(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖であって剛直なメソゲン成分を有する光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び
（Ｂ）低分子液晶；
を有する光反応性液晶組成物。
【請求項２】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶が、（Ａ−１）光架橋反応を生じる光反応性側鎖を有する請求項１記載の組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶と（Ｂ）低分子液晶との重量比（（Ａ）光反応性高分子液晶：（Ｂ）低分子液晶）が、０．１：９９．９〜２０：８０である請求項１又は２記載の組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１）〜（６）
（式中、Ａ、Ｂ、Ｄはそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｓは、炭素数１〜１２のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい；
Ｔは、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｙ２は、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｒは、ヒドロキシ基、炭素数１〜６のアルコキシ基を表すか、又はＹ１と同じ定義を表す；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
Ｃｏｕは、クマリン−６−イル基またはクマリン−７−イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
ｑ１とｑ２は、一方が１で他方が０である；
ｑ３は０または１である；
Ｐ及びＱは、各々独立に、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である；ただし、Ｘが−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−である場合、−ＣＨ＝ＣＨ−が結合する側のＰ又はＱは芳香環であり、Ｐの数が２以上となるときは、Ｐ同士は同一でも異なっていてもよく、Ｑの数が２以上となるときは、Ｑ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌ１は０または１である；
ｌ２は０〜２の整数である；
ｌ１とｌ２がともに０であるときは、Ｔが単結合であるときはＡも単結合を表す；
ｌ１が１であるときは、Ｔが単結合であるときはＢも単結合を表す；
Ｈ及びＩは、各々独立に、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である。）
からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
【化１】
0006509132.tif 000024
【請求項５】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（７）〜（１０）
（式中、Ａ、Ｂ、Ｄはそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは１〜１２の整数を表す；
ｍは、０〜２の整数を表し、ｍ１、ｍ２は１〜３の整数を表す；
ｎは０〜１２の整数（ただしｎ＝０のときＢは単結合である）を表す；
Ｙ２は、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｒは、ヒドロキシ基、炭素数１〜６のアルコキシ基を表すか、又はＹ１と同じ定義を表す）
からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【化２】
0006509132.tif 000025
【請求項６】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１１）〜（１３）
（式中、Ａは、それぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは、１〜１２の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表し、ｍ１は１〜３の整数を表す；
Ｒは、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良いか、又はヒドロキシ基もしくは炭素数１〜６のアルコキシ基を表す）
からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【化３】
0006509132.tif 000026
【請求項７】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１４）又は（１５）
（式中、Ａはそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
ｌは１〜１２の整数を表し、ｍ１、ｍ２は１〜３の整数を表す）
で表される光反応性側鎖を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【化４】
0006509132.tif 000027
【請求項８】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１６）又は（１７）（式中、Ａは単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは、１〜１２の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す）
で表される光反応性側鎖を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【化５】
0006509132.tif 000028
【請求項９】
前記（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（２０）（式中、Ａは、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは１〜１２の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す）で表される光反応性側鎖を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【化６】
0006509132.tif 000029
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される表示素子。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される表示素子であって、前記液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する表示素子。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される光学素子。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される光学素子であって、前記液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する光学素子。
【請求項１４】
前記所定の配向性が、光学素子の位置において配向性が異なる配向性分布を有する請求項１３記載の光学素子。
【請求項１５】
［Ｉ］  （Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖であって剛直なメソゲン成分を有する光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性液晶組成物を、平行離間配置された２枚の透明基体間に形成される空間に充填して液晶セルを形成する工程；及び
［ＩＩ］  ［Ｉ］で得られた液晶セルに、前記２枚の透明基体のいずれか一方から、偏光した紫外線を照射する工程；
