, a coating method, or a dipping method can be applied to this. Alternatively, a method may be used in which a pattern is formed by jetting a solution containing the material directly onto the surface of the substrate 2 using an ink jet method.

図3(a)のように、通電基板や発熱抵抗体等の所望の刺激付与部材が設けられていてもよい基板2表面上に、不図示の所望のパターンに対応した穴のあいたマスクをおき、上述した各種固定化剤を塗布することにより接着固定部分18を作成することができる。またインクジェット法を用い、直接基板2表面に固定化処理に必要なパターンを形成する、という方法を用いてもよい。   As shown in FIG. 3A, a mask with holes corresponding to a desired pattern (not shown) is placed on the surface of the substrate 2 on which a desired stimulus applying member such as a current-carrying substrate or a heating resistor may be provided. The adhesive fixing part 18 can be created by applying the various fixing agents described above. Alternatively, a method of forming a pattern necessary for the immobilization process directly on the surface of the substrate 2 using an ink jet method may be used.

また、リソグラフィー法を用いて表面処理を行うような場合には、まず基板2表面にフォトレジスト22を塗布する(図3(b))工程と、接着固定部分18に対応したマスク24を行い露光を行う(図3(c))工程と、その後フォトレジスト22を現像し取り除き、接着固定部分18に対応する基板2表面を露出させる(図3(d))工程と、その後、露出した基板2表面に、上記の固定化剤を塗布する(図3(e))工程と、フォトレジスト膜を除去する工程を経ることにより、所望のパターン状に表面処理された基板(図3(a))を得ることができる。   In the case where the surface treatment is performed using the lithography method, first, a photoresist 22 is applied to the surface of the substrate 2 (FIG. 3B), and a mask 24 corresponding to the adhesive fixing portion 18 is applied for exposure. (FIG. 3C), and then developing and removing the photoresist 22 to expose the surface of the substrate 2 corresponding to the adhesive fixing portion 18 (FIG. 3D), and then the exposed substrate 2 A substrate that has been surface-treated in a desired pattern by applying the above-described fixing agent to the surface (FIG. 3 (e)) and removing the photoresist film (FIG. 3 (a)). Can be obtained.

次に、図1を用いて、光学素子1を構成する部材の説明を行う。2枚の基板2、4の向かい合う2つの面には、必要に応じて片面あるいは両面に刺激付与手段である刺激付与部材10、12が設けられている。刺激付与部材10、12としては、内部に充填する調光組成物を構成する高分子ゲルに適した刺激を付与し得るものが選ばれる。したがって、例えば電気応答性の高分子ゲルに対しては、刺激付与部材として電極が選択され、熱応答性の高分子ゲルに対しては、刺激付与部材として発熱抵抗体が選択される。
本発明において好ましく用いられる刺激付与手段は、主に電気刺激を付与するための電極、および発熱抵抗体である。電極や発熱抵抗体の構成は、単純マトリクス型あるいは画素別分割型などが適用できる。なお、画素別分割型の場合には、片方の基板表面のみに刺激付与部材が設けられていればよい。
Next, the member which comprises the optical element 1 is demonstrated using FIG. Stimulation applying members 10 and 12 as stimulation applying means are provided on one or both sides of the two opposing surfaces of the two substrates 2 and 4 as necessary. As the stimulus imparting members 10 and 12, those capable of imparting a stimulus suitable for the polymer gel constituting the light control composition filled in the interior are selected. Therefore, for example, for an electrically responsive polymer gel, an electrode is selected as the stimulus imparting member, and for a thermally responsive polymer gel, a heating resistor is selected as the stimulus imparting member.
The stimulus applying means preferably used in the present invention are mainly an electrode for applying an electrical stimulus and a heating resistor. As the configuration of the electrodes and the heating resistors, a simple matrix type or a pixel-by-pixel division type can be applied. In the case of the pixel-by-pixel division type, the stimulus imparting member may be provided only on one substrate surface.

また、高分子ゲルに体積変化を起こすために用いる刺激が、自然界の刺激や素子外部に設けられた熱(放射熱)、LEDやレーザ光などの光、電気的刺激や磁気的刺激を付与する手段から与えられる場合には、光学素子内部に刺激付与手段を設けなくてもよい。   In addition, the stimulus used to cause the volume change in the polymer gel gives a stimulus in nature, heat provided outside the element (radiant heat), light such as LED and laser light, electrical stimulus and magnetic stimulus. When given from the means, the stimulus imparting means may not be provided inside the optical element.

刺激付与手段としては、電気的刺激付与手段、発熱手段、光刺激付与手段、電磁波付与手段、あるいは磁場付与手段などが挙げられる。本発明においては、中でも特に電気的刺激付与手段と発熱手段とが好ましく用いられる。
電気的刺激付与手段の場合は、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−酸化インジウム(ITO)に代表される金属酸化物、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。
またこれらの電極構成は、単純マトリ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を設けることもできる。
Examples of the stimulus applying means include an electrical stimulus applying means, a heat generating means, a light stimulus applying means, an electromagnetic wave applying means, or a magnetic field applying means. In the present invention, electrical stimulus applying means and heat generating means are particularly preferably used.
In the case of means for applying electrical stimulation, electrodes made of metal films typified by copper, aluminum, silver, platinum, etc., metal oxides typified by tin oxide-indium oxide (ITO), polypyrroles, polythiophenes, polyaniline In particular, an electrode made of a conductive polymer such as polyphenylene vinylenes, polyacenes and polyacetylenes, and an electrode made of a composite material of the polymer and the aforementioned metal or metal oxide particles are preferably used.
These electrode configurations may be wired for simple matrix driving, but a switching element such as a thin film transistor (TFT) element or a two-terminal element such as an MIM element or a varistor can also be provided.

また、発熱手段としては、銅および銅化合物などの前記電極およびNi−Cr化合物に代表される金属または、酸化タンタルやITOなどの金属酸化物や、硼化ハフニウム、窒化タンタル、カーボンなどの通電発熱抵抗体が好ましく用いられる。
なお、光刺激を付与する場合には、レーザー、LED、ELなどの発光素子層を用いることができ、磁界や電磁波の付与は電磁コイルや電極を設けることなどで実現できる。
Further, as the heat generating means, the electrode such as copper and copper compound and the metal typified by the Ni-Cr compound, or the metal oxide such as tantalum oxide and ITO, hafnium boride, tantalum nitride, carbon, etc. A resistor is preferably used.
In addition, when providing light stimulation, light emitting element layers, such as a laser, LED, and EL, can be used, and provision of a magnetic field and electromagnetic waves can be implement | achieved by providing an electromagnetic coil or an electrode.

また、基板2,4の材料としては、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、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリエーテル、セルロース誘導体などの高分子フィルムや板状体、またはガラス、金属、セラミックスなどの無機基板が使用可能である。また、これらの基板の大きさや厚さは特に限定するものではない。
なお、光学素子として機能させる上では、対向する2枚の基板のうち、少なくとも一方は光学的に透明であることが必要である。また、透過型光学素子の場合には、双方の基板が透明であることが好ましい。
さらに、保護層、防汚層、紫外線遮蔽層、帯電防止層などの他の構成層が形成されていても構わない。
In addition, the materials of the substrates 2 and 4 include polymers such as polyester, polyimide, polymethyl methacrylate, polystyrene, polypropylene, polyethylene, polyamide, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polysulfone, polycarbonate, polyether, and cellulose derivatives. A film, a plate-like body, or an inorganic substrate such as glass, metal, or ceramic can be used. Further, the size and thickness of these substrates are not particularly limited.
In order to function as an optical element, at least one of the two substrates facing each other needs to be optically transparent. In the case of a transmissive optical element, it is preferable that both the substrates are transparent.
Further, other constituent layers such as a protective layer, an antifouling layer, an ultraviolet shielding layer, and an antistatic layer may be formed.

光学素子を構成する場合、一対の基板間の距離の好ましい範囲は、1μm〜4mm、より好ましくは2μm〜2mmの範囲である。これは、前記調光組成物層の厚みが1μmよりも小さいと、調光性能が低くなり所望の調光効果を得ることができず、4mm以上では観測者からの距離が近い場合などにおいて視認性が低下する恐れがあるためである。   When configuring an optical element, the preferable range of the distance between the pair of substrates is 1 μm to 4 mm, more preferably 2 μm to 2 mm. This is because when the thickness of the dimming composition layer is smaller than 1 μm, the dimming performance is lowered and a desired dimming effect cannot be obtained, and when the thickness is 4 mm or more, it is visually recognized when the distance from the observer is short. It is because there is a possibility that the sex may decrease.

図1に示すように、2枚の基板2、4は、調光組成物を挟持するために必要な間隙が均一に確保されていることが好ましい。2枚の基板間に均一な間隙を確保するための方法としては、(1)所望の間隙となるような大きさのスペーサ粒子14を基板2および/または基板4に散布する、(2)フィルムスペーサを2枚の基板2、4間に挟み込む、(3)一方および/または双方の基板の表面に、2枚の基板2、4を貼り合わせた際に所望の間隙が生じるような形状の立体的な構造体を形成しておく、などが好ましい手段として挙げられる。   As shown in FIG. 1, it is preferable that the two substrates 2 and 4 have a uniform gap necessary for sandwiching the light control composition. As a method for ensuring a uniform gap between two substrates, (1) spacer particles 14 having such a size as to form a desired gap are dispersed on the substrate 2 and / or the substrate 4, and (2) a film A spacer is sandwiched between two substrates 2 and 4. (3) A three-dimensional shape in which a desired gap is produced when two substrates 2 and 4 are bonded to the surface of one and / or both substrates. For example, a preferable structure is formed.

