(57)【要約】      （修正有）【課題】電界等を印加すると屈折率が変動するという高分子分散型液晶の特性を利用した屈折率変動材料を提供する。【解決手段】外部からの刺激によって屈折率が変動する屈折率変動材料１０であって、液晶性モノマーを重合したポリマー１３と、ポリマー１３中に混在する液晶１４とを含み、透明な状態のままで、外部からの所定の刺激の強さに応じて連続的に屈折率が変動する。【選択図】図１
2013041013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの刺激によって、屈折率が変動する屈折率変動材料であって、
液晶性モノマーを重合したポリマーと、
前記ポリマー中に混在する液晶とを含み、
透明な状態のままで、外部からの所定の刺激の強さに応じて連続的に屈折率が変動する屈折率変動材料。
【請求項２】
外部からの刺激によって、屈折率が変動する屈折率変動材料であって、
液晶性モノマーを重合したポリマーと、
前記ポリマー中に、外部刺激の有無にかかわらず近赤外線を７０％以上透過させる大きさ以下のドロップレットとして混在する液晶と
を含む屈折率変動材料。
【請求項３】
前記ドロップレットの直径の平均は、透過すべき光の波長の１０分の１以下である
請求項２に記載の屈折率変動材料。
【請求項４】
前記ポリマーは、液晶性モノマーと液晶との混合液中の当該液晶性モノマーが、液晶性を示す状態において重合されて生成されたものであり、
前記混合液は、前記液晶性モノマーと前記液晶との重量の合計を１とした場合に、前記液晶性モノマーの重量が０．３以上である請求項１〜請求項３に記載の屈折率変動材料。
【請求項５】
前記外部からの所定の刺激は、
電界、磁界、熱、及び光のうちの何れか１つ、またはこれらの組み合わせである請求項１〜請求項４のうちの何れか１項に記載の屈折率変動材料。
【請求項６】
前記ポリマーは、コレステリック液晶相を示し、
前記屈折率変動材料は、前記屈折率の変動に伴い反射バンドの波長がシフトする請求項１〜請求項５のうちの何れか１項に記載の屈折率変動材料。
【請求項７】
前記ポリマーは、ネマティック液晶相を示し、
前記屈折率変動材料は、前記屈折率の変動に伴い複屈折がシフトする請求項１〜請求項５のうちの何れか１項に記載の屈折率変動材料。
【請求項８】
液晶性モノマーと液晶とを混合して混合液を生成する混合ステップと、
前記混合液中の前記液晶性モノマーを、液晶性を示す状態において重合する重合ステップとを含み、
前記混合ステップにおいて、
前記液晶性モノマーと前記液晶との重量の合計を１とした場合に、前記液晶性モノマーの重量が０．３以上となるような混合比で混合液を生成する屈折率変動材料の製造方法。
【請求項９】
前記重合ステップにおいて、
前記液晶が、前記ポリマー中に、外部刺激の有無にかかわらず近赤外線を７０％以上透過させる大きさ以下のドロップレットとして混在するように重合する請求項８に記載の屈折率変動材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率変動材料に関し、特に、高分子分散型液晶でありながら、不透明な白色状態になることなく、透明な状態のままで屈折率を変動させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の偏光板を用いるタイプの液晶ディスプレイでは、構造上入射する光の量が大きく減少するという問題がある。
一方、高分子分散型液晶(PDLC：Polymer Dispersed Liquid Crystal)は、一般に電界を印加しない状態では不透明な状態であり、電界を印加すると透明な状態になる。よって、偏光板が不要なので、入射する光の量がほとんど減少しないという利点がある。
【０００３】
また、高分子分散型液晶は高分子で液晶を包み込んだ構造であるため、必ずしも固体容器が必要ではないので、柔軟性を必要とする新たな用途に応用できる可能性がある。
例えば、高分子分散型液晶には、電界を印加すると屈折率が変動するという特性がある。
