JP2002517784A - 電気的に切換え可能な操作モードを有するスペクトル制御が可能な反射偏光子 - Google Patents

電気的に切換え可能な操作モードを有するスペクトル制御が可能な反射偏光子

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    • G02F2203/07—Polarisation dependent

Abstract

(57)【要約】 光制御フィルム（１０）が開示される。このフィルムは、フィルム表面に垂直な方向で空間的に変化する重合されたポリマーネットワークを含む。このフィルム表面では、重合されたポリマーネットワークは、コレステリック液晶（ＣＬＣ）秩序を呈する低分子量ネマチック材料と混合された架橋された高分子量ポリマー材料となっている。この液晶秩序では、フィルム中に印加された電場は、円偏光の反射帯域幅を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明の分野 技術的分野 本発明は、一般に、偏光効率と反射帯域幅を電気的に制御できる、単層広帯域
反射偏光子に関し、そしてより特定すれば、可視光領域から赤外（ＩＲ）領域に
わたって、広帯域操作から狭帯域操作に、電気的に切換えることができる、単層
反射偏光子に関し、さらにまた可視光領域からＩＲ領域にわたって、狭帯域操作
から広帯域操作に電気的に切換えることができる、単層反射偏光子に関する。
【０００２】 背景技術 人間は本来、絵のような物が好きである。新規の偏光子テクノロジーの出現に
より、最近の表示装置では、劇的な進歩が可能になっている。多くの先端的表示
技術では、例えば表示の明るさ、およびカラーバランスを積極的に制御するため
に、偏光、透過度およびスペクトルのような透過特性を電気的に制御できる偏光
装置が切望されている。
【０００３】 電気的に制御できる偏光子は、逆の偏光状態を有する二つの切換え可能な偏光
子を組込むことにより、スマート・ウインドウ(smart window:そのウインドウ透
過を、全反射状態から全透過状態に電気的に切換えることができるウインドウ）
のような、他の用途に応用できる技術としても役立てることができる。このよう
なウインドウは、照明の調節に利用できるし、そしてさらに、外部に取付けられ
るなら、エネルギーの節約に役立ち得る。
【０００４】 光学フィルタとしてコレステリック・フィルムを利用すること、および表示装
置用に、重合体でカプセル化したネマチック液晶を利用することの初期の試み以
来、高分子液晶とコレステリック液晶を併用して装置を作る試み、あるいは照明
の調節に利用する試みに、集中して際立つた関心が払われてきた。
【０００５】 米国特許第５，６９１，７８９号明細書には、単層反射超広帯域円偏光子およ
び、コレステリック液晶（ＣＬＣ）秩序を有する単一層を作ることにより、その
偏光子を製造する方法が開示されており、その場合、その液晶秩序のピッチは、
その層を横断して非線形的に変化している。
【０００６】 欧州特許出願（公開日：１９９５年３月１５日）０６４３１２１号には、狭帯
域で、切換えることができる偏光単層反射器が開示されている。 １９９７年７月３日に公開されたＰＣＴ出願ＷＯ９７／２３５８号には、より
広い帯域を有する切換えできる偏光子単層反射器が開示されている。
【０００７】 重合体に分散されている液晶に関する一般的な参考文献としては、“重合体分
散液晶表示装置”（“Polymer Dispersed Liquid Crystal Displays ”,by J.W.
Doane;a chapter in“Liquid Crystals ”Ed.B.Bahadur,World Scientific Publ
ishing,Singapore) および“曇らない光シャッタ用コレステリック液晶／重合体
分散物”［“CLC/Poymer Dispersion For Haze-Free Light Shutters”,by D.Ya
ng et al.Appl.Phys. Lett.60,3102(1992)］がある。
【０００８】 スマート・ウインドウ設計は、“エレクトロクロミズムとスマート・ウインド
ウ設計”［“Electrochromism And Smart Window Design ”,by C.Granqvist,So
lid State Ionics 53-56(1992)］および“スマート・ウインドウズおよび吸収体
用の大規模エレクトロクロミックデバイス”［“Large Scale Electrochromic D
evices For Smart Windows And Absorbers”,by T.Meisel and R.Baraun,SPIE 1
728,200(1992) ］に説明されている。
【０００９】 上に特記した米国特許および他の従来技術文献は、本明細書に引用参照されて
いる。 この技術分野では、多様な用途で利用するための、改善された単一層の電気的
に制御できる広帯域反射偏光子に対する大きい需要が存在しているが、従来技術
の方法およびテクノロジーは、実用可能な方式で、如何にして、これを実行する
かを教示することに、明らかに失敗している。
【００１０】 発明の開示 従って、本発明の主要な目的は、切換え可能な非常に広い帯域幅を有する単層
偏光フィルムを提供することである。
【００１１】 本発明のもう一つの目的は、電場により制御可能な非常に広い帯域幅を有する
、切換え可能な反射偏光フィルタを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、そのフィルムの反射帯域幅の外側ではその反射率
が殆ど変動しない、切換え可能な反射フィルムを提供することである。
【００１２】 本発明のもう一つの目的は、非常に広い帯域幅を有する偏光反射フィルムを用
いる“スマート・ウインドウ”を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、非常に広い帯域幅を有する反射多層重合体フィル
ムと組合せて、非常に広い帯域幅を有する偏光反射フィルムを用いる“スマート
・ウインドウ”を提供することである。
【００１３】 本発明のもう一つの目的は、そのフィルムの反射帯域幅の外側ではその反射率
が殆ど変動しない反射型多層重合体フィルムと組合せて、非常に広い帯域幅を有
する偏光反射フィルムを用いる“スマート・ウインドウ”を提供することである
。
【００１４】 本発明のもう一つの目的は、透過光をさらに制御するために、光散乱層と組合
せて、非常に広い帯域幅を有する反射型多層重合体フィルムを用いる“スマート
・ウインドウ”を提供することである。
【００１５】 本発明のもう一つの目的は、電場で制御できる帯域幅を有する反射偏光フィル
ムを提供することである。 本発明のもう一つの目的は、電場で制御できる非常に広い帯域幅を有する偏光
反射フィルムを用いる“スマート・ウインドウ”を提供することである。
【００１６】 本発明のもう一つの目的は、コレステリック液晶（ＣＬＣｓ）の注目すべき性
質に基づく、広範囲の二元航空宇宙用途およびウインドウ・グレイジング(windo
w-glazing)用途を有する、電気的に切換え可能な一群の赤外線反射偏光子および
フィルタを提供することである。
【００１７】 本発明のもう一つの目的は、全可視光透過性を維持しながら、今までにない赤
外線による切換え性能を有するアクチブ・ソーラ−制御ウインドウ・グレイジン
グ(active-solar-cntrol window glazings) 用の、遠隔制御可能で、可動部品を
含まない電気的に制御できる偏光子およびフィルタを提供することである。
【００１８】 本発明のもう一つの目的は、遠隔操作できる堅牢な、薄膜、多用途用光学的構
成部品に対する市場の要求を満たすところの、新規の、近赤外線で切換え可能な
偏光子、フィルタおよび反射体、を提供することである。
【００１９】 本発明のもう一つの目的は、ＩＲ帯域にわたって、広帯域反射操作から狭帯域
反射操作に切換えることができる、迅速に電気的に切換え可能な赤外線反射偏光
子を提供することである。
【００２０】 本発明のもう一つの目的は、その立上がり時間が約14.5ｍｓで、その降下時間
が約 8.5ｍｓであるような迅速に電気的に切換え可能な赤外線反射偏光子を提供
することである。
【００２１】 本発明のもう一つの目的は、ＩＲ帯域にわたって、狭帯域反射操作から広帯域
反射操作に切換えることができる、迅速に電気的に切換え可能な赤外線反射偏光
子を提供することである。
【００２２】 本発明のもう一つの目的は、コンピュータ・シミュレーションにより確かめら
れた、化学的および物理的切換え機構の、十分な理解および包括的なモデルを提
供することである。
【００２３】 本発明のもう一つの目的は、電気的に同調できる赤外線反射偏光子を提供する
ことである。 本発明のもう一つの目的は、780 ｎｍから４ミクロンのＩＲ領域で操作する電
気的に切換え可能な広帯域反射偏光子をベースにする電気的に切換え可能なＩＲ
反射器を提供することである。
【００２４】 本発明のもう一つの目的は、780 ｎｍから４ミクロンのＩＲ領域で操作される
左回りおよび右回りコレステリック液晶をベースにする切換え可能な広帯域偏光
子を提供することである。
【００２５】 本発明のもう一つの目的は、近赤外スペクトル領域で操作できる電場切換え可
能な広帯域反射偏光子を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、700 ｎｍから＞1000ｎｍのスペクトル領域で操作
可能で、そして印加電場により変化し得る偏光帯域幅と吸光度比を有する、電場
切換え可能な広帯域反射偏光子を提供することである。
【００２６】 本発明のもう一つの目的は、吸光度比、総反射率、および反射スペクトルの切
捨てエッジ(reflection spectral cutting-off edge)に関するような電子‐光学
的構造を最適に設定する新規の方法を提供することである。
【００２７】 本発明のもう一つの目的は、本発明の広帯域から狭帯域に切換えることができ
る偏光子を製造するための、偏光子の帯域幅のさらなる拡大、より長い波長への
シフトおよび希望水準への吸光度比の引上げを可能にする、新規の材料処方を提
供することである。
【００２８】 本発明のもう一つの目的は、異なるピッチ、架橋密度および重合速度を有する
液晶高分子化合物を使用して、このような電気的に切換えることができるＩＲ反
射偏光子を製造する方法を提供することである。
【００２９】 本発明のもう一つの目的は、直流電圧を印加した時に、帯域幅が広がるよりは
むしろ、反射帯域のシフトが起きる電気的に制御可能な、狭帯域反射偏光子を提
供することである。
【００３０】 本発明のもう一つの目的は、電場を印加することにより、偏光性、吸光度比お
よび帯域幅のような、その偏光子の他の規格性能に影響を及ぼすことなく、コレ
ステリック液晶の中心波長を電気的に正確に同調させる新規の方法を提供するこ
とである。
【００３１】 以下に、そして付記された特許請求の範囲の中で、これらの目的および他の目
的が、明らかになるであろう。 発明の概要 本発明の広域実施態様の一つに従って、外部電場を印加することにより電気的
に制御できるスペクトル特性を有する、単層のスペクトル制御可能な円偏光子が
提供される。この反射偏光子は、非架橋性液晶（一種または複数）およびキラル
・ドーパント（一種または複数）[chiral dopant(s)]を混合した架橋可能なコレ
ステリック液晶から調製される。これらの反射偏光子は、そのらせん方向に適合
する円偏光を反射する。
【００３２】 一般に、本発明は、二つの異なるタイプの単一層のスペクトル制御性反射偏光
子を包含する：第１のタイプのスペクトル制御性反射偏光子は、或る与えられた
偏光状態での広帯域反射操作から、その所定の偏光状態で狭帯域反射操作に切換
わり；そして第２のタイプのスペクトル制御性反射偏光子は、或る与えられた偏
光状態での狭帯域反射操作から、その所定の偏光状態で広帯域反射操作に切換わ
る。
【００３３】 第１のタイプのスペクトル制御性反射偏光子は、10μｍの形状で実現可能であ
り、交流電場を印加することにより、（約 440ｎｍから約 660ｎｍの反射帯域幅
を有する）広帯域偏光モードから、（約 420ｎｍから約 460ｎｍの反射帯域幅を
