JP2006162673A - 光学材料およびそれを用いた光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 優れた調光特性を有し、かつ安定に調光特性を維持できる光学材料、及び光学素子を提供すること。
【解決手段】 少なくとも、調光用材料を含む高分子ゲルと、イオン性液体と、を含有し、前記高分子ゲルは、温度変化によって前記イオン性液体を吸収・放出する光学材料、及び該光学材料を用いた光学素子。
【選択図】 なし

Description

本発明は、光学材料およびそれを用いた光学素子に関する。

従来、ｐＨ変化、イオン強度変化、化学物質の吸脱着、溶媒組成変化、あるいは熱、光、電気刺激等の付与によって可逆的に体積変化（膨潤・収縮）を起こす高分子ゲル材料（刺激応答性高分子ゲル）を利用して、光の透過量や散乱性を制御することで調光や発色を行う技術が知られている。

例えば、色素を含まない光の透過量や散乱性を制御する技術としては、温度変化によって液体を吸脱する高分子ゲルの膨潤・収縮による溶媒との屈折率差を変化させることによる光散乱性を制御して表示を行う素子が提案されている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照。）。
また、電気刺激によって液体を吸収・放出する高分子ゲルの光散乱性の変化によって表示を行う素子が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。また、含有される導電性高分子のイオンドープ・脱ドープによるｐＨ変化によって、高分子ゲルの光散乱性を変化させて表示を行う素子が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。さらに、電場の作用で液体を吸収・放出する高分子ゲルの膨潤・収縮により、光を遮光・反射・散乱あるいは透過状態を制御して、白濁・透明の表示を行う素子が提案されている（例えば、特許文献５参照。）。

一方、色素を含む発色状態を制御する技術としては、電場の作用で液体を吸脱する高分子ゲルと顔料を液体中に分散した着色液体とを組み合わせた組成物からなる調光素子が提案され、高分子ゲルの形状の変化によって着色液体を移動させて表示を行う技術が開示されている（例えば、特許文献６参照。）。また、着色した高分子ゲルを用いてその膨潤時に光学濃度が低下し、高分子ゲルの収縮時には着色することを用いた素子が提案されている（例えば、特許文献７又は８参照。）。また、染料を結合した高分子ゲルを用いて、その体積変化によって光学濃度を変化させて表示を行う素子が提案されている（例えば、特許文献９参照。）。更には、顔料微粒子又は着色微粒子の表面に吸着させた高分子ゲルの形状変化を利用して、高分子ゲルの膨潤時にほぼ白色表示とし、高分子ゲルの収縮時には顔料微粒子又は着色微粒子の色を表示することによって高分子ゲルの体積変化によって色相を変化させる素子が提案されている（例えば、特許文献１０参照。）。

また本発明者らは、コントラストの優れた発色材料として、新規な発色材料の提案を行っている（例えば、特許文献１１参照。）。この発色材料は、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及び発色材料であり、該高分子ゲルが収縮した時には、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、前記高分子ゲルが膨潤した時には、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。
特開昭６１−１５１６２１号公報 特開昭６２−９２５号公報等 特開平４−１３４３２５号公報 特公平７−９５１７２号公報 特開平５−１８８３５４号公報 特開昭６１−１４９９２６号公報 特開昭６１−１５１６２５号公報 特開昭６２−９２７号公報 特開平４−２７４４８０号公報 特開平９−１６００８１号公報 特許第０３５４３６４１号明細書

高分子ゲルを用いた従来の調光、発色技術では、高分子ゲルに吸収・放出される液体が水または水系液体、あるいは揮発性の高い有機溶媒を用いていた。そのため、ゲルと液体をガラス基板等からなるセル中に封入・封止することで液体の蒸発を防ぐ必要があった。また、基板として樹脂フイルム等を用いる場合は極めて高性能のガスバリア性を持つものが必要となり、素子コストが高くなるという課題があった。さらにまた、このような液体の封入、封止によっても長期間、液体の蒸発を抑制することは極めて困難であった。
本発明では、従来の湿式デバイスが多くの労力・コストを要した封止技術を用いずとも、安定に調光特性を維持できる光学材料及びそれを用いた光学素子を提供することを課題とする。

本発明は、以下の態様である。
＜１＞ 少なくとも、調光用材料を含む高分子ゲルと、イオン性液体と、を含有し、
前記高分子ゲルは、温度変化によって前記イオン性液体を吸収・放出する光学材料。

