JP2000144132A - 液晶組成物、光学素子とその製法、及び光学部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶ポリマー溶液の塗布方式を適用でき、従
って大面積体も容易に効率よく製造できて、しかも実用
的な手段で架橋処理できてモノドメイン配向性に優れ、
かつ耐熱性に優れるグランジャン配向の光学素子を形成
しうるコレステリック型の液晶ポリマーの開発。 【解決手段】一般式（Ｉ）： （ただし、Ｒ¹、Ｒ²は水素又はメチル基で、Ａ、Ｂ、Ｄ
は有機基であり、１≦ｎ≦１００である。）で表される
セグメントと、ネマチック配向性を付与するセグメント
と、光学活性部を有するセグメントを繰返し単位として
有する側鎖型コレステリック液晶ポリマーに、アクリロ
イル基又はメタクリロイル基を１個又は２個以上有する
低分子化合物を配合してなり、架橋処理が可能な液晶組
成物、及びその液晶組成物をグランジャン配向させて電
磁波照射及び加熱の一方又は両方により架橋処理した円
偏光二色性を示す光学素子、並びに前記の光学素子に円
偏光を直線偏光化する位相差層を設けた光学部材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、グランジャン配向の維持
下に架橋処理して耐熱性に優れる光学素子を形成しうる
コレステリック型の液晶組成物、及びその光学素子の製
造方法とそれを用いた光学部材に関する。

【０００２】

【発明の背景】コレステリック液晶ポリマーを配向処理
してなる種々の光学素子が提案されており、例えば円偏
光分離膜などとして液晶表示装置等への適用が期待され
ている。しかしながら、かかる光学素子は、液晶ポリマ
ーの溶液を配向膜上に塗布して乾燥後、ガラス転移温度
以上に加熱して冷却することで形成されたものであり、
その耐熱性がガラス転移温度に依存して耐熱性に乏しい
問題点があった。

【０００３】すなわち前記の光学素子は、応力が作用し
ない場合には等方相転移温度以下でそのグランジャン配
向状態を維持するが、応力が作用した場合にはガラス転
移温度付近で当該配向が崩れて光学特性が変化する。光
学素子における応力は、例えば液晶セル等に粘着層を介
し偏光板や位相差板等と共に接着した場合の如く、実用
形態における使用条件下での温度変化等による寸法変化
等で発生し、実用形態ではむしろ応力の発生が常態であ
る。ちなみに偏光板の温度変化による寸法変化の場合、
それに粘着層を介し接着した光学素子には収縮応力が発
生する。

【０００４】前記した光学素子の耐熱性向上対策とし
て、ガラス転移温度の高い液晶ポリマーを用いる方式で
は、配向処理温度の上昇で光学素子の形成温度も高くな
り、配向膜やその支持基材に要求される耐熱温度も高く
なって使用基材の制約等の実用的制約が大きいことか
ら、液晶ポリマーの架橋処理による耐熱性向上対策が検
討されている。

【０００５】従来、前記の架橋物としては、側鎖末端に
アクリロイル基等の架橋基を有する液晶ポリマーを光重
合開始剤にて紫外線等を介し架橋処理したものが知られ
ていた（特開平４−１２３２２号公報）。これは、架橋
基を有しない液晶ポリマーを低分子量の架橋剤で架橋処
理しても、その低分子化合物の配合で耐熱性の低下を招
き、架橋処理による耐熱性の向上を相殺して全体として
の耐熱性の向上に乏しいことによる。また低分子の重合
性液晶化合物からなる流動層を２枚の基板間に介在させ
て光照射等により重合処理する方式にては、製造効率に
乏しくて大面積体を得にくいことなどによる。

【０００６】しかしながら、前記の公知方式では架橋処
理を、高温加熱下に液晶ポリマーの流動性を高めつつ多
量の光を照射して行う必要があり、その架橋処理条件の
制御が困難で実用性に乏しい難点があった。

【０００７】液晶配向性をもたないセグメントの側鎖末
端に架橋基を有する液晶ポリマーに、多官能型の架橋剤
を配合して光照射により架橋処理する方式も提案させて
いるが（特開平７−２６１１３７号公報）、得られる配
向層がマルチドメインのもので、モノドメイン配向によ
る光学特性の均一性が要求される光学素子の形成には不
向きな問題点があった。

【０００８】

【発明の技術的課題】本発明は、液晶ポリマー溶液の塗
布方式を適用でき、従って大面積体も容易に効率よく製
造できて、しかも実用的な手段で架橋処理できてモノド
メイン配向性に優れ、かつ耐熱性に優れるグランジャン
配向の光学素子を形成しうるコレステリック型の液晶ポ
リマーの開発を課題とする。

【０００９】

【課題の解決手段】本発明は、一般式（Ｉ）： （ただし、Ｒ¹、Ｒ²は水素又はメチル基で、Ａ、Ｂ、Ｄ
は有機基であり、１≦ｎ≦１００である。）で表される
セグメントＳＲと、ネマチック配向性を付与するセグメ
ントＳＮと、光学活性部を有するセグメントＳＣを繰返
し単位として有する側鎖型コレステリック液晶ポリマー
に、アクリロイル基又はメタクリロイル基を１個又は２
個以上有する低分子化合物を配合してなり、架橋処理が
可能なことを特徴とする液晶組成物を提供するものであ
る。