ここで屈折率の変化を利用した高分子分散型液晶素子が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４７４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の発明は、上記高分子分散型液晶に注目し、高分子分散型液晶の新たな可能性を追求するものである。
本発明は、電界等の外部から刺激を与えると屈折率が変動するという高分子分散型液晶の特性を利用した屈折率変動材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る屈折率変動材料は、外部からの刺激によって、屈折率が変動する屈折率変動材料であって、液晶性モノマーを重合したポリマーと、前記ポリマー中に混在する液晶とを含み、透明な状態のままで、外部からの所定の刺激の強さに応じて連続的に屈折率が変動する。
上記目的を達成するために、本発明に係る屈折率変動材料は、外部からの刺激によって、屈折率が変動する屈折率変動材料であって、液晶性モノマーを重合したポリマーと、前記ポリマー中に、外部刺激の有無にかかわらず近赤外線を７０％以上透過させる大きさ以下のドロップレットとして混在する液晶とを含む。
【０００７】
ここで屈折率変動材料において、前記ドロップレットの直径の平均は、透過すべき光の波長の１０分の１以下であるとよい。
ここで屈折率変動材料において、前記ポリマーは、液晶性モノマーと液晶との混合液中の当該液晶性モノマーが、液晶性を示す状態において重合されて生成されたものであり、前記混合液は、前記液晶性モノマーと前記液晶との重量の合計を１とした場合に、前記液晶性モノマーの重量が０．３以上であるとよい。
【０００８】
ここで屈折率変動材料において、前記外部からの所定の刺激は、電界、磁界、熱、及び光のうちの何れか１つ、またはこれらの組み合わせであるとよい。
ここで屈折率変動材料において、前記ポリマーは、コレステリック液晶相を示し、前記屈折率変動材料は、前記屈折率の変動に伴い反射バンドの波長がシフトするとよい。
ここで屈折率変動材料において、前記ポリマーは、ネマティック液晶相を示し、前記屈折率変動材料は、前記屈折率の変動に伴い複屈折がシフトするとよい。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る屈折率変動材料の製造方法は、液晶性モノマーと液晶とを混合して混合液を生成する混合ステップと、前記混合液中の前記液晶性モノマーを、液晶性を示す状態において重合する重合ステップとを含み、前記混合ステップにおいて、前記液晶性モノマーと前記液晶との重量の合計を１とした場合に、前記液晶性モノマーの重量が０．３以上となるような混合比で混合液を生成する。
【００１０】
ここで屈折率変動材料の製造方法は、さらに、前記重合ステップにおいて、前記液晶が、前記ポリマー中に、外部刺激の有無にかかわらず近赤外線を７０％以上透過させる大きさ以下のドロップレットとして混在するように重合するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
ポリマーと液晶とが混在する高分子分散型液晶は、一般的に電界を印加しない状態では不透明である。一方課題を解決するための手段に記載した構成においては、電界等の外部からの刺激の有無に関係なく透明な状態のままで液晶性を示すため、外部からの刺激により屈折率が変動するという高分子分散型液晶の特性を有効に利用することができる。よって、本構成によれば、既存の液晶光デバイスの性能を向上させるだけでなく、今までに無かった新しいデバイスを創作できる可能性がある。
【００１２】
さらに、本構成においては、屈折率が変動する際の態様が外部からの刺激の強さに応じて連続的であるので、上記既存の液晶光デバイスや上記新しいデバイスの性能を、さらに向上させることができる。
