JPH0445193A - Optical element - Google Patents
Optical elementInfo
- Publication number
- JPH0445193A JPH0445193A JP15174090A JP15174090A JPH0445193A JP H0445193 A JPH0445193 A JP H0445193A JP 15174090 A JP15174090 A JP 15174090A JP 15174090 A JP15174090 A JP 15174090A JP H0445193 A JPH0445193 A JP H0445193A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- liquid crystal
- film
- temperature
- polypeptide derivative
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims abstract description 43
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims abstract description 43
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims abstract description 43
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 150000003862 amino acid derivatives Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 230000006355 external stress Effects 0.000 claims description 5
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 5
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N D-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 abstract description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 abstract description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 abstract 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 32
- 239000004986 Cholesteric liquid crystals (ChLC) Substances 0.000 description 27
- 238000002983 circular dichroism Methods 0.000 description 21
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 14
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 description 10
- 108010020346 Polyglutamic Acid Proteins 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 3
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- UQDJGEHQDNVPGU-UHFFFAOYSA-N serine phosphoethanolamine Chemical compound [NH3+]CCOP([O-])(=O)OCC([NH3+])C([O-])=O UQDJGEHQDNVPGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005264 High molar mass liquid crystal Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229920000835 poly(gamma-benzyl-L-glutamate) polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 -Dioxane Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000252233 Cyprinus carpio Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001841 cholesterols Chemical class 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000000291 glutamic acid group Chemical group N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)* 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001308 poly(aminoacid) Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal Substances (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高分子液晶を用いた光学素子に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to an optical element using polymer liquid crystal.
生体におけるタンパク質等に見られるように、通常、ポ
リペプチド誘導体は極めて複雑な高次構造を有し、それ
により種々の機能を発現する。そして、その構成単位で
あるアミノ酸残基が形成する水素結合の種類によってα
−へリックス、β−シートおよびランダムコイルの３種
類に大別される。すなわち、アミノ酸残基が分子内で水
素結合を形成する場合にはα−ヘリックス、水素結合が
分子間で形成される場合にはβ−シート、そして水素結
合が形成されない場合にはランダムコイル構造をとる。As seen in proteins in living organisms, polypeptide derivatives usually have extremely complex higher-order structures, thereby expressing various functions. α depends on the type of hydrogen bond formed by the amino acid residues that are its constituent units.
- They are roughly divided into three types: helices, β-sheets, and random coils. In other words, when amino acid residues form hydrogen bonds within the molecule, they form α-helices, when hydrogen bonds form between molecules, they form β-sheets, and when no hydrogen bonds are formed, they form random coil structures. Take.
ポリペプチド誘導体の一種であるポリグルタミン酸エス
テルは、各アミノ酸残基が有する側鎖や周囲の環境条件
（温度、溶媒等）によって２次構造が異なり、かつその
構造を安定に保つことが知られている。特に、ポリグル
タミン酸の各アミノ酸残基の側鎖をベンジルエステルと
したポリーγ−ベンジル−し一グルタメート（以下、Ｐ
ＢＬＧと略記する）またはポリーγ−ベンジルーＤ−グ
ルタメート（以下、ＰＢＤＧと略記する）は、■、４−
ジオキサン、ジメチルホルムアミド、１，２−ジクロロ
エタン、テトラヒドロフラン等の多くの有機溶媒中で安
定なα−へリックス構造を形成し、コレステリック液晶
相を発現することで知られている。Polyglutamic acid ester, a type of polypeptide derivative, has a secondary structure that differs depending on the side chain of each amino acid residue and surrounding environmental conditions (temperature, solvent, etc.), and is known to maintain its structure stably. There is. In particular, poly γ-benzyl monoglutamate (hereinafter referred to as P
(abbreviated as BLG) or poly γ-benzy-D-glutamate (hereinafter abbreviated as PBDG),
It is known to form a stable α-helical structure in many organic solvents such as dioxane, dimethylformamide, 1,2-dichloroethane, and tetrahydrofuran, and to exhibit a cholesteric liquid crystal phase.
コレステリック液晶相は層構造を有し、各層内では分子
が一方向に平行に配向している。また、コレステリック
液晶相は、この層に直角な方向にねじれの軸（ヘリック
ス軸）を有しており、分子の配向方向が各層間で一定角
度ずれている。そして、配向方向が３８０°異なる層と
層との間の距離はコレステリックピッチ、または単にピ
ッチと呼ばれる。コレステリック液晶はその大きな周期
構造によって特徴付けられ、コレステリック液晶の光学
特性である異常に大きな旋光能、および狭い波長領域で
起こる右または左円偏光の選択反射能は、上記らせん構
造に由来するものである。後者の選択反射能によってコ
レステリック液晶は円偏光二色性（ＣＤ ）を有し、反
射の中心波長λ■は、らせんピッチＰおよび屈折率ｎと
λ■−ｎＰの関係にある。この特性によって、λ會が可
視波長領域にある場合には、赤から青までの鮮やかな呈
色効果が生じる。The cholesteric liquid crystal phase has a layered structure, and within each layer, molecules are oriented in parallel in one direction. Further, the cholesteric liquid crystal phase has a twist axis (helix axis) in a direction perpendicular to this layer, and the orientation direction of molecules is shifted by a certain angle between each layer. The distance between layers whose orientation directions differ by 380° is called cholesteric pitch or simply pitch. Cholesteric liquid crystals are characterized by their large periodic structure, and the optical properties of cholesteric liquid crystals, such as their unusually large optical rotation power and the ability to selectively reflect right- or left-handed circularly polarized light in a narrow wavelength range, are derived from the above-mentioned helical structure. be. Due to the latter selective reflection ability, the cholesteric liquid crystal has circular dichroism (CD), and the reflection center wavelength λ■ has a relationship of λ■-nP with the helical pitch P and the refractive index n. This characteristic produces a vivid coloration effect ranging from red to blue when the λ ray is in the visible wavelength range.
上述のように、コレステリック液晶はそのコレステリッ
クピッチに応じた波長領域で右もしくは左円偏光のいず
れかを選択反射する。このような液晶に直線偏光が入射
した場合には、その中の右もしくは左円偏光のいずれか
が選択反射され、その波長領域における透過光量が１／
２になる。さらに、右円偏光選択反射膜と左円偏光反射
膜とを重ねて用いた場合には、光は透過しない。As described above, cholesteric liquid crystals selectively reflect either right-handed or left-handed circularly polarized light in a wavelength range depending on the cholesteric pitch. When linearly polarized light enters such a liquid crystal, either the right or left circularly polarized light is selectively reflected, and the amount of transmitted light in that wavelength range is reduced by 1/2.
It becomes 2. Furthermore, when a right-handed circularly polarized light selective reflection film and a left-handed circularly polarized light reflective film are used in an overlapping manner, no light is transmitted.
ポリグルタミン酸エステルが形成するコレステリック液
晶相は、溶媒の種類、濃度、温度等の諸条件によりその
コレステリックピッチが変化する。The cholesteric pitch of the cholesteric liquid crystal phase formed by polyglutamic acid ester changes depending on various conditions such as the type of solvent, concentration, and temperature.