＜２＞ 前記イオン性液体が、イミダゾリウム塩を含むことを特徴とする前記＜１＞に記載の光学材料。

＜３＞ 前記イオン性液体が、ピリジニウム塩を含むことを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の光学材料。

＜４＞ 前記イオン性液体が、脂肪族アンモニウム塩を含むことを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の光学材料。

＜５＞ 前記高分子ゲルが粒子の状態であり、該粒子の平均粒径が１μｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする前記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の光学材料。

＜６＞ 前記調光用材料が顔料であり、該顔料が飽和吸収濃度以上の濃度で高分子ゲルに含有されていることを特徴とする前記＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載の光学材料。

＜７＞ 少なくとも２枚の基板間に、前記＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の光学材料を挟持してなることを特徴とする光学素子。

本発明による光学材料および光学素子は、優れた調光特性を有するだけではなく、安定に調光特性を維持することができる。

本発明は、従来技術の課題であるゲルに吸収・放出される液体（膨潤液体）を見直し、極めて低い蒸気圧を有するイオン性液体を用いることにより達成された。
上述のように、従来の高分子ゲルを用いた調光・発色技術では、高分子ゲルに吸収・放出される液体は、水若しくは水系液体又は揮発性の有機溶媒であった。かかる吸収・放出現象については様々な要因が考えられているが、ゲルの構成単位の、溶媒に対する溶解度変化によるところが大きいと思われる。したがって、溶媒の種類の差異はゲルの挙動に大きく影響すると推測される。そのため、従来から使用されている溶媒以外の溶媒中で、ゲルがどのような挙動をとるのかについては全く知見がなく、かつ想定もできない。
イオン性液体の中で、高分子ゲルが熱に応答してイオン性液体を吸収・放出することについては、本発明の研究開発において初めて明らかとなったものであり、かかる知見を基に本発明の技術が開発された。

また、色素と高分子ゲルとによって発色状態を制御する従来技術は、いずれのメカニズムでも、本発明に適用できることが明らかとなった。
たとえば、着色した感応性高分子ゲルの体積変化により光学濃度を変化させる特開昭６１‐１５１６２５号公報および特開昭６２‐９２７号公報の技術、染料が結合した感応性高分子ゲルの体積変化によって光学濃度を変化させる特開平４‐２７４４８０号公報、表面に顔料を吸着させた感応性高分子ゲルの形状変化によって光散乱を利用する特開平９‐１６００８１号公報の技術、飽和吸収濃度以上の顔料を含有する感応性高分子ゲルの収縮により顔料の局所的な凝集に起因した光透過性の変化を利用する特許第３５４３６４１号の技術など、いずれの方法も本発明に採用することができる。

以下に本発明を詳細に説明する。

１．高分子ゲル
本発明に使用される高分子ゲルとしては、熱による体積変化が一方的なものでも可逆的なものであってもよいが、可逆的であるものが好ましい。体積変化が一方的なものであれば、使い捨ての光学素子等に適用することができる。
また、高分子ゲルは、イオン性あるいは非イオン性どちらでもかまわない。

本発明における高分子ゲルは、（メタ）アクリル酸、アクリルアミド、マレイン酸、セルロース、ビニルアルコール、及びビニルスルホン酸、並びにこれらの誘導体又はその塩からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを原料とするホモポリマー又はコポリマーが好適である。

本発明における高分子ゲルの製造には公知の方法が利用できる。例えば、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法、シード重合法等が好適に用いられる。さらに、膜乳化法として知られる乳化方法を使って懸濁重合することもできる。必要に応じて、当業者には周知の重合開始触媒を用いることができる。重合開始触媒として例えば、有機過酸化物（アルキルハイドロパーオキサイド等）、無機過酸化物（過酸化水素等）、油溶性アゾ系有機化合物（ＡＩＢＮ等）、水溶性アゾ系有機化合物（２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二酸塩等）が挙げられる。重合開始剤を用いる場合は、それらは重合が良好に開始されるのに充分な量で用いられる。このような量は当業者に周知である。

