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JP2515686B2 - Optical element dispersion, optical element using the same, and method of driving the same - Google Patents
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JP2515686B2 - Optical element dispersion, optical element using the same, and method of driving the same - Google Patents

Optical element dispersion, optical element using the same, and method of driving the same

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JP2515686B2
JP2515686B2 JP5124651A JP12465193A JP2515686B2 JP 2515686 B2 JP2515686 B2 JP 2515686B2 JP 5124651 A JP5124651 A JP 5124651A JP 12465193 A JP12465193 A JP 12465193A JP 2515686 B2 JP2515686 B2 JP 2515686B2
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純一 次田
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光弁や表示装置、調
光ウインドー等に用いられる光学素子に関するものであ
り、とくに電圧を印加することによって光の透過率や反
射率を制御する素子及びこの素子の駆動方法並びにこの
素子に用いる分散体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element used for a light valve, a display device, a dimming window, etc., and particularly, an element for controlling light transmittance and reflectance by applying a voltage, The present invention relates to a driving method of this element and a dispersion used in this element.

【0002】[0002]

【従来の技術】異方性粒子を媒質中に分散させ、これに
交流電圧を印加して粒子の配向を変えることによって光
の透過率や、反射率を制御する光学素子(コロイダル光
弁と呼ばれている)については、その原理は古くから知
られている(例えば、米国特許第1,955,923号
明細書参照)。この光学素子1は、典型的には図1に示
すように、2枚の対向する透明な壁(支持体2)をシー
ル材3で接合することによって構成されるセル4内に、
異方性粒子5を分散媒6に分散させた懸濁液7を封入
し、セル4壁の内面に設けられた透明電極8を介して電
源9から交流電圧を印加して、異方性粒子5の配向を変
えるものである。この際、少なくとも一方の電極とセル
壁とは透明であることが必要であり、透明電極としては
通常、酸化物導電体が用いられている。
2. Description of the Related Art An optical element (called a colloidal light valve) that controls the light transmittance and reflectance by dispersing anisotropic particles in a medium and applying an AC voltage to the particles to change the orientation of the particles. The principle has been known for a long time (see, for example, US Pat. No. 1,955,923). As shown in FIG. 1, this optical element 1 typically has a cell 4 formed by joining two opposing transparent walls (supports 2) with a sealing material 3,
A suspension 7 in which anisotropic particles 5 are dispersed in a dispersion medium 6 is enclosed, and an AC voltage is applied from a power source 9 through a transparent electrode 8 provided on the inner surface of the cell 4 wall to obtain anisotropic particles. The orientation of No. 5 is changed. At this time, at least one of the electrodes and the cell wall must be transparent, and an oxide conductor is usually used as the transparent electrode.

