(57)【要約】本発明は、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液晶セルを作製するための光反応性組成物を提供する。本発明は、（Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性組成物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び
（Ｂ）低分子液晶；
を有する光反応性組成物。
【請求項２】
前記光反応性部位は、ケイ皮酸由来の基を有する請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記ケイ皮酸由来の基を有する光反応性部位は、下記一般式（Ｉ）
（式中、Ａ、Ｂ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の整数を表す。
ｍは、０〜２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。
Ｐ、Ｑは炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基を表し、ｓ、ｔは０〜４の整数を表す。）
で表される請求項２に記載の組成物。
【化１】
2020017622.tif 000013
【請求項４】
前記少なくとも１つの重合性基が（メタ）アクリレート基である請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
前記（Ａ）化合物が下記式ＭＣＢ２Ａで表される請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【化２】
2020017622.tif 000014
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光反応性組成物を有して形成される液晶セル。
【請求項７】
請求項６記載の液晶セルを有する液晶素子。
【請求項８】
Ｉ）（Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性組成物をセルに封入する工程；
ＩＩ）前記（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度に前記セルを昇温する工程；
ＩＩＩ）昇温した状態のセルに偏光照射する工程；及び
ＩＶ）昇温状態のセルを室温まで徐冷する工程；
を有することにより、液晶セルが形成される液晶セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反応性組成物、光反応性組成物を用いた液晶セル、及び液晶セル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】
実際に、液晶配向膜を用いずに、光学素子及び表示素子を提供できる光反応性液晶組成物を、特許文献１は開示する。特許文献１開示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。該組成物をセルに注入し、偏光紫外線を照射することにより、（Ａ）光反応性高分子液晶及び（Ｂ）低分子液晶が配向性を示し、光学素子及び／又は表示素子を提供することができる。また、特許文献２では、（Ａ）シロキサン骨格を備え且つ光反応性基を有する光反応性化合物；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性液晶組成物が開示されている。【０００４】
しかしながら、特許文献１開示の光反応性液晶組成物は、（Ａ）光反応性高分子液晶と（Ｂ）低分子液晶との均一混合性が良好ではない場合が生じる。特に、（Ａ）光反応性高分子液晶の量を多くすると、（Ｂ）低分子液晶との均一混合性が低下し、光反応性液晶組成物自体が製造できないという問題、ひいては光学素子及び／又は表示素子が提供できないという問題が生じる。
また特許文献２開示の光反応性液晶組成物は、均一な液晶配向を実現するためには（Ａ）シロキサン骨格を備えた光反応性化合物の混合量を５重量％以上とする必要があり、製造コストが増加する問題がある。また、配向処理のための紫外線照射後に光反応性化合物が残存することで、表示特性に悪影響を与える問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２０１５／１１４８６４Ａ１号公報。
【特許文献２】ＷＯ２０１７−１９５３９６Ａ１号公報。
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】液晶便覧  丸善株式会社。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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液晶セルを作製するための光反応性組成物を提供することにある。
