(57)【要約】【課題】  透明性が高く、大きな屈折率変調が可能で、製造が容易な表示材料および空間光変調器用材料を提供すること、並びに表示材料を利用することにより、物理的稼働部が不要で、ノイズが少なく、偏光板を必要とせず、明るい像再生が可能な書換可能なホログラム表示装置を提供すること。【解決手段】  屈折率異方性が０．００１以上原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ使用温度にて等方相をとることを特徴とする空間光変調器用材料、表示材料、および前記表示材料を用いたホログラム表示装置。【選択図】  選択図なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ、使用温度にて等方相をとることを特徴とする空間光変調器用材料。
【請求項２】
屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ、使用温度にて等方相をとることを特徴とする表示材料。
【請求項３】
原子団が、化学式（１）または（２）で示されることを特徴とする請求項２記載の表示材料。
【化１】
2005140932.tif 000011
（ただし、Ａ、ＢおよびＣは環構造を表し、それぞれ独立に下記化学式から選択される。この環構造の水素の一部または全部はハロゲンにより置換されていてもよい。
【化２】
2005140932.tif 000012
化学式（１）および（２）において、Ｒ１およびＲ２は末端置換基であり、炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、シロキサン基、シアノ基、ニトロ基、アミド基、アミノ基、ハロゲン、またはそれらを組み合わせた基をあらわす。炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、および有機シロキサン基は、飽和直鎖、分岐鎖、キラル炭素鎖、不飽和鎖、および脂環式官能基のいずれであってもよい。Ｙ、Ｙ１およびＹ２は連結基であり、−Ｎ＝ＮＯ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＯＯ−基、−ＣＨ２ＣＨ２−基、−Ｃ≡Ｃ−基、または−ＣＨ＝Ｎ−基をあらわす。ｌ、ｍおよびｎは０または１である）
【請求項４】
原子団が、液晶基であることを特徴とする請求項２記載の表示材料。
【請求項５】
屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物がデンドリマーであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の表示材料。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の表示材料を用いたホログラム表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器用材料、表示材料、およびそれを利用した書換や動画表示が可能なホログラム装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
人間の生理的立体感を満足する三次元表示が可能なディスプレイが熱望されている。
三次元表示方式は、大きく分けると複数視点画像入力方式とホログラムの二つに大別できる。
複数視点画像入力方式には、アナグリフ方式、偏光メガネ方式、液晶シャッター方式、パララックスバリア方式、レンチキュラ方式、ハエの眼レンズ方式などに代表される、二眼ステレオ立体視または多視点画像同時表示方式がある。この方式は、いわば「眼の錯覚」を利用した立体視であるため、輻輳、調節、両眼視差、運動視差といった人間の生理的立体感をすべて満足することができない。したがって、非常に疲れやすく、長時間の視聴が困難である、という問題がある。
【０００３】
ホログラムとは、光の干渉と回折を利用した三次元表示方法である。表示面に干渉縞状に屈折率および／または透過率の分布を形成し、そこへ参照光を照射すると回折現象により物体光の光波面（三次元像）が再生する。ホログラムにより再生される像は、物体の光波面を完全に再現するため、人間の生理的立体感を完全に満足することができる。
ホログラムは、１９４８年にＤ．Ｇａｂｏｒが最初の着想を発表して以降、静止画を中心として発達してきた。その後、１９９０年代前半に、動画ホログラムが盛んに研究されるようになった。