【0003】このような光学素子においては、電圧が印
加されていないときは粒子がランダムな方向に分布して
おり、電圧が印加されると電界方向に粒子が配向して光
が透過しやすくなることを利用している。また、透過率
のみならず反射率や屈折率も変化するので、反射ミラー
としての応用もある。一方、コロイダル光弁と極めて類
似の光学素子に、電気泳動表示素子と呼ばれているもの
がある。電気泳動表示素子と上記の光学素子との違い
は、主として粒子形状と電圧にある。つまり、電気泳動
表示素子では、球形粒子を分散させた懸濁液をセルに注
入して直流電圧を印加し、電気泳動現象を利用して粒子
を一方の電極引き寄せた場合の屈折率の変化を利用して
表示を行うものである。この粒子の形状は特に問わない
が、一般的には球形粒子あるいは等方性粒子が用いられ
る。また、粒子が着色していない場合には、溶媒に色材
を添加するのが普通である。
In such an optical element, particles are distributed in a random direction when no voltage is applied, and when a voltage is applied, the particles are oriented in the direction of the electric field and light is easily transmitted. I'm taking advantage of that. Further, since not only the transmittance but also the reflectance and the refractive index are changed, it is also used as a reflection mirror. On the other hand, an optical element very similar to the colloidal light valve is called an electrophoretic display element. The difference between the electrophoretic display element and the above optical element is mainly in the particle shape and the voltage. That is, in an electrophoretic display element, a suspension in which spherical particles are dispersed is injected into a cell, a DC voltage is applied, and a change in the refractive index when particles are attracted to one electrode by using an electrophoretic phenomenon is observed. It is used for display. The shape of the particles is not particularly limited, but spherical particles or isotropic particles are generally used. When the particles are not colored, it is common to add a coloring material to the solvent.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の光学
素子に電圧を長時間印加したり、ON−OFFを繰り返
したり、あるいは陽極と陰極との間でスイッチングを繰
り返すと電極に粒子が付着して斑点模様の凝集が起こ
る。この凝集は非可逆的なものであり、一度発生すると
光制御性能が著しく低下する。このような凝集現象は、
両光学素子に共通した問題である。両素子における粒子
の運動の様相は異なるから、細部においては凝集の機構
は異なるであろうが、いずれも粒子が電極と衝突して付
着するという点では基本的に同一の現象である。これま
での種々の凝集改善策も、概ね共通の技術思想に基づい
ている。例えば、電極をコーティングする方法(例え
ば、特開昭59−171931号参照)、電極の背面に
圧電素子を取り付けて電極を振動させる方法(例えば、
特開昭56−66830号参照)、高周波電圧を印加す
る方法(例えば、特開昭46−4464号参照)、分散
剤としてコポリマーを用いる方法(例えば、特開昭62
−232623号参照)などが開示されている。
However, when a voltage is applied to the above optical element for a long time, ON-OFF is repeated, or switching is repeated between the anode and the cathode, particles adhere to the electrode. Agglomeration of the spot pattern occurs. This aggregation is irreversible, and once generated, the light control performance is significantly reduced. Such an aggregation phenomenon
This is a problem common to both optical elements. Since the behavior of particles in the two elements is different, the mechanism of aggregation may be different in detail, but both are basically the same phenomenon in that the particles collide with and adhere to the electrodes. The various cohesive improvement measures up to now are also based on a common technical idea. For example, a method of coating an electrode (see, for example, JP-A-59-171931), a method of vibrating the electrode by attaching a piezoelectric element to the back surface of the electrode (eg,
JP-A-56-66830), a method of applying a high frequency voltage (see, for example, JP-A-46-4464), and a method of using a copolymer as a dispersant (for example, JP-A-62-62).
No. 232623) is disclosed.

【0005】ここで、本発明が対象とする粒子分散型光
学素子、特にその懸濁液について一般的な内容を説明す
る。粒子分散型光学素子は、粒子を分散させた懸濁液に
直流または交流電圧を印加して粒子を運動させ、何等か
の形で分散状態に変化を起こして、光透過率や屈折率な
どの光学的な機能を変化させることがその特徴である。
したがって、懸濁液には一般的に次のような性質が要求
される。 (1)電気的に絶縁性であること (2)粒子と溶媒の誘電率に差があること (3)粒子が自由に運動できる程度に粘度が低いこと (4)粒子が長期間安定に分散していること (5)温度や紫外線などの外的な刺激によって変化を起こ
さないこと (6)粒子は可視光線の波長より大きいこと (7)溶媒の揮発性が小さいこと これらの要求を満たすために、溶媒としてはキシレン、
シリコーン、脂肪族オイル、エステル、ハロゲン化樹脂
などの非水溶媒が用いられるのが一般的である。溶媒の
種類を具体的に選定するに当たっては、上記の性質以外
にも粒子の比重とのバランスなどの物理的性質や極性な
どの化学的性質に加えて経済性を考慮する必要がある。
粒子を安定的に分散させるために分散剤を用いるが、分
散剤としては界面活性剤や高分子が良く使われる。高分
子としてはホモポリマーおよびコポリマーのいずれも使
用されている。分散剤がその機能を発揮するためには溶
媒に溶解すると共に、粒子に強く吸着することが必要で
ある。分散安定性は粒子間の静電的な反発力や高分子に
よる立体障害によって保たれるが、このためには具体的
な粒子と溶媒の組み合わせに応じて、特定の分散剤を選
定する必要がある。
The general contents of the particle-dispersed optical element, which is the object of the present invention, and particularly the suspension thereof will be described below. A particle-dispersed optical element is one in which a DC or AC voltage is applied to a suspension in which particles are dispersed to move the particles, causing the particles to change to a dispersed state in some form, and to change the light transmittance and the refractive index. Its characteristic is to change the optical function.
Therefore, suspensions are generally required to have the following properties. (1) Electrically insulating (2) There is a difference in dielectric constant between particles and solvent (3) Viscosity is low enough to allow particles to move freely (4) Particles are stably dispersed for a long time (5) Does not change due to external stimuli such as temperature or UV rays (6) Particles are larger than the wavelength of visible light (7) Volatility of solvent is small To meet these requirements In addition, the solvent is xylene,
It is common to use non-aqueous solvents such as silicones, aliphatic oils, esters and halogenated resins. When specifically selecting the type of solvent, in addition to the above properties, it is necessary to consider economic properties in addition to physical properties such as balance with specific gravity of particles and chemical properties such as polarity.
A dispersant is used to disperse the particles stably, and a surfactant or a polymer is often used as the dispersant. Both homopolymers and copolymers are used as macromolecules. In order for the dispersant to exert its function, it needs to be dissolved in the solvent and strongly adsorbed to the particles. Dispersion stability is maintained by electrostatic repulsion between particles and steric hindrance due to polymers.To this end, it is necessary to select a specific dispersant according to the specific combination of particles and solvent. is there.