また、本発明の目的は、光反応性組成物に用いる（Ｂ）低分子液晶との均一混合性が高く、その混合量が少ない場合においても、液晶配向膜を用いずに、（Ｂ）低分子液晶が均一に配向できる光反応性化合物を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、上記目的に加えて、又は上記目的以外に、光反応性組成物を有する液晶セルの製造方法、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、以下の発明を見出した。
＜１＞  少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物。
＜２＞  上記＜１＞において、光反応性部位は、ケイ皮酸由来の基を有するのがよい。【０００９】
＜３＞  上記＜２＞において、ケイ皮酸由来の基を有する光反応性部位は、下記一般式（Ｉ）
（式中、Ａ、Ｂ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、好ましくは２〜６の整数を表す。
ｍは、０〜２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。
Ｐ、Ｑは炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基を表し、ｓ、ｔは０〜４の整数を表す。）
で表されるのがよい。【００１０】
【化１】
2020017622.tif 000002
【００１１】
＜４＞  上記＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、少なくとも１つの重合性基が（メタ）アクリレート基であるのがよい。
＜５＞  上記＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、化合物が下記式ＭＣＢ２Ａで表される化合物であるのがよい。【００１２】
【化２】
2020017622.tif 000003
【００１３】
＜６＞  （Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び
（Ｂ）低分子液晶；
を有する光反応性組成物。
＜７＞  上記＜６＞において、光反応性部位は、ケイ皮酸由来の基を有するのがよい。
＜８＞  上記＜７＞において、ケイ皮酸由来の基を有する光反応性部位は、上記一般式（Ｉ）（式中、Ａ、Ｂ、Ｘ、Ｙ１、ｌ、ｍ、ｎ、Ｐ、Ｑ、ｓ、ｔは上記と同じ定義を有する）で表されるのがよい。【００１４】
＜９＞  上記＜６＞〜＜８＞のいずれかにおいて、少なくとも１つの重合性基が（メタ）アクリレート基であるのがよい。
＜１０＞  上記＜６＞〜＜９＞のいずれかにおいて、（Ａ）化合物が上記式ＭＣＢ２Ａで表されるのがよい。【００１５】
＜１１＞  （Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び
（Ｂ）低分子液晶；
を有する光反応性組成物を有して形成される液晶セル。
なお、「（Ａ）化合物」、「（Ｂ）低分子液晶」及び「光反応性組成物」は上記と同じ定義を有する。【００１６】
＜１２＞  上記＜１１＞記載の液晶セルを有する液晶素子。
＜１３＞
Ｉ）（Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性組成物をセルに封入する工程；
ＩＩ）前記（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度に前記セルを昇温する工程；
ＩＩＩ）昇温した状態のセルに偏光照射する工程；及び
ＩＶ）昇温状態のセルを室温まで徐冷する工程；
を有することにより、液晶セルが形成される液晶セルの製造方法。
なお、「（Ａ）化合物」、「（Ｂ）低分子液晶」及び「光反応性組成物」は上記と同じ定義を有する。
【発明の効果】
【００１７】
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液晶セルを作製するための光反応性組成物を提供することができる。
また、本発明により、上記効果に加えて、光反応性組成物に用いる（Ｂ）低分子液晶との均一混合性が高く、その混合量が少ない場合においても、液晶配向膜を用いずに、（Ｂ）低分子液晶が均一に配向できる光反応性化合物を提供することができる。
さらに、本発明により、上記効果に加えて、又は上記効果以外に、光反応性組成物を有する液晶セルの製造方法、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の液晶セルＺ−１中の石英基板の偏光ＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す図である。図１中、実線は、液晶セルに照射した偏光紫外線の偏光電界に対して平行な方向の吸収スペクトルを、点線は、垂直な方向の吸収スペクトルを示す。
【図２】実施例２の液晶セルＺ−２中の石英基板の偏光ＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す図である。図２中、実線は、液晶セルに照射した偏光紫外線の偏光電界に対して平行な方向の吸収スペクトルを、点線は、垂直な方向の吸収スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本願は、光反応性化合物、光反応性組成物、光反応性組成物を用いた液晶セル、及び液晶セルの製造方法を提供する。