有する）狭帯域偏光モードに切換えられる。
【００３４】 本発明の方法によるこの第１タイプの偏光子は、低分子量液晶分子と混合され
た架橋重合体マトリックスを含んでなる単層偏光性フィルムの形状で実現可能で
ある。この液晶分子は、コレステリック秩序では、このフィルムの表面に対して
、そしてお互いに配向しており、そして、そのコレステリック秩序のピッチは、
そのフィルムの厚さ方向で、非線形的に変化し、そのために、そのフィルムは、
外部電場が、フィルムの厚さ方向に印加されていない時には、広帯域幅を有する
円偏光を反射する。液晶分子の量と架橋重合体の量の比は、その液晶分子が電場
の中で可逆的に回転することが可能なように選ばれており、従って、その偏光の
広帯域反射性の原因になっているコレステリック液晶秩序を破壊する。そのフィ
ルムが液体にならないことを保証し、そしてその低分子量物が、そのフィルム製
造後に拡散しないことを保証し、そして、電場が除去された時に、その低分子量
物が、そのコレステリック秩序状態に戻ることを保証するために十分な量の高分
子量架橋重合体が存在する。
【００３５】 第２のタイプの反射偏光子は、（約 610ｎｍから約 680ｎｍの反射帯域幅を有
する）狭帯域モードから、（約 480ｎｍから約 830ｎｍの反射帯域幅を有する）
広帯域モードに切換えられる。この本発明の方法によるこの第２タイプの反射偏
光子は、低分子量液晶分子と混合された架橋重合体マトリックスを含んでなる単
層偏光反射フィルムの形状で実現可能である。この低分子量液晶分子は、コレス
テリック秩序では、このフィルムの表面に対して、そしてお互いに配向している
。液晶分子の量と架橋重合体の量の比は、その液晶分子が電場の中で可逆的に動
くことが可能なように選ばれている。印加電場の存在下での低分子量分子のこの
運動は、その偏光の反射性の原因になっているコレステリック液晶秩序を乱す。
このフィルムの組成が均一ならば、そのフィルムに加えられた電場が存在しない
時には、そのフィルムの偏光反射性は、非常に狭い帯域幅を有する。この電場が
強くなると。その偏光反射性の帯域幅は増大する。そのフィルムが液体にならな
いことを保証し、そしてその低分子量物が、フィルム製造後に拡散しないことを
保証し、そして、電場が除去された時に、その低分子量物が、そのコレステリッ
ク秩序状態に戻ることを保証するために十分な量の高分子量架橋重合体が存在す
る。
【００３６】 本発明の目的のより十分な理解のために、以下の詳細な説明は、添付図面と組
合せて読むべきである。 本発明の最も推奨される様式の実施態様 さて、添付した図面を参照して、本発明の推奨される態様を詳細に説明するが
、図中で、類似の構造は、類似の引用数字で示される。
【００３７】 本発明の切換え可能な偏光子は、その操作モードにより、二つの明確に別のタ
イプに分類することができる、即ち：電場を印加した時に、広帯域から狭帯域に
転移するタイプ；および電場を印加した時に、狭帯域から広帯域に転移するタイ
プである。これら二つのタイプの、切換え可能な偏光子が、下に詳細に説明され
る。
【００３８】 第１タイプのスペクトル制御可能反射偏光子 第１タイプの反射偏光子は、通常の低分子液晶（一種または複数）およびキラ
ル・ドーパント（一種または複数）を混合した高分子量の反応性コレステリック
液晶重合体材料から調製される。この得られる偏光子は、そのらせん状態に適合
した円偏光を反射する。帯域幅 440ｎｍから 660ｎｍで、厚さ10ミクロンの偏光
子が、電場を印加することにより広帯域反射モードから狭帯域透過モードに切換
えられる。
【００３９】 反応性コレステリック液晶（ＣＬＣ）化合物、他の非反応性液晶（一種または
複数）およびキラル・ドーパント（一種または複数）を含むブレンド材料を用い
て、第１一般化実施態様に従って、切換え可能な偏光子が創られるが、その生成
機構は、紫外線（ＵＶ）重合誘起分子再分布（ＰＩＭＲＤ）と呼ばれ、この再分
布が、ＣＬＣらせん軸に沿った非線形らせんピッチ分布を創りだすのに役立つ。
重合は、その重合体からの非反応性成分の凝離を誘き起こす。その結果、幾らか
の拡散した非反応性分子が、重合中に、その高分子網目の中に“捕捉”される。
より多くの非反応性ネマチック液晶分子が蓄積した部位では、そのらせんピッチ
は、より長くなる。最終的には、このＰＩＭＲＤ機構により、混合物全体にわた
って不均一ならせんピッチ分布が生じ、その結果、切換え可能な広帯域反射偏光
子が得られる。この再分布は、“単層反射性超広帯域円偏光子およびその製造法
”という名称の米国特許第５，６９１，７８９号明細書(Le Li and Sadeg M.Far
is entitled “Single Layer Reflective Super Broadband Circular Polarizer
And Method of Fabrication Therefor ”）に非常に詳細に説明されている。
【００４０】 高分子量分子の架橋または重合は、その材料中の異なる場所で、異なる速度で
進行し、そして非反応性化合物は、より強く架橋または重合した材料から押し出
されて凝離する：これは、Yang,D.K.,Chien,L.-C., and Doane,J.W.,の文献：Ap
pl.Phys.Lett.60,p3102(1992) に報告されている。その結果、幾らかの拡散した
非反応性分子が、重合中に、その高分子網目の中に“捕捉”される。より多くの
非反応性ネマチック液晶分子が蓄積した部位では、その重合速度はより小さく、
そしてそのらせんピッチは、より長くなる。最終的には、このＰＩＭＲＤ機構に
より、その混合物全体にわたって不均一ならせんピッチ分布が生じ、その結果、
切換え可能な広帯域反射偏光子が得られる。
【００４１】 この非線形ピッチ分布は、その光の強さが材料の層全体で変化するような光で
重合させることにより達成される。これは、その材料混合物がその光を強く吸収
すれば、自然に起きる。この混合物は、その非反応性ネマチック液晶分子が、混
合物の一つの表面から他の表面へ拡散し得るような十分弱い光を照射されるだけ
である。
【００４２】 適当な光吸収性の分子をその混合物に添加してもよく、または、その混合物の
中の、広帯域偏光子の機能にとって必要な成分の一つに強く吸収される光の波長
を選んでもよい。この技術分野で知られているような他の重合法も、それが非線
形光吸収という必要条件を満たす限り用いられる。電子ビームあるいは他のビー
ムの照射、またはその材料を横断する大きい温度分布での加熱のような方法も用
いられる。
【００４３】 反応性ＨＭＷ材料が、架橋または重合されると、その高分子量（ＨＭＷ）重合
体材料は、低分子量（ＬＭＷ）液晶材料を保持するマトリックスを形成する。こ
の高分子量重合体材料それ自身が、コレステリック液晶（ＣＬＣ）材料であるの
が望ましいが、かならずしもその必要はない。この高分子量材料の主な機能は、
その低分子量材料を安定化するマトリックスを形成することである。この低分子
量材料は、表面に対して配列し、重合前にＣＬＣ秩序を有しており、そして重合
後もその秩序を維持している。重合後、その架橋密度が十分小さい場合にはその
材料中の電場は、その低分子量分子を回転させ、そして、そのＣＬＣ秩序は変化
するか、もしくは崩壊する。電場が取除かれると、その重合体材料は、低分子量
分子を元の位置に戻すためのスプリングのように作用し、そのＣＬＣ秩序とその
偏光反射性が回復される。用いられた重合体が少くな過ぎる場合には、その材料
は液性になり過ぎて、その低分子量分子の拡散が可能になり、そして、ピッチ分
布の非線形性が低下し、その結果、狭帯域偏光子になるであろう。多過ぎる重合
体が用いられる場合には、その低分子量分子は、もはや回転できなくなり、そし
て極端に強い電場下での場合を除いて、切換え不能になるであろう。
【００４４】 本発明の切換え可能な偏光子を調製する一般的な方法を、以下に説明する。そ
の後、そのような反射偏光子を製造するための特別の処方が説明される。特定の
右回りの反応性コレステリック液晶化合物が、市販のネマチック液晶および一定
量のキラル・ドーパントと混合される。キラル・ドーパントを添加する目的は、
らせんピッチを調整することである。重合反応を開始させるために、光開始剤も
添加される。中心波長 365ｎｍの市販のＵＶ光源が、この混合物を重合するため
に用いられた。スペクトル分析は、Perkin-Elmer Lambda 19、を用いて行われた
。
【００４５】 擦った(rubbed)ポリイミドで被覆され、そして10μｍのガラス繊維スペーサで
隔てられた二枚のＩＴＯ(Indium Tin Oxide)ガラスシートからなるデバイスに、
この液晶混合物を満たし、次いで、高温で、ＣＬＣらせん軸に沿って紫外線を照
射した。重合により、非反応性化合物の重合体からの凝離が誘起される。その結
果、幾らかの拡散している非反応性分子が、その重合中に、その高分子網目の中
に“捕捉”される。より多くの非反応性ネマチック液晶分子が蓄積した部位では
、そのらせんピッチは、より長くなる。最終的には、このＰＩＭＲＤ機構により
、その混合物全体にわたって不均一ならせんピッチ分布が生じ、その結果、切換
え可能な広帯域反射偏光子が得られる。
【００４６】 本発明の切換え可能な偏光子の実施に当たって、入手可能な“用具”(“tool"
) について理解する目的で、液晶重合体と低分子量液晶の両方を、努力して調
達し、そして広く調査した。
【００４７】 Wacker社（ドイツ）からのポリシロキサン液晶材料およびBASF社（ドイツ）か
らのアクリレート系液晶化合物の幾つかは、EMI 社(Hawthoroe,NY)からの E44低
分子量液晶と混合すると、可視光領域で電場により切換え可能な広帯域反射偏光
子を創るのに有効である。様々な販売業者からの重合性液晶材料が表Ｉに示され
ている。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】 脚注： ＊ ＬＨは、左旋性（left-handedness）を示す。 ＊＊ 数字は、選択波長を示す。 ＊＊＊ Ｔｉｓｏは、アイソトロピック転移温度を示す。 ＊＊＊＊ ＲＨは、右旋性（right-handedness）を示す。 異なる重合性液晶材料は、異なる架橋密度を有する。BASF社の液晶材料での架
橋密度は、次のように規定されている： 低架橋密度： 25％非重合性 50％モノアクリレート 25％ビスアクリレート 中架橋密度： 10％非重合性 35％モノアクリレート 55％ビスアクリレート 高架橋密度： 100 ％ビスアクリレート。 表IIに、主としてＥＭＩ社から、集められた非重合性材料が列記されている。
【００５１】
【表３】
【００５２】 一例として、本発明の第１一般化実施態様に従う切換え可能な偏光子が、1.9
重量％の高分子量（ＨＭＷ）ＣＬＣ重合体 CC4039R（Wacker chemical から入手
）、96.6％の低分子量（ＬＭＷ）ネマチック材料 E7(EMI chemicalから入手）、
0.05％の光開始剤 IG184（Ciba Geigyから）、0.59％のキラル・添加剤 S1011（
EMI から）および0.82％のもう一つのキラル・添加剤 CB15(EMI から）、からな
る第１処方（レシピ）で調製された液晶混合物の試料から得られた。この処方に
従って調製された試料では、重合前の固有偏光帯域幅は、60ｎｍであると推定さ
れた。ＵＶ強度 0.72mW/cm2で、室温で重合した後、その帯域幅は 120ｎｍに広
がった。電場を印加しない時、その偏光子は 120ｎｍの帯域幅内で、右回りの円
偏光に対し、大きい反射率を示す。しかし左回りの円偏光には反応しない。十分
な電場を印加すると、その反射率は殆ど０に低下し、そして全ての偏光を通す。
【００５３】 この切換え可能な広帯域偏光子の、偏光帯域幅、切換え性能および効率により
示される性能をさらに向上させる目的で、その反射率と偏光性が、電場によりス
イッチバックおよびスイッチフォース(switch back and forth) できる特別の反
射偏光子を開発するために広範囲な材料調査が行われた。様々な高分子液晶材料
を、低分子量ネマチック E44（EMI から）、キラル添加剤および光開始剤，と比
率を変えて混合することが試みられた。このプログラムにより、最終的に、二種
の単層の切換え可能な反射偏光子が創られた。これらは、非反応性のＬＭＷネマ
チック液晶化合物および一定量のキラル・ドーパントと混合された反応性コレス