【0006】現実の懸濁液においては、電気抵抗や粘度
あるいは高分子の溶解度の調整のために、溶媒は複数の
溶媒の混合液であることが多い。このような状況におい
ては、懸濁液の組成を決定する理論的根拠は極めて薄弱
であり、経験や試行錯誤に基づいて決定される場合がほ
とんどである。このような懸濁液に電圧を印加した場合
に電極に斑点模様ができる理由については、詳細には分
かっていないが、概ね次のように理解されている。直流
であれ交流であれ、電圧を印加すると粒子は電界方向に
運動し電極と衝突する。粒子と電極との間には、一定の
付着力があるから、衝突を繰り返しているうちに逆方向
の電圧によっても電極から離脱できなくなって、凝集へ
と発達する。分散剤は粒子表面だけではなく電極にも吸
着しているから、粒子が電極に付着するためには分散剤
同士の間の斥力に打ち勝って衝突しなければならない。
In an actual suspension, the solvent is often a mixed solution of a plurality of solvents in order to adjust the electric resistance, the viscosity or the solubility of the polymer. In such a situation, the theoretical basis for determining the composition of the suspension is extremely weak, and it is almost always determined based on experience and trial and error. The reason why a spot pattern is formed on the electrode when a voltage is applied to such a suspension is not known in detail, but is generally understood as follows. When a voltage is applied, whether direct current or alternating current, the particles move in the direction of the electric field and collide with the electrodes. Since there is a certain adhesive force between the particles and the electrode, the particles cannot be separated from the electrode even by a reverse voltage during repeated collisions, and the particles develop into agglomerates. Since the dispersant is adsorbed not only on the surface of the particles but also on the electrodes, in order for the particles to adhere to the electrodes, they must overcome the repulsive force between the dispersants and collide with each other.

