JPH03181918A - 調光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光の透過性を調整する調光素子に関する。

［従来の技術］ 従来より、一対の透明電極層が対向する内壁面に形成さ
れ、スペーサを介して周囲を密閉された一対の透明基材
よりなるセルと、このセル内に収容され、分散媒及び該
分散媒に分散された微細な偏光性物質よりなる懸濁液と
から構成される調光素子が知られている。

調光素子は、電圧が印加されていないとき、懸濁液中で
偏光性物質がブラウン運動をしながらランダムに配向し
て分散されている。したがって、調光素子に入射する可
視光線は吸収され、調光素子は暗く見える。また電圧が
印加されると、懸濁液中で偏光性物質がセルを形成して
いる透明基材に対して垂直方向（印加方向〉に配向して
並ぶ。

したがって、入射可視光線はその配向面間を透過し、調
光素子は明るく透明に見える。

このような調光素子に用いられる偏光性を示す物質とし
て、アルカロイドの過ハロゲン化物が古くから知られて
いる。このアルカロイドの過ハロゲン化物を電圧印加時
に透過性良く配向させて上記偏光性物質として有効に作
用させるためには、針状、棒状又は薄い小板片状の結晶
形状に合成する必要がある。

この偏光性物質の針状結晶等の合成法として、例えば、
ニトロセルロースの存在下で行なわれるジヒドロシンコ
ニジン硫酸塩の過ヨウ化物の合成法（特開昭５３−１４
４８９３号公報）がある。

これは、不飽和有機物質であるシンコニジンを水素化に
より還元したジヒドロシンコニジンを硫酸と反応させて
塩とし、適当な液体媒体に溶解してから、ニトロセルロ
ースの存在下に、有効量のヨウ素及びヨウ化カルシウム
と反応させて上記過ヨウ化物を合成する方法である。な
お、上記ニトロセルロースは、偏光性物質と結合して偏
光性物質の凝集等を防止し、安定な懸濁液を維持するた
めの保護コロイドとして用いられるものである。

また、鉄属イオンの存在下で行なわれるキニネ硫酸塩の
過ヨウ化物の合成法（特公昭４８−２０５６０号公報）
もある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記合成法はいずれも反応原料が多数で
あるために、得られる生成物の中にヨウ素やジヒドロシ
ンコニジン硫酸塩等の未反応物、又は硫酸カルシウム等
の副生成物が存在する。この生成物を調光素子用の偏光
性物質として用いた場合、上記未反応物や副生成物等の
不純物が懸濁液中に溶解してイオン性戊分となり、電圧
印加時に過電流の原因となる。このため、消費電力が大
きくなる。またバッテリへの負担が大きくなるため、自
動車用としては使い難い。

また、ニトロセルロースが過剰になって懸濁液中に遊離
していると、ニトロセルロースが常温でも自然分解され
て酸化窒素を発生させるので、この酸化窒素を原因とし
て偏光性物質が劣化される。

すなわち、酸化窒素から微量の酸素により自動的に酸化
された二酸化窒素はニトロセルロースの分解により生じ
た水又は外界の水と反応して硝酸と亜硝酸となる。これ
らの酸が上記偏光性物質を分解させる。なお、ニトロセ
ルロースの分解は、不純物、二酸化窒素、酸、アルカリ
等の存在や、光、熱によっても促進される。このため、
調光素子としての耐熱性、耐候性が劣り、ひいては耐久
性が劣る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、低電流で
駆動し、かつ耐久性の向上した調光素子を提供すること
を解決すべき技術課題とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、電界付与手段を有する構造要素と、該構造要
素内に収容され、分散媒及び該分散媒に分散された微細
な偏光性物質よりなる懸濁液とから構成される調光素子
において、前記偏光性物質はニトロセルロースの存在下
で合成されアリール基及びアリール基に連結した飽和分
岐鎖を有する有機化合物の過ハロゲン化物を主成分とし
、電気抵抗性を低下させる不純物と、過剰のニトロセル
ロースとが分離除去されていることを特徴とする。

