(57)【要約】【課題】発光機能及び消光機能を備えるゲルの製造方法とその製造装置を提供するとともに、そのゲルを活用した発光デバイス及びその制御方法を提供する。【解決手段】  流動性の有機化合物（例えば、シクロヘキサン）を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させて溶液を形成した後、その溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波振動を０．１秒以上与えてその溶液をゲル化する。これにより、このゲルに紫外線又は可視光線を照射するとそのゲルは発光機能を発揮する。さらに、このゲルを加熱して当初の溶液に戻すことにより、その発光を止めることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させて溶液を形成する工程と、
前記溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波振動を０．１秒以上与えて前記溶液をゲル化する工程を含む
発光ゲルの製造方法。
【請求項２】
前記有機化合物は、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、シクロヘキサン、酢酸エチル、アセトン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、四塩化炭素、トリクロロメタン、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、エタノール、メタノール、ジメチルホルムアミド、n-ドデカン、n-デカン、ヘキサン,及びガソリンの群から選ばれた少なくとも１つの有機化合物である
請求項１に記載の発光ゲルの製造方法。
【請求項３】
前記環状多核金属錯体は、一般式
【化１】
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（式中、Ｍ１，Ｍ２は、それぞれ２価の金属を表し、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ水素又はアルキル基を表し、ｎは、５又は７である）によって表され、ａｎｔｉ体であることを特徴とする
請求項１に記載の発光ゲルの製造方法。
【請求項４】
前記超音波振動を与える時間が、０．１秒以上８６４００秒以下である
請求項１に記載の発光ゲルの製造方法。
【請求項５】
流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させて溶液を形成する装置と、
前記溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置を備えた
発光ゲルの製造装置。
【請求項６】
流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置と、
少なくとも前記金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する光照射装置を備えた
発光デバイス。
【請求項７】
ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体の濃度を異ならせて流動性の有機化合物を含む溶媒に溶解させることにより形成された溶液が封入された複数の密閉空間に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置と、
少なくとも前記金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する光照射装置を備えた
発光デバイス。
【請求項８】
流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液が封入された複数の密閉空間に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の範囲内で、複数の異なる周波数の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置と、
少なくとも前記金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する光照射装置を備えた
発光デバイス。
【請求項９】
前記紫外線又は可視光線の波長は、１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である
請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
少なくとも前記金属錯体を加熱する加熱器をさらに備えた
請求項６に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える工程と、
少なくとも前記金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する工程を含む
