JPH08211416A

JPH08211416A - 透過光量の制御装置および制御方法

Info

Publication number: JPH08211416A
Application number: JP7209721A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Edamura; 一弥枝村; Yasubumi Otsubo; 泰文大坪; Hidenobu Anzai; 秀伸安齊; Kazuya Akashi; 一弥明石; Ken Sasaki; 研佐々木
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Priority date: 1994-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、広い波長域においてほぼ均一の透
過光量調節作用を生じさせ得る電気感応型光機能性流体
組成物を用いて透過光量を調節する透過光量の制御装置
と制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】本願発明は、有機高分子化合物からなる
芯体３１と無機イオン交換体からなる表層３３とによっ
て形成される無機・有機複合粒子３０を電気絶縁性媒体
１９中に分散させてなる電気感応型光機能性流体組成物
１６と、この電気感応型光機能性流体組成物１６を収納
し、対向する２面の少なくとも一部を透明とした中空の
収納体１８と、この収納体１８の少なくとも透明部分を
覆ってなる透明導電層１７とを具備して構成されたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気感応型光機能
性流体組成物を用いて透過光量の制御を行う制御装置及
び制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、透過光量の制御装置の一例とし
て、特開平４−３１８３３号公報に開示されている如
く、エレクトロクロミック素子による調光デバイスを窓
ガラスに組み込み、この調光デバイスに一定の電圧を加
え、窓ガラスの日射透過率を変化させる構成のものが知
られている。

【０００３】図１５に、前記公報に記載された日射制御
窓の一構成を示す。この従来例の日射制御窓に用いられ
ている窓ガラス１は、電解質層３にエレクトロクロミッ
ク素子層５を積層し、両者を透明導電層６を有する上下
のガラス板４，４で挟み込み、電解質層３とエレクトロ
クロミック層５の両端部にシール７，７を施し、更に全
体の両端部に導体８を形成した構造にされている。ま
た、前記エレクトロクロミック素子層５は、図１６と図
１７に示すように、ポリマーマトリックス１０の内部に
液晶１１を多数分散させた構造にされている。

【０００４】前記の如く構成された日射制御窓の窓ガラ
ス１にあっては、図１６に示すように、電源１２から透
明導電層６，６に通電して液晶１１に電界を印加するこ
とで液晶１１の分子を規則的に配列させ、これにより窓
ガラス１の透過率を向上させて光の透過量を増大させる
ことができる一方、図１７に示すように、電源１２から
の給電を絶つことで液晶１１の分子配列をランダムなも
のとして光を散乱させることで光の透過量を減少させる
ことができる構成にされている。

【０００５】従って図１５に示す従来構造を用い、日光
の強弱に応じて透明導電層６，６への通電制御を行うな
らば、日射制御を行うことができるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来の日射制御窓にあっては、光の透過量の増減の
ために液晶１１を用いているために、連続使用する場合
に常に同一電圧を継続して印加し続ける必要があり、連
続使用すると消費電力が大きくなってしまう問題があっ
た。また、光の透過と拡散に液晶１１を用いているの
で、液晶自体が有する特定波長の光吸収性により、透過
光が着色されてしまう問題があった。また、このように
特定周波数の光吸収特性を有することから、光の全波長
域において均一な透過光量調節作用を得ることができな
い問題があった。

【０００７】ところで本願発明者らは、クラッチ、ダン
パまたは振動素子等の機器の動力伝達用または制動用等
に使用できる電気感応型流体組成物の研究を行ってい
る。この電気感応型流体は、従来から特異な振る舞いを
示すことが知られる。この電気感応型流体の組成は、例
えば電気絶縁性の媒体中に固体粒子を分散させて得られ
る流体であり、これに外部電界を加えるとその粘度が著
しく増大し、場合によっては固化する性質を持つ。

【０００８】このような効果はウインズロー効果として
知られ、組成物を電極の間に挿入して電圧を印加すると
き、電極間に生ずる電場の作用によって組成物中に分散
している固体粒子が分極し、さらに分極に基づく静電引
力によって互いに電場方向に配位連結して外部剪断流動
に抵抗する結果発現するものとされている。電気感応型
流体は上記のような効果を有するために、クラッチ、ダ
ンパ、ショックアブソーバ、バルブ、アクチュエータ、
バイブレータ、プリンタ、または振動素子等のような電
気制御による機器の動力伝導用または制動用等としての
応用が期待されている。

【０００９】しかし従来知られている電気感応型流体に
は様々な課題があった。従来の電気感応型流体としては
例えば、シリコン油、塩化ジフェニル、またはトランス
油等の電気絶縁性油の中にシリカゲル、セルロース、で
んぷん、大豆カゼイン、ポリスチレン系イオン交換樹脂
等のような粒子の表面に水を吸着保有する固体粒子を分
散させたものが知られている。しかしこれらは荷電中の
外部剪断流動に対する抵抗力（以下、剪断抵抗という）
が不充分であり、また高い印加電圧を必要とし、消費電
力が大であり、固体粒子の吸湿等によって時として異常
電流が流れたり、粒子が泳動して一方の電極に凝集した
り、また保存安定性も乏しいものであった。さらに、加
熱によって上記粒子に吸着されていた水が脱離したり蒸
発したりして粒子の含水率が変化するので電気感応型特
性が変化し、従って耐熱性、耐湿性が乏しい等の問題も
あった。

【００１０】そこで例えば固体粒子として半導体を含む
電気伝導度の低い無機固体粒子を使用するもの（特開平
２−９１１９４号公報）や、多価金属の水酸化物、ハイ
ドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、ヒドロキシアパ
タイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、チタン酸カリウ
ム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェロシアン化物か
らなる無機イオン交換体粒子を使用するもの（特開平３
−２００８９７号公報）等が提案されている。

【００１１】しかしこれらの無機固体粒子は分散媒とな
る電気絶縁性油との比重差が大きいため経時的に沈降を
起こし、容易に再分散できない程度に沈降凝集する等、
保存安定性に乏しかった。またこれらの無機固体粒子は
きわめて硬質であるために電圧印加用の電極や機器壁と
の摩擦によってそれを摩耗するという課題があり、さら
にこの摩耗によって生じた摩耗粉が電気感応型流体中に
浮遊すること等によって使用中に特性が変化し、ときと
して（または突然に）大電流が流れたりしてしまい使用
耐久性に乏しいという課題もある。また、特に無機イオ
ン交換体の中には電気伝導度が大きいものがあり、それ
を使用した場合は電極に通電したとき電気感応型流体に
過大な電流が流れて異常発熱し、また過大な電力を消費
するという不都合もあった。

【００１２】また固体粒子として比重１．２以下の物質
を芯材とし、水中で解離可能なアニオン性基またはカチ
オン性基を有する有機高分子化合物をその芯材に被覆し
て得られる粒子を使用するものも提案されている（特開
平３−１６２４９４号公報）。しかしこの場合は粒子が
含水性であるために使用中の系の温度が上昇するなどし
て粒子の含水率が変化するとその電気伝導度や分極率が
変化し、結果として組成物の特性が環境湿度によって変
化する等の課題があった。

【００１３】このような背景から本発明者らは、前記従
来の電気感応型流体組成物の課題を一挙に解決すること
のできる画期的な電気感応型流体組成物として、有機高
分子化合物からなる芯体と無機イオン交換体からなる表
層とによって形成される無機・有機複合粒子を電気絶縁
性媒体中に分散させてなる電気感応型流体組成物を開発
し、先に、特開平５−３２４１０２号公報に示す如く特
許出願を既に行っている。そして、本発明者らは、この
新規な構造の電気感応型流体組成物の研究を進めること
により、この電気感応型流体組成物に電場を印加した際
に、光の透過率が変化することを知見し、この知見に基
づいて本発明に到達した。