非特許文献１には、音響光学素子を用いた動画ホログラム装置が記載されている。音響光学素子は、音波により光の変調を行う素子である。前記ホログラム装置は、音響光学素子により光の位相（素子の屈折率）を変調して干渉パターンを形成している。
【０００４】
しかしながら、前記音響光学素子を用いた動画ホログラム装置は、縦方向の視差を無視するため、完全な三次元像再生ではないこと、また、ポリゴンミラーなどの機械的な制御装置を使用するためにシステムが複雑になること、などの問題点があった。
非特許文献２には、液晶ディスプレイを用いたホログラフィＴＶが記載されている。この装置の表示部は、液晶と偏光板を組合せた、いわゆる液晶ディスプレイにより、光の強度（透過率）を変調して干渉パターンを形成している。したがって、機械的な制御装置は不要であり、完全な電子的な制御が可能である。
しかしながら、液晶相を利用したホログラム装置は、表示材料に白濁した液晶相を用いているため、散乱が発生し、回折に悪影響を与えてノイズが多くなる、という問題があった。また、液晶相を利用した表示は偏光板を利用しなければならず、光の利用効率が低くなる問題があった。
【０００５】
【非特許文献１】Proc.SPIE,1212, 174-182(1990)
【非特許文献２】Proc.SPIE,2652,15-23(1996)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、透明性が高く、大きな屈折率変調が可能で、製造が容易な表示材料および空間光変調器用材料を提供すること、並びに表示材料を利用することにより、物理的稼働部が不要で、ノイズが少なく、偏光板を必要とせず、明るい像再生が可能な書換可能なホログラム表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため種々検討を行っていたが、屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ、使用温度にて等方相をとることを特徴とする材料を使用すれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）  屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ、使用温度にて等方相をとることを特徴とする空間光変調器用材料。
（２）  屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ、使用温度にて等方相をとることを特徴とする表示材料。
（３）  原子団が、化学式（１）または（２）で示されることを特徴とする（２）に記載の表示材料。
【０００８】
【化１】
2005140932.tif 000002
（ただし、Ａ、ＢおよびＣは環構造を表し、それぞれ独立に下記化学式から選択される。この環構造の水素の一部または全部はハロゲンにより置換されていてもよい。
【０００９】
【化２】
2005140932.tif 000003
【００１０】
化学式（１）および（２）において、Ｒ１およびＲ２は末端置換基であり、炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、シロキサン基、シアノ基、ニトロ基、アミド基、アミノ基、ハロゲン、またはそれらを組み合わせた基をあらわす。炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、および有機シロキサン基は、飽和直鎖、分岐鎖、キラル炭素鎖、不飽和鎖、および脂環式官能基のいずれであってもよい。Ｙ、Ｙ１およびＹ２は連結基であり、−Ｎ＝ＮＯ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＯＯ−基、−ＣＨ２ＣＨ２−基、−Ｃ≡Ｃ−基、または−ＣＨ＝Ｎ−基をあらわす。ｌ、ｍおよびｎは０または１である）
【００１１】
（４）  原子団が、液晶基であることを特徴とする（２）に記載の表示材料。
（５）  屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物がデンドリマーであることを特徴とする（２）〜（４）のいずれか１つに記載の表示材料。