【００１０】また本発明は、前記液晶組成物の配向架橋
処理物からなり、グランジャン配向による円偏光二色性
を示すことを特徴とする光学素子、及び前記の液晶組成
物をグランジャン配向させた後、それを電磁波照射及び
加熱の一方又は両方により架橋処理することを特徴とす
る光学素子の製造方法、並びに前記の光学素子に円偏光
を直線偏光化する位相差層を設けたことを特徴とする光
学部材を提供するものである。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、上記の液晶組成物を溶
液化してそれを塗布乾燥し、ガラス転移温度以上に加熱
後冷却する方式にて配向処理でき、かつその配向処理層
を配向の乱れを生じることなくアクリロイル基等を含有
する低分子化合物を介し実用的条件の手段で架橋処理し
て耐熱性を向上させることができる。従って従来の液晶
ポリマーに準じた低温配向処理が可能で、耐熱性に優れ
モノドメイン配向性に優れるグランジャン配向の光学素
子の大面積体も容易に効率よく製造することができる。
また本発明にて配合する低分子化合物は、それによる着
色を殆ど生じない特長も有している。

【００１２】

【発明の実施形態】本発明による液晶組成物は、下記の
一般式（Ｉ）で表されるセグメントＳＲと、ネマチック
配向性を付与するセグメントＳＮと、光学活性部を有す
るセグメントＳＣを繰返し単位として有する側鎖型コレ
ステリック液晶ポリマーに、アクリロイル基又はメタク
リロイル基を１個又は２個以上有する低分子化合物を配
合してなり、架橋処理が可能なものである。 一般式（Ｉ）： （ただし、Ｒ¹、Ｒ²は水素又はメチル基で、Ａ、Ｂ、Ｄ
は有機基であり、１≦ｎ≦１００である。）

【００１３】前記の一般式（Ｉ）で表されるセグメント
ＳＲは、分子鎖の末端にアクリロイル基又はメタクリロ
イル基を有して液晶ポリマーの架橋に関与するものであ
る。かかる架橋に関与する（メタ）アクリロイル基を分
子鎖の末端に有することで、実用的な条件による架橋処
理性や配向性の維持性等に優れている。

【００１４】前記の一般式（Ｉ）において、Ａは、一般
式（II）：Ｚ¹（ＣＨ₂）mＲ³Ｚ²で表されるものからな
ると共に、Ｂは、パラ置換環状構造物型化合物からな
り、Ｄは、一般式（IV）：Ｚ³（ＣＨ₂）xＺ⁴で表される
ものからなるものである。

【００１５】前記一般式（II）：Ｚ¹（ＣＨ₂）mＲ³Ｚ²
において、Ｚ¹、Ｚ²は−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＯＣＯ
−、又は−（ＣＨ₂）g−（ｇは０〜６の整数）であり、
ｍは０〜１２の整数で、Ｒ³は下記の一般式（III）で表
されるものである。なおＺ¹とＺ²は、同じものであって
もよいし、相違するものであってもよい。 （ただし、ｈは一般式（II）のｍ＝０ときは０で、１≦
ｍ≦１２のときは１であり、ｆは１又は２である。）

【００１６】一方、上記一般式（Ｉ）におけるＢのパラ
置換環状構造物型化合物としては、下記のものなどがあ
げられる。

【００１７】就中、次のパラ置換環状構造物型化合物が
前記のＢとして好ましい。

【００１８】他方、上記一般式（Ｉ）のＤを形成する一
般式（IV）：Ｚ³（ＣＨ₂）xＺ⁴において、Ｚ³はｘ＝０
のとき−（ＣＨ₂）j−（ｊは０〜６の整数）、１≦ｘ≦
１０のとき−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＯＣＯ−、又は−
（ＣＨ₂）k−（ｋは０〜６の整数）であり、Ｚ⁴は−Ｃ
ＯＯ−、−Ｏ−、−ＯＣＯ−、又は−（ＣＨ₂）p−（ｐ
は０〜６の整数）である。なおＺ³とＺ⁴は、同じもので
あってもよいし、相違するものであってもよい。

【００１９】側鎖型コレステリック液晶ポリマーとして
は、上記したセグメントＳＲを有すると共に、ネマチッ
ク配向性を付与するセグメントＳＮと光学活性部を有す
るセグメントＳＣを繰返し単位として有して、サーモト
ロピックな性質により液晶化温度範囲で配向膜等を介し
グランジャン配向状態を形成してモノドメイン化する適
宜なものを用いることができ、その種類について特に限
定はない。

【００２０】ちなみに前記したセグメントＳＮの例とし
ては、ネマチック配向性を付与する共役性の直線状原子
団（メソゲン）を有するものなどがあげられる。すなわ
ち、例えばスペーサ部を介しパラ置換環状化合物等から
なるメソゲンを有するネマチック配向性の単位を、ポリ
アクリレートやポリメタクリレート等の如きビニル系連
鎖からなる主鎖骨格中に側鎖として導入してなるセグメ
ントＳＮを有するものなどがあげられる。

【００２１】なお前記のパラ置換環状化合物としては、
例えばアゾメチン型やアゾ型、アゾキシ型やエステル
型、トラン型やフェニル型、ビフェニル型やフェニルシ
クロヘキシル型、ビシクロヘキシル型の如きパラ置換芳
香族単位やパラ置換シクロヘキシル環単位などを有する
ものなどがあげられ、上記したパラ置換環状構造物型化
合物なども含まれる。パラ置換環状化合物におけるパラ
位における末端置換基は、例えばシアノ基やアルキル
基、アルコキシ基やハロゲン基などの適宜なものであっ
てよい。

