(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁波の吸収波長を制御可能な電磁波調整用分散体及び電磁波調整素子、ならびに電磁波調整用分散体の製造方法の提供。【解決手段】長軸の平均長さが２０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、短軸の平均長さが１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、電磁波の吸収が短軸方向よりも長軸方向にて強く、形状異方性及びその軸方向に吸収異方性を有する調光粒子９と、分散媒１０とを含有する、電磁波調整用分散体８。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長軸の平均長さが２０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、短軸の平均長さが１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、電磁波の吸収が短軸方向よりも長軸方向にて強く、形状異方性及びその軸方向に吸収異方性を有する調光粒子と、分散媒とを含有する、電磁波調整用分散体。
【請求項２】
前記調光粒子は、調光粒子形成後に軸方向で吸収異方性を発現する材料を用いて構成されている、請求項１に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項３】
前記調光粒子を構成する材料が、分子構造の軸方向で吸収異方性を有している、請求項１又は請求項２に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項４】
前記調光粒子を構成する材料が二色性色素である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項５】
前記二色性色素がアゾ骨格を有する、請求項４に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項６】
前記二色性色素が芳香族環を有する、請求項４又は請求項５に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項７】
前記二色性色素がクロモニック液晶性を有する、請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項８】
前記分散媒は２５℃での粘度が１ｍＰａ・ｓ〜５０００ｍＰａ・ｓである、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項９】
前記分散媒は２５℃での屈折率が１．３３〜１．５８である、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項１０】
さらにマトリックス樹脂を含有し、前記分散媒が液滴状に前記マトリックス樹脂中に存在している、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の電磁波調整用分散体。
【請求項１１】
一対の導電性基材と、前記一対の導電性基材の間に配置される請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の電磁波調整用分散体と、を有する電磁波調整素子。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の電磁波調整用分散体の製造方法であって、液相中にて前記調光粒子を形成する工程を含む、電磁波調整用分散体の製造方法。
【請求項１３】
再沈法により、前記液相中にて前記調光粒子を形成する、請求項１２に記載の電磁波調整用分散体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波調整用分散体、電磁波調整素子及び電磁波調整用分散体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
省エネルギー、プライバシー保護、防眩等の観点から、可視光、近赤外線等の電磁波の透過率又は散乱強度を電気的に制御可能な電磁波調整素子への関心が高まっている。これまで電磁波調整素子としては、エレクトロクロミック、液晶、粒子分散液等を用いたタイプのものがそれぞれ検討及び実用化されている。
【０００３】
上記の中でも粒子分散液を用いたタイプは、電圧の印加の有無により分散液中の粒子の状態を、ランダムに分散した状態と、電場に沿って配向した状態との間で変化させることによって電磁波の透過率を制御するものである。例えば、ヨウ素を含む針状粒子を含む分散液に電圧を印加し、針状粒子の配向の状態を変化させることで、可視光の透過状態を制御する方法が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８９１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のヨウ素を含む針状粒子を含有する電磁波調整用分散体を有する電磁波調整素子では、遮光状態にて青色を呈するが、電磁波調整の手段としてヨウ素を含む針状粒子を用いているため、青色以外の色調に変更することは困難である。このため、電磁波調整素子の用途の多様化に対応するにあたっては、遮光状態での色調を制御しうる技術の開発が有用である。また、可視光を含む所望の波長の電磁波の吸収を制御しうる技術の開発が有用である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、電磁波の吸収波長を制御可能な電磁波調整用分散体及び電磁波調整素子、ならびに電磁波調整用分散体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
