(57)【要約】【課題】視認性の高い光学素子を得ること。【解決手段】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、前記高分子ゲルが基板に固定された領域と、固定されていない領域とを有することを特徴とする光学素子。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項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、前記高分子ゲルが基板に固定された領域と、固定されていない領域とを有することを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記高分子ゲルは、収縮した状態において飽和吸収濃度以上となる量の調光用材料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。
【請求項３】
前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルが固定されていない領域の面積は、前記高分子ゲルが固定された領域と前記高分子ゲルが固定されていない領域との合計の面積の５％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルが固定されていない領域が複数あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルが固定されていない領域は、規則的に配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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。
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、該組成物全体の屈折率を非常に精密に一致させなければならない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２３６５５９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この組成物全体の屈折率を精密に一致させることは、調光特性の低下や、各種添加物など使用材料の限定という問題が生じる。
本発明は、上記従来の問題を解決し、組成物に制限を加えることなく、簡易に視認性のよい調光素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、前記高分子ゲルが基板に固定された領域と、固定されていない領域とを有することを特徴とする光学素子である。
【０００７】
＜２＞  前記高分子ゲルは、収縮した状態において飽和吸収濃度以上となる量の調光用材料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。
【０００８】
＜３＞  前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルが固定されていない領域の面積は、前記高分子ゲルが固定された領域と前記高分子ゲルが固定されていない領域との合計の面積の５％以上であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の光学素子である。
【０００９】
＜４＞  前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルが固定されていない領域が複数あることを特徴とする＜１＞乃至＜３＞のいずれか１つに記載の光学素子である。
【００１０】
＜５＞  前記基板の法線方向からみた場合に、前記高分子ゲルが固定されていない領域は、規則的に配列されていることを特徴とする＜１＞乃至＜４＞のいずれか１つに記載の光学素子である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
＜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、前記高分子ゲルが基板に固定された領域（以下、調光領域と称することがある。）と、固定されていない領域（以下、透明領域と称することがある。）とを有することを特徴とする。
すなわち、前記高分子ゲルが前記液体を吸収して膨潤状態（遮光状態）となった際に、一部に光透過率変化の起こらない透明領域を残して、前記高分子ゲルが前記基板上に固定されている。
本発明にかかる高分子ゲルは外部刺激により体積変化を生じ、体積変化に伴い光透過率が変化するという調光能を示す。そのため、前記透明領域は、前記高分子ゲルの体積変化の影響を受けず、光の透過状態が維持された領域となる。本発明のように、透明領域を有すると、外部からの光（特に直進光）の入射を一定量確保でき、視認性を向上させることができる。
なお、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。
【００１２】
本発明者らは、人間が透過光を認識する際の視認性について鋭意研究を行った結果、人間の視認性は、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、視認性と網点の面積率（以下、網点面積率と称することがある。）とを官能評価により関係付けた。
【００１３】
視認性の評価は、５（ガラスの反対側の景色がよく見える）、４（ガラスの反対側の景色が殆ど見える）、３（ガラスの反対側の景色が何かを予想できる）、２（ガラスの反対側の景色の形状を理解できる）、１（視認性がない）の、計５段階に設定した。
その結果、網点面積率が減少する（すなわち開口率が増加する）につれて視認性が増大し、網点面積率５０％で評価値が最高（レベル５）となった。また、開口率が約５％以上（網点面積率が９５％以下）になると、急激に評価値が増大して一定の視認性が確保できるレベル（レベル２以上）となった。この官能評価の結果を図４に示す。
【００１４】
この評価では、網点面積率５０％でガラスの反対側の景色がよく見えるという結果を得ている。この理由は、人間が両目で視覚情報を得た時に、同一開口部から認識できる領域にずれが生じているため、５０％の開口部から得られる視覚情報が、両目ではほぼ全視野をカバーしていることに起因していると推測される。なお、開口率が５０％を超えると視認性が良好な状態に加えて、鮮明度が向上するが、今回の評価では含まれていない。
また、開口率が５％の場合、両目で認識できる領域は対象物までの距離にもよるが、およそ１０％前後と推定される。それにも関わらず一定の視認性が得られるのは、人間の物体認識が、視覚情報に過去の記憶情報を補って行われることに起因していると推測される。
【００１５】
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、平均網点面積率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０％に設定されており、網点の形状は円形で直径が約５０μｍである。
【００１６】
このような官能評価の結果から、本発明の光学素子において、前記基板の法線方向からみた場合に、前記透明領域（開口部）の面積は、前記調光領域と前記透明領域（開口部）との合計の面積の５％以上であること、すなわち、高分子ゲルの発色（膨潤）時の基板の法線方向からの投影面積率（以降、特に記載のない限り単に面積率と記す）は９５％以下であることが、視認性の良好な光学素子の提供のためには好ましい。さらに好ましくは、前記透明領域（開口部）の面積は、前記調光領域と前記透明領域との合計の面積の１０％以上の場合に、視認性の向上に対してより効果的である。
【００１７】
また、視認性の向上と同時に、違和感のない景観の視認のため、前記基板の法線方向からみた場合に、本発明の光学素子には、前記透明領域が複数あることが好ましく、前記透明領域が均一に分散されていることがさらに好ましく、特に、前記透明領域が規則的に配列されていることが好ましい。
人間の眼の視認性の悪さは、両方の眼が共にとらえることの出来ない領域に依存するために、たとえば、横縞模様のような水平方向に透明領域が全く無い形状を含む模様は好ましくない。
