コレステリック液晶の配向制御とレーザーデバイス応用

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コレステリック液晶は一次元螺旋周期構造を有するため、光を反射させる、あるいは閉じ込める光学特性を示す。そのため、コレステリック液晶はカラーチューナブルな反射型ディスプレイやレーザーデバイスとしての応用が期待される。このようなデバイスの実用化には、電気的な反射バンドチューニングをいかにして実現させるかといった問題がある。一般的にコレステリック液晶は電界を印可すると、液晶分子の配向状態を変化させ、電界除去後に元の配向状態に戻らない不可逆的な応答特性を示す。このような問題を解決する手法として、コレステリック液晶の一部の成分を重合させフィルム化する構造を提案した。このポリマー1液晶複合系では、螺旋秩序を有するポリマー部分は電界に反応せず固定されているが、ポリマー中に分散されているコレステリック液晶が電界に応答し、可逆的な反射バンドチューニングを実現することが可能となる。複合系の良特性のひとつとして、電界変調の際の光学的な安定性がある。これまでにも、コレステリック液晶の電界チューニングはいくつかの研究グループで実現されてきたが、それらほとんどが電界印可に際して反射強度の劣化を引き起こす光学的な不安定性を示した。これに対し、本素子では、ポリマー中の20nm程度の極微小な空間領域にコレステリック液晶が分散しており、電界印可に際してはその局所空間に閉じ込められた液晶分子の再配向により反射バンドが変調される原理であるため、光学的な安定性を有する。