(57)【要約】【課題】  光の照射量を連続的に制御でき、かつ応答速度が実用的な光応答性、柔軟性、および軽量性を有するとともに複雑な構造体も形成可能であり無音で駆動する光駆動型アクチュエータ、その光駆動型アクチュエータを応用することで実現される受光素子、光ゲート素子、および光反射素子、さらにその光駆動型アクチュエータの使用方法を提供することを目的とする。【解決手段】  上記目的を達成する本発明の光駆動型アクチュエータは、光の刺激を受けて変形する高分子を備え、その高分子の変形をアクチュエータとして利用する光駆動型アクチュエータにおいて、光の刺激により構造変化を引き起こす光応答性基を含み、その光応答性基の構造変化に応じて変形する高分子層と、光を吸収又は反射する光不透過層とを有する。【選択図】        図１
2008019744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の刺激を受けて変形する高分子を備え、該高分子の変形をアクチュエータとして利用する光駆動型アクチュエータにおいて、
光の刺激により構造変化を引き起こす光応答性基を含み、該光応答性基の構造変化に応じて変形する高分子層と、
光を吸収又は反射する光不透過層とを有することを特徴とする光駆動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記光不透過層を挟むように設けられた第２の高分子層を備えたことを特徴とする請求項１記載の光駆動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記高分子層が、前記光不透過層を兼ねる請求項１又は２記載の光駆動型アクチュエータ。
【請求項４】
前記光不透過性層が、光を反射する光反射層であることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の光駆動型アクチュエータ。
【請求項５】
前記光不透過性層が、光を吸収する光吸収層であることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の光駆動型アクチュエータ。
【請求項６】
前記光応答性基が、アゾベンゼン基であることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の光駆動型アクチュエータ。
【請求項７】
前記光応答性基を有する高分子層が、該光応答性基を主鎖中に含む縮合系高分子であることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項記載の光駆動型アクチュエータ。
【請求項８】
前記高分子層が、ポリアクリル系高分子、ポリエステル系高分子、ポリアミド系高分子、ポリウレタン系高分子、およびポリカーボネート系高分子からなる群から選ばれる１つの高分子もしくは複数の高分子の組合せからなるものであることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか１項記載の光駆動型アクチュエータ。
【請求項９】
光を受光して光反応を引き起こす受光面と、
前記受光面を覆って配置された、光照射を受けて変形し該受光面を覆う面積を変化させる、請求項１記載の光駆動型アクチュエータとを備えたことを特徴とする受光素子。
【請求項１０】
請求項１記載の光駆動型アクチュエータと、
前記光駆動型アクチュエータを支持するとともに、該光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じて光の通過領域の面積が変化する光通路を有する枠体とを備えたことを特徴とする光ゲート素子。
【請求項１１】
請求項４記載の光駆動型アクチュエータと、
該光駆動型アクチュエータを支持する支持体とを備え、
前記光駆動型アクチュエータは、該光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じて該光を異なる向きに反射するものであることを特徴とする光反射素子。
【請求項１２】
請求項１記載の光駆動型アクチュエータに、該光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じて該光駆動型アクチュエータの脇を通過する通過面積が異なる広がりを持つ光束を照射することを特徴とする光駆動型アクチュエータの使用方法。
【請求項１３】
請求項４記載の光駆動型アクチュエータに、該光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じて異なる向きに反射する光束を照射することを特徴とする光駆動型アクチュエータの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の刺激を受けて変形する高分子を備え、該高分子の変形をアクチュエータとして利用する光駆動型アクチュエータ、その光駆動型アクチュエータを応用することで実現される受光素子、光ゲート素子、および光反射素子、さらにその光駆動型アクチュエータの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メカトロニクス分野において様々なアクチュエータの開発が進められ、特に高分子アクチュエータは、その柔軟性、軽量性、および駆動時に無音であることから多大な注目を集めている。その中で、光に応答して動作する光駆動型アクチュエータは、非接触でエネルギー供給が可能であり、駆動のための配線を必要とせず、電気配線から発生するようなノイズを回避できることなどから、特に、医療・介護分野や航空宇宙分野で用いられるマイクロマシンやロボットへの応用が期待されている。また、医療機器、産業用ロボット、パーソナルロボット、マイクロマシンなどの分野において、小型かつ軽量で柔軟性に富むアクチュエータの必要性が高まっている。
【０００３】
光により駆動する高分子材料としては、光応答性ゲルに関する研究が従来から活発に行われている。例えば、光イオン化するトリフェニルメタンのロイコ体を含むポリアクリルアミドゲルによる光変形（非特許文献１参照）や、ポリアクリルアミドゲルにＣＯ２赤外レーザー光を照射することによる屈曲動作（非特許文献２参照）が実現されている。前者の例は光によるイオン解離反応が起き、その結果としてゲル中の浸透圧が増大し膨潤したものであり、後者の例は赤外レーザー光照射によって発生する熱によるゲルの体積変化に基づく浸透圧変化によるものである。さらに、ポリアクリルアミドゲル以外にも光応答性基としてアゾベンゼン基をその主鎖に含むポリイミドゲル等も知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、このような光応答性ゲルは、その駆動原理が浸透圧変化に基づく水などの溶媒分子の取り込み・吐き出しによるため、溶媒が不可欠でドライな環境で使用できないという問題を有している。
【０００５】