【００１４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、広い波長域においてほぼ均一の全く新規な透過光
量調節作用を生じさせ得る光機能性を有する電気感応型
流体組成物を用いて透過光量を調節できる画期的な透過
光量の制御装置と制御方法を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、電界配列効果を有する固体粒
子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型光機能
性流体組成物と、この電気感応型光機能性流体組成物を
収納し、対向する２面の少なくとも一部を透明とした中
空の収納体と、この収納体の少なくとも透明部分を覆っ
てなる透明導電層とを具備して構成されたものである。

【００１６】また請求項２記載の発明は、有機高分子化
合物からなる芯体と、電界配列効果を有する無機物から
なる表層とによって形成される無機・有機複合粒子を電
気絶縁性媒体中に分散させてなる電気感応型光機能性流
体組成物と、この電気感応型光機能性流体組成物を収納
し、対向する２面の少なくとも一部を透明とした中空の
収納体と、この収納体の少なくとも透明部分を覆ってな
る透明導電層とを具備して構成されたものである。

【００１７】上記により本発明においては、特別な構造
の電気感応型光機能性流体組成物を中空の収納体を満た
すので、この収納体の透明部分に被覆された透明電極に
通電して電気感応型光機能性流体組成物に電場を印加す
ることで、電気感応型光機能性流体組成物中の無機・有
機複合粒子などの粒子が特定の方向に配向する。これに
より収納体の透明部分を通過する光量を調整できる。収
納体は一部が透明であっても良いし、全部が透明であっ
ても良い。

【００１８】また請求項３記載の発明は、有機高分子化
合物からなる芯体と無機イオン交換体からなる表層とに
よって形成される無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体
中に分散させてなる電気感応型光機能性流体組成物と、
この電気感応型光機能性流体組成物を収納し、対向する
２面の少なくとも一部を透明とした中空の収納体と、こ
の収納体の少なくとも透明部分を覆ってなる透明導電層
とを具備してなるものである。

【００１９】また請求項４記載の発明は、請求項１，２
または３記載の対向された一対の透明基板と、前記対向
された一対の透明基板を接続して透明基板間に収納部を
形成させるシール部材と、前記透明導電層の外周部に形
成された電極部とを具備して収納体を構成し、透明基板
の相対向する面に電極部に接続させて透明導電層を形成
したものである。

【００２０】前記作用を奏する装置として、より具体的
に、透明導電層を形成した一対の透明基板間に電気感応
型光機能性流体組成物を挟み、透明導電層外周部に設け
た電極部を具備してなるものを用いることができ、この
構成により板状の透過光量制御装置が提供される。

【００２１】また請求項５記載の発明は、請求項１，
２，３または４記載の電気絶縁性媒体の動粘度１〜３０
００ｃＳｔとしたものである。

【００２２】請求項６記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１，２，３，４または５記載の電気絶縁
性媒体中の粒子の濃度を０．５〜１５重量％の範囲とし
たものである。

【００２３】また請求項７記載の発明は、請求項１，
２，３，４，５または６記載の透明導電層から電気感応
型光機能性流体組成物中の粒子に印加する電圧を０．１
〜５．０ｋＶ／ｍｍの範囲に設定したものである。

【００２４】前記装置に用いる電気感応型光機能性流体
組成物の電気絶縁性媒体の動粘度を１〜３０００ｃＳｔ
の範囲とすることができ、電気絶縁性媒体中の無機・有
機複合粒子の濃度を０．５〜１５重量％の範囲とするこ
とができ、透明導電層から電気感応型光機能性流体組成
物の無機・有機複合粒子に印加する電圧を０．１〜５．
０ｋＶ／ｍｍの範囲に設定することができる。これらの
範囲の動粘度とすることでより好ましい透過光制御性能
が発揮される。

【００２５】また請求項８記載の発明は、少なくとも一
部を透明とした中空の収納体の内部に、電界配列効果を
有する固体粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気
感応型光機能性流体組成物を収納し、この電気感応型光
機能性流体組成物に電界を印加し、固体粒子を配向制御
して前記収納体の透明部分を通過する光の透過量を制御
するものである。

【００２６】また請求項９記載の発明は、少なくとも一
部を透明とした中空の収納体の内部に、有機高分子化合
物からなる芯体と、電界配列効果を有する無機物からな
る表層とによって形成される無機・有機複合粒子を電気
絶縁性媒体中に分散させてなる電気感応型光機能性流体
組成物を収納し、この電気感応型光機能性流体組成物に
電界を印加し、無機・有機複合粒子を配向制御して前記
収納体の透明部分を通過する光の透過量を制御するもの
である。

【００２７】また請求項１０記載の発明は、少なくとも
一部を透明とした収納体の内部に、有機高分子化合物か
らなる芯体と無機イオン交換体からなる表層とによって
形成される無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体中に分
散させてなる電気感応型光機能性流体組成物を収納し、
この電気感応型光機能性流体組成物に電界を印加し、無
機・有機複合粒子を配向制御して前記収納体の透明部分
を通過する光の透過量を制御するものである。

【００２８】また請求項１１記載の発明は、請求項８，
９または１０記載の電気絶縁性媒体の動粘度を１〜３０
００ｃＳｔとしたものである。

【００２９】また請求項１２記載の発明は、請求項８，
９，１０，１１または１２記載の電気絶縁性媒体中の粒
子の濃度を０．５〜１５重量％の範囲としたものであ
る。

【００３０】また請求項１３記載の発明は、請求項８，
９，１０，１１または１２記載の電気感応型光機能性流
体組成物中の粒子に印加する電界を０．１〜５．０ｋＶ
／ｍｍの範囲に設定したものである。

【００３１】さらに請求項１４記載の発明は、少なく共
一部が透明に形成されると共に対向して配設される２枚
の電極と、この２枚の電極の間に収容され電界配列効果
を有する固体粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電
気感応型光機能性流体組成物と、前記電極に電圧を印加
する電圧印加手段とを有するものである。

【００３２】請求項１５記載の発明は前記請求項１４記
載の電圧印加手段が、電圧を可変し得るようにしたもの
である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。

【００３４】図１（Ａ）は本発明に係る透過光量制御装
置の一実施例を示すもので、この例の透過光量制御装置
Ａは、一対の透明基板１５，１５を所定の間隔をあけて
平行に配置し、これらの間に液体状の電気感応型光機能
性流体組成物１６を封入して構成されたものである。

【００３５】前記透明基板１５，１５の相対向する内面
側全面には透明導電層１７が被覆されるとともに、透明
基板１５，１５の外周縁部にはシール部材２０が装着さ
れ、透明基板１５，１５とシール部材２０により形成さ
れる板状の中空の透明の収納体１８の内部に電気感応型
光機能性流体組成物１６が封入されている。

【００３６】また、透明基板１５，１５の外周縁部に
は、透明導電層１７に電気的に接続された電極部２１，
２２が形成され、各電極部２１と２２は電源２３にスイ
ッチ２４を介して接続されている。

