JP2002294239A

JP2002294239A - リオトロピック液晶組成物および光学異方性薄膜

Info

Publication number: JP2002294239A
Application number: JP2001101745A
Authority: JP
Inventors: Ken Kawada; 憲河田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】光学異方性材料を凝集を起こさせず安定
に分散させたまま、簡便にその異方性配向を誘起させて
有用な光学異方性薄膜を形成する。【解決手段】リオトロピック液晶中に、アスペクト比
が２以上の形状を有する光学異方性材料が分散している
リオトロピック液晶組成物を用いる。そして、塗布にお
ける剪断応力によって、リオトロピック液晶と光学異方
性材料とを配向させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リオトロピック液
晶と他の光学異方性材料とを組み合わせたリオトロピッ
ク液晶組成物に関する。また、本発明は、リオトロピッ
ク液晶と他の光学異方性材料とから形成される光学異方
性薄膜にも関する。さらに、本発明は、リオトロピック
液晶組成物から光学異方性薄膜を製造する方法にも関す
る。

【０００２】

【従来の技術】リソグラフィーとエッチング技術の発展
により、それらの技術から製造される回折光学素子の性
能が急速に向上している。製造技術の進歩に伴い、光の
波長より短いピッチをもつ回折格子を作製する研究が進
められている。光の波長より小さい構造をもつ物質は、
ある屈折率をもつ一様な媒質と等価であり、その屈折率
は構造の形状やそれを構成する物質の屈折率で決まる。
微小ピッチをもつ回折素子は、偏光を制御できることが
重要な利点である。微細構造に方向性をもたせると構造
性複屈折とよばれる光学的な異方性が生じる。これを利
用すると、偏光が制御された回折格子を製造することが
理論的に可能である。このような微小回析素子に関する
研究は、１９８０年代後半から盛んになってきた。最近
までの研究は、菊田他により報告（OPTRONICS、８巻132
頁(1996)）されている。

【０００３】現在、上記の技術を実用化した光学素子と
して、ガラス中に回転楕円体状の銀粒子を分散させた偏
光素子（特公平２−４０６１９号公報、および米国特許
４４８６２１３号、同４４７９８１９号の各明細書記
載）がある。この偏光素子は、銀とハロゲンとを有する
ガラス素地を熱処理してハロゲン化銀の粒子を析出さ
せ、加熱下に延伸してハロゲン化銀粒子を回転楕円体状
に引き伸ばす。この過程でハロゲン化銀粒子に異方性が
生じる。次いで、還元雰囲気下で加熱し、ハロゲン化銀
を金属銀へ還元する。

【０００４】ところが、この偏光素子ではアスペクト比
（長軸長さと短軸長さの比）が不均一で、さらに、ガラ
ス内部でのハロゲン化銀の還元が困難で不透明なハロゲ
ン化銀が残留する。このような問題点を解決するため
に、真空蒸着やスパッタリング等の薄膜形成プロセスを
用いて偏光素子を製造することが提案されている（電気
情報通信学会、秋季大会、講演予稿集 C-212(1990)）。
この提案では、ガラス等の誘電体基板上に金属層を真空
蒸着で設け、ガラス等の誘電体層をスパッタリング等で
その上に積層する。そして、金属層と誘電体層を交互に
数層形成する。次に加熱下で基板を引き伸ばし、金属層
を不連続で島状の金属粒子の層に変形する。金属粒子層
での各金属粒子は延伸方向に引き伸ばされて回転楕円体
状になり、偏光性能が発現する。

【０００５】斎藤らは、電気化学的に陰極上に形成でき
る多孔質のアルミナ薄膜の孔を金属ニッケルで充填し、
微細棒状ニッケル金属による異方性薄膜を形成した（Ap
pl.Phys.Lett.55巻、7号、607頁（1989)）。その偏光性
能は、波長１．３μｍ帯で消光比３０ｄＢであった。