ドライな環境で使用できる光駆動型アクチュエータとしては、液晶エラストマが報告されている。例えば、光応答性基としてアゾベンゼン基を側鎖に有する高分子を液晶配向状態で架橋した液晶エラストマが紫外光照射により伸縮挙動を示すことが報告されている（非特許文献３参照）。また、アゾベンゼン誘導体からなる重合性液晶組成物を光、あるいは熱により架橋したポリドメイン液晶エラストマが紫外光の偏光照射により自由な方向に屈曲作動できることが知られている（非特許文献４参照）。
【０００６】
ところで、近年、材料の分野において、ひとつの材料の中で組成や機能が連続的または段階的に変化している材料が注目されている。このような材料を一般に傾斜機能性材料と称している。傾斜機能性材料の製造方法としては、例えば、光を照射して樹脂を固める光硬化技術や光照射による化学反応を利用した光エッチング技術などを用いて、光の照射量を連続的に変化させて製造することが知られている。しかし、傾斜機能性材料の製造方法では、従来、光の照射量を連続的に変化させるために大掛かりな装置が使用されており、製造コストが増すという問題が生じる。したがって、低コストであって、光の照射量を容易にかつ連続的に制御する手法が求められている。また、光の照射量を連続的に変化させる受光素子の開発も期待されている。
【０００７】
また、近年、光エレクトロニクスなどの分野において、基板上に設けられた光導波路を用いて信号処理を光で直接行う光回路や基板上に設けられたＬＳＩ間を光信号でデータをやりとりする光配線が用いられるようになってきている。光回路や光配線などの技術開発において、光照射量もしくは光強度によって光の進行方向を変える光学素子や光の通過もしくは遮断の機能などを備えた光ゲート素子の開発が期待されている。
【非特許文献１】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ誌、第 １９巻、２４７６頁（１９８６年）
【非特許文献２】Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．誌、第 １０２巻、５５１頁（１９９５年）
【非特許文献３】Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．誌、第 ８７巻、１５５０１頁（２００１年）
【非特許文献４】Ｎａｔｕｒｅ誌、第 ４２５巻、１４５頁（２００３年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、光の照射量を連続的に制御でき、かつ応答速度が実用的な光応答性、柔軟性、および軽量性を有するとともに複雑な構造体も形成可能であり無音で駆動する光駆動型アクチュエータ、その光駆動型アクチュエータを応用することで実現される受光素子、光ゲート素子、および光反射素子、さらにその光駆動型アクチュエータの使用方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の光駆動型アクチュエータは、
光の刺激を受けて変形する高分子を備え、その高分子の変形をアクチュエータとして利用する光駆動型アクチュエータにおいて、
光の刺激により構造変化を引き起こす光応答性基を含み、その光応答性基の構造変化に応じて変形する高分子層と、
光を吸収又は反射する光不透過層とを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、「光応答性基」とは、光照射により光異性化反応、光二量化反応、および光分解反応の少なくとも１つを起こす基である。
【００１１】
本発明の光駆動型アクチュエータは、その光応答性基の構造変化に応じて変形する高分子層と、光を吸収又は反射する光不透過層とを有しているので、光を透過させずにその光応答性基の構造変化に応じて変形する。そして、本発明の光駆動型アクチュエータは、光を受けたときの変形量に応じて照射光を制御することができる。そのため、上述した機能性傾斜材料の製造において、光の照射量を連続的に変化させるために大掛かりな装置が不要となる。
【００１２】
また、本発明の光駆動型アクチュエータは、応答速度が実用的な光応答性、柔軟性、および軽量性を有するとともに複雑な構造体も形成可能であり無音で駆動する。
【００１３】
ここで、本発明の光駆動型アクチュエータが、上記光不透過層を挟むように設けられた第２の高分子層を備えることが好ましい。
【００１４】
上記高分子層と第２の高分子層とに光を照射することにより、屈曲の度合いがより細かく制御される。
【００１５】
ここで、上記高分子層が、上記光不透過層を兼ねることが好ましい。
【００１６】
上記高分子層が上記光不透過層を兼ねることにより、本発明の光駆動型アクチュエータは、光不透過性層を積層することなく、光を透過させずにその光応答性基の構造変化に応じて変形する。
【００１７】
ここで、上記光不透過性層が、光を反射する光反射層であることが好ましい。
【００１８】
上記光不透過性層が光を反射する光反射層である、本発明の光駆動型アクチュエータに光を照射した場合、上記高分子層は、光応答性基の構造変化に応じて変形し、上記光反射層は、上記高分子層とともに変形しつつ光を反射する。この場合、その光駆動型アクチュエータの変形に応じて光を反射する角度が変化するために光の光路を制御することができる。
【００１９】
ここで、上記光不透過性層が、光を吸収する光吸収層であることが好ましい。
【００２０】
上記光不透過性層が光を吸収する光吸収層である、本発明の光駆動型アクチュエータに光を照射した場合、光吸収層は光を透過させず、本発明の光駆動型アクチュエータはその光応答性基の構造変化に応じて変形する。そのため、本発明の光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じてその光駆動型アクチュエータの脇を通過する通過面積が異なる広がりを持つ光束を照射することにより、本発明の光駆動型アクチュエータは、通過する光の照射量を連続的に制御できる。
【００２１】
ここで、上記光応答性基が、アゾベンゼン基であることが好ましい。
【００２２】
アゾベンゼン基は、通常、熱力学的に安定なトランス体として存在しているが、紫外光をアゾベンゼン基に照射することでシス体となり、可視光をアゾベンゼン基に照射することで再びトランス体に戻る光応答性基である。したがって、光異性化基としてアゾベンゼン基を用いることで、光異性化反応を起こすことが容易となり、極めて高い光応答性が得られる。
【００２３】
ここで、上記光応答性基を有する高分子層が、その光応答性基を主鎖中に含む縮合系高分子であることが好ましい。
【００２４】
上記光応答性基を主鎖中に含ませることで上記縮合系ポリマーの物性を適切にコントロールすることができる。
【００２５】
ここで、上記高分子層が、ポリアクリル系高分子、ポリエステル系高分子、ポリアミド系高分子、ポリウレタン系高分子、およびポリカーボネート系高分子からなる群から選ばれる１つの高分子もしくは複数の高分子の組合せからなるものであることが好ましい。
【００２６】
本発明の光駆動型アクチュエータが容易にフイルム状に成形される。
【００２７】
ここで、上記目的を達成する本発明の受光素子は、
光を受光して光反応を引き起こす受光面と、
