WO2005080529A1 - 光学素子用液晶材料および光変調素子 - Google Patents

光学素子用液晶材料および光変調素子 Download PDF

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Atsushi Koyanagi
Yuji Yamamoto
Yuriko Kaida
Koichi Tajima
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    • G02F1/13793—Blue phases

Definitions

  • Liquid crystal material for optical element and light modulation element Liquid crystal material for optical element and light modulation element
  • the present invention relates to a liquid crystal material for an optical element having a high dielectric constant anisotropy and a high refractive index anisotropy.
  • the present invention relates to a light modulator using liquid crystal, which modulates the spectrum, polarization state, wavefront, and the like of transmitted light or reflected light.
  • Optical information processing technology is a promising information processing technology that can use characteristics of light, such as high-speed signal transmission, spatial parallelism of transmission and processing, and a wide frequency band.
  • an optical element that controls the intensity and polarization state of light at high speed and with high accuracy is indispensable, and a small and inexpensive optical element using a liquid crystal is attracting attention.
  • a blue phase which is one of the liquid crystal phases, develops immediately before transition from a cholesteric phase to an isotropic phase.
  • the blue phase is thought to be a state in which a double twisted structure in which liquid crystals are twisted and arranged in a mutually twisted manner and a linear defect close to an isotropic phase coexist. It is known to form a three-dimensional periodic structure such as a cubic lattice (blue phase I) or a simple cubic lattice (blue phase II).
  • a liquid crystal in a blue phase has both the properties of a cubic crystal and the properties of a cholesteric liquid crystal, and has a power that exhibits optical rotatory power to visible light and Bragg diffraction.
  • the crystal plane where Bragg diffraction is observed (hereinafter referred to as the Bragg diffraction plane) is a simple one of the blue phase II such as the (110), (200), and (211) planes in the body-centered cubic structure of the blue phase I. It is known that a cubic structure has a (100) plane, a (110) plane, a (210) plane, and the like.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-327966
  • Patent Document 1 has a problem in that the driving voltage is high.
  • the value of the refractive index anisotropy is small, there is a problem that the phase difference becomes small when applied to an element.
  • the material is insufficient for practical use because of a problem of a large decrease in transmittance after driving and a problem of a low transmittance of light used. Was.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is capable of driving at a low voltage, having a large value of refractive index anisotropy, and having a small transmittance loss due to driving.
  • a liquid crystal material for an optical element that exhibits a blue phase over a temperature range suitable for practical use and a light modulation element using the liquid crystal material. That is, the present invention provides the following liquid crystal material for optical element and light modulation element.
  • a liquid crystal Z polymer composite obtained by polymerizing a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound, a chiral agent, a monofunctional polymerizable monomer, and a polyfunctional polymerizable monomer,
  • the combination of the liquid crystal compound and the chiral agent has a dielectric anisotropy ( ⁇ ⁇ ) of 30 or more, a refractive index anisotropy ( ⁇ ) of 0.13 or more, and the liquid crystal compound in the composite.
  • ⁇ ⁇ dielectric anisotropy
  • ⁇ refractive index anisotropy
  • a liquid crystal / polymer composite obtained by polymerizing a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound, a chiral agent, a monofunctional polymerizable monomer, and a polyfunctional polymerizable monomer,
  • the liquid crystalline compound contains at least one compound represented by the following formula (1) as a liquid crystal compound, and at least one compound represented by the following formula (2) as the chiral agent,
  • R 1 an alkyl group having 18 to 18 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an anolexoxy group having 118 carbon atoms.
  • R 2 C4-18 alkyl group having an asymmetric carbon atom, C2-8 alkyl group having an asymmetric carbon atom substituted with an aryl group, or C4-18 having an asymmetric carbon atom Alkyloxy group.
  • a 2 A 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group each independently.
  • a hydrogen atom bonded to a carbon atom in these groups may be replaced by a fluorine atom.
  • ⁇ 2 ⁇ 4 each independently, c ⁇ ——oc ⁇ —, single bond, or — c ⁇ c
  • X 1 x 2 X 3 X 4 they are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, the X 3 and X 4 At least one is a fluorine atom.
  • x 5, x 6, X 7, X 8 they are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, at least one of X 7 and X 8 are fluorine atoms.
  • n, m 0 or 1 each independently.
  • a liquid crystal Z polymer composite obtained by polymerizing a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound, a chiral agent, a compound represented by the following formula (3), and a polyfunctional polymerizable monomer.
  • R in the formula represents a linear alkyl group having 10 to 30 carbon atoms which may have an etheric oxygen atom inserted between carbon-carbon bonds.
  • liquid crystal material for an optical element as described in any one of the items 13 to 13, wherein the liquid crystal material exhibits a blue phase in a temperature range covering at least ⁇ 10— + 30 ° C.
  • a light modulation element comprising: a pair of substrates having at least one having a light-transmitting property; and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates and selectively reflecting incident light,
  • the liquid crystal layer includes the liquid crystal material for an optical element according to any one of the items 14 to 14, and an angle between a Bragg diffraction surface of the blue phase and a normal to the substrate is set at an incident position of light within the substrate surface.
  • a light modulation element characterized in that the light modulation element is different depending on the light modulation element.
  • the angular force between the Bragg diffraction surface in the blue phase and the substrate normal is made different depending on the incident position of light in the substrate surface.
  • An optical modulator having different optical characteristics for each region, maintaining the optical characteristics of each region without an external field, and being controllable by the external field can be realized.
  • the light modulation device comprising electrodes provided on the pair of substrates, respectively, so that a voltage can be applied to the liquid crystal layer via the electrodes.
  • an electrode is provided to control the effective refractive index of the liquid crystal layer or the molecular orientation of the liquid crystal material included in the liquid crystal layer.
  • An optical modulation element can be realized.
  • a pair of substrates, a transparent electrode provided on each of the pair of substrates, A liquid crystal layer sandwiched between substrates, and a light modulation element comprising:
  • the liquid crystal layer comprises a first liquid crystal layer and a second liquid crystal layer, including the optical element liquid crystal material according to any one of the above items 14 to 14,
  • the first liquid crystal layer selectively reflects right-handed circularly polarized light components of two incident lights having different wavelengths
  • the second liquid crystal layer selectively reflects left-handed circularly polarized light components of the two incident lights.
  • a light modulation element wherein the transmittance of the two incident lights is changed by a voltage externally applied to the transparent electrode.
  • the liquid crystal layer includes a first liquid crystal layer that selectively reflects clockwise circularly polarized light components of two incident lights and a second liquid crystal layer that selectively reflects leftward circularly polarized light components of two incident lights. For this reason, the transmittance of two incident lights can be changed by applying an electric field to the liquid crystal layer and changing the reflectance of the selective reflection by the liquid crystal.
  • a pair of substrates a transparent electrode provided on each of the pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a linearly polarized light having a predetermined polarization direction disposed on the light emitting surface side.
  • a polarization selecting means that transmits only the light
  • the liquid crystal layer includes the liquid crystal material for an optical element according to any one of the above items 1 to 4, and selects a clockwise circularly polarized light component or a clockwise circularly polarized light component of two incident lights having different wavelengths. Is reflective,
  • a light modulation element wherein the transmittance of the two incident lights is changed by a voltage externally applied to the transparent electrode.
  • the liquid crystal layer selectively reflects the right-handed circularly polarized light component or the left-handed circularly polarized light component of the two incident lights, and the polarization selection unit transmits only linearly polarized light in a predetermined polarization direction. By changing the reflectance, it is possible to change the transmittance of the two incident lights.
  • the light modulating element (58) contains the liquid crystal material for an optical element according to any one of (14) to (14) above, provided that at least the liquid crystal layer exhibits a blue phase. Even if the liquid crystal material for an optical element according to any one of the above items 14 is not necessarily included, the liquid crystal material can function as a light modulation element. The invention's effect
  • the driving voltage of an optical element composed of liquid crystal in a blue phase can be reduced.
  • a large phase difference can be obtained and repeated use is possible.
  • the light use efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a first light modulation element according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a reflection spectrum obtained by a first light modulation element according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of a second light modulation element according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another example of the light modulation element using a liquid crystal material applicable to the second light modulation element in the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of another example of the light modulation element using a liquid crystal material applicable to the second light modulation element in the present invention.
  • Polarization selection means 100 light modulator
  • the compound represented by the formula (1) is also referred to as a compound (1).
  • the group represented by the formula (Q) is also referred to as a group (Q).
  • the dielectric anisotropy is abbreviated as ⁇
  • the refractive index anisotropy is abbreviated as ⁇ .
  • the oscillation wavelength from the light source shall include the range of the described value ⁇ 10 nm even if it is described as a single point value.
  • the liquid crystal composition in the present invention is a composition containing a liquid crystal compound, a chiral agent, a monofunctional polymerizable monomer, and a polyfunctional polymerizable monomer.
  • the combination of the liquid crystal compound and the chiral agent in the present invention is a combination consisting of only the liquid crystal compound and the chiral agent.
  • a combination of a liquid crystal compound and a chiral agent is treated as a cholesteric liquid crystal in a broad sense, and the liquid crystal phase indicated by the combination is referred to as a cholesteric liquid crystal phase.
  • the physical properties ( ⁇ and ⁇ ) of a combination of a liquid crystal compound and a chiral agent refer to the physical properties of a mixture of a liquid crystal compound and a chiral agent when the mixture is prepared.
  • the combination of the liquid crystal compound and the chiral agent is also simply referred to as “liquid crystal” below.
  • liquid crystal compound examples include a nematic liquid crystal compound, a smectic liquid crystal compound, a discotic liquid crystal compound, and the like.
  • a nematic liquid crystal compound is preferable.
  • One type of liquid crystal compound may be used, or two or more types may be used. When two or more kinds are used, it is preferable to show a nematic liquid crystal phase after mixing.
  • the chiral agent in the present invention may be a liquid crystalline compound or a non-liquid crystalline compound.
  • the configuration of the asymmetric carbon atom present in the structure of the chiral agent may be either R or S.
  • One chiral agent may be used, or two or more chiral agents may be used. When two or more chiral agents are used, it is preferable to use a combination of chiral agents having the same induced helical direction.
  • the chiral agent preferably has a similar structure to the liquid crystal compound. As a result, compatibility between the liquid crystal compound and the chiral agent is improved. This can prevent the chiral agent from being precipitated after the liquid crystal / polymer composite is formed, and can further stabilize the blue phase.
  • the combination of the liquid crystal compound and the chiral agent is preferably a combination exhibiting a cholesteric liquid crystal phase.
  • the helical pitch in the cholesteric liquid crystal phase is preferably 500 nm or less. If the helix pitch exceeds 500 nm, the blue phase will not appear, or will become unstable even if it appears.
  • the appearance of the blue phase can be confirmed by observation with a polarizing microscope and measurement of reflection spot. That is, when the blue phase is developed, platelets (platelet-like structure) characteristic of the blue phase are observed with a polarizing microscope. When the reflection total is measured, a peak is observed near the wavelength corresponding to the platelets.
  • ⁇ ⁇ of the liquid crystal is 30 or more, preferably 30 to 80 force, and particularly preferably 30 to 70.
  • the liquid crystal exhibiting a blue phase can be driven at a low voltage when ⁇ is large.
  • the ⁇ value can take various values. If the ⁇ ⁇ force of the liquid crystal is 3 ⁇ 40 or more, even if the ⁇ value increases, the electric field of about 10 V / ⁇ m can be obtained.
  • the blue phase can be transferred to the home pick state at a low voltage that causes [0027]
  • PDLC Polymer Dispersed Liquid Crystal
  • the difference in the refractive index between the blue phase and the homeotropically picked state of the liquid crystal in the composite also approximately holds when the relationship shown in equation ( ⁇ ) holds. Conceivable.
  • ⁇ ⁇ indicates the refractive index in the direction of the molecular axis (major axis), and ⁇ ⁇ indicates the refractive index in the direction perpendicular to the molecular axis.
  • the phase difference of the optical element is represented by the product of the refractive index difference ⁇ ′ and the cell gap d, when ⁇ is large, the thickness of the optical element can be reduced.
  • the cell gap is required to be 10 zm or less, and considering the wavelength of light used, ⁇ of the liquid crystal is 0.13 or more, preferably 0.15 0.4 power, 0.15-0.25 force S is particularly preferable, and 0.15-0.2 Force S is particularly preferred.
  • the liquid crystal having such values of ⁇ and ⁇ preferably contains a liquid crystal compound having a structure represented by the following formulas (al) to (a4) and a chiral agent. It is preferable that an alkyl group having 8 or less carbon atoms, an alkyl group having 8 or less carbon atoms, substituted by an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, or an aryl group be bonded to the bond on the left side of Q. .
  • Q in the formula is any of the following groups (Ql)-(Q8) selected from the group (wherein L 1 and L 4 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom), and T is The following group (T1) is one of (T4) groups. [0030] [Formula 2]
  • the liquid crystalline compound preferably has a structure represented by the formula (al) (a4). From the viewpoint of good compatibility with other compounds having a large ⁇ value, the formula (al) It is particularly preferred to have the structure represented by a2).
  • the group (T) in the liquid crystal compound the group ( ⁇ 3) or the group ( ⁇ 4) is preferable from the viewpoint that the ⁇ value can be increased. Among these, the group ( ⁇ 3) is particularly preferable in consideration of good liquid crystallinity and good compatibility with other compounds.
  • the groups (Q2) to (Q5) and (Q7) which are preferred by the groups (Q2) to (Q7) are particularly preferable.
  • the group (Q5) of the L 1 one L 4 is preferably a group where L 3 and L 4 is a hydrogen atom as a group preferred instrument group (Q7) when it is hydrogen atom. Further, in order to broaden the temperature range in which the liquid crystal material exhibits liquid crystallinity, the liquid crystal compound in which the group (Q) is a monocyclic structure (group (Q2), etc.) and a polycyclic structure (group (Q7), etc.) ))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))
  • the chiral agent preferably has a structure represented by the formula (al)-(a3). From the viewpoint of good compatibility with other compounds having a large ⁇ value, It is particularly preferred to have the structure represented by (a2).
  • the group (T) in the chiral agent the value of ⁇ can be increased. From the standpoint of the above, the group (T3) or the group (T4) is preferable, and the group (T4) is particularly preferable.
  • the group (Q) is preferably the above group (Q2). If the number of fluorine atoms substituted for the 1,4-phenylene group in the group (Q) in the chiral agent is too large, the orientation of the liquid crystal may be disturbed. It is preferable to adjust appropriately according to the other constituents.
  • the liquid crystal compound preferably has a structure represented by the following formula (al-1), the following formula (a2-1), or the following formula (a2_5).
  • the chiral agent preferably has a structure represented by the following formula (al-2) or (a2_2).
  • the present invention also provides a liquid crystal / polymer composite having a blue phase, wherein the liquid crystal compound is the following compound (1) and the chiral agent is a compound represented by the following formula (2): Provided is a liquid crystal material for an optical element.
  • R 1 is an alkyl group having 18 carbon atoms, an alkenyl group having 28 carbon atoms, or an alkoxy group having 18 carbon atoms.
  • alkyl group having 18 carbon atoms a linear alkyl group having 3 to 6 carbon atoms is preferable.
  • an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms a straight-chain alkenyl group having 26 carbon atoms is preferable, and among them, the elastic constant ratio (K / K) is large.
  • CH— or CH—CH CH— is particularly preferred.
  • alkoxy group having 18 carbon atoms a linear alkoxy group having 2 to 6 carbon atoms is preferable, and an ethoxy group, an n-propyloxy group, an n-butyloxy group, or an n-pentyloxy group is particularly preferable.
  • n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, ethoxy, n-propyloxy, n-butyloxy, or CH—CH CH—CH _CH_
  • a 1 is a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group. These groups may be unsubstituted groups, and are preferably unsubstituted groups in which a hydrogen atom bonded to a carbon atom in the group may be substituted with a fluorine atom. A 1 is preferably an unsubstituted trans-1,4-cyclohexylene group.
  • Y 1 is —COO—, —OCO—, a single bond, —CH CH—, or —C ⁇ C—, and a single bond
  • Y 2 is one COO—, one OCO—, a single bond, or one C ⁇ C—, preferably one COO— or a single bond.
  • X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, and at least one of X 3 and X 4 is a fluorine atom.
  • X 1 X 4 it is preferred that X 3 is a fluorine atom, and all of X 1 , X 2 and X 4 are hydrogen atoms.
  • n 0 or 1.
  • R 2 represents an alkyl group having an asymmetric carbon atom and having 4-18 carbon atoms, and an R 2 having an asymmetric carbon atom substituted with an aryl group and having 28 carbon atoms. It is an alkyl group or an alkoxy group having 418 carbon atoms having an asymmetric carbon atom.
  • the following group (W1) which is preferably a branched C 4-16 alkyl group, is particularly preferred.
  • the carbon atom to which the symbol “*” is given in the formula means an asymmetric carbon atom.
  • R 2 is an alkyl group having a carbon number of 2 8 having an asymmetric carbon atom substituted with Ariru group has a carbon number of the alkyl group moiety is 2 8 Means that.
  • the alkyl group preferably has a linear structure, and an n-propyl group is particularly preferable.
  • aryl group a phenyl group or an m-tolyl group is preferred.
  • the number of aryl groups to be substituted is preferably one.
  • a group represented by the following formula (W2) is preferable.
  • the C 4-18 alkoxy group having an asymmetric carbon atom includes a C 4-16 branched
  • R 2 is a group represented by the formula (Wl) or preferably a group represented by the formula (W2),
  • a 2 is the same group as A 1 and is preferably an unsubstituted 1,4-phenylene group.
  • Y 3 is the same group as Y 1 and is preferably a single bond.
  • Y 4 is the same group as Y 2, and is preferably -coo-or a single bond.
  • X 5 , X 6 , X 7 and X 8 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, and at least one of X 7 and X 8 is a fluorine atom.
  • X 5 to X 8 X 5 and X 6 are preferably a hydrogen atom, and X 7 and X 8 are preferably a fluorine atom.
  • m 0 or 1.
  • the compound (2) the following compound (1K)-(IN) is preferable. It is preferable that two or more compounds (2) are used in combination. For example, an example in which a compound (1K) and a compound (1M) are used in combination or a compound (1K) and a compound (1M) are used in combination.
  • the compound (1) and the compound (2) according to the present invention have the following group (T3) or the following group (T4), so that the viscosity is low and the response speed can be increased.
  • a compound having the following group (T1) is effective in reducing the driving voltage when the content in the liquid crystal composition is small, but as the content increases, the compound cancels the dipole moment. Since the dimer is formed, the effect of reducing the driving voltage tends to be small.
  • the compound of the formula (1) and the compound of the formula (2) have a group (T3) or a group (T4) containing a fluorine atom, the content of the dimer to form the dimer is increased. Even so, ⁇ ⁇ is hardly saturated, which is effective for reducing the driving voltage.
  • the ratio of the liquid crystal compound such as the compound (1) contained in the liquid crystal composition of the present invention is preferably 50 to 75% by mass based on the liquid crystal composition.
  • the ratio of the chiral agent such as the compound of the formula (2) is preferably 17 to 45% by mass based on the liquid crystal composition.
  • a combination of a liquid crystal compound such as compound (1) and a chiral agent such as compound (2) may be used.
  • the ratio of the liquid crystal compound to be used is preferably 20 to 80 mol% based on the total of both.
  • the ratio of the chiral agent is preferably 20 to 80 mol% based on the total of both.
  • the total amount of both may be 85 to 96 mol% with respect to the total amount of the liquid crystal compound, the chiral agent, the monofunctional polymerizable monomer described below, and the polyfunctional polymerizable monomer. I like it.