発光制御方法。
【請求項１２】
流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える工程と、
少なくとも前記金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する工程と、
少なくとも前記金属錯体を加熱する工程を含む
発光制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ゲルの製造方法及びその製造装置、並びに発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゲル化剤は、ゲル化剤自身の自己組織化によって３次元構造体を構築し、この３次元構造体内に、有機溶媒等の流動性化合物を取り込んでいる。これにより、流動性化合物の流動性を低下させ、固体状のゲルが形成される。本発明の発明者の一人は、このようなゲル形成能力を有するゲル化剤の一つを特許文献１において提案している。
【０００３】
本発明の一人の発明者による研究の結果、このゲル化剤は、環状多核金属錯体が有する空孔及びπ−πスタッキングを利用することによって自己組織化することができるため、流動性化合物をゲル化させると結論づけられている。
【特許文献１】特開２００３−２６１８５９号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０９３００４号パンフレット
【非特許文献１】Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ，Ｊ．Ｄ．、  Ｕｌｒｉｃｈ，  Ｄ．Ｒ．著、  「Ｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｏｆ  ｃｅｒａｍｉｃｓ，  ｇｌａｓｓｅｓ  ａｎｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ」、  Ｗｉｌｅｙ、  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、  ｐ．２５５−２７０、  １９８８年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の提案された新規なゲル化手段の開発が、様々な未開の技術的領域の存在を本発明者らに認識させることになった。具体的には、例えば、ゲル化させた後のそのゲルの物性については全く知られておらず、これを対象とする研究は全く新しいものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者らは、流動性の有機化合物を含む溶媒中に上述のゲル化剤を溶解させた溶液をゲル化させるための外部刺激を与える方法を網羅的に研究した。本発明者らは、この研究ために相当な期間と労力を費やした結果、ある特定の外部刺激であって、しかも特定の刺激方法によるゲル化によってのみ、その形成されたゲルが紫外線又は可視光線の照射によって強く発光するという特有の機能を発現することを見出した。また、本発明者らは、上述のゲル化剤の濃度や外部刺激の方法を変化させることにより、そのゲルの発光する波長が大きく変化することを見出した。本発明者らは、さらに、一度形成されたゲルが特定の手段を用いて溶液に戻されることによって消光するという可逆性をも併せて見出し、本発明を完成した。本発明は、新規の制御可能な発光材料を提供することによって、新たな発光デバイス分野の開拓とその発展に寄与するものである。
【０００６】
本発明の発光ゲルの製造方法は、流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させて溶液を形成する工程と、その溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波振動を０．１秒以上与えてその溶液をゲル化する工程を含んでいる。
【０００７】
この製造方法によれば、前述の溶液が特定の超音波振動を与えられることにより、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成されるとともに、紫外線又は可視光線の照射によって発光するという特性を備えたゲルを製造することができる。
【０００８】
本発明の発光ゲルの製造装置は、流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させて溶液を形成する装置と、その溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置を備えている。
【０００９】
この装置によれば、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶質として、流動性の有機化合物を含む溶媒に溶解させて溶液を形成することができ、さらに、超音波発生装置によって前述の条件による超音波が与えられることにより、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。その結果、紫外線又は可視光線の照射によって発光するという特性を備えたゲルを製造することができる。