【００３７】前記透明基板１５は、内部に電気感応型光
機能性流体組成物１６を収納できると共に運搬や設置な
どに耐える強度を有する必要があるので、各種のガラス
基板、アクリル樹脂などからなる透明樹脂基板等から構
成することが好ましい。なお、透明基板１５は全体が透
明である必要はなく、光を通過させる部分のみを透明と
した構造としても良い。従って、周縁部のみを不透明の
金属枠、樹脂枠などから構成し、その枠の内部に透明の
ガラス基板や樹脂基板を嵌め込んだ構成にしても良い。
また、その形状も板状に限らず、立方体、直方体、容器
状、箱状、ハニカム状など種々の形状の立体形状が考え
られる。

【００３８】前記電気感応型光機能性流体組成物１６
は、基本的に、電気絶縁性媒体１９中に図１（Ｂ）に示
す構造の無機・有機複合粒子３０が分散されてなるもの
であり、この無機・有機複合粒子３０は、有機高分子化
合物からなる芯体３１と、この芯体３１の表面を覆った
電気配列効果を奏する無機物、すなわち電界配列性無機
物（以下、単にＥＡ無機物と称する）３２からなる表層
３３とによって形成されている。

【００３９】このようなＥＡ無機物３２としては種々の
ものが知られているが、好ましい例としては多価金属の
水酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、
ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、
チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェ
ロシアン化物からなる無機イオン交換体及びシリカゲル
と電気半導体性無機物を挙げることができる。

【００４０】このようなＥＡ無機物３２が有機高分子化
合物からなる芯体３１上に表層３３を形成するとき、電
気感応型光機能性流体組成物１６に電界配列効果（以
下、単にＥＡ効果という）がもたらされる。

【００４１】また、上記の無機・有機複合粒子３０は、
芯体３１と同時に表層３３を形成する方法によって生成
せられたものであることが好ましい。

【００４２】前記無機・有機複合粒子３０の芯体３１と
して使用し得る有機高分子化合物の例としては、ポリ
（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エス
テル−スチレン共重合物、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴム、ＡＢ
Ｓ樹脂、ナイロン、ポリビニルブチレート、アイオノマ
ー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、
ポリカーボネート樹脂等の１種または２種以上の混合物
または共重合物を挙げることができる。

【００４３】無機・有機複合粒子３０の表層３３として
使用し得る好ましいＥＡ無機物３２は無機イオン交換
体、電気半導体性無機物またはシリカゲルである。これ
らはその固体粒子を電気絶縁性媒体中に分散するとき、
優れた電気配列効果を現す。

【００４４】無機イオン交換体の例としては（１）多価
金属の水酸化物、（２）ハイドロタルサイト類、（３）
多価金属の酸性塩、（４）ヒドロキシアパタイト、
（５）ナシコン型化合物、（６）粘土鉱物、（７）チタ
ン酸カリウム類、（８）ヘテロポリ酸塩、および（９）
不溶性フェロシアン化物を挙げることができる。

【００４５】以下に、それぞれの無機イオン交換体につ
いて詳しく説明する。

【００４６】（１）多価金属の水酸化物これらの化合物は、一般式ＭＯ_x（ＯＨ）_y（Ｍは多価
金属であり、ｘは零以上の数であり、ｙは正数である）
で表され、例えば、水酸化チタン、水酸化ジルコニウ
ム、水酸化ビスマス、水酸化錫、水酸化鉛、水酸化アル
ミニウム、水酸化タンタル、水酸化ニオブ、水酸化モリ
ブデン、水酸化マグネシウム、水酸化マンガン、及び水
酸化鉄等である。

【００４７】ここで、例えば水酸化チタンとは含水酸化
チタン（別名メタチタン酸またはβチタン酸、ＴｉＯ
（ＯＨ）₂）及び水酸化チタン（別名オルソチタン酸ま
たはαチタン酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄）の双方を含むもので
あり、他の化合物についても同様である。

【００４８】（２）ハイドロタルサイト類これらの化合物は、一般式Ｍ₁₃Ａｌ₆（ＯＨ）₄₃（Ｃ
Ｏ）₃・１２Ｈ₂Ｏ（Ｍは二価の金属である）で表さ
れ、例えば二価の金属ＭがＭｇ、ＣａまたはＮｉ等であ
る。

【００４９】（３）多価金属の酸性塩これらは例えばリン酸チタン、リン酸ジルコニウム、リ
ン酸錫、リン酸セリウム、リン酸クロム、ヒ酸ジルコニ
ウム、ヒ酸チタン、ヒ酸錫、ヒ酸セリウム、アンチモン
酸チタン、アンチモン酸錫、アンチモン酸タンタル、ア
ンチモン酸ニオブ、タングステン酸ジルコニウム、バナ
ジン酸チタン、モリブデン酸ジルコニウム、セレン酸チ
タン及びモリブデン酸錫等である。

【００５０】（４）ヒドロキシアパタイトこれらは例えばカルシウムアパタイト、鉛アパタイト、
ストロンチウムアパタイト、カドミウムアパタイトなど
である。

【００５１】（５）ナシコン型化合物これらには例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃のよう
なものが含まれるが、本発明においてはＨ₃ＯをＮａと
置換したナシコン型化合物も使用できる。

【００５２】（６）粘土鉱物これらは例えばモンモリロナイト、セピオライト、ベン
トナイト等であり、特にセピオライトが好ましい。

【００５３】（７）チタン酸カリウム類これらは一般式ａＫ₂Ｏ・ｂＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ａは
０＜ａ≦１を満たす正数であり、ｂは１≦ｂ≦６を満た
す正数であり、ｎは正数である）で表され、例えばＫ₂
・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ・２ＴｉＯ₂・２Ｈ
₂Ｏ、０．５Ｋ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏ
・２．５ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ等である。

【００５４】なお、上記化合物のうち、ａまたはｂが整
数でない化合物はａまたはｂが適当な整数である化合物
を酸処理し、ＫとＨとを置換することによって容易に合
成される。

【００５５】（８）ヘテロポリ酸塩これらは一般式Ｈ₃ＡＥ₁₂Ｏ₄₀・ｎＨ₂Ｏ（Ａはリン、
ヒ素、ゲルマニウム、またはケイ素であり、Ｅはモリブ
デン、タングステン、またはバナジウムであり、ｎは正
数である）で表され、例えばモリブドリン酸アンモニウ
ム、及びタングストリン酸アンモニウムである。

【００５６】（９）不溶性フェロシアン化物これらは次の一般式で表される化合物である。Ｍ_b-pxa
Ａ［Ｅ（ＣＮ）₆］（Ｍはアルカリ金属または水素イオ
ン、Ａは亜鉛、銅、ニッケル、コバルト、マンガン、カ
ドミウム、鉄（ＩＩＩ）またはチタン等の重金属イオ
ン、Ｅは鉄（ＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）、またはコバルト
（ＩＩ）等であり、ｂは４または３であり、ａはＡの価
数であり、ｐは０〜ｂ／ａの正数である。）これらには例えば、Ｃｓ₂Ｚｎ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］およ
びＫ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］などの不溶性フェロシア
ン化合物が含まれる。

【００５７】上記（１）〜（６）の無機イオン交換体は
いずれもＯＨ基を有しており、これらの無機イオン交換
体のイオン交換サイトに存在するイオンの一部または全
部を別のイオンに置換したもの（以下、置換型無機イオ
ン交換体という）も、本発明における無機イオン交換体
に含まれるものである。

【００５８】即ち、前述の無機イオン交換体をＲ−Ｍ¹
（Ｍ¹は、イオン交換サイトのイオン種を表す）と表す
と、Ｒ−Ｍ¹におけるＭ¹の一部または全部を、下記の
イオン交換反応によって、Ｍ¹とは異なるイオン種Ｍ²
に置換した置換型無機イオン交換体もまた、本発明にお
ける無機イオン交換体である。