（６）  （２）〜（５）のいずれか１つに記載の表示材料を用いたホログラム表示装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の材料により、透明性が高く、大きな屈折率変調が可能で、製造が容易な表示材料および空間光変調器用材料が提供される。また、該表示材料を利用することにより、物理的稼働部が不要で、ノイズが少なく、明るい像再生が可能で、書換可能なホログラム表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の屈折率変調の機構は定かではないが、下記のように推測される。
まず、電場がかかっていない場合、本発明の材料は等方相で使用されるため、分子は、ばらばらの方向を向いている。したがって、材料の屈折率は、分子の長軸方向と短軸方向の屈折率の平均値ｎａｖとなる。
次に、電場を印加した場合、屈折率異方性が０．００１以上である原子団が配向する。すると材料の屈折率としては電極と平行な方向の屈折率ｎが観測される。この際、分子内に複数の該原子団が結合されていると、原子団同士の相互作用が発生しやすくなるため、電場での配向が起こりやすくなるものと推測される。
【００１４】
上記過程により、電場の印加で大きな屈折率変化ｎ−ｎａｖを得ることができる。
さらに、電場を再び解除した場合も、分子の熱運動により再び屈折率はｎａｖに戻るものと考えられる。
以上の機構により、本発明の表示材料は可逆的に屈折率を変調することが可能であると考えられる。しかも、等方相であるため材料の透明性が高く、偏光板が不要で、ホログラム装置に使用した場合に明るく、低ノイズの再生像が得られる。
本発明の表示材料は、屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ、使用温度にて等方相をとることを特徴とする。前記表示材料を使用することにより、ホログラム表示装置を提供することができる。
【００１５】
本発明において、等方相とは、分子が特定方向に配向せず、ランダムな方向を向いている相を指す。例えば、図１に示すように、液晶化合物を低温から徐々に昇温してゆくと、ある転移温度において固相から液晶相に変化する。液晶相としてはネマチック相、スメクチック相などに代表され、分子配向に秩序性がある。これをさらに昇温すると、等方相転移温度（Ｔｉ）において相転移し、分子は分子配向の秩序を失い等方的になる。これが等方相である。
本発明における使用温度とは、表示装置において前記表示材料が使用されている際の材料の温度を指す。したがって、前記表示材料の材料温度は等方相転移温度（Ｔｉ）以上の温度で使用される。また、周囲の環境温度が等方相転移温度（Ｔｉ）より低い場合でも、加熱装置などを用いて材料温度が等方相転移温度（Ｔｉ）以上に保たれていれば差し支えない。
【００１６】
前記表示材料が使用温度において等方相であるかどうかは、示差走査熱量測定器（ＤＳＣ）を使用して相転移温度を測定することにより確認できる。
本発明の表示材料は、液晶相の出現は必須ではなく、当該材料が使用温度において等方相であればよい。
次に、屈折率異方性が０．００１以上である原子団（以下、異方性原子団、と称する）および異方性原子団が２つ以上結合された化合物（以下、化合物Ｘ、と称する）について説明する。
本発明の化合物Ｘに結合される異方性原子団の屈折率異方性が０．００１以上の場合、電場による屈折率の変化が大きくなるため、空間光変調器用材料として使用した場合に大きな屈折率変調が得られる。また、表示材料として使用した場合の画質が高くなる。屈折率異方性が０．０１以上であると、低電圧での素子駆動が可能になるためより好ましい。屈折率異方性が０．００１未満の場合、屈折率変調が低く、上記の効果が得られない。
【００１７】
本発明において、屈折率異方性とは、異方性原子団の双極子モーメント方向の屈折率ｎｘと、これと直交する方向の屈折率ｎｙｚ＝（ｎｙ＋ｎｚ）／２の差の絶対値Δｎ＝｜ｎｘ−ｎｙｚ｜を表す。異方性原子団の双極子モーメントの大きさは０．１原子単位以上が好ましく、０．５原子単位以上がより好ましい。双極子モーメントの大きさが上記の条件を満たすことによって、低い電圧で屈折率をコントロールすることが可能になる。
前記屈折率異方性は、まず分子軌道法ＡＭ１によって分極率異方性を計算し、その結果をローレンツ−ローレンスの式を用いて算出する。
異方性原子団としては、化学式（１）および（２）に示される構造の原子団が挙げられる。
【００１８】
【化３】
2005140932.tif 000004