  • the total amount of the liquid crystal compound and the chiral agent is particularly preferably from 92 to 95% by mass, more preferably from 85 to 95% by mass based on the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition of the present invention contains a monofunctional polymerizable monomer and a polyfunctional polymerizable monomer described below, in addition to the liquid crystal compound and the chiral agent.
  • the monofunctional polymerizable monomer in the present invention is a non-liquid crystal or liquid crystal compound having one polymerizable functional group.
  • the polymerizable functional group an atalyloyl group or a methacryloyl group is preferable.
  • the monofunctional polymerizable monomer acrylates or methacrylates are preferable, and alkyl acrylates are particularly preferable. Further, when it is desired to increase the effect of improving the transmittance of the light used, it is preferable to use a compound represented by the following formula (3) as the monofunctional polymerizable monomer.
  • R in the formula (3) is a straight-chain alkyl group having 10 to 30 carbon atoms, in which an etheric oxygen atom is inserted between carbon-carbon bonds, and R is a group having 12 to 24 carbon atoms. It is preferable that there is.
  • the carbon number of the group is in the range of 10-30, more appropriate compatibility with the liquid crystal for stabilizing the blue phase can be realized. If the number of carbon atoms in the group is more than 30, the compatibility with the liquid crystal is insufficient, and when it is used as an optical element, the light transmittance may be reduced.
  • the step of injecting the liquid crystal composition into the cell is preferably performed by vacuum injection in order to avoid adverse effects of oxygen, moisture, and the like on the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition does not volatilize during injection under reduced pressure. Since compound (3) has 10 or more carbon atoms, it does not volatilize during injection under reduced pressure, and has the advantage that the effect of stabilizing the blue phase is not impaired.
  • R may have an etheric oxygen atom.
  • the number of oxygen atoms is 114 Is preferred.
  • the number of carbon atoms existing between etheric oxygen atoms is preferably 2 or 4, more preferably 115.
  • R it is particularly preferable to have no etheric oxygen atom.
  • the following compound (3A) is preferable.
  • p, q, r, and s have the following meanings, respectively, and are the integers of the values of [((2p + 4q) Xr) + s].
  • p is the number of _ (CH CH 0) _ units and is an integer from 0 to 15, preferably an integer from 0 to 5
  • q is _ (CH CH CH CH ⁇ ) —the number of units, which is an integer from 0 to 7;
  • s represents the number of — (CH 2) — units and is an integer from 0 to 30.
  • s is preferably an integer of 12 to 24, particularly preferably an integer of 12 to 20.
  • the values of p, q, and s when r is 1 can be changed as appropriate as long as the value of [((2p + 4q) Xr) + s] is an integer of 10-30.
  • Is-(CH CH O)-unit and one (CH CH CH CH 0)-unit is 1 unit each
  • (CH CH CH CH ⁇ ) _ units are present in one or more units, and at least one
  • the arrangement of the two units is preferably a block shape, which may be a block shape or a random shape.
  • Examples of the compound (3A) include the following compounds (3Aa) — (3Ap). From the viewpoint of compatibility with liquid crystals, the following compounds (3Aa) — (3Ae), the following compounds (3Ah) — (3Aj), and The following compound (3Am) is preferred.
  • the ratio of the monofunctional polymerizable monomer such as the compound (3) contained in the liquid crystal composition is 114% by mass with respect to the liquid crystal composition because the effect of stabilizing the blue phase is excellent. Preferred 1.5-3.5% by weight is particularly preferred 2-3% by weight is particularly preferred. If the amount of the compound (3) is less than 1% by mass relative to the liquid crystal composition, the stabilizing effect of the blue phase is poor when a polymerization reaction described below is performed to form a liquid crystal / polymer composite. If the amount is larger than this, the blue phase may not be developed, or even if the blue phase is developed, the regularity of the three-dimensional periodic structure may be disrupted during polymerization, and phenomena such as scattering may occur.
  • the polyfunctional polymerizable monomer in the present invention is a compound capable of forming a network structure by bonding between molecules of a monofunctional polymerizable monomer such as the compound (3).
  • it is a compound having two polymerizable functional groups.
  • the polymerizable functional group include the same groups as the polymerizable functional group in the monofunctional polymerizable monomer.
  • Examples of the polyfunctional polymerizable monomer include diatalylate and dimetharylate, and the structure of the monofunctional polymerizable monomer, the strength and properties required for the liquid crystal / polymer composite, and the like are improved. It is preferable to select according to. Further, the polymerizable functional groups in both are preferably the same.
  • the polyfunctional polymerizable monomer may be either a liquid crystal compound or a non-liquid crystal compound, and preferably has a mesogenic structure because it must have good compatibility with liquid crystals.
  • diatalylate such as liquid crystalline diatalylate (manufactured by Merck, product number: RM-257) is preferable.
  • the total amount of the monofunctional polymerizable monomer and the polyfunctional polymerizable monomer is 4 to 15 moles based on the total amount of the liquid crystal compound, the chiral agent, the monofunctional and the polyfunctional polymerizable monomer. %. Further, the total amount of the monofunctional polymerizable monomer and the polyfunctional polymerizable monomer is preferably 518% by mass based on the liquid crystal composition.
  • the mixing ratio of the monofunctional polymerizable monomer and the polyfunctional polymerizable monomer can be appropriately adjusted depending on the structure of each, the structure of the liquid crystal compound, the structure of the chiral agent, and the like.
  • a polyfunctional polymerizable monomer mass ratio
  • 1/1 to 1/4 is preferable.
  • the temperature range of the blue phase of the liquid crystal composition according to the present invention is preferably 3 to 7 ° C. If the development temperature range of the blue phase of the liquid crystal composition is 3-7 ° C, during the polymerization reaction described below, the blue phase can be stably maintained from the start to the end of the polymerization reaction. The structural change of the complex can be suppressed.
  • the difference ( ⁇ ) between T ⁇ and the clearing point (T) of the liquid crystal composition is 4 ° C or more and 10 ° C or less, and the temperature range ( ⁇ BP) at which the liquid crystal composition exhibits a blue phase is The temperature is preferably 3 ° C. or higher and 6 ° C. or lower.
  • the clearing point (Tc 1 ) of the liquid crystal refers to the blue phase-isotropic phase transition of the liquid crystal.
  • the clear point () of the liquid crystal composition means a blue phase-isotropic phase transition point of the liquid crystal composition.
  • the T of the liquid crystal composition be higher than the temperature used as an optical element by 5 ° C or more, more preferably 10 ° C or more.
  • the target temperature at which the blue phase disappears is (T-60) ° C, and the Tc of the liquid crystal composition must be set so that this temperature is at least 10 ° C lower than the lower limit temperature of use of the optical element. Is preferred.
  • the liquid crystal composition is stored under low-temperature conditions, if the precipitation of crystals occurs, the characteristics of the device may be deteriorated when the device is used as an optical device. It is preferable to
  • the liquid crystal composition is polymerized to obtain a liquid crystal / polymer composite.
  • the polymerization reaction is preferably carried out in such a manner that the liquid crystal composition is injected into a cell and the combination of the liquid crystal compound and the chiral agent contained in the liquid crystal composition maintains a blue phase.
  • “having a blue phase” preferably refers to a temperature range that covers at least ⁇ 10 ⁇ + 30 ° C., a combination force of the liquid crystal compound and the chiral agent in the liquid crystal / polymer composite. Means that a blue phase is stably developed in the temperature range of 10 ° C.-Tc of the liquid crystal composition.
  • a photopolymerization reaction using ultraviolet light which is more preferable than a photopolymerization reaction, is particularly preferable. Les ,.
  • the temperature at which the blue phase is maintained and the polymerization temperature do not always match, so that it may be difficult to perform the polymerization reaction while maintaining the blue phase.
  • the structure of the liquid crystal Z polymer composite may be changed by heating.
  • a photopolymerization initiator In the photopolymerization reaction, it is preferable to use a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator can be appropriately selected from acetophenones, benzophenones, benzoins, benzyls, Michlerketones, benzoin alkyl ethers, benzyldimethyl ketals, thioxanthones, and the like.
  • the amount of the photopolymerization initiator is preferably from 0.01 to 1% by mass relative to the liquid crystal composition, and particularly preferably from 0.05 to 0.5% by mass.
  • the liquid crystal material for an optical element of the present invention develops a blue phase in a temperature range covering at least -10-+ 30 ° C. It is useful for optical elements because it exhibits a stable and stable blue phase in a temperature range suitable for practical use. Since this material has no change in selective reflection wavelength and no precipitation of crystals, it can stably maintain the blue phase for a long period of time.
  • the transmittance of light in a wavelength region to be used is good and that the material can be used repeatedly.
  • the transmittance of light of the used wavelength is 80% or more, preferably 90% or more
  • the transmittance after driving is 80% or more of the initial transmittance, preferably 90% or more.
  • the liquid crystal material for an optical element of the present invention stably develops a blue phase in a temperature range suitable for practical use, has a transmittance of laser light having a wavelength of 400 to 420 nm of 80% or more, and has a transmittance after driving.
  • the transmittance of laser light is as high as 80% or more of the initial transmittance, it is useful for an optical element used for laser light of the wavelength.
  • the optical element include a light modulation element, a diffraction element, a phase plate, a liquid crystal lens, and the like.
  • liquid crystal material for an optical element of the present invention is used for a light modulation element
  • examples will be described with reference to examples.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conceptual configuration of a first embodiment (hereinafter, referred to as a first light modulation element) of a light modulation element using a liquid crystal material for an optical element of the present invention.
  • the first light modulation element is an optical wavelength filter that selectively reflects light having different wavelengths according to the incident position of light.
  • the light modulation element 100 includes a pair of substrates 1 and 2 formed into cells by a seal 3 and a liquid crystal material 4 for an optical element of the present invention filled in the cells.
  • An alignment film 5 for aligning the liquid crystal material 4 and electrodes 6 and 7 for applying a voltage to the liquid crystal material 4 are formed on the surfaces of the substrates 1 and 2, and the electrodes 6 and 7 are connected to an external power supply. Connected to 8 to apply voltage.
  • At least one of the substrates 1 and 2 is a transparent material, and may be made of an organic material such as polycarbonate or glass.However, glass is more preferable in terms of heat resistance, durability and the like, and is particularly preferably alkali-free glass. .
  • the seal 3 can be made of a thermosetting resin such as an epoxy resin, an ultraviolet curable resin, or the like. In order to obtain a desired cell interval (for example, about 10 ⁇ m), a glass fiber or the like is used. ⁇ You may mix several mass% (for example, about 5 mass%).
  • the electrodes 6 and 7 are made of a transparent conductive film made of ITO (indium tin oxide), tin oxide, zinc oxide, or a metal conductive film containing gold, silver, aluminum, chromium, or the like as a component. It is formed by a sputtering method and an evaporation method.
  • the electrode may be divided into a plurality of regions by etching or the like, or may be a composite electrode of a high resistance film and a low resistance film.
  • the alignment film 5 may be obtained by subjecting a film made of polyimide to a rubbing treatment or a film formed by depositing a silicon oxide film or the like, in order to align liquid crystal molecules in the vicinity of the alignment film 5 in a horizontal or vertical direction. Provided.
  • the electrodes 6 and 7 are formed in order to change the optical characteristics of the light modulation element 100 by applying a voltage from the external power supply 8. However, it is not necessary to change the optical characteristics.
  • the electrodes 6 and 7 need not be formed.
  • the alignment film 5 may be formed on only one of the substrates 1 and 2 as necessary, or may not be formed on either substrate.
  • the selective reflection of an optical element using the liquid crystal material for an optical element of the present invention is caused by Bragg diffraction by a regular lattice of a blue phase, and the selective reflection wavelength is determined by the lattice constant and surface index of the blue phase and the selective reflection. It is determined by the angle between the surface and the incident light. Therefore, the selective reflection wavelength selects and adjusts the content of the chiral agent in the liquid crystal composition, the selective reflection surface, the angle formed by the selective reflection surface with respect to the light incident surface, and the light incident angle on the incident surface. Especially Therefore, it can be arbitrarily designed and adjusted.
  • the direction of the lattice plane of the blue phase indicates the normal direction of the plane. That is, “the (110) plane of the blue phase is oriented perpendicular to the substrate surface” means that the force in the direction normal to the (110) surface of the blue phase is aligned with the direction normal to the substrate surface. ,And Umono.
  • the (110) plane and the (200) plane are preferably used in the blue phase I, and the (211) plane is preferably used.
  • the (100) plane, the (110) plane, and the (110) plane are used.
  • the 210) plane or the like is preferably used.
  • the amount of the chiral agent used for preparing the liquid crystal composition is adjusted so that the selective reflection wavelength in the optical element has a desired wavelength. At this time, if a chiral agent having a positive temperature dependence of the torsion force and a chiral agent having a negative temperature dependence are mixed and added to the liquid crystal composition, the temperature characteristics of the torsion force become smaller, and the selection is reduced. This is preferable because the change in the reflection wavelength due to temperature can be suppressed.
  • the liquid crystal layer using the liquid crystal material for an optical element of the present invention and having a predetermined selective reflection wavelength is formed, for example, as follows. First, the above-described liquid crystal composition is filled in a cell, and the liquid crystal composition is heated to a temperature higher than the clearing point of the liquid crystal composition, for example, to 70 ° C for a liquid crystal composition having a clearing point of about 50 ° C. An object is made isotropic. Thereafter, while applying an AC voltage of about 10 to 20 V between the electrodes sandwiching the liquid crystal layer, the liquid crystal composition is gradually cooled to a temperature at which the liquid crystal composition exhibits a blue phase I, and the temperature is maintained using a temperature controller.
  • the entire liquid crystal is a monodomain in which the (110) plane of the blue phase I is oriented perpendicular to the substrate.
  • the polymerizable monomer is photopolymerized by irradiating ultraviolet light (wavelength 365 nm) with an irradiation intensity of 0.1 to 1.5 mW / cm 2 or less, for example, to form a liquid crystal / polymer composite.
  • a liquid crystal layer is formed (hereinafter, the liquid crystal layer thus formed is also referred to as a polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer).
  • the photopolymerization operation it is preferable to finely adjust the temperature so that the blue phase is maintained. Further, ultraviolet light for photopolymerization may be applied intermittently.
  • the reason why a voltage is applied to the liquid crystal composition before photopolymerization is to orient the (110) plane of the blue phase perpendicular to the substrate.
  • a rectangular wave of 0.510 kHz is preferably used, but not limited to this, and a sine wave may be used. Since the appropriate width of the applied voltage is determined by the size of the cell gap and the physical properties of the liquid crystal composition used, although it cannot be said, for example, in the present invention, an applied voltage higher than 20 V may not be preferable because the blue phase is destroyed and no selective reflection occurs, or a light scattering phase appears.
  • the alignment film on the substrate a horizontal alignment film is provided on each of the substrates, and the anti-parallel state is such that the pre-tilt angles of the liquid crystal molecules are in a non-parallel state with the same alignment processing direction on each substrate.
  • Alignment is preferable because a monodomain polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer is easily formed.
  • the first light modulation element 100 is configured such that the plane orientation of the Bragg diffraction plane differs depending on the incident position of light on the substrate 1.
  • FIG. 1 shows an example in which three domain regions 10 and 12 having different plane orientations are formed in one light modulation element 100.
  • the lattice lines shown in the domain regions 10 and 12 schematically show the crystal orientation of the blue phase, and the thick lines show the Bragg diffraction plane of interest in the present embodiment.
  • the phase of the liquid crystal material 4 is a blue phase I and the Bragg diffraction plane indicated by a thick line in the domain region 10-12 is a (110) plane.
  • the phase shown by blue phase II may be used, and the Bragg diffraction plane may be the (200) plane of blue phase II. If the plane orientation with a small index, such as the (110) plane or (200) plane of the body-centered cubic structure or the (100) plane of the simple cubic structure, is used as the Bragg diffraction plane, incident light can be efficiently reflected. Can be easier.
  • the plane orientation of the (110) plane is parallel to the normal direction of the substrate, and in the domain regions 11 and 12, the inclination angle increases in order.
  • an external field to which the liquid crystal responds such as an electric field or a magnetic field
  • a field is called a tilted field.
  • the (110) plane orientation can be further easily inclined by partially weakening the alignment regulating force of the alignment film or by partially applying the vertical alignment force. In this way, by applying a tilted external field to only the domain regions 11 and 12 and performing photopolymerization, the domain regions 11 and 12 in which the (110) plane orientation is inclined as shown in FIG. 1 can be formed.
  • the first light modulation element 100 separates light multiplexed with light of wavelengths I, E, and ⁇ into a single wavelength for each domain region.
  • the Bragg diffraction wavelength changes according to the angle of incidence ⁇ on the Bragg diffraction surface.
  • d is a plane interval of the Bragg diffraction plane.
  • the angle ⁇ of the Bragg surface with respect to the normal direction of the substrate, and the angle of incidence of light ⁇ and the angle of incidence of Bragg ⁇ are expressed by the following equation (5).
  • n is the effective refractive index of the liquid crystal material 4.
  • the wavelength multiplexed light of wavelengths ⁇ , ⁇ , ⁇ enters the light modulator 100 at an incident angle of 10 °.
  • each spectrum indicated by reference numerals A, B, and C in FIG. 2 corresponds to each reflection spectrum from the domain region 10-12.
  • the substrate spacing of the light modulating element is about 10 ⁇
  • the applied voltage is switched so that the light of the Bragg diffraction wavelength can be applied only to one domain region. Can be selectively reflected or transmitted.
  • the light modulation element 100 shown in Fig. 1 is configured to have three domain regions. Even if the optical modulation device 100 is configured to have two domain regions, four or more domain regions are formed. It may be configured to have.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conceptual configuration of a second embodiment (hereinafter, referred to as a second light modulation element) of a light modulation element using the liquid crystal material for an optical element of the present invention.
  • the second light modulation element is 2 This is an optical attenuator that changes the transmittance of incident light having two different wavelengths.
  • the light modulation element 200 includes a pair of transparent substrates 25 and 26 whose outer peripheral parts are sealed by a seal 22 to form a cell, and a liquid crystal layer 21 sandwiched in the cell. .
  • Transparent electrodes 23 and 24 for applying external signals to the liquid crystal layer 21 are formed on the surfaces of the transparent substrates 25 and 26.
  • an alignment film (not shown) is provided on the surface of the substrate in contact with the liquid crystal, and the liquid crystal molecules near the alignment film are horizontally or vertically aligned. With respect to the substrate, the electrodes, the alignment film, and the seal, the same configuration as that of the first light modulation element can be employed.
  • the liquid crystal layer 21 includes a first liquid crystal layer 21a and a second liquid crystal layer 21b containing the liquid crystal material for an optical element of the present invention.
  • the liquid crystal layer 21a selectively reflects the clockwise circularly polarized light component of two incident lights having different wavelengths
  • the second liquid crystal layer 21b selectively reflects the clockwise circularly polarized light component of the two incident lights. Is what you do.
  • the first liquid crystal layer and the second liquid crystal layer are preferably stacked. With such a configuration, it is possible to realize an optical modulation element that functions as an optical attenuator without depending on the polarization direction with two different wavelengths of incident light.
  • a third transparent substrate 33 made of glass or the like is provided between the first liquid crystal layer 21a and the second liquid crystal layer 21b, and is pressed.
  • transparent electrodes 31 and 32 such as ITO are provided on both surfaces of the third transparent substrate 33, and an external signal voltage is applied between each pair of electrodes sandwiching the first liquid crystal layer 21a and the second liquid crystal layer 21b.