テリックＨＭＷ液晶化合物（BASF) から調製された。
【００５４】 常用の低分子量液晶分子とキラル・ドーパント（一種または複数）を混合した
反応性ＨＭＷコレステリック液晶から、新しい偏光子が調製される。得られる偏
光子は、らせん方向が適合する円偏光を反射する。それらは、偏光状態では、可
視光領域で、10:1より大きいコントラスト比と 220ｎｍより大きい帯域幅を示す
。この第１タイプの広帯域で切換え可能な偏光子に電圧を印加しない時には、そ
の偏光子は 440ｎｍから 660ｎｍの可視光領域で、広帯域偏光反射状態を示す。
この偏光子は、交流もしくは直流電場を印加することにより、偏光子反射モード
から透過モードに切換えられる。
【００５５】 次の処方は、市販のネマチック液晶および一定量のキラル・ドーパントと特別
の右回り反応性ＨＭＷコレステリック液晶化合物を使用する。キラル・ドーパン
トを添加する目的は、らせんのピッチを調節することである。その重合反応を開
始するために光開始剤も添加された。幾つかの処方の詳細を以下に示す： 第２処方：15％CM 170*(504nm)(BASF) 、28％CB15(EMI) 、55％ E44(EMI) 、2
％ IG184(Ciba Geigy)。セル厚ｄ＝８、硬化温度35℃、ＵＶ強度10-6ｍＷ／ｃ
ｍ2。電圧を印加しない時の帯域幅 422〜660 ｎｍ（右回り）。吸光度比10:1、1
000Ｈｚでの切換え電圧 120Ｖ（ｒｍｓ）。 CM170*の架橋密度は中程度である。
【００５６】 第３処方： CM171(544nm)(BASF) ＝20％、CB15＝30％、 E44＝48％、IG184＝2
％。セル厚ｄ＝８、硬化温度35℃、ＵＶ10-6ｍＷ／ｃｍ2。電圧を印加しない時
の帯域幅 430〜640 ｎｍ（右回り）。吸光度比 7：1 、1000Ｈｚでの切換え電圧
120Ｖ（ｒｍｓ）。 CM17１の架橋密度は中程度である。
【００５７】 第４処方： CM171(544nm)(BASF) ＝13.6％、CB15＝20％、 E44＝59.8％、R101
1 =2.3％、R811(EMI) ＝ 2.3％、IG184 ＝1.9 ％。セル厚ｄ＝８、硬化温度35℃
、ＵＶ10-6ｍＷ／ｃｍ2。電圧を印加しない時の帯域幅 440〜620 ｎｍ（右回り
）。吸光度比 6：1 、1000Ｈｚでの切換え電圧120 Ｖ（ｒｍｓ）。 CM171の架橋
密度は中程度である。
【００５８】 第５処方： CM171*(556nm)(BASF) ＝13.4％、 E44＝70.9％、 S1011＝5.9 ％
、S811＝ 8％、 IG184＝1.7 ％。ｄ＝８、硬化温度35℃、ＵＶ10-6ｍＷ／ｃｍ2
。電圧を印加しない時の帯域幅 540〜820 ｎｍ（左回り）。吸光度比 6：1 、10
00Ｈｚでの切換え電圧 120Ｖ（ｒｍｓ）。 CM171＊の架橋密度は小さい。
【００５９】 第６処方： CM181*(579nm) ＝15％、 E44＝80％、S1011 ＝5 ％、 811＝5 ％
、および光開始剤＝ 4％IG651 （Ciba Geigyからの光開始剤）。市販のＵＶ光源
、中心波長 365ｎｍが、その混合物を重合するために用いられた。スペクトル分
析は、Perkin-Elmer lambda 19、を用いて行われた。
【００６０】 これら試料は、擦ったポリイミドで被覆されたガラス繊維スペーサで隔てられ
た二枚のインジウム・酸化スズ（ＩＴＯ）ガラスシートから調製され、そして液
晶混合物を満たし、次いで、高温で、紫外線を照射された。
【００６１】 本発明の第１一般化実施態様の様々な態様は、図面を参考にして理解されるで
あろう。第１図は、架橋または重合した高分子量成分と低分子量ＣＬＣ成分を含
んでなる本発明のフィルム１０を示している。フィルム１０は、電気伝導性材料
１２および１４に接触しており、この材料は印加された電圧Ｖ１と本発明の材料
中の電場を有する。この材料１２および１４は、フィルム１０に接触していても
よく、またはフィルム１０に近接していてもよい。偏光していない光１６が、そ
の光１６に対し透明な伝導性材料１２を通してフィルム１０に入射することを示
している。右回りの円偏光光線１８は、フィルム１０で反射され、一方、左回り
の円偏光光線は、フィルム１０を透過し、そして材料１４を透過することを示し
ている。材料１４が、フィルム１０を透過後に残った左回りの円偏光を吸収すれ
ば、図１のそのデバイスは、偏光子である。光１９が透過されるなら、図１のそ
のデバイスは、偏光ビームスプリッターである。電圧Ｖ１をあげてフィルム１０
に電場を印加すると、その右回りの円偏光１８は消える。フィルム１０に入射し
た光が右回りの円偏光であれば、図１のデバイスを、その光の反射器から、その
光の透過器に変えるために、電圧が利用できる。
【００６２】 図２は、ｐ／４相波長板（リターデーションプレート）２４を付加した図１の
デバイスを示している。図２のデバイスに入射した偏光していない光は、このデ
バイスで制御して反射されて線形偏光になる。この補正偏光された線形偏光が図
２のデバイスに入射する場合、その光を反射するか透過するかを調整するために
、電圧が利用できる。
【００６３】 図３は、図２のデバイスの追加の態様を示しており、この場合追加のｐ／４相
波長板３４は、最初偏光していなかった入射光から取り残された円偏光を、その
反射されたビーム２２と逆に偏光している線形偏光ビーム３２に変換する。
【００６４】 図４は、表示目的に使用する本発明のフィルムの一つの態様を示している。本
発明のフィルム１０中の電場は、分割電極４６に、変動する電圧を印加する電圧
調整器によってフィルム１０のその区域を空間的に横断して変動するように制御
される。光４２は、そのフィルムの異なる区域で反射されたり、反射されなかっ
たりして、表示を与える。図示されている場合では、光４２に偏光が用いられて
もよく、そしてその偏光は、透過でも表示として用いられる。
【００６５】 図５は、本発明のフィルムを用いる光学装置を示しており、この場合、その切
換え可能な広帯域偏光ビーム５８は、次なる光学装置５４中で使用可能であり、
そして透過光ビーム５９は、伝導性材料１０および１２を横断して印加される電
圧により偏光から非偏光に切換えられる。
【００６６】 図６は、制御された偏光ビーム５８をレンズ６２を通して、光通信用ファイバ
ー６４に送込むための光学系を示している。 図７は、本発明の電圧制御フィルムを、レーザ・キャビティ７０中のキャビテ
ィ素子として使用する一つの態様を示している。ここでは、切換え可能な偏光フ
ィルムは、この切換え可能な偏光フィルム、広帯域光増幅器７４および広帯域ミ
ラーから構成されるキャビティ用のキャビティ反射器７２として用いられる。図
７のデバイスは、そのミラー７２の反射率が、しきい値に達すると、広帯域のレ
ーザ光を発生し放出するであろう。このレーザは、そのキャビティ反射器の透過
性に依存して、ミラー７２あるいはミラー７６から、または両方から放出される
。
【００６７】 図８に、処方＃２で調製された標準的な切換え可能な偏光子の、非偏光光源で
測定された反射スペクトルが示されている。非偏光探査ビームで得られた、440
ｎｍから 660ｎｍの反射帯での平均反射率は、約45％であった。交流電場（10Ｖ
／ミクロン）を印加すると、平均反射率は、僅か２％（表面反射４％として補正
後）まで劇的に低下する。
【００６８】 本発明者達は、交流電場が印加されている間での 440ｎｍ付近の反射ピークは
、その電場で乱されないであろうと考えられるコレステリック液晶重合体網目に
因るものと信じている。この明細書に含まれている情報を用いて、この技術分野
の普通の習熟者の誰が実験しても、この反射ピークを（眼に見えない）ＵＶ領域
に押しやるであろうＣＬＣ重合体材料を見つけることが可能であろう。この明細
書に含まれている情報を用いて、非ＣＬＣ重合体を見つけるために、この技術分
野の普通の習熟者の誰が実験しても、この残存ピークは低下するであろう。
【００６９】 図９は、その偏光子に交流電圧を印加した場合としない場合の、処方＃２で調
製した試料の透過スペクトルを示しており、この場合、その探査ビームは右回り
に偏光していた（試料と“交差”）。
【００７０】 図１０は、右回りに偏光した（試料に“平行”）探査ビームを用いての、処方
＃２で調製した試料の透過スペクトルを示す。 図１１は、異なる電圧を印加した場合の、処方＃６で調製した試料の非偏光光
線での反射率を示す。本発明者達は、この曲線の長波長側における構造は、その
フィルム中の欠点および不均一性に起因するものと推定しており、そして無欠点
フィルムのためには、反射率の長波長カットオフは非常に厳格でなければならな
いと考えている。特定波長での反射率は、そのフィルムにバイアスをかけること
により調節することが可能で、このバイアスのために比較的小さい電圧を印加す
ると、その特定の波長で、そのフィルムを反射性から非反射性に切換えることが
できる。これは、高価でない電子装置からの光を、小さい電圧信号で制御するた
めに、非常に重要である。図１１に示した欠点のあるフィルムでも、印加電圧を
２ボルト変えると、約 600ｎｍ付近の非偏光光線に対しては、反射率が２倍にな
り、そして補正偏光での反射率は、さらに大きい係数で変化するであろう。
【００７１】 全ての例で、電場が十分強ければ、これらの偏光子は、半透明になることを指
摘しなければならない。それ故、このタイプの偏光子は、印加される電圧に依存
して、三つの十分よく区別できる状態：即ち、狭帯域偏光状態、広帯域偏光状態
および非偏光半透明状態を有する。本発明者達は、その光の入射角が、30oより
大きい場合には、その反射率は有意に減小し、その反射した光は、円偏光状態か
ら、楕円偏光状態に偏移し始めることを見いだした。
【００７２】 広帯域〜狭帯域切替可能なＩＲ偏光子 本発明に従って、切替可能なＩＲ反射偏光子を作り出すために、異なる液晶材
料のレシピ（これらレシピは、一般に、重合可能な及び非−重合可能な液晶化合
物を含む。）を、以下の手法に従って試験した（下記表III参照）。 １．液晶化合物を、はじめに秤量し、所定の割合で完全に混合する。 ２．インジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）伝導性コーティングを有するガラス基板
を、超音波洗浄する。 ３．ポリアミドを、液晶セルを作製するために使用されるＩＴＯガラス基板上に
スピンコートする。 ４．液晶混合物を、セル内に満たす。 ５．試料を高温でアニールした後、試料を強度１０-5Ｗ／ｃｍ2の３６５ｎｍの
ＵＶ光によって室温で硬化する。硬化時間は、完全硬化のために約１時間だった
。硬化プロセスの間、電圧は印加しなかったことは、言及されるべきである。 ６．最後に、試料の特性を分光光度計で表示した。 表IIIに列挙された液晶のレシピを試験した。
【００７３】
【表４】
【００７４】 脚注： ＊ ＩＧ１８４は、チバガイギーからの光開始剤である。 ＊＊ Ｔｃは、試料を硬化した硬化温度である。 表IIIのレシピ＃１を使用して、４５０〜７５０ｎｍの可視領域において切替可
能な反射偏光子を得た。図１３は、未偏光（unpolarized light）源でパーキン
−エルマー ラムダ１９を使用して得た、印加電圧の関数としての偏光子スペク
トルを示す。
【００７５】 レシピ＃２は、レシピ＃１からＲ１０１１及びＲ８１１のキラル添加剤を除去
して得た。図１４に示されるように、このレシピは、最も良い結果をもたらした
。電圧が印加されていない場合、偏光子は、ＮＩＲ領域に６００〜１２００ｎｍ
の広いスペクトルの帯域を自発的にカバーする。ＡＣ電場（１ｋＨｚで１０Ｖ／
μｍ）を印加すると、平均反射度は、スペクトル中の切り替えた部分では、たっ
た２％にまで劇的に落下し、偏光子は、広い帯域から狭い帯域へ切り替えられる
。６００ｎｍ付近の最後のフィールドオンの狭い反射ピークは、コレステリック
液晶ポリマーネットワークによるものであると信じられる。この偏光子は、可視
スペクトル領域では無視できる効果を有するので、このＣＬＣフィルムでコート
された基板は、電圧がかかっているか否かが視覚的に明瞭であることが明らかで
あることに注目されたい。この偏光子は、ＵＶで重合する前は、狭い帯域の特徴
を呈することにも注目されたい。
【００７６】 第２タイプのスペクトル可変反射偏光子 第２タイプの可変バンド幅の偏光子は電場が印加されない場合、赤のスペクト