を有することにより、液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する光学素子が形成される、光学素子の製造方法。
【請求項１６】
前記［ＩＩ］工程において、光学素子の第１の位置に対して偏光紫外線の偏光軸を第１の軸とし、光学素子の第１の位置とは異なる第２の位置に対して偏光紫外線の偏光軸を第１の軸とは異なる第２の軸とすることにより、光学素子の第１及び第２の位置において（Ｂ）低分子液晶が異なる配向性を有する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記［ＩＩ］工程において、偏光紫外線を干渉露光させることにより、前記所定の配向性が、光学素子の位置において配向性が異なる配向性分布を有する請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
［Ｉ］  （Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖であって剛直なメソゲン成分を有する光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性液晶組成物を、平行離間配置された２枚の透明基体間に形成される空間に充填して液晶セルを形成する工程；及び
［ＩＩ］  ［Ｉ］で得られた液晶セルに、前記２枚の透明基体のいずれか一方から、偏光した紫外線を照射する工程；
を有することにより、液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する表示素子が形成される、表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反応性液晶組成物、該光反応性液晶組成物を有して形成される表示素子及び光学素子、並びに表示素子及び光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の液晶表示素子は、高分子分散型液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal、ＰＤＬＣ）などの一部の素子を除いて、液晶を均一配向させるために配向処理を施した液晶配向膜を用いている（非特許文献１）。液晶配向膜の配向処理は液晶配向膜を塗布した後に、一般的にはラビング処理と呼ばれる、布を巻きつけたローラーで膜表面を擦る手法がとられているが、本手法は膜表面を物理的に擦る手法であるため、ラビングによる傷や削れカスが液晶表示素子の表示性能を低下させる問題点がある。さらに、この配向処理には、液晶配向膜形成工程、液晶配向処理工程、液晶配向膜の洗浄工程と数多くの工程を経る必要があり、製造工程を煩雑化していた。
そのため、該液晶配向膜を用いずに、液晶の配向性が制御できる液晶セルが作製できるとプロセス面及びコスト面で大きなメリットとなる。【０００３】
一方、光波の分岐、伝播方向の変換、集光分散、などが可能である回折格子が光記録、光情報伝送などの光エレクトロニクス分野の受動素子として広範に使用されている。
代表的な作成方法として、半導体集積回路などの作成に用いるフォトレジストを用いる方法であるが、このように作成された回折素子は、光学的異方性を有しないか、制御された周期的な光学的異方性を形成することが困難であるため、偏光状態の制御はできない。偏光の制御を行うためには、光学的異方性を高度に制御し、周期性を持たせた構造を有することが必要である。そのため、例えば光化学反応によって屈折率変化を生じさせる際に同時に光学的異方性を生じさせることができるポリビニルシンナメート（PVCi）やアゾベンゼンの軸選択的光反応を利用することが提案されている。【０００４】
しかしながら、PVCｉの軸選択的光反応では誘起される複屈折は０．０１と非常に小さく、また、アゾベンゼンにおいても、大きな複屈折が誘起されるわけではなく、かつ、熱や光などの外場の影響によって特性が変化するか、又は可視領域での光吸収があるなど、高い安定性を要求される受動型の光デバイスへの応用が困難であった。【０００５】
さらに、近年では電界によって回折特性を制御できる偏光制御型の回折素子の実現が期待されており、周期的に変化した固定化された分子配向構造を有する重合層、低分子液晶層、を含む構成としたことを特徴とする光回折液晶素子が開示されている（特許文献１）。液晶の配向状態を液晶バルク内で任意に制御できれば、種々の光学素子、例えば周期的配向分布を有する回折格子、レンズ、ミラーなどを提供することができる（非特許文献２又は３）。しかしながら、該構成の回折格子の場合、分子配向構造を有する重合層を形成する際に、配向処理する必用があり、回折格子の製造を煩雑化させる問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０１３８８号公報。
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】液晶便覧  丸善株式会社。
【非特許文献２】S. Sato, Jpn. J. Appl. Phys. 18, 1679 (1979).
【非特許文献３】T. Scharf, Polarized Light in Liquid Crystals and Polymers (Wiley, 2007).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、液晶配向膜を用いずに、液晶の配向性を液晶バルク内で制御して得られる素子、具体的には表示素子及び光学素子を提供すること、及び／又は該素子を作製するための光反応性液晶組成物を提供することにある。
また、上記目的に加えて、又は上記目的以外に、本発明の目的は、液晶配向膜を用いずに、液晶の配向性を液晶バルク内で制御して得られる素子を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、以下の発明を見出した。
＜１＞  （Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び
（Ｂ）低分子液晶；
を有する光反応性液晶組成物。【００１０】
＜２＞  上記＜１＞において、（Ａ）光反応性高分子液晶が、（Ａ−１）光架橋反応を生じる光反応性側鎖を有するのがよい。
＜３＞  上記＜１＞又は＜２＞において、（Ａ）光反応性高分子液晶と（Ｂ）低分子液晶との重量比（（Ａ）光反応性高分子液晶：（Ｂ）低分子液晶）が、０．１：９９．９〜２０：８０、好ましくは０．５：９９．５〜１５：８５、より好ましくは０．８：９９．２〜１０：９０であるのがよい。【００１１】
＜４＞  上記＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、
（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１）〜（６）
（式中、Ａ、Ｂ、Ｄはそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｓは、炭素数１〜１２のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい；
Ｔは、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｙ２は、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｒは、ヒドロキシ基、炭素数１〜６のアルコキシ基を表すか、又はＹ１と同じ定義を表す；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
Ｃｏｕは、クマリン−６−イル基またはクマリン−７−イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
ｑ１とｑ２は、一方が１で他方が０である；
ｑ３は０または１である；
Ｐ及びＱは、各々独立に、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である；ただし、Ｘが−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−である場合、−ＣＨ＝ＣＨ−が結合する側のＰ又はＱは芳香環であり、Ｐの数が２以上となるときは、Ｐ同士は同一でも異なっていてもよく、Ｑの数が２以上となるときは、Ｑ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌ１は０または１である；