その変化の幅は、波長に換算すると、紫外から遠赤外を
経て無限大の波長にまで対応する。したがって、条件を
適当に設定することにより任意の波長領域の右もしくは
左円偏光成分を選択反射させることができる。When converted to wavelength, the range of change corresponds to infinite wavelengths, from ultraviolet to far infrared. Therefore, by appropriately setting conditions, it is possible to selectively reflect right or left circularly polarized light components in any wavelength range.
このような特性を利用して素子を作成しようとする場合
、溶液状態よりも固体状態、特にフィルム状であるほう
がハンドリング性、安定性等の点で好ましい。したがっ
て、固体状態でコレステリック液晶相を形成し、かつ温
度等によってそのコレステリックピッチが変化する特性
を有する物質が好ましい。しかしながら、ＰＢＬＧ （
またはＰＢＤＧ）は、溶液状態においてのみコレステリ
ック液晶相を形成し、固体状態においてはコレステリッ
ク液晶相を示さず、素子への利用には制限があった。When attempting to create an element utilizing such characteristics, a solid state, particularly a film form, is more preferable than a solution state in terms of handling properties, stability, and the like. Therefore, it is preferable to use a substance that forms a cholesteric liquid crystal phase in a solid state and whose cholesteric pitch changes depending on temperature or the like. However, PBLG (
or PBDG) forms a cholesteric liquid crystal phase only in a solution state, and does not show a cholesteric liquid crystal phase in a solid state, so that its use in devices is limited.
一般に、側鎖基に炭素数の多い直鎖アルキル基、アリー
ル基を有するポリペプチド誘導体は、温度上昇に伴って
長いフレキシブルな側鎖基が溶媒に類似した作用をする
ことが知られており、このような側鎖基がある程度の体
積を占めることにより固体中においてもサーモトロピッ
ク・コレステリック液晶となり得る。特開昭節［１２−
１１６６２９号公報および同第６２−１７５９３９号公
報には、ポリグルタミン酸エステルの側鎖基を変更する
ことによって得られたコレステリック液晶相を示す材料
と、この材料の光記録媒体等への応用が開示されている
。In general, it is known that polypeptide derivatives having linear alkyl or aryl groups with a large number of carbon atoms in their side chain groups have long flexible side chain groups that act similar to solvents as the temperature rises. When such side chain groups occupy a certain amount of volume, a thermotropic cholesteric liquid crystal can be formed even in a solid state. Tokukai Shosetsu [12-
No. 116629 and No. 62-175939 disclose a material exhibiting a cholesteric liquid crystal phase obtained by changing the side chain group of a polyglutamic acid ester, and the application of this material to optical recording media, etc. ing.
しかしながら、上記明細書中に開示されたポリペプチド
誘導体は、液晶転移温度が比較的低温であるため保存安
定性に劣る。また、成膜時におけるコレステリック相の
固定が困難であり、−度転移温度以上に加熱保持した後
冷却するアニール処理が必要となる。However, the polypeptide derivatives disclosed in the above specification have a relatively low liquid crystal transition temperature and therefore have poor storage stability. Furthermore, it is difficult to fix the cholesteric phase during film formation, and an annealing process is required in which the film is heated to a temperature above -degree transition temperature and then cooled.
したがって、この発明は、保存安定性が良好であり、か
つ成膜時にアニール処理を必要としない高分子液晶を有
する、高速のスイッチング動作が可能な光学素子を提供
することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical element that has good storage stability, has a polymeric liquid crystal that does not require an annealing treatment during film formation, and is capable of high-speed switching operation.
この発明の光学素子に用いられる高分子液晶は、特定の
狭い波長領域において右円偏光または左円偏光のいずれ
かに対してのみ選択反射を生じ、かっこの選択反射波長
領域を温度、電場、磁場、光、圧力等の外部応力を適用
することによって変化させることが可能なポリペプチド
誘導体である。このポリペプチド誘導体は、α−ヘリッ
クス構造を有しており、かつ側鎖基の１〜９０％が液晶
性を示す化合物に由来するメソゲン基である。The polymer liquid crystal used in the optical element of the present invention selectively reflects only right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light in a specific narrow wavelength range, and the selective reflection wavelength range in parentheses is controlled by temperature, electric field, and magnetic field. , a polypeptide derivative that can be altered by applying external stress such as light, pressure, etc. This polypeptide derivative has an α-helical structure, and 1 to 90% of the side chain groups are mesogenic groups derived from a compound exhibiting liquid crystallinity.
このようなポリペプチド誘導体はコレステリック液晶を
発現するものであればどのようなものでもよいが、好ま
しくはアミノ酸を構成単位とするポリアミノ酸であり、
特にはＬ（Ｄ）−アスパラギン、Ｌ（Ｄ）−アスパラギ
ン酸、Ｌ（Ｄ）−グルタミンまたはＬ（Ｄ）−グルタミ
ン酸を構成単位とするホモポリマが好ましい。この際、
ポリペプチド誘導体の１分子はＬ体またはＤ体のいずれ
か一種類のみで形成される。また、ポリマーマトリック
ス中においては、ラセミ体でない限りはＬ体とＤ体とが
混在していてもよいが、いずれかの異性体のみからなる
マトリックスが好ましい。これは、コレステリック液晶
のらせん構造がＬ体とＤ体とではらせん方向が逆転して
おり、これらが混在している場合には液晶構造が相殺さ
れて欠陥となるためである。Such polypeptide derivatives may be of any type as long as they express cholesteric liquid crystals, but are preferably polyamino acids having amino acids as constituent units,
Particularly preferred are homopolymers having L(D)-asparagine, L(D)-aspartic acid, L(D)-glutamine, or L(D)-glutamic acid as constituent units. On this occasion,
One molecule of a polypeptide derivative is formed of only one type of L-form or D-form. Furthermore, in the polymer matrix, L-form and D-form may coexist as long as they are not racemic, but a matrix consisting only of either isomer is preferred. This is because the helical structure of the cholesteric liquid crystal has reversed helical directions in the L-form and the D-form, and if these are present together, the liquid crystal structures cancel each other out, resulting in a defect.
以下、この発明に用いられるポリペプチド誘導体を、ポ
リ−Ｌ−グルタミン酸エステルを例として説明するが、
他のアミノ酸についても同様である。Hereinafter, polypeptide derivatives used in the present invention will be explained using poly-L-glutamic acid ester as an example.
The same applies to other amino acids.
この発明に用いられるポリ−Ｌ−グルタミン酸エステル
は、下記一般式（Ｉ）で表わされる。The poly-L-glutamic acid ester used in this invention is represented by the following general formula (I).
−←聞−作−（資）＋「−一＋■−鮒−艶→−１ＣＨ２
ＣＨ２
Ｃ−０Ｃ−０
Ｒ，Ｒ２
上記一般式（１）において、Ｒ１
は
（ここで、ｉは１〜６、ｊは１〜３の整数である）の少
なくとも一種を含む側鎖基であり、Ｒ２はメソゲン基で
ある。-← Listen-made - (fund) + "-1 + ■ - Carp - luster → -1CH2
CH2 C-0C-0 R, R2 In the above general formula (1), R1 is a side chain group containing at least one of the following (where i is an integer of 1 to 6 and j is an integer of 1 to 3), R2 is a mesogenic group.