この場合に用いられるスペーサ粒子14および前記立体的な構造体などの間隙保持部材は、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間隙保持部材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。これらの間隙保持部材は、吸脱液体8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。   The spacer member 14 and the gap holding member such as the three-dimensional structure used in this case are not particularly limited as long as the gap can be stably maintained. For example, independent spacers such as a sphere, a cube, and a columnar one can be used. Those having the shape are preferably used. In addition, a gap holding member having a continuous shape can be used. In this case, those shapes are not particularly limited as long as the gap can be stably maintained, and various shapes such as a polygonal shape such as a lattice shape and a honeycomb shape can be mainly applied. These gap holding members are not particularly limited as long as they are materials that are stable to the adsorption / desorption liquid 8. For example, resins, metals, metal oxides, glass, and the like can be applied.

また、封止材16としては、吸脱液体8の蒸発を抑制する能力を有し、基板2、4に対する接着性を有し、高分子ゲル6の特性に悪影響を与えず、実使用条件においてこれらの条件を長期間満たすものであれば、どのような材料を用いてもよい。また複数の封止材を組み合わせて構成することも可能である。
封止材および封止方法は、光学素子の開口部面積の確保、工程簡略化による加工コスト等を考慮すると、1層の封止が好ましい。1層で封止を行うときの封止材としては、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層で封止するときには、調光組成物と接触する1次封止にポリイソブチレン系シーラント等が、2次封止としてアクリル樹脂等が例示できる。その他、ガラス、セラミックスなどの無機材料、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、およびこれらの共重合体などのポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリアリレートなども適用できる。なお、本発明の封止材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。これらの封止材は、特にガスバリア性の高いものが好ましく用いられる。
Further, the sealing material 16 has the ability to suppress evaporation of the adsorbed / desorbed liquid 8, has adhesiveness to the substrates 2 and 4, does not adversely affect the properties of the polymer gel 6, and is used under actual use conditions. Any material may be used as long as these conditions are satisfied for a long time. It is also possible to combine a plurality of sealing materials.
The sealing material and the sealing method are preferably single-layer sealing in consideration of securing the opening area of the optical element and processing costs due to process simplification. Examples of the sealing material for sealing with one layer include use of a thermosetting elastic sealing material mainly composed of an isobutylene oligomer having a reactive group at the terminal. Moreover, when sealing with two layers, a polyisobutylene-type sealant etc. can be illustrated for the primary sealing which contacts a light control composition, and an acrylic resin etc. can be illustrated as a secondary sealing. Other inorganic materials such as glass and ceramics, polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polybutylene terephthalate, and copolymers thereof, polycarbonate, polyethersulfone, polysulfone, polyimide, Polyarylate is also applicable. In addition, the sealing material and sealing method of this invention are not limited to the said illustration, A wide variety can be selected and you may use them in combination. As these sealing materials, those having particularly high gas barrier properties are preferably used.

[調光組成物]
本発明の光学素子には、外部刺激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、前記高分子ゲルが吸収・放出し得る液体(吸脱液体)と、を有する調光組成物が用いられている。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好ましい。
[Light control composition]
The optical element of the present invention has a polymer gel that reversibly absorbs and releases liquid by an external stimulus and causes a volume change, and a liquid that can be absorbed and released by the polymer gel (absorption / desorption liquid). A dimming composition is used. The polymer gel preferably contains a light control material such as a colorant or a light scattering agent.

本発明にかかる調光組成物に使用可能な高分子ゲルとしては、pH変化、イオン濃度変化、化学物質の吸着・脱離、溶媒組成変化、および光、熱、電気、磁界などのエネルギーの付与など、各種の刺激によって液体を吸収・放出し、可逆的に体積変化(膨潤・収縮)する刺激応答する高分子ゲルが好ましい。ただし、「可逆的」といっても、膨潤状態と収縮状態とで同一刺激量に応じた体積変化量が異なる、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。このような高分子ゲルとして具体的には、次のようなものが適用できる。   Polymer gels that can be used in the light control composition according to the present invention include pH change, ion concentration change, chemical adsorption / desorption, solvent composition change, and application of energy such as light, heat, electricity, and magnetic field. For example, a polymer gel that absorbs and releases a liquid by various stimuli and reversibly changes its volume (swells and contracts) and responds to the stimulus is preferable. However, even if it is referred to as “reversible”, there is no problem even if it has a so-called hysteresis property in which the volume change amount corresponding to the same stimulus amount is different between the swollen state and the contracted state. Such properties are also included in the concept of “reversible”. Specific examples of such a polymer gel are as follows.

まず、電極反応などによる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く、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋体やその塩;(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種又は2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種又は2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種又は2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;   First, as a polymer gel that stimulates and responds by a pH change due to an electrode reaction or the like, an electrolyte polymer gel is preferable, and a cross-linked poly (meth) acrylic acid or a salt thereof; (meth) acrylic acid and (meth) acrylamide, One or more selected from alkyl-substituted (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate and the like Copolymer cross-linked products and quaternized products and salts thereof; maleic acid and (meth) acrylamide, alkyl-substituted (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, dialkylaminoalkyl (meth) Acrylamide, dialkyl Crosslinked body or a salt thereof polyvinyl sulfonic acid; aminoalkyl (meth) one or crosslinked product or its salt of a copolymer of two or more selected from such acrylates. Selected from vinyl sulfonic acid and (meth) acrylamide, alkyl-substituted (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, etc. A crosslinked product of a copolymer with one or more of them, a quaternized product thereof and a salt thereof; a crosslinked product of polyvinylbenzene sulfonic acid and a salt thereof;

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種又は2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種又は2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種又は2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種又は2種以上との共重合体の架橋体やその塩や4級化物;   Select from vinylbenzene sulfonic acid and (meth) acrylamide, alkyl-substituted (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, etc. 1 type or 2 types of cross-linked copolymers or quaternized products or salts thereof; cross-linked poly (meth) acrylamide alkyl sulfonic acids or salts thereof; (meth) acrylamide alkyl sulfonic acids and (meta ) Copolymerization with one or more selected from acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, alkyl (meth) acrylate, dialkylaminoalkyl (meth) acrylamide, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, etc. Cross-linked products and quaternized products and salts thereof; cross-linked polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide and quaternized products thereof; dimethylaminopropyl (meth) acrylamide and (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, hydroxy Cross-linked copolymer or salt or quaternized product of one or more selected from ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, etc .; cross-linked polydimethylaminoethyl (meth) acrylamide Or quaternized product thereof: one or two selected from dimethylaminoethyl (meth) acrylamide and (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester, etc. Cross-linked copolymers of the above and their salts and quaternized products;

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種又は2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種又は2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。   Cross-linked polydimethylaminoethyl (meth) acrylate and its quaternized products; dimethylaminoethyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester A crosslinked product of a copolymer with one or more selected from the above or a salt or quaternized product thereof; a crosslinked product of polydiethylaminoethyl (meth) acrylate or a quaternized product thereof; diethylaminoethyl (meth) acrylate and A cross-linked product of one or more kinds selected from (meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid alkyl ester and the like, a salt thereof, and a quaternary class Compound: Polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide and polyvinyl alcohol Cross-linked product of lanthanide complex and its quaternized product; Cross-linked product of poly (meth) acrylic acid and its salt; Partial hydrolyzate of cross-linked product of poly (meth) acrylonitrile and its salt Etc.

電界による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、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;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種又は2種以上の化合物との共重合体の架橋物;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種又は2種以上の化合物との共重合体の架橋物などが挙げられ、これらとn−ドデシルピリジニウムクロライドなどのアルキルピリジン塩;アルキルアンモニウム塩;フェニルアンモニウム塩;テトラフェニルホスフォニウムクロライドなどのホスホニウム塩などのカチオン性界面活性剤とを組み合わせることで使用される。   As a polymer gel that stimulates and responds by adsorption and desorption of a chemical substance such as a surfactant by an electric field, a strong ionic polymer gel is preferable, and a crosslinked product of polyvinyl sulfonic acid, vinyl sulfonic acid and (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meta ) Cross-linked products of copolymers with acrylates, alkyl (meth) acrylates, etc .; Cross-linked products of polyvinyl benzene sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid and (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid A crosslinked product of a copolymer with one or more compounds selected from alkyl esters, etc .; a crosslinked product of polyacrylamide alkylsulfonic acid, acrylamide alkylsulfonic acid and (meth) acrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid Examples include crosslinked products of copolymers with one or more compounds selected from alkyl esters, etc., and alkylpyridine salts such as n-dodecylpyridinium chloride; alkylammonium salts; phenylammonium salts; tetra Used in combination with a cationic surfactant such as a phosphonium salt such as phenylphosphonium chloride.