また、課題を解決するための手段に記載した構成においては、液晶が近赤外線を７０％以上透過させる大きさ以下なので、近赤外線、及び近赤外線よりも波長の短い光を７０％以上透過させることができる。よって、外部からの刺激の有無に関係なく略透明な状態のままで液晶性を示すことができるので、外部からの刺激により屈折率が変動するという高分子分散型液晶の特性を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１の屈折率変動材料の断面の概要を示す図である。
【図２】電極間に電圧を加えて電界を印加する場合と印加しない場合の、光の波長毎の反射光の強度を示す図である。
【図３】電界の強さを変動させた場合の、反射バンドの長波長側における光の波長を示す図である。
【図４】電界を印加しない場合の光の波長毎の反射光の強度と、Ｈｅ−Ｎｅレーザが発振するレーザの波長との関係を示す図である。
【図５】屈折率変動材料に印加した電界の強さと、Ｈｅ−Ｎｅレーザの反射光の強度とを、同一時間軸上に記載した図である。
【図６】屈折率変動材料の製造方法の概略を示す図（その１）である。
【図７】屈折率変動材料の製造方法の概略を示す図（その２）である。
【図８】屈折率変動材料の製造方法の概略を示す図（その３）である。
【図９】屈折率変動材料の製造方法の概略を示す図（その４）である。
【図１０】屈折率変動材料の製造方法の概略を示す図（その５）である。
【図１１】屈折率変動材料の製造方法の概略を示す図（その６）である。
【図１２】屈折率変動材料の製造方法の概略を示す図（その７）である。
【図１３】実施の形態１に係る屈折率変動材料に正弦波交流電界を印加したときのレーザ発振波長の時間的な変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施の形態１）
＜概要＞
実施の形態１は、高分子分散型液晶において、液晶性モノマーを重合してポリマーの部分に分子配向性を持たせ、さらに液晶性モノマーの混合比を高めて、液晶のドロップレットのサイズを、可視光を透過させる大きさ以下とするものである。その結果、外部からの刺激により屈折率が変動するという高分子分散型液晶の特性を有効に利用することができる屈折率変動材料を実現し得る。
【００１５】
＜構成＞
図１は、実施の形態１の屈折率変動材料１０の断面の概要を示す図である。
図１に示すように、本実施の形態の屈折率変動材料１０は、電極１１、ガラス板１２、液晶性モノマーを重合したポリマー１３、液晶ドロップレット１４、ガラス板１５、電極１６、及び側壁１７を備える。
【００１６】
ここで液晶性モノマーを重合したポリマー１３と液晶ドロップレット１４とにより高分子分散型液晶１８を構成している。なお、液晶ドロップレット１４は実際には非常に小さいものであるので、図１では、高分子分散型液晶１８中の一部の領域を拡大した様子を示している。
一般に高分子分散型液晶は、液晶の液滴(ドロップレット)を高分子重合体（ポリマー）が包み込んだような構造である。
【００１７】
液晶性モノマーを重合したポリマー１３は、各種液晶相を示すが流動性がない固形物であり、分子配向性を保持させたまま液晶性モノマーを重合させることにより生成される。ここで各種液晶相とは、ネマティック相、コレステリック相、ブルー相、及びスメクチック相等の各種液晶相のうちの少なくとも１つを示す。本実施の形態では、液晶性モノマーを重合したポリマー１３として、市販されているコレステリック相を示す光重合性コレステリック液晶モノマーを用いた。
【００１８】
液晶ドロップレット１４は、液晶性モノマーを重合したポリマー１３中に、可視光を透過させる大きさ以下のドロップレットとなって混在する少量の液晶の集まりであり、液晶性モノマーと液晶とが所定の比率で混合された混合液に、強めに紫外線照射（以下「ＵＶ照射」と記す）等を行い比較的早いスピードで重合させることにより生成される。