上記一般式（１）におけるメソゲン基Ｒ２は、さらに、
式
で表わすことができる。式中、Ａは
一〇ＣＨ２−＋−ｒ−
→ＣＨ２±１−〇−１または
→ＣＨ２ＣＨ２０＋−ｒ−
（ここでｋは１〜１６の整数）のいずれかであり、Ｂお
よびＣはそれぞれ後掲の第２および３表に記載の基のい
ずれかである。Ｂは、第２表に挙げた置換基の他に、そ
れらの置換基に含まれるベンゼン環のいずれか一方もし
くは両方が、
等のへテロ環で置換されたものでもよく、その末端にさ
らに１つ以上のベンゼン環、シクロヘキサン環、もしく
はヘテロ環が結合したものでもよい。The mesogenic group R2 in the above general formula (1) further includes:
It can be expressed by the formula. In the formula, A is either 10CH2-+-r- →CH2±1-0-1 or →CH2CH20+-r- (where k is an integer from 1 to 16), and B and C are each Any of the groups listed in Tables 2 and 3 below. In addition to the substituents listed in Table 2, B may be one in which one or both of the benzene rings contained in those substituents is substituted with a hetero ring such as It may be a combination of three or more benzene rings, cyclohexane rings, or heterocycles.
また、メソゲン基Ｒ２は、コレステロール誘導体由来の
置換基であってもよい。メソゲン基Ｒ２の具体例を後掲
の第４表に示すが、これに限られるものではない。上記
ポリグルタミン酸エステルには、上記置換基の１種以上
がＲ２として含まれる。Furthermore, the mesogenic group R2 may be a substituent derived from a cholesterol derivative. Specific examples of the mesogenic group R2 are shown in Table 4 below, but the invention is not limited thereto. The above polyglutamic acid ester contains one or more of the above substituents as R2.
ポリペプチド誘導体におけるメソゲン基の含有率は、メ
ソゲン基の構造や成膜条件と同様に、コレステリックピ
ッチの温度依存性、電圧印加時の配向挙動、成膜時のピ
ッチバンドの波長領域の決定等に対する重要な因子であ
る。上記一般式（１）で表わされるポリグルタミン酸エ
ステルにおいて、メソゲン基Ｒ２を有するグルタミン酸
残基の全体に対する割合［１１００Ｘ／ （Ω十ｍ）％
コの最適値は、Ｒ１およびＲ２の構造によって異なるが
、通常１〜９０％、好ましくは２〜５０％である。この
割合が１％未満である場合には、メソゲン基の効果が充
分に発揮されない。また、この割合が９０％をこえる場
合には、メソゲン基同士の相互作用によって結晶化、ス
クッキング等の現象が生じ、コレステリック液晶相を発
現しないか、もしくは選択波長領域が固定されてしまい
、光学素子の性能を低下させてしまう傾向にある。The content of mesogenic groups in polypeptide derivatives, as well as the structure of mesogenic groups and film formation conditions, is influenced by the temperature dependence of cholesteric pitch, the orientation behavior when voltage is applied, and the determination of the wavelength region of the pitch band during film formation. This is an important factor. In the polyglutamic acid ester represented by the above general formula (1), the proportion of glutamic acid residues having a mesogenic group R2 to the whole [1100X/(Ω10m)%
The optimum value of 0 varies depending on the structure of R1 and R2, but is usually 1 to 90%, preferably 2 to 50%. If this ratio is less than 1%, the effect of the mesogenic group will not be sufficiently exhibited. In addition, if this ratio exceeds 90%, phenomena such as crystallization and scooking occur due to the interaction between mesogenic groups, and cholesteric liquid crystal phase may not be expressed or the selected wavelength range may be fixed, resulting in optical This tends to reduce the performance of the element.
上記−船蔵（Ｉ）で表わされるポリグルタミン酸エステ
ルの重合度（Ｄｐ−、ｌｌ＋ｍ）は５０〜２０００であ
り、より好ましくは７５〜７００である。重合度が５０
未満である場合には、ポリグルタミン酸エステルの成膜
性が悪化し、さらに液晶転移点が低下して安定性に劣る
傾向にある。また、重合度が２０００をこえる場合には
、液晶転移点が高くなりすぎてポリグルタミン酸エステ
ルが分解してしまう危険性があり、さらに粘性も高くな
るため電界を印加した際の応答速度が遅くなる傾向にあ
る。The degree of polymerization (Dp-, 11+m) of the polyglutamic acid ester represented by the above-mentioned - Funazo (I) is from 50 to 2,000, more preferably from 75 to 700. Degree of polymerization is 50
If it is less than this, the film-forming properties of the polyglutamic acid ester deteriorate, and furthermore, the liquid crystal transition point tends to decrease, resulting in poor stability. In addition, if the degree of polymerization exceeds 2000, there is a risk that the liquid crystal transition point will become too high and the polyglutamic acid ester will decompose, and the viscosity will also increase, resulting in a slow response speed when an electric field is applied. There is a tendency.
この発明の光学素子に好適に用いることができるポリグ
ル多ミン酸エステルの具体例が後掲の第５表に示されて
いる。Specific examples of polyglupolymic acid esters that can be suitably used in the optical element of the present invention are shown in Table 5 below.
この発明の光学素子に用いられるポリペプチド誘導体は
、コレステリック液晶相の外部応力によるピッチバンド
シフトの応答速度、感度、ピッチバンドの固定波長領域
等が、側鎖基の種類とその割合、成膜時の塗布溶媒、作
動温度等の雰囲気条件、基板の種類等の要因によって大
きく変化する。The polypeptide derivative used in the optical element of the present invention has various characteristics such as response speed of pitch band shift due to external stress of cholesteric liquid crystal phase, sensitivity, fixed wavelength range of pitch band, etc., type and proportion of side chain groups, and film formation time. It varies greatly depending on factors such as the coating solvent, atmospheric conditions such as operating temperature, and the type of substrate.
したがって、異なる性能を有する多様な素子を作成する
ことが可能である。Therefore, it is possible to create a variety of devices with different performances.
上記ポリペプチド誘導体は、例えば、通常のエステル交
換によって調製することができる。また、上記ポリペプ
チド誘導体を成膜する方法としては、通常のポリマーと
同様に、溶液キャスト法、スピンコード法、延伸法等を
挙げることができるが、成膜時にコレステリックピッチ
バンドを固定した状態に保つ点から外圧の少ない溶液キ
ャスト法が好ましい。すなわち、上記ポリペプチド誘導
体を有機溶媒に所定量溶解し、得られた溶液をデイ・ラ
ビング法、ロールコータ法、スクリーン印刷法、ドクタ
ーブレード法等によって基板上に均一に塗布した後乾燥
することにより膜を形成する。この際用いられる溶媒は
、ポリペプチド誘導体が溶解し、かつ溶液中でα−へリ
ツクス構造を形成し得るものであればどのようなもので
もよく、具体的には、ハロゲン系溶媒、１．４−ジオキ
サン、ＤＭＦ。The above polypeptide derivatives can be prepared, for example, by conventional transesterification. In addition, methods for forming a film of the above polypeptide derivative include solution casting, spin cording, stretching, etc. in the same way as for ordinary polymers. From the viewpoint of maintenance, a solution casting method with less external pressure is preferable. That is, by dissolving a predetermined amount of the above polypeptide derivative in an organic solvent, applying the resulting solution uniformly onto a substrate by a day rubbing method, a roll coater method, a screen printing method, a doctor blade method, etc., and then drying it. Forms a film. The solvent used at this time may be any solvent as long as it can dissolve the polypeptide derivative and form an α-helical structure in the solution. Specifically, halogen-based solvents, -Dioxane, DMF.