【００１９】
これらの構造はアスペクト比が高く、剛直であるため、これらの原子団を本発明の異方性原子団として使用した場合の屈折率変調度が特に高いため好ましい。
式中、Ａ、ＢおよびＣは環構造を表し、それぞれ独立に下記化学式から選ばれる。この環構造の水素の一部または全部はハロゲンにより置換されていてもよい。
【００２０】
【化４】
2005140932.tif 000005
【００２１】
化学式（１）および（２）において、Ｒ１およびＲ２は末端置換基であり、炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、シロキサン基、シアノ基、ニトロ基、アミド基、アミノ基、ハロゲン、またはそれらを組み合わせた基をあらわす。炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、および有機シロキサン基は、飽和直鎖、分岐鎖、キラル炭素鎖、不飽和鎖、および脂環式官能基のいずれであってもよい。Ｙ、Ｙ１およびＹ２は連結基であり、−Ｎ＝ＮＯ−基、−ＣＨ＝ＣＨ−基、−ＣＯＯ−基、−ＣＨ２ＣＨ２−基、−Ｃ≡Ｃ−基、または−ＣＨ＝Ｎ−基をあらわす。ｌ、ｍおよびｎは０または１である）
【００２２】
ここで、連結基Ｙと末端基Ｒの関係、および連結基Ｙ１と連結基Ｙ２の関係はオルト位、パラ位、メタ位いずれであってもよいが、パラ位、メタ位が特に好ましい。オルト位の場合、屈折率異方性が低くなって屈折率変調度が低くなってしまう場合がある。メタ位の場合、異方性温度領域が広がって、使用可能温度が広がるため好ましい。パラ位の場合、屈折率異方性が高くなって、屈折率変調度が高くなるため好ましい。
また、末端基がシアノ基またはハロゲンである場合、前記末端基および／または環構造中のハロゲンがフッ素である場合、連結基が−ＣＯＯ−基である場合、屈折率異方性が特に大きくなるため好ましい。
【００２３】
この異方性原子団はＲ１およびＲ２のいずれかが、化学結合または官能基を介して分子骨格に結合される。
本発明の異方性原子団として液晶基を選択することも可能である。液晶基としては、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、ビフェニル系、ターフェニル系、安息香酸エステル系、シク ロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキ サン系、ビフェニルシクロヘキサン系、コレステリル系 、ディスコティック系など、従来知られている液晶基が使用できる。その他、液晶基としては、例えば、前記「季刊化学総説Ｎｏ．２２，１９９４  液晶の化学」や「液晶  基礎編」「液晶  応用編」（岡野光治ら編、倍風館）に記載される液晶基および液晶化合物が使用できる。
【００２４】
異方性原子団が基本骨格に２つ以上結合されることにより本発明の化合物Ｘが形成される。結合される異方性原子団の種類は同一でもよいし、それぞれ異なってもよい。本発明における基本骨格とは、化合物Ｘ中において、異方性原子団が結合される部分構造を指す。
本発明の化合物Ｘの基本骨格には制限はなく、炭素−炭素結合からなる骨格、酸素、窒素、硫黄およびリンからなるヘテロ原子の少なくとも一種で構成された炭素原子または炭素炭素結合からなる骨格、シロキサン骨格などが挙げられる。異方性原子団の配向性を考慮すると、ポリオキシアルキレン骨格、シロキサン骨格など、屈曲性の高い骨格が好ましい。
【００２５】
骨格の幾何学的形状としては、直鎖型、リング型、分岐型、スター型、ラダー型、カゴ型、デンドリマー型などが例示できる。
上記の基本骨格の中でも、リング型シロキサンおよびカゴシロキサン構造は、基本骨格同士のからみあいがないため、応答時間が高くなり好ましい。
世代が高いデンドリマー型の基本骨格には多数の異方性原子団を結合できるため、大きな屈折率変調効果が得られ、かつ、長鎖直鎖状骨格と比較して分子間の絡み合いが発生しにくいため、高い応答性が得られるので好ましい。デンドリマーの世代としては４官能以上６４官能以下が好ましい。世代が高すぎると立体効果により合成が難しくなる場合があり、世代が低すぎると屈折率変調効果が小さくなる場合がある。
【００２６】
さらに、非対称なデンドリマーを基本骨格として選択し、非対称に異方性原子団を導入すると、電場を印加した際の分子の配向性が高くなるためより好ましい。