構造要素として、前記従来技術において述べたセルの他
、透明なシート状の樹脂ベース中に埋込む状態で多数充
填された透明なマイクロカプセルを用い得る。

セルは、電界付与手段としての一対の透明電極層が対向
する内壁面に形成され、スペーサを介して周囲を密閉さ
れた一対の透明基材より構成することができる。

透明基材は、ガラス、樹脂フィルム、樹脂板などが適用
できる。樹脂を使用する場合はポリエステル（ＰＥＴ、
ＰＣ＞　、アクリル（ＰＭＭＡ）等の透明性の優れたも
のが用いられる。

透明電極は、ＩＴＯ（Ｉｎ２０３　・５ｎＯ２）、酸化
錫（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（ＩｎｚＯ３〉などの
酸化物薄膜が利用できる。さらにＡｕ、Ｐｄ、Ｏｒ、ｐ
ｔ、などの金属が透明性を示す程度の厚さの薄膜も利用
することができる。この透明電極の形成は、たとえば蒸
着などのＰＶＤ法により容易に形成することができる。

前記マイクロカプセルは、例えば本願出願人の出願に係
る特願平１　５３５４８＠に開示したように、偏光性物
質と分散媒の混合物を水とポリビニルアルコールに分散
してエマルジョンを形成するなどの常法により作成され
るものであり、薄い透明樹脂層（例えば、厚さが５０〜
５００μｍ〉中に多数埋設されて用いられる。

上記構造要素内に分散媒及び該分散媒に分散された微細
な偏光性物質よりなる懸濁液が封止される。

この懸濁液を構成する分散媒は、偏光性物質を分散して
安定な懸濁液とするものであれば特に制限されず、水、
有機溶媒が利用できる。なお、比較的電気抵抗の高い液
体を分散媒として使用した場合には、電圧印加時の偏光
性物質の配向性が向上し、消費電力量を少なくすること
ができる。

上記有機溶媒としては、脂肪族エステル、芳香族エステ
ル、脂肪族ハロゲン化物などが代表的である。例えば、
トリルアセテート、オクチルアセテート、ジオクチルフ
タレート、ジデシルフタレート、ジトリデシルフタレー
ト等をあげることができる。これらは単独でも混合して
用いてもよく、またその他の不活性な溶媒と混合しても
よい。その例としてはジトリデシルフタレートとｎ−ド
デカンの混合溶媒等があげられる。

なお分散状態を安定させるために分散安定剤を利用する
こともできる。分散安定剤としては、アクリル酸エステ
ル、フマル酸エステルおよびフマル酸等の共重合体とす
ることができる。この分散安定剤は、例えば３．５．５
−トリメチルへキシルアクリレート／ビス−２−エチル
へキシルフマレート／２−ヒドロキシプロピルアクリレ
ート／フマル酸の共重合体またはビス−２−エチルへキ
シルフマレート／３．５．５−トリメチルへキシルアク
リレート／ビニリデンクロライド／メサコン酸の共重合
体などが挙げられる。

上記懸濁液を構成する偏光性物質は、アリール基及びア
リール基に連結した飽和分岐鎖を有する有機化合物の過
ハロゲン化物を主成分とし、不純不要物、即ち、電気抵
抗性を低下させる不純物と、過剰のニトロセルロースと
が分離除去されている。

上記有機化合物の過ハロゲン化物は、例えば以下のよう
に製造することができる。まず、不飽和有機化合物を例
えば水素化により還元する。得られた飽和有機化合物を
適当な酸と反応させて塩を形成後、適当な液体媒体に溶
解してから、ニトロセルロースの存在下に、有効量のハ
ロゲン原子及びハロゲン化物と反応させて過ハロゲン化
物とする。なお、上記ニトロセルロースは、偏光性物質
と結合して偏光性物質の凝集等を防止し、安定な懸濁液
を維持するための保護コロイドとして用いられるもので
ある。