また、本発明の高分子ゲルは架橋により網目構造を有するが、重合時に架橋させても、重合した後に架橋させてもよい。架橋の方法は特に限定されず、架橋剤の添加、電磁波の照射、電子線の照射、粒子線の照射などがある。架橋剤の種類は特に限定されるものではないが、Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、ジメタクリル酸エチレングリコール、尿素樹脂、メラミン樹脂等がある。
架橋度により、高分子ゲルの膨潤率が変化する。本発明において、架橋度は、架橋点と主鎖を構成する繰り返し単位の比が０．００１〜５０程度が好ましく、より好ましくは、０．０１〜５０である。架橋剤を用いて架橋させる場合、架橋剤は、高分子ゲルを構成する原料モノマーに対して、０．００１〜５０モル％程度が好ましく、より好ましくは、０．０１〜１０モル％程度である。
熱刺激応答性高分子ゲルの体積変化量は大きいことが好ましく、膨潤時および収縮時の体積比が５以上、好ましくは１０以上、より好ましくは１５以上のものである。この体積比が５未満であると、高分子ゲルの膨潤・収縮の差が小さくなり、高分子ゲルの膨潤・収縮に伴う顔料の分散状態および凝縮状態が得られにくくなり、光学素子等としてのコントラストが不十分となる。

高分子ゲルの具体例としては、ポリ（メタ）アクリル酸の架橋物やその塩、（メタ）アクリル酸と（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やその塩、ポリマレイン酸の架橋物やその塩、マレイン酸と（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やその塩、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その塩、ビニルベンゼンスルホン酸と（メタ）アクリルアミド、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やその塩、ポリアクリルアミドアルキルスルホン酸の架橋物やその塩、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との共重合体の架橋物やその塩、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物やその塩酸塩、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との共重合体の架橋物やその４級化物や塩、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物やその４級化物や塩、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物やその塩、カルボキシアルキルセルロース塩の架橋物、ポリ（メタ）アクリロニトリルの架橋物の部分加水分解物やその塩、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との共重合体の架橋物、ポリ（メタ）アクリルアミドアルキルスルホン酸の架橋物や（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などとの共重合体の架橋物、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミドなどのＮ−アルキル置換（メタ）アクリルアミドの架橋体やＮ−アルキル置換（メタ）アクリルアミドと（メタ）アクリル酸およびその塩、または（メタ）アクリルアミド、または（メタ）アクリル酸アルキルエステルなどの２成分以上の共重合体の架橋体、ポリビニルメチルエーテルの架橋物、メチルセルロース、エチルセルロース若しくは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、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（相互侵入網目構造体）およびその部分中和体（アクリル酸単位を部分的に塩化したもの）、ポリ（メタ）アクリルアミドを主成分とする共重合体の架橋体とポリ（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体などが挙げられる。より好ましくは、ポリＮ‐アルキル置換アルキルアミドの架橋体、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とのＩＰＮ体およびその部分中和体などが挙げられる。

熱刺激応答性高分子ゲル中にはその特性を損なわない範囲で紫外線吸収剤、光安定剤等、種々の安定剤を共重合あるいは結合させることが可能である。例えば、ヒンダードアミン系やヒンダードフェノール系の化合物や光安定化機能を持つ化合物などを共重合あるいは結合することが好ましく実施できる。これらの化合物の共重合量あるいは結合量は高分子ゲルに対して０．０１質量％〜５質量％の範囲が好ましい。

本発明において用いられる熱刺激応答性高分子ゲルは、膨潤状態で平均粒径が好ましくは１μｍ〜５ｍｍの範囲、さらに好ましくは、１μｍ〜１ｍｍの範囲、特に好ましくは５μｍ〜１００μｍの粒子であることが好ましい。平均粒子径が０．０１μｍ以上であれば、十分な光学的な特性を得ることができ、凝集等を起こしにくくなり、使用する場合にその取り扱いが容易となる。一方、５ｍｍ以下であれば、応答速度が速くなる、素子の粒状感が向上するなどの効果が生じる。

これらの熱刺激応答性高分子ゲルの粒子は、高分子ゲルを物理的粉砕法等で粒子化する方法、架橋前の高分子を化学的粉砕法等によって粒子化した後に架橋して高分子ゲル粒子を得る方法、あるいは乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法などの粒子化重合法などの一般的な粒子化方法によって製造することができる。また、架橋前の高分子をノズル口金等によって押し出して繊維化し、これを架橋した後に粉砕する方法、あるいは前記繊維を粉砕して粒子化した後に架橋する方法によって熱刺激応答性高分子ゲル粒子を製造することも可能である。

２．調光用材料
本発明において高分子ゲル中に含有される又は表面に吸着する調光用材料としては、染料、顔料や光散乱材料などが挙げられる。また調光用材料は熱刺激応答性高分子ゲルに物理的あるいは化学的に固定化されることが好ましい。