  • the device can be driven at a lower voltage as compared with the configuration shown in FIG. 3 in which the third transparent substrate 33 is not provided. 5, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • a polarization selection unit 28 that transmits only linearly polarized light in a predetermined polarization direction is arranged on the light emission surface side of the light modulation element 200, and the liquid crystal layer 21
  • the liquid crystal material selectively reflects a clockwise circularly polarized light component or a counterclockwise circularly polarized light component of two incident lights having different wavelengths.
  • polarization using absorption in which a dye is dispersed in a transparent film or the like is used.
  • a polarizer that transmits only polarized light in a specific direction such as a polarizer using diffraction using a birefringent material or a polarizer using total reflection made of an inorganic material such as a Glan-Thompson prism, is used.
  • an antireflection film for preventing reflection of the two wavelengths on the incident surface and the Z or emission surface of the light modulation element in order to suppress loss of light due to interface reflection.
  • a composition obtained by adding 1, 2, or 4% by mass of a mixture to a nematic liquid crystal (manufactured by Merck, product number: ZLI-1565) was injected into a cell (cell gap: 4 ⁇ m) provided with an ITO electrode and an alignment film.
  • a voltage was applied using an AC power supply with a frequency of 1 kHz, and the values of ( ⁇ ⁇ ) and ( ⁇ ⁇ ) were measured using an LCR meter (Hewlett-Packard, product number: 4262A).
  • ⁇ ⁇ was calculated from the following formula (C), and ⁇ ⁇ was calculated from the outer ((where ( ⁇ ⁇ ) represents the dielectric constant in the molecular axis (long axis) direction, and ( ⁇ ⁇ ) Represents the dielectric constant in the direction perpendicular to the molecular axis.)
  • a composition obtained by adding 1, 2, or 4% by mass of a mixture to a nematic liquid crystal (manufactured by Merck, product number: “ZLI_1565”) was injected into a wedge-shaped cell.
  • a nematic liquid crystal manufactured by Merck, product number: “ZLI_1565”
  • ZLI_1565 nematic liquid crystal
  • a liquid crystal compound, a chiral agent, a monofunctional polymerizable monomer, and a polyfunctional polymerizable monomer were mixed in the proportions shown in Tables 1 to 3 to obtain a liquid crystal composition of Examples 1 to 12.
  • the ratio of each component constituting the liquid crystal composition is represented by mass% based on the whole liquid crystal composition. Note that
  • liquid crystal compound examples include the following compound (1A), the following compound (1B-2), the following compound (1C-14), a fluorine-based nematic mixed liquid crystal (manufactured by Chisso, product number: JC-1041 ⁇ ), Patent Document
  • DMPMP 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone
  • Table 13-13 also shows the composition ratio of the liquid crystal composition of Example 1-12 and the values of ⁇ and ⁇ of the mixture of the liquid crystal compound and the chiral agent.
  • Table 1 also shows the values of ⁇ BP (temperature range in which the liquid crystal composition exhibits a blue phase) of the liquid crystal composition of Example 1 and Example 5.
  • Example 1 Example 2 Example 3
  • Example 4 Example 5 Liquid crystal composition Liquid crystal composition Liquid crystal composition 1 Composition 2 Composition 3 Composition 4 Composition 5 Liquid crystalline compound (1 ⁇ ) 51. 9 22. 01 1 47. 83 ⁇ Compound (61.62) (27.22) (56.70)
  • the liquid crystal composition 1-112 of [1] was injected into a sandwich cell having an electrode and an alignment film and having a cell gap of 10 ⁇ .
  • the liquid crystal compositions 6, 7, 10, and 11 were injected under reduced pressure in an isotropic phase under the conditions of 60 ° C. and 1 hPa.
  • Liquid crystal compositions 6, 7, and 10 were Although possible, in the liquid crystal composition 11, the monofunctional polymerizable monomer was volatilized during the injection under reduced pressure.
  • Liquid crystal compositions 115, 8, 9, and 12 were injected into the cell in an isotropic phase at atmospheric pressure.
  • liquid crystal compositions of Examples 11 and 12 were subjected to a photopolymerization reaction while confirming that the blue phase was maintained, to obtain polymer / liquid crystal composites 110 and 12. .
  • a photopolymerization reaction while confirming that the blue phase was maintained, to obtain polymer / liquid crystal composites 110 and 12. .
  • platelets accompanying the appearance of a blue phase were observed.
  • the reflection spectra of the polymer / liquid crystal composites 110, 12 were measured.
  • the reflection spectrum was measured using a polarizing microscope equipped with a light source (xenon lamp and halogen lamp) and a small multi-channel spectroscopy system (Ocean Optics Inc., product number: HR-2000).
  • HR-2000 a small multi-channel spectroscopy system
  • Table 4 shows ATc, ⁇ , and selective reflection length after cell injection for the liquid crystal compositions of Examples 6 to 12, and Tables 5 and 6 show the polymer / liquid crystal composites. It shows the phase transition temperature of the liquid crystal, the temperature range in which the blue phase appears, and the selective reflection wavelength in 10 and 12.
  • Tables 5 and 6 the liquid crystal compositions of Examples 1 to 10 and 12 were formed into a polymer / liquid crystal composite, and the blue phase was obtained at least in the temperature range covering -10 to + 30 ° C. Was confirmed to be expressed.
  • Example 1 1 2 Tc (° C) 5.4 7.4 5.4 5.8 5.4.0.8
  • a voltage was applied to the polymer Z liquid crystal composites 11 and 12 obtained in [2] at 25 ° C using an AC power supply with a sine wave and a frequency of 1 kHz, and the phase changed from the blue phase to the homeotropic pick state.
  • the necessary driving voltage was measured.
  • Laser light (wavelength: 407 nm) was irradiated using a semiconductor laser diode (manufactured by Nichia Corporation, product number: NDHV310APC), and the transmittance of the laser light before and after voltage application was measured.
  • a Si photodiode manufactured by Hamamatsu Photonitas Co., Ltd., product number: S2281 was used.
  • Tables 7 and 8 show the measurement results.
  • the transmittance change (%) is a ratio to the transmittance before application.
  • the polymer Z liquid crystal composites of Examples 1-4, Example 6, and Example 7 can be driven at a low voltage.
  • the polymer Z liquid crystal composite of Examples 14 to 14 has an initial transmittance of 80% or more for a laser beam having a wavelength of 407 nm, and the transmittance after applying a voltage is 90% or more of the transmittance before applying a voltage. Therefore, it was found that it was suitable for repeated use.
  • the polymer / liquid crystal composites of Examples 4 and 6-10 have an initial transmittance of 90% or more for laser light having a wavelength of 407 nm, which indicates that the transmittance of the used light is high. In addition, in these polymer / liquid crystal composites, no change in selective reflection wavelength and no crystal precipitation were observed.
  • the method for manufacturing the light modulation element 200 will be specifically described with reference to the cross-sectional view shown in FIG.
  • Transparent electrodes 23 and 24 made of ITO are formed on one surface of the transparent substrates 25 and 26 by sputtering, and a Si ⁇ layer and Ti are formed on the other surface. ⁇ layer stacking force
  • An anti-radiation coating (not shown) is formed respectively.
  • transparent electrodes 31 and 32 made of ITO are formed on both surfaces by a sputtering method.
  • a polyimide film is formed on the surfaces of the transparent electrodes 23, 24, 31 and 32 by a spin coating method, the surface of the polyimide film is rubbed in one direction with a cloth to form a horizontal alignment film (not shown).
  • the rubbing direction of the facing surface is such that the orientation of the liquid crystal molecules is in an anti-parallel arrangement. Perform processing so that
  • a seal 22 made of a thermosetting adhesive containing 5% by mass of a glass fiber spacer having a diameter of 10 ⁇ m was printed and applied around the electrode forming surfaces of the transparent substrates 25 and 26, and the transparent substrates 33 and The liquid crystal cells are stacked and pressed and solidified to form a liquid crystal cell in which two layers of a first liquid crystal cell and a second liquid crystal cell each having a cell interval of 10 am are stacked.
  • a liquid crystal composition to be injected into the first and second liquid crystal cells is prepared.
  • the liquid crystal composition injected into the first liquid crystal cell to form a polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer exhibiting a right-handed twist was composed of nematic liquid crystals of JC_1041XX (44.6 mass%) and 5CB (33.1 mass%). %), ZLI-4572 (9.7% by mass) as a chiral agent showing right-handed twist, 2EHA (4.0% by mass) as a monofunctional polymerizable monomer, and RM257 (8.2% by mass) as a polyfunctional polymerizable monomer. %) And a photopolymerization initiator (0.4% by mass).
  • the compounding ratio of each component is the ratio of each component to the total amount of the nematic liquid crystal, the chiral agent, the monofunctional polymerizable monomer, the polyfunctional polymerizable monomer, and the photopolymerization initiator.
  • the liquid crystal composition for forming the polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer exhibiting left-handed twist, which is injected into the second liquid crystal cell, is formed by a chiral agent in the liquid crystal composition injected into the first liquid crystal cell. It is prepared in the same manner by using a chiral agent showing left-handed twisting instead of ZLI-4572.
  • the transition temperature (clearing point) of these liquid crystal compositions to an isotropic phase is about 53 ° C, and the amount of the enlarging agent added is determined by the operation described below when a polymer-stabilized blue phase is formed.
  • the selective reflection wavelengths of the (110) plane and the (101) plane for vertically incident light are determined to be 570 nm and 290 nm, respectively.
  • the liquid crystal composition is filled into a liquid crystal cell through an inlet (not shown) provided in a part of the seal 22, and the inlet is sealed with an adhesive.
  • the temperature of the liquid crystal cell was raised to 70 ° C, and the liquid crystal composition was turned into an isotropic phase, and then a 10 V, 1 kHz rectangular wave AC voltage was applied between the transparent electrodes 23 and 31 and between 24 and 32.
  • the liquid crystal is gradually cooled to the temperature at which the blue phase I appears, and the temperature is controlled using a temperature controller to the temperature range at which the blue phase I appears. The phase is changed so that it becomes a domainy blue phase.
  • the polymerizable monomer was irradiated intermittently with ultraviolet light at a wavelength of 365 nm and an intensity of 0.15 mWZcm 2 for 1 hour.
  • the polymer is polymerized to form a polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer having a (110) plane orientation.
  • an optical modulation device in which two polymer-stabilized blue phase liquid crystal layers having a (110) plane orientation are stacked is obtained.
  • the strong polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer was obliquely incident on the (110) and (101) planes with selective reflection wavelengths of 570 nm and 290 nm for vertically incident light and an incident angle of 25 °.
  • the first liquid crystal layer 21a emits power and right-handed circularly polarized light of the applied wavelength
  • the second liquid crystal layer 21b emits left-handed circularly polarized light of the applied wavelength. Selectively reflected.
  • a 0-160V, 1kHz rectangular wave AC voltage was applied to the electrodes of the light modulation element of Reference Example 1 fabricated in the above-described steps, and linearly polarized light having wavelengths of 515nm and 430nm, clockwise. Circularly or counterclockwise circularly polarized light is incident on the polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer at an incident angle of 25 °, and the optical characteristics of the light modulation element are measured.
  • Table 9 when the applied voltage is 0 V, all incident light other than partially scattered or transmitted is reflected at any wavelength and polarization state. As the applied voltage is increased, the reflectance similarly decreases and the transmittance increases regardless of the difference in wavelength and polarization state.At an applied voltage of 160 V, the reflected light becomes substantially 0%, and some scattering occurs. All incident light passes through the element except
  • the light modulating element of Reference Example 1 changes incident light of 515 nm and 430 nm incident on the (110) plane of the polymer-stabilized blue phase liquid crystal layer at an incident angle of 25 ° according to the wavelength and the polarization state.
  • the transmittance can be similarly modulated.
  • the response speed of the light modulation element of Reference Example 1 is about lms, which is about one digit faster than the conventional one.
  • Transparent substrates 25 and 26 made of non-glass are prepared.
  • Transparent electrodes 23 and 24 made of ITO are formed on one surface by a sputtering method.
  • the transparent substrate 26 is opposite to the surface on which the transparent electrodes 24 are formed.
  • the multilayer lamination force of the Si ⁇ layer and the TiO layer also increases the incident light at 515 nm and 430 nm.
  • An anti-reflective coating (not shown) is applied.
  • an anti-parallel horizontal alignment film (not shown) is formed on the surfaces of the transparent electrodes 23 and 24 by the same procedure as in Reference Example 1, and the transparent substrates 25 and 26 are overlapped with each other by a chisel 22.
  • the fog of S10 ⁇ m f forms a nighttime senor 210.
  • the same liquid crystal composition as the liquid crystal composition to be injected into the first liquid crystal cell of Reference Example 1 was prepared, and the same operation as in Reference Example 1 was performed to inject, seal, and mono-domain the liquid crystal cell.
  • a liquid crystal layer is formed.
  • a polarizer having a 30 nm anti-reflection film and transmitting only linearly polarized light in a single polarization direction (polarization selecting means 28) is bonded and laminated with an ultraviolet curable adhesive, and the optical modulator of Reference Example 2 is laminated.
  • the light modulation element of Reference Example 2 does not modulate the transmittance regardless of the wavelength.
  • the transmittance of light having the above-mentioned wavelength of linearly polarized light parallel or perpendicular to the polarizing plate can be modulated by changing the reflectance by applying an applied voltage. That is, when no voltage is applied, the circularly polarized light component having a high transmittance among the incident linearly polarized light is incident on the polarizing plate, and thus the polarization direction of the incident linearly polarized light is perpendicular to the polarization axis direction of the polarizing plate.
  • the response speed of the light modulation device of Reference Example 2 is about lms, and it responds about one digit faster than the conventional light modulation device.
  • the liquid crystal material for an optical element of the present invention can reduce the driving voltage and increase the phase difference when used in an element. In addition, it has a good light transmittance and a small decrease in transmittance before and after voltage application, so that it is suitable for repeated use. Further, the blue phase can be stably maintained. Therefore, it can be effectively used for an optical element for controlling the wavefront state and / or polarization state of transmitted light and reflected light, an optical element for controlling a reflection wavelength, and the like.
  • the light modulation element using the liquid crystal material for an optical element according to the present invention can maintain the characteristics as a wavelength filter without an external field and can be controlled by the external field. Further, when the light modulation element using the liquid crystal material for an optical element according to the present invention is used as an optical attenuator, it does not show the dependency on the incident wavelength at the two wavelengths of the incident light, and further shows the dependency on the incident polarization. Therefore, it can be preferably used as an optical modulator as an optical attenuator in an optical pickup or an optical communication system using light of a plurality of wavelengths.
  • the liquid crystal light modulation device according to the present invention is used in an optical system using a semiconductor laser, and can be suitably used in optical communication and optical head devices.
  • the specification of the present invention includes Japanese Patent Application No. 2004-044741 (filed on February 20, 2004), which is the basis of the priority claim of the present application, and Japanese Patent Application No. 2004-227050, filed on August 2004.
  • the entire contents of Japanese Patent Application No. 2004-260080 (filed on September 7, 2004) and Japanese Patent Application No. 2004-371369 (filed on December 22, 2004) are cited herein. It is incorporated as a disclosure of the invention.