ＴＨＦ等を挙げることができる。また、上記条件を満た
す限りにおいて、貧溶媒を混合したものでも、２種以上
の良溶媒を混合したものでもよい。Examples include THF. Further, as long as the above conditions are satisfied, a mixture of a poor solvent or a mixture of two or more good solvents may be used.
上記ポリペプチド誘導体を成膜する際のコレステリック
ピッチバンドの固定状態は、溶媒の種類によって大きく
変化するため、所望の成膜状態を得るためには溶媒の選
択は重要である。Since the fixed state of the cholesteric pitch band when forming a film of the above-mentioned polypeptide derivative varies greatly depending on the type of solvent, selection of the solvent is important in order to obtain a desired film-forming state.
このようにして得られｔ：フィルムは、それ自体すでに
コレステリック液晶相に由来するＣＤ吸吸収ツク有して
いる。したがって、アニール処理の必要はない。このフ
ィルムを加熱すると、ある温度（しきい値温度：二Ｔ、
ｈ）以下ではＣＤの吸収ピークは変化しないが、この温
度をこえると温度に比例してＣＤの吸収ピークが長波長
側にシフトする。The film obtained in this way already has a CD absorption property derived from the cholesteric liquid crystal phase. Therefore, there is no need for annealing. When this film is heated, it reaches a certain temperature (threshold temperature: 2 T,
Below h), the absorption peak of CD does not change; however, when this temperature is exceeded, the absorption peak of CD shifts to the longer wavelength side in proportion to the temperature.
また、吸収ピークがシフトした後フィルムを急冷すると
、吸収ピークはシフトした状態で固定され、室温で放置
しても長時間吸収ピークがシフトすることはない。さら
に、しきい値温度以上に加熱した状態でフィルムに電圧
を印加すると、コレステリック液晶相が崩れてネマチッ
ク液晶相となりＣＤの吸収ピークは消滅する。Furthermore, if the film is rapidly cooled after the absorption peak has shifted, the absorption peak will be fixed in the shifted state, and the absorption peak will not shift for a long time even if it is left at room temperature. Furthermore, when a voltage is applied to the film while it is heated above the threshold temperature, the cholesteric liquid crystal phase collapses into a nematic liquid crystal phase, and the CD absorption peak disappears.
次のこの発明による光学素子を図面を参照して説明する
。The following optical element according to the present invention will be explained with reference to the drawings.
第１図は、この発明の光学素子の４態様を示す断面図で
ある。第１図に示すように、この光学素子は、基板１上
に発熱層２、全反射層３、ポリマ層４および全反射層５
を順次積層してなる。発熱層２は、例えば、窒化タンタ
ルからなり、スイッチ６を介して電源７に接続されてい
て電圧を印加することにより発熱する。ポリマー層４は
、上記の如くして得られたポリペプチド誘導体のフィル
ムであり、コレステリック液晶相のらせん軸が基板と平
行になるように配置されている。ポリマー層の膜厚は少
なくとも０．０３ ｎである。全反射層３および５はこ
のポリマー層４よりも屈折率が低い物質からなるフィル
ムである。この光学素子には、ポリマー層４のらせん軸
と平行な矢印Ａの方向から光信号が入射する。FIG. 1 is a sectional view showing four embodiments of the optical element of the present invention. As shown in FIG. 1, this optical element includes a substrate 1, a heat generating layer 2, a total reflection layer 3, a polymer layer 4, and a total reflection layer 5.
are layered one after another. The heat generating layer 2 is made of, for example, tantalum nitride, is connected to a power source 7 via a switch 6, and generates heat when a voltage is applied thereto. The polymer layer 4 is a film of the polypeptide derivative obtained as described above, and is arranged so that the helical axis of the cholesteric liquid crystal phase is parallel to the substrate. The thickness of the polymer layer is at least 0.03 n. The total reflection layers 3 and 5 are films made of a material having a lower refractive index than the polymer layer 4. An optical signal is incident on this optical element from the direction of arrow A, which is parallel to the helical axis of the polymer layer 4.
この光学素子の発熱層２を加熱してポリマー層４をその
しきい値温度以上に昇温すると、ＣＤの吸収ピークが次
第に長波長側にシフトする。吸収ピークが信号光の波長
に達したときに加熱を止め、ポリマー層４を急冷すると
、吸収ピークは信号光の波長で固定される。この状態で
、ポリマー層４を形成するポリペプチド誘導体が左円偏
光を選択反射する特性ををし、かつ信号光に左円偏光が
用いられている場合には、この素子は信号光に対１７て
オフ状態にあることになる。また、信号光が直線偏光で
ある場合であっても、この光学素子の入射前もしくは透
過後に円偏光フィルター等を通過して右円偏光成分が除
去された場合にはやはりオフ状態となる。オフ状態にあ
る光学素子を、固定した吸収ピークに対応する温度まで
再加熱し、その後発熱層２を徐々に冷却すると、コレス
テリックピッチが徐々に短くなり再びオン状態に戻すこ
とができる。このオン・オフの変換操作は、繰り返し行
なうことが可能である。When the heating layer 2 of this optical element is heated to raise the temperature of the polymer layer 4 above its threshold temperature, the CD absorption peak gradually shifts to the longer wavelength side. When the absorption peak reaches the wavelength of the signal light, the heating is stopped and the polymer layer 4 is rapidly cooled, so that the absorption peak is fixed at the wavelength of the signal light. In this state, if the polypeptide derivative forming the polymer layer 4 has the property of selectively reflecting left-handed circularly polarized light, and left-handed circularly polarized light is used for the signal light, this element It will be in the off state. Further, even if the signal light is linearly polarized light, if it passes through a circularly polarizing filter or the like before entering or after passing through this optical element and the right circularly polarized light component is removed, it will still be in the off state. When the optical element in the OFF state is reheated to a temperature corresponding to the fixed absorption peak and then the heat generating layer 2 is gradually cooled, the cholesteric pitch is gradually shortened and the optical element can be returned to the ON state. This on/off conversion operation can be repeated.
第２図は、第１図に示す光学素子にさらに電極を設けた
素子の断面を示す図である。第２図に示すように、この
光学素子は、基板１上に発熱層２、電極８、全反射層３
、ポリマー層４、全反射層５および電極９を順次積層し
てなる。発熱層２にはスイッチ６を介して電源７が接続
されており、電極８および９はスイッチ１０を介して電
源１１に接続されている。電極８および９は、例えばア
ルミニウムからなるものである。ポリマー層４を形成す
るポリペプチド誘導体フィルムのらせん軸は基板１に平
行に配置されており、光信号はこのらせん軸と平行な矢
印Ａの方向から素子に入射する。FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical element shown in FIG. 1, which is further provided with electrodes. As shown in FIG. 2, this optical element includes a substrate 1, a heat generating layer 2, an electrode 8, and a total reflection layer 3.
