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LIQUID CRYSTAL MATERIAL FOR OPTICAL MODULATION ELEMENT achieved

Patent code P03P000745
File No. K012P17
Posted date Dec 22, 2003
Application number P2002-132303
Publication number P2003-327966A
Patent number P3779937
Date of filing May 8, 2002
Date of publication of application Nov 19, 2003
Date of registration Mar 10, 2006
Inventor
  • (In Japanese)菊池 裕嗣
  • (In Japanese)梶山 千里
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title LIQUID CRYSTAL MATERIAL FOR OPTICAL MODULATION ELEMENT achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liquid crystal material which can develop a blue phase over such a sufficiently wide temperature range as being supplied for practical uses as optical modulation elements.
SOLUTION: This liquid crystal material for optical modulation elements comprises the blue phase of a composite liquid crystal composition (polymer network/low molecular liquid crystal) which comprises a low molecule liquid crystal capable of developing the blue phase between a cholesteric phase and an isotropic phase, and a polymer network formed in the low molecule liquid crystal by polymerizing an amorphous monomer (for example, an alkyl group side chain-having acrylate-based monomer) together with a crosslinking agent. The liquid crystal material for optical modulation elements is produced by dispersing the monomer and the crosslinking agent in the low molecule liquid crystal and then polymerizing the dispersion at a temperature holding the blue phase. Thus, such the liquid crystal material that the developed temperature of the blue phase is ranged in a temperature width of ≥60°C nipping room temperature can be obtained.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


光の強度や偏光状態を高速・高精度で制御する素子(光学変調素子)は、光情報処理技術において不可欠である。これまで、光学変調素子として電気光学効果を示す無機単結晶が主として使用されてきた。しかしながら、一般に無機単結晶は高価であり形状の自由度に乏しいため、近年液晶を用いた安価で小型の光学変調素子が注目されている。液晶は大きな複屈折と多彩な電気光学効果を示すが、応答速度が低いことと偏光板を必要とするため透過光の約半分をロスすることが問題となっている。



青色相(Blue Phase:以下BPと略記することがある)は、コレステリック相と等方相の間の数℃(一般的には1~3℃)の温度範囲(温度幅)で出現することのある液晶相の一つで、数100nmオーダの格子定数の体心立方格子(BPI)や単純立方格子(BPII)構造のような三次元周期構造の形成に起因することが知られている。BPは可視光に対して、ブラッグ反射や旋光性を示し、電界や磁界などの外場により入射光の回折角や偏光状態をマイクロ秒オーダーの応答時間で変化させることのできる特異な電気光学特性を示す。そのため、BPを示す液晶は、従来の液晶変調素子を遥かに凌ぐ応答速度と多機能な光変調が可能である。しかしながら、BPはコレステリック相と等方相の間のわずか1~3℃の温度範囲でしか発現しないため、素子の精密な温度制御が必要となることが問題となり、BP液晶から成る光学変調素子は未だ実用化に到っていない。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、液晶を利用する光変調の技術分野に属し、特に、光学変調素子として用いられるのに好適な新規な液晶材料とその作製法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 コレステリック相と等方相の間で青色相を発現し得る低分子液晶と、該低分子液晶中に形成された高分子ネットワークであって非液晶性のモノマーが架橋剤とともに重合することにより形成された高分子ネットワークとから成る(高分子ネットワーク/低分子液晶)複合系液晶組成物の青色相から構成されていることを特徴とする光学変調素子用液晶材料。
【請求項2】
 非液晶性のモノマーが、側鎖としてアルキル基を有するアクリレート系モノマーであることを特徴とする請求項1に記載の光学変調素子用液晶材料。
【請求項3】
 (高分子ネットワーク/低分子液晶)複合系液晶組成物の青色相の発現温度幅が、室温を挟む60℃以上にわたっていることを特徴とする請求項2に記載の光学変調素子用液晶材料。
【請求項4】
 請求項1~3のいずれかに記載の光学変調素子用液晶材料を製造する方法であって、低分子液晶中にモノマーと架橋剤を分散させ、青色相が保持されている温度下に重合を行う工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項5】
 光重合によって重合を行うことを特徴とする請求項4に記載の光学変調素子用液晶材料の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2002132303thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) PRESTO Organization and Function AREA
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