【００５９】ｘＲ−Ｍ¹＋ｙＭ²→Ｒｘ−（Ｍ²）ｙ＋ｘＭ¹ （ここでｘ、ｙはそれぞれイオン種Ｍ²、Ｍ¹の価数を
表す）。

【００６０】Ｍ¹はＯＨ基を有する無機イオン交換体の
種類により異なるが、無機イオン交換体が陽イオン交換
性を示すものでは、一般にＭ¹はＨ⁺であり、この場合
のＭ²はアルカリ金属、アルカリ土類金属、多価典型金
属、遷移金属または希土類金属等、Ｈ⁺以外の金属イオ
ンのいずれか任意のものである。

【００６１】ＯＨ基を有する無機イオン交換体が陰イオ
ン交換性を示すものでは、Ｍ¹は一般にＯＨ^-であり、
その場合Ｍ²は例えばＩ、Ｃｌ、ＳＣＮ、ＮＯ₂、Ｂ
ｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣｒＯ₄等や錯イ
オン等、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の内の任意のもので
ある。

【００６２】また、高温加熱処理によりＯＨ基を一旦失
ってはいるが、水に浸漬させるなどの操作によって再び
ＯＨ基を有するようになる無機イオン交換体について
は、その高温加熱処理後の無機イオン交換体等も本発明
に使用できる無機イオン交換体の一種であり、その具体
例としてはナシコン型化合物、例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂
（ＰＯ₄）₃の加熱により得られるＨＺｒ₂（ＰＯ₄）
₃やハイドロタルサイトの高温加熱処理物（５００〜７
００℃で加熱処理したもの）等がある。

【００６３】これらの無機イオン交換体は一種類だけで
はなく、多種類を同時に表層として用いることもでき
る。なお、上記の無機イオン交換体として、多価金属の
水酸化物、及び多価金属の酸性塩を用いることが特に好
ましい。

【００６４】前記無機・有機複合粒子３０の表層３３と
して使用し得る他の好ましいＥＡ無機物は、電気伝導度
が、室温にて１０³〜１０^-11Ω^-1／ｃｍの金属酸化
物、金属水酸化物、金属酸化水酸化物、無機イオン交換
体、またはこれらの少なくともいずれか１種に金属ドー
ピングしたもの、もしくは金属ドーピングの有無に拘わ
らず、これらの少なくともいずれか１種を他の支持体上
に電気半導体層として施したもの等である。

【００６５】以下に、他の好ましいＥＡ無機物について
さらに詳しく説明する。（Ａ）金属酸化物：例えばＳｎＯ₂、アモルファス型二
酸化チタン（出光石油化学社製）等である。（Ｂ）金属水酸化物：例えば水酸化チタン、水酸化ニオ
ブ等である。ここで水酸化チタンとは、含水酸化チタン
（石原産業社製）、メタチタン酸（別名βチタン酸、Ｔ
ｉＯ（ＯＨ）₂）およびオルソチタン酸（別名αチタン
酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄）を含むものである。（Ｃ）金属酸化水酸化物：この例としては例えばＦｅＯ
（ＯＨ）（ゲーサイト）等を挙げることができる。

【００６６】（Ｄ）多価金属の水酸化物：先に（１）で
記載したものと同等である。（Ｅ）ハイドロタルサイト類：先に（２）で記載したも
のと同等である。（Ｆ）多価金属の酸化塩：先に（３）で記載したものと
同等である。（Ｇ）ヒドロキシアパタイト：先に（４）で記載したも
のと同等である。（Ｈ）ナシコン型化合物：先に（５）で記載したものと
同等である。（Ｉ）粘土鉱物：先に（６）で記載したものと同等であ
る。（Ｊ）チタン酸カリウム類：先に（７）で記載したもの
と同等である。（Ｋ）ヘテロポリ酸塩：先に（８）で記載したものと同
等である。（Ｌ）不溶性フェロシアン化物：先に（９）で記載した
ものと同等である。

【００６７】（Ｍ）金属ドーピング電界配列性無機物：
これは上記ＥＡ無機物（Ａ）〜（Ｌ）の電気伝導度を上
げるために、アンチモン（Ｓｂ）等の金属をＥＡ無機物
にドーピングしたものであって、例としてはアンチモン
（Ｓｂ）ドーピング酸化錫（ＳｎＯ₂）等を挙げること
ができる。（Ｎ）他の支持体上に電気半導体層としてＥＡ無機物を
施したもの：例えば支持体として酸化チタン、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナ等の無機物粒子、またはポ
リエチレン、ポリプロピレン等の有機高分子粒子を用
い、これに電気半導体層としてアンチモン（Ｓｂ）ドー
ピング酸化錫（ＳｎＯ₂）を施したもの等を挙げること
ができる。このようにＥＡ無機物が施された粒子は全体
としてＥＡ無機物となっている。これらのＥＡ無機物
は、１種類だけでなく、２種類またはそれ以上を同時に
表層として用いることもできる。

【００６８】前記の電気感応型光機能性流体組成物１６
に用いる電気絶縁性媒体１９としては、従来知られてい
る電界配列性流体（ＥＡに使用されているものが全て使
用可能である。例えば、塩化ジフェニル、セバチン酸ブ
チル、芳香族ポリカルボン酸高級アルコールエステル、
ハロフェニルアルキルエーテル、トランス油、塩化パラ
フィン、弗素系オイル、またはシリコン系オイルやフル
オロシリコンオイル等、電気絶縁性及び電気絶縁破壊強
度が高く、化学的に安定でかつ無機・有機複合粒子を安
定に分散させ得るものであればいずれの流体も使用可能
であり、またそれらの混合物を使用することもできる。

【００６９】このような無機・有機複合粒子３０は種々
な方法によって製造することができる。例えば、有機高
分子化合物からなる粒子状の芯体３１と微粒子状のＥＡ
無機物３２をジェット気流によって搬送し、衝突させる
方法がある。この場合は粒子状の芯体３１の表面にＥＡ
無機物の微粒子が高速度で衝突し、固着して表層３３を
形成する。

【００７０】また、別の製法例としては、粒子状の芯体
３１を気体中に浮遊させておき、ＥＡ無機物の溶液を霧
状にしてその表面に噴霧する方法がある。この場合はそ
の溶液が芯体３１の表面に付着し乾燥することによって
表層３３が形成される。

【００７１】しかし、無機・有機複合粒子３０を製造す
る好ましい製法例は、芯体３１と同時に表層３を形成す
る方法である。この方法は、例えば、芯体３１を形成す
る有機高分子化合物のモノマーを重合媒体中で乳化重
合、懸濁重合または分散重合するに際して、微粒子状と
したＥＡ無機物３２を上記モノマー中、または重合媒体
中に存在させて行う、というものである。

【００７２】重合媒体としては水が好ましいが、水と水
溶性有機溶媒との混合物を使用することができ、また有
機系の貧溶媒を使用することもできる。この方法によれ
ば、重合媒体の中でモノマーが重合して芯体粒子を形成
すると同時に、微粒子状のＥＡ無機物３２が芯体３１の
表面に層状に配向してこれを被覆し、表層３３を形成す
る。

【００７３】乳化重合または懸濁重合によって無機・有
機複合粒子を製造する場合には、モノマーの疎水性の性
質とＥＡ無機物の親水性の性質を組み合わせることによ
って、ＥＡ無機物の微粒子の大部分を芯体粒子の表面に
配向させることができる。◎