上記受光面を覆って配置された、光照射を受けて変形しその受光面を覆う面積を変化させる、請求項１記載の光駆動型アクチュエータとを備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１記載の光駆動型アクチュエータが光照射を受けて変形して上記受光面を覆う面積を変化させることにより、光の照射量を連続的に変化させる受光素子となる。
【００２９】
ここで、上記目的を達成する本発明の光ゲート素子は、
請求項１記載の光駆動型アクチュエータと、
上記光駆動型アクチュエータを支持するとともに、その光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じて光の通過領域の面積が変化する光通路を有する枠体とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
本発明の光ゲート素子は、光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じて、光を通過もしくは遮断することが容易にできる。
【００３１】
ここで、上記目的を達成する本発明の光反射素子は、
請求項４記載の光駆動型アクチュエータと、
その光駆動型アクチュエータを支持する支持体とを備え、
上記光駆動型アクチュエータは、その光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じてその光を異なる向きに反射するものであることを特徴とする。
【００３２】
本発明の光反射素子に光照射した場合、光駆動型アクチュエータの変形に応じて光を反射する角度が変化するために光の光路が変更される。本発明の光反射素子は、光の光路を容易に連続的に変更させることができる。
【００３３】
ここで、上記目的を達成する本発明の光駆動型アクチュエータの第１の使用方法は、請求項１記載の光駆動型アクチュエータに、その光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じてその光駆動型アクチュエータの脇を通過する通過面積が異なる広がりを持つ光束を照射することを特徴とする。
【００３４】
本発明の光駆動型アクチュエータの第１の使用方法によれば、低コストであって、容易にかつ連続的に光の照射量を制御できる。
【００３５】
ここで、上記目的を達成する本発明の光駆動型アクチュエータの第２の使用方法は、請求項４記載の光駆動型アクチュエータに、その光駆動型アクチュエータが光を受けたときの変形量に応じて異なる向きに反射する光束を照射することを特徴とする。
【００３６】
本発明の光駆動型アクチュエータの第２の使用方法によれば、例えば、上記光反射素子において、光の光路を容易に連続的に変更させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、光の照射量を連続的に制御でき、かつ応答速度が実用的な光応答性、柔軟性、および軽量性を有するとともに複雑な構造体も形成可能であり無音で駆動する光駆動型アクチュエータ、その光駆動型アクチュエータを応用することで実現される受光素子、光ゲート素子、および光反射素子、さらにその光駆動型アクチュエータの使用方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に本発明の光駆動型アクチュエータについて詳しく説明する。
【００３９】
本発明の光駆動型アクチュエータは、光応答性基を含む高分子層と光不透過層とを有することを特徴とするものである。この光不透過層は、後述するように光吸収層あるいは光反射層であることが好ましい。
【００４０】
ここで、光応答性基を含む高分子層は、光吸収層あるいは光反射層上に形成されていてもよく、光応答性基を含む高分子層が、光吸収層あるいは光反射層を兼ねていてもよい。
【００４１】
なお、光応答性基を含む高分子層と光不透過層とを個別の層とした場合、屈曲等のアクチュエータの変化に寄与する光応答性基の割合が高くなる。
【００４２】
次に、本発明の光駆動型アクチュエータに関し、その構成の一例を図に従って説明する。
【００４３】
図１は、光駆動型アクチュエータの第１例を示す模式図である。
【００４４】
この第１例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第１実施形態の光駆動型アクチュエータ１である。
【００４５】
図１に示すように、この光駆動型アクチュエータ１は、光を吸収する光吸収層１２上に高分子層１１が積層されたものである。
【００４６】
この高分子層１１は、光の刺激により構造変化を引き起こす光応答性基を含む、その光応答性基の構造変化に応じて変形するものである。
【００４７】
図２は、光駆動型アクチュエータの第２例を示す模式図である。
【００４８】
この第２例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第２実施形態の光駆動型アクチュエータ２である。
【００４９】
図２に示すように、光駆動型アクチュエータ２は、光を反射する光反射層１３上に高分子層１１が積層されたものである。
【００５０】
図３は、光駆動型アクチュエータの第３例を示す模式図である。
【００５１】
この第３例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第３実施形態の光駆動型アクチュエータ３である。
【００５２】
図４は、光駆動型アクチュエータの第４例を示す模式図である。
【００５３】
この第４例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第４実施形態の光駆動型アクチュエータ４である。
【００５４】
図３に示すように、この光駆動型アクチュエータ３は、光吸収層１２が第１の高分子層１１および第２の高分子層１１に挟まれた構造になっている。また、図４に示すように、光駆動型アクチュエータ４も、光反射層１３が第１の高分子層１１および第２の高分子層１１に高分子層１１に挟まれた構造になっている。
【００５５】
本発明の光駆動型アクチュエータは、図１、図２に示すように、光吸収層１２あるいは光反射層１３の上面にのみ配置されていてもよく、図３、図４に示すように、光吸収層１２、あるいは光反射層１３の両面に配置されていてもよい。両面に配置することにより、光駆動型アクチュエータの両面への変化が可能となる。
【００５６】
図５は、光駆動型アクチュエータの第５例を示す模式図である。
【００５７】
この第５例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第５実施形態の光駆動型アクチュエータ５である。
【００５８】
この第５例の光駆動型アクチュエータ５は、光駆動型アクチュエータを支持する支持層１４の上に本発明の光駆動型アクチュエータが積層されたものである。支持層１４の詳細については後述する。
【００５９】
図６は、光駆動型アクチュエータの第６例を示す模式図である。
【００６０】
この第６例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第６実施形態の光駆動型アクチュエータ６である。