ル域において狭帯域（７０ｎｍ）の偏光反射状態を示す。しかしながら、低周波
又は直流電場が印加されると、この狭帯域偏光子は広帯域反射偏光子になる。こ
のバンド幅は４０％もの平均反射率を有する３５０ｎｍまで拡大する。
【００７７】 ポリマーが極めて高い強度の紫外線で架橋する場合には極めて異なる効果が生
じ、その結果、低分子量の分子は約１秒の重合時間内に遠くまで拡散できないこ
とが判明した。生じたフイルムは極めて狭いバンド幅（７０ｎｍ）を有している
が、電場が印加された場合には、偏光反射バンド幅は、驚くほどに、３５０ｎｍ
まで拡大することが判明した。
【００７８】 反応性コレステリック液晶化合物（ＣＬＣ）、別の非反応性液晶、及びキラル
ドーパントを含む異種物質の混合物を使用することにより、バンド幅の可変偏光
子をＰＩＭＲＤ法と逆の極めて速い紫外線硬化法を用いて形成できる。この方法
では、強力な紫外線源（１Ｗ／ｃｍ2）と高濃度の光‐開始剤が使用された。そ
の結果、拡散が重合を通じて制限された。即ち、混合物中に多くの均一な螺旋ピ
ッチの分布が得られ、狭いバンド幅（７０ｎｍ）の反射偏光子が生じた。
【００７９】 特殊な右回り反応性コレステリック液晶化合物を市販のネマチック液晶及び所
定量のキラルドーパントと混合した。キラルドーパントを加える目的は螺旋ピッ
チを再度調節するためである。また光‐開始剤を重合プロセスを開始するために
添加した。市販の高出力紫外線源の中心が３６５ｎｍの波長を混合物中の反応性
液晶成分を重合するために使用した。分光測定をパーキン‐エルマーラムダ１９
を用いて実施した。
【００８０】 摩擦されたポリイミドで被覆され、そして薄いガラス繊維スペーサー（８μｍ
）により分離された２枚のＩＴＯガラスシートから作られたサンプルに上記新規
な液晶混合物を充填し、次いで強烈な紫外線源を室温で短時間（秒の単位で）照
射した。
【００８１】 図２５はバンド幅が可変の偏光子の反射スペクトルを示す。電場を切ると、バ
ンド幅は狭くなって、約７０ｎｍのみになり、低周波数の電場７Ｖ／μｍが印加
された後に、バンド幅は３５０ｎｍまで拡大する。図２５から明らかなように、
反射率は極めて高く、電場を印加しても、反射率は正常方向で４０％よりも大き
く、ここで散乱は問題にはならない。目視検査により、低周波数の電場をサンプ
ルに印加すると、曇りは肉眼で認められなかった。
【００８２】 強力な紫外線源とより高い濃度の光‐開始剤を使用して混合物を重合させるこ
とを通じて拡散が制限されるため、サンプルの螺旋ピッチの分布は狭くなり、そ
してキラルポリマーの分布もサンプル中において均一になる。低周波数電場が印
加される場合、螺旋構造を有するポリマー網状構造はその高い架橋密度に基づい
て影響されない。しかしながら、非‐反応性のコレステリック液晶成分は電場に
影響される。この螺旋構造は捻れていなかった。限界電場より下では、表面（薄
いサンプル、８μｍ）及び架橋したコレステリックポリマーからの束縛に基づき
、ポリマー網状構造に近接する非‐反応性分子はそれらの配向を維持し、ポリマ
ー網状構造に近接しない非‐反応性分子は電場に沿って配列するであろう。その
結果はピッチ及び配向の両方において変形した螺旋であった。従って、このよう
な螺旋構造の反射バンドは初めのピッチで局部的に集中できなくなり、むしろ実
験室で観察されたように更に拡大された。このような捻じれのないプロセスは秒
単位の固有の時定数を有することが観察された。
【００８３】 両方の偏光子について、反射率は光の入射角が３０度より大きくなると著しく
減少し、そして反射光は円形の偏光状態から楕円形の偏光状態に逸脱し始めるこ
とが判明した。
【００８４】 詳細な第１の処方（処方＃１）は１２重量％の高分子量（ＨＭＷ）ＣＬＣポリ
マー[ＢＡＳＦ１８１（２５％ビスアクリレート）]、メルク社から入手される６
１％の低分子量のネマチック物質Ｅ４４、メルク社から入手される２５％のキラ
ル添加物ＣＢ１５、及びチバガイギー社から入手される１．９％の光開始剤ＩＧ
１８４から成る混合物である。このプロセスでは、強力な紫外線源（１Ｗ／ｃｍ 2 ）と高濃度の光開始剤が使用された。その結果、低分子量分子の拡散は重合を
通じて制限された。その結果として、混合物中により多くの均一な螺旋ピッチ分
布が得られ、フィルムに印加された電場が低い場合には、狭いバンド幅（７０ｎ
ｍ）の反射偏光子が生じた。
【００８５】 特殊な右回り反応性コレステリック液晶化合物を市販のネマチック液晶及び所
定量のキラルドーパントと混合した。キラルドーパントを加える目的は螺旋ピッ
チを再度調節するためである。また光‐開始剤を重合プロセスを開始するために
添加した。市販の高出力紫外線源の中心が３６５ｎｍの波長を混合物中の反応性
液晶成分を重合するために使用した。分光測定をパーキン‐エルマーラムダ１９
を用いて実施した。
【００８６】 摩擦されたポリイミドで被覆され、そして薄いガラスビードスペーサー（８ｍ
ｍ）により分離された２枚のＩＴＯガラスシートから作られたサンプルに上記新
規な液晶混合物を充填し、次いで強烈な紫外線源を室温で短時間（秒の単位で）
照射した。
【００８７】 また好ましい処方を開発した。これらを以下に示す。 処方２＃：ＣＭ１８１（３６５ｎｍ）（ＢＡＳＦ）＝１２％，ＣＢ１５＝２５
％，Ｅ４４＝６１％，ＩＧ１８４＝２％，ｄ＝１０マイクロメートル，硬化温度
２５℃，紫外線強度１Ｗ／ｃｍ2。電圧が印加されない場合の最初のバンド幅６
００〜６７０ｎｍ；２６Ｖ（ＤＣ）の電圧を用いると，バンド幅は５００〜７４
０ｎｍに拡大する（右回り），スイッチイング電圧２６Ｖ（ＤＣ）。ＣＭ１８１
架橋密度は低い。
【００８８】 処方３＃：ＣＭ１７１（５０７ｎｍ）＝１２％，ＣＢ１５＝２５％，Ｅ４４＝
６１％，ＩＧ１８４＝２％，ｄ＝１０マイクロメートル，硬化温度２５℃，紫外
線強度１Ｗ／ｃｍ2。電圧が印加されない場合の最初のバンド幅６８０〜７７０
ｎｍ；３０Ｖ（ＤＣ）の電圧を用いると，バンド幅は４５０〜８５０ｎｍに拡大
する（右回り），スイッチイング電圧３０Ｖ（ＤＣ）。ＣＭ１７１架橋密度は中
間。
【００８９】 処方４＃：ＣＭ１８１（３６５ｎｍ）＝１２％，ＣＢ１５＝２６％，Ｅ４４＝
６０％，ＩＧ１８４＝２％，ｄ＝８マイクロメートル，硬化温度２５℃，紫外線
強度１Ｗ／ｃｍ2。電圧が印加されない場合の最初のバンド幅６２０〜６８０ｎ
ｍ；４５Ｖ（ＤＣ）の電圧を用いると，バンド幅は４７０〜８５０ｎｍに拡大す
る（右回り），スイッチイング電圧４５Ｖ（ＤＣ）。ＣＭ１７１架橋密度は低い
。
【００９０】 処方５＃：ＣＭ１８１（３６５ｎｍ）＝１２％，ＣＢ１５＝２６％，Ｅ４４＝
６０％，ＩＧ１８４＝２％，ｄ＝８マイクロメートル，硬化温度２５℃，紫外線
強度１Ｗ／ｃｍ2。電圧が印加されない場合の最初のバンド幅６２０〜６８０ｎ
ｍ；４５Ｖ（ＤＣ）の電圧を用いると，バンド幅は４７０〜８５０ｎｍに拡大す
る（右回り），スイッチイング電圧４５Ｖ（ＤＣ）。ＣＭ１７１架橋密度は低い
。
【００９１】 本発明の種々の態様は以下の図面を参照して理解できるであろう。 図１６は高分子量成分及び低分子量ＣＬＣ成分を有する架橋又は重合した物質
を含む本発明の第２の総括的な態様のフィルム１１０を示す。フィルム１１０は
本発明の物質中に印加電圧Ｖ１及び電場を有してもよい導電性物質１１２及び１
１４に接触する。物質１１２及び１１４はフィルム１０に接触するか、又はフィ
ルム１１０に密接に隣接してもよい。非偏光１１６が光１１６に透明な導電物質
１１２を通ってフィルム１０上に入射して示される。右回りの円形偏光１１８が
フィルム１１０から反射して示され、また左回りの円形偏光がフィルム１１０を
通り、そして物質１１４を通って伝導して示される。物質１１４が光を吸収しな
いで、左回りの円形偏光がフィルム１１０を伝導後に残留する場合には、図１６
の装置は偏光子になる。光１１９が伝導する場合には、図１６の装置は偏光ビー
ムスプリッターになる。電場が電圧Ｖ１を上げることによりフィルム１１０中で
印加されると、右回りの円形偏光１１８のバンド幅は拡大する。フィルム１１０
上に入射する光が右回りの円形に偏光する場合には、図１６の装置を光の狭いバ
ンドのレフレクターから光の広いバンドのレフレクターに変えるために電圧が使
用されてもよい。
【００９２】 図１７はｐ／４相の波長板１２４を追加した図１６の装置を示す。１７の装置
上に入射する非偏光はこの装置から制御可能に反射する直線偏光に成るであろう
。正確な偏光の直線偏光が図１７の装置上に入射する場合には、電圧は反射光の
バンド幅又は伝導光中の“ノッチ”の幅を制御するために使用されてもよい。
【００９３】 図１８は図１７の別の態様を示し、ここで別のｐ／４相の波長板１３４は最初
の偏光されない入射光に残留する円形の偏光を直線偏光１３２に変換するもので
あって、この直線偏光ビーム１３２は反射ビーム１２２に対し逆の偏光を有する
。
【００９４】 図１９は表示目的のために使用される本発明のフィルムの1つの態様を示す。
本発明のフィルム１１０中の電場は変動電圧をセグメント電極１４６に印加する
電圧制御装置１４８によりフィルム１１０の面積を空間的に変えるために制御さ
れる。光４２のバンド幅は表示装置を形成するためにフィルムの種々の領域から
変えられる。示された事例において、偏光が光１４２のために使用されてもよく
、また伝導中の偏光が表示装置として使用されてもよい。
【００９５】 図２０は本発明のフィルムを用いた光学系を示し、ここで制御可能なバンド幅
の光ビーム１５８が光学系１５４で使用されてもよく、そして伝導光ビーム１５
９が導電物質１１０及び１１２に印加される電圧により制御可能な“ノッチ”を
有してもよい。
【００９６】 図２１は制御可能なバンド幅の偏光ビーム１５８をレンズ１６２を通して光通
信ファイバー１６４に注入するための光学系１５４の一例を示す。 図２２はレーザー穴１７０中の穴要素として本発明の電圧制御フィルムを用い
る１つの態様を示す。この制御可能なバンド幅の偏光フィルムは制御可能なバン
ド幅偏光フィルム、広帯域光増幅器１７４、及び広帯域鏡１７６を含む穴用の穴
リフレクター１７２として使用される。図２２の装置はレーザー光を発し、そし
て鏡１７２の反射率が閾値に達する波長でレーザー光の制御可能なバンド幅を形
成する。レーザー出力は穴リフレクターの伝導に依存して鏡１７２又は鏡１７６
から引き出されてもよい。
【００９７】 図２３はフィルムに印加される種々の値の電圧に対する処方＃１のバンド幅可
変の偏光子の非偏光の反射スペクトルを示す。電場を切ると、バンド幅は狭くな
り、約７０ｎｍ（ＦＷＨＭ）に達する。７Ｖ／ｍｍの直流電場が印加されると、
バンド幅は３５０ｎｍまで拡大する。ここでは散乱は問題にはならない。目視検
査により、直流電場をサンプルに印加すると、曇りは肉眼で認められなかった。
【００９８】 図２４は処方＃１から造られたフィルムのサンプルについて、右及び左の円方
向に偏光する（ＲＨＣＰ及びＬＨＣＰ）光の透過スペクトルを示す。 強力な紫外線源とより高い濃度の光‐開始剤を使用して混合物を重合させるこ
とを通じて拡散が制限されるため、サンプルの螺旋ピッチの分布は狭くなり、そ
してキラルポリマーの分布もサンプル中において均一になると信じられる。直流
電場が印加される場合、螺旋構造を有するポリマー網状構造はその高い架橋密度
に基づいて影響されない。しかしながら、非‐反応性のコレステリック液晶成分
は電場に影響される。この螺旋構造は捻れていなかった。限界電場より下では、
表面（薄いサンプル、８ｍｍ）及び架橋したコレステリックポリマーからの束縛
に基づき、ポリマー網状構造に近接する非‐反応性分子はそれらの配向を維持し
、ポリマー網状構造に近接しない非‐反応性分子は電場に沿って配列するであろ
う。その結果は変形した螺旋であった。従って、このような螺旋構造の反射バン
ドはピッチで局部的に集中できなくなり、むしろ実験室で観察されたように更に
拡大された。このような捻じれのないプロセスは秒単位の固有の時定数を有する
ことが観察された。
【００９９】 狭帯域から広帯域にスイッチ可能なＩＲ偏光子 狭帯域から広帯域にスイッチ可能なＩＲ偏光子を製作するために、液晶セルを
前のセクションで論じた方法と類似するが幾つかの明確な相違を有する方法を用
いて製作した。 １．ＩＴＯ導電被膜を有する２枚のガラス基板を用いて上記セルを製作した。 ２．液晶を整列するために、ポリイミド被膜を上記ＩＴＯの上部に形成し、次い