【００１０】
また、本発明の発光デバイスは、流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置と、少なくともその金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する光照射装置を備えている。
【００１１】
この発光デバイスによれば、まず、前述の溶液に対して特定の超音波振動を与える装置によって、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。さらに、紫外線又は可視光線の照射装置によってそのゲルを発光させることができる。
【００１２】
また、本発明のもう一つの発光デバイスは、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体の濃度を異ならせて流動性の有機化合物を含む溶媒に溶解させることにより形成された溶液が封入された複数の密閉空間に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置と、少なくともその金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する光照射装置を備えている。
【００１３】
この発光デバイスによれば、まず、前述の溶液に対して特定の超音波振動を与える装置によって、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。さらに、複数の密閉空間内に、それぞれ異なる濃度（少なくとも２種類の濃度）の金属錯体を含む有機化合物を含む溶媒が封入されているため、紫外線又は可視光線の照射装置によって各密閉空間のゲルが異なる波長の光を発することができる。また、この発光デバイスの場合は、超音波の周波数が一定でもよいため、複雑な装置を要しない点で有利である。
【００１４】
また、本発明のもう一つの発光デバイスは、流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液が封入された複数の密閉空間に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の範囲内で、複数の異なる周波数の超音波を０．１秒以上与える超音波発生装置と、少なくともその金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する光照射装置を備えている。
【００１５】
この発光デバイスによれば、まず、前述の溶液に対して特定の超音波振動を与える装置によって、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。さらに、複数の密閉空間に対して異なる周波数の超音波を与えると、紫外線又は可視光線の照射装置によって各密閉空間のゲルが異なる波長の光を発することができる。また、この構成を採用することにより、複数の密閉空間内に上記溶液を封入する際に、一律の濃度の溶液を封入することができるため、本デバイスの製造の簡便さ及び歩留まりの点で非常に有利である。
【００１６】
なお、上述のいずれの発光デバイスであっても、少なくともその金属錯体を加熱する加熱器をさらに備えることは、本発明の発光デバイスの好ましい一態様である。上記の各溶液に対して特定の超音波振動を与えて生成されたゲルを加熱することにより、ゲル化する前の溶液の状態に戻すことができ、ゲルの発光を止める（換言すれば、消光する）ことができる。その結果、発光と消光を自在に制御することが可能となる。
【００１７】
さらに、本発明の発光制御方法は、流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える工程と、少なくともその金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する工程を含んでいる。
【００１８】
この制御方法によれば、まず、上述の溶液に対して特定の超音波振動を与える工程によって、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。さらに、紫外線又は可視光線を照射することよりそのゲルを発光させることができる。
【００１９】
また、本発明のもう一つの発光制御方法は、流動性の有機化合物を含む溶媒に、ビスサリチルアルジミンを配位子として有する環状多核金属錯体を溶解させることにより形成された溶液に対して、周波数が２０ｋＨｚ超、２００ｋＨｚ以下の超音波を０．１秒以上与える工程と、少なくともその金属錯体に対して紫外線又は可視光線を照射する工程と、少なくともその金属錯体を加熱する工程を含んでいる。
【００２０】