【００７４】この芯体１と表層３との同時形成方法によ
れば、有機高分子化合物からなる芯体粒子１の表面にＥ
Ａ無機物粒子２が緻密かつ強固に接着し、堅牢な無機・
有機複合粒子が形成される。

【００７５】本発明に使用する無機・有機複合粒子３０
の形状は必ずしも球形であることを要しないが、粒子状
の芯体３１が調節された乳化・懸濁重合方法によって製
造された場合は、得られる無機・有機複合粒子３０の形
状はほぼ球形となる。しかも球形状であれば、透過光量
を調節する際に光を全方向に散乱させることができるの
で、不定形のものよりも球形状のものが有利になる。

【００７６】無機・有機複合粒子の粒径は特に限定され
るものではないが、０．１〜５００μｍ、特に５〜２０
０μｍ程度とすることが好ましい。この際の微粒子状の
ＥＡ無機物３２の粒径は特に限定されるものではない
が、好ましくは０．００５〜１００μｍであり、さらに
好ましくは０．０１〜１０μｍである。このような無機
・有機複合粒子３０において、表層３３を形成するＥＡ
無機物３２と芯体３１を形成する有機高分子化合物の重
量比は特に限定されるものではないが、（ＥＡ無機
物）：（有機高分子化合物）比で（１〜６０）：（９９
〜４０）の範囲、特に（４〜３０）：（９６〜７０）の
範囲であることが好ましい。ここで、ＥＡ無機物３２の
重量比が１％未満では得られた電界配列性流体組成物
（ＥＡ流体組成物）のＥＡ効果が不充分であり、６０％
を超えると得られた流体組成物に過大な電流が流れるよ
うになる。

【００７７】上記のような各種の方法、特に芯体３１と
表層３３を同時に形成する方法によって製造された無機
・有機複合粒子３０は一般に、その表層３３の全部また
は一部分が有機高分子物質や、製造工程で使用された分
散剤、乳化剤その他の添加物質の薄膜で覆われていて、
ＥＡ無機物微粒子のＥＡ効果が充分に発揮されないこと
もある。この不活性物質の薄膜は該粒子表面を研磨する
ことによって容易に除去し得る。

【００７８】従って本発明に用いる電気感応型光機能性
流体組成物１６にあっては、その表面を研磨した無機・
有機複合粒子が用いられる。ただし、無機・有機複合粒
子３０が芯体３１を形成した後で上記の表層３３を形成
する方法によって製造された場合は、表層３３の表面に
不活性物質がなく、かつ無機イオン交換体のＥＡ効果が
充分に大きい。

【００７９】この粒子表面の研磨は、種々な方法で行う
ことができる。例えば、無機・有機複合粒子３０を水な
どの分散媒体中に分散させて、これを攪拌する方法によ
って行うことができる。この際、分散媒体中に砂粒やボ
ールなどの研磨材を混入して無機・有機複合粒子３０と
共に攪拌する方法、あるいは研削砥石を用いて攪拌する
方法等によって行うこともできる。

【００８０】例えばまた、分散媒体を使用せず、無機・
有機複合粒子３０と上記のような研磨材と、研削砥石を
用いて乾式で攪拌して行うこともできる。さらに好まし
い研磨方法は、無機・有機複合粒子をジェット気流等に
よって気流攪拌する方法である。これは該粒子自体を相
互に気相において激しく衝突させて研磨する方法であ
り、他の研磨材を必要とせず、粒子表面から剥離した不
活性物質を分級によって容易に分離し得る点で好ましい
方法である。

【００８１】上記のジェット気流攪拌においては、それ
に用いられる装置の種類、攪拌速度、無機・有機複合粒
子の材質等により研磨条件を特定するのが難しいが、一
般的には６０００ｒｐｍの攪拌速度で０．５〜１５分程
度ジェット気流攪拌するのが好ましい。

【００８２】本発明に用いる電気感応型光機能性流体組
成物は上記の無機・有機複合粒子を、必要なら分散剤
等、他の成分と共に電気絶縁性媒体中に均一に攪拌混合
して製造することができる。この攪拌機としては、液状
分散媒に固体粒子を分散させるために通常使用されるも
のがいずれも使用できる。

【００８３】次に本発明に係る透過光量制御に用いる場
合に有効な無機・有機複合粒子濃度と電気絶縁性媒体の
動粘度と印加電圧について説明する。本発明において用
いる電気感応型光機能性流体組成物１６中における無機
・有機複合粒子３０の粒子濃度は、特に限定されるもの
ではないが０．５〜１５重量％であることが好ましい。
その粒子濃度が０．５重量％未満では充分な透過光制御
効果が得られず、１５重量％以上では粒子濃度が濃すぎ
て大量の無機・有機複合粒子３０が電気感応型光機能性
流体組成物１６の全体に分散することになるので、後述
の如く電場を印加して無機・有機複合粒子３０…を配向
制御しても透明感が得られなくなるおそれがある。

【００８４】次に、本発明において用いる電気絶縁性媒
体１９の動粘度は、１〜３０００ｃＳｔの範囲であるこ
とが好ましい。動粘度が１ｃＳｔより小さいと、分散媒
中に揮発成分が多量に混在し、電気感応型光機能性流体
の貯蔵安定性の面で不足を生じ、動粘度が３０００ｃＳ
ｔより大きいと調整時に気泡を巻き込み、その気泡が抜
けにくくなり、取り扱いに支障を来すので好ましくな
い。なお、この動粘度の範囲は、１０〜１０００ｃＳｔ
がより好ましい範囲、１０〜１００ｃＳｔが更に好まし
い範囲となる。

【００８５】次に、電気感応型光機能性流体組成物１６
に印加する電界として例えば、０．１〜５．０ｋＶ／ｍ
ｍの範囲で任意の電界をかけることができるが、この範
囲よりも大きな電界を印加するようにしても良い。ま
た、この印加電界の範囲において、０．２５〜１．５ｋ
Ｖ／ｍｍの範囲とすることがより好ましい。

【００８６】次に、図１（Ａ）に示す装置を使用して透
過光量の制御を行う場合について説明する。図２は、ス
イッチ２４を開放して透明導電層１７，１７に通電して
いない状態を示すが、この状態で無機・有機複合粒子３
０には電界が作用していないので電気絶縁性媒体１９中
においてランダムに浮遊することになる。この状態で収
納体１８に光を入射すると、光は無機・有機複合粒子３
０の存在により種々の方向に錯乱されるので、収納体１
９は無機粒子が有する色に応じた濁った色調の不透明状
態となる。従ってＥＡ無機物３２として酸化チタン系の
ものを用いた場合は、白濁した色調となる。ここで、無
機・有機複合粒子３０が球形状であれば、光の散乱が全
方向になされるので、特定の方向に光が収束されたりす
るおそれが少ない。

【００８７】次に図３に示すようにスイッチ２４を閉じ
て透明導電層１７，１７に通電するならば、無数の無機
・有機複合粒子３０を透明導電層１７，１７の間で透明
導電層１７に垂直な方向に鎖状に結合させて鎖状結合体
３０’とすることができると同時に各鎖状結合体３０’
を相互に離間させて平行に配向させることができる。