上記の化合物Ｘが使用温度にて等方相をとることにより、透明性が高く、大きな屈折率変調が可能な材料が得られるが、化合物Ｘが使用温度にて液晶相をとる場合でも、希釈剤による希釈によって等方相にして空間光変調器用材料あるいは表示材料として使用することができる。また、希釈剤を使用すると、材料の粘度を下げて応答時間を向上させることができるため、好ましい。
【００２７】
本発明の希釈剤としては、電圧を印加した際に大きな電流が流れるのを避けるという意味で、絶縁性の希釈剤が好ましい。たとえば、ベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などが挙げられる。
希釈剤自身の屈折率異方性が０．００１以上であると、屈折率変調効果を損ねることなく、材料の相を等方相にすることができるため、より好ましい。このような希釈剤の例としては、化学式（３）に示される溶媒が例示できる。
【００２８】
【化５】
2005140932.tif 000006
（ただし、Ａは環構造を表し、下記化学式に示される群から選択される。この環構造Ａの水素の一部または全部はハロゲンにより置換されていてもよい。
【００２９】
【化６】
2005140932.tif 000007
【００３０】
式中、Ｒ１およびＲ２は末端置換基であり、炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、シロキサン基、シアノ基、ニトロ基、アミド基、アミノ基、ハロゲン、またはそれらを組み合わせた基をあらわす。炭化水素基、アルコキシル基、アルキルエステル基、アルキルエーテル基、アルキルアミノ基およびそれらの基の水素の一部または全部をハロゲンに置換した基、および有機シロキサン基は、飽和直鎖、分岐鎖、キラル炭素鎖、不飽和鎖、および脂環式官能基のいずれであってもよい。）
さらに、希釈剤と前記化合物Ｘを混合した材料が使用温度にて等方相になるのであれば、希釈剤として前記液晶化合物を使用しても差し支えない。
【００３１】
化合物Ｘと溶媒の比率は制限されないが、重量比で、化合物Ｘ：溶媒＝９０：１０から１０：９０の間が好ましい。さらに重量比で、化合物Ｘ：溶媒＝８０：２０から２０：８０の間がより好ましい。化合物Ｘの量が少なすぎると、屈折率変調の効果が小さくなる場合がある。
本発明の表示材料を使用することにより、ホログラム表示装置を提供することができる。本発明におけるホログラム表示装置は、データ処理部と表示部とから構成される。データ処理部は表示部に表示する干渉縞パターンを計算する部分であり、コンピュータやホログラム専用計算機などが使用できる。
【００３２】
表示部は、干渉縞パターンを屈折率分布として表示する部分である。表示部は、電極を備えた２枚の基板を、電極が対向するように向かい合わせ、そこへ表示材料を挟むことにより形成される。電極を備えた２枚の基板のうち、少なくとも一方は、電極・基板とも透明である必要がある。また、前記電極は各画素ごとに電場が印加できるように形成されている。
ホログラム表示装置の構成の一例を図２〜４に示す。
図２の装置は下記のような仕組みにより、三次元表示を実現する。
まず、コンピュータＰＣによって表示される三次元虚像の物体光と参照光の干渉を計算する。次に、この計算結果の信号をドライバＤを通して表示部Ｘに送る。
【００３３】
表示部Ｘは、図３の表示部Ｘの横断面拡大図に示すように、表面に短冊状の前面透明電極１および背面透明電極２を形成した、前面ガラス基板３および背面ガラス基板４により表示材料Ｙを挟んだ構成になっている。この際、前面、後面の短冊状の透明電極は、図４の短冊状透明電極の配置をあらわす図に示すように、互いに直交するよう配置されている。透明電極１および２は、ドライバＤからの信号により電場のＯＮ／ＯＦＦを各画素ごとに行う。
表示材料は、この電場のＯＮ／ＯＦＦにしたがって屈折率が変化し、表示部に干渉縞パターンの屈折率分布を形成する。
【００３４】
この表示部ＸにレーザーＬＡより照射され、レンズＬによって広げられた参照光が照射されると、回折現象が起こり、物体光が再生される。再生された物体光が観測者Ｏにより観測されると、三次元虚像Ｖとして認識される。
表示部Ｘにおいて、表示材料の透明度が低く濁りがあると、その散乱により光の回折に悪影響がでて、三次元像の画質が大幅に低下する。また、表示材料が液晶相を形成している場合、複屈折が発生するため、偏光板を使用する必要がある。しかしながら、本発明の表示材料を使用するいことによって、透明度が高く濁りがなく、偏光板を使用する必要が無いために明るく、高品位な三次元像を再生できる。