【０００６】金コロイドの光物性は古くから興味がもた
れているが、van der Zande らは、陽極酸化によって得
られた１２ｎｍの径の多孔質アルミナ膜中に溶液からの
電着により金を成長させ、そのアルミナ基板を剥し取る
ことによって、大きさの揃った単分散の金ロッドを合成
した（J.Phys.Chem.B 101巻,852頁(1997））。電着時間
により、その長さを１２〜１６０ｎｍの間で制御してい
る。そして、その長さ／直径の比によって金ロッドの異
方性の度合いが変化することから、そのスペクトルが著
しくシフトすることを見出している。

【０００７】Gabor L．Hornyakらも、細孔内に金を充填
する方法を用い、種々のアスペクト比の棒状金が異方性
配向して充填されたアルミナ薄膜の光学特性について文
献（J.Phys.Chem.B 101巻, 1548頁 (1997)）で論じてお
り、コロイド粒子とプラズモン共鳴吸収の関係を示すMa
xwell-Garnet理論が、これらの金微粒子でも成り立つこ
とを確認している。

【０００８】また、菊田らは、そのような微細な配向構
造に由来する構造性複屈折の有効屈折率に強い分散があ
らわれることを利用して広波長域１／４λ板が可能であ
ることを報告している（応用物理学会、秋季大会、講演
予稿集 26a-SP-22 807頁(1990)）。

【０００９】ナノメートルオーダーの構造単位（金属粒
子や半導体微結晶等）を分散させた複合材料はさらに、
非線形光学効果を利用した応用が検討されている。

【００１０】非線形光学効果とは次のような現象をい
う。電場Ｅ、振動数ωの光が物質に入射すると、物質内
に電場Ｅに比例して誘起された振動数ωの正負の電荷が
分離した分極状態の波、すなわち分極波が生じ、これが
波源となって振動数ωの光が発生する。これが通常の光
と物質との相互作用であり、入射光と出射光の振動数は
同じである。ところが、物質によっては電場Ｅ、振動数
ωの入射光に対して電場Ｅのベキ乗に比例して誘起され
た分極波がかなり強く発生する場合がある。このような
物質を非線形光学物質という。この場合、入射した光の
振動数のｎ倍の光（入射光とは色の異なる光）が発生し
たり、光の強さ（電場）の自乗によって屈折率が変化し
たりするなど、特異な現象が起きる。これらを総称して
非線形光学効果という。非線形光学効果は、レーザー光
の波長変換や光論理素子への応用が検討されている。こ
のような非線形光学効果は、量子閉じ込め効果と深く関
係している。すなわち、金属や半導体の微粒子のサイズ
がナノメーターオーダーになってくると、電子や正孔、
励起子など、光と物質との相互作用に関係する物質中の
量子の自由な行動が妨げられ、バルク状態とは異なった
特異な現象が生じる。このような量子閉じ込め効果が発
生すると、強い非線形光学効果が発現することが知られ
ている。このため、上記のような微粒子の分散された媒
質や、ナノメートルオーダーの構造特徴を有する物質が
非線形光学材料として有望視され、検討が進められてい
る。

【００１１】例えば、非線形光学効果を有するナノ粒子
分散複合材料が、ガラスとナノ粒子原料を混ぜ合わせて
溶かした後、適当な温度での再熱処理によりガラス中に
ナノ粒子を析出させて製造され（ NEW GLASS Vol.3,No.
4,41頁(1989)）たり、あるいは、ガラスとナノ粒子原料
を同時に蒸着し、基板上に両物質を堆積させると、ガラ
スからなる薄膜中にナノ粒子が析出することがあり、こ
れにさらに熱処理などと組み合わせてナノ粒子分散複合
材料が製造されている（光技術コンタクト Vol.27,No.7
389頁(1989)）。