【００８８】即ち、電気絶縁性媒体１９中に分散された
無機・有機複合粒子３０の割合は前述した如く１０重量
％前後以下の量であって全体としては少ないので、これ
らが配向して鎖状結合体３０’を構成すると、鎖状結合
体３０’どうしの間には無機・有機複合粒子３０の直径
よりもかなり広い間隔があくことになり、これにより収
納体１８の厚さ方向に入射された光は、ほとんど減衰す
ることなく収納体１８を通過する。従って収納体１８を
透明状態とすることができる。

【００８９】以上の操作によって、透明導電層１７，１
７に通電するか否かによって、収納体１８を白濁状態か
ら透明状態に変化させることができ、これにより透過光
量の調節ができたことになる。

【００９０】従って前記構成の透過光量制御装置Ａを例
えば、窓ガラスとして建築用に用いるならば、電源から
の電力のオンオフの切り替えにより容易に濁った状態か
ら透明状態に切り換えることができるようになり、窓ガ
ラスを介する透過光量の調節ができるようになる。

【００９１】しかも、前記透過光量制御装置Ａにあって
は、０．１〜５．０ｋＶ／ｍｍという極めて少ない電圧
で駆動できるので、１０Ｗ／ｍ²程度も電力があれば充
分に駆動することができ、省電力構造とすることができ
る。更に、透明電極１７，１７に通電してから１０〜２
０秒で完全に無機・有機複合粒子３０を配列できるの
で、充分な応答性を得ることができる。また、電気感応
型光機能性流体組成物１６による透過光量制御を行うな
らば、特定の周波数の光を吸収することなく全波長域で
均一に透過光量の制御ができるので、光吸収に起因する
発熱などのおそれがなく、エネルギー的に無駄のない透
過光量制御ができる。

【００９２】更に、一度電界を印加して無機・有機複合
粒子３０…の配向を行うと、無機・有機複合粒子３０…
は電圧を切ってもしばらくの間その状態を維持するの
で、印加する電界は間欠的で良くなり、その分省エネル
ギー駆動ができる。なお、無電界時の無機・有機複合粒
子３０の配向状態の維持時間は、無機・有機複合粒子３
０を分散させている電気絶縁性媒体１９の動粘度に応じ
て適宜調節することができる。即ち、電気絶縁性媒体１
９の動粘度を低くすれば維持時間を短縮することがで
き、動粘度を高くすれば維持時間を長くすることができ
る。

【００９３】次に、前記透過光量制御装置Ａにあって
は、透明基板１５と透明導電層１６とシール部材２０と
電気感応型光機能性流体組成物１６を用いる構成で良い
ので、構造が簡単であり製造単価も液晶を用いた従来装
置よりも遥かに低コストで提供できる。ちなみに、先に
説明した電気感応型光機能性流体組成物は通常の液晶材
料よりも単価において１／１０００程度であり、極めて
低廉である。また、液晶を用いた装置においては、液晶
駆動のための種々の制御回路やＬＳＩを用いる必要があ
るが、本発明に係る透過光量制御装置Ａにあっては、先
にも説明した通り簡単な構成で良く、電源まわりの電気
回路等も最低スイッチ１つと配線のみで構成可能であ
る。

【００９４】「製造例」ガラスの表面全部にＩＴＯ（イ
ンジウム錫酸化物）膜からなる透明導電層を被覆した厚
さ１．０ｍｍのＩＴＯガラスを２枚用意し、２枚のガラ
スを各々の透明導電層どうしを向き合わせた状態で２ｍ
ｍの間隔で平行に対向させ、周縁部を樹脂製のシール部
材でシールした。次にシール部材の一部に注入孔を形成
しておき、ここから液状の電気感応型光機能性流体組成
物を注入し、注入後に注入孔を塞いで図１（Ａ）に示す
構成の透過光量制御装置を完成させた。

【００９５】ここで用いた電気感応型光機能性流体組成
物の製造工程を以下に説明する。

【００９６】まず、水酸化チタン（一般名：含水酸化チ
タン、石原産業株式会社製、Ｃ−ＩＩ）、アクリル酸ブ
チル、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート及
び重合開始剤の混合物を、第三リン酸カルシウムを分散
安定化剤として含有する水中に分散し、６０℃で１時間
攪拌下に懸濁重合を行った。得られた生成物を瀘過、酸
洗浄し、さらに水洗後、乾燥して無機・有機複合粒子を
得た。この得られた無機・有機複合粒子をジェット気流
攪拌機（株式会社奈良機械製作所製ハイブリダイザー）
を用いてジェット気流攪拌し、表面研磨してなる無機・
有機複合粒子を得た。

【００９７】前記無機・有機複合粒子を、種々の動粘度
のシリコーン油（東芝シリコーン株式会社製、ＴＳＦ４
５１シリーズ）中に、その含有率が種々の重量％となる
ように均一に分散し、シリコーン油の動粘度が一定で種
々の粒子濃度の流体組成物と、粒子濃度が一定で種々の
動粘度のシリコーン油を電気絶縁性媒体とした電気感応
型光機能性流体組成物を得た。

【００９８】前記種々の電気感応型光機能性流体組成物
を用いて行った透過光制御実験の結果を図４〜図８に示
す。実験は、透明の収納体に入射した光の強度と収納体
を通過した光の強度をそれぞれ光センサで検出し、それ
ぞれを比較した結果を増加光としてｄＢｍ表示すること
で行った。この場合、３，２ｄＢｍの増加が生じると光
パワーで２．０９倍の増加を意味し、４．２ｄＢｍの増
加が生じると光パワーで２．６３倍の増加を意味する。

【００９９】図４はシリコーン油（ベースオイル）の動
粘度が１０ｃＳｔの場合において、無機・有機複合粒子
濃度と印加電界をパラメータにとった際の増加光を測定
した結果を示す。同様に図５はシリコーン油の動粘度が
５０ｃＳｔの場合の同様な試験結果、図６はシリコーン
油の動粘度が１００ｃＳｔの場合の同様な試験結果を示
す。

【０１００】図４〜図６に示す結果から、０．５〜１５
重量％の無機・有機複合粒子濃度においては、０．２５
〜１．５ｋＶ／ｍｍの範囲で印加電界を大きくする方が
増加光のｄＢｍ値が増加している。従って本発明を実施
することで透過光量の制御を行えることが実証できた。
次に、無機・有機複合粒子濃度が１．０重量％では印加
電界を３ｋＶ／ｍｍとしても増加光の割合は少ない。よ
って、無機・有機複合粒子濃度を２．５重量％以上とす
ることが好ましいことが判明した。

【０１０１】次に図７と図８は、無機・有機複合粒子濃
度を５．０重量％に固定した場合において、シリコーン
油の動粘度と印加電界をパラメータにとって増加光を測
定した試験の結果と、同様な試験で無機・有機複合粒子
濃度を７．５重量％とした場合の試験結果を示してい
る。

【０１０２】図７と図８に示す結果から、いずれの動粘
度のシリコーン油においても０．５〜３ｋＶ／ｍｍの範
囲で印加電界を大きくする方が増加光のｄＢｍ値が増加
していることが判明した。従って本発明を実施すること
で透過光量の制御を行えることが実証できるとともに、
印加電界は０．２５〜１．５ｋＶ／ｍｍの範囲内で大き
い方がより大きな増加光とすることができることが判明
した。

【０１０３】次に表１と表２は、動粘度５０ｃＳｔのシ
リコーン油（ベースオイル）を用い、無機・有機複合粒
子の濃度を５．０重量％とした場合に得られた増加光に
ついて、透過光の波長毎に調査した結果を示す。