【００２２】またスペーサ部は、屈曲性を示す適宜なも
のであってよく、その例としてはポリメチレン鎖−（Ｃ
Ｈ₂）v−やポリオキシメチレン鎖−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）w
−などがあげられる。スペーサ部を形成する構造単位の
繰返し数は、メソゲン部の化学構造等により適宜に決定
され、一般にはポリメチレン鎖の場合にはｖが０〜２
０、就中２〜１２、ポリオキシメチレン鎖の場合にはｗ
が０〜１０、就中１〜３とされる。

【００２３】一方、光学活性部を有するセグメントＳＣ
は、上記のネマチック配向性を付与するセグメントＳＮ
と共同してグランジャン配向性を示すコレステリック液
晶ポリマーとしての特性を付与するものである。従って
セグメントＳＣとしては、光学活性部を有するものであ
ればよく、例えば公知のコレステリック液晶ポリマーに
準じた適宜な形態とすることができる。

【００２４】好ましいセグメントＳＣは、光学活性部に
基づく捩じり力が大きくて、液晶配向性を乱さないもの
である。ちなみにその例としては、下記の一般式（Ｖ）
にて表されるものなどがあげられる。 （ただし、Ｒ⁴は水素又はメチル基で、Ｅは−ＣＯＯ
−、−Ｏ−、−ＯＣＯ−、又は−（ＣＨ₂）u−（ｕは０
〜６の整数）であり、Ｒ⁵は下記の一般式（VI）で表さ
れるもので、ｙは１又は２であり、Ｆは−ＣＯＯ−、−
Ｏ−、又は−ＯＣＯ−である。またＧは、下記の一般式
（VII）で表されるものが好ましい。）

【００２５】 （ただし、Ｒ⁶は水素又はメチル基で、１≦ｑ≦６、０
≦ｒ≦５、かつｑ≧ｒ＋１である。）

【００２６】

【００２７】上記のセグメントＳＲとセグメントＳＮと
セグメントＳＣを有する側鎖型コレステリック液晶ポリ
マーの調製は、例えば（メタ）アクリル酸エステルの如
きビニル系主鎖形成用モノマーに、上記一般式（Ｉ）に
準じたＡＢＤＲ²成分を導入したセグメントＳＲ形成用
モノマー、必要に応じスペーサ基を介してメソゲン基を
導入したセグメントＳＮ形成用モノマー、又は光学活性
部を有するセグメントＳＣ形成用モノマーの１種又は２
種以上をポリマー化する共重合方式や、ヒドロキシル基
やカルボキシル基やハロゲン等の官能基を有する主鎖形
成用のプレポリマーを予め合成して、その官能基を介し
セグメントＳＲやセグメントＳＮやセグメントＳＣを形
成するための化合物を高分子反応により導入する方式な
どの適宜な方式で行うことができる。

【００２８】前記のプレポリマー方式は、モノマーの共
重合方式にては例えばセグメントＳＲ形成用モノマーが
含有する残存させるべき（メタ）アクリロイル基が主鎖
の重合に関与して有効に残せない場合に、当該官能基を
末端に有するプレポリマーを用いて、その官能基を介し
（メタ）アクリロイル基を導入して目的の側鎖型コレス
テリック液晶ポリマーを調製する方式などとして特に有
効である。なおそのプレポリマー方式にて、セグメント
ＳＮ形成用モノマーやセグメントＳＣ形成用モノマー等
の変質の恐れのないモノマーは、予めプレポリマー中に
共重合させておくこともできる。

【００２９】前記の共重合方式やプレポリマー方式にて
は、例えばラジカル重合方式やカチオン重合方式、アニ
オン重合方式等のビニル系モノマーの重合方式などに準
じた適宜な方式にて側鎖型コレステリック液晶ポリマー
や主鎖形成用のプレポリマーの調製を行うことができ
る。なおラジカル重合方式を適用する場合、各種の重合
開始剤を用いうるが、就中アゾビスイソブチロニトリル
や過酸化ベンゾイルの如く分解温度が高くも低くもない
中間的温度で分解するものが好ましい。

【００３０】ちなみにかかるプレポリマー方式の具体例
を以下に示す。すなわち下記に示した反応工程の如く、
先ず工程１で４,４'−ビフェノールをＴＨＦ（テトラヒ
ドロフラン）中でＴsＯＨ（トシル酸：触媒）の存在
下、ＤＨＰ（３,４−ジヒドロ−２Ｈ−ピラン）を加え
室温にて撹拌して片側をＴＨＰで保護したビフェノール
とした後、塩化アクリロイルを反応させてアクリロイル
基を導入し、ＴＨＦ中でＴsＯＨを用いてＴＨＰエーテ
ルを除去してヒドロキシル基に戻す。

【００３１】一方、工程２で例えばＴＨＦ中で還流下に
重合処理してメタノール中で沈殿させる方式等の適宜な
方式で得たポリ〔４−（２−プロペノイルオキシエトキ
シ）安息香酸〕のカルボキシル基を塩化チオニルにて酸
クロライド化してプレポリマーとし、それに前記のアク
リロイルビフェニールからなるセグメントＳＲ形成化合
物、前記等に準じた適宜な方式で得たネマチック配向性
でヒドロキシル基を有するセグメントＳＮ形成化合物、
及び光学活性部とヒドロキシル基を有するセグメントＳ
Ｃ形成化合物をＴＥＡ（トリエチルアミン）の存在化に
反応させて、目的の液晶ポリマーＰ１とするものであ
る。