この制御方法によれば、まず、上述の溶液に対して特定の超音波振動を与える工程によって、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。さらに、紫外線又は可視光線を照射する工程によりそのゲルを発光させることができる。さらに、少なくともその金属錯体（換言すれば、上記溶液に対して特定の超音波振動を与えて生成されたゲル）を加熱する工程により、ゲル化する前の溶液の状態に戻すことができ、発光を止める（換言すれば、消光する）ことができる。その結果、発光と消光を自在に制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の発光ゲルの製造方法によれば、上述の溶液が特定の超音波振動を与えられることにより、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成されるとともに、紫外線照射によって発光するという特性を備えたゲルを製造することができる。また、本発明の発光デバイスによれば、上述の溶液に対して特定の超音波振動を与える装置によって、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。さらに、紫外線又は可視光線を照射する光照射装置によってそのゲルを発光させることができる。また、本発明の発光制御方法によれば、上述の溶液に対して特定の超音波振動を与える工程によって、他のゲル化手段に比較して極めて短時間にゲル化が達成される。さらに、紫外線又は可視光線を照射する工程によりそのゲルを発光させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。また、図中、本実施形態の各要素は必ずしもスケール通りに示されていない。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
【００２４】
次の構造式は、本実施形態の発光ゲルの製造に用いられるゲル化剤を示している。
【化２】
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【００２５】
このゲル化剤の製造方法は、本発明の発明者の一人によって既に開示されている特開２００３−２６１８５９号公報に記載されているとおりであるため、以下に代表的な一例を簡単に記載する。
【００２６】
［配位子の合成］
サリチルアルデヒド（ナカライテスク株式会社製）を２．００ｇ量り取り、１，５−ジアミノペンタン（東京化成工業株式会社製）０．８４ｇ及びエタノール（関東化学株式会社製）２０ｍＬの混合液中にて、８０℃で４時間加熱することにより、炭素数５のメチレン鎖を有するビスサリチルアルジミン（ＬＨ２［Ｌ＝（ｏ−ＯＣ６Ｈ４）ＣＨ＝Ｎ−（ＣＨ２）５−Ｎ＝ＣＨ（ｏ−ＯＣ６Ｈ４）］）を合成した。
【００２７】
また、サリチルアルデヒドを３．００ｇ量り取り、１，７−ジアミノヘプタン（東京化成工業株式会社製）１．６０ｇ及びエタノール１０ｍＬの混合液中にて、８０℃で４時間加熱することにより、炭素数７のメチレン鎖を有するビスサリチルアルジミン（ＬＨ２［Ｌ＝（ｏ−ＯＣ６Ｈ４）ＣＨ＝Ｎ−（ＣＨ２）７−Ｎ＝ＣＨ（ｏ−ＯＣ６Ｈ４）］）を合成した。
【００２８】
［ゲル化剤の合成］
上記の配位子の合成によって得られた、炭素数５のメチレン鎖を有するビスサリチルアルジミン０．１５５ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）を量り取り、さらに、ビスサリチルアルジミンに対して等量となるように酢酸パラジウム（エヌイーケムキャット社製）０．１１２ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）を量り取った。
【００２９】
次いで、ビスサリチルアルジミンに対して約１．３等量となるように、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン（東京化成工業株式会社製）０．１３０ｍＬ（０．６６５ｍｍｏｌ）を量り取り、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミンの存在下、ベンゼン（関東化学株式会社製）０．２０Ｌ中において、ビスサリチルアルジミンと酢酸パラジウムとを、６時間還流して反応させた。
【００３０】
その反応終了後、析出物を濾過した後、減圧下にて濾過液を濃縮した。そして、シリカゲル（Ｍｅｒｃｋ社製、ｓｉｌｉｃａ  ｇｅｌ  ７７３４）及びベンゼン（関東化学株式会社製）をカラム充填剤として、カラムクロマトグラフィにより、上記濃縮液を単離精製し、ゲル化剤であるａｎｔｉ体の環状２核パラジウム錯体を０．０４１ｇ得た。この得られたａｎｔｉ体は、黄色固体であり、収率は２０％であった。他方、ｓｙｎ体の収率は、１０％であった。
【００３１】
なお、物性及び構造の特定は、先に挙げた特開２００３−２６１８５９号公報明細書又は国際公開第２００５／０９３００４号パンフレットに記載されている各種装置と同一の装置を用いた。また、各種測定方法についても、上記２つの公報に記載の方法を採用した。
【００３２】