電気による酸化・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。例えば、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、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(TCNQ)、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。   Examples of the polymer gel that stimulates and responds by oxidation / reduction by electricity include cationic polymer gels, which are preferably used as a CT complex (charge transfer complex) in combination with an electron-accepting compound. For example, crosslinked polyamino-substituted (meth) acrylamides such as polydimethylaminopropyl acrylamide as cationic polymer gel; polydimethylaminoethyl (meth) acrylate, polydiethylaminoethyl (meth) acrylate, polydimethylaminopropyl (meth) acrylate, etc. A crosslinked product of an amino-substituted alkyl ester of poly (meth) acrylic acid; a crosslinked product of polystyrene; a crosslinked product of polyvinylpyridine; a crosslinked product of polyvinylcarbazole; a crosslinked product of polydimethylaminostyrene. Moreover, as an electron-accepting compound, benzoquinone, 7,7,8,8, -tetracyanoquinodimethane (TCNQ), tetrabutylammonium perchlorate, tetracyanoethylene, chloranil, trinitrobenzene, maleic anhydride, iodine and the like. Can be mentioned.

熱の付与によって刺激応答する高分子ゲルとしては、LCST(下限臨界溶液温度)やUCST(上限臨界溶液温度)をもつ高分子の架橋体(前者を「LCSTゲル」、後者を「UCSTゲル」と称する。)、互いに水素結合する二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。なお、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において膨潤する特性を持っている。   Polymer gels that respond to stimuli by the application of heat include crosslinked polymers of LCST (lower critical solution temperature) and UCST (upper critical solution temperature) (the former is “LCST gel” and the latter is “UCST gel”. ), A two-component polymer gel IPN body (interpenetrating network structure) and a polymer gel having cohesive side chains such as crystallinity (the former is “IPN gel” and the latter is “ It is referred to as “crystalline gel”). The LCST gel contracts at high temperature, and the UCST gel, IPN gel, and crystalline gel have the characteristic of swelling at high temperature.

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種又は2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。   Specific examples of LCST gel include cross-linked poly [N-alkyl-substituted (meth) acrylamide] such as poly [N-isopropylacrylamide]; N-alkyl-substituted (meth) acrylamide and (meth) acrylic acid, (meth) A crosslinked product of a copolymer with one or more selected from acrylamide, (meth) acrylic acid alkyl ester, (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, or a salt thereof; a crosslinked product of polyvinyl methyl ether; methyl cellulose; And cross-linked products of alkyl-substituted cellulose derivatives such as ethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose.

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の両成分を有する双性イオン高分子の架橋体が挙げられる。   A specific example of the UCST gel includes a zwitterionic polymer cross-linked product having both anion and cation components in the molecule, such as poly [3-dimethyl (methacryloyloxyethyl) ammoniumpropanesulfonate].

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。その他、(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IPN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。   On the other hand, as a typical example of IPN gel, an IPN body composed of a cross-linked body of poly (meth) acrylamide and a cross-linked body of poly (meth) acrylic acid and a partially neutralized product thereof (a part of carboxyl groups of acrylic acid units) Is neutralized with a cation such as a metal ion). In addition, (meth) acrylamide or a crosslinked product of a copolymer mainly composed of (meth) acrylamide derivatives such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide and (meth) acrylic acid or maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, IPNs composed of a cross-linked copolymer of an unsaturated carboxylic acid such as crotonic acid as a main component and a partially neutralized product thereof; at least (meth) acrylamide or N, N-dimethyl (meth) acrylamide (meta ) Crosslinked product of copolymer containing acrylamide derivative and unsaturated carboxylic acid such as (meth) acrylic acid or maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, and partially neutralized product thereof; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate Cross-linked copolymer of a main component; at least stearyl (meth) acrylate A crosslinked product of a copolymer containing an alkyl ester of (meth) acrylic acid such as (meth) acrylic acid or an unsaturated carboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and crotonic acid, and a partially neutralized product thereof; Cross-linked copolymer of (meth) acrylic acid and (meth) acrylic acid or unsaturated carboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, etc. with nucleobase introduced into the side chain such as acryloxymethyluracil And a partially neutralized product thereof.

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。   In addition, as a crystalline gel, a cross-linked product of a copolymer of (meth) acrylic acid ester and (meth) acrylic acid having a long-chain alkyl group such as octyl group, decyl group, lauryl group, stearyl group or a salt thereof; Examples thereof include a crosslinked product of a copolymer of cholesteryl monomer or aromatic monomer and (meth) acrylic acid and a salt thereof.

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−膨潤という二つの相転移温度を示すことが知られている。   Furthermore, a polymer gel exhibiting a plurality of phase transition temperatures in accordance with a temperature change can be preferably used. As such a polymer gel, for example, an IPN form of a crosslinked product of poly [N-alkyl-substituted (meth) acrylamide] such as poly [N-isopropylacrylamide] and a crosslinked product of poly (meth) acrylic acid, etc. Can be mentioned. Such a polymer gel is known to exhibit two phase transition temperatures of swelling-shrinking-swelling with increasing temperature.

光の付与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く、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る。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。   The polymer gel that responds to stimulation by the application of light is preferably a cross-linked product of a hydrophilic polymer compound having a group that is ionically dissociated by light, such as a triarylmethane derivative or a spirobenzopyran derivative, and a vinyl-substituted triarylmethane leuco derivative And a crosslinked product of a copolymer of acrylamide and acrylamide. More preferably, a cross-linked product of a copolymer of a vinyl-substituted triarylmethane leuco derivative and acrylamide is used.

磁場の付与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。   Examples of the polymer gel that stimulates and responds by application of a magnetic field include cross-linked polyvinyl alcohol containing ferromagnetic particles and magnetic fluid. However, the polymer gel contained can be applied without limitation as long as it is in the category of polymer gel.

溶液の組成変化やイオン強度の変化によって応答するものとしては、特に大きな体積変化が得られるものとして好ましいものには、前記した電解質系高分子ゲルが挙げられる。   Examples of the polymer that responds to a change in the composition of the solution or a change in the ionic strength preferably include the above-described electrolyte-based polymer gel that can obtain a large volume change.

本発明において特に好ましく用いられる高分子ゲルは、電気および熱の付与によって刺激応答する高分子ゲルである。
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。
The polymer gel particularly preferably used in the present invention is a polymer gel that responds to a stimulus by applying electricity and heat.
Note that the description using parentheses above indicates both the compound not including the prefix in the parentheses and the compound including the compound. For example, the description “(meth) acryl” refers to any of “acryl” and “methacryl”. Is also meant.

本発明において使用される高分子ゲルの体積変化量は、少なくとも体積比が3以上、好ましくは5以上、より好ましくは7以上であることが望ましい。なお、体積比が5以上であれば、十分な調光コントラストを得ることが可能である。   The volume change of the polymer gel used in the present invention is desirably at least a volume ratio of 3 or more, preferably 5 or more, more preferably 7 or more. If the volume ratio is 5 or more, it is possible to obtain a sufficient light control contrast.

本発明に用いられる高分子ゲルは、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。
The polymer gel used in the present invention itself has a dimming ability in which the light scattering property changes with a volume change, but in order to express a larger dimming characteristic and color change, the dimming material is used. It is preferable that it is contained inside the polymer gel.
Examples of the dimming material that can be used include coloring materials such as pigments and dyes, and light scattering materials.

例えば、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。   Examples of the pigment include black pigments such as carbon black, benzidine-based yellow pigments, quinacridone-based, rhodamine-based magenta pigments, and phthalocyanine-based cyan pigments.

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。   More specifically, examples of the black pigment include carbon black such as channel black and furnace black, and titanium black.

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、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168等が好適に用いられる。   As yellow pigments, compounds represented by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and allylamide compounds are used. Specifically, as the pigment, for example, C.I. I. Pigment Yellow 12, 13, 14, 15, 17, 62, 74, 83, 93, 94, 95, 109, 110, 111, 128, 129, 147, 168, etc. are preferably used.

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、254が特に好ましい。   As the magenta pigment, condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds are used. Specifically, as the pigment, for example, C.I. I. Pigment Red 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, 254 are particularly preferred.

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、60、62、66等が特に好適に利用できる。   As the cyan pigment, copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like can be used. Specifically, as the pigment, for example, C.I. I. Pigment Blue 1, 7, 15, 15: 1, 15: 2, 15; 3, 15: 4, 60, 62, 66 and the like can be used particularly preferably.

染料としては、黒色染料のニグロシン系染料および各種カラー染料であるアゾ染料をはじめとし、その他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、カルボニウム系染料、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好ましい。   The dyes include black dye nigrosine dyes and various color dyes azo dyes, other anthraquinone dyes, indigo dyes, phthalocyanine dyes, carbonium dyes, quinoneimine dyes, methine dyes, quinoline dyes, nitro dyes. Benzoquinone dyes, naphthoquinone dyes, naphthalimide dyes, berinone dyes and the like, and those having a particularly high light absorption coefficient are preferred.