上記不純不要物を分離除去する手段としては、遠心分離
、透析等を採用することができる。

上記不純不要物を分離除去するのに用いられる溶媒は、
偏光性物質に対して不活性で、かつ偏光性物質と比重の
異なるものがよい。例えば、酢酸ｐ−クレジル（トリル
アセテート）、イソペンチルアセテート、フェニルアセ
テート、ジオクチルフタレート、ジイソデシルフタレー
ト、ジトリデシルフタレート等のエステル系有機溶媒を
挙げることができる。これらの溶媒は単独で又は相互に
混合して、更には他の溶媒と混合して、使用することが
できる。

上記不純不要物は、その存在により電圧印加時の過電流
の原因となるイオン性成分や、偏光性物質を劣化させる
ものであり、例えば未反応物、副生成物、過剰のニトロ
セルロース等である。

上記ニトロセルロースの懸濁液中の含有量は、偏光性物
質が例えばアルカロイド過ハロゲン化物である場合、該
アルカロイド過ハロゲン化物１００重量部に対して５〜
３０重量部であるのが好ましく、２０重量部が最適であ
る。該含有量が５重量部より少ないと、ニトロセルロー
スの偏光性物質への配位量が少なく、懸濁液はきれいな
青色とならない。また、該含有量が３０重量部より多い
と、偏光性物質に対する配位が飽和状態となり過剰のニ
トロセルロースが懸濁液中に溶解して遊離する。この遊
離したニトロセルロースは、前述したように常温で自然
分解して酸化窒素を発生する。

この酸化窒素は微量の酸素により二酸化窒素に酸化され
、水と反応して硝酸及び亜硝酸となって、偏光性物質を
劣化させる。

上記イオン性成分の懸濁液中の含有量は、偏光性物質が
例えばアルカロイド過ハロゲン化物である場合、該アル
カロイド過ハロゲン化物１００重０ 置部に対して１０重量部以下であるのが好ましい。

該含有量が１０重量部より多いと、電圧印加時の過電流
の量が多くなる。例えば、セル厚１００μｍのセルに対
して５０Ｖの交流電圧を印加した時、上記イオン性成分
の含有量が１０重量部より多いと１ｍＡ／Ｃｍ２以上の
電流が流れ、自動車用バッテリ等には過度の負担となり
得る。

［作用］ 本発明の調光素子は１．電圧付与手段に電圧が印加され
ていない時は、偏光性物質がランダムに配向して可視光
線を吸収するので、調光素子は暗く見える。一方電圧付
与手段に電圧が印加されると、電界で規制されて偏光性
物質が電圧付与方向に対して平行な方向に配向し該方向
では可視光線が透過するので、調光素子は透明で明るく
見える。

本発明の調光素子は、偏光性物質中に存在する不純不要
物がエステル系有機溶媒により分離除去されているので
、過剰のニトロセルロース、イオン性成分等が懸濁液中
に遊離することがない。このため、ニトロセルロースが
分解して発生する酸１ による偏光性物質の劣化を防ぐことができる。また、イ
オン性成分の存在により起こる電圧印加時の過電流を防
止することができる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１） ５００ＣＧのエルレンマイヤーフラスコに水１６８．０
ＣＩ、９７％硫酸１５．ＯＱ、シンコニジン４０．０ｇ
、及び塩化パラジウムの２％水溶液１５０ｃｃ＠磁力撹
拌機で撹拌しながら注入した。

フラスコ中の空気は、水柱８０〜１００ｃｍの加圧下に
挿入する水素で置換した。水素化反応はパラジウムが完
全に還元されるまで緩慢に進行し、この間充分に撹拌し
た。

反応生成物をパラジウムから濾別し、撹拌しながら水で
６００ｃｃに稀釈した。反応生成物に充分な撹拌下に約
２５Ｑの５０％苛性ソーダを急激に加えて０口９〜１０
にした。その後１０分間撹拌を続けた。ジヒドロシンコ
ニジンの無定形結晶を真空濾過し、水で充分に洗浄した
。次いで生成２ 物をできるだけ水分がなくなるまでつき固めてから、広
げて空気中で乾燥した。生成物は５０％エタノール水か
ら０〜２℃で８〜１０時間結晶させた。生成物は濾別し
て最少量の５０％冷エタノール水で洗浄し８２℃で４時
間乾燥してジヒドロシンコニジンを得た。

