(57)【要約】【課題】十分な配向規制力と青色レーザ光に対して高い耐光性を有するのと同時に、優れた密着性を有する液晶配向膜およびそれを用いた光学素子を提供する。【解決手段】  基板上に、偏光紫外光の照射により異方的な分解を生じる配向規制前駆体として、エステル結合の隣にオレフィン基を有するシランカップリング剤、エステル結合の隣にフェニル基またはビフェニル基を有するシランカップリング剤またはＳｉに直鎖状に結合する基の中に少なくとも１つの窒素原子が含まれるシランカップリング剤を化学吸着により結合させ、基板に結合した前記配向規制前駆体に偏光紫外光を照射して異方的な分解を生じさせ、配向規制力を発現させて得られる液晶配向膜。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に、偏光紫外光の照射により異方的な分解を生じる配向規制前駆体を化学吸着により結合させ、基板に結合した前記配向規制前駆体に偏光紫外光を照射して異方的な分解を生じさせ、配向規制力を発現させて得られることを特徴とする液晶配向膜。
【請求項２】
前記配向規制前駆体が、次の一般式（１）または（２）で表される化合物
【化１】
2013152439.tif 000021
【化２】
2013152439.tif 000022
（ただし、（１）および（２）式中、Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を、Ｒ４〜Ｒ６はそれぞれ独立に塩素原子、水酸基または炭素数１〜３のアルキル基であって、少なくとも１つは塩素原子または水酸基であり、Ｊ１は直鎖状または分枝鎖状の炭素数１〜１０のアルキレン基または−（ＣＨ２）ｏ−Ｘ−（ＣＨ２）ｐ−Ｙ−（ＣＨ２）ｑ−で表される基（式中、Ｘは−Ｏ−または−ＮＨ−を、Ｙは−Ｏ−、−ＮＨ−または単結合を表し、ｏおよびｑは１〜３の整数、ｐは０〜３の整数であって、ｏ＋ｐ＋ｑが２〜９である。）を表す。）である請求項１記載の液晶配向膜。
【請求項３】
前記配向規制前駆体が、次の一般式（３）または（４）で表される化合物
【化３】
2013152439.tif 000023
【化４】
2013152439.tif 000024
（ただし、（３）および（４）式中、Ｐ１は、無置換またはアルキル基およびアルコキシル基から選ばれる置換基を有するフェニル基またはビフェニル基を、Ｒ７〜Ｒ９はそれぞれ独立に塩素原子、水酸基または炭素数１〜３のアルキル基であって、少なくとも１つは塩素原子または水酸基であり、Ｊ２は直鎖状または分枝鎖状の炭素数１〜１０のアルキレン基または−（ＣＨ２）ｏ−Ｘ−（ＣＨ２）ｐ−Ｙ−（ＣＨ２）ｑ−で表される基（式中、Ｘは−Ｏ−または−ＮＨ−を、Ｙは−Ｏ−、−ＮＨ−または単結合を表し、ｏおよびｑは１〜３の整数、ｐは０〜３の整数であって、ｏ＋ｐ＋ｑが２〜９である。）を表す。）である請求項１記載の液晶配向膜。
【請求項４】
前記配向規制前駆体が、次の一般式（５）で表される化合物
【化５】
2013152439.tif 000025
（ただし、（５）式中、Ｒ１０〜Ｒ１２はそれぞれ独立に塩素原子、水酸基または炭素数１〜３のアルキル基であって、少なくとも１つは塩素原子または水酸基であり、Ｊ３は炭素数１〜４のアルキル基またはその炭素数１〜４のアルキル基の炭素原子の一部が窒素原子に置換された基を、Ｊ４は炭素数１〜５のアルキレン基またはその炭素数１〜５のアルキレン基の炭素原子の一部が窒素原子で置換された基を表す。）である請求項１記載の液晶配向膜。
【請求項５】
前記基板上を複数の領域に分け、領域ごとに所定の配向規制力を付与した請求項１乃至４のいずれか１項記載の液晶配向膜。
【請求項６】
偏光紫外光の照射により異方的な分解を生じる配向規制前駆体を含有する溶液を、基板と接触させて、基板上に前記配向規制前駆体を化学吸着により結合させる結合工程と、
前記基板を溶剤で洗浄して、基板に結合していない前記配向規制前駆体を除去する洗浄工程と、
前記基板上に結合した配向規制前駆体に、偏光紫外光を照射することで異方的な分解を生じさせて配向規制力を生じさせる光配向工程と、
を有することを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
【請求項７】
前記配向規制前駆体が、請求項２乃至４記載の一般式（１）乃至（５）で表される化合物から選ばれたものである請求項６記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項８】
前記光配向工程において、基板上を複数の領域に分け、領域ごとに所定の方向から偏光紫外光を照射して、異なる配向規制力を付与する請求項６または７記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項９】
前記光配向工程において、基板に所定の方向から偏光紫外線を照射した後、偏光紫外線が照射された領域の一部に前記方向とは異なる方向から偏光紫外線を照射し、異なる配向規制力を付与する請求項６または７記載の液晶配向膜の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか１項記載の液晶配向膜上に、重合性液晶組成物が、液晶相を示す状態で、かつ、液晶が配向した状態で重合したことを特徴とする光学素子。
【請求項１１】
前記液晶配向膜が、波長に依存して偏光透過率を制御するように基板上を複数の領域に分け、領域ごとに所定の配向規制力を付与したものである請求項１０記載の光学素子。
【請求項１２】
前記液晶配向膜が、偏光を解消するように基板上を複数の領域に分け、領域ごとに所定の配向規制力を付与したものである請求項１０記載の光学素子。
【請求項１３】
光記録媒体に情報の記録および／または光記録媒体に記録された情報の再生を行う光記録媒体処理装置であって、請求項１０乃至１２のいずれか１項記載の光学素子を有することを特徴とする光記録媒体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶配向膜およびその製造方法ならびにその液晶配向膜を用いた光学素子およびその光学素子を用いた光記録媒体処理装置に係り、詳しくは、光ピックアップ、イメージング、通信用途に用いる光学素子を液晶の光学異方性を応用して作成する際の液晶配向膜およびその製造方法ならびに光学素子およびその光学素子を用いた光記録媒体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに記録された情報を読み出したり、光ディスクに情報を書き込んだりする際には、レーザ光を変調（偏光、回折、位相調整等）させる光学素子が必要である。たとえば、情報の読み出しの際、レーザ光源から出射された直線偏光は、偏向素子、次いで位相板を経由し光ディスクの面に到達する。往きの直線偏光の偏光方向は、該偏向素子によって変わらない方向に揃えられているので、往きの直線偏光は偏向素子を直線透過し、位相板で円偏光に変換される。この円偏光は光ディスクの情報記録面で反射されて逆回りの円偏光となり、再び位相板により入射前と偏光方向が直交する直線偏光に変換される。この戻り光束は再び偏向素子を通過する際に進行方向が曲げられ、受光素子に到達する。