以下、順に説明する。
＜光反応性化合物＞
本発明の光反応性化合物は、少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有する化合物であって、該重合性基により重合して得られたポリマーが液晶性を示す化合物である。
なお、本願において、「重合性基により重合して得られたポリマー」又は「重合性基が重合したポリマー」の「ポリマー」とは、光反応性化合物をモノマーとし、該光反応性化合物の「重合性基」の重合反応により、該モノマーが２以上重合したものをいい、いわゆる２量体以上のもの、いわゆるオリゴマーも含む。
＜＜光反応性部位＞＞
光反応性部位は、（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種の反応を生じる部位であるのがよい。
【００２０】
光反応性部位の構造は、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、光反応性化合物の配向性を長期間安定に保持できる点で好ましい。
光反応性部位となる光反応性基として、下記構造及びその誘導体を挙げることができるがこれらに限定されない。
【００２１】
【化３】
2020017622.tif 000004
【００２２】
光反応性化合物は、ｉ）２５０ｎｍ〜４００ｎｍの波長範囲の光で反応し、かつ重合性基が重合したポリマーが５０〜３００℃の温度範囲で液晶性を示すのがよい。
光反応性化合物は、ｉｉ）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基を有することが好ましい。
光反応性化合物は加熱などで重合した場合、ｉｉｉ）５０〜３００℃の温度範囲で液晶性を示し、かつ液晶の配向を安定させることができるためメソゲン基を有することが好ましい。
【００２３】
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。
【００２４】
光反応性化合物の重合性基の構造として、例えば、（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。
【００２５】
光反応性部位は、ケイ皮酸由来の基を有するのがよい。
ここで、ケイ皮酸由来の基を有する光反応性部位は、下記一般式（Ｉ）で表されるのがよい。
【００２６】
【化４】
2020017622.tif 000005
【００２７】
一般式（Ｉ）中、Ａ、Ｂ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、好ましくは２〜６の整数を表す。
ｍは、０〜２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。
Ｐ、Ｑは炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のアルキルオキシ基を表し、ｓ、ｔは０〜４の整数を表す。
【００２８】
＜＜少なくとも１つの重合性基＞＞
本発明の光反応性化合物は、少なくとも１つの重合性基を有する。ここで「重合性基」とは、熱や光によって成長活性種となって、連鎖的に反応を進めることができる基をいう。
重合性基として、例えば、（メタ）アクリレート基、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らに限定されない。少なくとも１つの重合性基は、好ましくは（メタ）アクリレート基、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、スチレンからなる群から選択される少なくとも１種であるのがよく、より好ましくは（メタ）アクリレート基、イタコネート、α−メチレン−γ−ブチロラクトン、スチレンからなる群から選択される少なくとも１種であるのがよい。さらに好ましくは、前述の工程ＩＩ）（詳細は後述する）の（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度に加熱する工程で重合が進行する重合性基が良く、（メタ）アクリレートであるのが良い。
【００２９】
＜＜液晶性＞＞
本発明の光反応性化合物は、少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有する化合物であり、該重合性基により重合して得られたポリマーが液晶性を示す。ここで「液晶性」とは、ある温度で液晶状態となる性質をいう。
【００３０】
本発明の光反応性化合物は、下記式ＭＣＢ２Ａで表される化合物であるのがよい。
【００３１】
【化５】
2020017622.tif 000006
【００３２】
＜光反応性組成物＞
本願は、光反応性組成物を提供する。
本発明の光反応性組成物は、（Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する。
なお、（Ａ）化合物は、上述の「光反応性化合物」であり、詳細は上述したとおりである。
【００３３】
＜＜（Ｂ）低分子液晶＞＞
本発明の光反応性組成物に含まれる（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。