また液晶ドロップレット１４の大きさは、小さいほど光を透過させる性能は高くなるが、反対に大きいほど外部からの刺激に対する屈折率の変動量が大きくなるという傾向がある。そのため、液晶ドロップレット１４を利用目的に応じた適度な大きさにする必要がある。ここで液晶ドロップレット１４を小さくしたければ液晶に対する液晶性モノマーの比率を上げ、大きくしたければ液晶性モノマーの比率を下げればよい。液晶ドロップレット１４は重合速度を変えることによっても制御可能である。液晶ドロップレット１４を小さくしたければ重合速度を早くし、大きくしたければ重合速度を早くすれば良い。
【００１９】
なお、液晶ドロップレット１４の大きさは、外部刺激の有無にかかわらず近赤外線を７０％以上透過させる大きさ以下であれば十分実用に耐え得るものと推測され、詳細には、使用目的に応じて近紫外から近赤外までの波長域における光を７０％以上透過させる大きさ以下であればよい。また理想的には、液晶ドロップレット１４の大きさは、透過すべき光を９０％以上透過させる大きさ以下であることが望ましい。また、液晶ドロップレット１４の直径の平均を、透過すべき光の波長の１０分の１以下とすれば、その光以上の波長の光をほとんど散乱しない。
【００２０】
可視光の波長は、下限が３６０ｎｍ〜４００ｎｍ、上限が７６０ｎｍ〜８３０ｎｍ程度なので、液晶ドロップレット１４の直径の平均は、使用目的に応じて変わり、例えば、可視光の全域を透過すべき光とするならば、３６〜４０ｎｍ以下であればよいことになり、近赤外光を透過すべき光とするならば、７６〜８３ｎｍ以下であればよいことになる。なお、液晶ドロップレット１４の直径の平均を可視光に対応した大きさにすれば、目に見える光（可視光）を使う顕微鏡や光学素子等に応用可能となるので特に有用である。
【００２１】
本実施の形態では、混合液中の液晶性モノマーと液晶との重量比を１対１にして光重合した結果、直径の平均が１０ｎｍ程度の大きさの液晶ドロップレット１４を実現している。なお１０ｎｍという大きさは、従来の一般的な液晶ドロップレットの５０分の１程度に相当する。ここで、液晶ドロップレット１４の大きさの測定は、超臨界洗浄やエタノールによるリンス処理などで高分子分散型液晶１８の表面や断面の液晶を洗い流すことにより、液晶ドロップレット１４が存在していたところに空孔を作り、この空孔の大きさを走査型電子顕微鏡 (scanning electron microscope)を用いて目視することにより行ったものである。
【００２２】
ガラス板１２、ガラス板１５、及び側壁１７は、ガラスや樹脂等により形成されており、高分子分散型液晶１８を封入するための容器としての役割を果たしている。
電極１１、及び電極１６は、それぞれガラス板１２、及びガラス板１５の表面に形成された透明電極である。電極１１と電極１６との間に適宜電圧を加えて電界を印加すれば、高分子分散型液晶１８に電界という外部刺激を与えることができる。
【００２３】
ここで外部からの刺激は、電界、磁界、熱、及び光のうちの何れか１つ、またはこれらの組み合わせ等が考えられる。
なお、屈折率変動材料１０は、その機能を担う高分子分散型液晶１８の部分が高分子で液晶を包み込んだ構造であるため、ガラス板１２、ガラス板１５、及び側壁１７は必ずしも必要ではない。また、図１に対して横方向に光を取り出す場合は、電極１６は透明電極である必要はない。
【００２４】
＜検証＞
コレステリック液晶は一次元螺旋周期構造を有し、螺旋周期に対応する波長帯域の光を反射する性質を持っている。反射バンドの波長は屈折率と螺旋周期長とで決定される。従って、屈折率、及び螺旋周期長のうちの少なくとも一方を変動させることができれば、反射バンドを自由にシフトさせることが可能になる。
【００２５】
本実施の形態では、光重合性コレステリック液晶モノマーを用いているので、屈折率の変動に伴い反射バンドの波長をシフトさせることができる。
図２は、電極１１と電極１６との間に電圧を加えて電界を印加する場合と印加しない場合の、光の波長毎の反射光の強度を示す図である。