【０００３】
また、情報の読み出しや書き込みの際には、光ディスクの面ぶれ等が発生すると、ビームスポットのフォーカス位置が情報記録面からずれるため、これを検出・補正してビームスポットを情報記録面上の凹凸ピットに追従させるサーボ機構が必要となる。このような光ディスクのサーボ系はレーザ光源から照射したビームスポットの焦点を情報記録面上に合わせてからトラックの位置を検出し、目的のトラックを追従するように構成されている。また、情報記録面上でピットに当らずに反射されたレーザ光がそのまま光源まで戻らないようにする必要もある。
【０００４】
このため光ヘッド装置においては、レーザ光を変調させる光学素子が必要となる。例えば、位相板（波長板）は、位相板の光軸と入射光の位相面とのなす角度により、入射光に異なる屈折率を与え、さらに複屈折により生じる２成分の光の位相をずらす効果を有している。位相のずれた２つの光は位相板から出射したときに合成される。この位相のずれは位相板の厚みにより決定されるため、厚みを調節することにより、位相をπ／２だけずらす１／４波長板、πずらす１／２波長板等を作製できる。例えば、１／４波長板を通過した直線偏光は円偏光となり、１／２波長板を通過した直線偏光はその偏光面が９０度傾いた直線偏光となる。これらの性質を利用して、光学素子を組み合わせることによりサーボ機構等に応用されている。このような光学素子は、光ディスクの記録を読み取るために利用される光ピックアップ素子のみならず、プロジェクタ用途等におけるイメージング素子、波長可変フィルタ用途等における通信用デバイスにも利用されている。
【０００５】
また、これらの光学素子は液晶材料からも作製できる。重合性官能基を有する液晶分子は、重合性モノマーとしての性質と液晶としての性質とを併有するため、重合性官能基を有する液晶分子を配向させた後に重合を行うと、液晶分子の配向が固定された光学異方性材料が得られる。光学異方性材料は、メソゲン骨格に由来する屈折率異方性等の光学異方性を有し、該性質を利用して回折素子、位相板等に応用されている。
【０００６】
また、光学素子の多機能化として分割配向が望まれる。分割配向パターンを作成できると、領域毎に出射の偏光パターンを変えることができる。例えば、出射の偏光パターンを制御することで、偏光解消素子や偏光透過率制御素子、回折素子を作成できる。分割配向とは１つの基板内に異なる配向領域をもつ配向パターンのことを指す。分割配向は、光配向法、マスクラビング法、溝配向法といったプロセスで作成できる。ただ、生産性、コスト、液晶への配向性、パターンの微細化を考慮すると光配向法が好ましい。光配向を用いた分割配向パターンは市場では、３Ｄ位相差フィルムや液晶パネルの新技術として用いられている。
【０００７】
光配向プロセスでは、基板上に設けた光配向膜に偏光紫外光を照射し、光により液晶の配向方向を制御する。この光配向プロセスでは、光を照射した領域のみ配向規制力を発現でき、Ｃｒマスク等の一部光を遮光するマスクを使用すれば、同一基板面内に異なる配向方向をもつ領域を容易に作りだせる。
光配向を用いた配向技術では、従来のラビング処理を必要とせずに、偏光紫外光の照射により液晶を配向させることができ、この方法によると、膜表面の傷や静電気等の発生もない。これまで、報告されている光配向材料として、２色性のアゾ色素を用いたものがある（特許文献１〜３参照）。この方法によれば、膜表面に対して、偏光紫外光を照射することでアゾ色素の光異性化を利用して、一定方向に液晶分子を配向させている。
【０００８】
また、他方式としては、シンナメート骨格（特許文献４〜６参照）やカルコン骨格（特許文献７〜１０参照）を含む有機膜に偏光紫外光を照射することで架橋構造を形成させ、配向規制力を発現させる方式も検討されている。
【０００９】
さらには、ポリイミド膜に偏光紫外光を照射することで、異方的な光分解反応を生じさせ、ポリイミド膜に異方性を付与することで、配向規制力を発現させる方式も報告されている（特許文献１１参照）。
【００１０】
上記したような従来技術の光配向膜の共通する課題は、青色レーザへの耐光性が不十分である点が挙げられる。これは、従来の光配向材料が偏光紫外光への感度を上げるため、紫外光での吸収が大きい構造を有しているためである。Ｂｌｕ−ｒａｙ用途の青色レーザ光（４０５ｎｍ）を従来の光配向膜に曝露すると、配向膜自体が吸収起因の劣化を生じ、このような従来系の材料では、年々高まるＢｌｕ−ｒａｙ用途の耐光性レベルを満たすことができない。Ｂｌｕ−ｒａｙ用途に限らず、イメージング用途の光学素子においても、５３２ｎｍのグリーンレーザーで厳しい耐光性要求が課されるものもあり、配向膜自体の耐光性は、光学素子全体の耐光性に直接影響を及ぼしてくるため、極めて重要になってくる。
【００１１】
膜の耐光性は、一般的に薄膜になるほど、向上する傾向にある。単層のシランカップリング剤を用いて、有機溶剤で液きり方向に仮配向させることで、偏光紫外光照射時の光架橋の感度をあげ、液晶光配向膜として使用する方法が提案されている（特許文献１０、１２〜１３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２８５１９７号公報
【特許文献２】特開平５−２３２４７３号公報
【特許文献３】特開２００２−２５０９２４号公報
【特許文献４】特開平１１−１８９６６５号公報
【特許文献５】特開平６−２８９３７４号公報
【特許文献６】特開平８−１５６８１号公報
【特許文献７】特開平１１−１５２４７５号公報
【特許文献８】特開平１０−２５１６４６号公報
【特許文献９】特開２００２−２５８３０３号公報
【特許文献１０】特開２００１−１００２１４号公報
【特許文献１１】特開平９−５７４７号公報
【特許文献１２】特開平１１−２５８６１１号公報
【特許文献１３】特開平１１−１２５８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１０、１２〜１３に記載のような単層のシランカップリング剤を用いた場合、仮配向の方向で配向規制力が変わってしまい、また、化学吸着させた膜を配向させるために、シンナメート、カルコンといった骨格を有する化合物を用いるため、やはり耐光性が不十分となる。
【００１４】
さらに、上記した耐光性の問題の他にも、従来の光配向膜では、特に、多官能重合基を有する液晶を配向させて重合する場合、液晶界面と配向膜との密着性が乏しくなり、密着力不足による剥離や信頼性に問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、新規な光配向手法により、液晶性化合物に十分な配向規制力を付与すると共に、従来の光配向膜では不十分であった波長４０５ｎｍにおけるレーザ耐光性の向上を目的とする。
【００１６】