Abstract

　低電圧駆動が可能で、位相差が大きく、実用に耐えうる温度範囲にわたってブルー相を発現する光学素子用液晶材料の提供し、さらに使用する光の透過率が高く、長期安定動作が可能である光学素子用液晶材料の提供する。 　解決手段として、液晶性化合物と、カイラル剤と、単官能性重合性モノマーと、多官能性重合性モノマーとを含む液晶組成物を重合させて得られる液晶／高分子複合体であって、前記液晶性化合物とカイラル剤との組み合せの誘電率異方性（Δε）が３０以上で、屈折率異方性（Δｎ）が０．１３以上であり、該複合体中の前記液晶性化合物とカイラル剤との組み合せがブルー相を有する光学素子用液晶材料。

Description

明 細 書
光学素子用液晶材料および光変調素子
技術分野
[0001] 本発明は、誘電率異方性が大きぐ屈折率異方性が大きぐ使用する光の透過率 力 S高い光学素子用液晶材料に関する。
[0002] また、透過光または反射光のスペクトル、偏光状態、波面等を変調する、液晶を用 レ、た光変調素子に関する。
背景技術
[0003] 光情報処理技術は、信号伝達の高速性、伝送および処理の空間的並列性、広い 周波数帯域等、光の有する特徴を利用できる有望な情報処理技術である。該技術の 実用化には光の強度、偏光状態等を高速'高精度で制御する光学素子が不可欠で あり、液晶を用いた小型で安価な光学素子が注目されている。
[0004] 一方、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する 直前に、液晶相の一つであるブルー相が発現することが知られている。ブルー相は、 液晶が互いにねじれて配歹 1Jした二重ねじれ構造と、等方相に近い状態の線状欠陥と が共存した状態と考えられており、数百 nmオーダーの格子定数の体心立方格子（ブ ルー相 I)や単純立方格子（ブルー相 II)のような三次元周期構造を形成することが知 られている。
[0005] そのため、ブルー相の状態にある液晶は、立方晶としての性質とコレステリック液晶 としての性質とを兼ね備えており、可視光に対して旋光性を示すほ力、、ブラッグ回折 が観測される。ブラッグ回折が観測される結晶面 (以下、ブラッグ回折面という。）は、 ブルー相 Iの体心立方構造では、（110)面、（200)面、 （211)面等、ブルー相 IIの 単純立方構造では、（100)面、 （110)面、（210)面等であることが知られている。
[0006] また、電界や磁界等の外場環境を変化させることにより、入射光の回折角、偏光状 態等をマイクロ秒オーダーの応答時間で変化させることができる。よって、ブルー相 の状態にある液晶を用いた光学素子には、従来の光学素子を遥かに凌ぐ応答速度 と多様な機能が期待できる。 [0007] しかし、ブルー相は等方相の発現温度直下の数。 C (一般的には 1一 3°C)の温度範 囲（温度幅）でしか発現しないため、極めて精密な温度制御が必要であり、実用化が 困難であった。この問題を解決しうる技術として、ブルー相を示す液晶と重合性モノ マーとを含む液晶組成物を重合させることによって、ブルー相の発現温度範囲（温度 幅）を改善することが報告されてレ、る（特許文献 1参照）。
[0008] 特許文献 1 :特開 2003— 327966号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] しかし、特許文献 1に記載された材料は、駆動電圧が高い問題があった。また、屈 折率異方性の値が小さいため、素子に応用した場合に位相差が小さくなる問題があ つた。さらに、本発明者らの検討によると、該材料は駆動後の透過率の低下が大きい 問題、使用する光の透過率が低い問題もあり、実用に供するには不充分であると認 められた。
[0010] また、光学素子において、コレステリック液晶やカイラルネマチック液晶を用いた従 来の技術では、以上説明したように、簡易な構成かつ簡易な製作方法により、領域 毎に異なる光学特性を有し、各領域の光学特性を外場なしに維持し、外場によって 制御できる光変調素子を実現することが困難である問題があった。
課題を解決するための手段
[0011] 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、低電圧駆動が可能で、 屈折率異方性の値が大きぐ駆動による透過率損失が少なぐ使用する光の透過率 が高ぐ実用に適した温度範囲にわたってブルー相を発現する光学素子用液晶材 料と該液晶材料を用いた光変調素子を提供する。すなわち、本発明は以下の光学 素子用液晶材料および光変調素子を提供する。
1.液晶性化合物と、カイラル剤と、単官能性重合性モノマーと、多官能性重合性モ ノマーとを含む液晶組成物を重合させて得られる液晶 Z高分子複合体であって、前 記液晶性化合物と前記カイラル剤との組み合せの誘電率異方性（Δ ε )が 30以上で 、屈折率異方性（Δη)が 0. 13以上であり、該複合体中の前記液晶性化合物と前記 カイラル剤との組み合せがブルー相を有することを特徴とする光学素子用液晶材料 2.液晶性化合物と、カイラル剤と、単官能性重合性モノマーと、多官能性重合性モ ノマーとを含む液晶組成物を重合させて得られる液晶/高分子複合体であって、前 記液晶性化合物として下式（1)で表される化合物を 1種以上含み、前記カイラル剤と して下式（2)で表される化合物を 1種以上含み、該複合体中の前記液晶性化合物と 前記カイラル剤との組み合せがブルー相を有することを特徴とする光学素子用液晶 材料。
[0012] [化 1]
Figure imgf000005_0001
[0013] ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
R1 :炭素数 1一 8のアルキル基、炭素数 2— 8のアルケニル基、または炭素数 1一 8 のァノレキコキシ基。
R2:不斉炭素原子を有する炭素数 4一 8のアルキル基、ァリール基で置換された不 斉炭素原子を有する炭素数 2 8のアルキル基、または不斉炭素原子を有する炭素 数 4一 8のアルキコキシ基。
A2 :それぞれ独立に、 1 , 4一フエ二レン基またはトランス一 1， 4—シクロへキシレ ン基。これらの基中の炭素原子に結合する水素原子はフッ素原子に置換されていて あよい。
Υ3 :それぞれ独立に、 C〇〇— — OC〇—、単結合、 CH 2 CH 2 または C
≡c―
γ2 γ4:それぞれ独立に、 c〇〇—— oc〇—、単結合、または— c≡c
X1 x2 X3 X4：それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、 X3および X4の 少なくとも 1つはフッ素原子である。
x5、 x6、 X7、 X8：それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、 X7および X8の 少なくとも 1つはフッ素原子である。
n、 m :それぞれ独立に、 0または 1。
3.液晶性化合物と、カイラル剤と、下式（3)で表される化合物と、多官能性重合性モ ノマーとを含む液晶組成物を重合させて得られる液晶 Z高分子複合体であって、該 複合体中の液晶性化合物とカイラル剤との組み合せがブルー相を有することを特徴 とする光学素子用液晶材料。
CH =CH-COOR- - - (3)
2
ただし、式中の Rは炭素—炭素結合間にエーテル性酸素原子が揷入されていても よい炭素数 10— 30の直鎖アルキル基を示す。
4.少なくとも— 10— + 30°Cをカバーする温度範囲でブルー相を発現することを特徴 とする上記 1一 3のいずれかに記載の光学素子用液晶材料。
5.少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、この一対の基板に挟持され、入 射された光を選択的に反射する液晶層とを備えた光変調素子であって、
前記液晶層は、上記 1一 4のいずれかに記載の光学素子用液晶材料を含み、 ブルー相が有するブラッグ回折面と基板法線とのなす角度が、基板面内の光の入 射位置に応じて異なるようにしたことを特徴とする光変調素子。
この構成により、ブルー相でのブラッグ回折面と基板法線とのなす角度力 基板面 内の光の入射位置に応じて異なるようにしたため、簡易な構成かつ簡易な製作方法 により、基板面内の領域毎に異なる光学特性を有し、各領域の光学特性を外場なし に維持し、かつ外場によって制御できる光変調素子を実現できる。
6.前記一対の基板上にそれぞれ設けられた電極を備え、前記電極を介して前記液 晶層に電圧を印加し得るようにした上記 5記載の光変調素子。
この構成により、電極を設けて、液晶層の実効的な屈折率、または、液晶層に含ま れる液晶材料の分子配向を制御できるようにしたため、上記 5の効果に加え、より禾 IJ 用しやすい光変調素子を実現できる。
7.一対の基板と、前記一対の基板上にそれぞれ設けられた透明電極と、この一対の 基板に挟持された液晶層と、を備えた光変調素子であって、
前記液晶層は、上記 1一 4のいずれかに記載の光学素子用液晶材料を含む、第 1 の液晶層および第 2の液晶層からなり、
前記第 1の液晶層は、相異なる波長を有する 2つの入射光の右回り円偏光成分を 選択反射し、前記第 2の液晶層は、前記 2つの入射光の左回り円偏光成分を選択反 射するものであり、
外部から前記透明電極に印加する電圧により前記 2つの入射光の透過率を変化さ せることを特徴とする光変調素子。
この構成により、液晶層が、 2つの入射光の右回り円偏光成分を選択反射する第 1 の液晶層と、 2つの入射光の左回り円偏光成分を選択反射する第 2の液晶層とを備 えてレ、るため、液晶層に電界を与えて液晶による選択反射の反射率を変化させるこ とにより 2つの入射光の透過率を変化させることができる。
8.—対の基板と、前記一対の基板上にそれぞれ設けられた透明電極と、この一対の 基板に挟持された液晶層と、その光出射面側に配置された所定の偏光方向の直線 偏光のみを透過する偏光選択手段と、を備えた光変調素子であって、
前記液晶層は、上記 1一 4のいずれかに記載の光学素子用液晶材料を含むととも に、相異なる波長を有する 2つの入射光の右回り円偏光成分または左回り円偏光成 分を選択反射するものであり、
外部から前記透明電極に印加する電圧により前記 2つの入射光の透過率を変化さ せることを特徴とする光変調素子。
この構成により、液晶層は、 2つの入射光の右回り円偏光成分または左回り円偏光 成分を選択反射し、偏光選択手段は、所定の偏光方向の直線偏光のみを透過する ため、選択反射の反射率を変化させることより、 2つの入射光の透過率を変化させる こと力 Sできる。
なお、上記 5 8の光変調素子としては、上記 1一 4のいずれかに記載の光学素子 用液晶材料を含むことが最も好ましい態様であるが、少なくとも液晶層がブルー相を 呈するものであれば、必ずしも上記 1一 4のいずれかに記載の光学素子用液晶材料 を含まなくとも、光変調素子として機能させ得る。 発明の効果
[0015] 本発明の光学素子用液晶材料によれば、ブルー相の状態にある液晶で構成され た光学素子の駆動電圧を低減できる。また、大きな位相差を得ることができ、繰り返し 使用も可能になる。さらに、光の利用効率も改善できる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]本発明における第 1の光変調素子の概略断面図。
[図 2]本発明における第 1の光変調素子によって得られる反射スペクトルの一例を示 す図。
[図 3]本発明における第 2の光変調素子の概略断面図。
[図 4]本発明における第 2の光変調素子に適用できる液晶材料を用いた、光変調素 子の別の例の概略断面図。
[図 5]本発明における第 2の光変調素子に適用できる液晶材料を用いた、光変調素 子の別の例の概略断面図。
符号の説明
[0017] 1、 2 基板
3、 22 シール
4 ブルー相液晶
5 配向膜
6、 7 電極
8 電源
10、 11、 12 ドメイン領域
21 液晶層
21a 第 1の液晶層
21b 第 2の液晶層
23、 24、 31、 32 透明電極
25、 26、 33 透明基板
27 外部信号印加手段
28 偏光選択手段 100 光変調素子
200 光変調素子
210 液晶セル
発明を実施するための最良の形態
[0018] 本明細書においては、式（1)で表される化合物を化合物（1)とも記す。また、式 (Q )で表される基を基 (Q)とも記す。他の化合物および基についても同様に記す。また 、誘電率異方性を Δ ε、屈折率異方性を Δ ηと略記する。光源からの発振波長は、 一点の値で記載されている場合でも、記載値 ± 10nmの範囲を含むこととする。
[0019] 本発明における液晶組成物とは、液晶性化合物と、カイラル剤と、単官能性重合性 モノマーと、多官能性重合性モノマーとを含む組成物である。
[0020] また、本発明における液晶性化合物とカイラル剤との組み合せとは、液晶性化合物 およびカイラル剤のみからなる組み合せである。本発明においては、液晶性化合物と カイラル剤との組み合せを広義のコレステリック液晶として扱い、該組み合せが示す 液晶相をコレステリック液晶相と記す。なお、液晶性化合物とカイラル剤との組み合 せの物性（Δ εや Δ η)は、液晶性化合物とカイラル剤のみの混合物を調製した場合 のその混合物の物性をいう。なお、液晶性化合物とカイラル剤との組み合せを、以下 単に「液晶」ともいう。
[0021] 本発明において用いることのできる液晶性化合物としては、ネマチック性液晶性化 合物、スメクチック性液晶性化合物、ディスコチック性液晶性化合物等が挙げられ、 ネマチック性液晶性化合物が好ましい。液晶性化合物は 1種を用いてもよぐ 2種以 上を用いてもよレ、。 2種以上を用いる場合は、混合した後にネマチック液晶相を示す ことが好ましい。
[0022] 本発明におけるカイラル剤としては液晶性化合物であっても非液晶性化合物であ つてもよレ、。カイラル剤の構造中に存在する不斉炭素原子の立体配置は Rまたは S のいずれであってもよい。カイラル剤は 1種のみを用いてもよぐ 2種以上を用いても よい。カイラル剤を 2種以上用いる場合は、誘起されるらせん方向が同一であるカイラ ノレ剤を組み合せて使用することが好ましい。さらに、カイラル剤は液晶性化合物と類 似構造を有することが好ましい。これにより、液晶性化合物とカイラル剤との相溶性を 改善でき、液晶/高分子複合体とした後にカイラル剤が析出する現象を防止でき、 ブルー相をより安定化できる。
[0023] 液晶性化合物とカイラル剤との組み合せとしては、コレステリック液晶相を示す組み 合せであることが好ましい。
液晶性化合物とカイラル剤との組み合せがブルー相を安定に発現するためには、 コレステリック液晶相におけるらせんピッチが 500nm以下であることが好ましい。らせ んピッチが 500nm超であると、ブルー相が発現しなレ、か、または発現しても不安定と なる。なお、ブルー相が発現することは、偏光顕微鏡による観察および反射スぺタト ルの測定により確認できる。すなわち、ブルー相が発現していると、ブルー相に特徴 的な platelets (小板状組織）が偏光顕微鏡によって観察される。また、反射スぺタト ルを測定すると、 plateletsに対応する波長近傍にピークが認められる。
本発明において、液晶の Δ εは 30以上であり、 30— 80力好ましく、 30— 70が特 に好ましい。
[0024] コレステリック液晶相にぉレ、て、液晶の配列をブラナー状態からホメオト口ピック状態 へ変化させるために必要な駆動電圧 (V)と液晶の Δ εとの関係は下式 (Α)で表され る（ただし、 pはらせんピッチ、 Kはねじれ弾性定数、 ε 0は真空の誘電率である。 ) 0
[0025] [数 1]
Figure imgf000010_0001
ブルー相にある液晶をホメオト口ピック状態へ転移させるために必要な駆動電圧と Δ εとの関係も、おおよそ式 (Α)に示した関係が保たれると考えられる。
駆動電圧は Δ εの平方根に反比例するため、ブルー相を示す液晶の Δ εが大き い場合は、低電圧で駆動できる。また、液晶性化合物やカイラル剤の種類によっては 、 Κ値が様々な値をとりうる力 液晶の Δ ε力 ¾0以上であると、仮に Κ値が大きくなつ た場合でも 10V/ μ m程度の電場を生じる低電圧でブルー相をホメオト口ピック状態 へ転移させることができる。 [0027] 一方、通常の PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal)において、プラナ 一状態とホメオト口ピック状態との間で発現する屈折率差 Δη'は下式 (Β)によって求 まることが知られており、本発明の液晶/高分子複合体において、該複合体中の液 晶がブルー相とホメオト口ピック状態との間で発現する屈折率差も、おおよそ式 (Β)に 示した関係が成り立つと考えられる。
Δη =(η■ +2η1)Ζ3—η1 = ΔηΖ3··.(Β)
(ただし、 η■は分子軸 (長軸)方向の屈折率を表し、 η丄は分子軸に垂直方向の屈 折率を表す。 )
[0028] また、光学素子の位相差は、屈折率差 Δη'とセルギャップ dとの積で表されることか ら、 Δηが大きいと光学素子の厚さを薄くできる。一般にセルギャップは 10 zm以下と することが求められており、使用する光の波長を考慮すると、液晶の Δηは 0.13以上 であり、 0.15 0.4カ好ましく、 0.15— 0.25力 S特に好ましく、 0.15— 0.2力 Sとりわ け好ましい。
[0029] このような Δ ε、 Δηの値を有する液晶としては、下式（al)—（a4)で表される構造 を有する液晶性化合物およびカイラル剤を含むことが好ましい。なお、 Qの左方の結 合手には炭素数 8以下の、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、またはァリー ル基で置換された炭素数 8以下のアルキル基が結合していることが好ましい。
-Q-T---(al)
-Q-COO-T- · · (a2)
-Q-C≡C-T--- (a3)
-Q-CH CH -Τ··· (a4)
2 2
ただし、式中の Qは下記基（Ql)—（Q8)力 選ばれるいずれかの基（式中の L1一 L4はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子である。）であり、 Tは下記基 (T1) 一（T4)力、ら選ばれるいずれかの基である。 [0030] [化 2]
Figure imgf000012_0001
(T1 ) (T2) (T3) (T4)
[0031] 液晶性化合物としては、前記式 (al) （a4)で表される構造を有することが好ましく 、 Δ ε値が大きぐ他の化合物との相溶性が良好な点から、前記式 (a2)で表される 構造を有することが特に好ましい。液晶性化合物における基 (T)としては、 Δ ε値を 大きくできる点から前記基 (Τ3)または前記基 (Τ4)が好ましい。このうち、液晶性が 良好であり、他の化合物との相溶性が良好である点も考慮すると、前記基 (Τ3)が特 に好ましい。基（Q)としては、前記基（Q2)—（Q7)が好ましぐ前記基（Q2)—（Q5) 、（Q7)が特に好ましい。基（Q5)としては L1一 L4の全てが水素原子である場合の基 が好ましぐ基（Q7)としては L3および L4が水素原子である場合の基が好ましい。また 、液晶材料の液晶性を示す温度範囲を広くするためには、基（Q)部分が、単環構造 (基 (Q2)等)である液晶性化合物と多環構造 (基 (Q7)等)である液晶性化合物とを 併用することが好ましい。
[0032] カイラル剤としては、前記式 (al)—（a3)で表される構造を有することが好ましぐ Δ ε値が大きぐ他の化合物との相溶性が良好な点から、前記式 (a2)で表される構造 を有することが特に好ましい。カイラル剤における基 (T)としては、 Δ ε値を大きくで きる点から前記基 (T3)または前記基 (T4)が好ましく、前記基 (T4)が特に好ましレ、 。また、基（Q)としては、前記基（Q2)が好ましい。カイラル剤における基（Q)中の 1 , 4一フエ二レン基に置換するフッ素原子の数が多すぎると、液晶の配向を乱す原因と なりうるため、フッ素原子の置換数は液晶組成物を構成する他の成分に合わせて適 宜調整することが好ましい。
[0033] 液晶性化合物としては、下式 (al— 1)、下式 (a2— 1)、または下式 (a2_5)で表され る構造を有することが好ましレ、。
[0034] [化 3]
Figure imgf000013_0001
[0035] カイラル剤としては、下式 (al-2)または下式 (a2_2)で表される構造を有すること が好ましい。
[0036] [化 4]
Figure imgf000013_0002
本発明はまた、液晶性化合物が下記化合物（1)であり、かつ、カイラル剤が下記式 (2)で表される化合物であることを特徴とするブルー相を有する液晶/高分子複合 体からなる光学素子用液晶材料を提供する。
[0038] [化 5]
Figure imgf000014_0001
式（1)の化合物において、 R1は炭素数 1一 8のアルキル基、炭素数 2 8のァルケ ニル基、または炭素数 1一 8のアルコキシ基である。
炭素数 1一 8のアルキル基としては、炭素数 3— 6の直鎖アルキル基が好ましい。 炭素数 2— 8のアルケニル基としては、炭素数 2 6の直鎖アルケニル基が好ましレ ' なかでも、弾性定数比 (K /K )が大きいことから、炭素数が偶数である場合はァ
33 11
ルケニル鎖末端の炭素原子から環基へ向けて二重結合を有する基が好ましぐ炭素 数が奇数である場合は、アルケニル鎖末端から 2番目の炭素原子から環基へ向けて 二重結合を有する基が好ましく、 CH -CH = CH-CH _CH—、 CH =CH_CH -
3 2 2 2
CH—、または CH— CH = CH—が特に好ましい。
3
炭素数 1一 8のアルコキシ基としては、炭素数 2— 6の直鎖アルコキシ基が好ましぐ エトキシ基、 n—プロピルォキシ基、 n—ブチルォキシ基、または n—ペンチルォキシ基 が特に好ましい。
[0040] R1としては、 n—プロピル基、 n—ブチル基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基、エトキシ 基、 n—プロピルォキシ基、 n—ブチルォキシ基、または CH -CH = CH-CH _CH_
3 2 が好ましい。
A1は 1 , 4_フエ二レン基またはトランス— 1 , 4—シクロへキシレン基である。これらの 基は、非置換の基であってもよぐ該基中の炭素原子に結合する水素原子がフッ素 原子に置換されていてもよぐ非置換の基であることが好ましい。 A1としては、非置換 のトランス一 1， 4—シクロへキシレン基が好ましい。 Y1は、— COO—、— OCO—、単結合、— CH CH―、または— C≡C—であり、単結合
2 2
が好ましい。 Y2は一 COO—、 一 OCO—、単結合、または一 C≡C—であり、一 COO—また は単結合が好ましい。
X1、 X2、 X3、および X4は、それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、 X3お よび X4の少なくとも 1つはフッ素原子である。 X1 X4としては、 X3がフッ素原子であり 、かつ X1、 X2、および X4の全てが水素原子であることが好ましい。
nは 0または 1である。
[0041] また、化合物（2)におレ、て、 R2は不斉炭素原子を有する炭素数 4一 8のアルキル基 、ァリール基で置換された不斉炭素原子を有する炭素数 2 8のアルキル基、または 不斉炭素原子を有する炭素数 4一 8のアルコキシ基である。
[0042] 不斉炭素原子を有する炭素数 4一 8のアルキル基としては、分岐構造の炭素数 4一 6のアルキル基が好ましぐ下記基 (W1)が特に好ましい。なお、以下において式中 の「 *」の記号が付与された炭素原子は、不斉炭素原子であることを意味する。
[0043] [化 6]
Figure imgf000015_0001
[0044] R2がァリール基で置換された不斉炭素原子を有する炭素数 2 8のアルキル基で ある場合の「炭素数 2— 8」とは、アルキル基部分の炭素数が 2 8であることを意味 する。また、アルキル基部分は直鎖構造であることが好ましぐ n—プロピル基が特に 好ましレ、。ァリール基としては、フヱニル基、または m—トリル基が好ましレ、。置換する ァリール基の数としては 1個が好ましい。ァリール基で置換された不斉炭素原子を有 する炭素数 2 8のアルキル基としては、下式 (W2)で表される基が好ましレ、。
[0045] [化 7]
Figure imgf000015_0002
[0046] 不斉炭素原子を有する炭素数 4一 8のアルコキシ基としては、炭素数 4一 6の分岐 アルコキシ基が好ましぐ下記基 (W3)が特に好ましい
[0047] [化 8]
CH20
CHZ-CH (W3)
/ \
CH3 CH3
[0048] R2としては、前記式 (Wl)で表される基、または前記式 (W2)で表される基が好まし
A2としては A1と同様の基であり、非置換の 1, 4一フエ二レン基が好ましい。 Y3として は Y1と同様の基であり、単結合が好ましい。 Y4としては Y2と同様の基であり、 -coo -、または単結合が好ましい。