【００３２】

【００３３】なお前記した４−（２−プロペノイルオキ
シエトキシ）安息香酸の調製は、例えばエチレンクロロ
ヒドリンと４−ヒドロキシ安息香酸をヨウ化カリウム
（触媒）の存在下にアルカリ水溶液中で加熱還流させて
ヒドロキシカルボン酸を得た後、それをアクリル酸と脱
水反応させる方式などにより行うことができる。

【００３４】従って本発明において用いる側鎖型コレス
テリック液晶ポリマーは、例えば上記に準じた方式にて
１種又は２種以上の適宜なセグメント形成用のモノマー
等を用いて種々のものを得ることができる。

【００３５】側鎖型コレステリック液晶ポリマーにおけ
るセグメントＳＲとセグメントＳＮとセグメントＳＣの
含有割合は、架橋性やそれによる耐熱性の向上性、グラ
ンジャン配向性などにより適宜に決定しうるが、一般に
はセグメントＳＲを３モル％以上、就中５〜７０モル
％、特に１０〜５０モル％含有し、セグメントＳＣを１
〜８０モル％、就中６０モル％以下、特に２〜４０モル
％含有することが好ましい。

【００３６】また側鎖型コレステリック液晶ポリマーの
分子量も適宜に決定しうるが、一般には製膜性や膜強
度、配向性やその均一性、特にラビング配向膜によるモ
ノドメイン配向の達成性などの点より、重量平均分子量
に基づいて２千〜１０万、就中２．２千〜８万、特に
２．５千〜５万のものが好ましい。

【００３７】液晶ポリマーの架橋処理を目的に配合する
低分子化合物としては、アクリロイル基やメタクリロイ
ル基を１個又は２個以上有する適宜なものを用いること
ができ、液晶ポリマーの配向を乱さないものが好ましく
用いうる。低分子化合物は、それ自体が液晶性であって
もよいし、なくてもよいが、液晶ポリマーの配向を乱さ
ない点より液晶性のものが好ましい。

【００３８】また低分子化合物の構造や分子量について
も特に限定はない。実用的な条件による架橋処理性等の
点よりは、下記の一般式（VIII）で表されるものの如く
アクリロイル基又は／及びメタクリロイル基を分子の末
端に有するものが好ましい。

【００３９】 （ただし、Ｒ⁷は水素又はメチル基で、０≦ｔ≦２０で
ある。） なお当該架橋部分を支持するコア部は、適宜な有機基で
あってよいが、好ましくは芳香環等の液晶性を乱しにく
いものである。

【００４０】本発明による液晶組成物の調製は、例えば
必要に応じ溶媒を介して側鎖型コレステリック液晶ポリ
マーと低分子化合物を混合する方式などにより行うこと
ができる。その溶媒には側鎖型コレステリック液晶ポリ
マーと低分子化合物を溶解しうる適宜なものを用いるこ
とができ、特に限定はない。その例としては、１，１，
２，２，−テトラクロロエタンやシクロヘキサノン、塩
化メチレンやクロロホルム、テトラヒドロフラン等の単
独溶媒や混合溶媒などがあげられる。

【００４１】液晶ポリマーに対する低分子化合物の使用
量は、過少による耐熱性の向上不足（架橋不足）、過多
による配向処理中の析出やそれによる配向阻害などを防
止する点より、側鎖型コレステリック液晶ポリマー１０
０重量部あたり、１００重量部以下、就中１〜７０重量
部、特に５〜４０重量部が好ましい。

【００４２】本発明による光学素子は、液晶組成物の配
向架橋処理物からなり、グランジャン配向による円偏光
二色性を示すものからなる。その製造は、従来の配向処
理に準じた適宜な方法にて行うことができる。ちなみに
その例としては、液晶組成物の溶液を配向処理面上に展
開して乾燥後、加熱処理してグランジャン配向層を形成
し、それを架橋処理する方法などにより行うことができ
る。その光学素子の形成に際しては、１種又は２種以上
の液晶ポリマー及び低分子化合物を用いうる。

【００４３】配向処理面としては、例えば低分子液晶化
合物の配向処理に公知のものを用いることができる。そ
の例としては、基材上にポリイミドやポリビニルアルコ
ール等の薄膜を形成してその表面をレーヨン布等にてラ
ビング処理したものや、酸化珪素等を斜方蒸着したも
の、あるいは延伸フィルムなどがあげられる。なお前記
の基材には、配向処理時の加熱温度に耐える適宜なもの
を用いうる。

【００４４】また液晶組成物溶液の展開は、例えばその
溶液をスピンコート法やロールコート法、フローコート
法やプリント法、ディップコート法や流延成膜法等の適
宜な方法で薄層展開し、それを乾燥処理して溶媒を除去
する方法などにより行うことができる。

【００４５】液晶組成物の展開層を配向させるための加
熱処理は、液晶ポリマーのガラス転移点から等方相を呈
する溶融状態までの温度範囲に加熱することにより行う
ことができる。なお配向状態を固定化するための冷却条
件については特に限定はなく、通例前記の加熱処理を３
００℃以下の温度で行いうることから、自然冷却方式が
一般に採られる。

【００４６】配向処理を終えた展開層は、それを架橋処
理して配向架橋物とされるが、その架橋処理は電磁波照
射及び加熱の一方又は両方により行うことができる。電
磁波照射には、紫外線や電子線等の適宜な放射線を用い
うる。電磁波の波長や照射量は適宜に決定しうるが、紫
外線の場合には液晶ポリマーによる吸収が少ない、３０
０nmより長波長の紫外線が好ましい。また電子線の場合
には、液晶ポリマーの崩壊防止等の点より系による相違
もあるが一般的には１〜２００Ｍradが好ましい。