２‐１．染料
染料の好適な具体例としては、例えば、黒色のニグロシン系染料や赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローなどのカラー染料であるアゾ染料、アントラキノン系染料、インジゴ系染料、フタロシアニン系染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ベリノン染料などが挙げられ、特に光吸収係数が高いものが望ましい。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、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。これらの染料は、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。

２‐２．顔料
また、一般的な顔料の具体例としては、黒色顔料である各種カーボンブラック（チャネルブラック、ファーネスブラック等）やチタンブラック、白色顔料である酸化チタンなどの金属酸化物やカラー顔料である。カラー顔料としては例えば、ベンジジン系のイエロー顔料、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、あるいはこの他にもアントラキノン系、アゾ系、アゾ金属錯体、フタロシアニン系、キナクリドン系、ペリレン系、インジゴ系、イソインドリノン系、キナクリドン系、アリルアミド系などの各種カラー顔料を挙げることができる。

顔料のより具体的な例として、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等の白色顔料や、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や、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の高分子材料で構成された顔料等が挙げられる。

また、カラー顔料であるイエロー系顔料のより具体的な例としては、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。より詳細には、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。

マゼンタ系顔料のより具体的な例としては、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。より詳細には、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。

シアン系顔料のより具体的な例としては、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。

使用する顔料の粒子径としては、１次粒子の体積平均粒子径で０．００１μｍ〜１μｍのものが好ましく、特に、０．０２μｍ〜０．２μｍのものが好ましい。これは粒子径が０．００１μｍ以上では高分子ゲルからの流出が起こりにくく、また、１μｍ以下であれば発色特性や光散乱特性に優れるためである。

２‐３．光散乱材料
光散乱材料の好適な無機材料の具体例として、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。特に雲母やアルミニウムおよびその類縁体は塗装膜とする際に好適に使用できる。

また、光散乱材料の好適な有機材料の具体例として、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。

２‐４．その他
これらの調光用材料として、高分子ゲルに共有結合するための付加反応性基や重合性基を有する調光用材料や、高分子ゲルとイオン結合などの相互作用する基を有する調光用材料などの各種の化学修飾した調光用材料を用いることも好ましい。

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

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

また、調光用材料は本発色材料中に極力均一に分散されていることが好ましい。特に、高分子への分散に際して、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。なお調光用材料を含有した高分子ゲルの粒子は前述した高分子ゲルの粒子と同様の方法によって合成することができる。

飽和吸収濃度以上の顔料を感応性高分子ゲルに含有させ、高分子ゲルの収縮により顔料の局所的な凝集によって光透過性を変化させる場合、調光用材料の添加量としては、高分子ゲルの乾燥時又は収縮時に、飽和吸収濃度あるいは飽和散乱濃度以上となる量を添加することが好ましい。ここで、飽和吸収（あるいは散乱）濃度以上とは、特定の光路長のもとにおける調光用材料濃度と光吸収量の関係が１次直線の関係から大きく外れる領域のことを示す。熱刺激応答性高分子ゲルに、このような濃度の調光用材料を添加することによって、熱刺激応答性高分子ゲルの膨潤・収縮により光学濃度又は散乱を変化させることができる。
飽和吸収濃度あるいは飽和散乱濃度以上となる調光用材料の濃度は、一般に３質量％以上であり、３質量％〜９５質量％の範囲で熱刺激応答性高分子ゲルに添加することが好ましく、より好ましくは５質量％〜８０質量％の範囲である。３質量％以上であれば、調光用材料を添加した効果を十分に得られ、９５質量％以下であれば、熱刺激応答性高分子ゲルの特性が優れたものとなる。

染料が結合した感応性高分子ゲルの体積変化によって光学濃度を変化させる場合、調光用材料の添加量としては、感応性高分子ゲルに対して１質量％〜９０質量％が好ましく、より好ましくは、１０質量％〜７０質量％であり、更に好ましくは、１５質量％〜６０質量％である。１質量％以上であれば、調光用材料を添加した効果が得られ、９０質量％以下であれば、熱刺激応答性高分子ゲルの特性が維持される。

表面に顔料を吸着させた感応性高分子ゲルの形状変化による光散乱の現象を利用する場合、調光用材料の添加量としては、感応性高分子ゲルに対して０．５質量％〜７０質量％が好ましく、より好ましくは、１０質量％〜５０質量％である。０．５質量％以上であれば、調光用材料を添加した効果が得られ、７０質量％以下であれば、熱刺激応答性高分子ゲルの特性が維持される。