X5、 X6、 X7、および X8はそれぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、 X7およ び X8の少なくとも 1つはフッ素原子である。 X5— X8としては、 X5および X6が水素原子 であり、かつ、 X7および X8がフッ素原子であることが好ましい。
mは 0または 1である。
[0049] 化合物（1)としては、下記化合物が好ましぐ下記化合物（1A)、下記化合物（1B- 2)一 (1B-4)、下記化合物（1C一 2)— (1C-4)が特に好ましい。
Figure imgf000017_0001
化合物（2)としては、下記化合物（1K)一（IN)が好ましい。化合物（2)は 2種以上 を併用することが好ましぐたとえば、化合物（1K)と化合物（1L)とを、または化合物 ( 1K)と化合物（1M)とを併用する例が挙げられる。
[0052] [化 10]
Figure imgf000018_0001
[0053] 一般に液晶の粘度が高いと、応答速度が遅くなることが知られている。本発明にお ける化合物（1)および化合物（2)は、下記基 (T3)または下記基 (T4)を有することに より粘度が低ぐ応答速度を速くできる。また、下記基 (T1)を有する化合物は、液晶 組成物中の含有量が小さい場合には駆動電圧の低減に有効であるが、含有量が大 きくなると該化合物が双極子モーメントを打ち消しあうような二量体を形成するため、 駆動電圧の低減効果が小さくなる傾向がある。しかし、式（1)の化合物および式（2) の化合物は、フッ素原子を含有する基 (T3)または基 (T4)を有することから、該ニ量 体を形成しにくぐ含有量を大きくしても Δ εが飽和しにくいため、駆動電圧の低減に 有効である。
[0054] [化 11]
Figure imgf000018_0002
[0055] 本発明の液晶組成物に含まれる化合物（1)等の液晶性化合物の割合は、液晶組 成物に対して 50— 75質量％であることが好ましい。式（2)の化合物等のカイラル剤 の割合は、液晶組成物に対して 17— 45質量％であることが好ましい。
[0056] また、化合物（1)等の液晶性化合物と化合物（2)等のカイラル剤の組み合せにお ける液晶性化合物の割合は、両者の合計に対して 20— 80モル％であることが好まし レ、。カイラル剤の割合は、両者の合計に対して 20— 80モル％であることが好ましい。 また、両者の合計量は、液晶性化合物と、カイラル剤と、後述する単官能性重合性モ ノマーと、多官能性重合性モノマーとの合計量に対して 85— 96モル％であることが 好ましレ、。また、液晶性化合物とカイラル剤との総量は、液晶組成物に対して 85— 9 5質量％であることが好ましぐ 92 95質量％であることが特に好ましい。
[0057] 本発明の液晶組成物は、前記液晶性化合物、前記カイラル剤以外に、単官能性重 合性モノマーおよび後述する多官能性重合性モノマーを含む。単官能性重合性モノ マーを多官能性重合性モノマーとともに液晶組成物中に含ませて重合反応を行うこ とにより、液晶がブルー相を示す温度範囲を改善できる。
[0058] 本発明における単官能性重合性モノマーとは、 1個の重合性官能基を有する非液 晶性または液晶性の化合物である。重合性官能基としては、アタリロイル基またはメタ クリロイル基が好ましい。単官能性重合性モノマーとしては、アクリル酸エステル類ま たはメタクリル酸エステル類が好ましく、アクリル酸アルキルエステル類が特に好まし レ、。さらに、使用する光の透過率を改善する効果を大きくしたい場合は、単官能性重 合性モノマーとして下式（3)で表される化合物を使用することが好ましい。
CH = CH— COOR' H (3)
2
式（3)中の Rは炭素一炭素結合間にエーテル性酸素原子が挿入されてレ、てもよレヽ 炭素数 10— 30の直鎖アルキル基であり、炭素数 12— 24の該基であることが好まし レ、。該基の炭素数が 10— 30の範囲にあることにより、ブルー相の安定化のための液 晶とのより適切な相溶性を実現できる。該基の炭素数が 30より多いと、液晶との相溶 性が不充分であり、光学素子とした場合に光の透過率の低下を招くおそれがある。
[0059] また、光学素子の作製の際、液晶組成物をセルに注入する工程は、液晶組成物に 対する酸素や水分等の悪影響を避けるため減圧注入によって実施されることが好ま しい。この場合は、減圧注入時に液晶組成物が揮発しないことが必要となる。化合物 (3)は炭素数が 10以上であるため、減圧注入時に揮発せず、ブルー相の安定化効 果が損なわれなレ、利点もある。
[0060] Rはエーテル性酸素原子を有していてもよぐこの場合、該酸素原子の数は 1一 4個 が好ましい。また、エーテル性酸素原子とエーテル性酸素原子との間に存在する炭 素原子の数は 1一 5個が好ましぐ 2個または 4個が特に好ましい。 Rとしてはエーテ ル性酸素原子を有さなレ、ことが特に好ましレ、。
[0061] 化合物（3)としては、下記化合物（3A)が好ましレ、。
CH =CH-COO-[ (CH CH〇） · (CH CH CH CH O) ] - (CH ) -Η· · · (
2 2 2 p 2 2 2 2 q r 2 s
3A)
p、 q、 r、および sは、それぞれ下記の意味を示し、かつ [ ( (2p + 4q) X r) +s]の値 力 10 30の整数となる。
pは _ (CH CH 0) _単位の数を示し、 0— 15の整数であり、 0— 5の整数が好まし
2 2
レヽ。 qは _ (CH CH CH CH〇）—単位の数を示し、 0— 7の整数であり、 0 5の整
2 2 2 2
数が好ましレ、。 rは— [ (CH CH O) · (CH CH CH CH〇） ]—単位の数を示し、 0
2 2 p 2 2 2 2 q
または 1であり、 0が好ましい。 sは—（CH )—単位の数を示し、 0— 30の整数である。 r
2
力 SOである場合の sは 12— 24の整数が好ましぐ 12— 20の整数が特に好ましい。 rが 1である場合の p、 q、および sの値は、 [ ( (2p + 4q) X r) + s]の値が 10— 30の整数と なる範囲において、適宜変更されうる。
なお、 p、 q、 r、および sがそれぞれ 0である場合は、対応する単位が存在しないこと を意味する。
[0062] また、式（3A)における「- (CH CH O) · (CH CH CH CH O) -」部分の表記
2 2 p 2 2 2 2 q
は、 - (CH CH O) -単位および一（CH CH CH CH 0) -単位がそれぞれ 1単位
2 2 2 2 2 2
以上存在する場合、 2つの単位の並び方が限定されないことを意味する。すなわち、 - (CH CH〇）_単位および- (CH CH CH CH〇）-単位がそれぞれ 1つずっ存
2 2 2 2 2 2
在する場合には、 CH =CH_CO〇_に結合する単位は、 _ (CH CH〇）_単位で
2 2 2
あっても—（CH CH CH CH〇）—単位であってもよレヽ。—（CH CH O)—単位およ
2 2 2 2 2 2
び一（CH CH CH CH〇）_単位がそれぞれ 1単位以上存在し、かつ、少なくとも一
2 2 2 2
方の単位が 2単位以上存在する場合には、 2つの単位の並び方はブロック状であつ てもランダム状であってもよぐブロック状であることが好ましい。
[0063] 化合物（3A)としては、下記化合物（3Aa)— (3Ap)等が挙げられ、液晶との相溶 性の観点から、下記化合物（3Aa)— (3Ae)、下記化合物（3Ah)— (3Aj)、および 下記化合物（3Am)が好ましレ、。
CH = CH- -COO- (CH ) H (3Aa)、
2 2 12
CH = CH- -COO- (CH ) H (3Ab)、
2 2 13
CH = CH- -COO- (CH ) H (3Ac)、
2 2 16
CH = CH- -COO- (CH ) H (3Ad)、
2 2 18
CH = CH- -COO- (CH ) H (3Ae)、
2 2 22
CH = CH- -COO- (CH CH O) H (3Af)、
2 2 2 8
CH = CH- -COO- (CH CH〇） H (3Ag)、
2 2 2 10
CH = CH- -COO- (CH CH O) CH (3 Ah)、
2 2 2 8 3
CH = CH- -COO- (CH CH O) CH (3Ai)、
2 2 2 9 3
CH = CH- -COO- (CH CH O) CH (3Aj)、
2 2 2 12 3
CH = CH- -COO- (CH CH CH CH〇） H (3Ak)、
2 2 2 2 2 3
CH = CH- -COO- (CH CH CH CH〇） CH (3 Am)、
2 2 2 2 2 3 3
CH = CH- -COO- (CH CH O) - (CH ) H (3 An) ,
2 2 2 4 2 12
CH = CH- -COO- (CH CH O) · (CH CH CH CH O) H (3Ap)。
2 2 2 5 2 2 2 2 2
[0064] 液晶組成物中に含まれる化合物（3)等の単官能性重合性モノマーの割合は、ブル 一相の安定化効果に優れることから、液晶組成物に対して 1一 4質量％が好ましぐ 1 . 5— 3. 5質量％が特に好ましぐ 2— 3質量％がとりわけ好ましい。化合物（3)の量 が液晶組成物に対して 1質量％よりも少ないと、後述する重合反応を行って液晶/ 高分子複合体とした場合にブルー相の安定化効果が乏しぐ 4質量％よりも多いとブ ルー相が発現しなレ、か、または発現したとしても重合時に三次元周期構造の規則性 が乱れ、散乱等の現象が起きるおそれがある。
[0065] 本発明における多官能性重合性モノマーとは、化合物（3)等の単官能性重合性モ ノマーの分子間を結合して網目状構造を形成し得る化合物であり、 2個以上、好まし くは 2個の重合性官能基を有する化合物である。重合性官能基としては、前記単官 能性重合性モノマーにおける重合性官能基と同様の基が例示できる。
[0066] 多官能性重合性モノマーとしては、ジアタリレート、ジメタタリレート等が挙げられ、単 官能性重合性モノマーの構造、液晶/高分子複合体に要求される強度、特性等に 応じ選択することが好ましい。また、両者における重合性官能基は同一であることが 好ましい。
[0067] 多官能性重合性モノマーは液晶性化合物または非液晶性化合物のいずれであつ てもよく、液晶との相溶性が良好である必要があることから、メソゲン構造を有すること が好ましい。多官能性重合性モノマーとしては、液晶性ジアタリレート（Merck社製、 商品番号: RM—257)等のジアタリレートが好ましい。
[0068] 液晶/高分子複合体においてブルー相の発現温度幅を広くするためには、化合 物（3)等の単官能性重合性モノマーと多官能性重合性モノマーとが重合した高分子 部分の架橋密度が重要である。架橋密度が小さいと、ブルー相が発現しないか、ま たは、ブルー相が発現しても発現温度幅が狭くなる。よって、適切な量の単官能性重 合性モノマーと多官能性重合性モノマーとを用レ、、連続性の高い網目構造が形成さ れるようにすることが必要である。そのため、単官能性重合性モノマーと多官能性重 合性モノマーとの合計量は、液晶性化合物、カイラル剤、単官能性および多官能性 重合性モノマーとの合計量に対して 4一 15モル％であることが好ましい。また、単官 能性重合性モノマーと多官能性重合性モノマーとの合計量は液晶組成物に対して 5 一 8質量％であることが好ましい。
[0069] 単官能性重合性モノマーと多官能性重合性モノマーとの混合比は、各々の構造や 、液晶性化合物、カイラル剤の構造等によって適宜調整されうるが、単官能性重合性 モノマー/多官能性重合性モノマー（質量比）で、 1/1一 1/4であることが好ましい
[0070] 本発明における液晶組成物のブルー相の発現温度幅は、 3— 7°Cであることが好ま しい。液晶組成物のブルー相の発現温度幅が 3— 7°Cであれば、後述する重合反応 の際、重合反応の開始時から終了時までの間、ブルー相を安定に保持でき高分子 /液晶複合体の構造変化を抑制できる。
[0071] 特に、単官能性重合性モノマーとして、化合物（3)を用いる場合は、液晶の透明点
(T ^と液晶組成物の透明点 (T )との差（ΔΤ )が 4°C以上であり 10°C以下であり、 かつ、液晶組成物がブルー相を示す温度範囲（ Δ BP)が 3°C以上であり 6°C以下で あることが好ましい。なお、液晶の透明点 (Tc1)とは、液晶のブルー相一等方相転移 点を意味し、液晶組成物の透明点 ( )とは液晶組成物のブルー相-等方相転移点 を意味する。
[0072] ΔΤおよび Δ BPの値が前記範囲にあることにより、液晶と化合物（3)との適切な相 溶性が得られ、ブルー相の安定化に効果がある。 Δ Τが 4°Cより狭い場合は、ブル 一相の安定化に必要な量の化合物（3)が欠陥部分に行き渡らない状態になってい ると考えられ、 ΔΤが 10°Cより大きい場合は、化合物（3)と液晶との相溶性が低下し ていると考えられ、いずれの場合でもブルー相の安定化効果が低減する。 Δ BP力 S3 °Cより狭い場合は、重合反応を行ってもブルー相を安定化できないおそれがあり、 Δ BPが 6°Cより広い場合は、化合物（3)が欠陥部分に集中的に存在する状態であると 考えられ、欠陥部分に存在する化合物（3)と液晶との界面散乱がおこり透過率の低 下を招くおそれがある。
[0073] また、液晶組成物を重合させて液晶/高分子複合体とした際の、該複合体中の液 晶のブルー相が消失する上限温度は、液晶組成物の Tとほぼ同じであるため、液晶 組成物の Tを、光学素子として使用する温度よりも 5°C以上高くすることが好ましぐ 1 0°C以上高くすることが特に好ましい。また、ブルー相が消失する下限温度の目安は (T 一 60) °Cであり、この温度が光学素子の使用下限温度よりも 10°C以上低くなるよう に液晶組成物の Tcを設定することが好ましい。さらに、液晶組成物を低温条件下で 保存する場合、結晶の析出が起こると、光学素子とした場合に素子の特性が劣化す るおそれがあるので、低温時の保存安定性に優れてレ、ることが好ましレ、。
[0074] 本発明におレ、ては、前記液晶組成物を重合させて液晶/高分子複合体を得る。重 合反応は、前記液晶組成物をセルに注入し、前記液晶組成物中に含まれる液晶性 化合物とカイラル剤との組み合せがブルー相を保持した状態において行うことが好ま しい。このことによって、液晶/高分子複合体中の液晶がブルー相を有することがで きる。なお、本発明において「ブルー相を有する」とは、液晶/高分子複合体中の液 晶性化合物とカイラル剤との組み合せ力 少なくとも— 10— + 30°Cをカバーする温 度範囲で、好ましくは一 10°C—液晶組成物の Tcをカバーする温度範囲でブルー相 を安定に発現することを意味する。
[0075] 重合反応としては、光重合反応が好ましぐ紫外線による光重合反応が特に好まし レ、。
熱重合反応を採用した場合、ブルー相が保持される温度と重合温度 (加熱温度）とが 必ずしも一致しないため、ブルー相を保持した状態で重合反応を行うことが困難にな るおそれがある。また、加熱によって液晶 Z高分子複合体の構造が変化するおそれ もめる。
[0076] 光重合反応においては光重合開始剤を使用することが好ましい。光重合開始剤と しては、ァセトフエノン類、ベンゾフエノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ミヒラーケト ン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、およびチォキ サントン類等から適宜選択して用いることができる。光重合開始剤の量は液晶組成物 に対して 0. 01 1質量％が好ましぐ 0. 05-0. 5質量％が特に好ましい。
[0077] 本発明の光学素子用液晶材料は、少なくとも— 10— + 30°Cをカバーする温度範囲 でブルー相を発現する。実用に適した温度領域にぉレ、て安定にブルー相を発現す ることから、光学素子用に有用である。この材料は選択反射波長の変化や結晶の析 出がないことから、ブルー相を長期に渡り安定に保持できる。
[0078] また、液晶材料を光学素子に応用する場合、使用する波長領域の光の透過率が良 好であり、かつ繰り返し使用が可能である必要がある。具体的には、使用波長の光の 透過率が 80%以上、好ましくは 90%以上であり、かつ、駆動後の透過率が初期透過 率の 80%以上、好ましくは 90%以上であることが好ましい。本発明の光学素子用液 晶材料は、実用に適した温度領域において安定にブルー相を発現し、波長 400— 4 20nmのレーザ光の透過率が 80%以上であり、かつ、駆動後の該レーザー光の透 過率が初期透過率の 80%以上と高いことから、該波長のレーザ光に使用する光学 素子に有用である。光学素子としては、光変調素子、回折素子、位相板、液晶レンズ 等が挙げられる。
[0079] 以下、本発明の光学素子用液晶材料を光変調素子に用いる場合の形態について 、例を挙げて説明する。
図 1は、本発明の光学素子用液晶材料を用いた光変調素子の第 1形態 (以下、第 1 の光変調素子という）の概念的な構成を示す断面図である。第 1の光変調素子は、光 の入射位置に応じて異なる波長の光を選択的反射する光波長フィルタである。 [0080] 図 1において、光変調素子 100は、シール 3によりセル化された一対の基板 1、 2、 および、セル中に充填された本発明の光学素子用液晶材料 4からなる。基板 1、 2の 表面には液晶材料 4を配向させるための配向膜 5、および、液晶材料 4に電圧を印加 するための電極 6、 7が形成されており、電極 6、 7は外部の電源 8と接続され電圧が 印加される。基板 1、 2は少なくとも一方が透明な材料であり、ポリカーボネート等の有 機材料やガラスでよいが、ガラスの方が耐熱性、耐久性等の面で優れており好ましく 、特に無アルカリガラスが好ましい。
[0081] シール 3はエポキシ樹脂等の熱硬化型樹脂や、紫外線硬化型樹脂等を用レ、ること ができ、所望のセル間隔 (例えば 10 μ m程度）を得るためにガラスファイバ等のスぺ 一サを数質量％ (例えば 5質量％程度）混入させてもよい。電極 6、 7は、 ITO (Indiu m— Tin— Oxide)、酸化錫、酸化亜鉛等からなる透明導電膜、または、金、銀、アルミ ユウム、クロム等を成分とする金属導電膜等でよぐスパッタ法ゃ蒸着法で形成される 。金属導電膜を用いる場合には、透過率を増したり各種耐久性や取り扱い性を向上 させたりするために酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタンなどの透明酸化膜で挟んで反射 を防止することが好ましい。電極は、エッチング等により複数の領域に分割されたもの でも、高抵抗膜と低抵抗膜の複合電極であってもよい。配向膜 5は、ポリイミドからな る膜にラビング処理を施したものでも、酸化珪素膜等を蒸着等によって形成したもの でもよぐ配向膜 5近傍の液晶分子を水平または垂直方向に配向するために設けら れる。
[0082] 図 1の例においては、外部の電源 8からの電圧印加により光変調素子 100の光学 的特性を変化させるため、電極 6、 7を形成したが、光学的特性を変化させる必要が なければ電極 6、 7は形成しなくてもよい。また、配向膜 5は、必要に応じて基板 1、 2 のいずれか一方のみに形成してもよいし、いずれの基板にも形成しなくともよレ、。
[0083] 本発明の光学素子用液晶材料を用いた光学素子の選択反射は、ブルー相の規則 的な格子によるブラッグ回折によって生じ、選択反射波長はブルー相の格子定数と 面指数、および選択反射面と入射光とのなす角度によって決まる。したがって選択反 射波長は、液晶組成物中のカイラル剤の含有量、選択反射面、選択反射面が光の 入射面に対してなす角度、および入射面への光の入射角度を選択、調整することに よって任意に設計、調整することができる。以下、ブルー相の格子面の方向というとき は該面の法線方向を指すものとする。すなわちブルー相の（110)面が基板面に対し て垂直に配向している、とは、ブルー相の（110)面の法線方向力 基板面の法線方 向に揃っている状態をレ、うものとする。
[0084] 選択反射面としてはブルー相 Iでは（110)面、（200)面の他に（211)面などが好ま しく用いられ、ブルー相 IIでは（100)面、（110)面、（210)面などが好ましく用いられ る。
[0085] 液晶組成物の調製に使用されるカイラル剤の量は、光学素子における選択反射波 長が、所望の波長になるよう調整される。このとき、ねじり力が正の温度依存性をもつ カイラル剤と負の温度依存性をもつカイラル剤とを混合して液晶組成物中に添加す ると、ねじり力の温度特性が小さくなり、選択反射波長の温度による変化を抑えること ができるので好ましい。
[0086] 本発明の光学素子用液晶材料を用い、かつ所定の選択反射波長を有する液晶層 は、例えば以下のようにして形成される。まず、前述した液晶組成物をセルに充填し 、液晶組成物の透明点より高レ、温度、例えば透明点が約 50°Cの液晶組成物に対し て 70°Cまで加熱して、液晶組成物をいつたん等方相とする。その後、液晶層を挟む 電極間に 10— 20V程度の交流電圧を印加しつつ、液晶組成物がブルー相 Iを呈す る温度まで徐冷し、温調器を用いてその温度に保持して、液晶全体をブルー相 Iの（ 110)面が基板に対して垂直に配向するモノドメインとする。ブルー相の状態を維持 しつつ、例えば 0· 1-1. 5mW/cm2以下の照射強度の紫外光（波長 365nm)を照 射して重合性モノマーを光重合させて、液晶/高分子複合体を形成する（以下、この ようにして形成された液晶層を高分子安定化ブルー相液晶層ともいう）。光重合操作 中は、ブルー相が維持されるように温度を微調整することが好ましい。また、光重合 のための紫外光は、間歇的に照射してもよい。
[0087] 光重合前の液晶組成物に電圧を印加するのは、ブルー相の（110)面を基板に対 して垂直に配向させるためである。印加する交流電圧は 0. 5 10kHzの矩形波が 好ましく用いられるが、これに限定されず正弦波を用いてもよい。適正な印加電圧値 の幅はセルギャップの大きさと用いる液晶組成物の物性値とで決まるので一概には 言えないが、例えば本発明においては、 20Vより高い印加電圧は、ブルー相が崩れ て選択反射を示さなくなったり、光散乱する相が出現したり等するため好ましくない場 合がある。
[0088] ここで基板上の配向膜は、水平配向膜をいずれの基板にも設け、さらにそれぞれ の基板での配向処理方向を同一として液晶分子のプレチルト角が非平行状態となつ ているアンチパラレル配向とすると、モノドメインの高分子安定化ブルー相液晶層を 形成し易くなるので好ましい。
[0089] 第 1の光変調素子 100は、ブラッグ回折面の面方位が基板 1上の光の入射位置に 応じて異なるように構成されている。図 1には、面方位の異なる 3つのドメイン領域 10 一 12が 1つの光変調素子 100に形成されている例が示されている。ドメイン領域 10 一 12に示す格子線は、ブルー相の結晶方位を模式的に示すものであり、太線は本 実施の形態で注目するブラッグ回折面を示している。
[0090] 以下では、液晶材料 4が示す相をブルー相 Iとし、ドメイン領域 10— 12内に太線で 示したブラッグ回折面を（110)面とした場合を例にとって説明するが、液晶材料 4が 示す相をブルー相 IIとし、ブラッグ回折面をブルー相 IIの（200)面等としたのでもよ レ、。体心立方構造の（110)面、若しくは、（200)面、または、単純立方構造の（100) 面等の、指数の少ない面方位をブラッグ回折面とすれば、入射光を効率よく反射さ せやすくできる。図 1のドメイン領域 10では（110)面の面方位が基板の法線方向と 平行であり、ドメイン領域 11、 12では、順に傾斜角度が大きくなる。
[0091] (110)面方位を基板の法線方向から傾斜させるためには、電場や磁場等、液晶が 応答する外場を基板法線方向に対して傾斜して印加する（以下、この外場を傾斜外 場という）。ここで、配向膜の配向規制力を部分的に弱めたり、部分的に垂直配向力 が働くようにしたりすることにより、さらに（110)面方位を傾斜し易くできる。このように 、ドメイン領域 11、 12のみに、傾斜外場を印加して光重合することにより、図 1に示す ような（110)面方位が傾斜したドメイン領域 11、 12を形成できる。
[0092] 次に、第 1の光変調素子 100の光学的性質について説明する。第 1の光変調素子 は、波長; I 、 え 、 λ の光が多重化された光をドメイン領域毎に単一な波長に分離
1 2 3
できる光波長フィルタである。 [0093] ブラッグ回折波長え は、ブラッグ回折面への入射角 Θ に応じて変化し、以下の式
B B
(4)で示す関係を有する。
d X sin ( θ ) = λ /2 (4)
Β Β
ここで、 dは、ブラッグ回折面の面間隔である。また、基板法線方向に対するブラッグ 面の角度 Φと、光の入射角 Θとブラッグ入射角 Θ との間には、以下の式（5)で示す
B
関係、がある。
n X cos ( Θ _ c) ) = sin ( e ) (5)
B
ここで、 nは、液晶材料 4の実効的な屈折率である。
[0094] したがって、 φが上記の式 (4)および式（5)の関係を満たすように、ドメイン領域 10 一 12を形成することにより、所望のブラッグ波長; I で回折させることができる。
B
[0095] 例えば、ドメイン領域 10においてブラッグ回折する光の波長が; I = 600nmになる
1