ｌ２は０〜２の整数である；
ｌ１とｌ２がともに０であるときは、Ｔが単結合であるときはＡも単結合を表す；
ｌ１が１であるときは、Ｔが単結合であるときはＢも単結合を表す；
Ｈ及びＩは、各々独立に、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である。）
からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖を有するのがよい。【００１２】
【化１】
0006509132.tif 000002
【００１３】
＜５＞  上記＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、
（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（７）〜（１０）
（式中、Ａ、Ｂ、Ｄはそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは１〜１２の整数を表す；
ｍは、０〜２の整数を表し、ｍ１、ｍ２は１〜３の整数を表す；
ｎは０〜１２の整数（ただしｎ＝０のときＢは単結合である）を表す；
Ｙ２は、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｒは、ヒドロキシ基、炭素数１〜６のアルコキシ基を表すか、又はＹ１と同じ定義を表す）
からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖を有するのがよい。【００１４】
【化２】
0006509132.tif 000003
【００１５】
＜６＞  上記＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、
（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１１）〜（１３）
（式中、Ａは、それぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは、１〜１２の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表し、ｍ１は１〜３の整数を表す；
Ｒは、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良いか、又はヒドロキシ基もしくは炭素数１〜６のアルコキシ基を表す）
からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖を有するのがよい。【００１６】
【化３】
0006509132.tif 000004
【００１７】
＜７＞  上記＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、
（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１４）又は（１５）
（式中、Ａはそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
ｌは１〜１２の整数を表し、ｍ１、ｍ２は１〜３の整数を表す）
で表される光反応性側鎖を有するのがよい。【００１８】
【化４】
0006509132.tif 000005
【００１９】
＜８＞  上記＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、
（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（１６）又は（１７）（式中、Ａは単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは、１〜１２の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す）
で表される光反応性側鎖を有するのがよい。【００２０】
【化５】
0006509132.tif 000006
【００２１】
＜９＞  上記＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、
（Ａ）光反応性高分子液晶が、下記式（２０）（式中、Ａは、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌは１〜１２の整数を表し、ｍは０〜２の整数を表す）で表される光反応性側鎖を有するのがよい。【００２２】
【化６】
0006509132.tif 000007
【００２３】
＜１０＞  上記＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される表示素子。
＜１１＞  上記＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される表示素子であって、液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する表示素子。【００２４】
＜１２＞  上記＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される光学素子。
＜１３＞  上記＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される光学素子であって、前記液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する光学素子。
＜１４＞  上記＜１２＞又は＜１３＞において、所定の配向性が、光学素子の位置において配向性が異なる配向性分布を有するのがよい。【００２５】
＜１５＞  ［Ｉ］  （Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性液晶組成物を、平行離間配置された２枚の透明基体間に形成される空間に充填して液晶セルを形成する工程；及び
［ＩＩ］  ［Ｉ］で得られた液晶セルに、前記２枚の透明基体のいずれか一方から、偏光した紫外線を照射する工程；
を有することにより、液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する光学素子が形成される、光学素子の製造方法。
＜１６＞  上記＜１５＞の［ＩＩ］工程において、光学素子の第１の位置に対して偏光紫外線の偏光軸を第１の軸とし、光学素子の第１の位置とは異なる第２の位置に対して偏光紫外線の偏光軸を第１の軸とは異なる第２の軸とすることにより、光学素子の第１及び第２の位置において（Ｂ）低分子液晶が異なる配向性を有するのがよい。
＜１７＞  上記＜１５＞の［ＩＩ］工程において、偏光紫外線を干渉露光させることにより、所定の配向性が、光学素子の位置において配向性が異なる配向性分布を有するのがよい。【００２６】
＜１８＞  ［Ｉ］  （Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性液晶組成物を、平行離間配置された２枚の透明基体間に形成される空間に充填して液晶セルを形成する工程；及び
［ＩＩ］  ［Ｉ］で得られた液晶セルに、前記２枚の透明基体のいずれか一方から、偏光した紫外線を照射する工程；
を有することにより、液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する表示素子が形成される、表示素子の製造方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、液晶配向膜を用いずに、液晶の配向性を液晶バルク内で制御して得られる素子、具体的には表示素子及び光学素子を提供すること、及び／又は該素子を作製するための光反応性液晶組成物を提供することができる。
また、上記効果に加えて、又は上記効果以外に、本発明により、液晶配向膜を用いずに、液晶の配向性を液晶バルク内で制御して得られる素子を製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１及び比較例１のホログラム露光を行う光路図を示す。