次に、本実施形態における具体的な発光ゲルの製造方法を、製造プロセスの順序に沿って、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれが本実施形態における発光ゲルの製造装置１００の一部を示す概略図である。
【００３３】
まず、上述のとおり得られたゲル化剤がガラス製試験管１１に３．００ｍｇ量り取られた後、アセトンが溶媒として加えられた。このときのアセトン溶液の濃度は、７．２３×１０−３ｍｏｌ／Ｌであった。次に、ガラス製試験管１１はセプタムによって栓がされた後、シリコンオイルバス１３内で加熱器１２によって加熱されることにより、上記ゲル化剤が溶解してアセトン溶液が形成される。その後、ガラス製試験管１１は、２５℃の水で満たした水槽１４に浸漬され、超音波発生装置１５により超音波を最長６分間与えられた。
【００３４】
図２は、超音波を与えた時間と上記溶液のゲル化の進行度合いとの相関図である。上記溶液の３つのサンプルに対して、超音波がそれぞれ３秒間、５秒間、１０秒間与えられた場合の相関図が示されている  。ここで、縦軸は、７００ｎｍにおける吸光度であり、横軸は時間（分）である。この吸光度が高くなればなるほど、ゲル化が進行していることが分かる。なお、超音波の周波数は４０ｋＨｚであり、音圧は０．４５Ｗ／ｃｍ２であった。
【００３５】
図２に示すように、アセトンを溶媒とした場合、超音波を照射しなければゲル化が全く進行しないことが分かった。他方、超音波を与える時間が長くなるほど、吸光度の増加が急峻になり、ゲル化の進行が早まることが分かった。この傾向は、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、シクロヘキサン、酢酸エチル、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、四塩化炭素、トリクロロメタン、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、エタノール、メタノール、ジメチルホルムアミド、n-ドデカン、n-デカン、ヘキサン、ガソリン、において同様に見られた。但し、例えばベンゼンを溶媒とした場合は、超音波を与えなくても、６０秒を経過してから徐々にではあるが、吸光度の上昇が見られた。しかしながら、急激なゲル化は超音波を与える場合にのみ確認された。
【００３６】
ここで、超音波を与える時間としては、０．１秒以上が好ましく、３秒以上が更に好ましい。これは、０．１秒未満の場合は、ゲル化速度が遅く実用上好ましくないという問題があるからである。その観点でいえば、さらに好ましい時間は５秒以上であり、最も好ましい時間は２０秒以上である。他方、超音波を与える時間の上限を特に定めるものではないが、長時間超音波を上述の溶液又はゲルに与えると、温度上昇によってゲルが溶融し、液体状態となって発光しなくなる可能性がある。従って、その観点でいえば、超音波を与える時間は、８６４００秒以下であることが好ましい。但し、冷却装置を備えた超音波発生装置を用いれば、後者の問題は改善される。
【００３７】
さらに、上述の溶液に与える超音波の周波数の特性についても興味深い結果が得られた。具体的には、上述のいずれの溶媒であっても、周波数が２０ｋＨｚ以下ではゲル化されず、他方、２００ｋＨｚを超えた周波数を与えた場合でもゲル化されなかった。特に興味深いのは、２０ｋＨｚ以下の周波数ではゲル化が進行せず、発光機能も発揮しないが、２４ｋＨｚの周波数による超音波振動を上記溶液に与えると、例えば、周波数が４４．１ｋＨｚや９６ｋＨｚの場合と比較して、非常にゲル化の進行が早く、かつ、より短時間で発光機能を発揮することが分かった。また、９６ｋＨｚの場合は、４４．１ｋＨｚの場合と比較して顕著にゲル化の進行が遅く、かつ発光機能を発揮するまでに相当な時間を要した。従って、発光機能を速やかに発揮するためのさらに好ましい周波数領域は、２２ｋＨｚ以上、１００ｋＨｚ以下であり、最も好ましくは、２２ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下である。
【００３８】
このようにして得られたゲルに対し、公知の紫外線照射装置を用いて、波長２２６ｎｍの紫外線を照射した。
【００３９】
その結果、紫外線を照射すると瞬時に、上述のゲルから波長約５５０ｎｍの発光が確認された。
【００４０】
ところで、本実施形態では、ゲル化剤の環状多核金属錯体の核となる金属として主として２価パラジウム（Ｐｄ）を用いたが、２価白金（Ｐｔ）を核とする上述の金属錯体を用いると、ゲルの発光特性に関して興味深い結果が得られた。
【００４１】
具体的には、まず、２価白金（Ｐｔ）を核とする上記金属錯体の製造方法は、出発物質として、酢酸パラジウムの代わりに、例えばＮａ２ＰｔＣｌ６を用いることを除けば、既に述べた２価パラジウムの核とする上記金属錯体の製造方法と同じである。次に、この白金錯体を用いて上述と同様の製造方法によって形成されたゲルに対して、波長２３５ｎｍの紫外線が照射されたときのゲルからの発光波長は、濃度にも依存するが、４７０ｎｍ又は５５０ｎｍであった。一方、波長４４７ｎｍの可視光線が照射されたときのゲルからの発光波長は、濃度にも依存するが、波長２３５ｎｍの紫外線を照射した場合と同じく４７０ｎｍ又は５５０ｎｍであった。このメカニズムは現時点では明らかではないが、少なくとも、紫外線か可視光線かを問わず、ゲルから発光されることが確認された。尚、可視光線の照射は、公知の可視光線照射装置を用いてなされた。