【００３４】
【化６】
2020017622.tif 000007
【００３５】
【化７】
2020017622.tif 000008
【００３６】
【化８】
2020017622.tif 000009
【００３７】
本発明の光反応性組成物において、（Ａ）光反応性化合物と（Ｂ）低分子液晶との重量比（（Ａ）光反応性化合物：（Ｂ）低分子液晶）は、０．３：９９．７〜１５：８５、好ましくは０．５：９９．５〜１０：９０、より好ましくは０．７：９９．３〜７：９３であるのがよい。
（Ａ）：（Ｂ）における（Ａ）の比率が、上記範囲であると、ｉ）液晶を配向させるために必要な配向性基の量が確保できる、ｉｉ）均一な液晶配向を得ることができる、ｉｉｉ）光反応性化合物（Ａ）が偏光紫外線で反応した後の高分子マトリックスの密度が所望の値となる、ｉｖ）電圧を印可した際の低分子液晶（Ｂ）が所望の応答を行う、などの点で良い。
【００３８】
本発明の光反応性組成物は、上述した（Ａ）光反応性化合物;及び（Ｂ）低分子液晶；以外の成分を含んでもよい。
そのような「他の成分」として、光反応性を示さない重合性基を少なくとも１つ有する重合性化合物、ヒンダートアミンやヒンダートフェノールなどの光酸化防止剤などを挙げることができるがこれらに限定されない。
【００３９】
＜光反応性組成物を有して形成される液晶セル、及び該液晶セルの製造方法＞
本発明は、上述の光反応性組成物を有して形成される液晶セル及びその製造方法を提供する。
本発明の液晶セルは、セルに上記の光反応性組成物を充填して形成することができる。
具体的には、本発明の液晶セルは、次の工程により製造することができる。
本発明の液晶セルの製造方法は、
Ｉ）（Ａ）少なくとも１つの重合性基、及び光反応性部位を有し、重合性基が重合したポリマーが液晶性を有する化合物；及び（Ｂ）低分子液晶；を有する光反応性組成物をセルに封入する工程；
ＩＩ）前記（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度に前記セルを昇温する工程；
ＩＩＩ）昇温した状態のセルに偏光照射する工程；及び
ＩＶ）昇温状態のセルを室温まで徐冷する工程；
を有することにより、液晶セルが形成される。
【００４０】
Ｉ）工程は、上述の光反応性組成物をセルに封入する工程である。
セルは、平行離間配置された基体間に形成される空間として提供される。
平行離間配置された基体の少なくとも一方は、後述の偏光を照射するため、該偏光を透過する基体からなる。
基体は、後述の偏光を照射するため、該偏光を透過する基体であり、上記ＩＩ）工程での昇温温度に耐性があれば特に限定されないが、例えば、ガラス；アクリルやポリカーボネート、ＰＥＴ、ポリアミド、ポリイミド等のプラスチック等；を用いることができる。基体は、形成する液晶セルに依存して、可撓性を有してもよい。
【００４１】
基体は、形成する液晶セルに依存して、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）光反応性化合物の光反応を誘起するためには、（Ａ）光反応性化合物の分子長軸が偏光を吸収するように、該（Ａ）光反応性化合物を液晶セル内に配置するのがよい。また、光反応性化合物の光反応を効率良く進行させるためには、偏光紫外光の入射光の方向が、（Ａ）光反応性化合物の分子長軸の方向と垂直に近くなるように、偏光紫外光を露光するのがよい。
例えば、偏光紫外光を該液晶セルの法線方向から露光する場合、光反応性組成物中の（Ａ）光反応性化合物の分子長軸が基体面と水平な方向に配置させるのがよく、基体が有する膜はそのような膜であれば材料に限定されない。
また、（Ａ）光反応性化合物の分子長軸が、上述の基体面と水平な方向ではない場合には、該分子長軸の配置状態に合わせて、偏光紫外光の入射角を決めるのがよい。
【００４２】
ＩＩ）工程は、（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度にセルを昇温する工程である。
「等方相」とは、低分子液晶が透明点を超え、液体となった状態のことをいう。
等方相となる温度は、用いる（Ｂ）低分子液晶に依存するが、例えば、（Ｂ）低分子液晶がメルク株式会社製のＺＬＩ−４７９２であれば、昇温温度は、９３℃以上であるのが好ましい。また、（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度が（Ａ）光反応性化合物の重合性基が反応し得る温度の場合、重合した（Ａ）光反応性化合物が基板界面に堆積することで、ＩＩＩ）工程における偏光光反応の効率が向上し、低分子液晶の配向が良化するため好ましい。
【００４３】
ＩＩＩ）工程は、昇温した状態のセルに偏光照射する工程である。
偏光は、用いる（Ａ）光反応性化合物、用いる（Ｂ）低分子液晶、用いる基板などに依存するが、波長１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲の偏光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の範囲の偏光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。