＜１＞  長軸の平均長さが２０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、短軸の平均長さが１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、電磁波の吸収が短軸方向よりも長軸方向にて強く、形状異方性及びその軸方向に吸収異方性を有する調光粒子と、分散媒とを含有する、電磁波調整用分散体。
＜２＞  前記調光粒子は、調光粒子形成後に軸方向で吸収異方性を発現する材料を用いて構成されている、＜１＞に記載の電磁波調整用分散体。
＜３＞  前記調光粒子を構成する材料が、分子構造の軸方向で吸収異方性を有している、＜１＞又は＜２＞に記載の電磁波調整用分散体。
＜４＞  前記調光粒子を構成する材料が二色性色素である、＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の電磁波調整用分散体。
＜５＞  前記二色性色素がアゾ骨格を有する、＜４＞に記載の電磁波調整用分散体。
＜６＞  前記二色性色素が芳香族環を有する、＜４＞又は＜５＞に記載の電磁波調整用分散体。
＜７＞  前記二色性色素がクロモニック液晶性を有する、＜４＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の電磁波調整用分散体。
＜８＞  前記分散媒は２５℃での粘度が１ｍＰａ・ｓ〜５０００ｍＰａ・ｓである、＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の電磁波調整用分散体。
＜９＞  前記分散媒は２５℃での屈折率が１．３３〜１．５８である、＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の電磁波調整用分散体。
＜１０＞  さらにマトリックス樹脂を含有し、前記分散媒が液滴状に前記マトリックス樹脂中に存在している、＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の電磁波調整用分散体。
【０００８】
＜１１＞  一対の導電性基材と、前記一対の導電性基材の間に配置される＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の電磁波調整用分散体と、を有する電磁波調整素子。
【０００９】
＜１２＞  ＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の電磁波調整用分散体の製造方法であって、液相中にて前記調光粒子を形成する工程を含む、電磁波調整用分散体の製造方法。
＜１３＞  再沈法により、前記液相中にて前記調光粒子を形成する、＜１２＞に記載の電磁波調整用分散体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、電磁波の吸収波長を制御可能な電磁波調整用分散体及び電磁波調整素子、ならびに電磁波調整用分散体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電磁波調整素子の構造の一例とその駆動原理を概念的に示す図である。
【図２】一実施例の評価用ガラスセルにおける全光線透過率変化の結果を示すグラフである。
【図３】一実施例の評価用ガラスセルにおけるヘイズ変化の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合、原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
【００１３】
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本明細書において組成物中の各成分の粒子径は、組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本明細書において「層」又は「膜」との語には、当該層又は膜が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
【００１４】
＜電磁波調整用分散体＞
本実施形態の電磁波調整用分散体は、長軸の平均長さが２０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、短軸の平均長さが１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、電磁波の吸収が短軸方向よりも長軸方向にて強く、形状異方性及びその軸方向に吸収異方性を有する調光粒子と、分散媒とを含有する。形状異方性とは、長軸の平均長さ及び短軸の平均長さが異なり、アスペクト比が１ではない形状であることをいう。吸収異方性とは、長軸方向及び短軸方向にて電磁波の透過率（吸光度）が異なり、本実施形態では、電磁波の吸収が短軸方向よりも長軸方向にて強い、すなわち、電磁波の透過率が短軸方向よりも長軸方向にて小さいことをいう。