, a polymer layer 4, a total reflection layer 5, and an electrode 9 are sequentially laminated. A power source 7 is connected to the heat generating layer 2 via a switch 6, and electrodes 8 and 9 are connected to a power source 11 via a switch 10. Electrodes 8 and 9 are made of aluminum, for example. The helical axis of the polypeptide derivative film forming the polymer layer 4 is arranged parallel to the substrate 1, and the optical signal enters the device from the direction of arrow A, which is parallel to this helical axis.
この光学素子も、第１図に示す光学素子と同様の操作で
ポリペプチド誘導体フィルムの吸収ピークを所望の波長
に固定し、信号光に対してオフ状態にすることができる
。しかしながら、第２図に示す光学素子においては、こ
の状態を再びオン状態に戻す場合には電極８および９に
電圧を印加するだけでよい。これは、電極８および９に
電圧を印加することにより、ポリペプチド誘導体のα−
へリックス主鎖の長軸が基板ｌに対して垂直方向に配向
し、コレステリック液晶相からネマチック液晶相に変化
するためである。電極８および９への電圧の印加を止め
ると、ポリペプチド誘導体はそれ自体の配向能によって
直ちにコレステリック層を形成し、再びオフ状態に戻る
。この操作も繰り返し行なうことができる。This optical element can also be turned off for signal light by fixing the absorption peak of the polypeptide derivative film at a desired wavelength by the same operation as the optical element shown in FIG. However, in the optical element shown in FIG. 2, it is only necessary to apply a voltage to the electrodes 8 and 9 in order to turn this state back on. By applying voltage to electrodes 8 and 9, α-
This is because the long axis of the helix main chain is oriented perpendicularly to the substrate l, and the cholesteric liquid crystal phase changes to the nematic liquid crystal phase. When the voltage application to the electrodes 8 and 9 is stopped, the polypeptide derivative immediately forms a cholesteric layer by its own orientation ability and returns to the OFF state again. This operation can also be repeated.
第１図および第２図に示す光学素子においては、発熱層
２は基板１に隣接する位置に限定されるものではなく、
第２の全反射層５に隣接させて配置してもよく、発熱層
を２層設けてポリマー層４を挟むように配置することも
できる。また、ポリマー層の加熱方法は加熱層による加
熱に限定されるものではなく、赤外線照射等によって加
熱することもできる。第２図に示す素子においては、電
極８および９はアルミニウムに限定されるものではなく
、銅、銀、金、有機導電体等を用いることもできる。ま
た、電極と全反射層の機能を兼ね備えたフィルムを用い
て素子の構造をより簡素にすることも可能である。In the optical element shown in FIGS. 1 and 2, the heat generating layer 2 is not limited to the position adjacent to the substrate 1;
It may be arranged adjacent to the second total reflection layer 5, or it may be arranged such that two heat generating layers are provided and the polymer layer 4 is sandwiched therebetween. Further, the method of heating the polymer layer is not limited to heating using a heating layer, but heating can also be performed by infrared irradiation or the like. In the device shown in FIG. 2, the electrodes 8 and 9 are not limited to aluminum, but may also be made of copper, silver, gold, organic conductors, or the like. It is also possible to further simplify the structure of the device by using a film that has both the functions of an electrode and a total reflection layer.
〔作 用〕
この発明の光学素子に用いられるポリペプチド誘導体は
、側鎖にメソゲン基が導入されている。[Function] The polypeptide derivative used in the optical element of the present invention has a mesogenic group introduced into the side chain.
このメソゲン基の作用により、ポリペプチド誘導体は、
液晶転移点が高くなり、コレステリックピッチバンドの
保存安定性が向上し、液晶転移点がより明確なしきい値
温度を示す。さらに、メソゲン基の回転運動によりマト
リックス中におけるαヘリックス主鎖の運動性が高まり
、温度、電場、磁場、光、機械的圧力等の外部応力に対
する応答速度や感度か向上する。また、側鎖に導入した
メソゲン基が永久双極子モーメントを有する場合には、
ポリペプチド誘導体分子全体の永久双極子モメントも増
大し、電場等に対する応答速度がさらに向上する。加え
て、メソゲン基はアルキル基、アリール基等の他の置換
基よりも溶媒類似の作用が大きいため、成膜時にすでに
コレステリック液晶相を示しており、初期化のためのア
ニール処理等が不要となる。Due to the action of this mesogenic group, polypeptide derivatives
The liquid crystal transition point becomes higher, the storage stability of the cholesteric pitch band improves, and the liquid crystal transition point shows a clearer threshold temperature. Furthermore, the rotational movement of the mesogenic group increases the mobility of the α-helical main chain in the matrix, improving the response speed and sensitivity to external stresses such as temperature, electric field, magnetic field, light, and mechanical pressure. In addition, if the mesogenic group introduced into the side chain has a permanent dipole moment,
The permanent dipole moment of the entire polypeptide derivative molecule also increases, further improving the response speed to electric fields and the like. In addition, mesogenic groups have a stronger solvent-like effect than other substituents such as alkyl groups and aryl groups, so they already exhibit a cholesteric liquid crystal phase at the time of film formation, eliminating the need for annealing treatment for initialization. Become.
実施例１
Ｄｐ３００のポリーγ−ベンジル−し一グルタメト（Ｐ
ＢＬＧ） １０ ｇ、下記式で表わされる液晶化合物
１２ ｇおよび触媒としてのＰ−）ルエンスルポン酸４
５ ｇを、１，２−ジクロロエタン／１，４−ジオキサ
ン（１／ｌ）混合溶媒１０００−に溶解し、６０℃で３
４時間撹拌した後、メタノールから析出することにより
第５表に（５−１）として示すポリペプチド誘導体を得
た。このポリペプチド誘導体における、側鎖全体に対す
るメソゲン基の比率は約２５％であった。Example 1 Polyγ-benzyl-monoglutameth (P) of Dp300
BLG) 10 g, 12 g of a liquid crystal compound represented by the following formula, and P-)luenesulfonic acid 4 as a catalyst.
5 g was dissolved in 1,2-dichloroethane/1,4-dioxane (1/l) mixed solvent 1,000 ml, and heated at 60°C for 3
After stirring for 4 hours, the polypeptide derivative shown as (5-1) in Table 5 was obtained by precipitation from methanol. The ratio of mesogenic groups to the total side chains in this polypeptide derivative was about 25%.
得られたポリマーをテトラヒドロフラン溶液に溶解して
１０■／ｗＪの濃度の溶液を得、石英板上に塗布してキ
ャストフィルムを作成した。得られたキャストフィルム
の膜厚は約６，７−であった。The obtained polymer was dissolved in a tetrahydrofuran solution to obtain a solution having a concentration of 10 .mu./wJ, and the solution was coated on a quartz plate to prepare a cast film. The thickness of the obtained cast film was about 6,7-.