で機械的な摩擦を行った。 ３．セルを次にコレステリック相の液晶ポリマー、低分子量のネマチック液晶、
重合用光‐開始剤、及びキラル添加剤から成る未硬化のＣＬＣ混合物をセルに充
填した。 ４．液晶を充填した後に、このサンプルを高温（７０〜８０℃）でアニールした
。 ５．次にこのサンプルを室温まで冷却し、そして強度が４．４Ｗ／ｃｍ2の強力
な広帯域（３５０〜４００ｎｍ）の紫外線光により室温で硬化（重合）した。硬
化時間は約５秒であった。硬化工程を通じて電圧は印加されなかった。 ６．最後にこのサンプルの特性を分光光度計で決定した。
【０１００】 下記の表は印加された電場を介して狭帯域から広帯域まで切り換えるスイッチ
開閉可能なタイプのＩＲＣＬＣ反射偏光子のために現在まで試験された処方を開
示する。
【０１０１】
【表５】
【０１０２】 脚注： ＋ ＣＭ１８１及びＣＭ１７１は、コレステリック相中の液晶ポリマーであ
る（ＢＡＳＦ、ドイツ）。 ＋＋ Ｅ４４は、ＥＭＩからの低分子量ネマチックである。 ＋＋＋ ＣＢ１５は、ＥＭＩからのキラル付加剤である。 ＊ ＩＧ１８４は、チバガイギーからの光開始剤である。 ＊＊ Ｔｃは、試料が硬化された硬化温度である。 第１のサンプルを１５ミクロンのガラススペーサーを用いて製作した。これは
交流電圧（〜１ｋＨｚ）を用いてスイッチ開閉可能である。図２６に示すように
、この偏光子は交流電場がスイッチを入れられた時、広いバンド幅から狭いバン
ド幅にスイッチを切り換える。
【０１０３】 次に、同じ処方（表ＩＶの処方＃１）を使用して（ガラススペーサーを用いて
得られた）７．８ミクロンのセル間隔を有する別の偏光子サンプルを製作し、そ
して類似の条件下で硬化した。この偏光子は交流電圧よりもむしろ直流電圧を用
いてスイッチ開閉可能である。このＣＬＣ偏光子は電場を与えることによりバン
ド幅がＩＲ領域中に広がることを示す。交流及び直流電圧に対する上記ＣＬＣ偏
光子の応答の差は電場が印加されたＣＬＣ偏光子のバンド幅の拡大及び縮小に関
する種々の機構を示していると考えられる。このスイッチ切り換えは図２７から
判るように、４８．４Ｖから４０Ｖへのヒステリシスの挙動を示す。ここで、電
圧が４８．４Ｖの印加後に減少し、そして再度４０Ｖまで増加する場合、初めに
４８．４Ｖで得られたバンド幅よりも幅広いバンド幅が得られる。
【０１０４】 図２８及び図２９は元のＣＬＣ混合物に対して反対の左右像を有するキラル添
加物（Ｓ１０１１）を多く添加することにより、切り換え可能なＣＬＣ偏光子の
中央波長をより長いＩＲ波長にシフトするために、処方＃１に基づく更なる改良
を示す。上記反対の左右像のキラルは元のＣＬＣ螺旋を戻し、そしてその結果、
中央の波長をより長い方向にシフトする。これを行うことにより、切り換え可能
な広帯域偏光子が形成されて、７００ｎｍから１０００ｎｍまで反射が始まる。
しかしながら、この偏光子の反射率は低いことが判る。従って、処方＃２及び＃
３は実質的に高い吸光度比を得るために、更に最適化されるであろう。
【０１０５】 図３０及び図３１は処方＃４を用いて造られるＣＬＣセルの交流及び直流電場
に対する応答を示す。処方＃４において、ＣＬＣポリマーはＣＭ１８１からＣＭ
１７１（両者共にＢＡＳＦ社から）に交換された。ＣＭ１７１は中間の架橋密度
と５０７ｎｍの固有の反射波長を有する。しかしながら、ＣＭ１８１は低い架橋
密度を有し、そして３６５ｎｍの波長で反射する。ＣＭ１７１はより長い反射波
長を有するため、作製された広帯域偏光子はより長い中央波長を有する。図３０
に示すように、１５ミクロンの偏光子は交流電場（１ｋＨｚ）の印加により、反
射バンド幅の減少を示す。しかしながら、７．８ミクロン厚の偏光子は逆のバン
ド幅スイッチング挙動、即ち、これは直流電圧の下でバンド幅の拡大を示す。こ
の観察は図２６及び２７に示されるものに類似している。
【０１０６】 操作の機構 二つの異なる機構が、切替可能な広帯域偏光子を生成するために認められる：
（１）ピッチ勾配（第一のタイプの反射偏光子用）、及び（２）螺旋延長及びミ
ス−配向（mis-orientation）（第二のタイプの反射偏光子用）。ピッチ勾配は
、一般に、電場がかけられていないときに、広帯域効果を引き起こす。このピッ
チ勾配は、広帯域〜狭帯域へ切り替えられる第一のタイプの切替可能な広帯域偏
光子に対応する。しかしながら、ＤＣ電場によって誘発されたピッチ長さの増大
を加えた螺旋ミス−配向は、第二のタイプの切替可能な広帯域偏光子（この偏光
子の帯域幅は狭から広へ切り替えることができる。）の原因である。
【０１０７】 原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は、最も直接的にピッチ分布を確認することができ
るが、この場合には適用が困難である。なぜなら、液晶媒体は、偏光子中のポリ
マー濃度が少量であるために半−ゲル及び液体の状態であることによる。しかし
、スペクトル測定を組み合わせたコンピュータシュミレーションは、異なる電場
強度下でのピッチ分布を変化させることに関して十分に効果的であることを見出
してきている。次の節で詳細に説明するように、我々は、はじめに、異なる電圧
下で試料の透過スペクトルを測定した。これらデータは、その後、Berreman 4x4
マトリックスに基づくコンピュータシュミレーションのために入力として使用
された。最後に、コンピュータシュミレーションと測定値を比較することにより
、異なる電場強度下でのピッチ分布及び配向を表示する。第一のタイプの切替可
能なＩＲ偏光子は、上述した、他の第一のタイプの切替可能な偏光子を支配する
機構、−−−紫外線（ＵＶ）重合誘起分子再分布（ＰＩＭＲＤ）と呼ばれる機構
−−−、と同じ機構によって作り出されることに注目すべきである。このプロセ
スでは、硬化プロセスの間にＣＬＣ螺旋軸に沿って誘起される非線状の螺旋のピ
ッチ分布は、鍵である。適切なレベルでＵＶ硬化強度を制御することによって、
活性液晶化合物（この場合、液晶ポリマー自体）の重合プロセスは、ポリマーか
らの非−反応化合物の分離を誘起する。分離された液晶分子はＵＶ放射方向に沿
って拡散し始める。その結果、いくつかの拡散する非−反応性分子は、進行中の
重合の間にポリマーネットワーク中に「捕獲（トラップ）」される。より非−反応
性のネマチック液晶分子が蓄積した領域では、螺旋ピッチがより長くなる。結局
、このＰＩＭＲＤ機構は、混合物全体に非−均一螺旋ピッチ分布を生成し、その
結果、自発的な広い帯域幅の特徴を備えた切替可能な反射偏光子をもたらす。
【０１０８】 図１４に狭帯域曲線によって示されているように、可視において切替可能な偏
光子を作り出すために使用されるレシピとは異なり、ＩＲにおける偏光子のため
のレシピは、偏光子の中央の波長をより長波長へシフトすることによって得られ
る。中央の波長を長くするために、ネマチック液晶（Ｅ４４）の高い濃度が混合
物に添加されている。
【０１０９】 広〜狭機構： 広から狭帯域へのこのタイプの偏光子の切替は、電場によって誘起される分子
再配向を通じて実現される。広帯域偏光子は、本質的に液晶成分勾配に対応する
フィルム厚を横断するピッチ勾配を有する。ピッチがより長い部位では、低分子
量ネマチック（例えば、Ｅ４４）濃度がより高い。それゆえ、より長いピッチの
部位での螺旋は、電場によってＥ４４分子のより容易な再配向に起因して、ホメ
オトロピック配向へとねじれが解ける（アンツイストの状態になる）ことがより
容易になる。その理由は、ネマチックＥ４４は、より大きな正の誘電異方性及び
より低い粘度を有するからである。その結果、電圧があるレベルに達するとき、
はじめに、より長い波長で偏光子の反射は、消失する。しかし、より短いピッチ
は、ポリマーネットワークのより高い濃度のために、同じ電場下でねじれが解け
ることがより困難である。より短いピッチを切り替えるために、電場は更に増大
させなければならない。それゆえ、偏光子の帯域幅は更に減少する。液晶ポリマ
ーの濃度が非常に高くて、電場による分子の再配向が不可能になる点が存在する
。混合物中で使用された液晶ポリマーが短い固有ピッチを有するので、これは、
最も短いピッチ又は最も短い反射波長に対応する。図３２は、この切替機構の概
略図である。
【０１１０】 狭〜広機構： 第二のタイプの偏光子（狭から広帯域）のための切替機構は、さらに複雑であ
る。そのような切替を実現するためには、ＤＣ電場が必要であるということを指
摘することは重要である。電場がかけられていないと、このタイプの偏光子は、
かなり狭い帯域幅の状態である。しかし、混合物のより速やかなＵＶ重合によっ
て引き起こされる液晶成分の勾配に起因して、少数のピッチ勾配が依然と存在す
る。十分な場の下では、しかし、依然として、ホメオトロピック転移しきい場の
下では、低分子量ネマチックＥ４４材料の再配向が起こる。この再配向は、ピッ
チ長さを増大させる。その結果、より長い波長へと波長のシフトがある。一方、
ピッチ長さの増大は、いくつかのピッチにミス−配向させる原因となるだろう。
言い換えれば、ミス−配向ピッチは、もはやフィルム表面の垂線に平行な螺旋軸
を有していない。この状態では、一般に入射する光は、より短いピッチを経験す
る。それゆえ、反射波長は、より短い側にシフトされる。一方、液晶分子の傾斜
は、平均屈折率を低減する。これは、部分的には、反射された波長がＣＬＣのピ
ッチ及び平均屈折率に依存するように、より短い波長側に更に拡張する原因とな
る。要するに、電場による液晶の再配向に起因して増大するピッチの長さは、よ
り長い波長に向けて反射帯域が拡張する原因である。ピッチのミス−配向並びに
有効な屈折率の低下が、より短い波長に向けた偏光子のスペクトルのシフトに対
応する一方、一度電場がかけられると、より短い及びより長い波長の拡張が同時
に起こる。この切替機構は、図３３に概略的に示されている。
【０１１１】 これら提案された機構は、コンピュータシュミレーションの結果によって更に
有効なものとなってきている。 結論として、二つのタイプの単層スペクトル制御可能な反射偏光子が発明され
ており、これら偏光子は多くの可能な新しい用途を作ることができる。偏光子の
両タイプ（即ち、上述したような一般化された態様）は、架橋可能な及び非−架
橋可能な化合物を含む液晶ブレンドから作ることができる。１０ミクロンの厚さ
を備えた第一のタイプの偏光子は、電場によって広帯域（約２２０ｎｍ）から狭
帯域（４０ｎｍ）まで切り替えられることができる。これとは反対に、８ミクロ
ンの厚さを備えた第二のタイプの偏光子は、狭帯域（７０ｎｍ）から広帯域（３
５０ｎｍ）まで切り替えられることができる。両偏光子は、１５：１を越える吸
光比（extinction ratio）を呈する。
【０１１２】 これら偏光子は、広い帯域幅容量及び電子制御能を備えており、多様な分野に
幅広い用途が見出されるだろう。一例を挙げれば、それらは、日光の制御された
ある量が求められるビルの窓ガラスとして使用されることができる。そのような
用途の例は、「反射及び透過の操作モードを有する電子−光学的ガラス構造」と題
する本出願人の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ９８／０３６８８（国際出願日：１９９９
年２月２５日、ＷＩＰＯ公報番号ＷＯ９８／３８５４７として１９９９年９月３
日に公開）に開示されている（ここに、リファレンスによってそのまま挿入され
る）。
【０１１３】 本発明の他の用途は、反射タイプのディスプレイ構造にあるだろう。この構造
では、本発明の切替可能な環状反射偏光子以外にカラーフィルター及び他の偏光
子は存在しない。
【０１１４】 本発明の新規な偏光子は、エネルギー節約のためのＩＲ切替可能な窓ガラスを
含む多くの他の用途のために使用することができる。今日の進歩した窓ガラス市
場において、太陽放射をビルに効率よく取り入れるいくつかの新規技術革新が存
在している。一例は、２０％低−ｅＩＧＵ窓ガラスである。これは、太陽放射が
ビル内へ入ることを拒絶する特別な金属堆積フィルムを有する。しかし、そのよ
うな製品は、次の欠点を有する。第一に、それは、金属フィルムの反射において
より広い切り落とされたスペクトルのテールにより、可視において非常に低い透
過率を有する。その結果、室内照明のための電力が増大する。第二に、それは、
受動的である（即ち、受動的とは、その光学的物性は、いかなる手段によっても
変更することができないという意味である。）。これは、窓ガラスが冷却優先地