【００６１】
この第６例の光駆動型アクチュエータ６は、本発明の光駆動型アクチュエータの高分子層と光不透過性層の間に高分子層の配向を制御するための配向層１５を設けたものである。
【００６２】
なお、図６では、光不透過性層として光吸収層１２が採用されているが、光反射層１３であってもよい。
【００６３】
図７は、光駆動型アクチュエータの第７例を示す模式図である。
【００６４】
この第７例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第７実施形態の光駆動型アクチュエータ７である。
【００６５】
この第７例の光駆動型アクチュエータ７は、本発明の光駆動型アクチュエータの高分子層と光不透過性層との間に層間密着性を高めるための粘着層１６を設けたものである。
【００６６】
なお、図７では、光不透過性層として光吸収層１２が採用されているが、光反射層１３であってもよい。
【００６７】
図８は、光駆動型アクチュエータの第８例を示す模式図である。
【００６８】
この第８例は、本発明の光駆動型アクチュエータにおける第８実施形態の光駆動型アクチュエータ８である。
【００６９】
この光駆動型アクチュエータ８は、光の刺激により構造変化を引き起こす光応答性基を含み、かつ、光を吸収又は反射する高分子層を有している。
【００７０】
この光駆動型アクチュエータ８は、光駆動型アクチュエータ１のように光不透過性層を積層することなく、光を透過させずにその光応答性基の構造変化に応じて変形することができる。
【００７１】
以下、本発明の光駆動型アクチュエータにおいて、光応答性基を含む高分子層、光吸収層、および光反射層について、詳細に説明する。
【００７２】
本発明に用いる光吸収層は、光の透過率が２０％以下のものが好ましく、１０％以下のものがさらに好ましく、５％以下のものが特に好ましい。具体的には、金属薄膜、顔料等を分散、あるいは染料等で着色させてなる樹脂、あるいは顔料、および染料の塗布膜等を用いることができる。金属薄膜を形成する金属としては、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、アルミニウム、クロム等が好ましく、アルミニウム、クロムが特に好ましい。金属薄膜の膜厚に関しては、１００ｎｍ〜２μｍの膜であることが好ましく、２００ｎｍ〜１μｍの膜であることがさらに好ましい。顔料を分散させてなる樹脂を形成する顔料としては、黒色顔料、茶、青、紫、黄、赤、橙および緑のうちの２種類以上の色の異なる着色顔料、あるいはカーボンブラック等を好ましく用いることができる。樹脂の厚さに関しては、３００ｎｍ〜３ｍｍであることが好ましく、１μｍ〜５００μｍの厚さであることがさらに好ましい。その形成法に関しては、顔料を混練等により樹脂に分散させても良く、感光性高分子、あるいはモノマーに樹脂を分散させた後、硬化してもよい。染料等で着色させてなる高分子樹脂に用いる染料としては、黒色染料、茶、青、紫、黄、赤、橙および緑のうちの２種類以上の色の異なる着色染料等を好ましく用いることができ、形成する高分子樹脂の厚さに関しては、前記顔料を分散させてなる高分子樹脂と同様である。さらに、顔料、および染料の塗布膜に関しては、前記の樹脂に用いた顔料、および染料を好ましい例として用いることができ、溶液等に分散、あるいは溶解した塗布液を塗布することにより膜を形成させることができる。塗布膜の膜厚は、１００ｎｍ〜５００μｍであることが好ましく、１μｍ〜５０μｍの厚さであることがさらに好ましい。
【００７３】
本発明に用いる光反射層には通常、反射率の高いアルミニウム、金、銀、銅、ニッケル等の金属薄膜が用いられ、アルミニウム、金、銀の金属薄膜が特に好ましい。金属薄膜の膜厚に関しては、前述の光吸収層の場合と同様である。
【００７４】
本発明に用いられる支持層に関しては、必要に応じて種々の支持層を用いることができるが、フレキシブル性を有することが好ましい。具体的には種々の高分子フイルムやエラストマを用いることができる。高分子フイルムとしては、セルローストリアセテートなどのセルロース系高分子フイルム、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルフイルム、ポリエチレンなどのポリオレフィンフイルム、ゼオノア、アートンなどのシクロオレフェイン系フイルムなどを好適な例として挙げることができる。これらの高分子フイルムは単一高分子でも共重合高分子でもよい。エラストマとしては、天然ゴム、未加硫ゴム、加硫ゴム、クロロプレン、シリコン系、ウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリアクリル系、ポリオレフィン系、含ハロゲンポリオレフィン系、ポリスチレン系、フッ素系、クロロスルフォン化ポリエチレン系、エチレン／プロピレン共重合系、などのエラストマが好ましい。中でも、天然ゴム、ポリアクリル系エラストマ、およびシリコン系エラストマが特に好ましい。
【００７５】
光応答性基を含む高分子層に関しては、光応答性基を主鎖、側鎖、および／あるいは架橋鎖に有する高分子により形成されるが、製造コスト面および延伸での配向の容易性から、光応答性基を主鎖に有する高分子を好適に使用することができる。高分子としては、縮合系ポリマーが好ましい。本発明において、縮合系ポリマーとは、縮重合、あるいは重付加によって合成可能な高分子を指す。具体的には、ポリアクリル系高分子、ポリアミド系高分子、ポリウレタン系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリエステル系高分子、ポリオレフィン系高分子、シリコン系高分子等が挙げられる。中でもポリアクリル系高分子、ポリアミド系高分子、ポリウレタン系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリエステル系高分子が好ましい例として挙げられ、ポリアクリル系高分子、ポリエステル系高分子が特に好ましい。
【００７６】
上記光応答性基とは、上述した通り、光照射により光異性化反応、光二量化反応、および光分解反応の少なくとも１つを起こす基である。この光応答性基には、可逆性の観点より、光照射により光異性化反応を起こす基が特に好ましい。具体的には、このような光応答性基としてアゾベンゼン基を特に好ましい例として挙げることができる。
【００７７】
以下に具体例を挙げる。但し、本発明の範囲はこれらのみに限定されるものではない。
【００７８】
【化１】
2008019744.tif 000003
【００７９】
ここで、共重合体Ｐ１は、重量平均分子量＝１１５００、数平均分子量＝６４００であり、共重合体Ｐ２は、重量平均分子量＝１０５００、数平均分子量＝５７００である。また、共重合体Ｐ１における光応答性基を含むモノマーの比は、ｍ：ｎ＝８：２であり、共重合体Ｐ２における光応答性基を含むモノマーの比は、ｍ：ｎ＝９：１である。
【００８０】
Ｐ−１〜Ｐ−４において、重量平均分子量は、好ましくは１０００〜１００００００、より好ましくは５０００〜３０００００、最も好ましくは５０００〜１５００００であり、モノマーの比（ｍ：ｎ）は、好ましくは９９．９：０．１〜０．１：９９．９、より好ましくは９９：１〜１：９９、最も好ましくは９７：３〜４０：６０である。