得られたキャストフィルムを温度制御を行ないながら加
熱し、適当な温度においてＣＤを測定した。その結果を
第２図および第３図に示す。第２図および第３図は昇温
によるＣＤの吸収ピークのシフトの様子を示すグラフで
あり、第２図では、縦軸はＣＤの吸収、横軸は光の波長
を表わし、第３図では、縦軸は第２図において吸収のピ
ークを示す波長の逆数、横軸は温度を表わす。これらの
図から明らかなように、明確なしきい値温度（Ｔ、、）
以下ではＣＤの吸収ピークは変化せず、ＴＩｌ、をこえ
ると吸収ピークが温度に比例して長波長側にシフトする
。さらに、Ｔｌｂをこえて加熱し、吸収ピークがシフト
した後急冷したキャストフィルムは、室温で放置しても
長時間ピークのシフトが見られなかった。The obtained cast film was heated while controlling the temperature, and the CD was measured at an appropriate temperature. The results are shown in FIGS. 2 and 3. Figures 2 and 3 are graphs showing the shift of the absorption peak of CD due to temperature rise. In Figure 2, the vertical axis represents the absorption of CD, the horizontal axis represents the wavelength of light, and in Figure 3, , the vertical axis represents the reciprocal of the wavelength showing the absorption peak in FIG. 2, and the horizontal axis represents the temperature. As is clear from these figures, a clear threshold temperature (T, )
Below, the absorption peak of CD does not change, and when TIL is exceeded, the absorption peak shifts to the longer wavelength side in proportion to the temperature. Furthermore, in a cast film that was heated above Tlb and rapidly cooled after the absorption peak shifted, no peak shift was observed for a long time even when the film was left at room temperature.
また、このキャストフィルムの両面に電極を設け、Ｔｌ
ｈ以上に加熱した状態で電圧を印加すると、コレステリ
ック液晶相が崩れてネマチ・リフ液晶相となりＣＤの吸
収ピークは消失した。In addition, electrodes were provided on both sides of this cast film, and Tl
When a voltage is applied while the film is heated to a temperature higher than h, the cholesteric liquid crystal phase collapses into a nematic reflux liquid crystal phase, and the CD absorption peak disappears.
実施例２
Ｄｐ２００のＰＢＬＧと下記式で表わされる液晶化合物
を実施例１と同様の方法で反応させ、第５表に（５−２
）として示すポリペプチド誘導体を得た。Example 2 PBLG of Dp200 and a liquid crystal compound represented by the following formula were reacted in the same manner as in Example 1, and as shown in Table 5 (5-2
) was obtained.
このポリペプチド誘導体における全側鎖基に対するメソ
ゲン基の比率は約３２％であった。The ratio of mesogenic groups to all side chain groups in this polypeptide derivative was about 32%.
このポリペプチド誘導体をテトラヒドロフラン溶媒に溶
解してｌｏｓｇ／−の濃度の溶液を得、石英板上に塗布
してキャストフィルムを作成した。このキャストフィル
ムの膜厚は５．２１であった。This polypeptide derivative was dissolved in a tetrahydrofuran solvent to obtain a solution having a concentration of losg/-, and the solution was coated on a quartz plate to prepare a cast film. The thickness of this cast film was 5.21.
得られたキャストフィルムを用いて、実施例１と同様に
してＣＤを測定した。その結果を第４図および第５図に
示す。第４図および第５図は昇温によるＣＤの吸収ピー
クのシフトの様子を示すグラフであり、それぞれ実施例
１における第２図および第３図に対応するものである。Using the obtained cast film, CD was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIGS. 4 and 5. FIGS. 4 and 5 are graphs showing the shift of the absorption peak of CD due to temperature increase, and correspond to FIGS. 2 and 3 in Example 1, respectively.
第４図では、縦軸はＣＤの吸収、横軸は光の波長を表わ
し、第５図では、縦軸は第２図において吸収のピークを
示す波長の逆数、横軸は温度を表わす。実施例１と同様
、これらの図から明らかなように、明確なしきい値温度
（Ｔ、、）以下ではＣＤの吸収ピークは変化せず、Ｔｌ
ｂをこえると吸収ピークが温度に比例して長波長側にシ
フトする。さらに、Ｔｌｋをこえて加熱し、吸収ピーク
がシフトした後急冷したキャストフィルムは、室温で放
置しても長時間ピークのシフトが見られなかった。In FIG. 4, the vertical axis represents CD absorption, and the horizontal axis represents the wavelength of light. In FIG. 5, the vertical axis represents the reciprocal of the wavelength showing the absorption peak in FIG. 2, and the horizontal axis represents temperature. As in Example 1, as is clear from these figures, the absorption peak of CD does not change below a clear threshold temperature (T, , ), and Tl
When b is exceeded, the absorption peak shifts to the longer wavelength side in proportion to the temperature. Furthermore, in a cast film that was heated above Tlk and rapidly cooled after the absorption peak shifted, no peak shift was observed for a long time even when the film was left at room temperature.
実施例３〜８
実施例１と同様の方法を用いて、後掲の第５表に（５−
３）〜（５−８）として示すポリペプチド誘導体を調製
した。得られた各ポリペプチド誘導体に対して実施例１
と同様の方法で行なったＣＤの測定結果を第１表に示す
。Examples 3 to 8 Using the same method as in Example 1, the results shown in Table 5 below (5-
Polypeptide derivatives shown as 3) to (5-8) were prepared. Example 1 for each polypeptide derivative obtained
Table 1 shows the results of CD measurements conducted in the same manner as above.
比較例１および２
第６表において（６−１）および（６−２）として示さ
れるポリペプチド誘導体を、それぞれ実施例１と同様の
方法で成膜し、ＣＤの測定を行なった。Comparative Examples 1 and 2 The polypeptide derivatives shown as (6-1) and (6-2) in Table 6 were respectively formed into films in the same manner as in Example 1, and the CD was measured.
ここで、（６−１）で示されるポリペプチド誘導体（Ｐ
ＢＬＧ）はメソゲン基の置換率が０％、（６−２）で示
されるポリペプチド誘導体はメソゲン基の置換率が１０
０％に相当する。測定の結果、温度を上昇させてもコレ
ステリックピッチバンドに相当するＣＤの吸収ピークは
表われなかった。Here, the polypeptide derivative (P
BLG) has a mesogenic group substitution rate of 0%, and the polypeptide derivative represented by (6-2) has a mesogenic group substitution rate of 10%.
Corresponds to 0%. As a result of the measurement, no CD absorption peak corresponding to the cholesteric pitch band appeared even when the temperature was increased.
上記第１表における「素子としての適用性」の欄に記載
された記号は、次の意味を有する。The symbols listed in the column "Applicability as an element" in Table 1 above have the following meanings.