【００４４】
（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度で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）光反応性化合物は、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）光反応性化合物の配向性にしたがって、配向する。
これにより、（Ａ）光反応性化合物及び（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。（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度の場合、液晶の複屈折や散乱による偏光紫外線の偏光状態への悪影響が抑制され、（Ａ）光反応性化合物に所望の偏光光反応を誘起できる。また、（Ｂ）低分子液晶の等方相となる温度が、（Ａ）光反応性化合物が重合する温度より高い場合、重合した（Ａ）光反応性化合物が基板界面に堆積するため、上述したように重合した（Ａ）光反応性化合物の偏光光反応の効率が向上するため好ましい。
【００４５】
ＩＶ）工程は、昇温状態のセルを室温まで徐冷する工程である。
用いる（Ａ）光反応性化合物、用いる（Ｂ）低分子液晶などに依存するが、（Ａ）光反応性化合物と（Ｂ）低分子液晶を混合した光反応性組成物は、徐冷の際、自己組織的に偏光紫外線の露光方向に平行、又は直交方向に配向することで、（Ｂ）低分子液晶の配向性が向上する。このような工程を用いることにより、（Ｂ）低分子液晶が一軸に配向した液晶素子を作成することができる。また、（Ｂ）低分子液晶の等方相となる温度が、（Ａ）光反応性化合物が重合する温度より高い場合、重合した（Ａ）光反応性化合物が基板界面に堆積すると共に液晶状態となっているため、より効率よく自己組織的に偏光紫外線の露光方向に平行、又は直交方向に配向することで、（Ｂ）低分子液晶の配向性がさらに向上するため、好ましい。
本発明の液晶セルの製造方法は、上記Ｉ）〜ＩＶ）工程を有するが、上記工程以外の工程を設けてもよい。例えば、ＩＶ）工程後に再度、液晶セルを（Ｂ）低分子液晶が等方相となる温度まで昇温し、その状態のセルに無偏光紫外線を照射する工程を設けることができる。
【００４６】
上記方法などにより、本発明の光反応性組成物から得られた液晶セルは、種々の光学素子に用いることができ、例えば表示素子、光学素子や調光素子などに用いることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は該実施例に限定されるものではない。【００４８】
（合成例１）
＜化合物ＭＣＢ２Ａの合成＞【００４９】
【化９】
2020017622.tif 000010
【００５０】
三口フラスコに４,４’-ビフェノール６２．０ｇ（０．３３ｍｏｌ）、エタノール、水酸化カリウム２２ｇを加え、１,２-ジブロモエタン５５．１ｇ（０．２９ｍｏｌ）を加えた後、７５℃で１８時間加熱攪拌した。反応終了後、反応溶液をろ過し、減圧留去した。得られた白色固体を水酸化ナトリウムで洗浄し、その後、ｐＨが７になるまで水洗した。回収した白色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーと再結晶により精製することで化合物（Ａ）を得た。
続いて、三口フラスコに化合物（Ａ）２．９ｇ（９．７ｍｍｏｌ）、アクリル酸リチウム０．９ｇ（１１．８ｍｍｏｌ）とＨＭＰＡを加え、４０℃で４８時間加熱攪拌した。反応終了後、１Ｌの水に反応液を滴下することで白色個体を析出させた。得られた白色固体をろ過分別し、水で洗浄することで化合物（Ｂ）を得た。
その後、三口フラスコ中で化合物（Ｂ）３．０ｇをＴＨＦに溶解させ、トリエチルアミン１．９ｇ（１８．７ｍｍｏｌ）を加えた。続いて、４-メトキシ桂皮酸クロリドを氷浴中で滴下し、４８時間室温で攪拌した後、溶媒を減圧留去することで白色個体を得た。得られた白色個体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーと再結晶により精製し、化合物ＭＣＢ２Ａを得た。【００５１】
（実施例１）
上記式ＭＣＢ２Ａで表される化合物１重量部に対して、ＺＬＩ−４７９２（メルク株式会社製）９９重量部を混合して、光反応性組成物Ｘ−１を調製した。
光反応性組成物Ｘ−１はＺＬＩ−４７９２に対するＭＣＢ２Ａの析出も見られず、均一に混合されていることを確認した。【００５２】
光反応性組成物Ｘ−１の調製とは別に、セルを調製した。
基板の両面にＩＴＯを備えるガラス基板（２×１．５ｃｍ）２枚を用意し、ＩＴＯが向かい合うように且つ基板間の離間距離が６μｍとなるように６μｍの粉末スペーサーを用いて、該基板を平行配置し、セルを作製した。
作製したセルに光反応性組成物Ｘ−１をキャピラリー法により注入した。
その後、セルを１００℃まで昇温し、該昇温度で維持した状態で、高圧水銀ランプを用いて３１３ｎｍの直線偏光紫外線（１０ｍＷ／ｃｍ２）を０．２Ｊ／ｃｍ２照射した。
光照射後、室温まで２０℃／ｍｉｎで徐冷し、液晶セルＹ−１を得た。【００５３】