ジヒドロシンコニジン３．０６ｇ、９７％硫酸０．６９
ｇ、２−エトキシエタノール２０．０ｇ、水１０．ＯＱ
の溶液と、ニトロセルロース１４゜１７（ｊ、２−エト
キシエタノール２８．３５Ｑ。

トリクレジルフォスフェート１０．Ｏａの溶液を混合し
、よく撹拌した。この溶液にヨウ化カルシウム０．４９
ＣＩ、ヨウ素３．０４ＣＩ、ｎ−プロパツール１２．０
ｇ、トリクレジルフォスフェート３５、ＯＱの溶液を一
気に加え、激しく撹拌した。

３０分の撹拌後、ガラス板上に広げて揮発性成分を除去
した。

このペースト状物質１０ｇをトリルアセテート１５０Ｑ
中に入れ、超音波でよく分散させて懸濁液を作製した。

３ そして、この懸濁液を日立製高速冷却遠心器タイプ５Ｃ
Ｒ２０Ｂ、ＲＰＲ−２０−２０−夕を用い、毎分１ｓｏ
ｏｏ回転（遠心加速度、３９９１７ｇ〉で３０分遠心分
離をし、上澄み液を捨てた。

沈澱物について、トリルアセテートへの分散及び遠心分
離の同様な処理を５回繰返した。

最後に、毎分２０００回転（遠心加速度、４９２ｑ）で
５分間遠心分離をし、沈澱物を捨てて最終目的物である
精製懸濁液を得た。なお、この精製懸濁液を定量分析し
たところ、ジヒドロシンコニジンｉ酸過ヨウ化物１００
重量部に対して、未反応ヨウ素、硫酸カルシウム及びジ
ヒドロシンコニジン硫酸過ヨウ化物の溶解成分の総重量
は１゜２重量部であった。また、この精製懸濁液は鮮か
な青色を示した。

この精製懸濁液をセル厚１００μｍのセルに封入して実
施例１の調光素子を製造した。この調光素子にＲＭＳ値
５０Ｖ、１ｋＨｚの交流電圧を印加したところ、０．１
ｍＡ／ｃｍ２の電流が流れ、青色から透明に変色した。

４ （実施例２） 実施例］と同様に作製したペースト状物質１゜ｑをイソ
ペンチルアセテート１５０Ｃ］中に入れ、超音波でよく
分散させて懸濁液を作製した。

この懸濁液を透析チ１−プに入れ、２４時間イソペンデ
ルアセテート中に放置して最終目的物である精製懸濁液
を得た。なお、この精製懸濁液を定量分析したところ、
ジヒドロシンコニジン硫酸過ヨウ化物１００重量部に対
して、未反応ヨウ素、硫酸カルシウム及びジヒドロシン
コニジン硫酸過ヨウ化物の溶解成分の総重量は３．１重
量部であった。

この精製懸濁液を実施例１と同様のセルに封入して実施
例２の調光素子を製造した。この調光素子に実施例１と
同様な電圧を印加したところ、０゜２２ｍＡ／ｃｍ２の
電流が流れ、青色から透明に変色した。

上記実施例１．２の調光素子は、それぞれ遠心分離、透
析の処理が施された精製懸濁液を使用している。すなわ
ち、実施例１．２の調光素子にお５ ける偏光性物質はいずれもイオン性不純物が除去されて
いるため、電圧印加時の電流１直が低減した。

したがって、実施例１．２の調光素子は消費電力の小さ
いものとなる。また、色調に関与しない成分が除去され
ているので、鮮かな青色を示すとともに、電圧印加時の
透明度も高まった。