【００１５】
電磁波調整用分散体に電圧を印加していない状態の調光粒子は分散媒中に無配向（ランダム）に分散しており、調光粒子による電磁波の吸収が長軸方向で行われるか、短軸で行われるかは個々の調光粒子の分散体中における向きによって異なる。他方、電磁波調整用分散体に電圧を印加した状態では、個々の調光粒子は長軸が電場の方向に沿うように配向し、電磁波の吸収は主に調光粒子の短軸側で行われる。このような調光粒子の動きを利用して、電圧の印加の有無によって電磁波の透過率を変化させたり、吸収波長を変化させたりしている。
【００１６】
本実施形態の電磁波調整用分散体は上記の調光粒子を含有するため、この電磁波調整用分散体を有する電磁波調整素子において、電圧の印加の有無及び印加電圧の大きさによって可視光の透過性を制御することができ、電磁波の吸収波長を制御することができる。
【００１７】
（調光粒子）
本実施形態の電磁波調整用分散体は、長軸の平均長さが２０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、短軸の平均長さが１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、電磁波の吸収が短軸方向よりも長軸方向にて強く、形状異方性及びその軸方向に吸収異方性を有する調光粒子を含有する。
【００１８】
調光粒子における長軸の平均長さは、２０ｎｍ〜１０００ｎｍであり、散乱による電磁波調整用分散体の濁度（ヘイズ）を低減させる観点から、２０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、電場に対する応答性（配向性）、及び無配向状態の遮光時を低透過率として透過率変調（コントラスト）を良好とする観点から、３０ｎｍ〜４００ｎｍであることがより好ましい。また、形状（特に、長軸の長さ及びアスペクト比）の異なる調光粒子、材質が異なる調光粒子等を併用することにより、吸収波長のピークを複数にしたり、ピークの形状をブロードにしたりすることで、遮光状態の電磁波調整素子の吸収の分光分布を調整することが可能となる。遮光状態の電磁波調整素子の吸収の分光分布を調整することにより、所望の色調を得ることができる。
【００１９】
調光粒子における短軸の平均長さは、１００ｎｍ以下であり、８０ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。調光粒子における短軸の平均長さが１００ｎｍ以下であると、配向状態の透過時における電磁波の散乱が抑制されてヘイズが低く保たれる傾向にある。また、調光粒子における短軸の平均長さが８０ｎｍ以下であると、配向状態の透過時における電磁波の吸収が抑えられて高透過率とすることができる。
【００２０】
調光粒子における短軸の平均長さの下限値は特に制限されない。調光粒子における短軸の平均長さは、例えば、調光粒子を形成する際の形状制御性、吸収異方性に関係する分子配置及び結晶性の観点から、１０ｎｍ以上であることが好ましく、さらに調光粒子の分散媒への分散処理における機械的な刺激、電磁波調整素子としたときの熱、外気、光等の刺激などに対する安定性の観点から、１５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
なお、調光粒子における長軸の平均長さ及び調光粒子における短軸の平均長さは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ／ＳＴＥＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等にて、電磁波調整用分散体に含有される１００個の調光粒子を観察した際の長軸の長さの平均値及び短軸の長さの平均値である。
本明細書において調光粒子における長軸及びその長さは、調光粒子の撮影像を観察したときに、調光粒子表面の任意の点ａから点ａと異なる調光粒子表面の任意の点ｂまでの距離が最長となる線分及びその長さとする。調光粒子の短軸及びその長さは、長軸に垂直であって調光粒子表面の二点を結ぶ線分のうち、長さが最長となる線分及びその長さとする。
【００２２】
調光粒子において、短軸の平均長さに対する長軸の平均長さのアスペクト比（長軸の平均長さ／短軸の平均長さ）は、調光粒子が分散媒中にランダムに分散している状態と、一定方向に配向している状態とで調光粒子による電磁波の吸収度合いにより変化をつける観点から、２以上であることが好ましく、２以上１０以下であることがより好ましい。
【００２３】
調光粒子の形状としては、棒状（針状）、板状等が挙げられ、調光粒子間の接触面を減らして電磁波調整用分散体中での凝集を抑制したり、電場に対する配向動作をし易くしたり、光透過時に高透過率を得る観点から、棒状であることが好ましい。なお、棒状の調光粒子とは、短軸の長さに対する長軸の長さのアスペクト比（長軸の長さ／短軸の長さ）が、２以上の調光粒子を指す。また、棒状の調光粒子は、上記アスペクト比が、２以上１０以下であることが好ましい。