【００８１】
【化２】
2008019744.tif 000004
【００８２】
ここで、共重合体Ｐ３は、重量平均分子量＝９４００、数平均分子量＝４８００であり、共重合体Ｐ４は、重量平均分子量＝８７００、数平均分子量＝４３００である。また、共重合体Ｐ３における光応答性基を含むモノマーの比は、ｍ：ｎ＝８：２であり、共重合体Ｐ４における光応答性基を含むモノマーの比は、ｍ：ｎ＝７：３である。
【００８３】
【化３】
2008019744.tif 000005
【００８４】
ここで、共重合体Ｐ５は、重量平均分子量＝１８５００、数平均分子量＝１２２００であり、共重合体Ｐ６は、重量平均分子量＝１３５００、数平均分子量＝９７００である。また、共重合体Ｐ５における光応答性基を含むモノマーの比は、ｍ：ｎ：ｌ＝７：２：１であり、共重合体Ｐ６における光応答性基を含むモノマーの比は、ｍ：ｎ：ｌ＝４：３：３である。
【００８５】
【化４】
2008019744.tif 000006
【００８６】
ここで、共重合体Ｐ７は、重量平均分子量＝７７００、数平均分子量＝４１００である。また、共重合体Ｐ７における光応答性基を含むモノマーの比は、ｍ：ｎ：ｌ＝４：３：３である。
【００８７】
【化５】
2008019744.tif 000007
【００８８】
【化６】
2008019744.tif 000008
【００８９】
ここで、共重合体Ｐ８は、重量平均分子量＝８２３００、数平均分子量＝３０１００であり、共重合体Ｐ９は、重量平均分子量＝７１４００、数平均分子量＝２０４００である。
【００９０】
また、光応答性基を含む高分子層は、光応答性基を有する重合性分子を光吸収層、あるいは光反射層上に塗布し、その重合性分子を重合することにより形成することもできる。以下に光応答性基を有する重合性分子の具体例を挙げる。但し、本発明の範囲はこれらのみに限定されるものではない。
【００９１】
【化７】
2008019744.tif 000009
【００９２】
【化８】
2008019744.tif 000010
【００９３】
これらの光重合性分子は、種々の単官能性モノマーと併用して用いることもできる。以下に、単官能性モノマーの例を示すが、本発明の範囲はこれらのみに限定されるものではない。
【００９４】
【化９】
2008019744.tif 000011
【００９５】
【化１０】
2008019744.tif 000012
【００９６】
光応答性基は、高分子層中で配向していてもしていなくてもよく、いずれを選択するかは光駆動型アクチュエータの利用形態によって異なる。例えば、ある一方向にのみ選択的に屈曲、あるいは伸縮する材料が必要なときは光応答性基が高分子層中で一軸に配列していることが好ましい。また、自在な方向に屈曲、あるいは伸縮する材料が必要なときは、光応答性基が高分子層中で配向していない方が好ましい。
【００９７】
光吸収層あるいは光反射層と高分子層との間に配向層を配置する場合、配向層には例えば一般に液晶分野で用いられるような周知の配向膜を採用することができる。具体的な例としては、ラビング配向処理されたポリイミドやポリビニルアルコールなどの配向膜や光配向処理されたアゾベンゼン誘導体、桂皮酸誘導体、あるいはクマリン誘導体などを採用することができる。
【００９８】
光吸収層あるいは光反射層と高分子層との間に粘着層を配置する場合、その粘着層には、周知の粘着剤を用いることができる。具体的な例としては、例えば、ゴム系、アクリル系、シリコン系、ビニルエーテル系などの粘着剤が挙げられる。粘着剤には、目的に応じた粘着特性の付与などの点から合成重合体が好ましく、特に用いる光吸収層、あるいは光反射層に近い化学、あるいは力学特性を有するものが好ましい。
【００９９】
以下に、本発明の光駆動型アクチュエータの製造方法について詳しく説明する。
【０１００】
本発明の光駆動型アクチュエータは、例えば、上記記光応答性縮合系ポリマーを含む組成物から以下の方法で成形することができる。フイルム状に成形する手段としては、溶液状態より製膜する方法或いは溶融状態より製膜する方法を挙げることができる。
【０１０１】
溶液状態より製膜する方法としては、例えば、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、印刷コーティング法等が用いることができる。
【０１０２】
溶液状態より製膜する方法に用いられる塗布液の溶剤には、上記光応答性縮合系ポリマーを含む組成物を溶解、あるいは分散できる公知の溶剤を用いることができる。その溶剤の具体例としては、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン系溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤が挙げられ、クロロホルム、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルアセトアミドが好ましく、クロロホルム、メチルエチルケトン、ジメチルアセトアミドが特に好ましい。また、これらの溶剤を組み合わせて用いてもよい。
【０１０３】
溶液状態より製膜する方法に用いられる基材としては、特に限定しないが、塗布溶剤によって膨潤あるいは溶解しないものが好ましい。また、塗布物の乾燥には公知の乾燥法を用いることができる。具体的には、室温乾燥、加温乾燥、送風乾燥、減圧乾燥が挙げられ、また、これらを組み合わせてもよい。
【０１０４】
乾燥後の塗布物は、基材から剥離し、光吸収層あるいは光反射層の上に転写する。このとき、光吸収層あるいは光反射層表面には、粘着層を有していることが好ましい。もしくは、基材そのものを光吸収層あるいは光反射層を有する支持層とし、光駆動型アクチュエータとして供することもできる。さらに、得られた塗布物に塗布あるいは蒸着等により、光吸収層あるいは光反射層を配し、光駆動型アクチュエータとして供することもできる。
【０１０５】
溶融状態より製膜する方法としては、熱溶融プレス法あるいは溶融押出し法などを用いることができる。このうち、熱溶融プレス法としては、平板プレス、真空プレス等のバッチ法や連続ロールプレス法等の連続法が挙げられる。第１の工程として、光異性化基を主鎖中に有する縮合系ポリマーを含む組成物をフイルム状に成形する。本発明の光駆動型アクチュエータは、フイルム状に成形した後あるいは成形する際、応力下で一軸、あるいは二軸に延伸を施すことが好ましい。そこで、続いて、第２の工程として、そのフイルム状に成形された、光異性化基を主鎖中に有する縮合系ポリマーを含む組成物を延伸する。延伸には、加熱延伸法、調湿延伸法、あるいは調湿下における加熱延伸法等を用いることができるが、加熱延伸法、あるいは調湿下における加熱延伸法が好ましい。延伸率は１．０１から１０が好ましく、１．１から５がさらに好ましい。
【０１０６】