【００１２】次に、リオトロピック液晶自体が剪断配向
することは、幾つかの報文に記載されている。Gudrun S
chmidtらは、文献（ Journal of Physical Chemistry B
102巻、507頁(1998年)）で、ノニオン系の界面活性剤で
もある両親媒性のＣ₁₂Ｈ₂₅（ＯＣ₂Ｈ₄）₆ＯＨがその
流動方向に配向すると述べている。Ｑｕｉｓｔらは文献
（ Liquid Crystals 16巻、235頁(1994年)）で、アニオ
ン系の界面活性剤でもある両親媒性のドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウムがラメラ構造を形成し配向すると
述べている。

【００１３】Stefan Mullerらは、文献（Langmuir 15
巻、7558頁(1999年)）で、低速度域では、Ｃ₁₂Ｈ₂₅（Ｏ
Ｃ₂Ｈ₄）₄ＯＨにより形成されるラメラ相の法線が速
度勾配に平行な方向に配列し、中速度域以上ではマルチ
ラメラベシクルを形成すると述べている。

【００１４】偏光膜として利用することを狙って、水溶
性色素を一定の方向に配向させようとする試みがなされ
ている。市村国宏らは、特開平１０−３３３１５４号明
細書で、ポリ（４−メタクリロイルアゾベンゼン）をス
ピンコートした後、光配向させて配向膜とし、Direct B
lue 67の水溶液を充填したところ、色素分子が照射光軸
に垂直に配向したと述べている。Crowleyらは、文献（
Colloid and SurfacesA 129-130巻、95頁(1997年)）
で、水溶液中でヘキサゴナル相を形成するアゾ色素が低
剪断速度（２．７８／秒）で流動方向に高秩序で配向す
ること及びシアニン色素により形成されるラメラ相の法
線が速度勾配に平行な方向に配列すると述べている。

【００１５】応用的研究としては、円盤状の界面活性剤
型色素のリオトロピック液晶水溶液を剪断塗布配向させ
て偏光膜を形成する試みも報告されている。Ｂｏｂｒｏ
ｖらは、文献（Mat.Res.Soc.Symp.Proc.508巻、225頁(1
998年)）で、アントラキノン系色素の水溶液に数種の添
加剤（Triton-X-100，ハイドロキノン、ポリエチレング
リコール等）を加えて剪断塗布することにより、偏光度
９５％のブルーの液晶膜を作製し、また数種の円盤状色
素を混合することでグレーの偏光膜を形成した。

【００１６】上記のようにリオトロピック液晶自体をホ
スト／ゲストとしてまたは別の有機分子をゲストとし
て、ホストであるリオトロピック液晶の剪断配向性を利
用した研究は存在するが、ミクロンあるいはナノサイズ
の異方性の無機または無機／有機複合材料をゲストとし
てリオトロピック液晶の配向性を利用して異方性を誘起
する研究はない。

【００１７】このようなナノメートルオーダーの構造単
位、例えば微粒子が分散された媒質においては、各微粒
子が発現する非線形光学効果が互いに強めあうように働
かなければ、全体として強い非線形光学効果が発現しな
い。

【００１８】上記のような手法で製造されているナノ粒
子分散複合材料では、ナノ粒子のサイズのばらつきが大
きかったり、配向の秩序度が低かったり、また大面積で
それらの素子を供給することはほとんど不可能に近い。

【００１９】そして、実際問題として、特にナノサイズ
の無機または複合微粒子は一般的に表面エネルギーが大
きく、凝集しやすい傾向があり、それを通常の微粉末の
ように取り扱い、さらに均質に分散塗布したり、またそ
の安定な分散液を調製することは容易ではない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記課
題を鑑み、リオトロピック液晶の剪断配向性と両親媒性
すなわち良好な界面活性性を有するがゆえに、活性な微
粒子をも凝集を起こさせず安定に分散させた溶液を生成
できることに着目し、ミクロンあるいはナノサイズ粒子
を安定に分散させ、かつ簡便にその異方性配向を誘起す
る方法について鋭意検討した結果、ついに本発明に到達
した。具体的には、リオトロピック液晶中に安定に分散
された微細な棒状材料を塗布による剪断応力によって異
方性配向させることを見出した。本発明の目的は、安定
なリオトロピック液晶組成物から、光学異方性薄膜を形
成することである。