【００４２】
ところで、本実施形態ではアセトンを溶媒としたが、他の流動性の有機化合物を含む溶媒が用いられた場合であっても紫外線又は可視光線の照射による発光が確認された。特に興味深いのは、例えば、ゲル化剤の濃度が上述のアセトンの場合と同じときに、シクロヘキサンが溶媒の場合であっても、紫外線の照射により波長約５５０ｎｍにピークを持つ発光が確認された。これと同様に、溶媒がベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、シクロヘキサン、酢酸エチル、アセトン、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、四塩化炭素、トリクロロメタン、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、エタノール、メタノール、ジメチルホルムアミド、n-ドデカン、n-デカン、ヘキサン、ガソリンの場合も、波長約５５０ｎｍにピークを持つ発光が確認された。すなわち、溶媒の種類によらず、ゲル化剤の濃度が一定であれば、発光する際のピーク波長もほぼ一定であることが分かった。
【００４３】
また、前述の流動性の有機化合物を含む溶媒は、水を含んでいても上述と同様、ゲルによる発光が確認された。
【００４４】
また、紫外線又は可視光線の好ましい波長は、１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である。１０ｎｍより短波長では、溶液又はゲルに対して与えるエネルギーが大きすぎるため、好ましくない光化学反応が進行し前記金属錯体が分解する危険性が高まり、他方、５５０ｎｍを超えると与えるエネルギーが小さすぎてゲルが発光しなくなる恐れがあるからである。この観点から、さらに好ましい波長領域は、１８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である。
【００４５】
尚、音圧は、ゲルの発光という観点において、全ての上述の流動性の有機化合物に対して支配的な要素ではないことがわかった。例えば、ゲル化剤がパラジウム錯体の場合は、音圧は実質的に影響しない。従って、ゲル化を全く促進しないような条件を除けば、本発明の効果は発揮される。この観点から、最低限度として０．１Ｗ／ｃｍ２の音圧が与えられることが好ましい。
【００４６】
さらに、上述の各溶媒を用いて製造されたゲルが加熱されることにより、ゲルがそれぞれの溶液に戻ることが確認された。その結果、消光が確認された。尚、この加熱処理は、流動性の有機化合物の温度がゾル−ゲル相転移温度Ｔｇｅｌ以上になるように行えばよいが、通常は、７０℃〜１００℃となるように加熱することによりゲル化したこの有機化合物を液体状態に戻すことができる。また、加熱処理の手段は限定されない。例えば、湯浴による加熱、火力による加熱、ヒーターやドライヤーによる加熱、マイクロ波による加熱、油欲等は全て本発明の各実施形態における加熱器に含まれる。
【００４７】
＜第２の実施形態＞
本実施形態では、複数の密閉空間を形成し、それぞれの密閉空間内にゲル化剤の濃度の異なる流動性の有機化合物を封入した発光デバイスについて説明する。
【００４８】
図３は、本実施形態の発光デバイスの概略図である。複数の凹部を形成された金属製の基板３１の各凹部の中に、濃度の異なる上述のゲル化剤のシクロヘキサン溶液３３ａ,３３ｂが収められ、紫外線又は可視光線を透過する材質（例えば、信越化学工業株式会社製合成石英ガラス「ＶＩＯＳＩＬ」（登録商標））で形成された公知の蓋部３２により、公知のシール剤を用いて封止されて、発光部３０が形成される。ここで、本実施形態では、凹部は２箇所形成されている。それぞれの凹部内に収められたシクロヘキサン中のゲル化剤の濃度は０．３４×１０−３ｍｏｌ／Ｌと１０×１．５３×１０−３／Ｌである。
【００４９】
発光部３０は公知の図示しない支持器具により水槽１４中で支持される。この水槽１４は、加熱器１２により水温を上昇させるとともに、超音波発生装置１５により超音波が発光部３０に与えられるように構成されている。また、水槽１４の上方には、上述のシクロヘキサン溶液３３ａ,３３ｂに照射されるように、紫外線又は可視光線を照射する光照射装置３４が配置されている。
【００５０】
本実施形態では、一度完全にゲル化剤をシクロヘキサンに溶解させるべく、加熱器１２により水槽１４内の水温を１００℃まで上げられる。その後、水槽１４内に低温水を加えることにより、水温が２５℃になるように冷却される。次に、超音波発生装置１５により、発光部３０に対して、周波数４０ｋＨｚで１０秒間、超音波が与えられる。さらに、光照射装置３４により、波長２３５ｎｍの紫外線が発光部３０に対して１０秒間照射される。