【図２】実施例１及び比較例１の干渉露光後に得られた液晶セルの透過回折光の強度を測定する概略図を示す。
【図３】干渉露光後に得られた液晶セルの、回折効率の偏光方位角依存性を示すグラフである。
【図４】１ｋＨｚの矩形電圧を印加した際の回折効率の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本願は、液晶配向膜を用いずに、液晶の配向性を液晶バルク内で制御して得られる素子、具体的には表示素子及び光学素子、及び／又は該素子を作製するための光反応性液晶組成物を提供する。
また、本願は、液晶配向膜を用いずに、液晶の配向性を液晶バルク内で制御して得られる素子を製造する方法を提供する。
以下、光反応性液晶組成物、該組成物によって得られる素子、素子の製造方法を説明する。
【００３０】
＜光反応性液晶組成物＞
本発明の光反応性液晶組成物は、（Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する。
本発明の光反応性液晶組成物は、（Ａ）光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；のみからなっても、該（Ａ）及び（Ｂ）の性質が変化しない程度のその他の成分を有する（Ａ）及び（Ｂ）のみから本質的になってもよい。また、本発明の光反応性液晶組成物は、（Ａ）又は（Ｂ）以外に、その他の成分を有してもよい。
【００３１】
＜＜（Ｂ）低分子液晶＞＞
本発明の光反応性液晶組成物に含まれる（Ｂ）低分子液晶は、従来、液晶表示素子などに用いられているネマチック液晶や強誘電性液晶などをそのまま用いることができる。
具体的には、（Ｂ）低分子液晶として、４−シアノ−４’−ｎ−ペンチルビフェニル、４−シアノ−４’−ｎ−フェプチロキシビフェニル等のシアノビフェニル類；コレステリルアセテート、コレステリルベンゾエート等のコレステリルエステル類；４−カ ルボキシフェニルエチルカーボネート、４−カルボキシフェニル−ｎ−ブチルカーボネート等の炭酸エステル類；安息香酸フェニルエステル、フタル酸ビフェニ ルエステル等のフェニルエステル類；ベンジリデン−２−ナフチルアミン、４’−ｎ−ブトキシベンジリデン−４−アセチルアニリン等のシッフ塩基類；Ｎ，Ｎ’−ビスベンジリデンベンジジン、ｐ−ジアニスアルベンジジン等のベンジジン類；４，４’−アゾキシジアニソール、４，４’−ジ−ｎ−ブトキシ アゾキシベンゼン等のアゾキシベンゼン類；以下に具体的に示すフェニルシクロヘキシル系、ターフェニル系、フェニルビシクロヘキシル系などの液晶；などを挙げることができるがこれらに限定されない。
【００３２】
【化７】
0006509132.tif 000008
【００３３】
【化８】
0006509132.tif 000009
【００３４】
【化９】
0006509132.tif 000010
【００３５】
＜＜（Ａ）光反応性高分子液晶＞＞
本発明の光反応性液晶組成物に含まれる、（Ａ）  光反応性高分子液晶（以降、単に「（Ａ）成分」と略記する場合がある）は、（Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖を有すれば、特に限定されない。
本明細書において光反応性とは、（Ａ−１）光架橋、又は（Ａ−２）光異性化、のいずれかの反応；及び双方の反応；を生じる性質をいう。
（Ａ）成分は、好ましくは（Ａ−１）光架橋反応を生じる側鎖を有するのがよい。
【００３６】
（Ａ）成分は、ｉ）所定の温度範囲で液晶性を発現する高分子であって、光反応性側鎖を有する高分子である。
（Ａ）成分は、ｉｉ）２５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲の光で反応し、かつ５０〜３００℃の温度範囲で液晶性を示すのがよい。
（Ａ）成分は、ｉｉｉ）２５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲の光、特に偏光紫外線に反応する光反応性側鎖を有することが好ましい。
（Ａ）成分は、ｉｖ）５０〜３００℃の温度範囲で液晶性を示すためメソゲン基を有することが好ましい。
【００３７】
本発明の光反応性液晶組成物において、（Ａ）光反応性高分子液晶と（Ｂ）低分子液晶との重量比（（Ａ）光反応性高分子液晶：（Ｂ）低分子液晶）は、０．１：９９．９〜２０：８０、好ましくは０．５：９９．５〜１５：８５、より好ましくは０．８：９９．２〜１０：９０であるのがよい。
【００３８】
（Ａ）成分は、上述のように、光反応性を有する光反応性側鎖を有する。該側鎖の構造は、特に限定されないが、上記（Ａ−１）及び／又は（Ａ−２）に示す反応を生じる構造を有し、（Ａ−１）光架橋反応を生じる構造を有するのが好ましい。（Ａ−１）光架橋反応を生じる構造は、その反応後の構造が、熱などの外部ストレスに曝されたとしても、（Ａ）成分の配向性を長期間安定に保持できる点で好ましい。
（Ａ）成分の側鎖の構造は、剛直なメソゲン成分を有する方が、液晶の配向が安定するため、好ましい。
【００３９】
メソゲン成分として、ビフェニル基、ターフェニル基、フェニルシクロヘキシル基、フェニルベンゾエート基、アゾベンゼン基などを挙げることができるがこれらに限定されない。
【００４０】
（Ａ）成分の主鎖の構造として、例えば、炭化水素、（メタ）アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも１種を挙げることができるがこれに限定されない。
また、（Ａ）成分の側鎖として、下記式（１）〜（６）の少なくとも１種からなる側鎖であるのが好ましい。
【００４１】
【化１０】
0006509132.tif 000011
【００４２】
式中、Ａ、Ｂ、Ｄはそれぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表す；
Ｓは、炭素数１〜１２のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい；
Ｔは、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基であり、それらに結合する水素原子はハロゲン基に置き換えられていてもよい；
Ｙ１は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環および炭素数５〜８の脂環式炭化水素から選ばれる環を表すか、それらの置換基から選ばれる同一又は相異なった２〜６の環が結合基Ｂを介して結合してなる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＣＯＯＲ０（式中、Ｒ０は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す）、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｙ２は、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｒは、ヒドロキシ基、炭素数１〜６のアルコキシ基を表すか、又はＹ１と同じ定義を表す；
Ｘは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｘの数が２となるときは、Ｘ同士は同一でも異なっていてもよい；
Ｃｏｕは、クマリン−６−イル基またはクマリン−７−イル基を表し、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
ｑ１とｑ２は、一方が１で他方が０である；
ｑ３は０または１である；
Ｐ及びＱは、各々独立に、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基である；ただし、Ｘが−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−である場合、−ＣＨ＝ＣＨ−が結合する側のＰ又はＱは芳香環であり、Ｐの数が２以上となるときは、Ｐ同士は同一でも異なっていてもよく、Ｑの数が２以上となるときは、Ｑ同士は同一でも異なっていてもよい；
ｌ１は０または１である；
ｌ２は０〜２の整数である；
ｌ１とｌ２がともに０であるときは、Ｔが単結合であるときはＡも単結合を表す；
ｌ１が１であるときは、Ｔが単結合であるときはＢも単結合を表す；