【００２１】

【課題を解決する手段】本発明は、下記（１）〜（６）
のリオトロピック液晶組成物、下記（７）の光学異方性
薄膜、および下記（８）〜（９）の光学異方性薄膜の製
造方法を提供する。（１）リオトロピック液晶中に、アスペクト比が２以上
の形状を有する光学異方性材料が分散しているリオトロ
ピック液晶組成物。

【００２２】（２）光学異方性材料の長径が９００ｎｍ
以下である（１）に記載のリオトロピック液晶組成物。（３）光学異方性材料の長径が６００ｎｍ以下である
（２）に記載のリオトロピック液晶組成物。（４）光学異方性材料の長径が３００ｎｍ以下である
（３）に記載のリオトロピック液晶組成物。

【００２３】（５）光学異方性材料のアスペクト比が３
以上である（１）に記載のリオトロピック液晶組成物。（６）光学異方性材料の形状が棒状である（１）に記載
のリオトロピック液晶組成物。

【００２４】（７）リオトロピック液晶性分子と、アス
ペクト比が２以上の形状を有する光学異方性材料とを含
み、リオトロピック液晶性分子と光学異方性材料とがい
ずれも配向している光学異方性薄膜。

【００２５】（８）リオトロピック液晶中に、アスペク
ト比が２以上の形状を有する光学異方性材料が分散して
いるリオトロピック液晶組成物を、支持体上に塗布し、
塗布における剪断応力によって、リオトロピック液晶と
光学異方性材料とを配向させる光学異方性薄膜の製造方
法。（９）リオトロピック液晶と光学異方性材料とを配向さ
せてから、リオトロピック液晶を重合させ、重合により
リオトロピック液晶と光学異方性材料との配向状態を固
定する（８）に記載の光学異方性薄膜の製造方法。

【００２６】

【発明の実施の形態】［リオトロピック液晶］リオトロ
ピック液晶は、溶媒との相互作用（一般に溶液の濃度変
化）により液晶相となる化合物である。リオトロピック
液晶については、液晶便覧（液晶便覧編集委員会編集、
丸善（株）（２０００年）発行）の第２章１．２項、第
３章８．３項、第３章８．５項、第３章９．１〜５項に
詳細に記載されている。サーモトロピック液晶（温度転
移型液晶）では一成分系の物質が温度変化で液晶状態を
形成するのに対して、リオトロピック液晶（濃度転移型
液晶）は溶媒に溶解させたときに多成分系の液晶状態を
形成する点で区別される。

【００２７】リオトロピック液晶は、一般に濃度及び温
度によってさまざまな集合体構造を形成する。どの相構
造が、含有される棒状材料の異方性配向に適しているか
は一概には言えないが、報告されているものでは、層状
ラメラ相やヘキサゴナルに配列した棒状相が圧倒的に多
い。

【００２８】その異方性配向した構造を維持、固定する
ことは、機能性材料の耐久性の点で好ましい。具体的に
は、物理的に冷却によってそのリオトロピック液晶の配
向が固定される性質を利用することも可能であるが、実
用上溶媒のない状態で用いられることが一般的であり、
そのためには配向後、ゲル化による固定あるいは隣接分
子同士が互いに架橋固定しあうことが好ましい。