【０１０４】

【表１】

【表２】表１と表２に示す結果から、本発明に係る透過光量制御
装置を用いて透過光量の制御を行う場合、４００〜１１
００ｎｍの広い波長域において均一な増加光が得られて
おり、本発明により、広範な光波長域において均一の透
過光量の調節ができることが明らかになった。なお、通
常、可視光の波長域は４８０〜７８０ｎｍとされている
ので、可視光の波長のほぼ全域と、それよりも波長の長
い赤外線領域において、本発明の装置は均一な透過光制
御性能を有することが明らかになった。

【０１０５】次に、図９ないし図１４を参照して、印加
する電界をパラメータとしたときの波長と透過光量との
関係について説明する。ここで、ＥＡ粒子２の粒子色を
青とするとき、図９はＥＡ粒子２の粒子濃度が７重量
％、ＥＡＦ厚１．１ｍｍの場合であり、図１０は同粒子
濃度が３重量％、ＥＡＦ厚１．１ｍｍの場合であり、図
１１は同粒子濃度が７重量％、ＥＡＦ厚０．６ｍｍの場
合であり、図１２は同粒子濃度が３重量％、ＥＡＦ厚
０．６ｍｍの場合であり、図１３は同粒子濃度が７重量
％、ＥＡＦ厚０．３ｍｍの場合であり、図１４は同粒子
濃度が３重量％、ＥＡＦ厚０．３ｍｍの場合である。な
お、ＥＡＦ厚とは、ＥＡ組成物の厚みであり、透明電極
１０−１０間距離に等しい。また、電気絶縁性媒体１に
はジメチルシリコンオイル（東芝シリコーン株式会社
製、ＴＳＦ４５１−１０）を用いた。

【０１０６】まず、図９を参照するに、電圧が印加され
ないとき、すなわち電圧オフ時（図中、太実線で示す）
には、電極板表面がそれぞれ青色不透明に着色されてい
るが、電圧を加えていくと、徐々に赤みが増すとともに
透明性が増大する方向に光学特性が変化して、０．４５
ｋＶ／ｍｍ以上でほとんど、オン状態における透明に近
い状態となった。なお、この結果は、ベースオイル（電
気絶縁性媒体１）が無色透明な場合のものであって、ベ
ースオイルが着色していれば、透明時にはこのベースオ
イルの透過光の色が認められることになる。また、図１
０に示すように粒子濃度を３重量％（ＥＡＦ厚１．１ｍ
ｍ）とすると、０．１８ｋＶ／ｍｍで図９に示す０．４
５ｋＶ／ｍｍと同程度の透過光量が得られた。一方、図
１１に示すようにＥＡＦ厚０．６ｍｍ（粒子濃度７重量
％）としても、０．１７ｋＶ／ｍｍで図９に示す０．４
５ｋＶ／ｍｍと同程度の透過光量が得られた。

【０１０７】さらに、図１２に示す粒子濃度３重量％、
ＥＡＦ厚０．６ｍｍのとき、及び図１３に示す粒子濃度
７重量％、ＥＡＦ厚０．３ｍｍのときには電圧オフ時
で、図９に示す０．４５ｋＶ／ｍｍと同程度の透過光量
が得られ、電圧のオン／オフによって光学特性を徐々に
変化させ実用に供するのは困難であることが判明した。
また、図１４に示す粒子濃度３重量％、ＥＡＦ厚０．３
ｍｍでは、電圧のオン／オフによる光学特性の実用的な
変更は困難であることが判明した。

【０１０８】以上の試験結果により、本発明のＥＡ組成
物は、粒子濃度及びＥＡＦ厚を適宜選択し、かつ印加電
圧を段階的に変更することにより、ＥＡ組成物の色調及
び透明性といった光学的特性を徐々に変更可能であるこ
とが明らかになった。すなわち、例えば図１（Ａ）にお
いて、電源２３とスイッチ２４との間にボリューム等の
任意の電圧変更手段を介在させることにより、透過光量
制御装置Ａの表示面における色調、光量等の光学特性を
変更することが容易に可能となる。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、収
納体に収納した電気感応型光機能性流体組成物に電界を
印加することで固体粒子を配向させることができ、これ
により収納体の透明部分を透過する光の量を制御できる
ので、通電制御するのみの操作で収納体の透明部分を透
過する光の量を増減させることができる。

【０１１０】しかも、本発明にあっては、０．１〜５．
０ｋＶ／ｍｍという極めて少ない電圧で駆動できるの
で、１０Ｗ／ｍ²程度も電力があれば充分に駆動するこ
とができ、省電力構造とすることが容易な特徴がある。

【０１１１】更に、通電して電界を電気感応型光機能性
流体組成物に付加してから１０〜２０秒で完全に固体粒
子を配列制御できるので、充分な応答性を得ることがで
きる。

【０１１２】更にまた、電気感応型光機能性流体組成物
による透過光量制御を行うならば、特定の周波数の光を
吸収することなく全波長域で均一に透過光量の制御がで
きるので、発熱などのおそれがなく、エネルギー的に無
駄のない透過光量制御を広い波長域で実現できる。

【０１１３】また、一度電界を印加して固体粒子の配向
を行うと、固体粒子は電圧を切ってもしばらくの間その
状態を維持するので、印加する電界は間欠的で良くな
り、その分省エネルギー駆動ができる特徴がある。

【０１１４】次に、収納体を透明基板と透明導電層とシ
ール部材と電気感応型光機能性流体組成物を用いる構成
にするならば、構造が簡単であり製造単価も液晶を用い
た従来装置よりも遥かに低コストで提供できる。ちなみ
に、電気感応型光機能性流体組成物は通常使用されてい
る液晶材料よりも単価において１／１０００程度であ
り、極めて低廉である。また、液晶を用いた装置では液
晶駆動のための種々の制御回路やＬＳＩを用いる必要が
あるが、本発明では先にも説明した通り簡単な構成で実
現でき、電源まわりの回路等も最低スイッチ１つと配線
のみで構成可能であり、構成を極めて簡略化できる特徴
がある。

【０１１５】更に、電気感応型光機能性流体組成物の電
気絶縁性媒体の動粘度は１〜３０００ｃＳｔの範囲で自
由に設定できるとともに、電気絶縁性媒体中の固体粒子
の濃度は０．５〜１５重量％であることが好ましい。こ
の重量％範囲であれば、高い透過光制御能力を得ること
ができる。また、電気感応型光機能性流体組成物に印加
する電圧は、０．１〜５．０ｋＶ／ｍｍという極めて少
ない電圧で充分であり、１０Ｗ／ｍ²程度も電力があれ
ば充分に駆動することができるので省電力駆動すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は本発明に係る透過光量制御装置の
一実施例を示す断面図、図１（Ｂ）は同装置に用いられ
る無機・有機複合粒子の一例を示す断面図である。

【図２】図１に示す透過光量制御装置の透明導電層に対
する非通電状態における無機・有機複合粒子の分散状態
を示す説明図である。

【図３】図１に示す透過光量制御装置の透明導電層に対
する通電状態における無機・有機複合粒子の配向状態を
示す説明図である。

【図４】実施例の装置において、１０ｃＳｔの動粘度の
電気絶縁性媒体を用いた場合の光透過性を粒子濃度と印
加電圧をパラメータにとって示した図である。

【図５】実施例の装置において、５０ｃＳｔの動粘度の
電気絶縁性媒体を用いた場合の光透過性を粒子濃度と印
加電圧をパラメータにとって示した図である。

【図６】実施例の装置において、１００ｃＳｔの動粘度
の電気絶縁性媒体を用いた場合の光透過性を粒子濃度と
印加電圧をパラメータにとって示した図である。

【図７】実施例の装置において、粒子濃度５．０重量％
の無機・有機複合粒子を用いた場合の光透過性を印加電
圧と電気絶縁性媒体の動粘度をパラメータにとって示し
た図である。