域（即ち、暑い場所）においてのみ有効であることを意味する。しかし、加熱優
先地域（即ち、寒い場所）においては太陽のＩＲが室内加熱を補助することが望
ましい場合、それは、あまり効果的でない。しかし、これら全ての問題が本発明
の切替可能なＩＲ偏光子によって直ちに解決されることができる。本明細書の切
替可能な反射偏光子上に印加する電圧を調節することによって、例えば、図３４
に示されるような、同様に具体化する電子−光学的窓ガラスは、０〜１００％の
間のＩＲ放射を透過することができる。それゆえ、そのような電子−光学的窓ガ
ラスは、地域的な気象条件にかかわらずいずれの場所においても有効であろう。
新規な切替可能な偏光子は、ＩＲ放射の透過率及び波長の選択の時間的な処理を
可能にするＩＲ検出及び画像システムを構築することに使用することができる。
【０１１５】 本発明の切替可能な／制御可能な反射偏光子は、時間的なＩＲ偏光処理が重要
になる多くの科学的な研究活動に使用することができる。 本発明の切替可能な／制御可能な反射偏光子は、また、ＩＲ放射偏光状態を十
分に分析するＩＲ偏光計を構成するためにも使用することができる。この装置が
ＩＲ検出又は画像システムとともに使用されるときは、それは、検出能力並びに
検出システムの精度を更に向上させるであろう。
【０１１６】 本発明の切替可能な／制御可能な反射偏光子は、自動車車両、海上船舶、航空
機及び宇宙船に使用することができる。 本明細書に記載された示された態様及びそれに対する変更は、単なる例示であ
る。示された態様に対する他の変更が当業者に直ちに想起されることが理解され
る。そのような全ての変更及び類似物は、発明に対する添付の請求の範囲によっ
て定義されるような本発明の権利範囲及び精神の範囲内であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の第１一般化実施態様に従う反射偏光フィルムを示
している。
【図２】 図２は、λ／４相波長板を付加した図１のデバイスを示している。
【図３】 図３は、追加のλ／４相波長板を付加した図２のデバイスを示して
いる。
【図４】 図４は、表示目的に用いられる本発明の第１一般化実施態様の反射
偏光フィルムの一つの態様を示している。
【図５】 図５は、本発明の第１一般化実施態様の反射偏光フィルムを用いる
光学装置を示している。
【図６】 図６は、本発明の第１一般化実施態様に従う反射偏光フィルムを用
いて調製された光通信ファイバー用の光学装置を示している。
【図７】 図７は、レーザ・キャビティ中のキャビティ素子として用いられる
、本発明の第１一般化実施態様に従う反射偏光フィルムを示している。
【図８】 図８は、本発明の第１一般化実施態様に従う代表的な切換えできる
反射偏光子の反射スペクトルを示している。
【図９】 図９は、図８に示した試料の透過スペクトルを示している。
【図１０】 図１０は、図９と逆の偏光の透過スペクトルを示している。
【図１１】 図１１は、様々な印加電圧での、第１一般化実施態様の試料の反
射率を示している。
【図１２】 図１２は、左回りに偏光している探査用ビームによる、切換えで
きる反射偏光子の透過スペクトルを示している。
【図１３】 図１３は、表III の＃１の処方（レシピ）で調製した切換えでき
る反射偏光子の、可視帯域での反射スペクトルを示している。
【図１４】 図１４は、表III の＃２の処方で調製した切換えできる反射偏光
子の、ＩＲ帯域での透過スペクトルを示している。
【図１５】 図１５は、表III の＃３の処方で調製した切換えできる反射偏光
子の、可視帯域での透過スペクトルを示している。
【図１６】 図１６は、本発明の第２一般化実施態様の反射偏光フィルムを示
している。
【図１７】 図１７は、λ／４相波長板を付加した図１６のデバイスを示して
いる。
【図１８】 図１８は、図１７のデバイスの追加の実施態様を示している。
【図１９】 図１９は、表示目的に用いられる図１６のフィルムを示している
。
【図２０】 図２０は、本発明の第２一般化実施態様のフィルムを用いる光学
装置を示している。
【図２１】 図２１は、光通信ファイバー１６４に帯域を制御した偏光ビーム
を送入するための光学装置を示している。
【図２２】 図２２は、レーザ・キャビティ中のキャビティ素子として用いら
れる、本発明の第２一般化実施態様の電圧制御フィルムを示している。
【図２３】 図２３は、本発明の第２一般化実施態様の、帯域幅を変えること
ができる偏光子での、フィルムの厚さ方向の電圧が異なる場合の、非偏光光線の
反射スペクトルを示している。
【図２４】 図２４は、本発明の第２一般化実施態様のフィルムの、右および
左回り円偏光（ＲＨＣＰおよびＬＨＣＰ）での透過スペクトルを示している。
【図２５】 図２５は、非偏光子探査用ビームによる、第２タイプの帯域幅可
変偏光子の反射スペクトルである。
【図２６】 図２６は、交流電圧で切換えられる、表IV中の＃１処方の切換え
可能の反射偏光子の反射スペクトルである。
【図２７】 図２７は、表IV中の＃１処方を用いて製造された直流電圧で切換
えられる、ＩＲ帯域で活性な切換え可能反射偏光子の反射スペクトルである。
【図２８】 図２８は、表IV中の＃２処方を用いて製造された、ＩＲ帯域で切
換え可能な反射偏光子の透過スペクトルである。
【図２９】 図２９は、表IV中の＃３処方を用いて製造された、ＩＲ帯域で切
換え可能な反射偏光子の反射スペクトルである。
【図３０】 図３０は、交流電圧で切換え可能な、表IV中の＃４処方を用いて
製造された、反射偏光子の反射スペクトルである。
【図３１】 図３１は、直流電圧で、ＩＲ帯域で切換え可能で、表IV中の＃４
処方を用いて製造された、反射偏光子の透過スペクトルである
【図３２】 図３２は、第１タイプの反射偏光子の、電場下でのピッチの増大
と誤配向の発生を例示する概略図である。
【図３３】 図３３は、第２タイプの反射偏光子の、電場下でのピッチの増大
と誤配向の発生を例示する概略図である。
【図３４】 図３４は、本発明の切換え可能な反射性コレステリック液晶偏光
子を組込んだ新規のグレイジング構造の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/137 Ｇ０２Ｆ 1/137 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，Ｈ Ｒ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 チャン，インチュー アメリカ合衆国カリフォルニア州94086， サニーヴェール，ポプラー・アベニュー 1269，3203 (72)発明者 ファリス，サデグ アメリカ合衆国ニューヨーク州10570，プ レザントヴィル，ポキャンティコ・リバ ー・ロード 24 (72)発明者 リ，チャン−フェン アメリカ合衆国コロラド州80303，ボール ダー，メレディス・ウェイ 3820，ナンバ ー 305 (72)発明者 ヴァータク，サミーア・ディー アメリカ合衆国ニューヨーク州10605，ホ ワイト・プレインズ，グリーンリッジ・ア ベニュー 41，フロント・ユニット，セカ ンド・フロア Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA43 BA46 BA47 BB03 BB05 BC05 BC22 2H088 HA03 HA17 HA18 HA20 HA21 JA14 MA20 2H089 QA16 RA11 TA04 TA11 TA15 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z GA06 GA08 HA11 LA30

Claims (79)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光制御フィルム（該フィルムは第一の表面及び第二の表面を有
    する）は、重合されたポリマーネットワークを含み、 該ポリマーネットワークは、第一の表面に垂直な方向に空間的に変化し、 該重合されたポリマーネットワークは、架橋された高分子量ポリマー材料及び
    低分子量ポリマー材料を含み、 ここで、高分子量ポリマー材料及び低分子量ポリマー材料は、コレステリック
    液晶材料（ＣＬＣ）秩序を有する材料を形成し、該ＣＬＣ秩序は、第一の及び第
    二の表面に関して配向され、該ＣＬＣ秩序のピッチは、第一の表面に垂直な方向
    に非線形に変化し、及び ここで、第一の偏り及び第一の表面上に広帯域幅入射を有する光は、フィルム
    から実質的に反射され、及び ここで、第二の偏り及び第一の表面上に広帯域幅入射を有する光は、フィルム
    から実質的に反射されず、及び ここで、フィルム内に印加された電場は、該電場が第一の表面に垂直な方向に
    成分を有するとき、第一の偏りを有する光の反射を制御する、 光制御フィルム。
  2. 【請求項２】 架橋された高分子量ポリマー材料がフィルムの２０重量％未満
    である請求項１の光制御フィルム。
  3. 【請求項３】 架橋された高分子量ポリマー材料がフィルムの１５重量％未満
    である請求項２の光制御フィルム。
  4. 【請求項４】 架橋された高分子量ポリマー材料がフィルムの１０重量％未満
    である請求項３の光制御フィルム。
  5. 【請求項５】 フィルム内に電場を印加するための第一の表面に隣接した電気
    的伝導性材料（該電気的伝導性材料は、広帯域幅及び第一の偏りを有する光を透
    過する）を更に含む請求項１の光制御フィルム。
  6. 【請求項６】 第二の表面に隣接した第二の電気的伝導性材料を更に含む請求
    項５の装置であって、第一の及び第二の電気的伝導性材料の間に適用された電圧
    がフィルム内に電場を印加する装置。
  7. 【請求項７】 第二の電気的伝導性材料が第一の帯域幅を有する光を透過する
    請求項６の装置。
  8. 【請求項８】 第一の偏りが円状の偏りである請求項６の装置。
  9. 【請求項９】 第一の表面にきわめて近接して透明な４分の１波の波長板を更
    に含み、これにより、透明な４分の１波の波長板上の直線偏光入射が制御可能に
    反射される、請求項８の装置。
  10. 【請求項１０】 フィルム内に電場を適用するための手段を更に含む請求項５
    の装置であって、該電場が第一の表面にわたって空間的に変化し、これにより、
    偏光がディスプレイの目的のために制御可能に反射される装置。
  11. 【請求項１１】 フィルム内に電場を適用するための手段を更に含む請求項５
    の装置であって、該電場が制御可能なバイアス場及び制御可能な調整場を有し、
    これにより、偏光の反射率が該制御可能な調整場を変化させることによって実質
    的に変化されることができる装置。
  12. 【請求項１２】 光学的通信手段を更に含み、これにより、該光学的通信手段
    内の光が制御される請求項５の装置。
  13. 【請求項１３】 第一の表面上に光を向けるための手段及び第一の表面から反
    射された光を受けるための手段を更に含み、これにより、制御可能な帯域幅を伴
    う偏光が反射された光を受けるための手段内に生成される請求項５の装置。
  14. 【請求項１４】 レーザーキャビティ手段を更に含み、これにより、フィルム
    がレーザーキャビティ内の反射要素として使用されるとき、レーザーキャビティ
    手段の出力が、フィルムによって制御される請求項５の装置。
  15. 【請求項１５】 第一の表面に極めて近接して透明な４分の１波の波長板を更
    に含み、これにより、該透明な４分の１波の波長板上の直線偏光入射が制御可能
    に反射される請求項５の装置。
  16. 【請求項１６】 光制御フィルム（該フィルムは第一の表面及び第二の表面を
    有する）を製造する方法であって、 表面上に、高分子量ポリマー材料及び低分子量ポリマー材料の混合物を適用し
    、該混合物内にＣＬＣ秩序を生成する工程、及び 高分子量ポリマー材料を架橋し、その結果、低分子量ポリマー材料がフィルム
    全体に有効に分散し、第一の表面から第二の表面までフィルムを横断して非均一
    型に分布して残る工程 を含む （ここで、第一の偏り及び第一の表面上に広帯域幅入射を有する光は、フィルム