【0007】上に引用したこれまでの凝集改善に関する
発明はすべてこのような観点から成されたものである。
電極の付着力は電極材料の極性を低下させることによっ
て達成されるから、電極表面を非極性物質で覆うように
する方法が例えば、特開昭59−171931号に開示
されている。また、分散能の高い分散剤の使用に関する
特許には、特公昭62−40389号や特開昭62−2
32623号などがある。また粒子自体を有機物でコー
ティングする方法についても特開昭62−183439
号に開示されている。さらに粒子の運動距離を低減して
電極への衝突回数を減らす目的で高周波を印加する方法
についても特開昭46−4464号に開示されている。
しかしながら、これらの方法はいずれも一定の効果は認
められるものの、実用的な性能を実現するには至ってお
らず、これらの方法を利用した光学素子は未だに実用化
されていない。本発明は上記事情を背景として成された
ものであり、粒子の凝集防止効果が有効に得られる手段
を提供することを目的とするものである。
The above-mentioned inventions relating to the improvement of aggregation are all made from such a viewpoint.
Since the adhesive force of the electrode is achieved by reducing the polarity of the electrode material, a method of covering the electrode surface with a non-polar substance is disclosed in, for example, JP-A-59-171931. Patents relating to the use of a dispersant having a high dispersibility are disclosed in JP-B-62-40389 and JP-A-62-1
32623 and the like. A method of coating the particles themselves with an organic substance is also disclosed in JP-A-62-183439.
No. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 46-4464 discloses a method of applying a high frequency for the purpose of reducing the moving distance of particles to reduce the number of collisions with electrodes.
However, although all of these methods have certain effects, they have not yet achieved practical performance, and optical elements utilizing these methods have not yet been put to practical use. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide means for effectively obtaining the effect of preventing particle aggregation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】そして、本発明は上記し
た従来の方法とは全く別な技術的観点から成されたもの
である。既に述べたように懸濁液は非水系であるのが一
般的である。しかしながら、溶媒を始め懸濁液を構成す
る物質は完全に非吸水性ではないので、懸濁液の原料に
は吸湿によって幾分かの水分が含まれている。また、原
料ではないが、懸濁液製造工程に使用される種々の試薬
類にも水分が含まれている。これらの理由から懸濁液中
にわずかな水分(例えば、1400〜1800ppm程
度)が残存する場合がほとんどである。発明者らは、凝
集の解決手段を見い出すべく鋭意、研究を行った結果、
懸濁液中に存在するわずかな水分に着目し、これが粒子
の凝集に影響を与えるのではないかと考え、本発明を行
うに至った。非水系懸濁液において微量の水分がどのよ
うな機構によって凝集に影響を与えるのか明らかではな
いが、概ね次のように考えられる。水分子は、粒子表面
の官能基や分散剤分子の官能基と結合した状態で存在す
るので、結果的にはこれらの官能基の反応性を変化させ
ることになる。また、電極表面にも吸着して薄い水分子
の膜を形成する。このような状態では、良好な分散を実
現するためには必要な粒子、溶媒、分散剤の相互の極性
のバランスが崩れてしまうので、凝集が起こりやすくな
っている。
The present invention is made from a technical point of view completely different from the above-mentioned conventional method. As already mentioned, the suspension is generally non-aqueous. However, since the substances constituting the suspension including the solvent are not completely non-water-absorbing, the suspension raw material contains some water due to moisture absorption. Although not a raw material, various reagents used in the suspension manufacturing process also contain water. For these reasons, a slight amount of water (for example, about 1400 to 1800 ppm) remains in the suspension in most cases. The inventors of the present invention have earnestly studied to find a solution to aggregation, and as a result,
Focusing on the slight amount of water present in the suspension, it was thought that this might affect the aggregation of the particles, and the present invention was carried out. It is not clear by what mechanism a small amount of water affects the aggregation in the non-aqueous suspension, but it is generally considered as follows. The water molecules exist in a state of being bound to the functional groups on the surface of the particles or the functional groups of the dispersant molecule, and as a result, the reactivity of these functional groups is changed. Also, it is adsorbed on the electrode surface to form a thin film of water molecules. In such a state, the polarities of the particles, the solvent, and the dispersant necessary for achieving good dispersion are lost, so that aggregation easily occurs.