図２によれば、電界を印加しない場合（０Ｖ／μｍ）には、およそ５７５ｎｍ〜６４６ｎｍの波長の光を反射し、１μｍ当たり１５０Ｖの電界を印加した場合（１５０Ｖ／μｍ）には、およそ５５０ｎｍ〜６０６ｎｍの波長の光を反射しているので、電界を印加すると反射バンドの波長が短い方へシフトすることがわかる。
【００２６】
図３は、電界の強さを変動させた場合の、反射バンドの長波長側における光の波長を示す図である。
図３によれば、印加する電界が強くなるにつれて、連続的に反射バンドの長波長側における波長が短い方に変動しているので、反射バンドの波長に電界依存性があることがわかる。
【００２７】
以下に図３の結果を用いて、屈折率の変調量を計算する。
反射バンドの長波長側のバンド端の波長λLは分子長軸方向の屈折率ＮLと螺旋周期ｐを用いて、以下の式１のように表すことができる。
λL  ＝  ＮLｐ  ・・・式１
図３の結果から、１５０Ｖ／μｍの電界を印加する前後で長波長側のバンド端の波長（λL）は、６４６ｎｍから６０６ｎｍまで、およそ４０ｎｍ程度シフトしている。ここで、電界を印加する前の屈折率ＮL0を１．７０とすると、以下の式２により、電界を印加した後の屈折率ＮL1は、およそ１．５９となる。
【００２８】
ＮL1＝（６０６／６４６）×１．７０＝１．５９４．．．≒１．５９  ・・・式２
ここで電界を印加する前の屈折率と、電界を印加した後の屈折率との差分を計算すると、屈折率の変調量は、およそ０．１１となる。
なお、図３を見ると、１５０Ｖ／μｍよりも大きな電界を印加すれば、これに応じてさらに反射バンドの波長が短い方へシフトする余地がある。よって、より大きな電界を印加すれば、ここで算出した屈折率の変調量をさらに大きくすることも可能である。ここで、本屈折率変動材料はある程度の大きさまでの外部刺激を印加する場合には、外部刺激の強さに比例した変調が起こり連続的に屈折率を変動させられるものと考えられる。一方、ある程度の大きさ以上の外部刺激を印加すると屈折率の変動は飽和するものと考えられる。そこで、屈折率の変動が飽和する大きさの外部刺激を断続的に印加し、１回に印加する時間や次に印加するまでの間隔を変化させることにより屈折率を任意の値に変動させることができる。特に、１回に印加する時間や次に印加するまでの間隔を瞬時に切り替えれば、段階的に屈折率が任意の値に変動するように制御することも可能である。
【００２９】
次にＨｅ−Ｎｅレーザを用いて、屈折率変動材料１０について応答性の検証を行う。
図４は、電界を印加しない場合の光の波長毎の反射光の強度と、Ｈｅ−Ｎｅレーザが発振するレーザの波長との関係を示す図である。
ここで、Ｈｅ−Ｎｅレーザの波長は６３３ｎｍであるので、図４に示すように、電界を印加しない場合の反射バンドの長波長側のバンド端の波長とほぼ一致する。
【００３０】
従って、電界を印加しない場合にはＨｅ−Ｎｅレーザ光は屈折率変動材料１０により反射される。一方電界を印加して反射バンドの波長が短い方へシフトすれば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光は屈折率変動材料１０により反射されなくなる。
そこで、屈折率変動材料１０に交流電界（２６０Ｖ／μｍ、１０００Ｈｚ）を印加して、Ｈｅ−Ｎｅレーザを当て反射光の強度を測定する。
【００３１】
図５は、屈折率変動材料１０に印加した電界の強さと、Ｈｅ−Ｎｅレーザの反射光の強度とを、同一時間軸上に記載した図である。
図５に示すように、屈折率変動材料１０において、周期５００μｓの高速応答を実現できることが確認された。
＜動作原理＞
電界を印加していない状態では、ドロップレット内の液晶は、光重合したコレステリック液晶からの影響を受け、光重合したコレステリック液晶の一部となったかのように一体となって、全体としてコレステリック液晶の特性を示す。
【００３２】