以上の方法より得られたフイルムを光吸収層あるいは光反射層上に転写する。このとき、光吸収層あるいは光反射層表面には、粘着層を有していることが好ましい。もしくは、以上の方法により得られたフイルムに塗布あるいは蒸着等により、光吸収層あるいは光反射層を配し、光駆動型アクチュエータとして供することもできる。以上をもって、本発明の光駆動型アクチュエータの一形態を製造することができる。
【０１０７】
本発明の光駆動型アクチュエータは、最初に光吸収層、あるいは光反射層上に光応答性基を有する重合性分子の塗布液を調液し、その塗布液を塗布し、その重合性分子を重合することによっても製造することができる。
【０１０８】
光吸収層あるいは光反射層、および光応答性基とを有する重合性分子に関しては上記の説明のとおりである。塗布液の溶剤には、その光応答性基を有する重合性分子を溶解、あるいは分散できる公知の溶剤を用いることができる。その溶剤の具体例としては、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン系溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤、ピリジン、トルエン、フェノール等の芳香族系溶剤が挙げられ、クロロホルム、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ジメチルアセトアミドが好ましく、クロロホルム、メチルエチルケトン、ジメチルアセトアミド、ピリジン、フェノールが特に好ましい。また、これらの溶剤を組み合わせて用いてもよい。
【０１０９】
塗布液には必要に応じて、重合開始剤、重合禁止剤、光増感剤、架橋剤、塗布助剤などの添加剤を添加してもよい。重合開始剤に関しては、用いる光応答性基を有する重合性分子と重合方法に応じて公知の重合開始剤を適宜選択できる。具体的には、アゾ系重合開始剤、カチオン系光重合開始剤、ラジカル系光重合開始剤等を採用することができる。重合禁止剤としては、例えば公知のハイドロキノン系重合禁止剤等を用いることができる。光増感剤はとしては、光重合開始剤と併用するために用いられ、用いる光重合開始剤と用いる光の波長に応じて適宜選択できる。具体的な例としてはイルガキュア９０７（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製）と併用されるジエチルチオキサントン、もしくはイソプロピルチオキサントンなどを挙げることができる。架橋剤としては、架橋膜の構造を固定するために用いられる。具体的には、重合性基を複数持つ化合物であり、用いる重合性分子に応じて適宜選択できる。具体的には、アクリレートの例として、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを挙げることができる。塗布助剤に関しては、例えば、塗布性の向上のために公知の界面活性剤や高粘剤などを用いることができる。
【０１１０】
上記溶剤の添加量は、塗布性を損なわない範囲で最適値が決められるが、上記高分子の濃度が塗布溶剤中で１〜７５％の範囲であることが好ましく、５〜５０％の範囲であることが特に好ましい。塗布、乾燥の方法に関しては上述した内容と同様である。
【０１１１】
続いて、上記重合性分子を重合し、光応答性基を含む高分子層を光吸収層、あるいは光反射層上に形成する。重合反応には、熱あるいは電磁波による公知の種々の重合法が採用できるが、アゾ系重合開始剤、あるいは光重合開始剤を用いるラジカル重合が特に好ましい。紫外光による光重合の場合、光源としては、公知のものを制限なしで用いることができるが、用いられる光重合開始剤に適切な光源が好ましい。光源の波長としては、用いる光応答性基の種類と用いる光重合開始剤に依存するが、２２０ｎｍ〜７４０ｎｍである。光応答性基としてアゾベンゼン基を採用する場合、具体的には４５０ｎｍより長波の光源が好ましく、光応答性基としてアゾベンゼン基を採用する場合、具体的には５００ｎｍより長波の光源が好ましい。中でも、波長５２０ｎｍ〜６００ｎｍが好適に用いられる。その架橋体の形態、形状、及び厚み等は、特に限定されず、その架橋体を有する光学要素の部位に応じて種々の形態、形状及び厚みとすることができる。また、重合反応は窒素雰囲気下で行うことが好ましい。以上をもって、本発明の光駆動型アクチュエータの一形態を製造することができる。
【０１１２】
さらに、上記の方法において、光吸収層あるいは光反射層の代わりに支持層を用い、他は前記の方法と同様にして高分子膜を作成する。そして、得られた高分子膜上に塗布あるいは蒸着等により、光吸収層あるいは光反射層を配し、光駆動型アクチュエータとして供することもできる。また、得られた高分子膜を剥離し、光吸収層あるいは光反射層に転写して用いることも可能である。このとき、光吸収層あるいは光反射層上には、粘着層を有していることが好ましい。
【０１１３】
高分子層が、光不透過層を兼ねる形態の例としては、例えば、複数の異なる吸収波長を有する光応答性基から構成されてなる高分子から形成される高分子層を用いることができる。このとき、複数の異なる吸収波長を有する光応答性基としては前記アゾベンゼンをはじめ、種々のアゾ基を有する色素基が採用できる。
【０１１４】
次に、本発明の受光素子について説明する。
【０１１５】
図９は、本発明の受光素子の一例を示す模式図である。
【０１１６】
図９（ａ）に示すように、この受光素子２０は、光駆動型アクチュエータ１と光を受光して光反応を引き起こす受光面２０１を有する基盤２１とで構成されている。この場合、本発明の受光素子の第１実施形態である受光素子となる。また、光駆動型アクチュエータ１を光駆動型アクチュエータ８に替えると、本発明の受光素子の第２実施形態である受光素子となる。
【０１１７】
この受光面２０１は、フォトポリマが塗布されている。
【０１１８】
なお、フォトポリマを受光面２０１に塗布した基盤に限られず、例えば、各種レジストを受光面２０１に塗布した基盤であってもよい。
【０１１９】
本発明の受光素子の第１実施形態である受光素子について説明する。
【０１２０】
光駆動型アクチュエータ１は、上述した通り、適切な波長の光を適切な強度で照射することにより、光の照射方向に屈曲するという性質を有している。光駆動型アクチュエータ１は、吸収層を有している。
【０１２１】
次に、この受光素子２０に光照射した場合について述べる。
【０１２２】
先ず、図９（ａ）に示すように光３０を光駆動型アクチュエータ１に向けて照射する。
【０１２３】
この光は、光駆動型アクチュエータ１が光を受けたときの変形量に応じて光駆動型アクチュエータ１の脇を通過する通過面積が異なる広がりを持つ光束である。
【０１２４】
光の照射開始時には、光駆動型アクチュエータは水平な形態を保っており、光は吸収される（図９（ａ））。
【０１２５】
次に、光の照射に伴って光駆動型アクチュエータが屈曲するに従い、受光素子２０は、受光面２０１を覆う面積を変化させる。その結果、受光面２０１の一方の端より光が到達するようになり、屈曲の度合いが大きくなるのにしたがって光の到達する場所が増加していく（図９（ｂ）、（ｃ））。この屈曲動作は、光の照射により連続的に起こるため、光駆動型アクチュエータ１を用いることにより、光の照射量を連続的に変化させる受光素子を作ることができる。また、この受光素子は、傾斜機能性材料の製造装置などに利用できる。