【0009】より具体的に説明すると、例えば高分子分
散剤の官能基に水が吸着することによって高分子の枝が
相互に絡まりやすくなったりする。また、電極表面に水
の膜ができるので、粒子の付着力が増大する。粒子表面
に水が吸着していると、一層、粒子は電極に付着しやす
くなる。これらの結果、粒子が電極に凝集しやすくなる
のである。そこで、本発明者らは、粒子分散型光学素子
に用いる懸濁液に含まれる水分を実用的な範囲で極力低
減し、粒子の凝集を解決しようとした。その結果、懸濁
液中の水分量を重量分率で1200ppm以下(好適に
は800ppm以下)とし、100Hz以上の高周波電
圧で駆動させることによって凝集を実用的に解決できる
ことを発明し、既に特許出願した(特願平4−8497
5号)。その出願以降さらに種々の実験を重ね、新たに
水分量500ppm以下(好適には200ppm以下)
にすることによって、30Hz程度の周波数電圧で駆動
させても凝集を生じないことを突き止め、本発明を完成
するに至ったものである。
More specifically, for example, the adsorption of water on the functional groups of the polymer dispersant may cause the branches of the polymer to be easily entangled with each other. Further, since a water film is formed on the electrode surface, the adhesive force of particles is increased. When water is adsorbed on the surface of particles, the particles are more likely to adhere to the electrodes. As a result of these, the particles easily aggregate on the electrode. Therefore, the present inventors tried to solve the agglomeration of the particles by reducing the water content contained in the suspension used for the particle-dispersed optical element as much as possible within a practical range. As a result, the inventors have invented that the amount of water in the suspension is 1200 ppm or less (preferably 800 ppm or less) in terms of weight fraction, and coagulation can be practically solved by driving with a high frequency voltage of 100 Hz or more. (Japanese Patent Application No. 4-8497)
No. 5). Various experiments have been repeated since the application, and the water content is newly 500 ppm or less (preferably 200 ppm or less).
By doing so, it was found that agglomeration does not occur even when driven with a frequency voltage of about 30 Hz, and the present invention has been completed.

【0010】水分の除去は、粒子の凝集防止に極めて有
効であり、かつ上に引用した種々の凝集対策と自由に組
み合わせて一層効果的な凝集改善法とすることができ
る。例えば、電極の疎水処理と組み合わせると、大幅な
改善効果が実現できる。なお、引用文献中で特開昭46
−4464号の詳細説明には、300kHz以上の高周
波を印加することによって凝集を防止できると述べられ
ているが、本発明の場合には、30Hz以上というはる
かに低周波の交流電圧を印加するだけで実用的に十分な
耐凝集性が実現できる。ここで30Hz以上とするの
は、30Hz未満では、耐凝集性が十分でないためであ
る。また、印加電圧の周波数は、高くすればするほど凝
集防止により効果があると考えられている。しかし、本
願発明では、水分の除去によって凝集防止効果が飛躍的
に向上しており、周波数を高くすることによる凝集防止
効果の向上は、それ程大きくはない。かえって、印加電
圧を高周波にすればするほど、素子の消費電力が増大
し、かつそのために素子が発熱して耐久性が損なわれる
等の欠点を生じるため、2000Hzに抑えることが望
ましい。さらに、実用的には、上記と同様の理由によ
り、印加電圧の周波数を100Hz未満とするのが一層
望ましい。
The removal of water is extremely effective for preventing the aggregation of particles, and can be freely combined with the various aggregation countermeasures cited above to provide a more effective aggregation improving method. For example, when combined with hydrophobic treatment of the electrode, a significant improvement effect can be realized. In addition, in the cited document
In the detailed description of No. 4464, it is stated that agglomeration can be prevented by applying a high frequency of 300 kHz or more, but in the case of the present invention, it is only necessary to apply an AC voltage having a much lower frequency of 30 Hz or more. Therefore, practically sufficient coagulation resistance can be realized. Here, the frequency is set to 30 Hz or higher because the cohesion resistance is insufficient at a frequency lower than 30 Hz. Further, it is considered that the higher the frequency of the applied voltage, the more effective the prevention of aggregation is. However, in the present invention, the aggregation prevention effect is dramatically improved by removing water, and the improvement of the aggregation prevention effect by increasing the frequency is not so great. On the contrary, the higher the applied voltage is, the more the power consumption of the element increases, which causes the element to generate heat and the durability is impaired. Therefore, it is desirable to suppress the frequency to 2000 Hz. Furthermore, in practice, it is more desirable to set the frequency of the applied voltage to less than 100 Hz for the same reason as above.