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、24、26、27、28、33、39、44、50、58、85、86、87、88、89、98、157、C.I.アシッドイエロー1、3、7、11、17、19、23、25、29、38、44、79、127、144、245、C.I.ベイシックイエロー1、2、11、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、105、C.I.ダイレクトレッド1、2、4、9、11、13、17、20、23、24、28、31、33、37、39、44、46、62、63、75、79、80、81、83、84、89、95、99、113、197、201、218、220、224、225、226、227、228、229、230、231、C.I.アシッドレッド1、6、8、9、13、14、18、26、27、35、37、42、52、82、85、87、89、92、97、106、111、114、115、118、134、158、186、249、254、289、C.I.ベイシックレッド1、2、9、12、14、17、18、37、   Preferable specific examples of the dye include C.I. I. Direct Yellow 1, 8, 11, 12, 24, 26, 27, 28, 33, 39, 44, 50, 58, 85, 86, 87, 88, 89, 98, 157, C.I. I. Acid Yellow 1, 3, 7, 11, 17, 19, 23, 25, 29, 38, 44, 79, 127, 144, 245, C.I. I. Basic Yellow 1, 2, 11, 34, C.I. I. Food Yellow 4, C.I. I. Reactive Yellow 37, C.I. I. Solvent Yellow 6, 9, 17, 31, 35, 100, 102, 103, 105, C.I. I. Direct Red 1, 2, 4, 9, 11, 13, 17, 20, 23, 24, 28, 31, 33, 37, 39, 44, 46, 62, 63, 75, 79, 80, 81, 83, 84, 89, 95, 99, 113, 197, 201, 218, 220, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, C.I. I. Acid Red 1, 6, 8, 9, 13, 14, 18, 26, 27, 35, 37, 42, 52, 82, 85, 87, 89, 92, 97, 106, 111, 114, 115, 118, 134, 158, 186, 249, 254, 289, C.I. I. Basic Red 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、180、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、76、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、78、80、82、92、93、127、249、C.I.ベイシックブルー1、3、5、7、9、22、24、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、38、51、56、63、71、74、75、77、108、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。   C. I. Food red 14, C.I. I. Reactive Red 23, 180, C.I. I. Solvent Red 5, 16, 17, 18, 19, 22, 23, 143, 145, 146, 149, 150, 151, 157, 158, C.I. I. Direct Blue 1, 2, 6, 15, 22, 25, 41, 71, 76, 78, 86, 87, 90, 98, 163, 165, 199, 202, C.I. I. Acid Blue 1, 7, 9, 22, 23, 25, 29, 40, 41, 43, 45, 78, 80, 82, 92, 93, 127, 249, C.I. I. Basic Blue 1, 3, 5, 7, 9, 22, 24, 25, 26, 28, 29, C.I. I. Food Blue 2, C.I. I. Solvent Blue 22, 63, 78, 83-86, 191, 194, 195, 104, C.I. I. Direct Black 2, 7, 19, 22, 24, 32, 38, 51, 56, 63, 71, 74, 75, 77, 108, 154, 168, 171, C.I. I. Acid Black 1, 2, 7, 24, 26, 29, 31, 44, 48, 50, 52, 94, C.I. I. Basic Black 2, 8, C.I. I. Food Black 1, 2, C.I. I. Reactive Black 31, C.I. I. Food violet 2, C.I. I. Solvent Violet 31, 33, 37, C.I. I. Solvent Green 24, 25, C.I. I. Solvent brown 3, 9, etc. are mentioned.

これらの顔料及び染料は、単独で使用してもよく、さもなければ所望とする色を得るために混合して使用してもよい。ただし、耐候性の観点からは染料よりも顔料を用いるほうが好ましい。   These pigments and dyes may be used alone, or may be mixed and used to obtain a desired color. However, it is more preferable to use a pigment than a dye from the viewpoint of weather resistance.

また、光散乱材としては、高分子ゲルの体積変化に用いら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が、それ以外には特に制限はなく、各種の無機材料および有機材料が適用できる。   The light scattering material is preferably a material having a refractive index different from the refractive index of the liquid used for the volume change of the polymer gel, but there is no particular limitation, and various inorganic materials and organic materials are applicable. it can.

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。   Specific examples of inorganic materials include zinc oxide, basic lead carbonate, basic lead sulfate, lead sulfate, ritbon, muscovite, zinc sulfide, titanium oxide, antimony oxide, lead white, zirconium oxide, alumina, micanite, mica Rex, quartz, calcium carbonate, gypsum, clay, silica, silicic acid, silicon earth, talc, basic magnesium carbonate, alumina white, gloss white, satin white and other inorganic oxides, zinc, alumel, antimony, aluminum, aluminum Alloy, Iridium, Indium, Osmium, Chromium, Chromel, Cobalt, Zirconium, Stainless steel, Gold, Silver, Western silver, Copper, Bronze, Tin, Tungsten, Tungsten steel, Iron, Lead, Nickel, Nickel alloy, Nickelin, Platinum, Platinum Rhodium, Tantalum, Duralumin, Nichrome, Titanium, Kuru Austenitic steel, Constantan, Brass, Platinum iridium, Palladium, Palladium alloy, Molybdenum, Molybdenum steel, Manganese, Manganese alloy, Rhodium, Rhodium gold, and other metal materials, Inorganic conductive materials such as ITO (indium tin oxide) Etc.

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。   Specific examples of the organic material include phenol resin, furan resin, xylene / formaldehyde resin, urea resin, melamine resin, aniline resin, alkyd resin, unsaturated polyester, epoxy resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, poly-p-xylylene, Polyvinyl acetate, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, fluorine plastic, polyacrylonitrile, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, polyether, polycarbonate, thermoplastic polyester, polyamide, diene plastic, polyurethane plastic, Polyphenylene, polyphenylene oxide, polysulfone, aromatic heterocyclic polymer, silicone, natural rubber plastic, cellulosic plastic, etc. Polymeric materials such as a mixture of two or more materials of the polymer material (polymer blend) and the like.

使用する顔料や光散乱材の好ましい大きさは、一次粒子の体積平均粒子径で0.001μm〜1μmの範囲、より好ましくは0.01μm〜0.5μmの範囲である。体積平均粒子径で0.01μm〜0.5μmの範囲であると、顔料および光散乱材に求められる発色および光散乱効果を十分なものとすることができる。さらに、体積平均粒子径0.01μm以上では、高分子ゲル内部からの外部への流出が起こりにくい。   The preferred size of the pigment or light scattering material used is in the range of 0.001 μm to 1 μm, more preferably in the range of 0.01 μm to 0.5 μm, in terms of the volume average particle diameter of the primary particles. When the volume average particle diameter is in the range of 0.01 μm to 0.5 μm, the coloring and light scattering effects required for the pigment and the light scattering material can be made sufficient. Further, when the volume average particle diameter is 0.01 μm or more, the outflow from the inside of the polymer gel does not easily occur.

顔料および光散乱材の流出を防止するためには、使用する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内部に物理的に閉じ込めたり、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および光散乱材を用いること、表面を化学修飾した顔料および光散乱材を用いることなどが挙げられる。   In order to prevent the outflow of the pigment and the light scattering material, the cross-linking density of the polymer gel to be used is optimized, and the pigment or the light scattering material is physically confined within the network of the polymer gel, or the polymer gel Use of pigments and light scattering materials that have high electrical, ionic, and other physical interactions, and use of pigments and light scattering materials whose surfaces are chemically modified.

例えば、表面を化学修飾した顔料および光散乱材として例えば、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の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。   For example, pigments and light scattering materials that have been chemically modified on the surface, for example, those in which a group that is chemically bonded to a polymer gel such as an unsaturated group such as a vinyl group or an unpaired electron (radical) is introduced on the surface, or a polymer Examples include those obtained by grafting materials.

高分子ゲル中に含有される顔料および光散乱材の濃度は、高分子ゲルが収縮した状態で、少なくとも高分子ゲルの一部分で飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)の濃度に達することが望ましい。ここで、飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)とは、ひとつの指標として各々の顔料および光散乱材同士の平均間隔が十分に短くなることで、顔料および光散乱材の可視光線吸収および散乱の働きが1次粒子的なものから集合体的なものに変化し、可視光線吸収および散乱の効率が減少する濃度である。このような顔料および光散乱材が集合体的な可視光線吸収および散乱特性を示す状態を、顔料および光散乱材の濃度が飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)にある状態と呼ぶ。   The concentration of the pigment and light scattering material contained in the polymer gel should reach a concentration higher than the saturated absorption concentration (or more than the saturated light scattering concentration) in at least a part of the polymer gel in a contracted state. Is desirable. Here, the saturated absorption density or more (or the saturated light scattering density or more) means that the average distance between each pigment and light scattering material is sufficiently short as an index, so that visible light absorption of the pigment and light scattering material is achieved. Further, the concentration is such that the scattering function changes from primary particles to aggregates, and the efficiency of absorption and scattering of visible light decreases. Such a state in which the pigment and the light scattering material exhibit aggregated visible light absorption and scattering characteristics is referred to as a state in which the concentration of the pigment and the light scattering material is equal to or higher than the saturated absorption concentration (or higher than the saturated light scattering concentration).

また、飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)という定義を別な特性で表現すれば、特定の光路長のもとにおける顔料および光散乱材濃度と可視光線吸収および散乱量の関係が1次直線の関係から大きく乖離するような顔料および光散乱材濃度である。すなわち、顔料および光散乱材濃度が飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)になると、顔料および光散乱材の1粒子あたりの可視光線吸収および散乱効率が下がることで、可視光線吸収および散乱量がそれぞれ顔料および光散乱材濃度に比例しなくなり、1次直線の関係から予想される可視光線吸収および散乱量と比べて低くなる。一方、飽和吸収濃度以下(あるいは飽和光散乱濃度以下)では、可視光線吸収および散乱量がそれぞれ顔料および光散乱材濃度に比例しており、顔料および光散乱材1粒子あたりの可視光線吸収および散乱効率は殆ど一定になる。   If the definition of saturated absorption density or higher (or saturated light scattering density or higher) is expressed by another characteristic, the relationship between the pigment and light scattering material concentration and the visible light absorption and scattering amount under a specific optical path length is 1. The pigment and light scattering material concentrations greatly deviate from the relationship of the next straight line. That is, when the pigment and the light scattering material concentration are equal to or higher than the saturated absorption concentration (or higher than the saturated light scattering concentration), the visible light absorption and scattering efficiency per particle of the pigment and the light scattering material is reduced, so that the visible light absorption and scattering are performed. The amounts are not proportional to the pigment and light scattering material concentrations, respectively, and are lower than the visible light absorption and scattering amounts expected from the linear relationship. On the other hand, below the saturated absorption concentration (or below the saturated light scattering concentration), the visible light absorption and scattering amounts are proportional to the pigment and light scattering material concentrations, respectively, and the visible light absorption and scattering per particle of the pigment and light scattering material. Efficiency is almost constant.