【００４７】前記において架橋処理には、必要に応じて
適宜な量の開始剤を用いうる。その開始剤には、架橋方
式に応じた適宜なものを用いうるが、得られる光学素子
を可及的に着色させないものが好ましく用いうる。ちな
みに加熱架橋方式では、配向処理時の加熱温度で分解し
ない高温型の開始剤を用いる必要がある。

【００４８】一方、紫外線による架橋方式では、紫外線
照射のみ及び加熱処理併用のいずれの場合にも配向処理
時の加熱温度で分解しない高温型の開始剤を用いること
が好ましい。また液晶ポリマーによる吸収が少ない、３
００nmより長波長の紫外線で分解するものが好ましい。
ちなみにその例としては、２−ベンジル−２−ジメチル
アミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン
−１や、オリゴ〔２−ヒドロキシ−２−メチル−１−
［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン〕な
どがあげられる。

【００４９】なお電磁波照射による架橋処理に際して
は、酸素阻害による影響を回避するため減圧下や無酸素
下等にて行うことが好ましい。加熱処理による架橋処理
の場合には、液晶ポリマーのガラス転移温度と等方相転
移温度との間の適宜な温度にて行うことができる。

【００５０】本発明による光学素子は、適宜な基材上に
グランジャン配向した液晶層を有する形態や、配向液晶
層の単独層からなるフィルム形態などの適宜な形態を有
するものであってよい。液晶の単独層からなるフィルム
は、配向処理面よりの剥離物などとして得ることができ
るが、その剥離回収には、長鎖アルキル基等からなる離
型性側鎖を有するラビング膜形成材を用いる方式や、炭
素数８〜１８のアルキル鎖を有するシラン化合物を表面
に結合修飾させたガラス板に配向処理面を形成する方式
などの適宜な方式を必要に応じて適用することができ
る。

【００５１】一方、基材との重畳物からなる光学素子と
する場合、その基材としては、プラスチックフィルムや
ガラス板、ポリマーシートあるいは位相差板等の延伸フ
ィルムや偏光板の如き光学素材などの適宜なものを用い
うる。前記プラスチックフィルムとしては、例えばポリ
カーボネート系、ポリエステル系、ポリイミド系、ポリ
エーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン
系、ポリビニルアルコール系、ポリアリレート系、ポリ
塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリアクリル
系、ポリアミド系、エポキシ系、セルロース系、ポリエ
チレンやポリプロピレンの如きポリオレフィン系、ポリ
アリレート系などの延伸フィルムを形成することもある
光学的に透明な適宜なプラスチックからなるものを用い
うる。なお基材としては、ガラス板やトリアセチルセル
ロースフィルムの如く複屈折による位相差が可及的に小
さいものが特に好ましく用いうる。

【００５２】なお配向架橋処理した液晶層の厚さは、使
用目的に応じた光学特性などにより適宜に決定しうる
が、一般には柔軟性等の点より１００μm以下、就中５
０μm以下、特に１〜３０μmとされる。

【００５３】本発明による光学素子は、その円偏光二色
性に基づいて自然光を透過と反射を介して左右の円偏光
に分離する機能を示す。その反射光等の波長特性は、グ
ランジャン配向の螺旋ピッチ等にて決まる。従ってその
螺旋ピッチ等を制御して、種々の波長光に対して円偏光
二色性を示す光学素子を得ることができ、液晶表示装置
等にては可視光域において円偏光二色性を示すものが好
ましく用いうる。

【００５４】前記において１層のグランジャン配向層
（コレステリック液晶層）では、その螺旋ピッチの制約
から通例、円偏光二色性を示す波長域に限界がある。そ
のような場合には、円偏光二色性を示す波長域が相違す
るグランジャン配向層の組合せにて２層又は３層以上を
重畳することにより円偏光二色性を示す波長域を拡大す
ることができる。ちなみに反射円偏光の中心波長が３０
０〜９００nmのコレステリック液晶層をその反射光の中
心波長が異なる、就中それぞれ５０nm以上異なる組合せ
で用いて、その２〜６種類を重畳することで可視光域等
の広い波長域で円偏光二色性を示す光学素子を形成する
ことができる。

【００５５】また前記コレステリック液晶層の重畳化
は、斜め入射光の波長シフトに対処する点などよりも有
利である。なお重畳は、同じ偏光方向の円偏光を反射す
るもの同士の組合せで行うことが、各層で反射される円
偏光の位相状態を揃えて各波長域で異なる偏光状態とな
ることを防止して、利用できる偏光の増量等の点より好
ましい。

【００５６】コレステリック液晶層の重畳は、単なる重
ね置き方式や接着層による接着方式、熱融着方式や重ね
塗り方式、それらの場合に必要に応じて基材を介在させ
る方式などの適宜な方式にて行うことができる。前記の
熱融着方式では、液晶層同士を融着する方式なども採る
ことができる。その場合、融着界面で上下の液晶層が混
合した層を形成して、それらの中間の波長域で円偏光二
色性を示す層を創設することもできる。

【００５７】光学素子の実用に際しては、上記した光学
素材からなる基材に付設する場合の如く、位相差層等の
適宜な光学層と積層した光学部材とすることもできる。
その光学層については、特に限定はなく使用目的等に応
じた適宜なものを用いうる。ちなみに１／４波長板と積
層することで、コレステリック液晶層による円偏光を直
線偏光に変換して取り出しうる光学部材を得ることがで
きる。かかる光学部材は、例えば偏光板を効率よく透過
しうる光を供給して吸収ロスを防止しうる偏光光源の形
成などに好適である。