＜光反応性組成物の配向状態＞
Ｙ−１作製後、偏光顕微鏡観察によって、室温における低分子液晶の配向状態を確認したところ、均一に配向していることを確認した。即ち、液晶セルの光学軸が偏光子と検光子に対して４５度傾いた場合に明状態となり、偏光子と検光子のいずれかに対して、０度か９０度に配置された場合に暗状態となることから、液晶セル内の低分子液晶が一軸に配向していることが分かった。【００５４】
＜基板上に形成された光反応性化合物由来の重合体の配向状態＞
石英基板（２×１．５ｃｍ）２枚を用いて、上記Ｙ−１と同様の方法で液晶セルＺ−１を作成した後、得られた液晶セルＺ−１を解体し、ヘキサンで洗浄した後、液晶セルＺ−１中の石英基板の偏光ＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを測定した。結果を図１に示す。
図１から、２５０ｎｍ付近をピークとする、液晶セルに照射した偏光紫外線の偏光電界に対して平行な方向の吸収スペクトル（実線）と垂直な方向の吸収スペクトル（点線）とから、セル化後に（Ａ）光反応性化合物からポリマーが形成され、該ポリマーが異方性を有する膜の状態で基板上に存在していることが分かる。この結果、均一な液晶の配向が得られることが分かる。【００５５】
（実施例２）
上記式ＭＣＢ２Ａで表される化合物０．９重量部に対して、ＺＬＩ−４７９２（メルク株式会社製）９９重量部、下記式に示すＥＧＤＡ０．１重量部、及びＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９（ＢＡＳＦ社製）０．０１重量部を混合して、光反応性組成物Ｘ−２を調製した。【００５６】
【化１０】
2020017622.tif 000011
【００５７】
光反応性組成物Ｘ−２はＺＬＩ−４７９２に対するＭＣＢ２Ａの析出も見られず、均一に混合されていることを確認した。【００５８】
実施例１と同じように作製したセルに、実施例１と同様に、光反応性組成物Ｘ−２を注入し、実施例１と同様に、昇温、直線偏光紫外線照射し、徐冷することにより、液晶セルＹ−２を得た。ただし、直線偏光紫外線照射は、実施例１での「３１３ｎｍの直線偏光紫外線（１０ｍＷ／ｃｍ２）を０．２Ｊ／ｃｍ２」照射した代わりに、「４０５ｎｍの直線偏光紫外線（１０ｍＷ／ｃｍ２）を１８Ｊ／ｃｍ２」照射した。【００５９】
＜光反応性組成物の配向状態＞
Ｙ−２作製後、実施例１と同様に、偏光顕微鏡観察によって、室温における低分子液晶の配向状態を確認したところ、均一に配向していることを確認した。
即ち、液晶セルの光学軸が偏光子と検光子に対して４５度傾いた場合に明状態となり、偏光子と検光子のいずれかに対して、０度か９０度に配置された場合に暗状態となることから、液晶セル内の低分子液晶が一軸に配向していることが分かった。【００６０】
＜基板上に形成された光反応性化合物由来の重合体の配向状態＞
石英基板（２×１．５ｃｍ）２枚を用いて、上記Ｙ−２と同様の方法で液晶セルＺ−２を作成した後、得られた液晶セルＺ−２を解体し、ヘキサンで洗浄した後、液晶セルＹ−２中の石英基板の偏光ＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを測定した。結果を図２に示す。
図２から、２５０ｎｍ付近をピークとする、液晶セルに照射した偏光紫外線の偏光電界に対して平行な方向の吸収スペクトル（実線）と垂直な方向の吸収スペクトル（点線）とから、セル化後に（Ａ）光反応性化合物からポリマーが形成され、該ポリマーが異方性を有する膜の状態で基板上に存在していることが分かる。この結果、均一な液晶の配向が得られることが分かる。【００６１】
（比較例１）
下記式で表されるＳｉ−１化合物２重量部に対して、ＺＬＩ−４７９２（メルク株式会社製）９８重量部を混合して、光反応性組成物Ｘ−３を調製した。【００６２】
【化１１】
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【００６３】
光反応性組成物Ｘ−３はＺＬＩ−４７９２に対するＳｉ−１の析出も見られず、均一に混合されていることを確認した。
実施例１と同じように作製したセルに、実施例１と同様に、光反応性組成物Ｘ−３を注入し、実施例１と同様に、昇温、直線偏光紫外線照射し、徐冷することにより、液晶セルＹ−３を得た。ただし、直線偏光紫外線照射は、実施例１での「３１３ｎｍの直線偏光紫外線（１０ｍＷ／ｃｍ２）を０．２Ｊ／ｃｍ２」照射した代わりに、「３１３ｎｍの直線偏光紫外線（５０ｍＷ／ｃｍ２）を５００ｍＪ／ｃｍ２」照射した。
Ｙ−３作製後、実施例１と同様に、偏光顕微鏡観察によって、室温における低分子液晶の配向状態を確認したところ、液晶の配向は誘起できるが、欠陥などの配向不良が多数見られ、配向が均一でないことが分かった。すなわち、Ｓｉ−１を用いた場合、ＺＬＩ−４７９２に対する混合量が２重量部とＭＣＢ２Ａより多いにも関わらず、液晶セルの配向性はＭＣＢ２Ａよりも著しく劣っていることが分かる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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