なお、高分子ゲル中に顔料および光散乱材を飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)に含有させる理由は、次に示すとおりである。
すなわち、高分子ゲル中に顔料および光散乱材を飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)に含有させた場合、膨潤状態で可視光線を効率よく吸収および散乱することができ、収縮状態と比べて可視光線吸収および散乱量をより大きくすることができる。つまりこの場合、高分子ゲルが収縮した状態で顔料および光散乱材を飽和吸収濃度以上に含有できるので、この高分子ゲルが膨潤すると、顔料および光散乱材の濃度が下がり、顔料および光散乱材1粒子あたりの可視光線の吸収および散乱効率を収縮状態の場合よりも上げることができる。その結果、膨潤状態で可視光線の吸収および散乱量を大きく上げ、収縮状態では可視光線の吸収および散乱量を大きく下げることができる。
The reason why the pigment and the light scattering material are contained in the polymer gel at a saturated absorption concentration or higher (or a saturated light scattering concentration or higher) is as follows.
That is, when the pigment and the light scattering material are contained in the polymer gel at a saturated absorption concentration or higher (or higher than the saturated light scattering concentration), visible light can be efficiently absorbed and scattered in a swollen state, In comparison, the amount of visible light absorption and scattering can be increased. In other words, in this case, since the pigment and the light scattering material can be contained at a saturation absorption concentration or more in a state where the polymer gel is contracted, the concentration of the pigment and the light scattering material decreases when the polymer gel swells, and the pigment and the light scattering material The absorption and scattering efficiency of visible light per particle can be increased more than in the contracted state. As a result, the amount of visible light absorption and scattering can be greatly increased in the swollen state, and the amount of visible light absorption and scattering can be greatly decreased in the contracted state.

一方、含有させる顔料および光散乱材の濃度を飽和吸収濃度以下(あるいは飽和光散乱濃度以下)にすると、収縮状態での顔料および光散乱材1粒子あたりの可視光線及び赤外線の吸収効率並びに散乱効率が膨潤状態での効率と同程度になる。その結果、膨潤状態での可視光線の吸収および散乱量を大きく上げ、収縮状態で可視光線の吸収および散乱量を大きく下げることができなくなる。
以上のことから、飽和吸収濃度(あるいは飽和光散乱濃度)とは膨潤・収縮による可視光線の吸収および散乱量変化をより大きくするために必要な濃度であり、顔料および光散乱材の濃度を飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)に設定することが好ましい。
On the other hand, when the concentration of the pigment and the light scattering material to be contained is lower than the saturated absorption concentration (or lower than the saturated light scattering concentration), the visible light and infrared absorption efficiency and scattering efficiency per particle of the pigment and light scattering material in the contracted state. Becomes comparable to the efficiency in the swollen state. As a result, the amount of absorption and scattering of visible light in the swollen state cannot be greatly increased, and the amount of absorption and scattering of visible light in the contracted state cannot be greatly decreased.
Based on the above, the saturated absorption concentration (or saturated light scattering concentration) is the concentration necessary to increase the change in the amount of visible light absorption and scattering caused by swelling and shrinkage, and the concentration of pigment and light scattering material is saturated. It is preferable to set the absorption density or higher (or the saturated light scattering density or higher).

なお、高分子ゲルが収縮した状態で、高分子ゲル中に含有されるこれらの調光用材料の濃度が、飽和濃度(飽和吸収濃度および飽和光散乱濃度)以上になる濃度となるのは、該高分子ゲルのうち少なくとも一部であればよい。ここで、「高分子ゲルのうち少なくとも一部」とは、その高分子ゲルの内部において、調光用材料が飽和濃度以上に濃縮されているところが、部分的あるいは全体的である場合、および、調光用材料が飽和濃度以上に濃縮されている高分子ゲルが、全高分子ゲルのうちの一部あるいは全部である場合の双方を意味するものとする。「高分子ゲルのうち少なくとも一部」が飽和濃度以上になる濃度となっていれば、調光作用を発揮することができるが、その高分子ゲルの内部のより多くの部分が、あるいは、より多くの高分子ゲルが、前記飽和濃度以上になる濃度であることが好ましい。   In the state where the polymer gel is contracted, the concentration of these light control materials contained in the polymer gel becomes a concentration at which the saturated concentration (saturated absorption concentration and saturated light scattering concentration) or more is reached. What is necessary is just to be at least one part among this polymer gel. Here, “at least a part of the polymer gel” means that the portion where the light-modulating material is concentrated to a saturation concentration or more inside the polymer gel is partially or totally, and It means both the case where the polymer gel in which the light control material is concentrated to a saturation concentration or more is a part or all of the total polymer gel. If “at least a part of the polymer gel” has a concentration that is equal to or higher than the saturation concentration, the dimming effect can be exerted, but more part of the inside of the polymer gel, or more It is preferable that many polymer gels have a concentration at which the saturation concentration or more is reached.

このような特性を有するために必要な高分子ゲルに含有させる顔料および光散乱材の濃度は、一般に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。顔料および光散乱材の濃度が3質量%以上であれば、飽和吸収濃度以上(あるいは飽和光散乱濃度以上)とすることができ、高分子ゲルの体積変化による調光特性を十分なものとすることができる。一方、顔料および光散乱材の濃度が95質量%以下であれば、高分子ゲルの刺激応答速度や体積変化量を十分なものとすることができる。   The concentration of the pigment and the light scattering material contained in the polymer gel necessary for having such characteristics is generally preferably in the range of 3% by mass to 95% by mass, more preferably in the range of 5% by mass to 80% by mass. is there. When the concentration of the pigment and the light scattering material is 3% by mass or more, the saturated absorption concentration or more (or the saturation light scattering concentration or more) can be obtained, and the light control characteristics due to the volume change of the polymer gel are sufficient. be able to. On the other hand, if the concentration of the pigment and the light scattering material is 95% by mass or less, the stimulation response speed and volume change amount of the polymer gel can be made sufficient.

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、顔料と同様に、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。また、染料を高分子ゲルに固定化するためには、不飽和二重結合基などの重合可能な官能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。   On the other hand, a preferable concentration of the dye to be contained in the polymer gel is in the range of 3% by mass to 50% by mass, and particularly preferably in the range of 5% by mass to 30% by mass. The dye concentration is desirably equal to or higher than the saturated absorption concentration at least in the dry or contracted state of the polymer gel, as with the pigment. In order to fix the dye to the polymer gel, a dye having a structure having a polymerizable functional group such as an unsaturated double bond group or a so-called reactive dye capable of reacting with the polymer gel is preferably used. Is done.

このような顔料や染料などの色材および光散乱材などの調光用材料を含む高分子ゲルは、架橋前の高分子に該調光用材料を均一に分散、混合した後に架橋する方法や、重合時に高分子前駆体組成物に該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。重合時において調光用材料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)をもつ調光用材料を使用し、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。   A polymer gel containing such color materials such as pigments and dyes and a light-scattering material such as a light scattering material is a method in which the light-control material is uniformly dispersed and mixed in a polymer before crosslinking, followed by crosslinking. It can be produced by a method of polymerizing by adding the light control material to the polymer precursor composition at the time of polymerization. When adding a light control material at the time of polymerization, it is also preferable to use a light control material having a polymerizable group or an unpaired electron (radical) as described above and chemically bond it to a polymer gel. The

また、調光用材料は高分子ゲル中に極力均一に分散されていることが望ましい。特に、架橋前の高分子への分散や、高分子前駆体モノマー組成物への添加に際して、機械的混練法、攪拌法や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。   Further, it is desirable that the light control material is dispersed as uniformly as possible in the polymer gel. In particular, it is desirable to uniformly disperse using a mechanical kneading method, a stirring method, or a dispersing agent when dispersing in a polymer before crosslinking or adding to a polymer precursor monomer composition.

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などの観点からは、粒子状であることが好ましい。また変形による調光作用の増大効果を効率よく発現するためには、ほぼ真球に近い形状であることがより好ましい。粒子状の高分子ゲルの具体的な形状としては、球体、楕円体、紡錘体、立方体、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、体積平均粒子径で1μm〜1mmの範囲、より好ましくは2μm〜0.5mmの範囲である。体積平均粒子径が1μm以上であれば、粒子の扱いが容易であり、さらに優れた光学特性を得ることが可能となる。一方、体積平均粒子径が1mm以下であれば、粒状感を減少させることができ、体積変化に要する応答時間を短くすることができる。   The shape of the polymer gel that can be used in the present invention is not particularly limited, but is preferably in the form of particles from the viewpoint of response speed and ease of processing. Moreover, in order to efficiently express the effect of increasing the dimming effect due to deformation, it is more preferable that the shape is almost a perfect sphere. Specific shapes of the particulate polymer gel include spheres, ellipsoids, spindles, cubes, polyhedra, porous bodies, fibers, stars, needles, hollows, etc., but other irregular shapes It may be. The preferred size of the particulate polymer gel is in the range of 1 μm to 1 mm, more preferably in the range of 2 μm to 0.5 mm in volume average particle diameter. If the volume average particle diameter is 1 μm or more, the particles can be easily handled, and more excellent optical properties can be obtained. On the other hand, if the volume average particle diameter is 1 mm or less, the graininess can be reduced, and the response time required for volume change can be shortened.