Ｈ及びＩは、各々独立に、２価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、ピロール環、およびそれらの組み合わせから選ばれる基である。
【００４３】
側鎖は、下記式（７）〜（１０）からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖であるのがよい。
式中、Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｙ１、Ｘ、Ｙ２、及びＲは、上記と同じ定義を有する；
ｌは１〜１２の整数を表す；
ｍは、０〜２の整数を表し、ｍ１、ｍ２は１〜３の整数を表す；
ｎは０〜１２の整数（ただしｎ＝０のときＢは単結合である）を表す。
【００４４】
【化１１】
0006509132.tif 000012
【００４５】
側鎖は、下記式（１１）〜（１３）からなる群から選ばれるいずれか１種の光反応性側鎖であるのがよい。
式中、Ａ、Ｘ、ｌ、ｍ、ｍ１及びＲは、上記と同じ定義を有する。
【００４６】
【化１２】
0006509132.tif 000013
【００４７】
側鎖は、下記式（１４）又は（１５）で表される光反応性側鎖であるのがよい。
式中、Ａ、Ｙ１、ｌ、ｍ１及びｍ２は上記と同じ定義を有する。
【００４８】
【化１３】
0006509132.tif 000014
【００４９】
側鎖は、下記式（１６）又は（１７）で表される光反応性側鎖であるのがよい。
式中、Ａ、Ｘ、ｌ及びｍは、上記と同じ定義を有する。
【００５０】
【化１４】
0006509132.tif 000015
【００５１】
側鎖は、下記式（２０）で表される光反応性側鎖であるのがよい。
式中、Ａ、Ｙ１、Ｘ、ｌ及びｍは上記と同じ定義を有する。
【００５２】
【化１５】
0006509132.tif 000016
【００５３】
また、（Ａ）成分は、下記式（２１）〜（３１）からなる群から選ばれるいずれか１種の液晶性側鎖を有してもよい。例えば、（Ａ）成分の光反応性側鎖が液晶性を有しない場合、又は、（Ａ）成分の主鎖が液晶性を有しない場合、（Ａ）成分は、下記式（２１）〜（３１）からなる群から選ばれるいずれか１種の液晶性側鎖を有するのがよい。
式中、Ａ、Ｂ、ｑ１及びｑ２は上記と同じ定義を有する；
Ｙ３は、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、それらの組み合わせからなる群から選ばれる基であり、それらに結合する水素原子はそれぞれ独立に−ＮＯ２、−ＣＮ、ハロゲン基、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基で置換されても良い；
Ｒ３は、水素原子、−ＮＯ２、−ＣＮ、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＮ、ハロゲン基、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、炭素数５〜８の脂環式炭化水素、炭素数１〜１２のアルキル基、又は炭素数１〜１２のアルコキシ基を表す；
ｌは１〜１２の整数を表し、ｍは０から２の整数を表し、但し、式（２３）〜（２４）において、全てのｍの合計は２以上であり、式（２５）〜（２６）において、全てのｍの合計は１以上であり、ｍ１、ｍ２およびｍ３は、それぞれ独立に１〜３の整数を表す；
Ｒ２は、水素原子、−ＮＯ２、−ＣＮ、ハロゲン基、１価のベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環、フラン環、窒素含有複素環、及び炭素数５〜８の脂環式炭化水素、および、アルキル基、又はアルキルオキシ基を表す；
Ｚ１、Ｚ２は単結合、−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＦ２−を表す。
【００５４】
【化１６】
0006509132.tif 000017
【００５５】
＜＜（Ａ）成分の製法＞＞
（Ａ）成分は、上記光反応性側鎖を有する光反応性側鎖モノマーを重合することによって、場合によっては該光反応性側鎖モノマーと上記液晶性側鎖を有するモノマーとを共重合することによって、得ることができる。
【００５６】
［光反応性側鎖モノマー］ 
光反応性側鎖モノマーとは、本明細書において、高分子を形成した場合に、高分子の側鎖部位に光反応性側鎖を有する高分子を形成することができるモノマーのことをいう。
側鎖の有する光反応性基としては下記の構造およびその誘導体が好ましい。
【００５７】
【化１７】
0006509132.tif 000018
【００５８】
光反応性側鎖モノマーのより具体的な例としては、炭化水素、（メタ）アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも１種から構成された重合性基と、上記式（１）〜（６）の少なくとも１種からなる光反応性側鎖、好ましくは、例えば、上記式（７）〜（１０）の少なくとも１種からなる光反応性側鎖、上記式（１１）〜（１３）の少なくとも１種からなる光反応性側鎖、上記式（１４）又は（１５）で表される光反応性側鎖、上記式（１６）又は（１７）で表される光反応性側鎖、上記式（２０）で表される光反応性側鎖を有する構造であることが好ましい。
【００５９】
光反応性側鎖モノマーとして、例えば、下記式ＰＲＭ−１〜ＰＲＭ−１１（式中、ｎは１〜６の整数を示し、ｍは０〜４の整数を示し、Ｘは水素原子又はメチル基を示し、Ｒは水素原子、炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、もしくはニトロ基を示し、Ｒ１〜Ｒ３は各々独立に、水素原子、炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルコキシ基、もしくはハロゲン原子を示し、ｐは１〜４の整数を示す）で表される化合物を挙げることができるがこれらに限定されない。
【００６０】
【化１８】
0006509132.tif 000019
【００６１】
［液晶性側鎖モノマー］
液晶性側鎖モノマーとは、本明細書において、該モノマー由来の高分子が液晶性を発現し、該高分子が側鎖部位にメソゲン基を形成することができるモノマーをいう。
側鎖の有するメソゲン基として、ビフェニルやフェニルベンゾエートなどの単独でメソゲン構造となる基であっても、安息香酸などのように側鎖同士が水素結合することでメソゲン構造となる基であってもよい。側鎖の有するメソゲン基としては下記の構造が好ましい。
【００６２】
【化１９】
0006509132.tif 000020
【００６３】
液晶性側鎖モノマーのより具体的な例としては、炭化水素、（メタ）アクリレート、イタコネート、フマレート、マレエート、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、スチレン、ビニル、マレイミド、ノルボルネン等のラジカル重合性基およびシロキサンからなる群から選択される少なくとも１種から構成された重合性基と、上記式（２１）〜（３１）の少なくとも1種からなる側鎖を有する構造であることが好ましい。
具体的には、液晶性側鎖モノマーとして、例えば、下記式ＬＣＭ−１〜ＬＣＭ−９（式中、ｎは１〜６の整数を示し、Ｘは水素原子又はメチル基を示し、Ｒ４、Ｒ６及びＲ６１〜Ｒ６３は各々独立に水素原子、炭素数１〜３の直鎖又は分岐鎖のアルキル基又はアルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、もしくはニトロ基を示し、Ｒ５は水素原子、炭素数１〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す）で表される化合物を挙げることができるがこれらに限定されない。
【００６４】
【化２０】
0006509132.tif 000021
【００６５】
（Ａ）成分は、上述した液晶性を発現する光反応性側鎖モノマーの重合反応により得ることができる。また、液晶性を発現しない光反応性側鎖モノマーと液晶性側鎖モノマーとの共重合や、液晶性を発現する光反応性側鎖モノマーと液晶性側鎖モノマーとの共重合によって得ることができる。さらに、液晶性の発現能を損なわない範囲でその他のモノマーと共重合することができる。
【００６６】
その他のモノマーとしては、例えば工業的に入手できるラジカル重合反応可能なモノマーが挙げられる。