【０１２６】
以上より、受光素子２０の構成要素である光駆動型アクチュエータ１に、光駆動型アクチュエータ１が光を受けたときの変形量に応じて光駆動型アクチュエータ１の脇を通過する通過面積が異なる広がりを持つ光束を照射することで、好適な光駆動型アクチュエータの使用方法となる。
【０１２７】
なお、本発明の受光素子の第２実施形態である受光素子については、光駆動型アクチュエータ１を光駆動型アクチュエータ８に置き換えることにより実現される。効果は、第１実施形態である受光素子と同様であるので説明は省略する。
【０１２８】
次に、本発明の光反射素子について説明する。
【０１２９】
図１０は、本発明の光反射素子の一例を示す模式図である。
【０１３０】
本発明の光反射素子の第１実施形態である光反射素子４０は、光駆動型アクチュエータ２とその光駆動型アクチュエータ２を支持する支持体２２とからなるものである。また、光駆動型アクチュエータ２を光駆動型アクチュエータ８に替えることにより、本発明の光反射素子の第２実施形態である光反射素子となる。
【０１３１】
本発明の光反射素子は、第１実施形態の光反射素子を用いても、第２実施形態の光反射素子を用いても同様の効果を奏するので、ここでは、第１実施形態の光反射素子を用いて説明する。
【０１３２】
先ず、図１０（ａ）に示すように光３０を第１実施形態の光反射素子４０の光駆動型アクチュエータ２に向けて照射する。
【０１３３】
光の照射開始時には、光駆動型アクチュエータ２は水平な形態を保っており、光の入射角度および反射角度は同じである。
【０１３４】
次に、光の照射に伴って光駆動型アクチュエータ２が屈曲するに従い、光駆動型アクチュエータ２は、光駆動型アクチュエータ２が光を受けたときの変形量に応じて光３０を異なる向きに反射する（図１０（ｂ）、（ｃ））。
【０１３５】
以上より、この光反射素子４０は、光回路や光配線などの光学素子として利用することができる。
【０１３６】
また、図１０に示した光駆動型アクチュエータ２に、光駆動型アクチュエータ２が光を受けたときの変形量に応じて異なる向きに反射する光束を光駆動型アクチュエータ２に照射することで、好適な光駆動型アクチュエータの使用方法となる。
【０１３７】
次に、本発明の光ゲート素子について説明する。
【０１３８】
図１１は、本発明の光ゲート素子の一例を示す模式図である。
【０１３９】
図１１に示した本発明の光ゲート素子は、本発明の光ゲート素子の第１実施形態の光ゲート素子である。
【０１４０】
この第１実施形態の光ゲート素子５０は、光駆動型アクチュエータ１と、光駆動型アクチュエータ１を支持するとともに、その光駆動型アクチュエータ１が光を受けたときの変形量に応じて光の通過領域の面積が変化する光通路を有する枠体２３ａ、２３ｂとを備えたことを特徴とするものである。
【０１４１】
第１実施形態の光ゲート素子は、光駆動型アクチュエータ１を採用しており、第２実施形態の光ゲート素子は、光駆動型アクチュエータ８を採用している。
【０１４２】
本発明の光ゲート素子は、第１実施形態の光ゲート素子を用いても、第２実施形態の光ゲート素子を用いても同様の効果を奏するので、ここでは、第１実施形態の光ゲート素子５０を用いて説明する。
【０１４３】
まず、図１１（ａ）に示すように、光ゲート素子５０に光を照射する。
【０１４４】
この光は、光駆動型アクチュエータ１が光を受けたときの変形量に応じて光駆動型アクチュエータ１の脇を通過する通過面積が異なる広がりを持つ光束である。
【０１４５】
光の照射開始時には、光駆動型アクチュエータ１は水平な形態を保っており、光は吸収されてしまう。
【０１４６】
次に、光の照射に伴って光駆動型アクチュエータ１が屈曲するに従い、図１１（ｂ）に示すように、光を通過させる。
【０１４７】
こうすることで、光ゲート素子５０は、光の通過もしくは遮断を制御することができる。
【０１４８】
以上より、図１１に示した光駆動型アクチュエータ１に、光駆動型アクチュエータ１が光を受けたときの変形量に応じて光駆動型アクチュエータ１の脇を通過する通過面積が異なる広がりを持つ光束を照射することで、好適な光駆動型アクチュエータの使用方法となる。
【０１４９】
次に以下の実施例を用いて、本発明の光駆動型アクチュエータの効果を確認する。
【実施例】
【０１５０】
以下の実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
（実施例１）
（光応答性縮合系ポリマーＰ−１２の合成）
【０１５１】
【化１１】
2008019744.tif 000013
【０１５２】
３７重量％塩酸水溶液２２ｍｌに水９０ｍｌを加えた水溶液に、Ｍ−１（１０．９１ｇ、０．１００ｍｏｌ）を加え、５℃以下に冷却した。これに、亜硝酸ナトリウム７．５９ｇを水２２ｍｌに溶解させた水溶液を滴下により加えた（内温は５℃以下）。３０分間、内温５℃〜１０℃にて攪拌した。得られた溶液を、Ｍ−２（１５．０２ｇ、０．１００ｍｏｌ）の水酸化ナトリウム水溶液（水酸化ナトリウム：１６．１２ｇ、水：９０ｍｌ）に内温を５℃以下に保ちながら、滴下により加え、３０分間攪拌した。得られた反応物を１Ｎ  塩酸水溶液（１．５Ｌ）に加え、生成した沈殿をろ取し、重曹水溶液および水で洗浄した。乾燥後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶媒：へキサン／酢酸エチル（３／１(ｖ/ｖ)））により精製し、Ｍ−３（２０．６７ｇ、７６．５ｍｍｏｌ）を得た。
【０１５３】
Ｍ−３（２．７０３ｇ、１０ｍｍｏｌ）を水酸化ナトリウム水溶液（水酸化ナトリウム：０．８１ｇ、水：１００ｍｌ）に溶解させ、これにテトラｎ−ブチルアンモニウムクロリド（１．６０ｇ、５．７６ｍｍｏｌ）を加えた。溶液を激しく攪拌しながら、Ｍ−４（２．１１１ｇ、１０ｍｍｏｌ）を1,２−ジクロロエタン（３０ｍｌ）に溶解させた溶液を３０分間にわたって滴下により加え、さらに３０分間激しく攪拌した。得られた反応物に塩化メチレン２０ｍｌを加え、有機層を分離した後、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。溶媒をある程度留去して濃縮させ、メタノールに加えて、再沈殿させた。得られた沈殿をろ別、乾燥させてＰ−４（３．５ｇ）を得た。重量平均分子量をＴＳＫ  Ｇｅｌ  ＧＭＨｘＬ、ＴＳＫ  Ｇｅｌ  Ｇ４０００  ＨｘＬ、ＴＳＫ  Ｇｅｌ  Ｇ２０００  ＨｘＬ  （いずれも東ソー（株）の商品名）のカラムを使用したＧＰＣ分析装置により、溶媒ＴＨＦ、示差屈折計検出によるポリスチレン換算で測定した結果、７７０００であった。
【０１５４】
上記の構造を有するアゾベンゼン基含有高分子Ｐ−１２（１００ｍｇ）をクロロホルム（５０μＬ）に溶解し、塗布液を調液した。次に、塗布液をミクロフィルター（ＤＩＳＭＩＣ−１３  ＰＴＦＥ  ０．４５ΜＭ：ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製）にて濾過し、光吸収層としてカーボンブラックが分散された黒色樹脂層を有するセルローストリアセテートフイルム（厚さ４０μｍ）上に塗布し、室温で１時間乾燥、光駆動型アクチュエータを作成した。