粒子状の高分子ゲルは、バルク状の高分子ゲルを物理的粉砕方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方法や化学的粉砕方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、一般的な方法によって作製することができる。   The particulate polymer gel is a polymer obtained by pulverizing a bulk polymer gel by a physical pulverization method or by polymerizing a polymer before crosslinking into particles by a physical pulverization method or a chemical pulverization method. It can be prepared by a general method such as a gel method or a particle polymerization method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, or a dispersion polymerization method.

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。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。
As a crosslinking agent applied in order to form the polymer gel used for this invention, the compound which has 2 or more of a polymerizable unsaturated group, a reactive functional group, etc. in a molecule | numerator can be mentioned, for example.
Examples of the compound having two or more polymerizable unsaturated groups include di- or tri (meth) acrylic polyols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, glycerin polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyglycerin. Acid esters, unsaturated polyesters obtained by reacting the polyols with unsaturated acids such as maleic acid and fumaric acid, bis (meth) acrylamides such as N, N′-methylenebis (meth) acrylamide, Di (meth) acrylic acid carbamic acid esters obtained by reacting polyisocyanates such as resin isocyanate and hexamethylene diisocyanate with hydroxyethyl (meth) acrylate, allylated starch, allylated cellulose, diallyl Examples thereof include polyvalent allylic compounds such as tarate, other tetraallyloxyethanes, pentane erythritol triallyl ether, trimethylolpropane triallyl ether, diethylene glycol diallyl ether, and triallyl trimethyl ether. Among these, in the present invention, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, N, N′-methylenebis (meth) acrylamide Etc. are preferably used.

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。これらの中でも本発明には、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。   Examples of the compound having two or more reactive functional groups include diglycidyl ether compounds, haloepoxy compounds, di- and triisocyanate compounds. Specific examples of the diglycidyl ether compound include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, and polyglycerin diglycidyl ether. . Other specific examples of the haloepoxy compound include epichlorohydrin, epibromohydrin, β-methylepichlorohydrin, and the like. Specific examples of the diisocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. Among these, ethylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene diisocyanate and the like are particularly preferably used in the present invention.

これらのうち特に好ましいのは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、前記モノマーの仕込み量に対して一般に0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。   Of these, N, N'-methylenebis (meth) acrylamide is particularly preferred. Generally the usage-amount of a crosslinking agent is 0.001-10 mass% with respect to the preparation amount of the said monomer, Preferably it is 0.01-5 mass%.

本発明で用いられる重合開始剤は、モノマー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。これらの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、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。
これらの開始剤の使用量は、一般には主モノマーに対して0.0001〜10質量%、好ましくは0.001〜5質量%である。
なおその他、高分子に電子線やガンマ線などの放射線を照射する、加熱するなどの一般的な方法により高分子ゲルを作製することもできる。
The polymerization initiator used in the present invention only needs to be soluble in the monomer solution. Specifically, persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate, hydrogen peroxide, peroxides such as t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide, azoisobutyronitrile, 2, 2 An azo compound such as' -azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride is used. Among these polymerization initiators, in particular, initiators exhibiting oxidizing properties such as persulfates and hydroperoxides are reducing properties such as sodium bisulfite, L-ascorbic acid, and ferrous salts. It can also be used as a redox initiator in combination with substances or amines such as N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine.
The amount of these initiators used is generally 0.0001 to 10% by mass, preferably 0.001 to 5% by mass, based on the main monomer.
In addition, the polymer gel can be produced by a general method such as irradiation of a polymer with radiation such as an electron beam or gamma ray, or heating.

また、高分子ゲルの刺激応答による体積変化速度をより高速にするために、高分子ゲルの従来技術と同様に材料を多孔質化して液体の出入り易さを向上させることも好ましい。一般的には膨潤した高分子ゲルを凍結乾燥する方法等で多孔質化することができる。   Further, in order to increase the volume change rate due to the stimulus response of the polymer gel, it is also preferable to make the material porous to improve the ease of entering and exiting the liquid, as in the prior art of the polymer gel. In general, the swollen polymer gel can be made porous by freeze-drying or the like.

本発明の調光組成物に用いられる吸脱液体としては、特に制限はないが、好ましくは水;電解質水溶液;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、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、メチルエチルケトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類;ジメチルエーテル、メチルエチルエーテルなどのエーテル類;そ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、キシレン、トルエンなどの芳香族系有機溶媒、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族系有機溶媒、シクロヘキサンなどの脂環式有機溶媒、およびそれらの混合物が挙げられる。また、該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、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、ならびに防腐剤などを添加しても構わない。   The absorption / desorption liquid used in the light control composition of the present invention is not particularly limited, but preferably water; electrolyte aqueous solution; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol; acetone, methyl ethyl ketone Ketones such as ethyl acetate; esters such as ethyl acetate; ethers such as dimethyl ether and methyl ethyl ether; other aromatic organic solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, acetonitrile, propylene carbonate, xylene, toluene, hexane , Aliphatic organic solvents such as heptane, alicyclic organic solvents such as cyclohexane, and mixtures thereof. In addition, various polymers, acids, alkalis, salts, surfactants, dispersion stabilizers, stabilizers for the purpose of preventing oxidation or ultraviolet absorption, and preservatives may be added to the liquid as necessary. It doesn't matter.

なお、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)であり、特に好ましくは1:500〜1:5である。   In the light control composition of the present invention, the preferred mixing ratio range of the polymer gel and the adsorption / desorption liquid is 1: 2000 to 1: 1 (polymer gel: adsorption / desorption liquid) in mass ratio. Yes, particularly preferably 1: 500 to 1: 5.

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[調光ゲル粒子(高分子ゲル粒子)の調製]
500mlのセパラブルフラスコ内で、アクリルアミド12質量部、色材として黒色顔料分散液(大成化工社製カーボンブラック分散液TBK−BC3:固形分15.1質量%含有)34.06質量部、架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド0.048質量部、蒸留水19.08質量部を混合し十分に窒素置換した後、過硫酸アンモニウム0.41質量部を添加し十分に攪拌混合した。次に、界面活性剤としてSO−15R(ニッコーケミカルズ社製)を9.00質量部含有する234質量部の十分に窒素置換されたシクロヘキサン溶液を注入した。この混合液を15℃、1200rpmで30分間攪拌し懸濁した後、テトラメチルエチレンジアミン1.68質量部を添加し、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黒色アクリルアミドゲルを得た。得られた粒子は、蒸留水で十分に洗浄した後、水分散液として回収した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Preparation of light control gel particles (polymer gel particles)]
In a 500 ml separable flask, 12 parts by mass of acrylamide, a black pigment dispersion as a color material (carbon black dispersion TBK-BC3 manufactured by Taisei Kako Co., Ltd .: containing 15.1% by mass of solid), 34.06 parts by mass, and a crosslinking agent As described above, 0.048 parts by mass of methylenebisacrylamide and 19.08 parts by mass of distilled water were mixed and sufficiently purged with nitrogen, and then 0.41 part by mass of ammonium persulfate was added and sufficiently stirred and mixed. Next, 234 parts by mass of a sufficiently nitrogen-substituted cyclohexane solution containing 9.00 parts by mass of SO-15R (manufactured by Nikko Chemicals) as a surfactant was injected. After stirring and suspending this mixed liquid at 15 ° C. and 1200 rpm for 30 minutes, 1.68 parts by mass of tetramethylethylenediamine was added, and the polymerization reaction was performed by stirring and holding at 300 rpm for 3 hours. A black acrylamide gel was obtained. The obtained particles were sufficiently washed with distilled water and then recovered as an aqueous dispersion.