【００１８】
また、視認性を向上させるため、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。前記透明領域の上限値は特に設定されないが、下限値については、１ｍｍ以下になると視認性が阻害される場合がある。
【００１９】
＜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、少なくとも一対の基板間に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、刺激付与部材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。
【００２０】
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、基板２及び４の少なくとも一方、また必要に応じて両方に設けられていることが好ましい。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の表面に固定される。なお、高分子ゲル６は、必要に応じて、さらに基板４の表面に固定されてもよい。ただし、本発明においては、基板２又は４の法線方向からみた場合に、高分子ゲル６が基板２及び基板４のどちらにも固定されていない領域を有する必要がある。
【００２１】
基板２表面には、高分子ゲル６が一定割合の透明領域を残して所望のパターンで固定されている。高分子ゲル６を部分的に固定するためには、基板２表面（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表面）に固定領域を制御するための表面処理がされていることが好ましい。高分子ゲル６を所望のパターンで固定するには、高分子ゲル６の最大収縮時の断面積よりも小さい領域に高分子ゲル６が固定するような処理を行うことにより達成することができる。
【００２２】
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。
【００２３】
これらの材料から処理された領域を、基板２表面に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領域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が固定される領域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。
【００２４】
基板２表面に部分的に形成される前記パターンの形状は、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。なお、各パターンは、基板２表面においてランダムに配置されていても構わないが、規則的に配列されていることが好ましい。
【００２５】
図２は、上記のような２つの領域（透明領域と調光領域）を形成される基板２表面の構成例を示す模式図である。基板２表面には、円形の透明領域２０が規則的に配列されている。また、基板２表面に高分子ゲル６が固定される領域１８が形成されており、ここが調光領域となる。これ以外の領域（透明領域）２０は、高分子ゲル６が固定されず、常時光透過性を有する透明領域となり、視認性の向上に寄与しうる。
この場合、透明領域２０は、高分子ゲル固定化処理工程において、高分子ゲル６を配置しないこと、高分子ゲル６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６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透明領域として形成される。
【００２６】
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−
本発明の光学素子において、前記高分子ゲルは、基板上に一定割合の透明領域を残して所望のパターンで固定されていることが好ましい。前記高分子ゲルの固定は、前記基板上に、前記高分子ゲルの固定に寄与する表面処理が所望のパターンで行われていることにより達成することが出来る。また、前記高分子ゲルを所望のパターンで固定する領域を残して、前記高分子ゲルの固定を阻害する表面処理を行うことによっても、好ましく達成することが出来る。
【００２７】
基板上の高分子ゲルが固定される領域１８は、基板２と高分子ゲル６との接着性が高い領域であることが好ましく、この領域に高分子ゲル６を選択的に固定できる。このような高分子ゲルが固定される領域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望ましく、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、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。
【００３３】
一方、基板上の高分子ゲルが固定される領域以外の領域（透明領域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成り、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領域である。
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領域、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領域であることが望ましい。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、高分子ゲルが固定される領域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領域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。
【００３８】
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高分子ゲルが固定される領域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表面にパターンを形成する、という方法を用いてもよい。
【００３９】
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、高分子ゲルが固定される領域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、高分子ゲルが固定される領域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。
【００４０】
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部材は、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。
【００４１】
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部材を設けなくてもよい。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
光学素子を構成する場合、一対の基板間の間隔、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の好ましい範囲は、１μｍ〜２０ｍｍ、より好ましくは２μｍ〜５ｍｍの範囲である。前記調光組成物層の厚みが１μｍよりも大きいと、所望の調光効果を得ることができる。また、前記調光組成物層の厚みが２０ｍｍ以下であれば高分子ゲルの応答特性を確保することができる。
【００４６】
２枚の基板２、４は、調光組成物を挟持するために十分に均一な間隙が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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
−調光組成物−