また、同時に、本発明の液晶配向膜により液晶化合物を配向させた状態で光重合させることで、本液晶配向膜と光学的異方性を有する液晶化合物を十分に密着させ、高信頼性をもつ光学素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の液晶配向膜は、基板の表面に、偏光紫外光の照射により異方的な分解を生じる配向規制前駆体を化学吸着により結合させ、基板に結合した前記配向規制前駆体に偏光紫外光を照射して異方的な分解を生じさせ、配向規制力を発現させて得られることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の液晶配向膜の製造方法は、偏光紫外光の照射により異方的な分解を生じる配向規制前駆体を含有する溶液を、基板と接触させて、基板上に前記配向規制前駆体を化学吸着により結合させる結合工程と、前記基板を溶剤で洗浄して、基板に結合していない前記配向規制前駆体を除去する洗浄工程と、前記基板上に結合した配向規制前駆体に、偏光紫外光を照射することで異方的な分解を生じさせて配向規制力を生じさせる光配向工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の光学素子は、上記本発明の液晶配向膜上に、重合性液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ、液晶が配向した状態で重合したことを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明の光記録媒体処理装置は、光記録媒体への情報の記録および／または光記録媒体に記録された情報の再生を行う光記録媒体処理装置であって、上記本発明の光学素子を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の液晶配向膜を用いることにより、液晶化合物に十分な配向規制力を付与すると共に、紫外光の吸収が少なく透明性が高いため耐候性に優れ、かつ、液晶配向膜と液晶化合物とを十分に密着させ、高信頼性を付与した光学素子が得られる。
【００２２】
上記液晶配向膜を用いて作成した光学素子は、耐光性と信頼性を両立したものであり、ピックアップ素子、イメージング素子、通信用デバイス等に有効に利用でき、特にＢｌｕ−ｒａｙ用途に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】例７−１で作成した液晶配向膜の分割パターンを示した図
【図２】例７−２で作成した液晶配向膜の分割パターンを形成するためのＣｒマスクを示した図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本明細書における液晶配向膜は、基板上に特定の配向規制前駆体を結合させ、この配向規制前駆体に偏光紫外光を照射することにより配向規制力を付与したものである。
【００２５】
ここで用いられる配向規制前駆体は、例えば、次の一般式（１）または（２）で表される化合物
【化１】
2013152439.tif 000002
【化２】
2013152439.tif 000003
（ただし、（１）および（２）式中、Ｒ１〜Ｒ３はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を、Ｒ４〜Ｒ６はそれぞれ独立に塩素原子、水酸基または炭素数１〜３のアルキル基であって、少なくとも１つは塩素原子または水酸基であり、Ｊ１は直鎖状または分枝鎖状の炭素数１〜１０のアルキレン基または−（ＣＨ２）ｏ−Ｘ−（ＣＨ２）ｐ−Ｙ−（ＣＨ２）ｑ−で表される基（式中、Ｘは−Ｏ−または−ＮＨ−を、Ｙは−Ｏ−、−ＮＨ−または単結合を表し、ｏおよびｑは１〜３の整数、ｐは０〜３の整数であって、ｏ＋ｐ＋ｑが２〜９である。）を表す。）が挙げられる。これら化合物は、エステル結合の隣にオレフィン基を有する点に特徴を有するシランカップリング剤である。なお、Ｊ１において、Ｙが−Ｏ−または−ＮＨ−であった場合にはｐは０とはならず１〜３となる。
【００２６】
Ｊ１は、その鎖の長さが長いほど液晶分子は垂直配向しやすい傾向にあるので、良好な水平配向性を保つためには好ましい鎖の長さは１〜５、さらに好ましくは１〜３である。また、配向性を阻害せず、かつ、水平配向性を保つ程度に、分岐鎖を有していてもよい。
【００２７】
Ｒ４〜Ｒ６は、そのうちの少なくとも１つの基で酸素を介して基板と結合する。基板と結合するための基としては塩素原子または水酸基が挙げられ、これらの基を基板上の水酸基と反応させてＳｉＯ結合を生じさせ基板上に固定する。基板と結合しない残りの基は、基板との化学吸着を妨げない点で炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
【００２８】
一般式（１）の化合物として、より具体的には、次の一般式（Ａ）で表される化合物
【化３】
2013152439.tif 000004
（ただし、（Ａ）式中、Ｒ１〜Ｒ６、ｎの組合せは表１に示した。）が好ましい。
【００２９】
【表１】
2013152439.tif 000005
【００３０】
ここで、（表１）では加水分解後の化学構造を示した。以下、特に断りがない限り、加水分解前の構造も同一の化合物Ｎｏで記載する。なお、加水分解前の基としては、−ＯＣＨ３や−ＯＣ２Ｈ５等の加水分解により水酸基を生じるアルコキシル基が挙げられる。ここでは、基板に化学吸着させるための基の例として水酸基を示したが、塩素原子等でも基板に化学吸着でき、特に水酸基に限定されない。これは以下に記載する他の配向規制前駆体でも同様のことが言える。
【００３１】
次に、本発明に用いられる他の配向規制前駆体としては、例えば、次の一般式（３）または（４）で表される化合物
【化４】
2013152439.tif 000006
【化５】
2013152439.tif 000007
（ただし、（３）および（４）式中、Ｐ１は、無置換またはアルキル基およびアルコキシル基から選ばれる置換基を有するフェニル基またはビフェニル基を、Ｒ７〜Ｒ９はそれぞれ独立に塩素原子、水酸基または炭素数１〜３のアルキル基であって、少なくとも１つは塩素原子または水酸基であり、Ｊ２は直鎖状または分枝鎖状の炭素数１〜１０のアルキレン基または−（ＣＨ２）ｏ−Ｘ−（ＣＨ２）ｐ−Ｙ−（ＣＨ２）ｑ−で表される基（式中、Ｘは−Ｏ−または−ＮＨ−を、Ｙは−Ｏ−、−ＮＨ−または単結合を表し、ｏおよびｑは１〜３の整数、ｐは０〜３の整数であって、ｏ＋ｐ＋ｑが２〜９である。）を表す。）が挙げられる。これらの化合物は、共にエステル結合の隣に、フェニル基またはビフェニル基を有する点に特徴を有するシランカップリング剤である。なお、Ｊ２において、Ｙが−Ｏ−または−ＮＨ−であった場合にはｐは０とはならず１〜３となる。
【００３２】
Ｊ２は、その鎖の長さが長いほど液晶分子は垂直配向しやすい傾向にあるので、良好な水平配向性を保つためには鎖の長さは１〜１０であり、好ましくは１〜５、さらに好ましくは１〜３である。また、配向性を阻害せず、かつ、水平配向性を保つ程度に、分岐鎖を有していてもよい。