ように液晶材料 4に含まれるカイラル剤の量を調整し、ドメイン領域 1 1、 12に印加さ れる斜方電場の傾斜角度は、ドメイン領域 11、 12においてブラッグ回折する光の波 長が、それぞれ、 λ = 575nm、 λ = 550nmになるように設定する。
2 3
[0096] 波長 λ 、 え 、 λ の光が波長多重された光を入射角 10° で光変調素子 100に入
1 2 3
射させ、ドメイン領域 10— 12からの反射光のスペクトルを測定すると図 2に示すように なる。図 2の符号 A、 B、 Cで示す各スペクトルは、ドメイン領域 10— 12からの各反射 スペクトルに対応する。さらに、光変調素子の基板間隔が 10 μ ΐη程度であれば、電 源 8により液晶材料 4に 100V程度、 ΙΚΗζの交流電圧を印加すると、液晶材料 4は ホメオト口ピック配向となり、図 2の符号 A、 B、 Cで示す反射スペクトルは観測されなく なる。図 1に示す構成の電極 6、 7を分割し、各ドメイン領域 10— 12で異なる電圧を 印加できるようにすることにより、印加電圧を切り替えて 1つのドメイン領域のみでブラ ッグ回折波長の光を選択的に反射させたり、または透過させたりすることもできる。
[0097] なお、図 1に示した光変調素子 100は 3つのドメイン領域を有するように構成されて いる力 2つのドメイン領域を有するように構成されたものでも、 4つ以上のドメイン領 域を有するように構成されたものでもよい。
[0098] 図 3は、本発明の光学素子用液晶材料を用いた光変調素子の第 2形態（以下、第 2 の光変調素子という）の概念的な構成を示す断面図である。第 2の光変調素子は、 2 つの相異なる波長の入射光の透過率を変化させる光減衰器である。
[0099] 図 3において、光変調素子 200は、シール 22により外周部がシールされてセル化さ れている一対の透明基板 25、 26および、セル中に挟持されている液晶層 21とから なる。透明基板 25、 26の表面には、液晶層 21に外部信号を印加するための透明電 極 23、 24が形成されている。基板の液晶が接する面上には配向膜（図示せず）を設 けて、配向膜近傍の液晶分子を水平配向または垂直配向させることが好ましい。基 板、電極、配向膜およびシールに関しては、第 1の光変調素子と同様の構成をとるこ とができる。
[0100] 第 2の光変調素子における 1つの例では、液晶層 21は、本発明の光学素子用液晶 材料を含む、第 1の液晶層 21aおよび第 2の液晶層 21bからなり、前記第 1の液晶層 21aは、相異なる波長を有する 2つの入射光の右回り円偏光成分を選択反射し、前 記第 2の液晶層 21bは、前記 2つの入射光の左回り円偏光成分を選択反射するもの である。第 1の液晶層と第 2の液晶層は好ましくは積層される。このように構成すること により、 2つの異なる波長の入射光で偏光方向に依存せず光減衰器として機能する 光変調素子を実現することができる。
[0101] また、別の例では図 5に示すように、第 1の液晶層 21aと第 2の液晶層 21bとの間に ガラスなどからなる第 3の透明基板 33を配設し、力かる第 3の透明基板 33の両面に I TOなどの透明電極 31 , 32を設け、第 1の液晶層 21a、第 2の液晶層 21bを挟む 2組 の電極間のそれぞれに外部信号電圧を印加すると、第 3の透明基板 33がない図 3の ような構成と比べて、低い電圧で素子を駆動できるようになる。図 5において、図 3と 同一の部品は図 3と同じ番号を付して示した。
[0102] さらに別の例では、図 4に示すように、光変調素子 200の光出射面側に所定の偏光 方向の直線偏光のみを透過する偏光選択手段 28を配置し、液晶層 21は、本発明の 光学素子用液晶材料を含むとともに、相異なる波長を有する 2つの入射光の右回り 円偏光成分または左回り円偏光成分を選択反射するものである。この様な構成により 、 2つの異なる波長の入射光の光減衰器として機能する光変調素子 200を実現する こと力 Sできる。図 4において、図 3と同一の部品は図 3と同一の番号を付して示した。
[0103] 偏光選択手段 28としては色素を透明フィルム等に分散させた吸収を利用した偏光 子、複屈折材料を用いて回折を利用した偏光子またはグラントムソンプリズム等の無 機材料などからなる全反射を利用した偏光子等の、特定の方向の偏光のみを透過 する偏光子を用いる。
[0104] さらに、光変調素子の入射面および Zまたは出射面には、界面反射による光のロス を抑えるために、前記 2つの波長の反射を防止する反射防止膜を形成することが好 ましい。
実施例
[0105] 以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する力 S、本発明はこれらの例によって 限定されない。ただし、下記の表中の例 1一 4、例 6、例 7は実施例であり、例 5、例 8 一 12は比較例である。なお、表中ではブルー相を BPと、コレステリック相からブルー 相への転移温度を「N*— BP」と、ブルー相から等方相への転移温度を「BP— Iso」と、 略記する。
[0106] [A]液晶性化合物とカイラル剤との混合物の物性評価
以下に示す手順によって混合物の Δ εおよび Δ ηの値を求めた。
< Δ εの測定手順 >
ネマチック液晶（Merck社製、商品番号: ZLI— 1565)に混合物を 1、 2、 4質量％ 添加した組成物を、 ITO電極および配向膜付きのセル（セルギャップ 4 μ m)に注入 した。 25°Cにおいて、周波数 1kHzの交流電源を用いて電圧を印加し、 LCRメータ 一（ヒューレットパッカード社製、商品番号 : 4262A)を用いて（ ε ■ )および（ε丄）の 値を測定し、それぞれの値から下式 (C)によって Δ εを算出し、外揷により Δ εを求 めた (ただし、 ( ε ■ )は分子軸 (長軸)方向の誘電率を表し、 ( ε丄）は分子軸に垂直 方向の誘電率を表す。）。
[0107] なお、（ ε ■ Μ直の測定時には、垂直配向処理を施したセルを用レ、、 ( ε丄）値の測定 には平行配向処理を施したセルを用レ、た。
( Δ ε ) = ( ε · )_ ( ε丄）…（C)
< Δ ηの測定手順 >
ネマチック液晶（Merck社製、商品番号：「ZLI_1565」）に混合物を 1、 2、 4質量 %添加した組成物を楔型セルに注入した。 2枚の直交偏光子（クロスニコル）を持つ 偏光顕微鏡によって楔型セルを観察し、しまの間隔を観測して Δ ηを測定し、得られ た値を外挿して混合物の Δ ηを求めた。
[0108] [1]液晶組成物の調製
液晶性化合物、カイラル剤、単官能性重合性モノマー、および多官能性重合性モ ノマーを、表 1一表 3に示す割合で混合し、例 1一 12の液晶組成物を得た。液晶組成 物を構成する各々の成分の割合は、液晶組成物全体に対する質量％で表す。なお
、表 1においては、モル％での値を併記する。
[0109] 液晶性化合物としては、下記化合物（1A)、下記化合物（1B-2)、下記化合物（1C 一 4)、フッ素系ネマチック混合液晶（チッソ社製、商品番号: JC一 1041ΧΧ、特許文献
1参照）、シァノビフエ二ル系ネマチック液晶（Aldrich社製、商品番号： 5CB、特許文 献 1参照）を用いた。
[0110] [化 12]
Figure imgf000031_0001
[0111] カイラル剤としては、下記化合物（1K)、下記化合物（1U、下記化合物（1M)、下 記化合物（lN)、 ZLI_4572 (Merck社製、特許文献 1参照）を用いた。ただし、化合 物（1K)、化合物（1L)、化合物（1N)中の不斉炭素原子の立体配置は Rである。
[0112] [化 13]
Figure imgf000031_0002
[0113] 化合物（1) (単官能性重合性モノマー）としては、 2-ェチルへキシルアタリレート (A ldrich社製、以下、 2EHAと略記する。）、 n-ラウリルアタリレート (Aldrich社製、以 下、 C アタリレートと略記する。 )、 n-ステアリルアタリレート（Aldrich社製、以下、 C
12 1 アタリレートと略記する。）、 CH =CH-COO- (CH CH〇） _(CH ) H (日本油
8 2 2 2 4 2 12 脂 (株)社製、商品番号: ALE200)、を使用した。
[0114] 多官能性重合性モノマーとしては、液晶性ジアタリレート（Merck社製、商品番号：
RM257)を使用した。
重合開始剤としては、 2, 2—ジメトキシ— 2—フエニルァセトフエノン (Aldrich社製、 以下、 DMPMPと略記する。）を使用した。
[0115] 表 1一 3に例 1一 12の液晶組成物の組成比、液晶性化合物とカイラル剤との混合 物の Δ εおよび Δ ηの値を併せて示す。表 1には例 1一例 5の液晶組成物の Δ BP ( 液晶組成物がブルー相を示す温度範囲）の値も併せて示す。
[0116] 例 1一 4、例 6、例 7の混合物は、 Δ ε力 ¾0以上であり、 Δ η力 13以上であった（ ただし、例 1一 4、例 6、例 7の混合物の Δ ε、 Δ ηの値は、各々の構成成分が有する それぞれの値から計算によって求めた値である。）。
[0117] [表 1]
例 1 例 2 例 3 例 4 例 5 液晶組 液晶組 液晶組 液晶組 液晶組 成物 1 成物 2 成物 3 成物 4 成物 5 液晶性 化合物（1Α) 51. 9 22. 01 一 47. 83 ― 化合物 (61. 62) (27. 22) (56. 70)
化合物（1 Β-2) 一 一 44. 6 一 ―
(56)
化合物（1 C - 4) 一 ― ― 5. 31 ―
(6. 3)
JC-1041 XX ― ― ― 一 48. 39
(48. 07)
5CB ― ― ― ― 34. 17
(46. 67) カイラル剤 化合物（I K) 26. 8 48 28. 52 19. 72 ―
(24. 31) (45. 31) (25. 19) (17. 84) 化合物 (1 L) 14. 4 一 19. 82 19. 72 一
(14. 06) (18. 81) (19. 17) 化合物 (1M) 23. 6 ― ― ―
一 (27. 47)
ZL I -4572 ― ― 10
(5. 25) 単官能性重合性 2 E H A 2. 15 2. 06 2. 21 2. 16 2. 32 モノマー (3. 99) (3. 99) (3. 99) (3. 99) (3. 99) 多官能性重合性 R M 2 5 7 4. 47 4. 28 4. 59 5 4. 82 モノマー (2. 6) (2. 6) (2. 6) (2. 6) (2. 6) 重合開始剤 D M P A P 0. 25 0. 25 0. 25 0. 25 0. 25
(0. 33) (0. 33) (0. 33) (0. 33) (0. 33)
Δ n 0. 179 0. 17 0. 182 0. 175 0. 12
Δ ε 43. 7 42. 2 43. 5 44. 7 8. 8
Δ B P (°C) 4 3 . 5 3 5 . 5 3 . 5 2]
例 6 例 7 例 8 例 9 例 1 0 液晶組成 液晶組成 液晶組成 液晶組成 液晶組成 物 6 物 7 物 8 物 9 物 1 0 液晶性 化合物（1Α) 4 7. 8 4 7. 8 - ― - 化合物 化合物（1C - 4) 5. 3 5. 3 - - -
JC-1041XX - - 7 0. 4 70. 4 7 0. 4
5CB - - 2. 1 2. 1 2. 1 カイラル剤 化合物（1Κ) 1 9. 6 1 9. 6 - - ―
化合物（1L) 1 9. 6 1 9. 6 - - ― 化合物 (IN) - - 1 6. 9 1 6. 9 1 6. 9
ZLI-4572 - - 3. 8 3. 8 3. 8 単官能性重 C'27クリレ-ト - 3. 0 - 2. 1 一 合性モノマー C,87クリレ -ト 3. 0 - 2. 1 ― ―
A L E 200 - ― - - 2. 1
2 E H A - - - ― ― 多官能性重合 R M 2 5 7 4. 5 4. 5 4. 4 4. 4 4. 4 性モノマー
重合開始剤 DM P A P 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2 0. 2
Δ n 0.172 0.173 0.128 0.130 0.127 厶 ε 4 4. 3 44. 5 9. 6 9. 7 9. 6 [表 3]
Figure imgf000034_0001
[2]高分子/液晶複合体の作製
[1]の液晶組成物 1一 12を、電極および配向膜付き、セルギャップ 10 μΐηのサンド イッチ型セルに注入した。液晶組成物 6、 7、 10、および 11は、 60°C、 lhPaの条件 において等方相の状態で減圧注入した。液晶組成物 6、 7、および 10は減圧注入が 可能であつたが、液晶組成物 11は減圧注入の際に単官能性重合性モノマーが揮発 した。液晶組成物 1一 5、 8、 9、および 12については、大気圧で等方相の状態でセ ルに注入した。
[0121] つぎに、液晶組成物を注入したセルをクロスニコル下の偏光顕微鏡で観察しながら 、メタルハライドランプ（浜松ホトニタス社製、商品名： LIGHTNINGCURE LC6)を 用いて照射強度 1. 5mW' cm— 2の紫外線を 1時間照射して光重合反応を行った。
[0122] 例 1一 10、 12の液晶組成物については、ブルー相が保持された状態であることを 確認しながら光重合反応を行い、高分子/液晶複合体 1一 10、 12を得た。これらの 高分子/液晶複合体を、該複合体中の液晶が等方相を示す温度から降温させなが ら偏光顕微鏡によって観察すると、ブルー相の発現に伴う plateletsが観察された。
[0123] また、高分子/液晶複合体 1一 10、 12において、反射スペクトルを測定した。反射 スペクトルの測定は、光源（キセノンランプおよびハロゲンランプ）と小型マルチチャン ネル分光システム（オーシャンォプテイクス社製、商品番号: HR— 2000)とを備えた 偏光顕微鏡を用いて行った。測定の結果、ブルー相の発現に起因する選択反射ピ ークが 20°C (装置の測定温度下限）一 Tcの範囲で観測され、コレステリック相のピッ チ長に対応するピークは観測されなかった。したがって、ブルー相の分子配列構造 が安定化されたことが明らかとなった。
[0124] 例 11の液晶組成物については、光重合反応を行ったものの、ブルー相を安定に保 持することができなかった。
[0125] 表 4に、例 6—例 12の液晶組成物について、セル注入後における ATc、 Δ ΒΡ、お よび選択反射長を示し、表 5および表 6に、高分子/液晶複合体 1一 10、 12におけ る液晶の相転移温度、ブルー相の発現温度範囲、および選択反射波長を示す。表 5 および表 6に示すように、例 1一 10、 12の液晶組成物は、高分子/液晶複合体とす ることにより、少なくとも— 10— + 30°Cをカバーする温度範囲でブルー相を発現する ことが確認された。
[0126] [表 4] 例 6 例 7 例 8 例 9 例 1 0 例 1 1 例 1 2 厶 T c (°C) 5 . 4 7 . 4 5 . 4 5 . 8 5 . 4 0 . 8
△ B P (°C ) 4 . 4 4 . 4 4 . 2 4 . 2 5 . 6 2 . 8 3 . 5 選択反射波長 5 3 5 5 2 5 5 0 8 5 1 5 5 1 4
( n m )
[0127] [表 5]
Figure imgf000036_0001
[0128] [表 6]
Figure imgf000036_0002
[0129] [3]高分子/液晶複合体の評価
[2]で得た高分子 Z液晶複合体 1一 10、 12について、 25°Cにおいて、正弦波、周 波数 1kHzの交流電源を用いて電圧を印加し、ブルー相からホメオト口ピック状態に 転移するため必要な駆動電圧を測定した。また、半導体レーザーダイオード（日亜化 学工業社製、商品番号: NDHV310APC)を用いてレーザ光（波長 407nm)を照射 し、電圧印加前後のレーザ光の透過率を測定した。検出には Siフォトダイオード（浜 松ホトニタス社製、商品番号： S 2281 )を用いた。
[0130] 測定結果を表 7および 8に示す。なお、透過率変化（％)は、印加前の透過率に対 する割合である。
[0131] [表 7] 例 1 例 2 例 3 例 4 例 5
駆動電圧 （V Z /i m ) 6 . 2 6 . 5 6 . 3 5 . 5 1 5 初期透過率 （％) 8 8 8 5 8 3 9 3 8 2
透過率変化 （％) 9 2 9 1 9 4 9 3 6 5
[0132] [表 8]
Figure imgf000037_0001
[0133] 表 7および 8に示した結果から、例 1一 4、例 6、例 7の高分子 Z液晶複合体は、低 電圧で駆動できることが明らかとなった。また、例 1一 4の高分子 Z液晶複合体は、波 長 407nmのレーザ光に対する初期透過率が 80%以上であり、電圧印加後の透過 率が印加前の透過率に対して 90%以上であることから、繰り返し使用に適してレ、るこ とが分かった。また、例 4、例 6— 10の高分子/液晶複合体は、波長 407nmのレー ザ光に対する初期透過率が 90%以上であり、使用する光の透過率が高いことが分 力 た。また、これらの高分子/液晶複合体については、選択反射波長の変化およ び結晶析出は認められなかった。
以下、本発明の光学素子用液晶材料を好適に使用できる光変調素子の例を参考 例として説明する。
[0134] [参考例 1]
図 5に示す断面図を用いて、光変調素子 200の製造方法を具体的に説明する。無 アルカリガラスからなる透明基板 25、 26および 33を用意し、透明基板 25、 26につい ては一方の面にスパッタリング法によって ITOからなる透明電極 23、 24を、他方の面 に Si〇層と Ti〇層の多層積層力 なる 515nmおよび 430nmの入射光に対する反
2 2
射防止コーティング（図示せず）を、それぞれ形成する。また、透明基板 33について は ITOからなる透明電極 31および 32を両方の面にスパッタリング法により形成する。 次いで透明電極 23、 24、 31および 32の表面にスピンコート法でポリイミド膜を形成 した後、ポリイミド膜表面を布で 1方向にラビングして水平配向膜（図示せず）を形成 する。このとき、対向する面のラビング方向は、液晶分子の配向がアンチパラレル配 向となるように処理をおこなう。
[0135] 透明基板 25および 26の電極形成面の周辺に直径 10 β mのガラスファイバスぺー サを 5質量％混入した熱硬化型接着材からなるシール 22を印刷塗布し、透明基板 3 3と重ね合せて圧着固化させ、ともにセル間隔が 10 a mの第 1の液晶セルと第 2の液 晶セルとが 2層積層されている構成の液晶セルを形成する。
[0136] 次いで、第 1、第 2の液晶セルに注入する液晶組成物を調製する。第 1の液晶セル に注入する、右捩れを示す高分子安定化ブルー相液晶層を形成するための液晶組 成物は、ネマチック液晶として JC_1041XX (44. 6質量％)と 5CB (33. 1質量％)、 右捩れを示すカイラル剤として ZLI— 4572 (9. 7質量％)、単官能性重合性モノマー として 2EHA (4. 0質量％)、多官能性重合性モノマーとして RM257 (8. 2質量％) 、光重合開始剤（0. 4質量％)をそれぞれ計量、混合して調製される。なお、各成分 の配合割合は、ネマチック液晶、カイラル剤、単官能性重合性モノマー、多官能性重 合性モノマー、および光重合開始剤の総量に対する各成分の割合である。
[0137] 第 2の液晶セルに注入する、左捩れを示す高分子安定化ブルー相液晶層を形成 するための液晶組成物は、第 1の液晶セルに注入する液晶組成物における、カイラ ノレ剤 ZLI— 4572に代えて逆捩れの左捩れを示すカイラル剤を用いて同様に調製さ れる。これら液晶組成物の等方相への転移温度（透明点）は約 53°Cであり、また、力 ィラル剤の添加量は、後述の操作により高分子安定化ブルー相が形成されると、 (11 0)面および（101)面による垂直入射光に対する選択反射波長がそれぞれ 570nm、 290nmとなるように決められている。
[0138] かかる液晶組成物は、シール 22の一部に設けられた注入口（図示せず)から、液晶 セルに充填し、注入口を接着材により封止する。次に、液晶セルを 70°Cまで昇温し て液晶組成物をいつたん等方相にしてから、透明電極 23と 31間および 24と 32間に 10V、 1kHzの矩形波の交流電圧を印加しつつブルー相 Iが出現する温度まで徐冷 し、温調器を用いてブルー相 Iが出現する温度範囲に温度制御して、液晶全体が（1 10)面が基板に垂直配向する、モノドメインィ匕したブルー相になるように相変化させる 。続いて電圧印加と温度制御により（110)面配向のブルー相を維持したまま、波長 3 65nmで強度 0. 15mWZcm2の紫外光を 1時間、間欠照射して重合性モノマーを 高分子化させ、（110)面配向の高分子安定化ブルー相液晶層を形成する。
[0139] 以上により、（110)面配向の高分子安定化ブルー相液晶層が 2層積層された光変 調素子が得られる。このとき、力かる高分子安定化ブルー相液晶層は、（110)面およ び（ 101 )面に対する選択反射波長が、垂直入射光に対して 570nmおよび 290nm 、入射角 25° で斜入射した光に対して 515nmおよび 430nmであって、第 1の液晶 層 21aは、力、かる波長の右回り円偏光の光を、第 2の液晶層 21bは力かる波長の左 回り円偏光の光をそれぞれ選択反射する。
[0140] 上述の工程で作製される参考例 1の光変調素子に対して、 0— 160V、 1kHzの矩 形波の交流電圧を電極に印加し、波長が 515nmおよび 430nmの直線偏光、右回り 円偏光または左回り円偏光の光を、高分子安定化ブルー相液晶層へ入射角が 25° で入射させて光変調素子の光学特性を測定する。表 9に示すように、印加電圧が 0V のときは、いずれの波長および偏光状態に対しても、一部散乱または透過される以 外の入射光はすべて反射される。印加電圧を増加させていくと、波長および偏光状 態の違いによらず同様に反射率が減少して透過率が増加し、印加電圧 160Vでは反 射光は実質的に 0%となり、一部散乱される以外すベての入射光は素子を透過する
[0141] したがって、参考例 1の光変調素子は、高分子安定化ブルー相液晶層の（110)面 に入射角 25° で入射する 515nmと 430nmの入射光を、波長および偏光状態によ らず、同様に透過率変調させるということができる。
参考例 1の光変調素子の応答速度は lms前後と、従来に比べておよそ 1桁高速に 応答する。
[0142] [表 9]
Figure imgf000039_0001
[0143] [参考例 2] 図 4の断面図を用いて光変調素子 200の製造方法を具体的に説明する。無アル力 リガラスからなる透明基板 25、 26を用意し、一方の面に ITOからなる透明電極 23、 2 4をスパッタリング法により形成し、透明基板 26に対しては透明電極 24形成面とは反 対側の面に Si〇層と TiO層の多層積層力もなる 515nmおよび 430nmの入射光に
2 2
対する反射防止コーティング（図示せず)を施す。次いで参考例 1と同様の手順により 、透明電極 23、 24の表面に、アンチパラレルの水平配向膜（図示せず）を形成し、シ 一ノレ 22により透明基板 25と 26とを重ね合せて、セノレ間鬲カ S10 μ mの f夜晶セノレ 210 を形成する。
[0144] 次に、参考例 1の第 1の液晶セルに注入する液晶組成物と同じ液晶組成物を調製 し、参考例 1と同様の操作により液晶セル内に注入、封止、モノドメインィ匕して、 (110 )面が基板面に垂直配向してレ、て（110)面に入射角 25° で入射する波長 515nmと 430nmの右回り円偏光を選択反射する高分子安定化ブルー相液晶層を形成する。
[0145] さらに光の出射面側に Si〇層と Ti〇層との多層積層からなる波長 515nmおよび 4
2 2
30nmの反射防止膜を有する、単一の偏光方向の直線偏光のみを透過する偏光子 (偏光選択手段 28)を、紫外線硬化型接着剤により接着、積層して、参考例 2の光変 調素子とする。
[0146] かかる参考例 2の光変調素子に対して、波長 515nmおよび 430nmの右回り偏光 の入射光を、高分子安定化ブルー相液晶層へ入射角 25° で斜入射させ、 0— 160 V、 1kHzの矩形波の交流電圧を外部から電極に印加し、参考例 2の光変調素子の 特性を測定する。測定結果を、同じ波長の左回り偏光、偏光板の偏光軸と平行方向 および直交方向の直線偏光の入射光に対する結果と合わせて表 10と表 11にまとめ る。