【０１５５】
続いて、得られた光駆動型アクチュエータに紫外線照射器（ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、ＨＯＹＡ  ＣＡＮＤＥＯ  ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製）より出射される紫外光を偏光板を介し、５０ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の強度で室温にて照射した。その結果、５秒間で水平形態が屈曲形態に変化し、光により駆動すること、光の照射量を連続的に変化させる素子に応用できることを確認した。
（実施例２）
実施例１で用いたアゾベンゼン基含有高分子Ｐ−１２（０．５ｇ）をプレス機（ＭＩＮＩ  ＴＥＳＴ  ＰＲＥＳＳ−１０  ＴＯＹＯＳＥＩＫＩ社製）を用いて１６０℃、５ＭＰａにて熱溶融プレスさせることにより、フイルム状に成形した。次に、熱プレスにより得られたフイルムを６０℃にて、延伸率２．０で一軸延伸することにより延伸フイルム（膜厚６０μｍ、大きさ１．０ｃｍ×２．０ｃｍ）を作成した。得られた延伸フイルムに光吸収層兼光反射層としてアルミニウムを蒸着し、光駆動型アクチュエータを作成した。
【０１５６】
得られたアクチュエータに紫外線照射器（ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、ＨＯＹＡ  ＣＡＮＤＥＯ  ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製）より出射される紫外光を１００ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の強度で室温にて照射し、実施例１と同様に、水平形態が屈曲形態に変化し、光により駆動すること、光の照射量を連続的に変化させる素子に応用できることを確認した。
【０１５７】
ここで、市販のＵＶラベルＨ（内外コーポレーション製）の上に実施例２で作成した光駆動型アクチュエーターを配置し、上方より紫外線照射器（ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、ＨＯＹＡ  ＣＡＮＤＥＯ  ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製）より出射される紫外光を１００ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の強度で室温にて１５秒間照射した。
【０１５８】
図１２は、色変化が始まるところからの場所による照射量を示す図である。
【０１５９】
図１２に示した結果より、色変化が連続的に変化し、光の照射量を連続的に変化していることを確認した。また、色変化がはじまるところからの場所による照射量を色度により判断した。したがって、光の照射量が連続的に変化していることを確認することができた。
（実施例３）
ポリイミド液晶配向膜（ＳＥ−１５０）を塗布し、ラビング処理した一対のガラス基板を４０μの両面テープをスペーサーとして作成したセル中に、下記組成物を注入し、１５０℃で一時間加熱して分子配向させた厚さ３０μｍの架橋膜を作成した。次に得られた架橋膜を剥離し、光吸収層兼光反射層としてアルミニウムを蒸着し、光駆動型アクチュエータを作成した。
【０１６０】
得られたアクチュエータに紫外線照射器（ＥＸＥＣＵＲＥ３０００、ＨＯＹＡ  ＣＡＮＤＥＯ  ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製）より出射される紫外光を１００ｍＷ／ｃｍ２（３６５ｎｍ）の強度で室温にて照射し、実施例１と同様に、水平形態が屈曲形態に変化し、光により駆動すること、光の照射量を連続的に変化させる素子に応用できることを確認した。
モノマー組成
架橋剤Ｃ−１                                                  １０重量部
単官能モノマーＭＡ−１２                                      ９０重量部
アゾ系重合開始剤  Ｖ−４０                                      ２重量部
（和光純薬製）
【０１６１】
【化１２】
2008019744.tif 000014
【０１６２】
【化１３】
2008019744.tif 000015
【０１６３】
以上より、本発明によれば、光の照射量を連続的に制御でき、かつ応答速度が実用的な光応答性、柔軟性、および軽量性を有するとともに複雑な構造体も形成可能であり無音で駆動する光駆動型アクチュエータ、その光駆動型アクチュエータを応用することで実現される受光素子、光ゲート素子、および光反射素子、さらにその光駆動型アクチュエータの使用方法が得られる。
【０１６４】
なお、本発明の光駆動型アクチュエータは、例えば、光の照射量を連続的に変化させる素子として、機能的なフォトマスクやグレースケールとして利用することができる。このような素子は、段差のないスムーズな斜め光エッチングや光硬化に利用することができ、傾斜的に機能を有する材料の創製に利用できる。また、光回路や光配線等の光ゲート素子としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】光駆動型アクチュエータの第１例を示す模式図である。
【図２】光駆動型アクチュエータの第２例を示す模式図である。
【図３】光駆動型アクチュエータの第３例を示す模式図である。
【図４】光駆動型アクチュエータの第４例を示す模式図である。
【図５】光駆動型アクチュエータの第５例を示す模式図である。
【図６】光駆動型アクチュエータの第６例を示す模式図である。
【図７】光駆動型アクチュエータの第７例を示す模式図である。
【図８】光駆動型アクチュエータの第８例を示す模式図である。
【図９】本発明の受光素子の一例を示す模式図である。
【図１０】本発明の光反射素子の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の光ゲート素子の一例を示す模式図である。
【図１２】色変化が始まるところからの場所による照射量を示す図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１、２、３、４、５、６、７、８  光駆動型アクチュエータ
１１  高分子層
１２  光吸収層
１３  光反射層
１４  支持層
１５  配向層
１６  粘着層
２０  受光素子
２０１  受光面
２１  基盤
２２  支持体
２３ａ、２３ｂ  枠体
３０  光
４０  光反射素子
５０  光ゲート素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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