【００３３】
ここで、Ｐ１はフェニル基またはビフェニル基を表し、このフェニル基またはビフェニル基の水素原子の一部は、液晶の配向性を阻害せず、水平性を保つ程度の置換基を有していてもよい。この置換基としては、炭素数１〜５、好ましくは１〜３のアルキル基または炭素数１〜５、好ましくは炭素数１〜３のアルコキシル基が挙げられる。この芳香環の水素原子がアルキル基またはアルコキシ基に置換されている場合には、炭素数が長くなると垂直配向性を誘起するので、炭素数が１〜５、好ましくは１〜３と鎖が短いことが好ましい。また、このＰ１は耐光性の観点から、吸収が少ないフェニル基が好ましい。
【００３４】
Ｒ７〜Ｒ９は、そのうち少なくとも１つの基で酸素を介して基板と結合する。基板と結合するための基としては塩素原子または水酸基が挙げられ、これらの基を基板上の水酸基と反応させてＳｉＯ結合を生じさせ基板上に固定する。基板と結合しない残りの基は、基板との化学吸着を妨げない点で炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
【００３５】
一般式（３）の化合物として、より具体的には、次の一般式（Ｂ）で表される化合物
【化６】
2013152439.tif 000008
（ただし、（Ｂ）式中、Ｐ１、Ｒ７〜Ｒ９、ｍの組合せは表２に示した。）が好ましい。なお、表２中、フェニル基はＰｈ、ビフェニル基はＢｉＰｈと記載した。
【００３６】
【表２】
2013152439.tif 000009
【００３７】
次に、本発明に用いられる他の配向規制前駆体としては、例えば、次の一般式（５）で表される化合物
【化７】
2013152439.tif 000010
（ただし、（５）式中、Ｒ１０〜Ｒ１２はそれぞれ独立に塩素原子、水酸基または炭素数１〜３のアルキル基であって、そのうち少なくとも１つは塩素原子または水酸基であり、Ｊ３は炭素数１〜４のアルキル基またはその炭素数１〜４のアルキル基の炭素原子の一部が窒素原子で置換された基を、Ｊ４は炭素数１〜５のアルキレン基またはその炭素数１〜５のアルキレン基の炭素原子の一部が窒素原子で置換された基を表す。）が挙げられる。この化合物は、Ｓｉに直鎖状に結合する基の中に少なくとも１つは窒素原子が含まれるシランカップリング剤である。なお、Ｊ３−ＮＨ−Ｊ４−で表される基の主鎖の長さは、水平配向性を保つために１０以下が好ましい。
【００３８】
ここで、Ｊ３の炭素数１〜４のアルキル基の炭素原子の一部が窒素原子に置換された基としては、末端のメチル基がアミノ基に置換された−（ＣＨ２）ｒ−ＮＨ２（ただし、式中、ｒは１〜３である）または−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＮＨ２で表される基、末端はメチル基で、鎖中のメチレン基がイミノ基（−ＮＨ−）で置換された−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ３で表される基が挙げられる。
【００３９】
さらに、Ｊ４の炭素数１〜５のアルキレン基の炭素原子の一部が窒素原子で置換された基としては、メチレン基の一部がイミノ基で置換された、−（ＣＨ２）ｓ−ＮＨ−（ＣＨ２）ｔ−（ただし、式中、ｓおよびｔは１〜３の整数で、ｓ＋ｔ＝２〜４である）で表される基、−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−で表される基が挙げられる。
【００４０】
Ｊ３およびＪ４において、アルキル基の長さが長いほど、液晶分子は垂直配向しやすい傾向にあるので、良好な水平配向性を保つためには、Ｊ３およびＪ４は、それぞれ炭素数１〜３のアルキル基またはアルキレン基が好ましい。また密着性の観点からＪ３に一つは窒素原子が含まれていた方が好ましい。
【００４１】
Ｒ１０〜Ｒ１２は、そのうち少なくとも１つの基で酸素を介して基板と結合する。基板と結合するための基としては塩素原子または水酸基が挙げられ、これらの基を基板上の水酸基と反応させてＳｉＯ結合を生じさせ基板上に固定する。基板と結合しない残りの基は、基板との化学吸着を妨げない点で炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
【００４２】
一般式（５）の化合物として、より具体的には、次の一般式（Ｃ）で表される化合物
【化８】
2013152439.tif 000011
（ただし、（Ｃ）式中、Ｒ１０〜Ｒ１２、ｋ、ｌの組合せは表３に示した。）が好ましい。
【００４３】
【表３】
2013152439.tif 000012
【００４４】
本発明の液晶配向膜は、一般式（１）〜（５）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物を含み、ここで用いられる上記化合物は、偏光紫外光を照射した際に基板上の膜に光分解を生じさせ、十分な配向規制力を生じさせる観点から、液晶配向膜を構成する化合物中に、好ましくは５０ｍｏｌ％以上、より好ましくは７０ｍｏｌ％以上含まれる。
【００４５】
一般式（１）〜（５）のいずれかと混合して使用する他の配向規制前駆体としては、例えば、次の一般式（Ｄ）で表される化合物
【化９】
2013152439.tif 000013
（ただし、式中、ｊは１以上の整数である。）が挙げられる。この化合物は、その骨格自体は光分解に乏しいが、一般式（１）〜（５）に添加することにより、面内の光軸分布を向上することができ好ましい。この化合物の添加量は、液晶配向膜を構成する化合物中に好ましくは５０ｍｏｌ％以下、より好ましくは３０ｍｏｌ％以下である。この構造は両末端で基板と吸着できるため、水平配向性を上げる点からも好ましい。ｊは配向膜の水平性を保持する観点から１〜１０が好ましい。
【００４６】
次に、上記化合物を使用した、液晶配向膜の製造方法について説明する。
【００４７】
まず、偏光紫外光の照射により異方的な分解を生じる配向規制前駆体を含有する溶液を、基板と接触させて、基板上に配向規制前駆体を化学吸着により結合させる結合工程を行う。
【００４８】
この化学吸着による結合工程は、上記一般式（１）〜（５）で表される化合物（シランカップリング剤）を溶剤に溶解混合して溶液とし、シランカップリング剤を十分に加水分解した後、これを基板に接触させて基板に化学吸着により結合させる。溶液と基板との接触は、ディップコート、スピンコート等の方法により、４０〜２００℃の温度で加熱して塗膜を形成させる。塗膜の膜厚は、通常、１〜１００ｎｍ、好ましくは１〜２０ｎｍである。
【００４９】
ここで用いる溶剤としては、一般式（１）〜（５）の配向規制前駆体を溶解できればよく、水系、非水系のいずれの溶剤でもよい。なお、配向規制前駆体の反応基がＳｉ−Ｃｌの場合、この化合物は加水分解せずに基板と接触するだけで反応が進行するため非水系の溶剤が好ましい。ただし、水系の溶剤であっても、反応基Ｓｉ−ＣｌがＳｉ−ＯＨとなるため、加熱処理による脱水縮合反応で基板との結合は可能であり何ら問題はない。ここで、溶剤としては、例えば、非水系溶剤としてはトルエン、キシレン、Ｎ−メチルピロリドン等が、水系溶剤としては酢酸水溶液−アルコール混合系等が挙げられる。