[0147] まず右回り偏光の入射光に対しては、印加電圧が 0Vでは、 515nmおよび 430nm のいずれの波長の光も反射されて実質的に透過しなレ、。印加電圧を増やしていくと いずれの波長に対しても同様に反射率が減少して透過光量が増加し、印加電圧 16 0Vでは反射光は実質的に 0%となって高分子安定化ブルー相液晶層による散乱と 偏光板による吸収以外の入射光は素子を透過する。したがって、参考例 2の光変調 素子は、 515nmと 430nmの右回り偏光の入射光を波長によらず透過率変調すると レ、うことができる。また、左回り円偏光の前記波長の入射光に対しては、参考例 2の光 変調素子は、波長によらず透過率変調していない。また、表 11に示すように、偏光板 と平行方向、あるいは直交方向の直線偏光の前記波長の光に対しても、印加電圧に より反射率を変化させて透過率変調させることができる。すなわち、電圧を印加しな い場合は、入射した直線偏光のうち、透過率の高い円偏光成分が偏光板に入射す るため、入射した直線偏光の偏光方向が偏光板の偏光軸方向と垂直であっても光変 調素子を透過する。しかし、電圧を印加すると、入射した直線偏光がその偏光方向を そのまま維持して透過するため、入射した直線偏光の偏光方向が偏光板の偏光軸 方向と垂直な場合は、光変調素子を透過しなくなる。なお、参考例 2の光変調素子の 応答速度は lms前後であり、従来の光変調素子に対しておよそ 1桁高速に応答する
[表 10]
Figure imgf000041_0001
[0149] [表 11]
Figure imgf000041_0002
[0150] なお理想的には、参考例 1、および参考例 2の素子に対して右回り偏光を入射させ ると、波長 515nm 430nmのいずれの波長の光に対しても、印加電圧 0Vでは反射 率が 100%で透過率が 0%であって、印加電圧 160Vでは反射率が 0%で透過率が 100%である力 上述の表に示す特性値となるのは、高分子安定化ブルー相の結晶 性や配向の不完全性のためと考えられる。また、参考例 1、参考例 2において、波長 5 15nm、430nmのそれぞれの入射光に対する反射率および透過率の値が波長間で 異なるのも同じ理由によるものと考えられる。
産業上の利用可能性
[0151] 本発明の光学素子用液晶材料は、素子に使用した際において、駆動電圧を小さく でき、位相差を大きくできる。また、光の透過率が良好であり、電圧印加前後の透過 率の低下が小さいことから繰り返し使用に適している。また、ブルー相を安定に保持 できる。よって、透過光、反射光の波面状態および/または偏光状態を制御する光 学素子、反射波長を制御する光学素子等に有用に用いうる。
[0152] 本発明に係る光学素子用液晶材料を用いた光変調素子は、光波長フィルタとして 用いると、波長フィルタとしての特性を外場なしに維持し、かつ外場によって制御でき る。また、本発明に係る光学素子用液晶材料を用いた光変調素子は、光減衰器とし て用いると、入射光の 2つの波長において入射波長依存性を示さず、さらに入射偏 光依存性を示さないようにできるため、複数の波長の光を用いる光ピックアップや光 通信システムにおいて光減衰器としての光変調素子として好ましく利用することがで きる。さらに、本発明に係る液晶光変調装置は、半導体レーザを用いた光学系にお レ、て用いられ、光通信や光ヘッド装置に好適に用いることができる。 なお、本発明の明細書には、本出願の優先権主張の基礎となる日本特許出願 200 4— 044741号（2004年 2月 20曰出願）、 曰本特許出願 2004— 227050号（2004年 8月 3日出願）、 日本特許出願 2004—260080号（2004年 9月 7日出願）および日本 特許出願 2004-371369号（2004年 12月 22日出願）の各明細書の全内容をここ に引用し、発明の開示として取り込むものである。

Claims

請求の範囲
[1] 液晶性化合物と、カイラル剤と、単官能性重合性モノマーと、多官能性重合性モノ マーとを含む液晶組成物を重合させて得られる液晶 Z高分子複合体であって、 前記液晶性化合物と前記カイラル剤との組み合せの誘電率異方性（Δ ε )が 30以 上で、屈折率異方性（Δ η)が 0. 13以上であり、
該複合体中の前記液晶性化合物と前記カイラル剤との組み合せがブルー相を有 することを特徴とする光学素子用液晶材料。
[2] 液晶性化合物と、カイラル剤と、単官能性重合性モノマーと、多官能性重合性モノ マーとを含む液晶組成物を重合させて得られる液晶/高分子複合体であって、 前記液晶性化合物として下式（1)で表される化合物を 1種以上含み、 前記カイラル剤として下式（2)で表される化合物を 1種以上含み、
該複合体中の前記液晶性化合物と前記カイラル剤との組み合せがブルー相を有 することを特徴とする光学素子用液晶材料。
[化 1]
Figure imgf000043_0001
ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
R1 :炭素数 1一 8のアルキル基、炭素数 2— 8のアルケニル基、または炭素数 1一 8 のァノレキコキシ基。
R2:不斉炭素原子を有する炭素数 4一 8のアルキル基、ァリール基で置換された不 斉炭素原子を有する炭素数 2— 8のアルキル基、または不斉炭素原子を有する炭素 数 4一 8のアルキコキシ基。
A2 :それぞれ独立に、 1 , 4 フエ二レン基またはトランス 1, 4—シクロへキシレ ン基。これらの基中の炭素原子に結合する水素原子はフッ素原子に置換されていて あよい。
、または C
Figure imgf000044_0001
≡c-0
Υ2、 Υ4 :それぞれ独立に、 _c〇〇_、 _oc〇_、単結合、または— c≡c―。
X1、 X2、 X3、 X4：それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、 X3および X4の 少なくとも 1つはフッ素原子である。
X5、 X6、 X7、 X8：それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、 X7および X8の 少なくとも 1つはフッ素原子である。
n、 m :それぞれ独立に、 0または 1。
[3] 液晶性化合物と、カイラル剤と、下式 (3)で表される化合物と、多官能性重合性モノ マーとを含む液晶組成物を重合させて得られる液晶 Z高分子複合体であって、該複 合体中の液晶性化合物とカイラル剤との組み合せがブルー相を有することを特徴と する光学素子用液晶材料。
CH = CH— COOR' H (3)
2
ただし、式中の Rは炭素-炭素結合間にエーテル性酸素原子が挿入されていても よい炭素数 10— 30の直鎖アルキル基を示す。
[4] 少なくとも- 10— + 30°Cをカバーする温度範囲でブルー相を発現することを特徴と する請求項 1一 3のいずれかに記載の光学素子用液晶材料。
[5] 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、この一対の基板に挟持され、入射 された光を選択的に反射する液晶層とを備えた光変調素子であって、
前記液晶層は、請求項 1一 4のいずれ力、 1項に記載の光学素子用液晶材料を含み ブルー相が有するブラッグ回折面と基板法線とのなす角度が、基板面内の光の入 射位置に応じて異なるようにしたことを特徴とする光変調素子。
[6] 前記一対の基板上にそれぞれ設けられた電極を備え、前記電極を介して前記液晶 層に電圧を印加し得るようにした請求項 5記載の光変調素子。
[7] 一対の基板と、前記一対の基板上にそれぞれ設けられた透明電極と、この一対の 基板に挟持された液晶層と、を備えた光変調素子であって、
前記液晶層は、請求項 1一 4のいずれ力 1項に記載の光学素子用液晶材料を含む 、第 1の液晶層および第 2の液晶層からなり、
前記第 1の液晶層は、相異なる波長を有する 2つの入射光の右回り円偏光成分を 選択反射し、前記第 2の液晶層は、前記 2つの入射光の左回り円偏光成分を選択反 射するものであり、
外部から前記透明電極に印加する電圧により前記 2つの入射光の透過率を変化さ せることを特徴とする光変調素子。
一対の基板と、前記一対の基板上にそれぞれ設けられた透明電極と、この一対の 基板に挟持された液晶層と、その光出射面側に配置された所定の偏光方向の直線 偏光のみを透過する偏光選択手段と、を備えた光変調素子であって、
前記液晶層は、請求項 1一 4のいずれ力、 1項に記載の光学素子用液晶材料を含む とともに、相異なる波長を有する 2つの入射光の右回り円偏光成分または左回り円偏 光成分を選択反射するものであり、
外部から前記透明電極に印加する電圧により前記 2つの入射光の透過率を変化さ せることを特徴とする光変調素子。
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Cited By (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006089622A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Chisso Corp 高分子と光学活性な液晶材料からなる複合体
WO2006063662A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Merck Patent Gmbh Liquid crystal system and liquid crystal display
JP2007101922A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Seiko Epson Corp 画像表示装置
EP1887069A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-13 MERCK PATENT GmbH Bicyclooctyl reactive mesogens
WO2008061606A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-29 Merck Patent Gmbh Cyclohexylene reactive mesogens and their applications
JP2009057459A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Kyushu Univ 液晶組成物および液晶素子
JP2009057460A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Chisso Corp 液晶組成物および液晶素子
JP2009133850A (ja) * 2007-11-09 2009-06-18 Nokodai Tlo Kk 偏光変調器及び計測装置
JP2010079024A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Toshiba Corp 液晶表示装置
US7722783B2 (en) 2007-11-20 2010-05-25 Chisso Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US7727417B2 (en) 2007-08-24 2010-06-01 Chisso Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
JP2010195921A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Kyushu Univ 高分子／液晶複合材料およびその製造方法
US7879413B2 (en) 2007-08-29 2011-02-01 Chisso Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
WO2011032630A1 (de) 2009-09-18 2011-03-24 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare verbindungen und flüssigkristallmedien
JP2011059428A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Hitachi Displays Ltd 投射型液晶表示装置
DE102010055929A1 (de) 2010-01-21 2011-07-28 Merck Patent GmbH, 64293 Polymerisierbare Verbindungen und Flüssigkristallmedien
DE102011011836A1 (de) 2010-03-09 2011-09-15 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmedien und Flüssigkristallanzeigen
JP2011197590A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
US20110240917A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Sony Corporation Blue phase liquid crystal composition
EP2380945A1 (de) 2010-04-26 2011-10-26 Merck Patent GmbH Polymerisierbare Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmedien und Flüssigkristallanzeigen
CN102250624A (zh) * 2010-03-31 2011-11-23 索尼公司 蓝相液晶组合物
WO2011145536A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal composition and liquid crystal display device
WO2012022388A1 (de) 2010-07-22 2012-02-23 Merck Patent Gmbh Polymerstabilisierte flüssigkristallmedien und anzeigen
JP2012073370A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Stanley Electric Co Ltd 光偏向液晶素子、投射型ディスプレイおよびブレ補正撮像装置
CN102486585A (zh) * 2010-11-30 2012-06-06 株式会社半导体能源研究所 液晶显示装置的制造方法
CN102517035A (zh) * 2011-10-05 2012-06-27 友达光电股份有限公司 蓝相液晶组合物以及蓝相液晶面板
DE102012009631A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmedien und Flüssigkristallanzeigen
CN102827615A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 昆山龙腾光电有限公司 联苯炔类蓝相液晶复合材料及其制作方法
US8343595B2 (en) 2009-05-19 2013-01-01 Jnc Corporation Chlorofluorobenzene compound, optically isotropic liquid crystal medium, and optical device
WO2013012020A1 (en) * 2011-07-20 2013-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing liquid crystal display device
WO2013034219A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Merck Patent Gmbh Liquid crystal medium and liquid crystal display
US8409673B2 (en) 2009-05-19 2013-04-02 Jnc Corporation Chlorobenzene derivative, optically isotropic liquid crystal medium, and optical device
JP5178922B2 (ja) * 2010-01-25 2013-04-10 株式会社東芝 液晶／高分子複合体、それを用いた液晶表示装置、液晶／高分子複合体の製造方法。
US8475887B2 (en) 2008-05-15 2013-07-02 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium, and optical device
JP2013531080A (ja) * 2010-05-06 2013-08-01 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 液晶媒体および液晶ディスプレイ
US8501285B2 (en) 2008-11-19 2013-08-06 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
CN103289710A (zh) * 2013-05-31 2013-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种蓝相液晶复合材料和含该材料的液晶显示器
JP2013218314A (ja) * 2012-03-13 2013-10-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 高分子／液晶複合体、液晶表示装置及び電子機器
US8603595B2 (en) 2011-01-31 2013-12-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystalline compound, liquid crystal composition, liquid crystal element, and liquid crystal display device
US8609208B2 (en) 2011-11-01 2013-12-17 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
WO2014097952A1 (ja) 2012-12-17 2014-06-26 Jnc株式会社 オクタヒドロ－ビナフチル系キラル化合物を含有する液晶組成物および光素子
US8858830B2 (en) 2011-11-30 2014-10-14 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US8911644B2 (en) 2010-09-27 2014-12-16 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US9000438B2 (en) 2010-02-26 2015-04-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9057017B2 (en) 2011-11-23 2015-06-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN104762092A (zh) * 2008-06-27 2015-07-08 默克专利股份有限公司 液晶介质
EP2586764A4 (en) * 2010-06-22 2015-07-22 Jnc Corp CONNECTION WITH A BRANCHED ALKYL OR A BRANCHED ALKENYL, OPTICALLY ISOTROPIC LIQUID CRYSTAL MEDIUM AND OPTICAL ELEMENT
US9175222B2 (en) 2012-05-28 2015-11-03 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
CN102486585B (zh) * 2010-11-30 2016-12-14 株式会社半导体能源研究所 液晶显示装置的制造方法
US9593094B2 (en) 2014-07-03 2017-03-14 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device, and liquid crystal compound
US9611429B2 (en) 2013-05-27 2017-04-04 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device and liquid crystal compound
US9701904B2 (en) 2014-12-25 2017-07-11 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US9738831B2 (en) 2012-06-19 2017-08-22 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal composition and optical device
JP2019501424A (ja) * 2015-12-02 2019-01-17 フォーカス テック ゲー・エム・ベー・ハーＦＯＣＵＳ ＴＥＣ ＧｍｂＨ 光学的に等方性の液体からなる電気制御可能な光学素子、ことにレンズ、および液状複合材料を基礎とするその製造方法
US10308870B2 (en) 2013-12-10 2019-06-04 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device and liquid crystal compound
CN109983398A (zh) * 2016-11-18 2019-07-05 株式会社尼康 包含蓝相液晶的光学组件和制造这样的光学组件的方法
DE102019115151A1 (de) 2018-06-11 2019-12-12 Jnc Corporation Optisch isotrope flüssigkristallzusammensetzung und optisches schaltelement unter verwendung derselben
JP2021105662A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 Dic株式会社 液晶表示装置
CN114645336A (zh) * 2022-03-10 2022-06-21 深圳信息职业技术学院 聚合物蓝相液晶纤维及其制备方法和应用
CN116814275A (zh) * 2023-08-30 2023-09-29 南昌虚拟现实研究院股份有限公司 液晶组合物及包含其的液晶光学元件

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11181426A (ja) * 1997-12-18 1999-07-06 Dainippon Ink & Chem Inc ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置
JP2002226451A (ja) * 2000-11-29 2002-08-14 Dainippon Ink & Chem Inc 光学活性化合物、該化合物を含有する液晶組成物及び液晶デバイス。
JP2003327966A (ja) * 2002-05-08 2003-11-19 Japan Science & Technology Corp 光学変調素子用液晶材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11181426A (ja) * 1997-12-18 1999-07-06 Dainippon Ink & Chem Inc ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置
JP2002226451A (ja) * 2000-11-29 2002-08-14 Dainippon Ink & Chem Inc 光学活性化合物、該化合物を含有する液晶組成物及び液晶デバイス。
JP2003327966A (ja) * 2002-05-08 2003-11-19 Japan Science & Technology Corp 光学変調素子用液晶材料

Cited By (106)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006089622A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Chisso Corp 高分子と光学活性な液晶材料からなる複合体
US9567522B2 (en) 2004-12-17 2017-02-14 Merck Patent Gmbh Liquid crystal system and liquid crystal display
WO2006063662A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Merck Patent Gmbh Liquid crystal system and liquid crystal display