【００３５】
しかも本発明の表示材料は、可逆的にその屈折率を変調できるため、前記ホログラム表示装置は随時書換が可能である。さらに、高速に書換を行うことにより動画表示も可能である。
本発明の表示材料はまた、表示装置以外にも空間光変調器用材料として使用することができる。空間光変調器とは、入射した光に空間的な変調を与える光学装置のことであり、本発明の前記表示材料を使用すると、光の位相を電気的入力情報により、任意にコントロールすることができる。また、本発明の前記表示材料は透明性が高いため光の損失が少ない空間光変調器を実現できる。空間光変調器は、光コンピュータ、光スイッチ、光計測、画像処理、インコヒーレント−コヒーレント変換、ディスプレイなどに利用できる。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
なお、本実施例中で使用されるレーザーとしては、小型ヘリウムネオンレーザー（ＧＬＧ５２３０、ＳＯＣ製）を用いた。
【００３７】
［実施例１］
（１）異方性原子団原料の合成
【００３８】
【化７】
2005140932.tif 000008
【００３９】
１）トシル化
２−アリロキシエタノール８．４ｇ、塩化トシル（東京化成（株）製）１２ｇ、トリエチルアミン（東京化成（株）製）１１ｍｌを、アセトニトリル（東京化成（株）製）１００ｍｌに溶解し、１８時間室温撹拌した。反応溶液の溶媒を留去したのちクロロホルム（東京化成（株）製）１００ｍｌで溶解し、水洗した。有機層の溶液を無水硫酸ナトリウム（東京化成製）で乾燥したのち濾過し、カラム精製を行い、化学式（４）に示す液状の化合物Ａ１５ｇを得た。
【００４０】
２）カルボン酸体合成
ｐ−ヒドロキシ安息香酸（東京化成製）８．９ｇをエタノール（東京化成製）４０ｍｌに溶解したのち、４０重量％水酸化カリウム水溶液２１ｍｌを添加し、さらに上記１）で得られた化合物Ａを１５ｇをゆっくりと滴下した。この溶液を８０℃において２．５時間撹拌して反応させたのち、水８０ｍｌを添加して氷冷却した。十分冷却したのち、濃塩酸をゆっくり滴下して液性をｐＨ２に調整すると白色の沈殿が生成した。この沈殿物を濾過、水洗を行ってからエタノール４０ｍｌにより再結晶により精製して、化学式（４）に示す化合物Ｂを６．２ｇ得た。
【００４１】
３）エステル化
上記２）で得られた化合物Ｂ６．２ｇを塩化チオニル（東京化成（株）製）１５ｍｌに溶解し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（東京化成（株）製）を１滴添加したのち３０分間、室温において撹拌した。次いで、真空ポンプにより過剰な塩化チオニルを除去し、化学式（４）に示す化合物Ｃを得た。
【００４２】
この化合物Ｃを、３−フルオロ−４−シアノフェノール（日宝化学（株）製）３．６ｇおよびトリエチルアミン３．７ｍｌをテトラヒドロフラン（東京化成（株）製；以下、ＴＨＦ、と略す）３０ｍｌに溶解した溶液へ滴下し、氷冷下撹拌した。３０分後、溶媒を留去したのち塩化メチレン（東京化成（株）製）で溶解し、水洗を行い、無水硫酸ナトリウムで残存する水分を除去した。無水硫酸ナトリウムを濾過により除いたのち、溶媒を留去し、カラム精製を行い、化学式（４）に示す化合物Ｄ８．１ｇを得た。
【００４３】
（２）異方性原子団が４つ結合した化合物の合成
【００４４】
【化８】
2005140932.tif 000009
【００４５】
上記（１）３）で得られた化合物Ｄ８．１ｇ、テトラメチルシクロテトラシロキサン１ｇ、および濃度３重量％の１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン白金錯体キシレン溶液（アルドリッチ（株）製）０．０５ｇを、ＴＨＦ６０ｍｌに溶解したのち、容器を窒素置換し、密閉容器内で６０℃、３時間反応を行った。反応終了後、溶液にメタノール６００ｍｌを添加し再沈殿を行った。沈殿物をデカンテーションによりとりだし、ＴＨＦ６０ｍｌに溶解し活性炭を３重量％添加したのち１時間撹拌を行った。濾過により活性炭を除去し、溶媒を留去したところ化学式（５）に示す透明な液状の化合物Ｅを得た。
【００４６】
（３）希釈剤の合成
【００４７】
【化９】
2005140932.tif 000010
【００４８】