【００５０】
また、基板は、液晶表示素子や光学異方体に通常用いられる基板であって、配向規制前駆体の塗布後の乾燥時または液晶素子製造時における加熱に耐えられる耐熱性を有する材料であれば、特に制限はない。この基板としては透明基板が好ましく、例えば、紫外光から可視光に対する透過率が高い材料からなる基板を用いることができ、具体的には、アルカリガラス、無アルカリガラスおよび石英ガラスなどの無機ガラスが挙げられる。なお、シランカップリング剤と化学吸着により結合できれば、上記ガラスに限定されず、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等のプラスチック等からなる透明基板でもよい。
【００５１】
なお、化学吸着による結合工程において、シランカップリング剤と基板とを十分に結合させるために、工程中または工程後に７０〜２００℃程度に加熱することが好ましい。また、配向規制前駆体は、基板に結合できればよく、直接結合しても、他の分子等を介して結合してもよい。
【００５２】
次に、基板を溶剤で洗浄して、基板に結合していない配向規制前駆体を除去する洗浄工程を行う。この洗浄工程で用いる溶剤は、トルエン、キシレン、Ｎ−メチルピロリドン等の有機溶剤が膜の均一性を高める点で好ましく、さらに、洗浄効果が高いことからＮ−メチルピロリドンがより好ましい。溶剤は、基板表面に供給しながら、表面を流動させることで、結合されていない遊離の配向規制前駆体が基板表面から除去され、洗浄できる。
【００５３】
このとき、得られる膜はできるだけ薄いほうが耐光性の観点から好ましい。本発明においては、膜厚は１００ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましい。また、単分子状の膜であってもよく、この膜は最下面で化学吸着により基板と結合している。
【００５４】
洗浄後、基板上に結合した配向規制前駆体に、偏光紫外光を照射することで異方的な分解を生じさせて配向規制力を生じさせる光配向工程を行う。このとき、偏光紫外光としては、波長２５４ｎｍから３６５ｎｍの紫外線を含むことが、より光分解を生じさせ、配向規制力を向上させる観点から好ましい。ここで用いる偏光紫外光は、直線偏光、楕円偏光のいずれでもよいが、効率良く配向規制を行うためには、消光比の高い直線偏光が好ましい。
【００５５】
本発明の液晶配向膜は、上記のような偏光紫外光を照射すると、基板に結合された上記一般式（１）〜（５）で表される配向規制前駆体のうち、偏光方向に沿う方向に位置する分子については、分子鎖が切断や破壊される。一方、配向規制前駆体のうち、偏光方向に交叉する方向の分子については、影響を受けることが少ない。その結果、基板上に結合している化合物に異方性が生じ、配向規制力が発現する。
【００５６】
また、本発明は、上記の通り偏光紫外光による光分解で配向規制力を発現するが、その紫外光を吸収する基を少なくした上記一般式（１）〜（５）で表される化合物を用いており、紫外光の吸収を最低限度近くにまで抑制可能とした。さらに、生成する膜を上記の通り薄くすると、耐候性と配向性がきわめて良好で、さらに密着性にも優れた液晶配向膜とできる。
【００５７】
また、ここで照射する偏光紫外光の光量としては、１６８０ｍＪ/ｃｍ２〜１６８００ｍＪ/ｃｍ２が好ましく、５０４０ｍＪ/ｃｍ２〜１３４４０ｍＪ/ｃｍ２がより好ましく、８４００ｍＪ/ｃｍ２〜１３４４０ｍＪ/ｃｍ２がとりわけ好ましい。この偏光紫外光の照射は、１６８０ｍＪ／ｃｍ２以上の場合、十分に配向規制力が発現でき、１６８００ｍＪ／ｃｍ２以下の場合、液晶への水平配向性や密着性が良好である。
【００５８】
次に本発明を用いた分割パターンの作成法について説明する。本発明においては、配向規制前駆体で形成された膜のうち、偏光紫外光が照射された領域のみに配向規制力が発現することから、異なる開口部を持つ遮光マスクを用いることで複数の光軸方向をもつ配向パターンが作成できる。遮光マスクとしては、短波長の紫外光も透過する観点から石英基板にＣｒ等の金属を蒸着したものが好ましい。
【００５９】
また、光軸方向を規定するのは、偏光紫外光の照射方向を所望の角度で照射することで配向方向が決定されるため、基板上を複数の領域に分け、領域ごとに上記遮光マスクを用いて所定の方向から偏光紫外光を照射して、領域ごとに所定の異なる配向規制力を付与して分割パターンを作成できる。本発明においては、膜の光分解により配向規制力を発現させており、液晶の長軸方向は偏光紫外光を照射した方向と９０°直交した方向に配向するため、照射角度を調節することで所望の配向方向に制御できる。
【００６０】
なお、２枚の基板を用いてセル化する場合には、セル化による重ね合わせのズレが生じやすいため、液晶セルを作成した後、セル越しに遮光マスクを重ね合わせて任意の方向に偏光紫外光を照射させてもよい。ただし、セル越しに偏光紫外光を照射する際は、上側基板の厚みにより、パターンによる解像度が低下する場合があるので、１００μｍ以下の微細パターンを作成する際は、セル越しではなく１枚基板の上に遮光マスクを近づけて偏光紫外光を照射する必要がある。
【００６１】
上記のように複数の領域に異なる配向パターンを作成する際は、その数だけ異なる開口部をもつ遮光マスクを用いる。オフセットはかかるが、１度偏光紫外光を照射させた部位に再度、照射角度を変えて書き換えを行ってもよい。書き換えによる液晶配向膜の製造方法は、光配向工程において、基板に所定の方向から偏光紫外線を照射した後、偏光紫外線が照射された領域の一部に上記の偏光紫外性とは異なる方向から偏光紫外線を照射し、異なる配向規制力を付与する方法が好ましい。
【００６２】
書き換えを行う際は、遮光マスクを重ね合わせる工程が省け、生産性の面でメリットがある。すなわち、遮光マスクを用いて領域毎に配向パターンを変えるためには、配向パターンの領域数に応じて、遮光マスクを重ね合わせる作業が必要になる。重ね合わせる作業は製造のプロセスをふやすだけでなく、微細なパターンを作成する際には、位置合わせに高い精度が求められる。一方、配向規制前駆体が塗布された基板の全面に偏光紫外光の照射を行い、基板の全面に異方的な分解を生じさせ、次に遮光マスクを置いて任意の配向領域を変化させて書き換え行う場合は、遮光マスクの位置合わせの精度が高くなくても、容易に微細な配向パターンを作成できる。
【００６３】
また、基板を本配向膜がある面を対向するようにセルを作成する場合、片側を１方向にラビングした基板を用いて、残りの基板に光配向処理を行い、分割パターンを作成すると液晶をツイストさせた分割パターンを実現できる。
【００６４】
次に、本発明の光学素子について説明する。本発明の光学素子は、上記した本発明の液晶配向膜の形成された基板１枚または液晶配向膜を対向させた状態で基板２枚を用い、液晶配向膜に、重合性液晶組成物が、液晶相を示す状態で、かつ、液晶が配向した状態で重合して形成される。