【００２４】
また、電磁波調整用分散体では、光透過時に高透過率を得る観点から、調光粒子全体における棒状の調光粒子の割合が６０個％以上であることが好ましく、８０個％以上であることがより好ましく、９０個％以上であることがさらに好ましい。なお、棒状の調光粒子の割合は、例えば、電子顕微鏡像等を観察した際に任意に選択される調光粒子１００個中における棒状の調光粒子の個数から算出することができる。
【００２５】
調光粒子を構成する材料は特に制限されず、調光粒子形成後に軸方向（長軸方向及び短軸方向）で吸収異方性を発現するものが好ましい。また、調光粒子を構成する材料は、分子構造の軸方向（長軸方向及び短軸方向）で吸収異方性を有しているものが好ましい。
【００２６】
また、調光粒子を構成する材料としては、材料自体が分子構造に起因して調整対象の電磁波の波長域に対して二色性を有しているものが好ましい。
【００２７】
調光粒子を構成する材料としては、導電性モノマー、導電性高分子、分子構造の軸方向で吸収異方性を有する二色性色素等が挙げられる。これらの材料について、分子構造の軸方向が揃う状態での会合等により結晶化させたりすることで形状に異方性が発現した棒状の調光粒子を形成することができる。
【００２８】
本実施形態では、調光粒子を構成する材料として、二色性色素を用いることが好ましい。二色性色素を用いることで、色調に関する吸収波長選択性、電磁波調整素子のコントラストに関する二色性、調光粒子の形成で使用する溶剤、分散媒等に対する溶解性、調光粒子形成後の分散媒への分散処理における親和性、耐久性などの諸特性を、分子構造にて制御することができる。
【００２９】
二色性色素としては、基本骨格としてアゾ骨格、アントラキノン骨格、ナフトキノン骨格、アゾメチン骨格、テトラジン骨格、キノフタロン骨格、メロシアニン骨格、ペリレン骨格等を有するものが挙げられる。調光粒子は、本発明の効果が達成される範囲内において二色性色素以外の物質を含有してもよい。二色性色素は、基本骨格がアゾ骨格であることが好ましく、高二色性及び棒状の調光粒子を形成する観点から、ジスアゾ、トリスアゾ等の分子構造として連結して伸長されているものがより好ましい。また、二色性色素は、前述の結晶化にて分子構造の軸方向を揃える観点から、分子構造中に芳香族環を有していることが好ましい。分子構造中に芳香族環を有していることで、結晶化においてπ‐π相互作用により積層構造を形成し、吸収異方性を有する調光粒子が得られやすくなる傾向にある。
二色性色素としては、クロモニック液晶性を有する材料（クロモニック材料）であってもよい。クロモニック材料としては、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ４、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ４４、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ２８（Ｃｏｎｇｏ  Ｒｅｄ）、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ２３、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｒｅｄ  ８１、Ａｃｉｄ  Ｒｅｄ  １、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  １、Ｄｉｒｅｃｔ  Ｂｌｕｅ  ６７等が挙げられる。
【００３０】
本実施形態の電磁波調整用分散体中の調光粒子の濃度は、電磁波調整素子の透過率変調幅及び電磁波調整用分散体の配向動作安定性の観点から、０．０１質量％〜３０質量％であることが好ましい。また、電磁波調整用分散体中の調光粒子の濃度は、分散安定性、及び電圧印加時における調光粒子間相互作用による凝集の抑制の観点から、０．０５質量％〜１０質量％であることが好ましい。
【００３１】
ナノサイズの調光粒子を形成する観点、及び、形成後の調光粒子を液相である分散媒中に安定に分散保持し易くする観点から、液相中にて調光粒子を形成することが好ましい。液相中にて調光粒子を形成する方法として、例えば、調光粒子を構成する材料である二色性色素を良溶媒に溶解させて溶液を調製し、調製した溶液を二色性色素が不溶であり、かつ良溶媒とは相溶する貧溶媒中に注入することでナノサイズの調光粒子を得る再沈法が挙げられる。
【００３２】
貧溶媒としては、調光粒子を構成する材料、例えば、二色性色素が水溶性である場合、非水系又は低極性である、溶媒、樹脂等であることが好ましく、調光粒子を構成する材料、例えば、二色性色素が脂溶性又は非水溶性である場合、水、低級アルコール等の極性溶媒などであることが好ましい。なお、貧溶媒は分散媒と同一材料又は分散媒と相溶する溶媒であってもよく、分散安定性及び粒子化における成長制御の観点から、良溶媒及び貧溶媒のいずれか又は両方に界面活性剤、調光粒子表面に被覆膜を形成するための材料等を添加してもよい。
【００３３】
（分散媒）