【0011】なお、懸濁液の水分量を低減するために
は、原料中の水分を低減することはもとより、懸濁液作
製の一連の工程において水分を除外するように配慮する
ことが必要である。実際には、このように配慮していて
も、500ppm以下にできないことも多く、懸濁液作
製後にモレキュラーシーブスを投入する等の脱水処理す
ることが一層効果的である。しかし、本発明は、これら
の個別の低減手段を限定するものではなく、最終的に懸
濁液の水分量を一定値以下に低減させるあらゆる方法を
包含するものである。すなわち、本願発明は、その手段
にかかわらず電圧を印加して光透過率や屈折率を制御す
る光学素子全般に使用するための、水分量が重量分率で
500ppm以下の非水分散体およびこの分散体を用い
た光学素子とその駆動方法とに関する。さらに、他の発
明は、水分量を500ppm以下とした光学素子の駆動
を低周波の印加電圧で行なうことにより、粒子の凝集防
止効果を損なうことなく経済性を高め、また素子の耐久
性を向上させるものである。
In order to reduce the water content of the suspension, it is necessary not only to reduce the water content in the raw materials but also to take care of the water removal in the series of steps for preparing the suspension. is there. In fact, even with such consideration, it is often impossible to reduce the concentration to 500 ppm or less, and it is more effective to perform dehydration treatment such as adding molecular sieves after the suspension is prepared. However, the present invention does not limit these individual reducing means, and includes any method for finally reducing the water content of the suspension to a certain value or less. That is, the present invention is a non-aqueous dispersion having a water content of 500 ppm or less by weight and a non-aqueous dispersion for use in all optical elements for controlling light transmittance and refractive index by applying voltage regardless of the means. The present invention relates to an optical element using a dispersion and a driving method thereof. Further, in another invention, by driving an optical element having a water content of 500 ppm or less with a low frequency applied voltage, economic efficiency is improved without impairing the effect of preventing aggregation of particles, and durability of the element is improved. It is what makes me.

【0012】ところで、以上においては懸濁液を直接セ
ルに封入した素子について本発明の効果を説明した。し
かしながら、本発明の実施態様は、このような構造の素
子に制限されるものではない。液体である懸濁液を直接
封入するには、圧力調整など種々の不都合がある。この
ような点を避けるために、懸濁液をポリマーなどの支持
体に分散させたり、支持体で包み込んだ分散体を2枚の
ガラスで挟み込むという製造法を採用することもでき
る。特に、前者については、マイクロカプセル法や重合
法などの当業者には公知の方法(例えば、特開平2−2
34541号、特開昭63−303325号、特開平3
−18831号参照)を採用することができる。また、
支持体が繊維体や多孔質体であり、これに懸濁液を含浸
させた分散体を使用することも可能である。このような
場合、懸濁液中の粒子は電極とは衝突しないが、支持体
と衝突することになる。しかし、電圧が印加された場合
に粒子がその周囲の壁に衝突して付着するという現象は
粒子分散型光学素子における粒子の凝集に共通のもので
あり、これを防止するために懸濁液の水分を低下させる
ことは本発明の実施態様の1つに過ぎない。また、支持
体を構成する方法や材質の選択は本発明においては上の
例に制限されない。
By the way, the effect of the present invention has been described above with respect to the element in which the suspension is directly enclosed in the cell. However, the embodiments of the present invention are not limited to devices having such a structure. There are various inconveniences such as pressure adjustment in directly enclosing a liquid suspension. In order to avoid such a point, it is also possible to adopt a manufacturing method in which the suspension is dispersed in a support such as a polymer, or the dispersion surrounded by the support is sandwiched between two pieces of glass. In particular, for the former, methods known to those skilled in the art such as the microcapsule method and the polymerization method (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-2
34541, JP-A-63-303325, JP-A-3.
No. 18831) can be adopted. Also,
The support is a fibrous body or a porous body, and it is also possible to use a dispersion obtained by impregnating this with a suspension. In such a case, the particles in suspension will not collide with the electrodes, but will collide with the support. However, the phenomenon that particles collide with and adhere to the surrounding walls when a voltage is applied is common to the aggregation of particles in a particle dispersion type optical element. Reducing water content is only one embodiment of the present invention. Further, the method of forming the support and the selection of the material are not limited to the above examples in the present invention.