電界を印加すると、光重合されたコレステリック液晶は固体なので動かないが、ドロップレット内の液晶は駆動され、局所的に再配向現象が起こる。この時、液晶はその誘電率異方性の正負により分子長軸を電界平行方向あるいは短軸方向に向ける。誘電率異方性が正（分子長軸の誘電率が短軸の誘電率よりも大きい）の場合には、液晶分子は分子長軸を電界平行方向に揃える。このような局所的な再配向現象は、光重合されたコレステリック液晶の本質的な性質を変えることはないが、全体に対する実効的な屈折率を変動させる。このような屈折率の変動は、各種液晶相において様々な特性の変動を誘起する。例えばコレステリック液晶の場合には、反射バンドの波長のシフトが誘起される。また、ネマティック液晶では、複屈折の値が変動する。
【００３３】
＜製造方法＞
従来の一般的な高分子分散型液晶は、液晶性のないモノマーと液晶とを混合して、ＵＶ照射、または熱処理をしてモノマーを重合させることにより生成されている。
一方本実施の形態では、液晶性モノマーと液晶とを混合してＵＶ照射をし、ポリマーとなるように液晶性モノマーを光重合させる。さらに、混合液の混合比を調整するなどして、外部からの刺激の有無に関係なく透明な状態のままで液晶性を示すように液晶性モノマーを重合させる。例えばコレステリック液晶の場合には、螺旋の向きに対応する円偏光を入射する方向と平行に、一次元螺旋周期構造の螺旋軸が出るような状態にしたままで液晶性モノマーを重合させる。
【００３４】
図６〜図１２は、屈折率変動材料１０の製造方法の概略を示す図（その１〜その７）である。
以下に図６〜図１２を用いて、屈折率変動材料１０の製造方法について、順を追って説明する。なお、図６〜図１２においては、図１と同様の構成要素に同一番号を付している。
【００３５】
ステップ（１）：内面をブラシで擦って一方向に傷をつけるなどの方法により水平配向処理を施した２枚のガラス板の間に、スペーサを挟むなどして一定の間隔をもたせ、図４に示すような、厚さ１０μｍのガラスセル２０を作成する（図６）。ガラスセル２０の側壁１７には注入口２１が設けられている。
ステップ（２）：光重合性コレステリック液晶２２（Ｍｅｒｃｋ製：型番03-008）、ネマティック液晶２３（Ｍｅｒｃｋ製：型番ＢＬ０１１)、カイラル剤２４(Ｍｅｒｃｋ製：型番R811)をそれぞれ４７．２、４７．２、５．６重量パーセント（ｗｔ％）の割合で混合して、コレステリック液晶性を示す混合液２５を生成する（図７）。ここで光重合性コレステリック液晶２２は液晶モノマーであり、重合後に液晶性モノマーを重合したポリマー１３になる材料である。また、ネマティック液晶２３は、重合後に液晶ドロップレット１４になる材料である。また、カイラル剤２４は、液晶の捻じる力を強くするために用いる添加剤である。
【００３６】
ステップ（３）：ステップ（１）で作成したガラスセル２０に、ステップ（２）で生成した混合液２５を注入した後（図８）、注入口２１をガラス等の封止材２６で封止する（図９）。
ステップ（４）：ステップ（３）における生成物を一旦７０℃まで温め（図１０）、その後７０℃から３０℃まで、１分あたり１℃程度の速度で比較的ゆっくりと降温処理を施して、等方相から液晶相へと状態を変化させる（図１１）。
【００３７】
ステップ（５）：ステップ（４）における生成物に紫外線(３６５ｎｍ，１００ｍＷ/ｃｍ２)を照射することで、混合液２５中の光重合性コレステリック液晶２２を光重合させて、混合液２５を高分子分散型液晶１８へと変化させる（図１２）。
なお、ステップ（２）の混合工程において生成する混合液２５は、光重合性コレステリック液晶２２とネマティック液晶２３との重量の合計を１とした場合に、光重合性コレステリック液晶２２の重量が０．３以上であればよい。
【００３８】
また、ステップ（５）の重合工程においては、早く重合を行わせた方が液晶ドロップレット１４を小さくできると考えられるため、強めに紫外線を照射して比較的早く重合を行わせているが、必要とする液晶ドロップレット１４の大きさに合わせて、通常の強さの紫外線や弱い紫外線を照射してもよいし、熱処理により重合を行なわせてもよい。
＜応用例＞
コレステリック液晶は光を反射する特性を持つので、レーザ共振器に利用することができ、色素（発光体）を添加することで、バンド端波長においてレーザ発振を得ることができる。