Ｏ・・・素子に最適
△・・・素子に適する
×・・・素子には不適当
実施例９
実施例１〜８において調製したキャストフィルムを用い
て第１図に示す構造を有する光学素子を作成した。すな
わち、基板上に窒化タンタルからなる発熱層、全反射層
、キャストフィルムおよび全反射層を順次積層してなる
光学素子を作成した。O... Suitable for the device △... Suitable for the device ×... Not suitable for the device Example 9 An optical element having the structure shown in FIG. 1 was made using the cast films prepared in Examples 1 to 8. Created. That is, an optical element was prepared by sequentially laminating a heat generating layer made of tantalum nitride, a total reflection layer, a cast film, and a total reflection layer on a substrate.
発熱層は電源に接続されていて、電圧を印加して発熱さ
せることが可能である。キャストフィルムは、コレステ
リック液晶相のらせん軸が基板と平行になるように配置
されており、ここでは膜厚を１０．５−とした。全反射
層はキャストフィルムよりも屈折率が低い物質からなる
フィルムを用いた。The heat generating layer is connected to a power source and can generate heat by applying a voltage. The cast film was arranged so that the helical axis of the cholesteric liquid crystal phase was parallel to the substrate, and the film thickness was set to 10.5-. For the total reflection layer, a film made of a substance having a lower refractive index than the cast film was used.
この光学素子には、キャストフィルムのらせん軸と平行
な方向から光信号が入射する。An optical signal is incident on this optical element from a direction parallel to the helical axis of the cast film.
作成した各光学素子の加熱層を加熱してキャストフィル
ムをＴｌｈ以上に加熱し、ＣＤの吸収ピークを信号光の
波長までシフトさせた。この状態で加熱層の加熱を止め
て急冷することにより、コレステリックピッチバンドは
信号光の波長で固定された。すなわち、各光学素子は信
号光に対してオフ状態となった。The heating layer of each of the produced optical elements was heated to heat the cast film above Tlh, and the absorption peak of CD was shifted to the wavelength of the signal light. By stopping the heating of the heating layer in this state and rapidly cooling it, the cholesteric pitch band was fixed at the wavelength of the signal light. That is, each optical element was turned off with respect to the signal light.
オフ状態となった各光学素子の加熱層を再び加熱し、オ
フ状態に設定するために必要とした温度までキャストフ
ィルムを昇温した。次いで、加熱層を徐々に冷却するこ
とにより、キャストフィルムのコレステリックピッチが
徐々に短くなり、各光学素子は再びオン状態になった。The heating layer of each optical element that had been turned off was heated again to raise the temperature of the cast film to the temperature required to set it in the off state. Then, by gradually cooling the heating layer, the cholesteric pitch of the cast film was gradually shortened, and each optical element was turned on again.
実施例１０
実施例１〜８において調製したキャストフィルムを用い
て第２図に示す構造を有する光学素子を作成した。すな
わち、これらの光学素子は、基板上に窒化タンタルから
なる発熱層、アルミニムからなる電極、全反射層、キャ
ストフィルム、全反射層およびアルミニウムからなる電
極を順次積層してなる。発熱層および画電極は電源に接
続され、電圧を印加することができる。発熱層に電圧を
印加すると発熱層が加熱し、電極に印加するとキャスト
フィルムに電圧をかけることができる。キャストフィル
ムを形成するポリペプチド誘導体フィルムのらせん軸は
基板に平行に配置されており、光信号はこのらせん軸と
平行な方向から素子に入射する。Example 10 An optical element having the structure shown in FIG. 2 was created using the cast films prepared in Examples 1 to 8. That is, these optical elements are formed by sequentially laminating on a substrate a heat generating layer made of tantalum nitride, an electrode made of aluminum, a total reflection layer, a cast film, a total reflection layer, and an electrode made of aluminum. The heat generating layer and the picture electrode are connected to a power source and voltage can be applied thereto. When a voltage is applied to the heat generating layer, the heat generating layer is heated, and when applied to the electrode, a voltage can be applied to the cast film. The helical axis of the polypeptide derivative film forming the cast film is arranged parallel to the substrate, and the optical signal enters the device from a direction parallel to this helical axis.
作成した各光学素子を、実施例９と同様にして、信号光
に対してオフ状態にした。この状態で、電極に電圧を印
加することにより、キャストフィルムのコレステリック
液晶相がネマチック液晶相に変化し、各光学素子は信号
光に対してオン状態になった。次いで、電極への電圧の
印加を止めると、各光学素子は直ちにオフ状態に戻った
。Each of the produced optical elements was turned off for signal light in the same manner as in Example 9. In this state, by applying a voltage to the electrodes, the cholesteric liquid crystal phase of the cast film was changed to a nematic liquid crystal phase, and each optical element was turned on for signal light. Then, when the voltage was stopped from being applied to the electrodes, each optical element immediately returned to its off state.
第 表 矛 表 −ＣＮ。No. table spear table -CN.
（）Ｃ，、Ｔｏｎ＋＋（ｎ−１〜６） 。()C,, Ton++ (n-1 to 6).
Ｎ０２ −ＮＨ２、−Ｃｆ：Ｉ。N02 -NH2, -Cf:I.
−ＣＯＯＣｎＨ２ｎ＋ｔ （ｎ−１〜６）。-COOCnH2n+t (n-1 to 6).
−Ｂｒ。-Br.
Ｉ。I.
−ｏＣｏ−Ｃ，，Ｈ２，，＋１（ｎ−１〜６）。-oCo-C,,H2,,+1(n-1 to 6).
Ｈ３ Ｈ３ Ｈ３ Ｈ３ （＊は不斉炭素を表わす） 一←柑−ＣＨ−Ｃｏ→−−一一一← ＣＨ２ ＣＨ２ −←ＮＨ−ＣＨ （イ）→−−−−−← ＣＨ２ ＣＨ２ 第 表 ＮＨ−ＣＨ−（イ）→− ＣＨ２ ＣＨ２ Ｎ）（−ＣＨ （刀→− ＣＨ２ ＣＨ２ 一←神−ＣＨ−（４）→−−−−← ＣＨ２ ＣＨ２ 一←ＮＨ−ＣＨ−■→−−−−千 ＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨ３ 表 （続き） 罷−ＣＨ−印→− ＣＨ２ ＣＨ２ ＮＨ−ＣＩ −ＣＣＬナー ＣＨ２ ＣＨ２ −Ｏ ←聞−ＣＨ−ＣＯ→−−ｍ−← ＣＨ２ ＣＨ２ −Ｏ ＣＨ２ 表 （続き） ＮＨ−ＣＨ−Ｃｏ→− ＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨ２ ＣＨ２ −Ｏ Ｈ３ 表 −＋ ＮＨ−Ｃｉｌ−ＣＯ→− Ｃｉｌ、。H3 H3 H3 H3 (* represents asymmetric carbon) 1←Kan-CH-Co→--111← CH2 CH2 −←NH−CH (a) →−−−−−← CH2 CH2 No. table NH-CH-(a)→- CH2 CH2 N)(-CH (sword→− CH2 CH2 1←God-CH-(4)→----← CH2 CH2 1←NH-CH-■→----1000 CH2 CH2 CH3 table (continuation) Stamp - CH - mark → - CH2 CH2 NH-CI-CCLner CH2 CH2 -O ← Listen-CH-CO→--m-← CH2 CH2 -O CH2 table (continuation) NH-CH-Co→- CH2 CH2 CH2 CH2 -O H3 table -+NH-Cil-CO→- Cil,.