【００５８】前記の１／４波長板としては、適宜なもの
を用いることができ、液晶表示装置等の形成には波長４
００〜７００nmの範囲にある単色光又は所定波長範囲の
可視光域に対して１／４波長板として機能するものが好
ましく用いうる。１／４波長板は、適宜な材質からなる
位相差層などとして得ることができ、透明で均一な位相
差を与えるものが好ましい。一般には、上記の基材で例
示したプラスチックや液晶ポリマーなどからなる高分子
系の位相差板が用いられる。

【００５９】

【実施例】参考例１ 水酸化カリウム３００ｇをエタノール７００ml／水３０
０mlの混合液に溶解させ、それに４−ヒドロキシ安息香
酸２７６ｇと触媒量のヨウ化カリウムを溶解させて加温
状態でエチレンクロロヒドリン１７７ｇを徐々に加えて
約１５時間還流させた後、その反応液よりエタノールを
留去して水２Ｌ中に注ぎ、その水溶液をジエチルエーテ
ルで２回洗浄し塩酸の添加で酸性液としてその沈殿物を
濾別乾燥しエタノールで再結晶させて、４−（２−ヒド
ロキシエトキシ）安息香酸２９８ｇを得、その１８．２
ｇをテトラヒドロフラン３００mlに溶解させてそれにア
クリル酸ビニル１９．５ｇとリパーゼＰＳ１８ｇと少量
のｐ−メトキシフェノールを加え、４０℃で３時間撹拌
した。得られた反応液よりリパーゼＰＳを濾別しその濾
液を減圧留去し、生成の固体を２−ブタノン／ヘキサ
ン：２／１混合液で再結晶させて、４−（２−プロペノ
イルオキシエトキシ）安息香酸１７．５ｇを得た。

【００６０】前記の４−（２−プロペノイルオキシエト
キシ）安息香酸９．４４ｇ、ヒドロキノン２．２ｇ、触
媒量のジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）及び少量の
ブチルヒドロキシトルエンを塩化メチレン１００mlに溶
解させ、室温にて撹拌下、それに塩化メチレン１０mlに
溶解させたジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）
９．８９ｇを徐々に加えて５時間反応させた後、析出し
たＤＣＣウレアを濾別しその濾液を順次各１５０mlの
０．５Ｎ−ＨＣｌと飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と飽
和食塩水にて２回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、
濾別して溶媒を留去し、シリカゲルカラムクロマト（塩
化メチレン／ジエチルエーテル：２５／１）を行い、純
度９７％以上のジアクリル体４．８ｇを得た。

【００６１】参考例２ ４,４'−ビフェノール１２０ｇ、ｐ-トルエンスルホン
酸一水和物５ｇをＴＨＦ１．２Ｌに溶解させて室温で撹
拌下に、ＴＨＦ３００mlで希釈したＤＨＰ５４．２ｇを
２．５時間かけて滴下して（反応液温度２３．５〜２７
℃）室温で終夜撹拌を続けた後、その反応液からＴＨＦ
を約３／４留去し、それに塩化メチレン１Ｌを添加して
順次各１Ｌの飽和食塩水、０．５Ｎ−ＮａＯＨ、０．５
Ｎ−ＨＣｌ、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウム
で乾燥後、溶媒を留去して、シリカゲルカラムクロマト
（塩化メチレン／ジエチルエーテル：１５／１）で精製
して、純度９７％の４−（４'−ヒドロキシビフェニ
ル）テトラヒドロピラニルエーテル２３．１ｇを得た。

【００６２】次に前記のピラニルエーテル２３．１ｇを
ＴＥＡ（トリエチルアミン）１５．５mlと少量のＢＨＴ
（ブチルヒドロキシトルエン）と共にＴＨＦ２５０mlに
溶解させて室温にて撹拌し水浴による冷却下に塩化アク
リロイル８．３４mlを２５分間かけて滴下して３０分間
撹拌し、水浴を除去して室温に戻しながら終夜撹拌を続
けて析出したＴＥＡ塩酸塩を濾別しその濾液よりＴＨＦ
を約３／４留去して塩化メチレン３００mlを添加し、そ
の有機層を順次各３００mlの飽和炭酸水素ナトリウム水
溶液、０．５Ｎ−ＨＣｌ、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸
マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して、４−（４'−
アクリロイルビフェニル）テトラヒドロピラニルエーテ
ル２１．０ｇを得た後、それを少量のＢＨＴと共にＴＨ
Ｆ２５０mlに溶解させ、約６０℃の水浴上で撹拌しつ
つ、それに１２Ｎ−ＨＣｌ：１０mlを加えて３０分撹拌
後、反応液よりＴＨＦを約３／４留去し塩化メチレン２
５０mlを加えて２５０mlの飽和食塩水にて２回洗浄し、
硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去して、４−
（４'−アクリロイル）ビフェノールを得た。

【００６３】参考例１で得た４−（２−プロペノイルオ
キシエトキシ）安息香酸１００ｇをＴＨＦ２Ｌ中で窒素
気流下に還流溶解させ、それにＴＨＦに溶解させたアゾ
ビスイソブチロニトリル６．９４ｇを加えて４時間反応
させてジエチルエーテル６Ｌ中に注ぎ、ポリマーを沈殿
させて濾別し、メタノール／ＴＨＦ：３／２重量比の混
合液２００ｇ中で擦り洗いし、濾別乾燥させてポリ〔４
−（２−プロペノイルオキシエトキシ）安息香酸〕を
得、その２ｇとジメチルホルムアミド１滴をクロロホル
ム２０ml中に加えて室温で撹拌下、塩化チオニル１．８
６mlを滴下して約４０℃の水浴中で加熱しながら４時間
撹拌した後、未反応の塩化チオニルと溶媒を留去し、乾
燥ＴＨＦ５mlで溶解し再度溶媒を留去して酸クロライド
を洗浄し、それを乾燥ＴＨＦ２０mlに溶解させた。

