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干渉変調エレクトロクロミズムおよび屈折率変調機能を示すフォトニック結晶

国内特許コード P110002284
整理番号 S2009-0339-N0
掲載日 2011年4月11日
出願番号 特願2009-026558
公開番号 特開2010-181743
登録番号 特許第5651883号
出願日 平成21年2月6日(2009.2.6)
公開日 平成22年8月19日(2010.8.19)
登録日 平成26年11月28日(2014.11.28)
発明者
  • 後藤 博正
出願人
  • 国立大学法人 筑波大学
発明の名称 干渉変調エレクトロクロミズムおよび屈折率変調機能を示すフォトニック結晶
発明の概要 【課題】本発明の目的は、電気化学的変調が可能な真珠光を発揮する新規伝導性ポリマーを提供することである。
【解決手段】コレステリック液晶電解質溶液中において2、2’-ビチオフェンの電解重合によって得られ、光学的に可視できる指紋テクスチャを示し、電気化学的に駆動される光干渉変調、カイロオプティカル特性変調、および屈折率変調を発揮する光学活性ポリチオフェン。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


自然には多くの真珠のような選択反射光をもつ生物が存在する。たとえば孔雀の羽毛、貝殻の内表面、およびモルフォ蝶の羽などにこれが見られる。



モルフォ蝶の特徴的色彩は、その羽上にナノメータサイズの櫛状構造をもつリン片が配置されていることに由来し、それらは回折格子として作用する。コガネムシもまた、外骨格の積層構造により真珠光を発揮し、それは、コレステリック液晶(CLC)秩序を有する多層から構成されている。このような天然の回折格子は、潜在的に、新しいタイプのセンサーの開発のためのモデルとしておよび人工的生体模倣技術において有用である。



回折格子の作成にトップダウン方法が日常的に使用されてきており、外部から制御されかつ高い技術のミクロプロセシング方法を必要としている。一方、化学的分子セルフアセンブリまたは分子認識のようなボトムアップ手法は、もし適切な方法を確立できれば、簡易であるという利点を有している。秩序だった強い凝集と液状流動性を有する液晶(LC)に基づくボトムアップ技術は、新しい機能的材料を得るための将来性のある手法である。



CLCはキラルLC相であり、コレステリック相のディレクター(長い分子軸の時間的かつ空間的平均)が前記分子類の長軸に垂直に配向した螺旋軸の周りで連続的にねじれている。コレステリック類の周期的構造は回折格子として作用し、その結果、光の選択的反射が起こり、CLC物質の周期性は、一次元ホトン性結晶の機能性を有している。化学反応で溶媒として適用すると、CLCは、適切な条件下でキラル反応場を提供する。このようなCLC反応場は、ポリマー安定化CLC物質の重合のために使用され、成果をあげてきた。



CLCまたはスメクチックA(SmA)マトリックスを用い合成したポリマー類の表面構造がLC除去後観察されており、電気化学的方法によるCLC中における螺旋ポリアセチレンの重合およびミセルリオトロピックLC中におけるポリアニリンおよびポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)の重合の結果、分子インプリンティングが起こることがわかっている。光学活性PEDOTは、デオキシリボ核酸(DNA)のLC溶液を用いて合成されており、PEDOT/シゾフィランのナノハイブリッド類が、テンプレート重合により作製されている。



光学活性ポリチオフェン類はまた、CLC溶媒中における重縮合により非キラルモノマー類から合成されている〔非特許文献1〕。LC物質類は、従って、化学および物理で、超分子次元のポリマー類合成に分子テンプレートとして広く使用されている。我々のグループは、先の研究で、CLCに基づく電気化学的方法を適用し、非光学活性モノマー類から光学活性ポリマーフィルムを製造した〔非特許文献2〕。



このようにして調製した光学活性ポリマー類が高い光学活性を有し、このような整調性の最初の実証として電気化学的に制御可能な円二色性と光学旋光性を有していることが見出された〔非特許文献3〕。

産業上の利用分野


本発明は、反射光、透過光の干渉色調整可能(tunable)なフォトニック結晶に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
コレステロール誘導体としてコレステリルペラルゴネートを含むコレステリック液晶電解質溶液中で2,2’-ビチオフェンの電解重合によって得られ、光学的に可視できる指紋テクスチャを示す光学活性ポリチオフェンからなり、電気化学的に駆動される電極と共に使用されて電気化学的な駆動によって光干渉変調を発揮する干渉変調エレクトロミズム用のフィルムまたはシートであり、
その白色光のもとでの表面色が、真珠光反射によって多色化され、
両面間での電圧印加によって電気化学的に駆動された酸化状態に依存して、前記フィルムまたはシートの屈折率変調が可能であり、
この電気化学的に駆動された酸化状態に依存して、前記フィルムまたはシートの透過および反射光による光干渉について干渉変調が可能であり、
この電気化学的に駆動された酸化状態に依存して、前記フィルムまたはシートの透過色を調整でき、
電気化学的な駆動によって、多色化された真珠光反射が表面全体として変化し且つ表面全体の基調となる発色が同時に変化する、
干渉変調エレクトロミズム用のフィルムまたはシート。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009026558thum.jpg
出願権利状態 登録
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