本実施形態の電磁波調整用分散体は、分散媒を含有する。本実施形態で使用する分散媒は、調光粒子を分散可能であれば特に制限されず、調光粒子、電磁波調整素子の使用環境等に応じて選択できる。分散媒としては、調光粒子が水溶性である場合、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の非水溶性又は低極性の分散媒が好ましく、一方で調光粒子が脂溶性である場合、水、低級アルコール等の極性溶媒、極性基を有する樹脂などの水溶性の分散媒が好ましい。また、電磁波調整素子を温度変化の大きい環境で使用する場合、温度変化による応答速度の差を小さくする観点から、粘度の温度依存性が小さい分散媒を選択することが好ましい。また、分散媒は、１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００３４】
非水溶性又は低極性の分散媒としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、及びアクリル樹脂とシリコーン樹脂とを用いてなるグラフト共重合体等のポリシロキサン構造を有する樹脂が挙げられる。これらの分散媒を使用することで、温度変化の大きい環境であっても温度変化による応答速度の差を小さくできる傾向にある。
【００３５】
また、分散媒としては、一般的に疎水性であり、吸湿による性能低下の抑制、調光粒子及び調光粒子以外の電磁波調整素子を構成する材料に対する化学的な安定性の観点から、シリコーン樹脂が好ましい。シリコーン樹脂は、直鎖型であっても分岐鎖型であってもよい。また、シリコーン樹脂は、ジアルキルシリコーン樹脂、アルキルアリールシリコーン樹脂、ジアリールシリコーン樹脂等のいずれであってもよい。中でも低ガス透過性、低含水率、後述するマトリックス樹脂と組み合わせた場合の屈折率制御等の観点から、アルキルアリールシリコーン樹脂が好ましく、ジメチルジフェニルシリコーン樹脂がより好ましい。
【００３６】
変性シリコーン樹脂は、直鎖型であっても分岐鎖型であってもよい。また、変性シリコーン樹脂は、主鎖であるポリシロキサン鎖の側鎖に変性基を有する側鎖型、主鎖であるポリシロキサン鎖の両末端に変性基を有する両末端型、主鎖であるポリシロキサン鎖の片末端に変性基を有する片末端型、主鎖であるポリシロキサン鎖の側鎖及び末端の両方に変性基を有する側鎖両末端型等のいずれであってもよい。変性シリコーン樹脂における変性基は、目的等に応じて適宜選択することができる。変性基としては、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、モノアリールアミノ基、ジアリールアミノ基、エポキシ基、脂環式エポキシ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシ基、ポリエーテル基、アラルキル基、フルオロアルキル基、長鎖アルキル基、高級脂肪酸エステル基、高級脂肪酸アミド基、シラノール基等を挙げることができる。上述の変性基をもつ変性シリコーンを適宜選択することにより、分散媒と調光粒子との親和性が向上して調光粒子の分散が安定し、後述するマトリックス樹脂に対して安定的に液滴を形成することができる。
【００３７】
アクリル樹脂とシリコーン樹脂とを用いてなるグラフト共重合体は、主鎖がアクリル樹脂に由来する構造の化合物であっても、主鎖がシリコーン樹脂に由来する構造の化合物であってもよい。
【００３８】
分散媒の粘度は特に制限されず、目的等に応じて適宜選択できる。分散媒の粘度は、電磁波調整素子の応答速度の観点から、２５℃において、１ｍＰａ・ｓ〜５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１００ｍＰａ・ｓ〜５０００ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。分散媒を２種以上併用する場合には、分散媒の粘度は、併用する分散媒の混合物の粘度を意味する。なお、分散媒の粘度は、レオメーター（例えば、ＭＣＲ３０１（商品名）、Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ社製）を用いて、常法により測定できる。
【００３９】
また分散媒は、温度変化による電磁波調整素子の応答速度の変動を小さくする観点から、−２０℃〜１００℃の温度範囲での粘度変化率（％）が、２桁以内であることが好ましい。
【００４０】
分散媒の屈折率は特に制限されず、目的とする吸収波長、調光粒子、後述のマトリックス樹脂、絶縁層等の電磁波調整素子の構成材料の種類などに応じて適宜選択できる。分散媒の屈折率は、電磁波調整素子における可視光調整の観点から、２５℃において、１．３３〜１．５８であることが好ましく、１．３９〜１．５１であることがより好ましい。分散媒を２種以上併用する場合には、分散媒の屈折率についても粘度と同様に、併用する分散媒の混合物の屈折率を意味する。なお、分散媒の屈折率はアッベ屈折計（例えば、ＤＲ−Ａ１（商品名）、（株）アタゴ製）、デジタル屈折計（例えば、ＲＸ−９０００α（商品名）、（株）アタゴ製）等を用いて、２５℃で常法により測定できる。
【００４１】
（マトリックス樹脂）