【００３９】
そこで、バンド端波長を変調することが可能な実施の形態１に係る屈折率変動材料１０をレーザ共振器に応用することで、波長可変レーザを作製することが可能である。
上述のように屈折率変動材料１０は周期５００μｓの高速応答を実現できるので、屈折率変動材料１０を応用した波長可変レーザは、高速でレーザ光の色を変えることができる。
【００４０】
図１３は、実施の形態１に係る屈折率変動材料１０に正弦波交流電界を印加したときのレーザ発振波長の時間的な変化を示す図である。また、ここで印加した正弦波交流電界は２００Ｖ／μｍ、６００．１Ｈｚである。
図１３に示すように、実施の形態１に係る屈折率変動材料１０に正弦波交流電界を印加すると、レーザ発振波長が時間と共に正弦的に変化し、チューニングレンジが電界強度に比例していることがわかる。
【００４１】
よって屈折率変動材料１０に正弦波交流電界を印加することで、波長掃引レーザを創作することが可能である。
なお、液晶モノマーとして様々な液晶相を示す材料を使用することができる。また、液晶ドロップレット１４を様々な液晶相を示す材料にて構成することができる。
例えば、液晶モノマーとして光重合性ネマティック液晶モノマーを用い、液晶ドロップレット１４をネマティック液晶にて構成した場合には、位相板、及びスマートウインドウ等に適用することができる。
【００４２】
また例えば、液晶モノマーとして光重合性コレステリック液晶モノマーを用い、液晶ドロップレット１４をネマティック液晶にて構成した場合には、電界チューナブル帯域フィルタ、波長掃引レーザ、チューナブル回折格子、及び反射型ディスプレイ等に適用することができる。
また例えば、液晶モノマーとして光重合性ブルー相液晶モノマーを用い、液晶ドロップレット１４をネマティック液晶にて構成した場合には、波長可変ノッチフィルタ等に適用することができる。
【００４３】
＜まとめ＞
以上に説明したように、本実施の形態の高分子分散型液晶によれば、液晶ドロップレットを光をほとんど散乱しない大きさにするとともに、液晶モノマーを液晶性を示す状態にしたままでポリマーになるように重合することにより、様々な液晶相を示しながら電界等の外部から刺激により屈折率を制御することが可能となる。よって、外部からの刺激により屈折率が変動するという特性を利用できる様々な装置の利用に供し、今までに無かった新しいデバイスの実用化に大きく貢献することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、外部からの刺激により屈折率が変動するという特性を利用できる様々な装置に適用することができる。例えば本発明は、位相板、スマートウインドウ、電界チューナブル帯域フィルタ、波長掃引レーザ、チューナブル回折格子、反射型ディスプレイ、及び波長可変ノッチフィルタ等に適用することができる。
本発明によれば、外部からの刺激の強さに応じて屈折率を連続的に変動させることができ、あるいは外部からの刺激の有無に関係なく略透明な状態のままで液晶性を示すことができるので、外部からの刺激により屈折率が変動するという特性を有効に利用することができる。よって、本発明の産業的利用価値は極めて高い。
【符号の説明】
【００４５】
１０    屈折率変動材料
１１    電極
１２    ガラス板
１３    液晶性モノマーを重合したポリマー
１４    液晶ドロップレット
１５    ガラス板
１６    電極
１７    側壁
１８    高分子分散型液晶
２０    ガラスセル
２１    注入口
２６    封止材
【図１】
2013041013.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013041013.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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