【００５１】
その結果、発光部３０に収められていた濃度０．３４×１０−３ｍｏｌ／Ｌの溶液３３ａはゲル化され、波長約４７０ｎｍの発光が確認される。他方、濃度１．５３×１０−３／Ｌの溶液３３ｂもゲル化され、波長約５５０ｎｍの発光が確認される。
【００５２】
さらに、加熱器１２により水温を上昇させると、発光部３０は消光し、発光部３０に収められている発光ゲル３３ａ,３３ｂは最初の溶液の状態に戻る。この発光と消光は、上述の手段により、繰り返して実行される。従って、複数の凹部内に収められた発光ゲルから異なる波長の光を取り出すことが可能となり、さらに、その発光と消光を制御することが可能となる。
【００５３】
尚、本実施形態では、ゲル化剤の溶解のために発光部３０が加熱されているが、既にゲル化剤が溶解している溶液が前記の凹部内に収められていれば、発光部３０が加熱される必要はない。また、単に異なる波長の光をゲルから一度発光させるだけで良い場合は、その発光ゲルを加熱して溶液に戻す必要はない。また、本実施形態では凹部は２箇所形成され、２種類の濃度の上述の溶液が収められているが、これに限定されない。３箇所以上の凹部が形成され、２種類以上の濃度の上述の溶液が収められていれば、より鮮やかで強度の高い発色をさせることも可能である。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
本実施形態では、複数の密閉空間を形成し、それぞれの密閉空間内に一定の濃度のゲル化剤の溶解させた流動性の有機化合物を封入した発光デバイスについて説明する。
【００５５】
図４は、本実施形態の発光デバイスの概略図である。凹部が形成された、熱伝導性の良い金属製の複数の基板４１，４１の各凹部の中に、濃度が一定の上述のゲル化剤のアセトン溶液４３ａ,４３ｂが収められ、紫外線又は可視光線を透過する材質（例えば、信越化学工業株式会社製合成石英ガラス「ＶＩＯＳＩＬ」）で形成された公知の蓋部４２，４２により、公知のシール剤を用いて封止されて、発光部４０が形成される。ここで、本実施形態では、凹部は２箇所形成されており、その凹部内に収められたアセトン中のゲル化剤の濃度は５．０×１０−３ｍｏｌ／Ｌである。また、蓋部４２，４２はそれぞれが一つの凹部を覆うように配置されており、各蓋部４２，４２は、公知の耐振ゴム４７を介して連結されている。
【００５６】
基板４１の各凹部の底面には、異なる周波数を発振する超音波発振子４５ａ，４５ｂが配置されており、それぞれの凹部内に収められた溶液に対して異なる周波数の超音波が与えられる。さらに、前述の超音波発振子４５ａ，４５ｂの下に加熱器４６が配置され、これが加熱されることにより、発光部４０に収められた上述の溶液４３ａ,４３ｂが加熱される。また、発光部４０の上方には、上述のアセトン溶液４３ａ,４３ｂに照射されるように、紫外線又は可視光線を照射する光照射装置３４が配置されている。
【００５７】
本実施形態では、一度完全にゲル化剤をアセトンに溶解させるべく、加熱器４６の温度が６０℃まで上げられ、その後、空冷により２５℃まで冷却される。次に、超音波発信子４５ａ，４５ｂにより、発光部４０に対して超音波が与えられる。ここで、一つの凹部内の溶液には、周波数２４ｋＨｚの超音波が与えられ、他方の凹部内の溶液には、周波数９６ｋＨｚの超音波が与えられる。また、超音波が与えられる時間は、どちらの溶液に対しても１０秒間である。さらに、光照射装置４４により、波長２６０ｎｍの紫外線が発光部４０に対して５秒間照射される。
【００５８】
その結果、発光部４０に収められていた周波数２４ｋＨｚの超音波が与えられた溶液はゲル化され、波長約５５０ｎｍの発光が確認される。他方、周波数９６ｋＨｚの超音波が与えられた溶液もゲル化され、波長約４９８ｎｍの発光が確認された。
【００５９】
さらに、加熱器４６により発光部４０の温度が上昇すると、発光部４０は消光し、発光部４０に収められている発光ゲルは最初の溶液の状態に戻る。この発光と消光は、上述の手段により、繰り返して実行される。従って、複数の凹部内に収められた発光ゲルから異なる波長の光を取り出すことが可能となり、さらに、その発光と消光を制御することが可能となる。
【００６０】
尚、本実施形態では、ゲル化剤の溶解のために発光部４０が加熱されているが、既にゲル化剤が溶解している溶液が前述の凹部内に収められていれば、発光部４０が加熱される必要はない。また、単に異なる波長の光をゲルから一度発光させるだけで良い場合は、その発光ゲルを加熱して溶液に戻す必要はない。また、本実施形態では凹部は２箇所形成され、２種類の濃度の上述の溶液が収められているが、これに限定されない。３箇所以上の凹部が形成され、２種類以上の濃度の上述の溶液が収められていれば、より鮮やかで強度の高い発色をさせることも可能である。
【００６１】
また、本デバイスを用いて複数回の確認実験を行うと、興味深い結果が得られる。例えば、シクロヘキサンを上述の方法でゲル化した場合、与える超音波の周波数が２０ｋＨｚ超４４ｋＨｚ以下の場合は、ゲルの発光波長は約５５０ｎｍとなる。また、周波数が４４ｋＨｚ超２００ｋＨｚ以下の場合は、ゲルの発光波長は約４９８ｎｍとなる。この傾向は、シクロヘキサン以外の上述の溶媒にも当てはまる。