その他のモノマーの具体例としては、不飽和カルボン酸、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物、アクリロニトリル、マレイン酸無水物、スチレン化合物及びビニル化合物等が挙げられる。
【００６７】
不飽和カルボン酸の具体例としてはアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。
アクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、ナフチルアクリレート、アントリルアクリレート、アントリルメチルアクリレート、フェニルアクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、３−メトキシブチルアクリレート、２−メチル−２−アダマンチルアクリレート、２−プロピル−２−アダマンチルアクリレート、８−メチル−８−トリシクロデシルアクリレート、及び、８−エチル−８−トリシクロデシルアクリレート等が挙げられる。
【００６８】
メタクリル酸エステル化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ナフチルメタクリレート、アントリルメタクリレート、アントリルメチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、２−メトキシエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコールメタクリレート、２−エトキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、３−メトキシブチルメタクリレート、２−メチル−２−アダマンチルメタクリレート、２−プロピル−２−アダマンチルメタクリレート、８−メチル−８−トリシクロデシルメタクリレート、及び、８−エチル−８−トリシクロデシルメタクリレート等が挙げられる。  グリシジル（メタ）アクリレート、（３−メチル−３−オキセタニル）メチル（メタ）アクリレート、および（３−エチル−３−オキセタニル）メチル（メタ）アクリレートなどの環状エーテル基を有する（メタ）アクリレート化合物も用いることができる。
【００６９】
ビニル化合物としては、例えば、ビニルエーテル、メチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、及び、プロピルビニルエーテル等が挙げられる。
スチレン化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。
マレイミド化合物としては、例えば、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、及びＮ−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。
【００７０】
本実施の形態の側鎖型高分子の製造方法については、特に限定されるものではなく、工業的に扱われている汎用な方法が利用できる。具体的には、液晶性側鎖モノマーや光反応性側鎖モノマーのビニル基を利用したカチオン重合やラジカル重合、アニオン重合により製造することができる。これらの中では反応制御のしやすさなどの観点からラジカル重合が特に好ましい。
【００７１】
ラジカル重合の重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤や、可逆的付加−開裂型連鎖移動（ＲＡＦＴ）重合試薬等の公知の化合物を使用することができる。
【００７２】
ラジカル熱重合開始剤は、分解温度以上に加熱することにより、ラジカルを発生させる化合物である。このようなラジカル熱重合開始剤としては、例えば、ケトンパーオキサイド類（メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等）、ジアシルパーオキサイド類（アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等）、ハイドロパーオキサイド類（過酸化水素、ｔｅｒｔ−ブチルハイドパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等）、ジアルキルパーオキサイド類（ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド等）、パーオキシケタール類（ジブチルパーオキシ  シクロヘキサン等）、アルキルパーエステル類（パーオキシネオデカン酸−ｔｅｒｔ−ブチルエステル、パーオキシピバリン酸−ｔｅｒｔ−ブチルエステル、パーオキシ  ２−エチルシクロヘキサン酸−ｔｅｒｔ−アミルエステル等）、過硫酸塩類（過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等）、アゾ系化合物（アゾビスイソブチロニトリル、および２，２′−ジ（２−ヒドロキシエチル）アゾビスイソブチロニトリル等）が挙げられる。このようなラジカル熱重合開始剤は、１種を単独で使用することもできるし、あるいは２種以上を組み合わせて使用することもできる。
【００７３】
ラジカル光重合開始剤は、ラジカル重合を光照射によって開始する化合物であれば特に限定されない。このようなラジカル光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、キサントン、チオキサントン、イソプロピルキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−エチルアントラキノン、アセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−４’−イソプロピルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、カンファーキノン、ベンズアントロン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン−１、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、４，４’−ジ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，４，４’−トリ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、２−（４’−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（３’，４’−ジメトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（２’，４’−ジメトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（２’−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４’−ペンチルオキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、４−［ｐ−Ｎ，Ｎ−ジ（エトキシカルボニルメチル）］−２，６−ジ（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（２’−クロロフェニル）−ｓ−トリアジン、１，３−ビス（トリクロロメチル）−５−（４’−メトキシフェニル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）ベンズオキサゾール、２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）ベンズチアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラキス（４−エトキシカルボニルフェニル）−１，２’−ビイミダゾール、２，２’−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２’ビス（２，４−ジブロモフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２’−ビス（２，４，６−トリクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