（比較例１） 実施例１と同様に作製したペースト状物質１０ｑをトリ
ルアセテート１５０Ｃ］中に入れ、超音波でよく分散さ
せてＩＩＩ濁液を作製した。なお、この懸濁液を定量分
析したところ、ジヒドロシンコニジン硫酸過ヨウ化物１
００重量部に対して、未反応ヨウ素、Ｔａ酸カルシウム
及びジヒドロシンコニジンｆＡ酸過ヨウ化物の溶解成分
の総重量は２０重量部であった。

この懸濁液を実施例１と同様のセルに封入して比較例１
の調光素子を製造した。この調光素子に実施例］と同様
な電圧を印加したところ、１．２ｍＡ／ｃｍ２の電流が
流れ、青色から透明に変色した。

６ （実施例３） 実施例１と同様に作製したペースト状物質１０ｑをトリ
ルアセテート１５０Ｑ中に入れ、超音波でよく分散させ
て懸濁液を作製した。

そして、この懸濁液を日立製高速冷却遠心器タイプ５Ｃ
Ｒ２０Ｂ、ＲＰＲ−２Ｃ）−２０−夕を用い、毎分１８
０００回転（遠心り口速度、３９９］７ｃｘ）で３０分
遠心分離をし、上澄み液を捨てた。

沈澱物について、トリルアセテートへの分散及び遠心分
離の同様な処理を、上澄み液中にニトロセルロースがな
くなるまで７回繰返した。なお、最終の沈澱物を定量分
析したところ、ジヒドロシンコニジン硫酸過ヨウ化物１
００重量部に対して、ニトロセルロースは２０重量部含
有されていた。

このようにして得られた沈澱物をジトリデシルフタレー
ト３部とドデカン２部との混合液６０ｃｘ中に再度超音
波で分散させて最終目的物である精製懸濁液を得た。

この精製懸濁液は実施例］と同様のセルに封入して実施
例３の調光素子を製造した。この調光素］７ 子を８５℃のオープン中にｑｏｏｒｒｍｕ上ｌｌ１ｕし
ても、精製懸濁液は変色しなかった。また、この調光素
子に実施例つと同様な電圧を印加したところ、鮮かな青
色からきわめて速く透明になった。

上記実施例３の調光素子は、繰返し旗された遠心分離処
理により懸濁液中に遊離のニドｎセルロスがまったく存
在しない。すなわち、ニトロセルロースの分解により生
じ、偏光性物質を劣化させる硝酸及び亜硝酸が懸濁液中
に存在しない。このため、実施例３の調光素子の耐久性
が向上した。

また、１１１．ニトロセルロースが懸濁液中に存在しな
いので、懸濁液の粘性が低下し、このため電圧印加時の
応答性が向上した。

（比較例２） 実施例３で得られた遠心分離する前の懸濁液を実施例］
と同様のセルに封入して比較例２の調光素子を製造した
。この調光素子を８５°Ｃのオーブン中に放置したとこ
ろ、２時間で青色から黄色に変色した。なお、上記懸濁
液を定量分析したところ、ジヒドロシン］ニシン硫酸過
ヨウ化物１００８ 重量部に対して、ニトロセルロースは４６重量部含有さ
れていた。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明の調光素子は、偏光性物質中
の不純不要物がエステル系溶媒を用いて分離除去されて
いる。すなわち、本発明の調光素子の懸濁液中には、電
圧印加時の過電流の原因となるイオン性不純物や偏光性
物質の劣化の原因となる遊離二口トセルロース等が存在
しない。

したがって、本発明の調光素子は消費電力が少なく、耐
久性の高いものとなる。

また、色調に不要な成分が除去されているため、本発明
の調光素子はくもり度の小さいものとなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電界付与手段を有する構造要素と、該構造要素内
   に収容され、分散媒及び該分散媒に分散された微細な偏
   光性物質よりなる懸濁液とから構成される調光素子にお
   いて、 前記偏光性物質はニトロセルロースの存在下で合成され
   アリール基及びアリール基に連結した飽和分岐鎖を有す
   る有機化合物の過ハロゲン化物を主成分とし、電気抵抗
   性を低下させる不純物と、過剰のニトロセルロースとが
   分離除去されていることを特徴とする調光素子。