    から実質的に反射され、及び ここで、第二の偏り及び第一の表面上に広帯域幅入射を有する光は、フィルム
    から実質的に反射されず、及び ここで、フィルム内に印加された電場は、第一の偏り及び広帯域幅の光の反射
    を実質的に減少させる）方法。
  17. 【請求項１７】 架橋が起こる工程が、低分子量材料が有効に分散できる時間
    ｔ２に比較して長い時間ｔ１内である請求項１６の方法。
  18. 【請求項１８】 架橋が起こる工程が、低強度紫外線放射によってフィルムを
    照射することを含む請求項１７の方法。
  19. 【請求項１９】 架橋が起こる工程が、１ｍｗ／ｃｍ2未満の放射強度を有す
    る高強度紫外線放射によってフィルムを照射することを含む請求項１８の方法。
  20. 【請求項２０】 架橋が起こる工程が、電子エネルギー堆積がフィルム全体に
    わたって実質的に変化する場合の高エネルギー電子によってフィルムを照射する
    ことを含む請求項１７の方法。
  21. 【請求項２１】 架橋が起こる工程が、フィルム全体にわたって実質的に非均
    一的に吸収される光によってフィルムを照射することを含む請求項１７の方法。
  22. 【請求項２２】 架橋が起こる工程が、フィルム横断方向にフィルムを実質的
    に非均一的に加熱することを含む請求項１７の方法。
  23. 【請求項２３】 基板； 該基板上の材料の単層（該材料は電子−磁気（ＥＭ）放射を反射し、該反射さ
    れたＥＭ放射は偏っており、該反射されたＥＭ放射は広帯域幅を有する）； 該材料層内に可変電場を発生するための電場発生器；及び 該電場発生器を制御するためのコントローラー； を含み、 これにより、該コントローラーが、電場発生器を制御して、該材料層内に場を
    生成し、及び これにより、反射されたＥＭ放射が、電場の変化に応答して変化する、 ＥＭ放射を制御するためのシステム。
  24. 【請求項２４】 第一の偏光を反射するための切替可能な単層反射偏光子であ
    って、 該単層反射偏光子は、該反射偏光子から反射された偏光の帯域幅が非常に広い
    ような、偏光反射分子の非線状分布を有し、及び ここで、該単層を横断して印加される電場が、該単層の反射率を変化させる、
    偏光子。
  25. 【請求項２５】 請求項２４の切替可能な反射偏光子であって、反対の偏りを
    反射する付加的な切替可能な反射偏光子を組み合わせており、 これにより、該組み合わせから反射された両方の偏光の帯域幅が非常に広く、
    及び これにより、該広帯域幅における光の反射率が電場によって制御されることが
    できる、偏光子。
  26. 【請求項２６】 請求項２５の切替可能な反射組み合わせであって、広帯域赤
    外線反射及び可視透過成分を組み合わせて制御可能に可視光を反射し、 これにより、可視光が制御可能に透過されることができ、赤外線が反射される
    ことができる、組み合わせ。
  27. 【請求項２７】 請求項２５の切替可能な反射組み合わせであって、赤外線を
    制御可能に反射する請求項２５の切替可能な反射組み合わせを組み合わせて制御
    可能に可視光を反射し、 これにより、可視光が制御可能に透過されることができ、赤外線が制御可能に
    透過されることができる、偏光子。
  28. 【請求項２８】 光制御フィルム（該フィルムは第一の表面及び第二の表面を
    有する）は、重合されたポリマーネットワークを含み、 該重合されたポリマーネットワークは、架橋された高分子量ポリマー材料及び
    低分子量コレステリック液晶（ＣＬＣ）材料を含み、 ここで、該高分子量及び該低分子量は、コレステリック液晶材料（ＣＬＣ）秩
    序を有する材料を形成し、該ＣＬＣ秩序は、第一の及び第二の表面に関して配向
    され、及び ここで、第一の偏り及び第一の表面上に第一の帯域幅入射を有する光は、フィ
    ルムから実質的に反射され、及び ここで、第二の偏り及び第一の表面上に第一の帯域幅入射を有する光は、フィ
    ルムから実質的に反射されず、及び ここで、フィルム内に印加された電場は、第一の偏りを有する光の反射の第一
    の帯域幅を実質的に変化させる、 光制御フィルム。
  29. 【請求項２９】 架橋された高分子量ポリマー材料がフィルムの２０重量％未
    満である請求項２８の光制御フィルム。
  30. 【請求項３０】 架橋された高分子量ポリマー材料がフィルムの１５重量％未
    満である請求項２９の光制御フィルム。
  31. 【請求項３１】 架橋された高分子量ポリマー材料がフィルムの１２重量％未
    満である請求項３０の光制御フィルム。
  32. 【請求項３２】 架橋された高分子量材料の低分子量材料に対する割合が第一
    の表面から第二の表面までフィルムを横断して実質的に一定である請求項２８の
    光制御フィルム。
  33. 【請求項３３】 第一の表面に隣接した第一の電気的伝導性材料（該第一の電
    気的伝導性材料はフィルム中に電場を印加するためのものであり、該第一の電気
    的伝導性材料は、第一の帯域幅を有する光を透過する）を更に含む請求項２８の
    光制御フィルム。
  34. 【請求項３４】 第二の表面に隣接した第二の電気的伝導性材料を更に含む請
    求項３３の装置であって、第一の及び第二の電気的伝導性材料の間に適用された
    電圧がフィルム内に電場を印加する装置。
  35. 【請求項３５】 第二の電気的伝導性材料が第一の帯域幅を有する光を透過す
    る請求項３４の装置。
  36. 【請求項３６】 第一の偏りが円状の偏りである請求項３４の装置。
  37. 【請求項３７】 第一の表面にきわめて近接して透明な４分の１波の波長板を
    更に含み、これにより、透明な４分の１波の波長板上の直線偏光入射が制御可能
    に反射される、請求項３６の装置。
  38. 【請求項３８】 フィルム内に電場を適用するための手段を更に含む請求項３
    ３の装置であって、該電場が第一の表面にわたって空間的に変化し、これにより
    、偏光がディスプレイの目的のために制御可能に反射される装置。
  39. 【請求項３９】 光学的通信手段を更に含み、これにより、該光学的通信手段
    内の光の帯域幅が制御される請求項３３の装置。
  40. 【請求項４０】 第一の表面上に光を向けるための手段及び第一の表面から光
    を受けるための手段を更に含み、これにより、制御可能な帯域幅を伴う偏光が光
    を受けるための手段内に生成される請求項３３の装置。
  41. 【請求項４１】 レーザーキャビティ手段を更に含み、これにより、フィルム
    がレーザーキャビティ内の反射要素として使用されるとき、レーザーキャビティ
    手段の光出力の帯域幅がフィルムによって制御される請求項３３の装置。
  42. 【請求項４２】 第一の表面に極めて近接して透明な４分の１波の波長板を更
    に含み、これにより、該透明な４分の１波の波長板上の直線偏光入射が制御可能
    に反射される請求項３３の装置。
  43. 【請求項４３】 光制御フィルム（該フィルムは第一の表面及び第二の表面を
    有する）を製造する方法であって、 表面上に、高分子量ポリマー材料及び低分子量ポリマー材料の混合物を適用し
    、該混合物内にＣＬＣ秩序を生成する工程、及び 高分子量ポリマー材料を架橋し、その結果、低分子量材料がフィルム内に有効
    に分散せず、均一に分布して残る工程 を含む （ここで、第一の偏り及び第一の表面上に第一の帯域幅入射を有する光は、フィ
    ルムから実質的に反射され、及び ここで、第二の偏り及び第一の表面上に第一の帯域幅入射を有する光は、フィ
    ルムから実質的に反射されず、及び ここで、フィルム内に印加された電場は、第一の偏りを有する光の反射の第一
    の帯域幅を実質的に増大させる）方法。
  44. 【請求項４４】 架橋が起こる工程が、低分子量材料が有効に分散できる時間
    ｔ２に比較して短い時間ｔ１内である請求項４３の方法。
  45. 【請求項４５】 架橋が起こる工程が、高強度紫外線放射によってフィルムを
    照射することを含む請求項４４の方法。
  46. 【請求項４６】 架橋が起こる工程が、０．１ワット／ｃｍ2よりも大きい放
    射強度を有する高強度紫外線放射によってフィルムを照射することを含む請求項
    ４５の方法。
  47. 【請求項４７】 架橋が起こる工程が、電子エネルギー堆積がフィルム全体に
    わたって実質的に一定である場合の高エネルギー電子によってフィルムを照射す
    ることを含む請求項４３の方法。
  48. 【請求項４８】 架橋が起こる工程が、フィルム全体にわたって実質的に均一
    的に吸収される光によってフィルムを照射することを含む請求項４３の方法。
  49. 【請求項４９】 架橋が起こる工程が、フィルム全体にわたってフィルムを実
    質的に均一的に加熱することを含む請求項４３の方法。
  50. 【請求項５０】 基板； 該基板上の材料の単層（該材料は電子−磁気（ＥＭ）放射を反射し、該反射さ
    れたＥＭ放射は偏っており、該反射されたＥＭ放射は帯域幅を有する）； 該材料層内に可変電場を発生するための電場発生器；及び 該電場発生器を制御するためのコントローラー； を含み、 これにより、該コントローラーが、電場発生器を制御して、該材料層内に場を
    生成し、及び これにより、反射されたＥＭ放射の帯域幅が、電場の変化に応答して変化する
    、 偏りのない電子磁気（ＥＭ）放射を制御するためのシステム。
  51. 【請求項５１】 第一の偏光を反射するための切替可能な反射偏光子であって
    、 該反射偏光子から反射された偏光の帯域幅が、該反射偏光子に電圧を適用する
    ことによって、広い帯域幅からより狭い帯域幅まで変化させることができる、偏
    光子。
  52. 【請求項５２】 請求項５１の切替可能な反射偏光子であって、反対の偏りを
    反射する付加的な切替可能な反射偏光子を組み合わせており、 これにより、該組み合わせから反射された全ての光の帯域幅が、該反射偏光子
    に電圧を適用することによって、広い帯域幅からより狭い帯域幅まで変化させる
    ことができる、偏光子。
  53. 【請求項５３】 請求項５２の切替可能な反射組み合わせであって、広帯域赤
    外線反射及び可視透過成分を組み合わせて制御可能に可視光を反射し、 これにより、可視光が制御可能に透過されることができ、赤外線が反射される
    ことができる、組み合わせ。
  54. 【請求項５４】 請求項５２の切替可能な反射組み合わせであって、赤外線を
    制御可能に反射する請求項２５の切替可能な反射組み合わせを組み合わせて制御
    可能に可視光を反射し、 これにより、可視光が制御可能に透過されることができ、赤外線が制御可能に
    透過されることができる、偏光子。
  55. 【請求項５５】 切替可能である非常に広い帯域幅を有する単層偏光フィルム
    。
  56. 【請求項５６】 電場によって制御可能である非常に広い帯域幅を有する切替
    可能な反射偏光フィルター。
  57. 【請求項５７】 フィルムの反射帯域幅の外側の反射率における少ない変化を
    有する切替可能な反射フィルム。
  58. 【請求項５８】 非常に広い帯域幅を有する偏光反射フィルムを使用する「ス
    マートウィンドウ」。
  59. 【請求項５９】 非常に広い帯域幅を有する反射多層ポリマーフィルムを組み
    合わせられた、非常に広い帯域幅を有する偏光反射フィルムを使用するスマート
    ウィンドウ。
  60. 【請求項６０】 フィルムの反射帯域幅の外側の反射率において少ない変化を
    有する反射多層ポリマーフィルムを組み合わせられた、非常に広い帯域幅を有す
    る偏光反射フィルムを使用するスマートウィンドウ。
  61. 【請求項６１】 透過光の更なる制御のために光散乱層を組み合わせられた、
    非常に広い帯域幅を有する偏光反射多層ポリマーフィルムを使用するスマートウ
    ィンドウ。
  62. 【請求項６２】 電場によって制御可能である帯域幅を有する反射偏光フィル
    ム。
  63. 【請求項６３】 電場によって制御可能である非常に広い帯域幅を有する偏光
    反射フィルムを使用するスマートウィンドウ。