【００６５】
基板を２枚使用した光学素子を製造する場合を説明すると、まず、光配向処理した基板（液晶配向膜）にスペーサーを散布して、配向処理した面が向かい合うようにシール材で張り合わせて液晶セルを作成し、基板間に重合性液晶組成物の注入を行う。
【００６６】
ここで用いる重合性液晶組成物は、具体的には、アクリル基またはメタクリル基を含む光硬化性の高分子液晶などが例示できる。使用する重合性液晶組成物の構成成分として、単独ではネマティック相を示さない場合があるが、組成物として重合性液晶組成物とできればよい。
【００６７】
このとき、必要に応じて重合性液晶組成物に、重合性非液晶化合物、添加剤等を加えてもよい。添加剤としては、重合開始剤、重合禁止剤、カイラル剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、二色性色素などが挙げられる。
【００６８】
この重合性液晶組成物が液晶相を示す状態に保つためには、雰囲気温度をネマティック相−等方相相転移温度（Ｔｃ）以下にすればよい。ただし、Ｔｃに近い温度では重合性液晶組成物のΔｎが極めて小さくなるので、雰囲気温度の上限は（Ｔｃ−１０）℃以下が好ましい。ここでΔｎは液晶の長軸方向と短軸方向の屈折率差を表す。
【００６９】
重合性液晶組成物の重合には、光重合または熱重合などが挙げられ、液晶性を保持したまま硬化させやすい点から、光重合が好ましい。光重合に用いる光は、紫外線または可視光線が好ましい。なお、光重合を行う場合は、光重合開始剤を用いることが好ましく、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、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オキサントン類などから適宜選択される光重合開始剤が好ましく用いられる。光重合開始剤は、１種または２種以上を組み合わせて使用できる。光重合開始剤の量は、重合性液晶組成物の全体量に対して０．０１質量％〜５質量％が好ましく、０．０１質量％〜２質量％が特に好ましい。
【００７０】
このとき、重合性液晶組成物の注入温度として、好ましくは、液晶相を示さない等方相温度以上で注入することが配向を乱さないという観点から望ましい。
【００７１】
また、液晶セルを作成するのではなく、光配向処理した１枚の基板に溶剤で希釈した重合性液晶組成物をダイコートやスピンコートを用いて製膜してもよい。
【００７２】
本発明においては膜の光分解により配向規制力を発現させているため、液晶の長軸方向は偏光紫外光を照射した方向と９０°直交した方向に配向する。
【００７３】
使用する重合性液晶組成物としては、例えば、特開２００９−１２０５４７号公報に記載されている脂環型の重合性液晶組成物が好ましい。脂環型液晶を用いると透明性と耐光性に優れた光学素子を作成できる。
【００７４】
また、使用する液晶の等方相への相転移温度は１２０℃以下、好ましくは１００℃以下が好ましい。これは、液晶を本液晶配向膜で製膜する際、等方相注入が配向欠陥の抑制に寄与してくる。等方相への相転移温度が適度であると、製膜時に重合性液晶組成物が光硬化する前に熱硬化せず好ましい。
【００７５】
本液晶配向膜を用いて作成した光学素子は、耐光性、信頼性を兼ね備えている観点からピックアップ素子、イメージング素子、通信用デバイス等に有効に利用でき、特に照射密度の高いＢｌｕ−ｒａｙ用途のピックアップ素子に適している。
【００７６】
ただし、本発明はこれに限定するものでなく、本液晶配向膜を用いた透明電極付き基板をサンドイッチ構造にし、必要に応じて液晶分子の長軸が基板間で０〜３６０°連続的に捻れるようにしてなるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型およびＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、基板の片側のみに電極を形成して基板と平行方向に電界を印加するＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、負の誘電異方性を有するネマティック型液晶を用いるＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型等の種々の液晶セルにも使用できる。
【００７７】
ここで、半導体レーザ光源から出射される光がＹ軸方向の直線偏光の光である場合、１／２波長板を通過することにより、Ｘ軸方向の直線偏光の光にＹ軸方向の直線偏光の光が含まれた光となる。１／２波長板は、半導体レーザ光源から発射する光の波長に対して半波長分の位相差を発生させる機能を有し、上記のようにＹ軸方向の直線偏光の光が入射する場合、１／２波長板の光軸方向を調整することによって１／２波長板を透過する光の偏光状態を変えることができる。例えば、１／２波長板の光軸をＸＹ平面においてＹ軸（入射する直線偏光の方向）に対して４５°方向と平行に配置すると、１／２波長板を透過する光はほぼＸ軸方向の直線偏光の光となるが、この角度を変えることによって、Ｘ軸方向の直線偏光の成分とＹ軸方向の直線偏光の成分とを含む偏光状態とすることができる。
【００７８】
このとき、任意の領域毎に１／２波長板の光軸を変え、出射偏光のＸ軸、Ｙ軸の強度を等しく調整することで、入射光の偏光を解消することができる。すなわち、位相差はλ／２に統一し、領域毎に液晶の光軸をランダムにすると出射偏光はバラバラとなる。よって偏光で入射しても出てくるときは偏光が解消される偏光解消素子となる。
【００７９】
透過率制御も同様に出射偏光のＸ軸方向、Ｙ軸方向の光強度は通過する位相差板の任意の波長に対するリタデーションと光軸の方向により決まる。位相板に使用する高分子液晶の波長分散とリタデーションから、素子内に光軸方向が異なる領域を設けることにより、領域毎に異なる出射偏光透過率を制御し、かつ波長分散を加味することで、任意の波長領域においても出射偏光透過率を制御できる。
【００８０】
すなわち、液晶の光軸と位相差が変わると出射偏光の透過率は変わる。なので、位相差は統一して軸を変えて領域毎に透過率を変える。ただ、液晶の位相差は波長によって変わってくる。ゆえに波長毎にも透過率は変わっていく。そこで、任意にどこの波長の透過率を高くしたいかによって、適切に軸の方向と位相差を変え、領域毎の透過率を設計できる。
【００８１】
また、本発明の光記録媒体処理装置は、光記録媒体に情報の記録および／または光記録媒体に記録された情報の再生のために用いる光学素子として上記した本発明の光学素子を用いたものである。
【実施例】
【００８２】
以下、実施例に基づいてさらに本発明について詳細に説明する。例１〜４、７〜１０は実施例、例５〜６は比較例である。
【００８３】
［重合性液晶組成物の調整］
本実施例で使用した重合性液晶組成物を以下に示す。
【化１０】
2013152439.tif 000014
【００８４】