【0013】[0013]

【作用】すなわち、本願発明によれば、懸濁液中の水分
を極力低減するため、粒子、溶媒、分散剤の相互の極性
のバランスが良好に保たれ、また、粒子の付着力を増大
させないので、粒子の凝集が極めて有効に防止される。
さらに、本発明の効果は凝集の防止にとどまらない。懸
濁液は大別して無機粒子を分散させたものと有機粒子を
分散させたものとに分けることができるが、特に後者の
場合には、熱や紫外線などによって懸濁液の構成物質が
変質したり互いに反応したりして、懸濁液が劣化するこ
とが多い。前者の場合であっても溶媒と分散剤とが反応
したりすることがある。 変質や反応の中でも重要なも
のに酸化反応に関係するものが多い。懸濁液中に水分が
残留しているということは酸素源が存在していることを
意味している。例えば、紫外線による劣化は紫外線によ
る酸化反応の促進ととらえることができるから、水分の
除去によって懸濁液の耐紫外線性が向上する。実施例に
も述べるように、実際、本発明の懸濁液は従来の懸濁液
に比較して5倍以上の寿命を示している。また、耐熱性
についても同様の効果が認められる。
In other words, according to the present invention, the water content in the suspension is reduced as much as possible, so that the polarities of the particles, the solvent and the dispersant are kept in good balance, and the adhesive force of the particles is not increased. Therefore, the aggregation of particles is very effectively prevented.
Furthermore, the effect of the present invention is not limited to the prevention of aggregation. Suspensions can be roughly classified into those in which inorganic particles are dispersed and those in which organic particles are dispersed.In the latter case, in particular, the constituent substances of the suspension are altered by heat or ultraviolet rays. In many cases, the suspension deteriorates by reacting with each other or with each other. Even in the former case, the solvent and the dispersant may react. Many of the alterations and reactions are related to the oxidation reaction, which are important. The residual water content in the suspension means that an oxygen source is present. For example, deterioration due to ultraviolet rays can be regarded as promotion of oxidation reaction due to ultraviolet rays, and thus removal of water improves the ultraviolet resistance of the suspension. As described in the examples, in fact, the suspension of the present invention exhibits a life of 5 times or more as compared with the conventional suspension. Further, the same effect can be observed in heat resistance.

【0014】[0014]

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
コロイダル光弁について、表1のA〜Eの5種の懸濁液
を用いて、粒子の凝集に及ぼす水分量の影響を調べた。
表1の懸濁液の組成は、いずれも懸濁液100g中のg
重量成分として表示してある。ただし、溶媒の量は10
0g中の残量である。水分量は、溶媒を始め懸濁液の主
要な構成物質について加湿処理または脱水処理を行って
調整し、その含有量は懸濁液をカールフィッシャー法に
よって測定した。これらの懸濁液をITOをスパッタし
たガラスで構成してある間隙0.1mmのセルに注入し
て光弁を作製した。この光弁に、実効電圧100V、5
0Hzの交流電圧を印加して、5秒間隔でON−OFF
を繰り返した。凝集の程度を表す指数を予め決定してお
き、これと同一の凝集状態となった繰り返し数を記録し
た。但し、試験は20万回の繰り返し数で打ち切った。
凝集試験の結果を図2に示す。いずれの懸濁液も水分が
500ppm(重量分率)以下になると凝集までの繰り
返し数が急速に増加し、脱水処理による凝集防止効果が
明らかである。なお、水分量は好適には200ppm以
下にするのが望ましい。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
For the colloidal light valve, the effect of the amount of water on the aggregation of particles was examined using the five types of suspensions A to E in Table 1.
The composition of each suspension in Table 1 is g in 100 g of the suspension.
It is shown as a weight component. However, the amount of solvent is 10
It is the remaining amount in 0 g. The water content was adjusted by subjecting the main constituents of the suspension including the solvent to a humidification treatment or a dehydration treatment, and the water content was measured by the Karl Fischer method for the suspension. These suspensions were injected into a cell with a gap of 0.1 mm made of ITO sputtered glass to fabricate a light valve. This light valve has an effective voltage of 100V, 5
Apply 0Hz AC voltage and turn on / off every 5 seconds
Was repeated. An index representing the degree of aggregation was previously determined, and the number of repetitions in which the same aggregation state was obtained was recorded. However, the test was terminated after the number of repetitions of 200,000 times.
The result of the aggregation test is shown in FIG. When the water content of each suspension is 500 ppm (weight fraction) or less, the number of repetitions up to aggregation rapidly increases, and the effect of preventing aggregation by dehydration treatment is clear. The water content is preferably 200 ppm or less.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本願発明の光学素
子用分散体によれば、懸濁液の水分を極力低減するもの
としたので、粒子の凝集が有効に防止され、さらに、懸
濁液の劣化が防止される。この分散体を用いて光学素子
を構成することにより、粒子の凝集、懸濁液の劣化が防
止され、長期間にわたり性能が劣化しない光学素子を得
ることができる。また、この光学素子を30Hz以上の
交流電圧で駆動しても凝集は生じない。
As described above, according to the dispersion for optical elements of the present invention, the water content of the suspension is reduced as much as possible, so that the aggregation of particles is effectively prevented and the suspension is further suppressed. The deterioration of the liquid is prevented. By constructing an optical element using this dispersion, it is possible to obtain an optical element in which aggregation of particles and deterioration of a suspension are prevented, and performance does not deteriorate for a long period of time. Further, even if this optical element is driven with an alternating voltage of 30 Hz or higher, no aggregation occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、異方性粒子分散型光学素子の代表的な
構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a typical structure of an anisotropic particle dispersion type optical element.