３．イオン性液体
本発明に使用されるイオン性液体とは、室温付近で溶融状態にある塩であれば制限なく、その化学構造中にカチオン種としてイミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、脂肪族アンモニウム塩、ピリジン、ピロリジン、イミダゾール、脂環式アミン、脂肪族アミン、ウロン酸、グアニジン構造をもつもの、アニオン種としてスルホン酸、硫酸、アミド、イミド、トシル酸、ホウ酸、リン酸、アンチモン酸、カルボキシル基構造をもつものが多く見られる。好ましくは、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、脂肪族アンモニウム塩を用いる場合である。

具体的には１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、ヘキサフルオロリン酸−１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、−１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、−１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムラクテート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−オクチル−３−メチルイミダゾリウム、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−デシル−３−メチルイミダゾリウム、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、ヘキサフルオロリン酸−１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、−１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、−１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムラクテート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−オクチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−オクチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−オクチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−オクチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−オクチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−オクチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−デシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−デシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−デシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−デシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−デシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−デシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ドデシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−ドデシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ドデシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−ドデシル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−ドデシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイドテトラフルオロボレート、１−ドデシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−エチルピリジニウムブロマイド、１−エチルピリジニウムクロライド、１−エチルピリジニウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−エチルピリジニウム、１−エチルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−エチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ブチルピリジニウムブロマイド、１−ブチルピリジニウムクロライド、１−ブチルピリジニウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−ブチルピリジニウム、１−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−ブチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ヘキシルピリジニウムブロマイド、１−ヘキシルピリジニウムクロライド、１−ヘキシルピリジニウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−１−ヘキシルピリジニウム、１−ヘキシルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−ヘキシルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムブロマイド、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムクロライド、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウム、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムクロライド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムブロマイド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムラクテート、ヘキサフルオロリン酸−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムトリフルオロメタンスルホネートなどを挙げることができる。
これらのイオン性液体は、単独で、或いは併用することができる。

本発明では、イオン性液体は、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、及び／又は脂肪族アミン系を用いることが好ましい。

これらのイオン性液体は、殆ど揮発せず、耐熱温度も４００℃を超えることも珍しくない。すなわち、水や従来の有機溶媒では実現不可能であった高温において、高分子ゲルを用いて調光作用を発揮させることも可能である。
また、これらのイオン性液体は透明であり、光学素子に極めて適した材料である。

イオン性液体には分散安定剤、酸化防止剤や紫外線吸収剤などの安定剤、抗菌剤、防腐剤などを添加してもよい。また熱刺激応答性高分子ゲルの体積変化特性を変化させるための材料を溶解することもできる。さらに、種々顔料や白色顔料や染料などの色素を添加することもできる。

熱刺激応答性高分子ゲルとイオン性液体との混合比は、質量比で１／２０００〜１／５（高分子ゲル／液体）の範囲とすることが好ましく、１／３００〜１／１５がさらに好ましい。質量比が１／２０００以下であれば、組成物の機械的強度などの物性が優れたものとなり、１／５以上であれば、刺激応答による体積変化量や応答速度が向上する。

４．光学素子
以下に本発明の光学材料を用いた光学素子について説明する。

光学素子としての好ましい構成は２枚の基板間に本発明の光学材料を挟持、封入したものである。この構成の素子においては、熱などの外部刺激を付与することで高分子ゲルを応答させて調光表示や色変化を行なうことができる。
また、光学素子としてのより好ましい構成は、本組成物を一対の刺激付与手段を設けた基板間に挟持した構成である。図１にその好ましい構成を示す。図１（ａ）は、高分子ゲルが膨潤した様子を、図１（ｂ）は、高分子ゲルが収縮した様子を示す。高分子ゲルは、温度変化により膨潤・収縮し、その体積を変化させる。

本発明の光学素子の基本構成は、図１に示したように、２枚の基板（基板１及び基板２）間に光学材料を特定の間隔で挟持したものである。高分子ゲル５（図中、黒丸で示す。）は粒子形状であることが好ましく、さらに高分子ゲル粒子は一方の基板近傍に配置あるいは固定されていることが望ましい。また、高分子ゲルに吸収・放出されるイオン性液体４は基板間に充填されている。さらに、一対の基板の端部には封止手段（封止部３）を設け、光学材料が封入されていることが望ましい。このような封止によって、液体の漏洩が抑制され、素子の安定性が付与できる。