次に、アクリル酸3質量部、メチレンビスアクリルアミド0.006質量部、蒸留水49.63質量部、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩0.012質量部の混合溶液を調製した。その後、この溶液に、先に得られた黒色アクリルアミドゲル粒子の水分散液(固形分3質量%)33.33質量部を添加し十分に混合および窒素置換した後、60℃の水浴に浸し3時間保持することで重合反応を行い、粒子状の黒色調光ゲル粒子を得た。得られた調光ゲル粒子は蒸留水で十分に洗浄した。このとき、得られた調光ゲル粒子の体積平均粒子径は、蒸留水中で20℃において約20μmであった。
また、この調光ゲル粒子を光学顕微鏡で観察した結果、蒸留水中で50℃では体積平均粒子径が約46μmであり、50℃においては体積が20℃と比較して約12倍に膨張していた。このように、得られた調光ゲル粒子は、温度に依存して体積が変化する感熱応答性を有することを確認した。なお、相転移点は30〜40℃の温度範囲にあった。つまり、相転移点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。
Next, a mixed solution of 3 parts by mass of acrylic acid, 0.006 parts by mass of methylenebisacrylamide, 49.63 parts by mass of distilled water, and 0.012 parts by mass of 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride was prepared. Prepared. Thereafter, 33.33 parts by mass of the previously obtained aqueous dispersion of black acrylamide gel particles (solid content: 3% by mass) was added to this solution, thoroughly mixed and purged with nitrogen, and then immersed in a 60 ° C. water bath. The polymerization reaction was carried out by holding for a period of time to obtain particulate black dimming gel particles. The obtained light control gel particles were thoroughly washed with distilled water. At this time, the volume average particle diameter of the obtained light control gel particles was about 20 μm at 20 ° C. in distilled water.
Further, as a result of observing the light control gel particles with an optical microscope, the volume average particle diameter is about 46 μm at 50 ° C. in distilled water, and the volume expands about 12 times compared to 20 ° C. at 50 ° C. It was. Thus, it confirmed that the obtained light control gel particle had the heat-sensitive response from which volume changes depending on temperature. The phase transition point was in the temperature range of 30-40 ° C. That is, it was confirmed that it has a characteristic of swelling at a temperature higher than the phase transition point and contracting at a low temperature.

<実施例1>
調光ゲル粒子を用いて、以下に示す方法により光学素子を作製した。
最初に、透明基板として厚さ3mmの青板ガラス(旭硝子社製)を使用し、アセトン、2N−NaOH水溶液で表面洗浄を行った。一方、エタノール95%水溶液とγ−アミノプロピルトリエトキシシランを混合して、γ−アミノプロピルトリエトキシシランが25質量%含まれる固定処理溶液を調製した。次に、洗浄した基板を固定処理溶液中に1分間浸漬して取り出し、110℃で2時間乾燥させることで、基板表面全面に固定処理剤が表面処理されている基板を得た。
この基板を、調光ゲル粒子が分散(固形分は約1質量%)された0.2質量%のポリアクリル酸(平均分子量25000)水溶液中に浸し、70℃で1時間放置し粒子を固定した。その後、基板を蒸留水で洗浄することで基板上に結合していない調光ゲル粒子を取り除いた。基板上を光学顕微鏡で観察すると、調光ゲル粒子がほぼ均一に固定されていた。この基板は50℃加熱状態(発色状態)において、PCを用いた画像処理を行った結果、基板の面積率が約74%であった。
次に、上記と同様に処理を行い、基板の面積率が約74%となるように調光ゲル粒子を固定した基板をもう1枚準備し、スペーサとしてアクリル樹脂製の直径約100μmの球(積水ファインケミカル社製ミクロパールSP)を基板間隔が保持できるよう適当量(約0.5個/cm2)配置し、基板の一部を膨潤液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 FAD−R381I)により封止した。このときの基板間の距離は、100μmであった。
次に、減圧注入法により膨潤液として0.2質量%のポリアクリル酸(平均分子量25000)水溶液を内部に注入した後、注入口をアクリル系紫外線硬化型樹脂(日本化薬社製KAYARAD FAD−R381I)により封止して光学素子を得た。
<Example 1>
The optical element was produced by the method shown below using the light control gel particles.
First, blue plate glass (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) having a thickness of 3 mm was used as a transparent substrate, and the surface was washed with acetone and a 2N-NaOH aqueous solution. On the other hand, an ethanol 95% aqueous solution and γ-aminopropyltriethoxysilane were mixed to prepare a fixing treatment solution containing 25% by mass of γ-aminopropyltriethoxysilane. Next, the washed substrate was dipped in the fixing treatment solution for 1 minute and taken out, and dried at 110 ° C. for 2 hours to obtain a substrate on which the fixing treatment agent was surface-treated on the entire surface of the substrate.
This substrate is immersed in a 0.2% by weight polyacrylic acid (average molecular weight 25000) aqueous solution in which light control gel particles are dispersed (solid content is about 1% by weight), and is left at 70 ° C. for 1 hour to fix the particles. did. Then, the light control gel particle which was not couple | bonded on the board | substrate was removed by wash | cleaning a board | substrate with distilled water. When the surface of the substrate was observed with an optical microscope, the light-controlling gel particles were fixed almost uniformly. As a result of image processing using a PC in a heating state (coloring state) at 50 ° C., the area ratio of the substrate was about 74%.
Next, processing is performed in the same manner as described above to prepare another substrate on which light control gel particles are fixed so that the area ratio of the substrate is about 74%, and a sphere (about 100 μm in diameter made of acrylic resin as a spacer) Sekisui Fine Chemical Co., Ltd. Micropearl SP) is placed in an appropriate amount (about 0.5 / cm 2 ) so that the distance between the substrates can be maintained, and all of the acrylic UV curable resin is left as a swelling liquid inlet. It was sealed with (Nippon Kayaku Co., Ltd. KAYARAD FAD-R381I). The distance between the substrates at this time was 100 μm.
Next, after 0.2% by mass of a polyacrylic acid (average molecular weight 25000) aqueous solution as a swelling liquid was injected into the inside by a reduced pressure injection method, an injection port was made of an acrylic ultraviolet curable resin (KAYARAD FAD- manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). R381I) to obtain an optical element.

この光学素子は、20℃において内部の調光ゲル粒子が収縮しておりほぼ透明な状態であった。
次に、この光学素子を50℃に加熱したところ、内部の調光ゲル粒子が膨潤し黒色を呈した。加熱膨潤状態での素子の面積率は、PCを用いて画像解析した結果、約92%であった。そして、この光学素子を目視観察したところ、非常に粒状感の少ない良好な状態であった。
その後、再び20℃に戻したところ、調光ゲル粒子が収縮し、光学素子は透明な状態に戻った。
このような温度変化による光学素子の透過率変化(すなわち調光ゲル粒子の膨潤収縮挙動)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。
さらに、スガ試験機製のサンシャインウエザメータ(WEL−SUN−HC型)を使用し、ブラックパネル温度63℃の条件下で1000時間の耐候性試験を行った。その結果、調光ゲル粒子の変性や褪色がなく、光学素子の調光特性の劣化も確認されなかった。
This optical element was almost transparent at 20 ° C. with the inner light-controlling gel particles contracted.
Next, when this optical element was heated to 50 ° C., the internal light control gel particles were swollen and black. The area ratio of the element in the heated and swollen state was about 92% as a result of image analysis using a PC. When this optical element was visually observed, it was in a good state with very little graininess.
Then, when it returned to 20 degreeC again, the light control gel particle contracted and the optical element returned to the transparent state.
It was confirmed that the change in transmittance of the optical element due to such a temperature change (that is, the swelling and shrinkage behavior of the light-controlling gel particles) can be repeated reversibly 10,000 times or more.
Further, a sunshine weather meter (WEL-SUN-HC type) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. was used, and a weather resistance test was conducted for 1000 hours under a black panel temperature of 63 ° C. As a result, there was no denaturation or discoloration of the light control gel particles, and deterioration of the light control characteristics of the optical element was not confirmed.

<実施例2>
調光ゲル粒子を用いて、以下に示す方法により光学素子を作製した。
最初に、透明基板として厚さ3mmの青板ガラス(旭硝子社製)を使用し、アセトン、2N−NaOH水溶液で表面洗浄を行った。次に、基板表面全面にフォトレジストをコートした。その後、20μm四方の正方形が縦横それぞれ50μm間隔で配置されたフォトマスクを介して紫外線露光を行った後、現像処理して高分子ゲルを固定する部分の基板表面を露出させた。その後、トルエンにγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシランを攪拌下に加え25%に調整した溶液を塗布し、常温で30分反応させた。その後、余分な溶液を除去して110℃で1時間乾燥処理を行った後、エッチング処理によりフォトレジストを全て除去し、部分的に固定化剤で表面処理された基板を作成した。
この基板を、調光ゲル粒子が分散(固形分は約1質量%)された0.2質量%のポリアクリル酸(平均分子量25000)水溶液中に浸し、70℃で1時間放置し粒子を固定した。その後、基板を蒸留水で洗浄することで基板上に結合していない調光ゲル粒子を取り除いた。基板上を光学顕微鏡で観察すると、調光ゲル粒子がほぼ均一に固定されていた。この基板は50℃加熱状態(発色状態)において、PCを用いた画像処理を行った結果、基板の面積率が約66%であった。
その後、実施例1と同様な処理により、パターン状の調光ゲル粒子が固定された光学素子を作製した。このときの基板間の距離は、100μmであった。
<Example 2>
The optical element was produced by the method shown below using the light control gel particles.
First, blue plate glass (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) having a thickness of 3 mm was used as a transparent substrate, and the surface was washed with acetone and a 2N-NaOH aqueous solution. Next, a photoresist was coated on the entire surface of the substrate. Thereafter, ultraviolet exposure was performed through a photomask in which 20 μm squares were arranged at 50 μm intervals in the vertical and horizontal directions, and then development processing was performed to expose the portion of the substrate surface on which the polymer gel was fixed. Thereafter, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added to toluene with stirring and a solution adjusted to 25% was applied and reacted at room temperature for 30 minutes. Then, after removing an excess solution and performing a drying process at 110 degreeC for 1 hour, all the photoresists were removed by the etching process and the board | substrate surface-treated with the fixing agent was created partially.
This substrate is immersed in a 0.2% by weight polyacrylic acid (average molecular weight 25000) aqueous solution in which light control gel particles are dispersed (solid content is about 1% by weight), and is left at 70 ° C. for 1 hour to fix the particles. did. Then, the light control gel particle which was not couple | bonded on the board | substrate was removed by wash | cleaning a board | substrate with distilled water. When the surface of the substrate was observed with an optical microscope, the light-controlling gel particles were fixed almost uniformly. As a result of performing image processing using a PC in a heating state (coloring state) at 50 ° C., the area ratio of the substrate was about 66%.
Then, the optical element by which the pattern-form light control gel particle was fixed was produced by the process similar to Example 1. FIG. The distance between the substrates at this time was 100 μm.