ＣＩ、２
−（−Ｎ１１
Ｃｉｌ
（至）→−
Ｃ１（２
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によると、メソゲン基を側鎖に
導入したポリペプチド誘導体を用いることにより、コレ
ステリックピッチの保存安定性か高まり、温度、電場、
磁場、光、機械的圧力等の外部応力に対する応答速度や
感度が向上した光学素子か提供される。CI, 2 -(-N11 Cil (to) → - C1(2) [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, cholesteric pitch can be reduced by using a polypeptide derivative in which a mesogenic group is introduced into the side chain. Increased storage stability, temperature, electric field,
An optical element is provided that has improved response speed and sensitivity to external stresses such as magnetic fields, light, and mechanical pressure.
また、この発明による光学素子に用いられるポリペプチ
ド誘導体は、固体状態であってもコレステリック液晶相
を形成し、しかも成膜した時点てコレステリック液晶相
を形成しているため、初期化のためのアニール処理等が
不要となる。したがって、製造かより簡単な光学素子が
提供される。Furthermore, the polypeptide derivative used in the optical element according to the present invention forms a cholesteric liquid crystal phase even in a solid state, and since the cholesteric liquid crystal phase is formed at the time of film formation, it is necessary to anneal for initialization. No processing is required. Thus, an optical element is provided that is easier to manufacture.
第１図はこの発明の一実施態様にかかる光学素子の断面
を模式的に示す図、第２図はこの発明の他の実施態様に
かかる光学素子の断面を模式的に示す図、第３図は実施
例１において調製したポリペプチド誘導体フィルムのＣ
Ｄ吸収特性を温度別に示すグラフ、第４図は実施例１に
おいて調製したポリペプチド誘導体フィルムの吸収ピー
クと温度との関係を示すグラフ、第５図は実施例２にお
いて調製したポリペプチド誘導体フィルムのＣＤ吸収特
性を温度別に示すグラフ、および第６図は実施例２にお
いて調製したポリペプチド誘導体フ７ｒルムの吸収ピー
クと温度との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of an optical element according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of an optical element according to another embodiment of the present invention, and FIG. is C of the polypeptide derivative film prepared in Example 1.
A graph showing the D absorption characteristics according to temperature. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the absorption peak and temperature of the polypeptide derivative film prepared in Example 1. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the absorption peak and temperature of the polypeptide derivative film prepared in Example 2. A graph showing the CD absorption characteristics according to temperature, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the absorption peak and temperature of the polypeptide derivative film 7r prepared in Example 2.
Claims (4)
のいずれかに対してのみ選択反射を生じ、かつ外部応力
を適用することにより該波長領域を変化させることが可
能なセル構造を有する光学素子であって、液晶性を示す
メソゲン基が全側鎖の１〜９０％の割合で側鎖に導入さ
れ、かつα−ヘリックス構造を形成するポリマー化合物
の少なくとも１種を含有する組成物を具備する光学素子
。(1) Optical device with a cell structure that selectively reflects only right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light in a specific wavelength range, and can change the wavelength range by applying external stress An element comprising a composition containing at least one polymer compound in which mesogenic groups exhibiting liquid crystallinity are introduced into side chains in a proportion of 1 to 90% of all side chains, and which form an α-helical structure. optical element.
成単位とするポリペプチド誘導体である請求項１記載の
光学素子。(2) The optical element according to claim 1, wherein the polymer compound is a polypeptide derivative having amino acid derivative residues as constituent units.
は前記ポリマー化合物溶液を封入したセルのいずれかか
らなるポリマー層と、該ポリマー層を加熱する発熱層と
を、順次もしくは逆の順番で積層した構造を含む請求項
１記載の光学素子。(3) A polymer layer made of either a film made of the polymer compound or a cell sealed with the polymer compound solution, and a heat generating layer that heats the polymer layer are laminated on the substrate in sequence or in reverse order. The optical element according to claim 1, comprising a structure.
リマー層の両面に積層して設けられた２つの電極とを具
備する請求項１記載の光学素子。(4) The optical element according to claim 1, comprising a polymer layer made of the polymer compound and two electrodes laminated on both sides of the polymer layer.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15174090A JPH0445193A (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | Optical element |
| DE19914119385 DE4119385A1 (en) | 1990-06-12 | 1991-06-12 | Optical element contains liq. crystal compsn. - comprises polymer with mesogenic Gps. in side chains, forms alpha-helix structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15174090A JPH0445193A (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | Optical element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445193A true JPH0445193A (en) | 1992-02-14 |
Family
ID=15525251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15174090A Pending JPH0445193A (en) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | Optical element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0445193A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002357815A (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Japan Science & Technology Corp | Infrared light control element |
| JP2005345131A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Apparatus for evaluating and analyzing physical characteristies of chiral liquid crystal molecule |
| JP2012504762A (en) * | 2008-10-02 | 2012-02-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Spectrum detector |
-
1990
- 1990-06-12 JP JP15174090A patent/JPH0445193A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002357815A (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Japan Science & Technology Corp | Infrared light control element |
| JP2005345131A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Apparatus for evaluating and analyzing physical characteristies of chiral liquid crystal molecule |
| JP2012504762A (en) * | 2008-10-02 | 2012-02-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Spectrum detector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100326615B1 (en) | Liquid crystalline polymer film, manufacturing method and use thereof | |
| JP2592694B2 (en) | Compensator for liquid crystal display element | |
| JPH0440695B2 (en) | ||
| JPH0422917A (en) | Optically active optical element | |
| JP2007031709A (en) | Liquid crystal composition and retardation film | |
| JP3127006B2 (en) | Ferroelectric liquid crystal display | |
| US5260109A (en) | Method for polarizing light | |
| US5496498A (en) | Compensator for liquid crystal display | |
| JPH0686594B2 (en) | Process for producing monodomain cholesteric liquid crystalline polyester film or sheet | |
| JPH11506547A (en) | High absorbance polarizer film containing liquid crystal polymer | |
| US5491001A (en) | Method for producing viewing angle compensator for liquid crystal display | |
| JPH0445193A (en) | Optical element | |
| JPH0430969B2 (en) | ||
| JP3469272B2 (en) | Liquid crystalline polymer composition | |
| JP3366091B2 (en) | Compensator for liquid crystal display element | |
| JP2687035B2 (en) | Manufacturing method of compensator for liquid crystal display element | |
| JPH03291623A (en) | Compensating plate for liquid crystal display element | |
| JPS60193947A (en) | Fluorine-containing chiral liquid crystal compound | |
| JPH08152518A (en) | Optical anisotropic film, its production and liquid crystal display device | |
| JP3366073B2 (en) | Manufacturing method of liquid crystalline polymer film | |
| JPH06300920A (en) | Compensation plate for liquid crystal display element | |
| JPH04118628A (en) | Display device | |
| JPH0229721A (en) | Nonlinear optical material and nonlinear optical element | |
| CN117580818A (en) | Compound, composition, cured product, optically anisotropic body, optical element, and light guide element | |
| JPH0553016A (en) | Production of compensation plate for liquid crystal display element |