高分子ゲル粒子の基板近傍への配置は、特に基板上に固定されていることが望ましい。高分子ゲル粒子の固定は、種々の二官能性化合物や接着剤を利用したり、あるいは物理的な手段で行うことができる。例えば、反応性シランカップリング剤により基板上をあらかじめ処理することで官能基を導入し、これと高分子ゲル粒子の官能基とを反応させることにより共有結合させることが可能である。その他にも、種々の多官能性化合物や接着剤により高分子ゲル粒子を固定する方法や基板上を立体的に加工して、高分子ゲル粒子を物理的に固定化することも可能である。なお、高分子ゲル粒子の固定化においては基板等と密着させすぎると、応答特性が低下する場合があるため、空間を空けるために基板等の表面を立体的に加工し、その凸部に結合させる手段や長鎖化合物（スペーサー）を介してゲル粒子を、空間を設けて結合させる手段も好ましく実施される。

基板上に配置あるいは固定される高分子ゲル粒子の密度は、光学素子の調光特性、色変化特性に大きく影響する。そのため、所定の密度に設定することが望ましい。
固定密度は、高分子ゲル粒子がイオン性液体を吸収して最大膨潤した状態において、基板に対し垂直方向からの高分子ゲル粒子の占有面積率（粒子の基板上への投射影面積が基板の実効面積に占める率）を定義した場合、それが３０〜９５％の範囲が望ましく、より好ましくは５０％〜９５％の範囲である。固定密度が３０％よりも小さいと、調光特性が低下する恐れがあり、一方、固定密度が９５％よりも大きいと、ゲル間の圧力によってゲルの脱離が起こったり、あるいは応答レスポンスが低下する恐れがある。
また、基板間に充填する高分子ゲル粒子とイオン性液体との比率は、イオン性液体に対して乾燥高分子ゲル粒子が質量比で０．０１％〜１０％であることが好ましく、より好ましくは、０．１％〜３％である。ここで、乾燥高分子ゲル粒子とは、凍結乾燥機でゲル内から溶媒を除去したものをいう。この比率が０．０１％よりも小さいと、調光特性が低下する恐れがあり、一方、１０％よりも大きいと、ゲル間の圧力によってゲルの脱離が起こったり、あるいは応答レスポンスが低下する恐れがある。

基板としては、ガラス、金属、セラミック、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、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、セルロース誘導体などが使用できる。
なお、少なくとも一方の基板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は基板の全てが透明であるこが好ましい。

基板の厚みや大きさは所望の素子によって様々なものが適用でき、特に限定はしないが、厚みの好ましい範囲は１０μｍから５０ｍｍである。

図１の素子例における基板間に設けられた光学材料層の厚みは、通常、１μｍ〜５ｍｍの範囲、より好ましくは２μｍ〜５００μｍの範囲から選択される。この範囲であれば熱に対する良好なレスポンスが得られる。１μｍよりも小さいと、発色濃度が低くなり所望のコントラストを得ることができず、５ｍｍ以上では応答特性が低下する恐れがある。

さらに光学素子には刺激付与手段を設けることが望ましい。これによって能動的に作動することができる。この場合、刺激付与手段は高分子ゲルに実質的に熱を付与するものであり、通電発熱抵抗体のほかに光付与、電磁波付与、磁場付与などの各種手段が挙げられる。なかでも特に通電発熱抵抗体が好ましく適用され、具体的にはＮｉ−Ｃｒ合金などに代表される金属層、硼化タンタル、窒化タンタル、酸化タンタル、やＩＴＯなどの金属酸化物層、カーボン層などに代表されるの発熱抵抗体層が好ましく用いられ、これらの層に配線し電流を付与することにより発熱させることができる。その他にも熱を間接的に付与する手段として、光の場合はレーザー、ＬＥＤ、ＥＬなどの発光素子層、磁界や電磁波の場合は電磁コイル、電極等を設けることも可能である。また、前記した熱刺激付与手段はパターン化、セグメント化させて任意の部位に選択的に熱を付与させることも好ましく実施される。また、これらのパターンに対応して高分子ゲルを配置（固定）することも好ましく実施される