この光学素子は、20℃において内部の調光ゲル粒子が収縮しておりほぼ透明な状態であった。
次に、この光学素子を50℃に加熱したところ、内部の調光ゲル粒子が膨潤し黒色を呈した。この時、加熱膨潤状態での素子の面積率を、PCを用いて画像解析した結果、約87%であった。そして、この光学素子を目視観察したところ、非常に粒状感の少ない良好な状態であった。
その後、再び20℃に戻したところ、調光ゲル粒子が収縮し、光学素子は透明な状態に戻った。
このような温度変化による光学素子の透過率変化(すなわち調光ゲル粒子の膨潤収縮挙動)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。
さらに、スガ試験機製のサンシャインウエザメータ(WEL−SUN−HC型)を使用し、ブラックパネル温度63℃の条件下で1000時間の耐候性試験を行った。その結果、調光ゲル粒子の変性や褪色がなく、光学素子の調光特性の劣化も確認されなかった。
This optical element was almost transparent at 20 ° C. with the inner light-controlling gel particles contracted.
Next, when this optical element was heated to 50 ° C., the internal light control gel particles were swollen and black. At this time, the area ratio of the element in the heated and swollen state was about 87% as a result of image analysis using a PC. When this optical element was visually observed, it was in a good state with very little graininess.
Then, when it returned to 20 degreeC again, the light control gel particle contracted and the optical element returned to the transparent state.
It was confirmed that the change in transmittance of the optical element due to such a temperature change (that is, the swelling and shrinkage behavior of the light-controlling gel particles) can be repeated reversibly 10,000 times or more.
Further, a sunshine weather meter (WEL-SUN-HC type) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. was used, and a weather resistance test was conducted for 1000 hours under a black panel temperature of 63 ° C. As a result, there was no denaturation or discoloration of the light control gel particles, and deterioration of the light control characteristics of the optical element was not confirmed.

<実施例3>
光学素子を作製する際に、使用したスペーサ粒子の粒子径が300μmであること以外は、全て実施例2と同様な方法により光学素子を作製した。このときの基板間の距離は、300μmであった。
得られた素子は、1枚の基板の面積率が66%であり、光学素子としては、法線方向から観察した画像のPCによる解析では87%の素子の面積率を有していた。
この光学素子を透過光で目視観察したところ、調光ガラスとして使用上差し支えないが、実施例1及び2と比べると若干の粒状感を感じるものであった。
この原因は、300μmのスペーサを用いた結果、2層の高分子ゲル層の距離が非常に長くなり、一の基板上の高分子ゲル層を通過する散乱光を他の基板上の高分子ゲル層で効果的に遮光できなかったことによるものであると推測される。
<Example 3>
When producing the optical element, the optical element was produced in the same manner as in Example 2 except that the spacer particles used had a particle diameter of 300 μm. At this time, the distance between the substrates was 300 μm.
The obtained element had an area ratio of 66% for one substrate, and the optical element had an area ratio of 87% in the analysis of the image observed from the normal direction by PC.
When this optical element was visually observed with transmitted light, there was no problem in use as a light control glass, but a slight graininess was felt as compared with Examples 1 and 2.
This is because, as a result of using a 300 μm spacer, the distance between the two polymer gel layers becomes very long, and the scattered light passing through the polymer gel layer on one substrate is transferred to the polymer gel on the other substrate. This is presumed to be due to the fact that the layer could not effectively shield the light.

<比較例1>
実施例1で作製した調光ゲル粒子固定基板(基板の面積率約74%)を片面だけに使用し、対抗面には調光ゲル粒子が固定されていないガラス基板を使用したこと以外は、全て実施例1と同様な方法により光学素子を作製した。
得られた光学素子は、加熱(50℃)発色状態で、素子の面積率が約74%であり、目視観察の結果、粒状感が目立ち、違和感のあるものであった。
<Comparative Example 1>
Except for using the light control gel particle fixed substrate (substrate area ratio of about 74%) prepared in Example 1 on only one side and using a glass substrate on which the light control gel particles are not fixed on the opposing surface, All optical elements were produced in the same manner as in Example 1.
The obtained optical element was heated (50 ° C.) in a colored state, the area ratio of the element was about 74%, and as a result of visual observation, the granular feeling was conspicuous and uncomfortable.

<比較例2>
実施例2で作製した調光ゲル粒子固定基板(基板の面積率約66%)を片面だけに使用し、対抗面には調光ゲル粒子が固定されていないガラス基板を使用したこと以外は、全て実施例1と同様な方法により光学素子を作製した。
得られた光学素子は、加熱(50℃)発色状態で、素子の面積率が約66%であり、目視観察の結果、非常に粒状感が目立ち、違和感のあるものであった。
<Comparative example 2>
Except for using the light control gel particle fixed substrate (substrate area ratio of about 66%) prepared in Example 2 on only one side and using a glass substrate on which the light control gel particles are not fixed on the opposing surface, All optical elements were produced in the same manner as in Example 1.
The obtained optical element was heated (50 ° C.) in a colored state, the area ratio of the element was about 66%, and as a result of visual observation, the graininess was very noticeable and uncomfortable.

<比較例3>
紫外線露光を行う際に使用したフォトマスクの、20μm四方の正方形の縦横配置間隔がそれぞれ60μmであること以外は、全て、実施例2と同様な方法により光学素子を作製した。
この光学素子に使用された基板は、50℃における発色状態で、基板の面積率が約46%であり、2枚重ねて光学素子とした後の50℃における発色状態での素子の面積率は約70%であった。
得られた光学素子を、加熱(50℃)発色状態で目視観察したところ、非常に粒状感が目立ち、違和感のあるものであった。
<Comparative Example 3>
Optical elements were produced in the same manner as in Example 2 except that the 20 μm square square vertical and horizontal arrangement intervals of the photomask used for ultraviolet exposure were 60 μm, respectively.
The substrate used in this optical element is in a colored state at 50 ° C., and the area ratio of the substrate is about 46%, and the area ratio of the element in the colored state at 50 ° C. after the two sheets are formed into an optical element is About 70%.
When the obtained optical element was visually observed in a heated (50 ° C.) color development state, the graininess was very conspicuous and uncomfortable.

本発明の光学素子の概略構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of schematic structure of the optical element of this invention. 接着固定部分と非接着固定部分とが形成された基板表面の一構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one structural example of the substrate surface in which the adhesion fixing part and the non-adhesion fixing part were formed. 基板の表面処理方法の一例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the surface treatment method of a board | substrate. 粒状感に対する官能評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the sensory evaluation result with respect to a granular feeling.

符号の説明Explanation of symbols

1 光学素子
2、4 基板
6 高分子ゲル
8 吸脱液体
10、12 刺激付与部材
14 スペーサ
16 封止材
18 接着固定部分
20 非接着固定部分
22 フォトレジスト
24 マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical element 2, 4 Substrate 6 Polymer gel 8 Absorption / desorption liquid 10, 12 Stimulation member 14 Spacer 16 Sealing material 18 Adhesive fixing part 20 Non-adhesive fixing part 22 Photoresist 24 Mask

Claims (4)

一対の基板間に、少なくとも、外部刺激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、前記高分子ゲルが吸収・放出し得る液体と、を有する調光組成物を備えた光学素子であって、
前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルの前記液体を吸収した状態において、前記基板間に存在する前記高分子ゲルの面積は、前記高分子ゲルの面積と、前記高分子ゲルの存在しない部分の面積との合計の面積の85%以上であることを特徴とする光学素子。
A dimming composition comprising at least a polymer gel that causes a volume change by reversibly absorbing and releasing liquid by external stimulation between a pair of substrates, and a liquid that can be absorbed and released by the polymer gel. An optical element comprising:
When viewed from the normal direction of the substrate, in the state of absorbing the liquid of the polymer gel, the area of the polymer gel existing between the substrates is the area of the polymer gel and the polymer gel. An optical element, characterized in that it is 85% or more of the total area with the area of the portion where no exists.
前記高分子ゲルは、前記液体を放出した状態において飽和吸収濃度以上となる量の色材又は、飽和光散乱濃度以上となる量の光散乱材を含有していることを特徴とする請求項1に記載の光学素子。   2. The polymer gel contains a color material in an amount that becomes a saturated absorption concentration or more in a state where the liquid is released or a light scattering material in an amount that becomes a saturation light scattering concentration or more. An optical element according to 1. 前記一対の基板間の距離は、液体を吸収した状態の前記高分子ゲルの平均粒径の4倍よりも小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学素子。   3. The optical element according to claim 1, wherein a distance between the pair of substrates is smaller than four times an average particle diameter of the polymer gel in a liquid-absorbed state. 前記高分子ゲルは、前記基板上に均一に固定されていること特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学素子。   The optical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer gel is uniformly fixed on the substrate.
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