、３−（２−メチル−２−ジメチルアミノプロピオニル）カルバゾール、３，６−ビス（２−メチル−２−モルホリノプロピオニル）−９−ｎ−ドデシルカルバゾール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ビス（５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ヘキシルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’−ジ（メトキシカルボニル）−４，４’−ジ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，４’−ジ（メトキシカルボニル）−４，３’−ジ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、４，４’−ジ（メトキシカルボニル）−３，３’−ジ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、２−（３−メチル−３Ｈ−ベンゾチアゾール−２−イリデン）−１−ナフタレン−２−イル−エタノン、又は２−（３−メチル−１，３−ベンゾチアゾール−２（３Ｈ）−イリデン）−１−（２−ベンゾイル）エタノン等を挙げることができる。これらの化合物は単独で使用してもよく、２つ以上を混合して使用することもできる。
【００７４】
ラジカル重合法は、特に制限されるものでなく、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈殿重合法、塊状重合法、溶液重合法等を用いることができる。
【００７５】
（Ａ）成分の生成反応、具体的には上述のモノマーの重合反応に用いる有機溶媒としては、生成した高分子が溶解するものであれば特に限定されない。その具体例を以下に挙げる。
【００７６】
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、イソプロピルアルコール、メトキシメチルペンタノール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、３−メチル−３−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルブチレート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、ｎ−へキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−オクタン、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸メチルエチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸、３−メトキシプロピオン酸、３−メトキシプロピオン酸プロピル、３−メトキシプロピオン酸ブチル、ジグライム、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン、３−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−エトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド、３−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロパンアミド等が挙げられる。
【００７７】
これら有機溶媒は単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、生成する高分子を溶解させない溶媒であっても、生成した高分子が析出しない範囲で、上述の有機溶媒に混合して使用してもよい。
また、ラジカル重合において有機溶媒中の酸素は重合反応を阻害する原因となるので、有機溶媒は可能な程度に脱気されたものを用いることが好ましい。
【００７８】
ラジカル重合の際の重合温度は３０℃〜１５０℃の任意の温度を選択することができるが、好ましくは５０℃〜１００℃の範囲である。また、反応は任意の濃度で行うことができるが、濃度が低すぎると高分子量の重合体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘性が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、モノマー濃度が、好ましくは１質量％〜５０質量％、より好ましくは５質量％〜３０質量％である。反応初期は高濃度で行い、その後、有機溶媒を追加することができる。
【００７９】
上述のラジカル重合反応においては、ラジカル重合開始剤の比率がモノマーに対して多いと得られる高分子の分子量が小さくなり、少ないと得られる高分子の分子量が大きくなるので、ラジカル開始剤の比率は重合させるモノマーに対して０．１モル％〜１０モル％であることが好ましい。また重合時には各種モノマー成分や溶媒、開始剤などを追加することもできる。
【００８０】
［重合体の回収］
上述の反応により得られた生成物、即ち（Ａ）成分を反応溶液から回収するには、反応溶液を貧溶媒に投入するのがよい。
沈殿に用いる貧溶媒として、メタノール、アセトン、ヘキサン、ヘプタン、ブチルセルソルブ、ヘプタン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エタノール、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、水等を挙げることができる。
貧溶媒に投入して沈殿させた重合体は、濾過して回収した後、常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱して乾燥することができる。また、沈殿回収した重合体を、有機溶媒に再溶解させ、再沈殿回収する操作を２回〜１０回繰り返すと、重合体中の不純物を少なくすることができる。この際の貧溶媒として、例えば、アルコール類、ケトン類、炭化水素等が挙げられ、これらの中から選ばれる３種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がるので好ましい。
【００８１】
本発明の（Ａ）成分の分子量は、ＧＰＣ（Gel Permeation Chromatography）法で測定した重量平均分子量が、２０００〜１００００００が好ましく、より好ましくは、５０００〜２０００００である。
【００８２】
本発明の光反応性液晶組成物は、上述したように、（Ａ）成分又は（Ｂ）成分以外に、その他の成分を有してもよい。
その他の成分として、用いる（Ａ）成分及び（Ｂ）成分、並びに光反応性液晶組成物の用途などに依存するが、例えば、ヒンダートアミン類やヒンダートフェノール類などの酸化防止剤や１つ以上の末端に光重合または光架橋する基を有する重合性化合物などを挙げることができる。
重合性化合物の具体的な例として、以下に示す化合物（式中、Ｖは、単結合又は−Ｒ８Ｏ−、好ましくは−Ｒ８Ｏ−で表され、Ｒ８は炭素数１〜１０、好ましくは炭素数２〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示す。Ｗは、単結合又は−ＯＲ９−、好ましくは−ＯＲ９−で表され、Ｒ９は炭素数１〜１０、好ましくは炭素数２〜６の直鎖又は分岐鎖のアルキレン基を示す。Ｖ及びＷは同一の構造でも異なっていてもよいが、同一であると合成が容易である。Ｒ７はＨまたは炭素数１〜４のアルキル基を示す）を挙げることができるがこれらに限定されない。
【００８３】
【化２１】
0006509132.tif 000022
【００８４】
＜光反応性液晶組成物によって得られる素子及びその製造方法＞
本願は、上記の光反応性液晶組成物によって得られる素子、及び該素子の製造方法も提供する。
本発明の素子は、上記の光反応性液晶組成物を有する液晶セルを有して形成される。
素子として、表示素子；及び回折格子、レンズ、ミラーなどの光学素子；などを挙げることができる。
【００８５】
本発明の素子、具体的には表示素子又は光学素子は、液晶セルに上記の光反応性液晶組成物を充填して形成することができる。
具体的には、本発明の素子は、次の工程により製造することができる。