その他にも、非接触な加熱方法として光、赤外線、電磁波等の放射線を外部から素子に付与して作動させることも実施可能である。

また、光学素子にはその他にも様々な層を形成しても構わない。例えば、光学素子の保護を目的とした保護層、防汚染層、紫外線吸収層、帯電防止層などが挙げられる。

次に図１の光学素子を事例にその代表的な作製方法を説明する。
２枚の基板を用意し、この少なくとも一方の基板表面上に前記した方法でゲル粒子を固定化する。次に基板を他の基板と特定の間隔を設けて貼り合わせてセルを作製する。この時の基板間の間隔は一般的には、１μｍ〜５ｍｍから選択される。このように２枚の基板の間隔を設定するためには、種々の大きさのスペーサ粒子を散布する、フィルムスペーサーを用いる、基板等上に形成された立体的な構造体などを利用することが好ましく実施される。なお、２枚の基板を貼り合わせる場合、特定の開口部を除き周囲を接着剤、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂で封止することが好ましく実行される。一部に残された開口部から減圧注入法や加圧注入法等でイオン性液体を注入し、その後、開口部を封止することで、光学素子を作製することができる。また、高分子ゲルとイオン性液体との混合物を上記したセル内に注入・封止することも可能である。

本発明の光学素子は、熱に応答して調光作用を呈する。本発明の光学素子は、調光用材料の選択及びその含有率等を適宜変えることで、加熱された際に光が透過し、冷却時には光が遮断されるものや、逆に過熱時に光が遮断されるもの、あるいは、加熱時には白色表示で、冷却時には色を呈するものなど、様々な態様を示す。
このような光学素子の用途としては、光の透過量を調節する調光素子やフィルター、さらには画像を表示する表示素子などに利用することが可能である。また、センサーとして利用することも可能である。

（光学材料の作製）
１）高分子ゲルの調製
主モノマーとしてＮ−イソプロピルアクリルアミド１０ｇ、架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド０．１ｇを用い、これに蒸留水２０ｇ、過硫酸アンモニウム０．１ｇ、調光用材料として１次粒子径約０．１μｍの青色顔料（大日本インキ化学社製：マイクロカプセル化青色顔料、ＭＣ ｂｌｕｅ）８．０ｇを添加し、攪拌混合した水溶液Ａを調製した。上記の操作は窒素下にて行った。ソルビトール系界面活性剤（第一工業製薬製：ソルゲン５０）１．０ｇをシクロヘキサン２００ｍｌに溶解した溶液を窒素置換された反応容器に加え、これに先に調製した水溶液Ａを添加し、回転式攪拌装置を用いて高速攪拌して乳化させた。乳化後、反応系の温度を２０℃に調節し、さらに溶液を攪拌しながらこれにテトラメチルエチレンジアミンの５０％水溶液を添加し、重合を行った。重合後、生成した着色高分子ゲル粒子を回収し、純水で洗浄を行い、ゲル分散液Ｂを得た。

２）イオン性液体の調製
１−メチルイミダゾールに臭化エチルを添加させ１−エチル−３−メチルイミダゾールを得た。再結晶後にリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）を添加、精製し１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネートを得た。得られたイオン性液体は無色透明の液体であった。

（光学材料の動作確認）
得られたゲル分散液Ｂを液体窒素にて固化させた後に凍結乾燥装置に設置し乾燥ゲルＣを得た。乾燥ゲルＣの体積平均粒子径は、約１５μｍであった。なお、この着色高分子ゲル粒子の２０℃における純水吸水量は約３８ｇ／ｇであった。
乾燥ゲルＣの少量を１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート中に投入し光学材料Ｄを得た。光学材料Ｄをスペーサーを介したガラス基板間に挟持した。これをメトラートレド社製のサーモシステムに設置し１分間に５℃の速度で昇温あるいは降温し顕微鏡によりイオン性液体中のゲルの膨潤度を測定した。結果を図２に示す。

ゲルは温度上昇に伴い膨潤し２００℃を超えても分解することなく安定に存在した。また、降温過程においても昇温時とほぼ同じプロファイルをたどり、良好な可逆性を有しており、光学材料として優れた特性を有することが確認された。

乾燥ゲルＣの少量を１−ブチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネートに投入し光学材料Ｅを得た。光学材料Ｅをスペーサーを介したガラス基板間に挟持した。これをメトラートレド社製のサーモシステムに設置し１分間に５℃の速度で昇温あるいは降温し顕微鏡によりイオン性液体中のゲルの膨潤度を測定した。結果を図３に示す。
ゲルは温度上昇に伴い膨潤し２００℃でも分解することなく安定に存在した。また、降温過程においても昇温時とほぼ同じプロファイルをたどり、良好な可逆性を有しており、光学材料として優れた特性を有することが確認された。