スペーサーの厚みはどれも５．３μｍのものを使用しており、光重合させる際の露光温度は全て７０℃に統一した。
【００８５】
ここで用いた重合性液晶組成物は、液晶の組成比として、上記５種類の重合性液晶化合物（Ｐ１）〜（Ｐ５）を、（Ｐ１）：（Ｐ２）：（Ｐ３）：（Ｐ４）：（Ｐ５）＝７．５：７．５：２２．５：２２．５：４０（モル比）で混合したものとした。なお、光重合開始剤としては、チバスペシャリティーケミカルズ社製の「ＤＡＲＯＣＵＲ  ＴＰＯ」（商品名）を用い、重合性液晶組成物に対して０．１質量％になるように添加した。この重合性液晶組成物を以後、重合性液晶組成物Ａと記載する。
【００８６】
なお、上記した液晶化合物は、（Ｐ１）および（Ｐ２）は特開２０１０−７０３１号公報に、（Ｐ３）および（Ｐ４）は国際公開２００９／１４８１４２号パンフレットに、（Ｐ５）は国際公開２０１０／００１８６８号パンフレットに記載の製造方法により得られた化合物である。
【００８７】
（例１）
プラスチック製容器にｐＨ４の酢酸水溶液を収容し、配向規制前駆体であるシランカップリング剤として化合物（Ａ１）を濃度１質量％となるように溶解し、１時間室温で撹拌して、十分に加水分解した。その後、加水分解した溶液をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で希釈し、シランカップリング剤の濃度を０．０５質量％にした（加水分解工程）。ここで化合物（Ａ１）としては、信越化学社製のＫＢＭ５０３（商品名）を用いた。
【００８８】
【化１１】
2013152439.tif 000015
【００８９】
希釈して得られた０．０５質量％の溶液を、６インチ石英基板にスピンコートした後、オーブン１４０℃で１時間焼成し、基板とシランカップリング剤を化学吸着により結合させた（結合工程）。
【００９０】
シランカップリング剤を結合させた基板表面に、Ｎ−メチルピロリドンを供給して洗い流し、未結合のシランカップリング剤を除去、洗浄した（洗浄工程）。
【００９１】
洗浄工程を終えた基板に、紫外線偏光露光装置（山下電装社製、商品名：ＨＣ−１００１）を用いて直線偏光を照射した。光量は、３６５ｎｍの照射量が積算光量として８４００ｍＪ（５分照射）とし、液晶配向膜を得た（光配向工程）。
【００９２】
膜厚を一定に保つため、シランカップリング剤を結合した基板表面にスペーサーを散布した後、シール印刷をして２枚の基板のセル化を行った（セル化工程）。
【００９３】
セル化後の基板間に、真空注入法により重合性液晶組成物Ａを注入し、基板内の重合性液晶組成物に３６５ｎｍの紫外光を９０００ｍＪ照射し、液晶組成物を光重合させた後、１３５℃で３０分間ベークして（ベーク工程）、光学素子を得た。
【００９４】
（例２）
プラスチック製容器にｐＨ４の酢酸水溶液を収容し、配向規制前駆体であるシランカップリング剤として、化合物（Ａ１）：化合物（Ｄ１、ｊ＝６）＝９：１（質量比）の混合物を濃度１質量％となるように溶解し、１時間室温で撹拌して、十分に加水分解した。その後、加水分解した溶液をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で希釈し、シランカップリング剤の濃度を０．０５質量％にした（加水分解工程）。ここで化合物（Ｄ１）としては、Ｇｅｌｅｓｔ社製ＳＩＢ１８３２．７（商品名）を用いた。
【００９５】
【化１２】
2013152439.tif 000016
【００９６】
希釈して得られた０．０５質量％の溶液を用いて、例１と同様にして「結合工程」を、次いで「洗浄工程」「光配向工程」「セル化工程」「ベーク工程」を実施して光学素子を得た。
【００９７】
（例３）
プラスチック製容器にｐＨ３の酢酸水溶液：ＩＰＡ＝１：１（体積比）の混合溶媒を収容し、配向規制前駆体であるシランカップリング剤として化合物（Ｂ１）を濃度１質量％となるように溶解し、１時間室温で撹拌して、十分に加水分解した。その後、加水分解した溶液をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で希釈し、シランカップリング剤濃度を０．０５質量％にした（加水分解工程）。ここで化合物（Ｂ１）としては、Ｇｅｌｅｓｔ社製ＳＩＢ０９５９．０（商品名）を用いた。
【００９８】
【化１３】
2013152439.tif 000017
【００９９】
希釈して得られた０．０５質量％の溶液を用いて、例１と同様にして「結合工程」を、次いで「洗浄工程」「光配向工程」「セル化工程」「ベーク工程」を実施して光学素子を得た。
【０１００】
（例４）
プラスチック製容器にｐＨ４の酢酸水溶液を収容し、配向規制前駆体であるシランカップリング剤として化合物（Ｃ１）を濃度１質量％となるように溶解し、１時間室温で撹拌して、十分に加水分解した。その後、加水分解した溶液をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で希釈し、シランカップリング剤濃度を０．０５質量％にした（加水分解工程）。ここで化合物（Ｃ１）としては、信越化学社製ＫＢＭ６０３（商品名）を用いた。
【０１０１】
【化１４】
2013152439.tif 000018
【０１０２】
希釈して得られた０．０５質量％の溶液を用いて、例１と同様にして「結合工程」を、次いで「洗浄工程」「光配向工程」「セル化工程」「ベーク工程」を実施して光学素子を得た。
【０１０３】
（例５）ポリイミドの光分解
市販のポリイミド膜として日立化成製ＬＸ−５８００をＮ−メチルピロリドンに４０質量％になるように希釈して、６インチ石英基板にスピンコートした後、３００℃で３０分間焼成した。
【０１０４】
ポリイミド膜つき基板に、例１と同様にして「光配向工程」「セル化工程」「ベーク工程」を実施して光学素子を得た。
【０１０５】
（例６）
プラスチック製容器にｐＨ４の酢酸水溶液を収容し、配向規制前駆体であるシランカップリング剤として化１２に記載した化合物（Ｄ１）を濃度１質量％となるように溶解し、１時間室温で撹拌して、十分に加水分解した。その後、加水分解した溶液をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で希釈し、シランカップリング剤濃度を０．０５質量％にした（加水分解工程）。
【０１０６】
希釈して得られた０．０５質量％の溶液を用いて、例１と同様にして「結合工程」を実施し、次いで「洗浄工程」「光配向工程」「セル化工程」「ベーク工程」を実施して光学素子を得た。
【０１０７】
（試験例）
例１〜６で得られた光学素子について、基板の配向性、密着性について特性を確認した。
【０１０８】
配向性の確認は、偏光顕微鏡を用いてシュリーレン状の配向欠陥の程度を確認し、次の基準により判断した。１０μｍ以上の配向欠陥が、ほぼ見られなかった場合を○、多数有った場合を×とした。
【０１０９】
密着性の確認は、基板をダイサーで切断したとき、高分子液晶と基板との剥がれの有無を目視により確認し、次の基準に基づいて判断した。剥れがなかった場合を○、剥れがあった場合を×とした。