３−フルオロ−４−シアノフェノールを５．１ｇ、炭酸カリウム（東京化成（株）製）１３ｇをメチルエチルケトン（東京化成（株）製）５ｍｌに添加し、８０℃に昇温して撹拌した。そこへ、ヘプチルブロマイド（東京化成（株）製）６．６ｇをゆっくり滴下して８時間反応させた。この反応溶液を１００ｍｌの水にあけたのち、酢酸エチル（東京化成（株）製）で抽出した。油層を塩化ナトリウム飽和水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過により固形分を除去したのち溶媒留去して液状の試料を得た。この試料をカラム精製することにより、化学式（６）に示す希釈剤Ｆを７．３ｇ得た。
【００４９】
（４）材料の調製
化合物Ｅを２ｇと希釈剤Ｆを１ｇを６０℃、５分の条件で撹拌し、均一に混合して、材料（Ｇ）を得た。
【００５０】
（５）物性の確認
１）屈折率異方性
前記化合物Ｅに結合された原子団の分極率異方性を分子軌道法ＡＭ１により計算し、さらにローレンツ−ローレンスの式を用いて屈折率異方性を算出したところ、約０．３５であった。また、双極子モーメントは約３．４原子単位であった。
同様に希釈剤Ｆの屈折率異方性を計算したところ、約０．１７であった。
２）等方相の確認
材料Ｇの示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、液晶相は観測されず、室温で等方相をとることが確認された。
以上（５）１）２）により材料Ｇは、屈折率異方性が０．００１以上である原子団が２つ以上結合された化合物を含有し、かつ、使用温度にて等方相をとることが確認された。
【００５１】
（６）屈折率変調量測定
図５に示すマッハ-ツェンダー型干渉計を利用して、電場ＯＮ−ＯＦＦによる屈折率変調量を測定した。測定温度は２４℃とした。
レーザーＬＡからでた光はハーフミラーＢＳ１によって光路Ａと光路Ｂに分けられる。光路Ａを通る光は補償版Ｃを通過し、ミラーＭ１およびハーフミラーＢＳ２で反射されたのちスクリーンＳに照射される。一方光路Ｂを通る光はミラーＭ２で反射され、サンプルホルダＲＳＡおよびハーフミラーＢＳを通過したのちスクリーンＳに照射される。
【００５２】
スクリーンＳには光路Ａを通った光と光路Ｂを通った光の干渉現象によりスクリーンＳに干渉縞が形成される。
図５のサンプルホルダＲＳＡには、図６の断面図および前面図で示されるサンプルセルが光路とセル面が直交するように設置されている。サンプルセルは、ガラス基板７上にＩＴＯ膜５が形成された電極と、ガラス基板７上にＩＴＯ膜５を形成し、さらに中央を円形にくりぬいたガラス製スペーサ６（厚さ７０μｍ）を重ね合わせて形成されている。
このサンプルセルの外観を図７に示した。
このサンプルセルは１００Ｖ直流電源に接続され、電場をＯＮ−ＯＦＦできるようになっている。前記サンプルセルの円形部にはサンプル（材料Ｇ）が充填され、二つの電極でサンドイッチされている。この際、スペーサが７０μｍであるから、電極間距離は７０μｍに保たれる。
【００５３】
上記測定装置において、スクリーンＳに形成される干渉縞の、電圧ＯＮ−ＯＦＦした際の動き幅を補償板Ｐの調整値より読み取り、電圧ＯＮ−ＯＦＦによる位相差を測定した。
位相差Δφ、測定波長λ、電極間距離ｄとすると、屈折率変化量δｎは、δｎ＝Δφλ／２πｄ、であらわされるから、上記位相差測定結果より、屈折率変化量が定量できる。
その結果、電圧印加時と非印加時で屈折率が０．００４変化していることが確認された。また、この変化は可逆的であった。
【００５４】
（７）ホログラム表示
材料Ｇを表示材料として、図２に示すホログラム表示装置を用いてホログラム像の再生を行った。その結果、ノイズが少なく明るい像が再生された。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】液晶化合物の温度特性と相の関係を表す概念図。
【図２】ホログラム表示装置の一例の構成図。
【図３】図２の表示材料の横断面図。
【図４】短冊状透明電極の配置をあらわす図。
【図５】屈折率変調量を測定するためのマッハ-ツェンダー型干渉計の模式図。
【図６】屈折率変調量を測定するためのサンプルセルの模式図。
【図７】図６のサンプルセルの外観図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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