本実施形態の電磁波調整用分散体は、さらにマトリックス樹脂を含有していてもよく、調光粒子を分散させる分散媒がマトリックス樹脂中に液滴状に存在している状態であってもよい。マトリックス樹脂は、分散媒と相分離しうるものであって、分散媒と混合した際にマトリックス樹脂中に分散媒が液滴状に存在しうるものであれば特に制限されない。また、マトリックス樹脂は、紫外線照射等により硬化するものであることが好ましい。このような分散媒とマトリックス樹脂の組み合わせとしては、例えば、分散媒が（メタ）アクリル酸エステルオリゴマーであり、マトリックス樹脂が紫外線硬化型シリコーン樹脂である組み合わせが挙げられる。良好な電磁波透過率を達成する観点からは、マトリックス樹脂と分散媒との屈折率差は０．０１以内であることが好ましく、０．００５以内であることがより好ましい。
なお、（メタ）アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルのいずれか一方又は両方を意味する。
【００４２】
電磁波調整用分散体では、調光粒子を分散させる分散媒がマトリックス樹脂中に液滴状に存在していてもよい。この電磁波調整用分散体を用いて電磁波調整素子を構成したときに調光粒子の凝集、沈降等が抑制され、ムラのない電磁波調整効果が得られる傾向にある。さらに、マトリックス樹脂を硬化させることで、マトリックス樹脂中に液滴状に存在している分散媒の位置が固定され、よりムラのない電磁波調整効果が得られる傾向にある。
【００４３】
分散媒がマトリックス樹脂中に液滴状に存在している状態とする方法は特に制限されず、例えば、特開２００２−１８９１２３号公報（特許文献１）の［０００９］〜［００３６］に記載の方法を参照することができる。
【００４４】
（その他の成分）
本実施形態の電磁波調整用分散体は、必要に応じて調光粒子、分散媒及びマトリックス樹脂以外のその他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、界面活性剤等の分散安定剤、粘度調整のための増粘剤、遮光状態及び透過状態における電磁波調整素子の色調を補正するための顔料、染料等の着色剤などが挙げられる。電磁波調整用分散体がその他の成分として顔料を含有する場合、ヘイズ抑制の観点から、顔料の平均粒子径は、５００ｎｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下であることがより好ましい。ここでの平均粒子径は、粒度分布曲線において小粒径側からの体積基準の累積値が５０％となるときの粒子径（Ｄ５０）であり、例えば、ＳＡＬＤ−７１００（商品名、（株）島津製作所製）等のレーザ回折式粒度分布測定装置を用いて測定される値である。
【００４５】
＜電磁波調整用分散体の製造方法＞
本実施形態の電磁波調整用分散体の製造方法は、液相中にて前記調光粒子を形成する工程を含む。これにより、ナノサイズの調光粒子を形成しやすく、かつ形成後の調光粒子を液相である分散媒中に安定に分散保持し易くなる傾向にある。また、前述の再沈法により、液相中にて調光粒子を形成してもよい。
なお、前述の本実施形態の電磁波調整用分散体を製造する方法は、この製造方法には限定されない。
【００４６】
＜電磁波調整素子＞
本実施形態の電磁波調整素子は、一対の導電性基材と、前記一対の導電性基材の間に配置される電磁波調整用分散体と、を有する。なお、電磁波調整用分散体は、調光粒子と、分散媒とを含有し、その詳細及び好ましい態様は上述したとおりである。
【００４７】
電磁波調整素子の構造の一例とその駆動原理について、図１を参照して説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
【００４８】
電磁波調整素子１は、導電層５、７がそれぞれコーティングされた基材４、６である導電性基材２、３を備えている。導電性基材２と導電性基材３との間には、電磁波調整用分散体８が層状に配置されている。電磁波調整用分散体８は、調光粒子９及び分散媒１０を含有している。
【００４９】
導電性基材２、３は光透過性であっても光非透過性（光反射性）であってもよい。一般的に導電性基材は、光透過性の透明導電性基材であることが好ましい。透明導電性基材を用いて電磁波調整素子を構成することで、例えば光透過性を可変的に調整可能な素子を構成することができる。導電性基材が光透過性を有する場合、導電性基材の光透過率は８０％以上であることが好ましい。透明導電性基材の光透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５：１９８１の全光線透過率の測定法に準拠して測定することができる。
【００５０】
基材４、６は、その面上に導電層５、７を形成可能であれば特に制限されず、目的に応じて通常用いられる基材から適宜選択することができる。基材として具体的には、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等を挙げることができる。樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルム、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリアリレートフィルム、ポリカーボネートフィルムなどが挙げられる。中でも基材としては、透明性、成形性、接着性、加工性等に優れる点で、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが好ましい。