【００６４】次いで前記溶液に上記の４−（４'−アク
リロイル）ビフェノール０．４１ｇとＴＥＡ０．２３６
mlと少量のＢＨＴを乾燥ＴＨＦ５ml中に溶解させた溶液
を加え、３０分後にＮ−（１−ナフチルエチル）−４−
ヒドロキシベンズアミド０．４９ｇとＴＥＡ０．２３６
mlを乾燥ＴＨＦ５ml中に溶解させた溶液を加えて、更に
３０分後に１−（４−ヒドロキシフェニル）−２（４'
−シアノフェニル）アセチレン１．０９ｇとＴＥＡ０．
７８１mlを乾燥ＴＨＦ１０ml中に溶解させた溶液を加え
て室温で終夜撹拌を続け、析出したＴＥＡ塩酸塩を濾別
し、その濾液にクロロホルム２００mlを加えて順次各２
００mlの飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、０．５Ｎ−Ｈ
Ｃｌ、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥
後、溶媒を留去し、それをＴＨＦ４０mlに溶解させてヘ
キサン４００ml中に滴下しポリマーを析出させて濾別乾
燥し、側鎖型コレステリック液晶ポリマー２．６ｇを得
た。

【００６５】前記の側鎖型コレステリック液晶ポリマー
を下記に示した。

【００６６】参考例３ 参考例１に準じて得た４−（２−プロペノイルオキシエ
トキシ）安息香酸９．１７ｇ、参考例２に準じて得た４
−（４'−ヒドロキシビフェニル）テトラヒドロピラニ
ルエーテル１０ｇ、ＤＭＡＰ０．４ｇ及び少量のＢＨＴ
を室温にて撹拌下、塩化メチレン２００mlに懸濁させ、
それに塩化メチレン１０mlに溶解させたＤＣＣ８．０１
ｇを徐々に加えて終夜撹拌後、析出したＤＣＣウレアを
濾別しその濾液を順次各２００mlの０．５Ｎ−ＨＣｌと
飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と飽和食塩水にて２回洗
浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を留去し、ＩＰ
Ａ／トルエン：２１０ml／２０mlによる再結晶操作で、
ＴＨＰ保護ビフェノール末端モノマーを得た。

【００６７】次に前記のＴＨＰ保護ビフェノール末端モ
ノマー１．１５ｇ、末端シアノビフェニルモノマー２．
６３ｇ、及びナフチルアミン誘導体モノマー１．８３ｇ
をＴＨＦ１００ml中、窒素気流下に加熱撹拌し、６３℃
で還流させてモノマーを溶解させ、それにＴＨＦ２mlに
溶解させたアゾビスイソブチロニトリル０．１９ｇを加
えて４時間撹拌還流させた後、ｐ-トルエンスルホン酸
一水和物０．７５ｇを加えてさらに１時間撹拌還流さ
せ、室温に冷却してメタノール８００ml中に重合溶液を
滴下してポリマーを析出させ、濾別後それをメタノール
／ＴＨＦ：３／１混合液で洗浄し、濾別乾燥させてプレ
ポリマー４．４３ｇを得た。

【００６８】前記のプレポリマー（ビフェノール末端ポ
リマー）４．１３ｇ、ＴＥＡ８３７μｌ、触媒量のＤＭ
ＡＰ及び少量のＢＨＴを乾燥ＴＨＦ８０ml中に室温で撹
拌して溶解させ、それに塩化アクリロイル４８７μｌを
加えて撹拌を続け、得られた反応液よりＴＥＡ塩酸塩を
濾別し、その濾液にクロロホルム３５０mlを加えて順次
各３５０mlの水、０．５Ｎ−ＨＣｌ、飽和炭酸水素ナト
リウム水溶液、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウ
ムで乾燥後、溶媒を留去し、ＴＨＦ３０mlを加えてポリ
マーを溶解させ、ジエチルエーテル４００ml中に滴下し
てポリマーを析出させ、濾別乾燥して、ガラス転移温度
１０３℃（架橋温度１９０℃）の側鎖型コレステリック
液晶ポリマー２．７６ｇを得た。

【００６９】なお上記参考例３の反応工程を下記に示し
た。

【００７０】参考例４ 参考例３に準じて得たＴＨＰ保護ビフェノール末端モノ
マー１．１４ｇ、末端シアノビフェニルモノマー３．１
５ｇ、及びフェニルエチルアミン誘導体モノマー０．８
１ｇをＴＨＦ１００ml中、窒素気流下に加熱撹拌し、６
３℃で還流させてモノマーを溶解させ、それにＴＨＦ２
mlに溶解させたアゾビスイソブチロニトリル０．１９ｇ
を加えて４時間撹拌還流させた後、ｐ-トルエンスルホ
ン酸一水和物０．７５ｇを加えてさらに１時間撹拌還流
させ、室温に冷却してメタノール８００ml中に重合溶液
を滴下してポリマーを析出させ、濾別後それをメタノー
ル／ＴＨＦ：３／１混合液で洗浄し、濾別乾燥させてプ
レポリマー３．２７ｇを得た。