【０１１０】
配向性および密着性の試験結果を表４にまとめて示す。
【表４】
2013152439.tif 000019
【０１１１】
紫外光の吸収が少なく透明性の高い本材料でも２５４ｎｍ〜３６５ｎｍに強いスペクトルを持つ偏光紫外光を照射することで、照射方向と９０°直交する方向に液晶の長軸方向が配向することが示された。
【０１１２】
なお、配向性について記載した○は、液晶の光軸方向が制御され、なおかつ偏光顕微鏡下で観察して配向欠陥がほぼないと判定したものに記した。ポリイミドの光分解でも、配向規制力は高いものを示すが、架橋性のアクリレートを多く含んだ組成では切断の際、剥離が確認され、十分な密着性を持っているとは言い難い。
【０１１３】
（例７−１；分割配向パターンの作成）
光配向工程において照射方向を変えて分割配向パターンとした以外は、例２と同一条件で液晶配向膜を製造した。分割配向パターンとしては、４０５ｎｍで偏光解消効果のある図１に示したパターンとした。
使用液晶としては重合性液晶組成物Ａを用いた。素子のサイズとしては縦５．１９ｍｍ、横９．０５ｍｍで素子の中に液晶の長軸方向が０°、１５°、３０°、４５°、６０°、７５°とＣｒマスクを用いて偏光紫外光の照射方向を各々変えて、配向させた（長軸方向の角度は、基板を平面方向から見たときに、任意の方向に配向された液晶を０°とし、これを基準にして他の液晶の長軸方向の配向角度の傾きにより決定した）。ここで、各配向領域の面積が等しいように配置した。４０５ｎｍのリタデーションをλ／２になるように厚みを調整すると偏光解消能を有する光学素子が作成できることを確認した。
【０１１４】
（例７−２；書き換えによる分割配向パターンの作成）
書き換え方式により液晶配向膜を製造した。分割配向パターンとしては、ライン／スペースパターンで２値の図２に示したＣｒマスクにより形成されるパターンとした。図２には、例として２０μｍのライン／スペースパターン用のマスクを示した。ライン／スペースパターンはその幅が２０μｍの他、１６μｍ、１４μｍ、１０μｍ、８μｍ、５μｍ、４μｍ、３μｍの計８パターンを用いた。
洗浄工程までは例１と同様に行った基板に、紫外線偏光露光装置を用いて偏光紫外光を基板の全面に照射した。光量は、３６５ｎｍの照射量が積算光量として８４００ｍＪ（５分照射）になるようにした。その後、図２に記載したＣｒマスクを基板上にのせ、３６５ｎｍの照射量が積算光量として１０８００ｍＪ（６分照射）となるように、配向を変化させる領域のみ上記偏光紫外光とは異なる方向から偏向紫外光を照射し、液晶配向膜を得た。
照射方向は、液晶の長軸方向が一回目の全面照射では０°なるように行い、２回目のＣｒマスクを使用した書き換え時は５０°になるようにした。得られた液晶配向膜にシクロヘキサンノンで希釈した重合性液晶組成物Ａをスピンコートして、８０℃で５分乾燥させた後、窒素雰囲気で３６５ｎｍの紫外光を９０００ｍＪ照射し、液晶組成物を光重合させた。
４μｍ以下になると配向パターンがぼやけてくるが、５μｍ以上のライン／スペースでは、書き換えた箇所だけ、配向が変化し、Ｃｒマスクパターンを反映した２値の分割配向パターンが形成できていることが確認できた。細かい分割配向パターンはこの「書き換え」による方法でうまく製造することができる。
【０１１５】
（例８；耐光性試験）
例２と同一の条件で光学素子を製造した。ただし、偏光紫外光の照射条件として、照度は２８ｍＷ／ｃｍ２で照射時間を３０秒、１分、３分、５分、１０分と変えて５サンプルを作成した（それぞれ順番に、例８−１〜８−５とした）。得られたサンプルを３ｍｍ×４ｍｍの素子サイズに切断して、４０５ｎｍのＬＤレーザに投入した。照射密度は６００ｍＷ／ｍｍ２とした。投入時間は１０００時間とした。劣化の判断は透過率の変動が２％を超えないこととした。
【０１１６】
比較として、例５のポリイミドで作成した光学素子も同様に３ｍｍ×４ｍｍの素子サイズに切断して、４０５ｎｍのＬＤレーザに投入した。透過率は４０９ｎｍの透過率を測定した（例８−６；比較例）。基板には４０５ｎｍ波長領域の反射防止膜を蒸着してある。
【０１１７】
ＬＤレーザの照射前後における透過率の変化率を測定し、その結果を表５に示す。
【表５】
2013152439.tif 000020
【０１１８】
本発明の配向膜を用いるとＢｌｕ−ｒａｙに用いられる４０５ｎｍのＬＤレーザを６００ｍＷ／ｍｍ２の照度で照射しても１０００時間透過率の変動はほぼ見られず、なおかつ光配向時に偏光紫外光を１０分照射したサンプルでも透過率低下は１．３％と抑制できていることが確認できた。
【０１１９】
従来の光配向材料では４０５ｎｍに若干の吸収があり、４０５ｎｍのＬＤレーザを６００ｍＷ／ｍｍ２のような高照度レーザで長時間照射するような条件においては、耐光性が低いことがわかった。
【０１２０】
（例９；信頼性試験）
例８−４により作成した光学素子の信頼性試験を実施した。信頼性試験の条件としては８５℃での高温試験、−４０℃での低温試験、６０℃湿度９０％での高温高湿試験、−４０℃３０分−８５℃３０分を繰り返して行うヒートサイクル試験を行った。光学素子は全ての試験においてサンプルを５００時間投入し、試験前後の透過率の変動、リタデーション変動を試験することで、信頼性における物性変動を確認した。
【０１２１】
その結果、実施した全ての信頼性試験において、試験後、基板と高分子液晶との剥離も起きず、透過率変動で０．５％以下、リタデーション変動２ｄｅｇ以下と信頼性に優れる光学素子であることが確認できた。
【０１２２】
（例１０；偏光紫外光照射前後の膜状態の変化）
基板としてはＣｒ基板を用いて、その基板上に化合物（Ａ１）をスピンコートにより製膜し、偏光紫外光の照射を行った。偏光紫外光の照射は未照射（０分）、３０分および６０分と条件を変えて行い、偏光紫外光照射前後で、基板上のシランカップリング剤がどのように光分解しているか測定した。測定は、基板上の薄膜を感度良く測定するため高感度反射ＩＲ法によりＩＲスペクトルを測定することで行った。また、化合物（Ｂ１）も同じプロセスにより製膜し、偏光紫外光照射前後でのＩＲスペクトルを測定した。
【０１２３】
どちらの化合物においても偏光紫外光の照射時間が増えるにつれ、エステル由来のピークが消失していくことが分かった。これにより、本発明におけるシランカップリング剤がポリイミドの光分解のように偏光紫外光を照射することで異方的に分解し、配向規制力を発現していることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明の液晶配向膜および光学素子は、ピックアップ素子、イメージング素子、通信用デバイス等に有効に利用でき、特にＢｌｕ−ｒａｙ用途に適しており、光記録媒体処理装置用の光学素子として好適である。
【図１】
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【図２】
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