【００５１】
基材４、６の面上に形成される導電層５、７は、光透過性の導電層であることが好ましい。光透過性の導電層として具体的には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３等の金属酸化物層、有機導電層、カーボンナノチューブ層、銀ナノワイヤー層などが挙げられる。導電層の厚みは特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。一般的に導電層の厚みは１０ｎｍ〜５０００ｎｍであることが好ましい。導電層の厚みは光学式膜厚計を用いて測定することができる。
【００５２】
導電層の表面抵抗値は特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。一般的に導電層の表面抵抗値は、３Ω／□〜１０，０００Ω／□が好ましい。導電層の表面抵抗値は、４探針法を用いて２５℃で測定される値である。また、導電層の表面抵抗値は、ギガヘルツ（ＧＨｚ）付近の電磁波透過性の観点から、１，０００Ω／□〜１０，０００Ω／□であることが好ましい。ギガヘルツ付近の電磁波透過性を有することで、携帯電話等に使用されている電磁波を透過することができる。
【００５３】
調光粒子９を構成する材料である上記の導電性モノマー、導電性高分子、二色性色素等が低抵抗である場合、必要に応じ、調光粒子９の分散状態変化等による短絡を防止する観点から、導電層５、７の上、すなわち、導電層５と電磁波調整用分散体８との間及び導電層７と電磁波調整用分散体８との間に絶縁層を形成してもよい。
【００５４】
絶縁層は透明性が高く、導電性基材２、３を損傷せずに作製できるものが好ましい。また、絶縁層は、変質、分散体中への溶出等をせずに分散媒に対して親和性を有し、かつ、分散媒との屈折率差が小さいものであることが好ましい。絶縁層の材質としては特に制限されず、無機物、有機物、無機物と有機物とのハイブリッド材料等が挙げられる。無機物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物、層状珪酸鉱物等のアルミノケイ酸塩、シリコン窒化物などが挙げられる。有機物としては、ポリイミド系、アクリル系等の有機樹脂などが挙げられる。また、絶縁層は、電磁波調整用分散体８、マトリックス樹脂、導電性基材２、３等に応じて選択され、後述の封着剤に対する親和性、化学的な安定性、温度、湿度、日射等の使用環境条件などに応じて選択される。
【００５５】
電磁波調整素子の各層及び各層を構成する材料（例えば、調光粒子９等）の耐久性向上の観点から、基材４、６の外側に、酸素等の雰囲気ガス、水、紫外線、赤外線などが電磁波調整素子内に進入することを抑制するフィルムを設置したり、保護膜を形成したりしてもよい。
【００５６】
電磁波調整素子１には、スイッチ１１を介して電源１２が接続されている。電磁波調整素子１を作動させるための使用電源は、例えば、交流で、５Ｖ〜２００Ｖの電圧範囲（実効値）、及び３０Ｈｚ〜５００ｋＨｚの周波数範囲とすることができる。
【００５７】
図１（ａ）に示す状態では、電磁波調整素子１のスイッチ１１が切られており、電磁波調整素子１に電界が印加されていないため、電磁波調整用分散体８中の調光粒子９は、ブラウン運動により、それぞれランダムな方向を向いている。そのため、電磁波調整素子１に入射した電磁波は、調光粒子９の特に長軸方向によって吸収され、透過率が低下する。
【００５８】
図１（ｂ）に示すように電磁波調整素子１のスイッチ１１を接続して電磁波調整素子１に電界を印加すると、調光粒子９はその長軸が電場に沿うように配列する。そのため、調光粒子９による入射した電磁波の吸収度合いは、電磁波調整素子１に電界が印加されていない状態に比べて小さい。その結果、電磁波調整素子１に電界が印加されている場合、電磁波調整素子１に電界が印加されていない状態に比べて電磁波透過率が高く維持される。
【００５９】
（電磁波調整素子の製造方法）
電磁波調整素子の製造方法は特に制限されない。例えば、以下の工程（１）及び（２）を含む方法によって製造することができる。
【００６０】
（１）一対の導電性基材を対向させて配置し、その間に封着剤を部分的に付与し、一対の導電性基材を接着する。これにより、電磁波調整用分散体の厚みに相当する空間が一対の導電性基材の間に形成される。封着剤を付与する位置は、例えば、導電性基材の端部とすることができる。あるいは、封着剤がスペーサービーズ等を含有する場合、導電性基材の対向面の全体又は一部とすることができる。導電性基材間の距離は、特に制限されない。例えば、５０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、５０μｍ〜２５０μｍであることがより好ましく、５０μｍ〜２００μｍであることがさらに好ましい。導電性基材間の距離が５０μｍ以上であれば、電磁波調整素子の厚みの均一性を保持しやすい傾向があり、３００μｍ以下であれば、電磁波調整素子の駆動電圧を小さくできる傾向がある。
【００６１】
