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OPTICAL ELEMENT, DEVICE USING OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENT meetings

Patent code P200016921
Posted date May 22, 2020
Application number P2016-098658
Publication number P2017-207573A
Patent number P6706439
Date of filing May 17, 2016
Date of publication of application Nov 24, 2017
Date of registration May 20, 2020
Inventor
  • (In Japanese)長尾 大輔
  • (In Japanese)今野 幹男
  • (In Japanese)渡部 花奈子
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人東北大学
Title OPTICAL ELEMENT, DEVICE USING OPTICAL ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL ELEMENT meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel optical element having controllable optical characteristics.
SOLUTION: An array 11 comprises a core particle encapsulated hallow particles 20 arranged in a dispersion medium. The core particle encapsulated hollow particle 20 has a core particle 21 and a hollow particle 22 and is formed by encapsulating the core particle 21 in the hollow particle 22. Each core particle 21 has electric field responsiveness or magnetic field responsiveness and is disposed as spaced from an inner face of the corresponding hollow particle 22 so as to be movable inside the hollow particle 22. Each hollow particle 22 comprises a monodispersion particle that can transmit light. Application means is disposed to be able to apply an electric field or a magnetic field to the array 11 depending on the responsiveness of each core particle 21 to move the core particle 21.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、単分散微粒子を周期的に配列した粒子配列体が開発されており、特定の波長帯の光伝播を制御することができるため、光学材料(フォトニック結晶)としての応用が期待されている(例えば、非特許文献1参照)。

また、従来、中空粒子の内部にコア粒子を入れたコア粒子内包型中空粒子(明細書中「コア粒子内包型中空粒子」と記述する)が開発されている。この粒子は、中空粒子の内部に物質を封入できることや、優れた比表面積を有すること、コア粒子の凝集を抑制できること等の特徴を有するため、触媒や薬物輸送担体、ガスセンサ、メモリデバイスなどへの応用が提案されている(例えば、非特許文献2乃至5参照)。

なお、このコア粒子内包型中空粒子を製造する方法として、固体粒子を鋳型として用いて、単分散性に優れた粒子を合成することができるハードテンプレート法が開発されている。ハードテンプレート法では、中空粒子の内部の犠牲層を除去するために、有機溶媒やNaOH溶液、水などを用いる方法が提案されている(例えば、非特許文献6、7、3参照)。また、焼成により犠牲層を除去した後、NaOH水溶液などで選択的エッチングを行うことにより、可動性のコア粒子を有するコア粒子内包型中空粒子を製造する方法が、本発明者等によって開発されている(例えば、非特許文献8参照)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、光学素子、光学素子を用いたデバイスおよび光学素子の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
コア粒子を内部に入れた複数の中空粒子を、分散媒中に配列して成る配列体と、
前記配列体に電場を印加可能に設けられた印加手段とを有し、
各コア粒子は、電場応答性を有し、それぞれ対応する中空粒子の内部を移動可能に、その中空粒子の内側面との間に間隙をあけて設けられ、
前記印加手段は、各コア粒子を移動させるよう、各コア粒子の応答性に応じて電場を印加可能であることを
特徴とする光学素子。

【請求項2】
 
外径が1nm~1104nmでコア粒子を内部に入れた複数の中空粒子を、分散媒中に配列して成る配列体と、
前記配列体に電場または磁場を印加可能に設けられた印加手段とを有し、
各コア粒子は、電場応答性または磁場応答性を有し、それぞれ対応する中空粒子の内部を移動可能に、その中空粒子の内側面との間に間隙をあけて設けられ、
前記印加手段は、各コア粒子を移動させるよう、各コア粒子の応答性に応じて電場または磁場を印加可能であることを
特徴とする光学素子。

【請求項3】
 
各中空粒子は、単分散粒子であることを特徴とする請求項1または2記載の光学素子。

【請求項4】
 
各コア粒子は、球形状または回転楕円体形状を成していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光学素子。

【請求項5】
 
前記分散媒は、水またはエタノールであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光学素子。

【請求項6】
 
各中空粒子は、SiO2を含み、
各コア粒子は、SiO2またはTiO2から成ることを
特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学素子。

【請求項7】
 
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光学素子を含むことを特徴とするデバイス。

【請求項8】
 
電場応答性を有するコア粒子を内部に入れた複数の中空粒子を準備する工程と、
前記中空粒子を分散媒中に配列して成る配列体を作成する工程と、
前記配列体を1対の電極間に設ける工程と、
前記配列体に電場を印加可能に、前記電極間にリード線を接続する工程とを、
含むことを特徴とする光学素子の製造方法。

【請求項9】
 
外径が1nm~1104nmでコア粒子を内部に入れた複数の中空粒子を準備する工程と、
前記中空粒子を分散媒中に配列して成る配列体を作成する工程と、
前記配列体を1対の電極間に設ける工程と、
前記電極間にリード線を接続する工程とを、
含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016098658thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) (In Japanese)長尾研究室-化学・バイオ系
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