【図2】図2は、コロイダル光弁の凝集に及ぼす懸濁液
中の水分の影響を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the effect of water in suspension on the aggregation of colloidal light valves.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学素子 4 セル 5 異方性粒子 6 分散媒 7 懸濁液 8 透明電極 1 Optical Element 4 Cell 5 Anisotropic Particle 6 Dispersion Medium 7 Suspension 8 Transparent Electrode

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 媒体に粒子を分散させて、電極に電圧を
印加して光の透過率や反射率を制御する光学素子のセル
に封入または挟み込む光学素子用分散体において、その
分散体が懸濁液であって、かつその水分量が重量分率で
500ppm以下であることを特徴とする光学素子用分
散体
1. An optical element dispersion in which particles are dispersed in a medium and a voltage is applied to an electrode to enclose or sandwich the cells in a cell of an optical element for controlling light transmittance or reflectance. A dispersion for an optical element, which is a suspension and has a water content of 500 ppm or less in weight fraction.
【請求項2】 懸濁液の溶媒の主成分がハロゲン化樹
脂、脂肪族オイル、エステルの1種以上からなる非水溶
媒であることを特徴とする請求項1記載の光学素子用分
散体
2. The dispersion for optical element according to claim 1, wherein the main component of the solvent of the suspension is a non-aqueous solvent composed of at least one of halogenated resin, aliphatic oil and ester.
【請求項3】 懸濁液に分散剤として界面活性剤及び高
分子の1種以上を含むことを特徴とする請求項1または
2記載の光学素子用分散体
3. The dispersion for an optical element according to claim 1, wherein the suspension contains one or more kinds of a surfactant and a polymer as a dispersant.
【請求項4】 分散体が懸濁液と支持体とからなり、懸
濁液が支持体中に分散または包み込まれていることを特
徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学素子用分
散体
4. The optical element according to claim 1, wherein the dispersion comprises a suspension and a support, and the suspension is dispersed or wrapped in the support. For dispersion
【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の光学素
子用分散体をセルに封入または挟み込んだことを特徴と
する光学素子
5. An optical element comprising the dispersion for optical element according to claim 1 enclosed or sandwiched in a cell.
【請求項6】 セルの電極表面が疎水性物質で覆われて
いることを特徴とする請求項5に記載の光学素子
6. The optical element according to claim 5, wherein the electrode surface of the cell is covered with a hydrophobic substance.
【請求項7】 請求項5または6に記載の光学素子を3
0Hz以上、100Hz未満の周波数電圧で駆動させる
ことを特徴とする光学素子の駆動方法
7. An optical element according to claim 5 or 6
Driving method of optical element characterized by driving with frequency voltage of 0 Hz or more and less than 100 Hz
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