［Ｉ］  （Ａ）  （Ａ−１）光架橋、及び（Ａ−２）光異性化からなる群から選ばれる少なくとも１種の反応を生じる光反応性側鎖を有する光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性液晶組成物を、平行離間配置された２枚の透明基体間に形成される空間に充填して液晶セルを形成する工程；及び
［ＩＩ］  ［Ｉ］で得られた液晶セルに、前記２枚の透明基体のいずれか一方から、偏光した紫外線を照射する工程；
を有することにより、
本発明の素子を形成することができ、具体的には、液晶セル内で（Ｂ）低分子液晶が所定の配向性を有する素子が形成される。
【００８６】
［Ｉ］工程は、上述の光反応性液晶組成物を、平行離間配置された少なくとも紫外線を照射する側の基体が透明な基体間に形成される空間に充填して液晶セルを形成する工程である。
液晶セルは、２枚の透明基体をある程度離間させて平行配置することにより空間を形成し、該空間に上述の光反応性組成物を充填して形成される。
基体は、例えば、ガラス；アクリルやポリカーボネート等のプラスチック等；を用いることができる。基体は、形成する素子に依存して、可撓性を有してもよい。
【００８７】
基体は、形成する素子に依存して、空間側に、種々の膜、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、ポリエチレン、ＰＥＴ、ポリアミド、ポリイミド、アクリル、ポリカーボネート、ポリウレアなどから形成される膜を形成してもよい。なお、ここで用いる膜は、例えば、次のような作用を奏するのがよい。即ち、後述の［ＩＩ］工程において、（Ａ）光反応性高分子液晶の光反応を誘起するためには、（Ａ）光反応性高分子液晶の分子長軸が偏光を吸収するように、基板面内に水平に位置するのがよい。一方、（Ａ）光反応性高分子液晶は（Ｂ）低分子液晶との組成物として液晶セル中に封入されるため、（Ａ）光反応性高分子液晶の分子長軸が基板面内に水平に位置するためには（Ｂ）低分子液晶も同様に基板面内に水平に位置するのがよい。したがって、上述の膜は、光反応性組成物の分子長軸が基板面内に水平に位置できるものであるのがよく、そのような膜であれば材料に限定されない。
【００８８】
［ＩＩ］工程は、［Ｉ］で得られた液晶セルに偏光した紫外線を照射する工程である。偏光した紫外線は、２枚の透明基体のいずれか一方の外側から照射するため、透明基体は、上述したように、偏光した紫外線を透過する基体である。
偏光した紫外線は、形成する素子に依存するが、波長１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の紫外線を使用することができる。好ましくは、使用する塗膜の種類によりフィルター等を介して最適な波長を選択する。そして、例えば、選択的に光架橋反応を誘起できるように、波長２９０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の紫外線を選択して使用することができる。紫外線としては、例えば、高圧水銀灯から放射される光を用いることができる。
【００８９】
光学素子の第１の位置、該第１の位置とは異なる第２の位置に対して、異なる偏光紫外線を照射することにより、該第１の位置と第２の位置において（Ｂ）低分子液晶が異なる配向性を有する素子、例えば光学素子を形成することができる。
具体的には、第１の位置に対して第１の偏光軸とする偏光紫外線を照射し、第２の位置に対して第１の偏光軸とは異なる第２の偏光軸とする偏光紫外線を照射することにより、光学素子の第１及び第２の位置において（Ｂ）低分子液晶が異なる配向性を有する素子を形成することができる。
また、例えば、形成する素子が、回折格子の場合、偏光紫外線を液晶セルに干渉露光させることにより、素子の位置において配向性が異なる配向性分布、具体的には周期的に配向性が異なる配向性分布を有する光学素子である回折格子を形成することができる。
【００９０】
偏光紫外線を照射すると、液晶セル内で、次のようなメカニズムが生じるものと考えられる。即ち、液晶セル内の（Ａ）光反応性高分子液晶は、該偏光紫外線に応じた配向性を有することとなる。
また、（Ｂ）低分子液晶は、（Ａ）光反応性高分子液晶の配向性にしたがって、配向する。
これにより、（Ａ）光反応性高分子液晶及び（Ｂ）低分子液晶は、偏光紫外線に応じて、配向性を有することとなる。
例えば、上述のように、偏光紫外線を液晶セルに干渉露光することにより、素子の位置において、（Ａ）光反応性高分子液晶が、異なる配向性を有し、これにしたがって、（Ｂ）低分子液晶も、素子の位置によって異なる配向性を有することとなる。よって、偏光紫外線を液晶セルに干渉露光することにより、素子の位置において配向性が異なる配向性分布、具体的には周期的に配向性が異なる配向性分布を有する光学素子である回折格子を形成することができる。
【実施例】
【００９１】
（実施例１）
式ＰＲＰ−１ａで表される光反応性高分子液晶１重量部を低分子液晶である4-n-ペンチル-4'- シアノビフェニル（５ＣＢ）９９重量部に添加した後、１８０℃で２０分間攪拌し、光反応性液晶組成物を得た。【００９２】
【化２２】
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【００９３】
その後、基板の両面にＩＴＯを備えるガラス基板から成る５μｍギャップの並行平板セルに、該光反応性液晶組成物を封入することにより液晶セルを作成した。
得られた液晶セルを偏光ホログラム露光することで１次元位相格子を形成した。ここで、ホログラム露光は、図１に示す光路図により行った。なお、図中、「ＨＷＰ」は１／２波長板、「ＱＷＰ」は１／４波長板、「Ｍ」はミラー、「ＰＢＳ」は偏光ビームスプリッターを示す。【００９４】
具体的には、露光光源に波長３２５ｎｍ  Ｈｅ−Ｃｄレーザ（０．４７Ｗ／ｃｍ２）の直線偏光レーザー光を用いた。このレーザー光をビームスプリッターにより強度の等しい２光波に分割した後、波長板で偏光状態を確認した上で、セル中で７０秒間干渉させた。２光波の入射角は、それぞれ±０．７５°とした（格子周期は１２μｍとなる）。なお、２光波の入射面をｘｚ面とし、基板法線、格子ベクトルはそれぞれｚ方向、ｘ方向と平行とした。【００９５】
干渉露光後、プローブ光として波長６３３ｎｍの直線偏光のレーザー光を液晶セルに対して垂直に照射し、透過回折光の強度を測定した。図２に読み出しのための光路図を示す。図中、「ＨＷＰ」及び「ＱＷＰ」は上述した通りであり、「ＧＰ」はグラントムソンプリズム、「ＰＤ」はフォトディテクターを示す。具体的には、セル厚５μｍのホモジニアス配向セルをダイレクタがｙ軸と平行になるよう配置し、ｓ偏光の２光波干渉により格子を記録した際の＋１次の回折における回折効率（回折光と入射光の強度比）を測定した。【００９６】
図３及び図４に該測定結果を示す。
図３は、プローブ直線偏光の偏光方位角（ｘ方向を０°、ｙ方向を９０°としている）に対する回折効率の依存性を示す。図３から、回折効率が入射光の偏光状態に大きく依存することがわかる。このことから、セル中に異方的な屈折率変調が形成されたことが分かる。
図４は、１ｋＨｚの矩形電圧を印加した際（昇圧した際）の回折効率の結果を示す。図４から、電圧の印加によって回折効率が制御可能であることも確認できた。【００９７】
（比較例１）
並行平板セルに封入する液晶組成物を５ＣＢのみとした以外は実施例１と同様にホログラム記録を行い、透過回折光の強度を測定した。その結果、いずれの条件においてもプローブ直線偏光に回折現象は見られなかった。
実施例１及び比較例１から、本発明の液晶組成物、即ち（Ａ）光反応性高分子液晶；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する、実施例１の液晶組成物は、光反応性を有する一方、比較例１の液晶組成物は、光反応性を示さないことがわかった。また、実施例１の液晶組成物を用いることにより、回折格子が作製できることがわかった。
【図１】
0006509132.tif 000030
【図２】
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【図３】
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【図４】
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