【００７１】前記のプレポリマー３．５３ｇ、ＴＥＡ６
６１μｌ、触媒量のＤＭＡＰ及び少量のＢＨＴを乾燥Ｔ
ＨＦ８０ml中に室温で撹拌して溶解させ、それに塩化ア
クリロイル３８５μｌを加えたほかは参考例４に準じ
て、ガラス転移温度８４℃（架橋温度２２５℃）の側鎖
型コレステリック液晶ポリマー２．２９ｇを得た。

【００７２】実施例１ 参考例２で得た側鎖型コレステリック液晶ポリマーをシ
クロヘキサノンに溶解させて３０重量％の溶液とし、そ
れに参考例１で得たジアクリ体を液晶ポリマーに対して
１０重量％加え、その溶液をガラス板上に接着した延伸
ＰＥＴフィルムからなる配向膜上にスピンコートして乾
燥させ、１６０℃で５分間加熱して配向処理し室温にて
放冷した後、電子線を４０Ｍrad照射して、架橋処理さ
れたグランジャン配向により円偏光二色性を示す光学素
子を得た。

【００７３】実施例２ 参考例３で得た側鎖型コレステリック液晶ポリマーと参
考例４で得た側鎖型コレステリック液晶ポリマーを重量
比７：３で混合したものをシクロヘキサノンに溶解させ
た３０重量％溶液を用いたほかは実施例１に準じて、架
橋処理されたグランジャン配向により円偏光二色性を示
す光学素子を得た。

【００７４】比較例１ 電子線照射せずに未架橋体としたほかは、実施例１に準
じてグランジャン配向の光学素子を得た。

【００７５】比較例２ ジアクリル体を配合しないほかは実施例１に準じてグラ
ンジャン配向の光学素子（未架橋）を得た。

【００７６】比較例３ 電子線照射せずに未架橋体としたほかは、実施例２に準
じてグランジャン配向の光学素子を得た。

【００７７】評価試験 実施例、比較例で得た光学素子と偏光板（日東電工社
製、Ｇ１２２０ＤＵ）を厚さ２０μmのアクリル系粘着
層を介して接着し、それを種々の温度で１時間加熱して
外観の変化を目視観察し、変化が認められない最高温度
を耐熱温度として評価した。その結果を次表に示した。

【００７８】

【００７９】表より、実施例の光学素子では架橋処理に
より耐熱温度が２０℃以上向上していることがわかる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 5/30 Ｇ０２Ｂ 5/30 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ (72)発明者 吉岡 昌宏 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 望月 周 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA03 BA05 BA20 BA26 BB03 BC05 BC22 4H027 BA02 BA13 BD12 BD24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式（Ｉ）： （ただし、Ｒ¹、Ｒ²は水素又はメチル基で、Ａ、Ｂ、Ｄ
   は有機基であり、１≦ｎ≦１００である。）で表される
   セグメントＳＲと、ネマチック配向性を付与するセグメ
   ントＳＮと、光学活性部を有するセグメントＳＣを繰返
   し単位として有する側鎖型コレステリック液晶ポリマー
   に、アクリロイル基又はメタクリロイル基を１個又は２
   個以上有する低分子化合物を配合してなり、架橋処理が
   可能なことを特徴とする液晶組成物。
2. 【請求項２】 請求項１において、一般式（Ｉ）におけ
   るＡが一般式（II）：Ｚ¹（ＣＨ₂）mＲ³Ｚ²（ただし、
   Ｚ¹、Ｚ²は同一又は相違の−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＯＣ
   Ｏ−、又は−（ＣＨ₂）g−（ｇは０〜６の整数）であ
   り、ｍは０〜１２の整数で、Ｒ³は下記の一般式（III）
   で表されるものである。） （ただし、ｈは一般式（II）のｍ＝０ときは０で、１≦
   ｍ≦１２のときは１であり、ｆは１又は２である。）で
   表されるものであり、Ｂがパラ置換環状構造物型化合物
   で、Ｄが一般式（IV）：Ｚ³（ＣＨ₂）xＺ⁴（ただし、Ｚ
   ³はｘ＝０のとき−（ＣＨ₂）j−（ｊは０〜６の整
   数）、１≦ｘ≦１０のとき−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＯＣ
   Ｏ−、又は−（ＣＨ₂）k−（ｋは０〜６の整数）で、Ｚ
   ⁴はＺ³と同一又は相違の−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＯＣＯ
   −、又は−（ＣＨ₂）p−（ｐは０〜６の整数）で表され
   るものである。）である液晶組成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、側鎖型コレス
   テリック液晶ポリマー１００重量部あたり低分子化合物
   を１〜７０重量部配合してなる液晶組成物。
4. 【請求項４】 請求項１〜３に記載の液晶組成物の配向
   架橋処理物からなり、グランジャン配向による円偏光二
   色性を示すことを特徴とする光学素子。
5. 【請求項５】 請求項４において、可視光域にて円偏光
   二色性を示す光学素子。
6. 【請求項６】 請求項４又は５において、円偏光二色性
   を示す波長域が相違するものの２層以上の重畳体からな
   る光学素子。
7. 【請求項７】 請求項１〜３に記載の液晶組成物をグラ
   ンジャン配向させた後、それを電磁波照射及び加熱の一
   方又は両方により架橋処理することを特徴とする光学素
   子の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項４〜６に記載の光学素子に円偏光
   を直線偏光化する位相差層を設けたことを特徴とする光
   学部材。