  64. 【請求項６４】 コレステリック液晶（ＣＬＣ）の顕著な性質に基づく、遠く
    に到達する（ｆａｒ−ｒｅａｃｈｉｎｇ）、二重使用の、航空宇宙の及び窓ガラ
    ス（ｗｉｎｄｏｗ−ｇｌａｚｉｎｇ）の用途を有する赤外線反射偏光子及びフィ
    ルターの電気的に切替可能なファミリー。
  65. 【請求項６５】 合計可視透過性を維持する一方で、赤外線切替性能の前例の
    ない性質を有する、窓ガラスをアクティブ−ソーラー−コントロールするための
    、遠隔制御でき、動作部分を含まない、電気的に制御可能な偏光子。
  66. 【請求項６６】 遠隔制御される光学的部材中にはめ込まれた近赤外線切替可
    能な偏光子。
  67. 【請求項６７】 ＩＲ帯域にわたって広〜狭帯域反射操作を切り替えることが
    できる電気的に切替可能な赤外線反射偏光子。
  68. 【請求項６８】 上昇時間が少なくとも約１４．５ｍｓであり、落下時間が少
    なくとも約８．５ｍｓである電気的に切替可能な赤外線反射偏光子。
  69. 【請求項６９】 ＩＲ帯域にわたって狭〜広帯域反射操作を切り替えることが
    できる電気的に切替可能な赤外線反射偏光子。
  70. 【請求項７０】 電気的に整調可能な赤外線反射偏光子。
  71. 【請求項７１】 ７８０ｎｍ〜４ミクロンのＩＲ領域において操作する電気的
    に切替可能な広帯域反射偏光子に基づく電気的に切替可能なＩＲ反射器。
  72. 【請求項７２】 ７８０ｎｍ〜４ミクロンのＩＲ領域において操作する左及び
    右回りのＣＬＣに基づく切替可能な広帯域偏光子。
  73. 【請求項７３】 ＮＩＲスペクトル領域において操作可能な場−切替可能な広
    帯域反射偏光子。
  74. 【請求項７４】 ７００〜＞１０００ｎｍのスペクトル領域において操作可能
    であり、適用された電場を経て変化可能な偏光帯域幅及び吸光比を有する、場−
    切替可能な広帯域反射偏光子。
  75. 【請求項７５】 吸光比、総反射率及び反射スペクトルカッティングオフエッ
    ジで、電子−光学的構造の性能を最適化する方法。
  76. 【請求項７６】 偏光子の帯域幅、より長い波長へのシフト、及び吸光比の好
    適なレベルへの更なる拡張を可能にする、切替可能な広帯域〜狭帯域偏光子を製
    造するための材料レシピ。
  77. 【請求項７７】 異なるピッチ、架橋密度、及び重合割合を有する液晶ポリマ
    ー化合物を使用する電気的に切替可能なＩＲ反射偏光子の製造方法。
  78. 【請求項７８】 ＤＣ電圧が適用されると、帯域幅が広がるよりもむしろ、反
    射帯域におけるシフトを受ける電気的に制御可能な狭帯域反射偏光子。
  79. 【請求項７９】 偏り、吸光比、及び帯域幅などの偏光子の他の仕様に影響す
    ることなく、電場を適用することによって、ＣＬＣ中央波長を精密に電気的に整
    調する方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007096070A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 National Institute For Materials Science 高効率レーザー発振装置
JP2011018037A (ja) * 2009-06-11 2011-01-27 Fujifilm Corp 光反射膜の製造方法
JP2015045679A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 国立大学法人大阪大学 光学素子の製造方法、光学素子、偏光無依存型位相変調素子

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005527846A (ja) 2002-03-27 2005-09-15 エーブリー　デニソン　コーポレイション 切り換え可能な電気光学的積層
US7068344B2 (en) * 2003-02-24 2006-06-27 3M Innovative Properties Company Cholesteric liquid crystal optical bodies and methods of manufacture and use
KR100756067B1 (ko) * 2004-10-26 2007-09-07 (주)비노시스 편광 광학체 및 그 제조 방법
US9387652B2 (en) 2005-01-10 2016-07-12 Avery Dennison Corporation Removable curl labels
FR2890396B1 (fr) 2005-09-08 2009-01-23 Centre Nat Rech Scient Procede d'elaboration d'un materiau a cristaux liquides a taux de reflexion accru
FR2890397B1 (fr) 2005-09-08 2009-02-27 Centre Nat Rech Scient Procede d'elaboration d'un materiau a cristaux liquides a bande de reflexion elargie
BRPI0717895B1 (pt) 2006-11-02 2017-03-21 Avery Dennison Corp composição adesiva sensível à pressão baseada em emulsão, rótulos removíveis e método para desprender um rótulo em relação a um artigo
US8552374B2 (en) 2008-10-02 2013-10-08 Koninklijke Philips N.V. Spectral detector
RU2011143933A (ru) 2009-03-30 2013-05-10 Авери Деннисон Корпорейшн Удаляемая самоклеющаяся этикетка, включающая слой полимерной пленки с высоким модулем упругости при растяжении
EP2414473B1 (en) 2009-03-30 2014-12-31 Avery Dennison Corporation Removable adhesive label containing inherently shrinkable polymeric film
WO2010117774A1 (en) 2009-03-30 2010-10-14 Avery Dennison Corporation Removable adhesive label containing polymeric film layer having water affinity
US9448111B2 (en) 2009-10-16 2016-09-20 Koninklijke Philips N.V. Spectral detection device for detecting spectral components of received light
JP6571934B2 (ja) * 2011-08-08 2019-09-04 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＭｅｒｃｋ Ｐａｔｅｎｔ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｍｉｔ ｂｅｓｃｈｒａｅｎｋｔｅｒ Ｈａｆｔｕｎｇ 光透過を制御するための層配列
US9507185B2 (en) * 2011-10-24 2016-11-29 Merck Patent Gmbh Switch element comprising a liquid crystalline medium
US9302452B2 (en) * 2012-03-02 2016-04-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Transparent laminates comprising inkjet printed conductive lines and methods of forming the same
US9303209B2 (en) 2012-07-11 2016-04-05 Alphamicron Incorporated Continuous wave directional emission liquid crystal structures and devices
CN103676327B (zh) * 2013-12-13 2016-08-17 北京科技大学 有光响应特性的多反射带层状胆甾相液晶复合薄膜及工艺
CN105487157A (zh) * 2014-08-13 2016-04-13 南京晶多新材料科技有限公司 一种兼作散射偏光片的电控调光膜的构造和应用
DE112014007200T5 (de) 2014-12-30 2017-08-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbierender artikel mit teilweise abtrennbarer, hautberührender deckschicht
KR102268665B1 (ko) * 2020-03-17 2021-06-23 사회복지법인 삼성생명공익재단 실내 감정 조절 블라인드, 실내 감정 조절 블라인드의 동작 방법, 및 컴퓨터 프로그램
US20230393317A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 Meta Platforms Technologies, Llc Tunable reflective polarizer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691789A (en) * 1995-10-30 1997-11-25 Li; Le Single-layer reflective super broadband circular polarizer and method of fabrication therefor
BE1007485A3 (nl) * 1993-09-08 1995-07-11 Philips Electronics Nv Schakelbaar cholesterisch filter en verlichtingsarmatuur voorzien van een filter.
DE69610193T2 (de) * 1995-12-21 2001-04-12 Koninkl Philips Electronics Nv Verfahren zur herstellung eines schaltbaren cholesterischen filters, sowie auch einer beleuchtungsanlage mit solchen filtern

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007096070A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 National Institute For Materials Science 高効率レーザー発振装置
JP2011018037A (ja) * 2009-06-11 2011-01-27 Fujifilm Corp 光反射膜の製造方法
JP2015045679A (ja) * 2013-08-27 2015-03-12 国立大学法人大阪大学 光学素子の製造方法、光学素子、偏光無依存型位相変調素子

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Publication number Publication date
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