【００６２】
ところで、上述の各実施形態では、ゲル化剤の環状多核金属錯体の核となる金属として主として２価パラジウム（Ｐｄ）を用いたが、これに限定されることはない。例えば、一部重複するが、２価白金（Ｐｔ）や２価亜鉛（Ｚｎ）であっても本発明と同様の効果が発揮される。特に、２価白金（Ｐｔ）を用いて製造されたゲルは、発光強度がＰｄの場合と比較して約２００％以上も大きい点で非常に好ましい一態様である。従って、少なくとも上述の２価の金属であることがゲル化剤の環状多核金属錯体の核となる金属として好ましい。なお、錯体の核となる金属は、同一の金属であってもよく、また、異なる金属であってもよい。
【００６３】
また、上述のいずれの実施形態においても、ゲル化剤はラセミ体で用いることが可能であるため、工業的に有利である。
【００６４】
また、上述の各実施形態では、配位子として、炭素数５のメチレン鎖を有するビスサリチルアルジミンが用いられているが、これに限定されない。特開２００３−２６１８５９号公報に記載されているゲル化剤としての効果が確認されている配位子は本発明にも適用される。例えば、炭素数７のメチレン鎖を有するビスサリチルアルジミンであっても、本発明の効果と同様の効果が発揮される。
【００６５】
また、上述の各実施形態では、ゲル化剤の溶媒として特定の名称を挙げているが、本発明は他の一般的な流動性の有機化合物にも適用される。一部重複するが、例えば、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸メチル等のエステル類、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル類、トリクロロメタン等のハロゲン化物類、シクロヘプタン等の飽和炭化水素類、シクロヘキセン等のオレフィン類、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素類、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等のスルホオキシド類等の少なくとも１種類が挙げられる。さらに、これらの有機化合物と水との混合溶媒が用いられた場合であっても、本発明の効果が発揮される。従って、純度の高い有機化合物を要しない点で工業的に有利である。
【００６６】
また、第２の実施形態では、水槽１４中に発光部３０を浸漬させてゲルを発光をさせているが、第３の実施形態のように、水槽には浸漬させずに、発光部３０の底面に超音波振動子を配置しても発光させることもできる。さらに、各実施形態における紫外線又は可視光線を照射する光照射装置は、各実施形態の発光ゲル又は超音波発生装置（超音波発振子）と常に一体である必要は無い。例えば、各家庭内、各オフィス内に備え付けられている蛍光灯も、本発明の発光デバイスにおける光照射装置に含まれる。以上、述べたとおり、本発明の精神および範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の発光ゲルは、発光と消光が外部刺激により自在に制御できるため、発光デバイスの要素技術として用いられるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１Ａ】本発明の１つの実施形態における発光ゲルの製造装置の一部を示す概略図
【図１Ｂ】本発明の１つの実施形態における発光ゲルの製造装置の一部を示す概略図
【図２】本発明の１つの実施形態における超音波を与えた時間とゲル化の進行度合いとの相関図である。
【図３】本発明の１つの実施形態における発光デバイスの概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態における発光デバイスの概略図である。
【符号の説明】
【００６９】
１１                  ガラス製試験管
１２，４６            加熱器
１３                  オイルバス
１４                  水槽
１５                  超音波発生装置
３０，４０            発光部
３１，４１            基板
３２，４２            蓋部
３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，        発光ゲル
３４，４４，          紫外線又は可視光線照射装置
４５ａ，４５ｂ        超音波発振子
４７                  耐振ゴム
１００                発光ゲルの製造装置
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
2008227051.tif 000008
【図４】
2008227051.tif 000009