（２）次いで、一対の導電性基材間の空間に電磁波調整用分散体を充填する。電磁波調整用分散体の充填方法は特に制限されない。例えば、導電性基材の端部の封着剤で封止していない箇所から毛細管現象によって電磁波調整用分散体を充填することができる。導電性基材の間に電磁波調整用分散体を充填後、導電性基材の端部の封着剤で封着していない箇所を封着剤で封止する。これにより、電磁波調整用分散体は外気から隔離される。
【００６２】
電磁波調整素子を製造する他の方法としては、例えば、電磁波調整用分散体を一方の導電性基材の面上に付与し、その後、電磁波調整用分散体を付与した面にもう一方の導電性基材を貼り合わせて接着し、封止する方法が挙げられる。電磁波調整用分散体の付与方法としては、バーコーター、アプリケーター、ドクターブレード、ロールコーター、ダイコーター、コンマコーター等を用いる方法、真空下での滴下注入法（ＯＤＦ）などが挙げられる。電磁波調整用分散体を導電性基材に付与する際は、必要に応じて、調光粒子等の溶解性などに応じて適当な溶剤で電磁波調整用分散体を希釈してもよい。溶剤を用いた場合には、導電性基材上に電磁波調整用分散体を付与した後で溶剤を揮発させることが好ましい。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を実施例により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。
【００６４】
＜実施例１＞
（調光粒子と分散体の作製）
本実施例では、調光粒子を構成する材料として、分子構造が直線的なトリスアゾ構造を有し、可視光吸収が短軸方向よりも長軸方向にて強い非水溶性の二色性色素（ＫＰＤ−５０３（商品名）、昭和化学工業（株）製）を用いた。二色性色素を溶解するテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を良溶媒とし、低粘度で揮発性のあるジメチルシリコーン（動粘度０．６５ｍｍ２／ｓ）を貧溶媒とした。まず、ＴＨＦに二色性色素を溶解させた溶液（１０ｍＭ）を４５℃に加熱し、８℃に冷却した５ｍＬの貧溶媒中に加熱後の溶液を１００μＬ注入することで、貧溶媒中にナノサイズの調光粒子を形成した。この操作を４回行い、調光粒子を０．０７質量％含有する分散液を計２０ｍＬ作製した。
【００６５】
作製した調光粒子のサイズは、長軸長さが４００ｎｍ、かつ短軸長さが５０ｎｍ〜１００ｎｍであった。また、ＳＥＭによる粒子状態及び偏光顕微鏡による光学特性の観察比較から、調光粒子は粒子形状に対して、長軸方向の方が短軸方向よりも吸収が強い二色性を有していた。そのため、調光粒子内における二色性色素は長軸方向に位置していると推測される。
【００６６】
作製した調光粒子の分散液２０ｍＬを貧溶媒と相溶する分散媒１ｇに混合し、減圧により溶媒を除去して濃縮し、０．３質量％分散液を作製した。本実施例では分散媒として、調光粒子を構成する二色性色素のアゾ構造に作用させて分散安定性を向上させるため、不揮発性のアミノ基を有するアミノ変性シリコーン（ＦＺ−３７８５（商品名）、東レ・ダウコーニング（株）製、動粘度４０００ｍｍ２／ｓ）を用いた。
また、分散性を向上させるため、ビーズミルを用いて濃縮後の分散液について分散処理を行い、調光粒子を含有する分散体（電磁波調整用分散体）を作製した。
【００６７】
（電磁波調整特性評価）
作製した調光粒子を含有する分散体を用いて、電磁波調整特性の評価用ガラスセルを作製した。具体的には、ガラス基板を２枚用意し、ガラス基板が対向するように配置し、調光粒子を含有する分散体１ｍＬ程度をその間に注入し、周囲を封止してガラスセルを作製した。本実施例では基板間距離を１００μｍとした。
【００６８】
作製したガラスセルの室温（２３℃）における電磁波調整特性を分光式測色ヘイズメータ（ＴＣ−１８００Ｈ，（有）東京電色）で測定した。評価用ガラスセルに電圧を印加していない状態（０Ｖ）から周波数を５００Ｈｚとして印加電圧ＶＡＣを１００Ｖ（実効値）まで上昇、即ち電極間の電界強度を０から１．０×１０６Ｖ／ｍと変化させたときと、１００Ｖから電圧印加を停止（ＯＦＦ）してから１分後と、における可視光域での全光線透過率Ｔｔの変化率ΔＴｔ（０Ｖを０％、１００Ｖを１００％）を図２に示す。同様に印加電圧ＶＡＣを変化させたときのヘイズＨの変化について図３に示す。
【００６９】
図２及び図３から本実施例で作製した二色性色素による調光粒子の分散体は、印加電圧ＶＡＣを大きくするとΔＴｔ及び全光線透過率Ｔｔは上昇し、ヘイズＨは低下した。さらに電圧印加を停止することで、ΔＴｔ及び全光線透過率Ｔｔは時間の経過とともに低下し、ヘイズＨは時間の経過とともに上昇して印加前（０Ｖ）の状態に戻る傾向がみられた。従って、本実施例の調光粒子は可視光域において可逆的な電磁波調整効果を発揮することができ、電圧の印加の有無及び印加電圧の大きさによって可視光の透過性を制御できることがわかった。これを利用して電磁波調整素子の可視光の透過性を制御でき、電磁波の吸収波長を制御できることがわかった。
【符号の説明】
【００７０】
１    電磁波調整素子
２、３  導電性基材
４、６  基材
５、７  導電層
８      電磁波調整用分散体
９      調光粒子
１０    分散媒
１１    スイッチ
１２    電源
【図１】
2018112606.tif 000003
【図２】
2018112606.tif 000004
【図３】
2018112606.tif 000005