本発明の光学素子には、外部刺激の付与により可逆的に液体を吸収・放出して体積変化を生ずる高分子ゲルと、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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；
【００５２】
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；
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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、
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。これは、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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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の吸収効率及び散乱の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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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、吸脱液体を含まない状態において、体積平均粒子径で０．１μｍ〜１ｍｍの範囲、より好ましくは１μｍ〜０．５ｍｍの範囲である。体積平均粒子径が０．１μｍ以上であれば、高分子ゲルの取り扱いが容易であり、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０．５ｍｍ以下であれば、刺激に対する体積変化に要する応答時間が短く、刺激応答性に優れる。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
【実施例】
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。得られた粒子はジメチルホルムアミドで洗浄した後、さらに蒸留水で洗浄し、水分散液として回収した。
【０１０２】
次に、アクリル酸４２．９質量部、メチレンビスアクリルアミド０．００８６質量部、蒸留水９６．７６質量部の混合溶液を十分に窒素置換した後、過硫酸アンモニウム０．０２２質量部を添加し十分に攪拌混合した。次に、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％）４７．６７質量部を添加し十分に混合した後、６０℃の水浴に浸し３時間保持することで重合反応を行い、粒子状の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４３μｍであり、５０℃においては体積が２０℃と比較して約１０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。
【０１０３】
＜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。その後、約１９ｍｍ幅のスリットが１ｍｍの間隔で規則的に配列した、開口率９５％のストライプ状の画像パターン型を基板上にのせ、その上からエタノール９５％水溶液にγ−アミノプロピルトリエトキシシランを攪拌下に加え２５％溶液に調整した溶液をスプレーで吹き付けた。乾燥させた後、パターン型を取り除くことによって、部分的に固定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、常温で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、調光ゲル粒子がパターン状にほぼ均一に固定されていた。
次に、調光ゲル粒子が固定されていない上記と同様の基板を、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。
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。
【０１０４】
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所望のパターン状に黒色を呈した。このとき、加熱膨潤状態での調光ゲル粒子固定領域（調光領域）の面積率を、ＰＣを用いて画像解析した結果、約９５％であった。したがって、透明領域の面積率は約５％である。そして、この光学素子を通して景観を視認することができた。
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。
【０１０５】
＜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）を準備し、アセトン、２Ｎ  ＮａＯＨ水溶液で表面洗浄を行い、基板表面にフォトレジストをコートした。その後、５ｍｍ四方の正方形パターンが１１ｍｍ間隔（中心間距離は１６ｍｍ）で縦横に規則的に配置された、開口率９０％のマスクパターンを介して紫外線露光を行った後、現像を行い、高分子ゲルを固定する領域の基板表面を露出させた。次に、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、３０分反応させた。乾燥後、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。
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。
【０１０６】
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所望のパターン状に黒色を呈した。このとき、加熱膨潤状態での調光ゲル粒子固定領域（調光領域）の面積率を、ＰＣを用いて画像解析した結果、約９０％であった。したがって、透明領域の面積率は約１０％である。そして、この光学素子を通して景観を良好に視認することができた。
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。
【０１０７】
＜比較例１＞
マスクパターンを使用していないこと以外は、実施例１と同様な方法により、調光ゲル粒子がほぼ均一に固定されている光学素子を得た。
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所望のパターン状に黒色を呈した。この場合、加熱膨潤状態での調光ゲル粒子固定領域の面積率は１００％であり、透明領域の面積率は０％である。この光学素子を通して景観を視認しようとしたところ、全く景観が認識できない状態であった。
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。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明によれば、視認性のよい光学素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】透明領域と調光領域を形成される基板表面の一構成例を示す模式図である。
【図３】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。
【図４】視認性に関する官能評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
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        高分子ゲルが固定される領域
２０        透明領域
２２        フォトレジスト
２４        マスク
【図１】
2005031302.tif 000002
【図２】
2005031302.tif 000003
【図３】
2005031302.tif 000004
【図４】
2005031302.tif 000005