乾燥ゲルＣの少量をＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）に投入し光学材料Ｆを得た。光学材料Ｆをスペーサーを介したガラス基板間に挟持した。これをメトラートレド社製のサーモシステムに設置し１分間に５℃の速度で昇温あるいは降温し顕微鏡によりイオン性液体中のゲルの膨潤度を測定した。結果を図４に示す。
ゲルは温度上昇に伴い膨潤し２００℃でも分解することなく安定に存在した。また、降温過程においても昇温時とほぼ同じプロファイルをたどり、良好な可逆性を有しており、光学材料として優れた特性を有することが確認された。

（光学素子の調整）
ガラス基板をシランカップリング剤水溶液に浸漬しガラス表面上に結合基を導入した。このガラス基板上にゲル分散液Ｂを展延しガラス基板上にゲル粒子を化学的に修飾した。このゲル修飾ガラス基板を凍結乾燥機に設置しゲル内から溶媒を除去した。厚さ１００μｍのスペーサーをこのゲル修飾ガラス基板と未処理のガラス基板とで挟持し内部に１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネートを充填しガラス基板の周囲を紫外線硬化樹脂（日本化薬社製、ＫＡＹＡＲＡＤ−Ｒ３８１Ｉ）を用いて封止し、光学素子Ｇを作製した。

（光学素子の動作確認）
得られた光学素子Ｇは、２０℃においてはほぼ透明であったが、５０℃付近から内部のゲル粒子が膨潤し始め光学濃度が高くなり、１５０℃に加熱すると青色を呈し光の透過を大きく抑制し、優れた調光特性を有することが確認された。また、再び室温まで冷却すると初期の透明に変化し、可逆的であることが分かった。

実施例４において、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネートを用いたところを、１−ブチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート又はＮ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）に変更した以外は同様にして、光学素子Ｈ及び光学素子Ｉを作製した。
得られた、光学素子Ｈ及び光学素子Ｉの作動を、実施例４と同様の方法で確認したところ、優れた調光特性を有し、温度変化に対して可逆的であることが分かった。

（光学素子の調整）
直径５０μｍのガラスビーズを厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基板２枚で挟持し内部に光学材料Ｄを充填し周囲を紫外線硬化樹脂（日本化薬社製、ＫＡＹＡＲＡＤ−Ｒ３８１Ｉ）を用いて封止し、光学素子Ｊを作製した。

（光学素子の動作確認）
得られた光学素子Ｊは、可撓性を有した柔軟なフィルム状であった。２０℃においてはほぼ透明であったが、５０℃付近から内部のゲル粒子が膨潤し始め光学濃度が高くなり、１３０℃に加熱すると青色を呈し光の透過を大きく抑制し、優れた調光特性を有することが確認された。また、再び室温まで冷却すると初期の透明に変化し、可逆的であることが分かった。

＜比較例１＞
直径５０μｍのガラスビーズを厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基板２枚で挟持し内部にゲル分散液Ｂ（溶媒：水）を充填し周囲を紫外線硬化樹脂（日本化薬社製、ＫＡＹＡＲＡＤ−Ｒ３８１Ｉ）を用いて封止し、光学素子Ｘを作製した。
光学素子Ｘおよび実施例６の光学素子Ｊを８０℃の恒温室に保管し経時的にそれぞれ観察した。２日後には光学素子Ｘ中の溶媒は全て蒸発しゲルは乾固した。一方、光学素子Ｊには変化がなく、調光特性にも変化はなかった。１ヶ月後まで観察を続けたが光学素子Ｊの特性が劣化することはなかった。

本発明の光学素子の一態様を示す模式図である。 実施例１の結果であるゲル膨潤度の温度依存性を示す図である。 実施例２の結果であるゲル膨潤度の温度依存性を示す図である。 実施例３の結果であるゲル膨潤度の温度依存性を示す図である。

符号の説明

１，２ 基板
３ 封止部
４ イオン性液体
５ 高分子ゲル

Claims (2)

1. 少なくとも、調光用材料を含む高分子ゲルと、イオン性液体と、を含有し、
   前記高分子ゲルは、温度変化によって前記イオン性液体を吸収・放出する光学材料。
2. 少なくとも２枚の基板間に、請求項１に記載の光学材料を挟持してなることを特徴とする光学素子。

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