【図８】実施例の装置において、粒子濃度７．５重量％
の無機・有機複合粒子を用いた場合の光透過性を印加電
圧と電気絶縁性媒体の動粘度をパラメータにとって示し
た図である。

【図９】本発明の実施例において、電界をパラメータと
したときの、粒子色が青、粒子濃度が７重量％、ＥＡＦ
厚１．１ｍｍであるときの波長と透過光量との関係とを
示すグラフである。

【図１０】本発明の実施例において、電界をパラメータ
としたときの、粒子色が青、粒子濃度が３重量％、ＥＡ
Ｆ厚１．１ｍｍであるときの波長と透過光量との関係と
を示すグラフである。

【図１１】本発明の実施例において、電界をパラメータ
としたときの、粒子色が青、粒子濃度が７重量％、ＥＡ
Ｆ厚０．６ｍｍであるときの波長と透過光量との関係と
を示すグラフである。

【図１２】本発明の実施例において、電界をパラメータ
としたときの、粒子色が青、粒子濃度が３重量％、ＥＡ
Ｆ厚０．６ｍｍであるときの波長と透過光量との関係と
を示すグラフである。

【図１３】本発明の実施例において、電界をパラメータ
としたときの、粒子色が青、粒子濃度が７重量％、ＥＡ
Ｆ厚０．３ｍｍであるときの波長と透過光量との関係と
を示すグラフである。

【図１４】本発明の実施例において、電界をパラメータ
としたときの、粒子色が青、粒子濃度が３重量％、ＥＡ
Ｆ厚０．３ｍｍであるときの波長と透過光量との関係と
を示すグラフである。

【図１５】特開平４−３１８３３号公報に開示された従
来例の一構造を示す断面図である。

【図１６】図１５に示す従来構造において液晶を配向制
御した状態の光透過性を示す説明図である。

【図１７】図１５に示す従来構造において液晶を配向制
御していない状態の光透過性を示す説明図である。

【符号の説明】

１５透明基板１６電気感応型光機能性流体組成物１７透明導電層１８収納体１９電気絶縁性媒体２０シール部材２１電極部３０無機・有機複合粒子３１芯体３２無機・有機複合粒子３３表層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安齊秀伸東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者明石一弥東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者佐々木研東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電界配列効果を有する固体粒子を電気絶
縁性媒体中に含有してなる電気感応型光機能性流体組成
物と、この電気感応型光機能性流体組成物を収納し、対向する
２面の少なくとも一部を透明とした中空の収納体と、この収納体の少なくとも透明部分を覆ってなる透明導電
層とを有することを特徴とする透過光量の制御装置。
【請求項２】有機高分子化合物からなる芯体と、電界
配列効果を有する無機物からなる表層とによって形成さ
れる無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体中に分散させ
てなる電気感応型光機能性流体組成物と、この電気感応型光機能性流体組成物を収納し、対向する
２面の少なくとも一部を透明とした中空の収納体と、この収納体の少なくとも透明部分を覆ってなる透明導電
層とを有することを特徴とする透過光量の制御装置。
【請求項３】有機高分子化合物からなる芯体と、無機
イオン交換体もしくはシリカゲルまたは電気半導体性無
機物とからなる表層とによって形成される無機・有機複
合粒子を電気絶縁性媒体中に分散させてなる電気感応型
光機能性流体組成物と、この電気感応型光機能性流体組成物を収納し、対向する
２面の少なくとも一部を透明とした中空の収納体と、この収納体の少なくとも透明部分を覆ってなる透明導電
層とを有することを特徴とする透過光量の制御装置。
【請求項４】前記収納体が、対向配置された一対の透
明基板と、前記一対の透明基板を接続して透明基板間に
収納空間を形成させるシール部材と、前記透明基板の外
周部に形成された電極部とを具備して構成されると共
に、前記透明導電層が、前記対向された一対の透明基板
の相対向する面を覆い前記電極部に接続して形成された
ことを特徴とする請求項１，２または３記載の透過光量
の制御装置。
【請求項５】電気絶縁性媒体の動粘度が１〜３０００
ｃＳｔの範囲とされてなることを特徴とする請求項１，
２，３または４記載の透過光量の制御装置。
【請求項６】電気絶縁性媒体中の粒子の濃度が、０．
５〜１５重量％の範囲とされてなることを特徴とする請
求項１，２，３，４または５記載の透過光量の制御装
置。
【請求項７】透明導電層から電気感応型光機能性流体
組成物中の粒子に印加される電圧が、０．１〜５．０ｋ
Ｖ／ｍｍの範囲に設定されてなることを特徴とする請求
項１，２，３，４，５または６記載の透過光量の制御装
置。
【請求項８】少なくとも一部を透明とした中空の収納
体の内部に、電界配列効果を有する固体粒子を電気絶縁
性媒体中に含有してなる電気感応型光機能性流体組成物
を収納し、この電気感応型光機能性流体組成物に電界を
印加し、固体粒子を配向制御して前記収納体の透明部分
を通過する光の透過量を制御することを特徴とする透過
光量の制御方法。
【請求項９】少なくとも一部を透明とした中空の収納
体の内部に、有機高分子化合物からなる芯体と、電界配
列効果を有する無機物からなる表層とによって形成され
る無機・有機複合粒子を電気絶縁性媒体中に分散させて
なる電気感応型光機能性流体組成物を収納し、この電気
感応型光機能性流体組成物に電界を印加し、無機・有機
複合粒子を配向制御して前記収納体の透明部分を通過す
る光の透過量を制御することを特徴とする透過光量の制
御方法。
【請求項１０】少なくとも一部を透明とした中空の収
納体の内部に、有機高分子化合物からなる芯体と無機イ
オン交換体からなる表層とによって形成される無機・有
機複合粒子を電気絶縁性媒体中に分散させてなる電気感
応型光機能性流体組成物を収納し、この電気感応型光機
能性流体組成物に電界を印加し、無機・有機複合粒子を
配向制御して前記収納体の透明部分を通過する光の透過
量を制御することを特徴とする透過光量の制御方法。
【請求項１１】電気絶縁性媒体の動粘度を１〜３００
０ｃＳｔの範囲とすることを特徴とする請求項８，９ま
たは１０記載の透過光量の制御方法。
【請求項１２】電気絶縁性媒体中の粒子の濃度を０．
５〜１５重量％の範囲とすることを特徴とする請求項
８，９，１０または１１記載の透過光量の制御方法。
【請求項１３】電気感応型光機能性流体組成物中の粒
子に印加する電界を、０．１〜５．０ｋＶ／ｍｍの範囲
に設定することを特徴とする請求項８，９，１０，１１
または１２記載の透過光量の制御方法。
【請求項１４】少なく共一部が透明に形成されると共
に対向して配設される２枚の電極と、この２枚の電極の間に収容され電界配列効果を有する固
体粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型光
機能性流体組成物と、前記電極に電圧を印加する電圧印加手段とを有すること
を特徴とする透過光量の制御装置。
【請求項１５】前記電圧印加手段は、電圧を可変し得
ることを特徴とする請求項１４記載の透過光量の制御装
置。