JP2008524347A (ja) * 2004-12-17 2008-07-10 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 ハフトング 液晶システムおよび液晶ディスプレイ
US7794621B2 (en) 2004-12-17 2010-09-14 Merck Patent Gmbh Liquid crystal system and liquid crystal display
US8333906B2 (en) 2004-12-17 2012-12-18 Merck Patent Gmbh Liquid crystal system and liquid crystal display
JP2013231186A (ja) * 2004-12-17 2013-11-14 Merck Patent Gmbh 液晶システムおよび液晶ディスプレイ
US8409469B2 (en) 2004-12-17 2013-04-02 Merck Patent Gmbh Liquid crystal system and liquid crystal display
JP2007101922A (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Seiko Epson Corp 画像表示装置
JP4600238B2 (ja) * 2005-10-05 2010-12-15 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置
EP1887069A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-13 MERCK PATENT GmbH Bicyclooctyl reactive mesogens
US8372307B2 (en) 2006-11-24 2013-02-12 Merck Patent Gmbh Cyclohexylene reactive mesogens and their applications
JP2010510256A (ja) * 2006-11-24 2010-04-02 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 シクロヘキシレン反応性メソゲンおよびそれらの用途
WO2008061606A1 (en) * 2006-11-24 2008-05-29 Merck Patent Gmbh Cyclohexylene reactive mesogens and their applications
US7727417B2 (en) 2007-08-24 2010-06-01 Chisso Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US7879413B2 (en) 2007-08-29 2011-02-01 Chisso Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
JP2009057460A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Chisso Corp 液晶組成物および液晶素子
JP2009057459A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Kyushu Univ 液晶組成物および液晶素子
JP2009133850A (ja) * 2007-11-09 2009-06-18 Nokodai Tlo Kk 偏光変調器及び計測装置
US7722783B2 (en) 2007-11-20 2010-05-25 Chisso Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US8475887B2 (en) 2008-05-15 2013-07-02 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium, and optical device
CN104762092A (zh) * 2008-06-27 2015-07-08 默克专利股份有限公司 液晶介质
CN104762092B (zh) * 2008-06-27 2017-09-19 默克专利股份有限公司 液晶介质
JP2010079024A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Toshiba Corp 液晶表示装置
US8345206B2 (en) 2008-09-26 2013-01-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Liquid crystal display
US8501285B2 (en) 2008-11-19 2013-08-06 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
JP2010195921A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Kyushu Univ 高分子／液晶複合材料およびその製造方法
US8343595B2 (en) 2009-05-19 2013-01-01 Jnc Corporation Chlorofluorobenzene compound, optically isotropic liquid crystal medium, and optical device
US8409673B2 (en) 2009-05-19 2013-04-02 Jnc Corporation Chlorobenzene derivative, optically isotropic liquid crystal medium, and optical device
JP2011059428A (ja) * 2009-09-10 2011-03-24 Hitachi Displays Ltd 投射型液晶表示装置
DE102010034968A1 (de) 2009-09-18 2011-03-31 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare Verbindungen und Flüssigkristallmedien
WO2011032630A1 (de) 2009-09-18 2011-03-24 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare verbindungen und flüssigkristallmedien
WO2011088882A1 (de) 2010-01-21 2011-07-28 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare verbindungen und flüssigkristallmedien
US9255223B2 (en) 2010-01-21 2016-02-09 Merck Patent Gmbh Polymerizable compounds and liquid crystal media
DE102010055929A1 (de) 2010-01-21 2011-07-28 Merck Patent GmbH, 64293 Polymerisierbare Verbindungen und Flüssigkristallmedien
JP5178922B2 (ja) * 2010-01-25 2013-04-10 株式会社東芝 液晶／高分子複合体、それを用いた液晶表示装置、液晶／高分子複合体の製造方法。
KR101354800B1 (ko) 2010-01-25 2014-01-22 가부시끼가이샤 도시바 액정/고분자 복합체, 그것을 사용한 액정 표시 장치, 액정/고분자 복합체의 제조 방법
US9927654B2 (en) 2010-02-26 2018-03-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9000438B2 (en) 2010-02-26 2015-04-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2011110287A1 (de) 2010-03-09 2011-09-15 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare verbindungen und ihre verwendung in flüssigkristallmedien und flüssigkristallanzeigen
DE102011011836A1 (de) 2010-03-09 2011-09-15 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmedien und Flüssigkristallanzeigen
JP2011197590A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
US8501284B2 (en) * 2010-03-31 2013-08-06 Sony Corporation Blue phase liquid crystal composition
US8574688B2 (en) 2010-03-31 2013-11-05 Sony Corporation Blue phase liquid crystal composition
CN102250624A (zh) * 2010-03-31 2011-11-23 索尼公司 蓝相液晶组合物
CN102234514A (zh) * 2010-03-31 2011-11-09 索尼公司 蓝相液晶组合物
US20110240917A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Sony Corporation Blue phase liquid crystal composition
EP2371930A3 (en) * 2010-03-31 2013-02-20 Sony Corporation A blue phase liquid crystal composition
US9347000B2 (en) 2010-04-26 2016-05-24 Merck Patent Gmbh Polymerisable compounds and the use thereof in liquid-crystal media and liquid-crystal displays
EP2380945A1 (de) 2010-04-26 2011-10-26 Merck Patent GmbH Polymerisierbare Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmedien und Flüssigkristallanzeigen
DE102011015546A1 (de) 2010-04-26 2012-01-26 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmedien und Flüssigkristallanzeigen
US8895117B2 (en) 2010-04-26 2014-11-25 Merck Patent Gmbh Polymerisable compounds and the use thereof in liquid-crystal media and liquid-crystal displays
US9822307B2 (en) 2010-05-06 2017-11-21 Merck Patent Gmbh Liquid crystalline medium and liquid crystal display
JP2013531080A (ja) * 2010-05-06 2013-08-01 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 液晶媒体および液晶ディスプレイ
US9127200B2 (en) 2010-05-06 2015-09-08 Merck Patent Gmbh Liquid crystalline medium and liquid crystal display
JP2012177070A (ja) * 2010-05-21 2012-09-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶組成物及び液晶表示装置
US8440102B2 (en) 2010-05-21 2013-05-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal composition and liquid crystal display device
WO2011145536A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal composition and liquid crystal display device
EP2586764A4 (en) * 2010-06-22 2015-07-22 Jnc Corp CONNECTION WITH A BRANCHED ALKYL OR A BRANCHED ALKENYL, OPTICALLY ISOTROPIC LIQUID CRYSTAL MEDIUM AND OPTICAL ELEMENT
DE102011105962A1 (de) 2010-07-22 2012-02-23 Merck Patent Gmbh Polymerstabilisierte Flüssigkristallmedien und Anzeigen
WO2012022388A1 (de) 2010-07-22 2012-02-23 Merck Patent Gmbh Polymerstabilisierte flüssigkristallmedien und anzeigen
JP2013538249A (ja) * 2010-07-22 2013-10-10 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 ポリマー安定化液晶媒体およびディスプレイ
US8911644B2 (en) 2010-09-27 2014-12-16 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
JP2012073370A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Stanley Electric Co Ltd 光偏向液晶素子、投射型ディスプレイおよびブレ補正撮像装置
CN102486585B (zh) * 2010-11-30 2016-12-14 株式会社半导体能源研究所 液晶显示装置的制造方法
JP2012133344A (ja) * 2010-11-30 2012-07-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置の作製方法
CN102486585A (zh) * 2010-11-30 2012-06-06 株式会社半导体能源研究所 液晶显示装置的制造方法
US8603595B2 (en) 2011-01-31 2013-12-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystalline compound, liquid crystal composition, liquid crystal element, and liquid crystal display device
WO2012163478A1 (de) 2011-05-27 2012-12-06 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare verbindungen und ihre verwendung in flüssigkristallmedien und flüssigkristallanzeigen
DE102012009631A1 (de) 2011-05-27 2012-11-29 Merck Patent Gmbh Polymerisierbare Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmedien und Flüssigkristallanzeigen
WO2013012020A1 (en) * 2011-07-20 2013-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing liquid crystal display device
TWI559058B (zh) * 2011-07-20 2016-11-21 半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置的製造方法
WO2013034219A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Merck Patent Gmbh Liquid crystal medium and liquid crystal display
JP2014529671A (ja) * 2011-09-06 2014-11-13 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 液晶媒体および液晶ディスプレイ
CN103781877A (zh) * 2011-09-06 2014-05-07 默克专利股份有限公司 液晶介质和液晶显示器
CN102517035A (zh) * 2011-10-05 2012-06-27 友达光电股份有限公司 蓝相液晶组合物以及蓝相液晶面板
CN102517035B (zh) * 2011-10-05 2014-05-14 友达光电股份有限公司 蓝相液晶组合物以及蓝相液晶面板
US8609208B2 (en) 2011-11-01 2013-12-17 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US9057017B2 (en) 2011-11-23 2015-06-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal composition and liquid crystal display device
US8858830B2 (en) 2011-11-30 2014-10-14 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
JP2013218314A (ja) * 2012-03-13 2013-10-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 高分子／液晶複合体、液晶表示装置及び電子機器
US9175222B2 (en) 2012-05-28 2015-11-03 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
US9738831B2 (en) 2012-06-19 2017-08-22 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal composition and optical device
CN102827615A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 昆山龙腾光电有限公司 联苯炔类蓝相液晶复合材料及其制作方法
US9458125B2 (en) 2012-12-17 2016-10-04 Jnc Corporation Octahydro binaphthyl-based chiral compound-containing liquid-crystal composition and optical element
WO2014097952A1 (ja) 2012-12-17 2014-06-26 Jnc株式会社 オクタヒドロ－ビナフチル系キラル化合物を含有する液晶組成物および光素子
US9611429B2 (en) 2013-05-27 2017-04-04 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device and liquid crystal compound
CN103289710A (zh) * 2013-05-31 2013-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种蓝相液晶复合材料和含该材料的液晶显示器
US9567523B2 (en) * 2013-05-31 2017-02-14 Boe Technology Group Co., Ltd. Blue phase liquid crystal composite material and liquid crystal display comprising the same
WO2014190682A1 (zh) * 2013-05-31 2014-12-04 京东方科技集团股份有限公司 蓝相液晶复合材料和含该材料的液晶显示器
US10308870B2 (en) 2013-12-10 2019-06-04 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device and liquid crystal compound
US9593094B2 (en) 2014-07-03 2017-03-14 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device, and liquid crystal compound
US9701904B2 (en) 2014-12-25 2017-07-11 Jnc Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
JP2019501424A (ja) * 2015-12-02 2019-01-17 フォーカス テック ゲー・エム・ベー・ハーＦＯＣＵＳ ＴＥＣ ＧｍｂＨ 光学的に等方性の液体からなる電気制御可能な光学素子、ことにレンズ、および液状複合材料を基礎とするその製造方法
JP6991153B2 (ja) 2015-12-02 2022-01-12 フォーカス テック ゲー・エム・ベー・ハー 光学的に等方性の液体からなる電気制御可能な光学素子、ことにレンズ、および液状複合材料を基礎とするその製造方法
CN109983398A (zh) * 2016-11-18 2019-07-05 株式会社尼康 包含蓝相液晶的光学组件和制造这样的光学组件的方法
JP2019536104A (ja) * 2016-11-18 2019-12-12 株式会社ニコン ブルー相の液晶を含む光学部品、及びそのような光学部品を作製するための方法
US11231608B2 (en) 2016-11-18 2022-01-25 Nikon Corporation Optical component comprising liquid crystals in a blue phase and process for making such optical component
JP7120719B2 (ja) 2016-11-18 2022-08-17 株式会社ニコン ブルー相の液晶を含む光学部品、及びそのような光学部品を作製するための方法
CN109983398B (zh) * 2016-11-18 2022-09-23 株式会社尼康 包含蓝相液晶的光学组件和制造这样的光学组件的方法
DE102019115151A1 (de) 2018-06-11 2019-12-12 Jnc Corporation Optisch isotrope flüssigkristallzusammensetzung und optisches schaltelement unter verwendung derselben
JP2021105662A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 Dic株式会社 液晶表示装置
JP7380205B2 (ja) 2019-12-26 2023-11-15 Dic株式会社 液晶表示装置
CN114645336A (zh) * 2022-03-10 2022-06-21 深圳信息职业技术学院 聚合物蓝相液晶纤维及其制备方法和应用
CN116814275A (zh) * 2023-08-30 2023-09-29 南昌虚拟现实研究院股份有限公司 液晶组合物及包含其的液晶光学元件
CN116814275B (zh) * 2023-08-30 2023-12-12 南昌虚拟现实研究院股份有限公司 液晶组合物及包含其的液晶光学元件

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JPWO2005080529A1 (ja) 2007-10-25
WO2005080529A9 (ja) 2008-03-13

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