【００２９】リオトロピック液晶の固定化方法に関して
は、Helmut Ringsdorfによって詳細に説明（ Angewandt
e Chemie International Edition in English 27巻、1
号、133-158頁(1988)に記載）されている。さらに、製
造面からは、固定化工程まではモノマーとして安定に存
在し、固定化の工程で迅速に重合固定することが好まし
い。そのためには、リオトロピック液晶の分子（リオト
ロピック性液晶分子）が重合性基を有することが好まし
い。重合性基としては、不飽和重合性基、エポキシ基ま
たはアジリジニル基が好ましく、不飽和重合性基がさら
に好ましく、エチレン性不飽和重合性基が最も好まし
い。重合性基は、リオトロピック液晶性分子に直結せ
ず、連結基を介して結合してもよい。連結基としては、
−Ｏ−、−ＣＯ−、アルキレン基およびそれらの組み合
わせが好ましい。

【００３０】リオトロピック液晶性分子の重合反応は、
熱重合開始剤を用いる熱重合反応または光重合開始剤を
用いる光重合反応で実施できる。光重合反応が好まし
い。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米
国特許２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細
書記載）、アシロインエーテル（米国特許２４４８８２
８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン
化合物（米国特許２７２２５１２号明細書記載）、多核
キノン化合物（米国特許３０４６１２７号、同２９５１
７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾール
ダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ
（米国特許３５４９３６７号明細書記載）、アクリジン
およびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号
公報、米国特許４２３９８５０号明細書記載）およびオ
キサジアゾール化合物（米国特許４２１２９７０号明細
書記載）が含まれる。光重合開始剤の使用量は、塗布液
の固形分の０．０１乃至２０質量％であることが好まし
く、０．５乃至５質量％であることがさらに好ましい。
重合のための光照射は、紫外線を用いることが好まし
い。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ² 乃至５０Ｊ／
ｃｍ² であることが好ましく、１００乃至８００ｍＪ／
ｃｍ² であることがさらに好ましい。光重合反応を促進
するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。

【００３１】溶液状態での剪断配向力はこの多成分系の
特異的液晶相構造状態から生起しているものと思われ
る。さらに、これらリオトロピック液晶の大部分のもの
が両親媒性化合物であり、界面活性剤としての性質を有
しているので、ミクロンオーダー以下の表面エネルギー
の大きな微粒子を安定に溶液状態で分散させられる。従
って、剪断方向に対して微細な光学異方性材料が容易に
配向するのは、適切に選択されるリオトロピック液晶の
適度な光学異方性材料界面との親和性とリオトロピック
液晶がもつ剪断配向性のバランスがとれていることによ
って異方性配向が実現していると推察している。

【００３２】以下に、本発明に用いられるリオトロピッ
ク液晶を例示する。

【００３３】

【化１】

【００３４】

【化２】

【００３５】

【化３】

【００３６】

【化４】

【００３７】

【化５】

【００３８】［アスペクト比が２以上の形状を有する光
学異方性材料］光学異方性材料は、無機材料、有機材料
あるいは無機／有機複合体材料から形成できる。代表的
な光学異方性材料は、カーボンナノチューブである。こ
の物質は、そのサイズからみて既に一次元物質に近い条
件を満たしており、バルク黒鉛とは異なる電子物性が期
待され、円筒の螺旋ピッチによって金属的な物性と半導
体的な物性のいずれかを持つことが予測された。カーボ
ンナノチューブは、多層カーボンナノチューブ（数十層
の円筒型の黒鉛構造のシートが入れ子になった直径が数
１０ｎｍに及ぶもの）と単層カーボンナノチューブ（円
筒型の黒鉛構造のシートが一層で直径が１ｎｍ程度のも
の）の２種類がある。合成方法は、アーク放電法、炭化
水素触媒分解法、レーザー蒸発法等があり、最近では大
量生産や基板上でのカーボンナノチューブの直接成長を
目指した炭化水素触媒分解法の進歩が著しい。

【００３９】ナノスケール程度の微小粒子や微小ファイ
バーの合成方法については、多孔質媒体の細孔を鋳型と
して用いる方法が種々研究されており、Ｊ．Ｈ．Ｆｅｎ
ｄｌｅｒによって編集された文献（ Nanoparticles and
Nanostructured Films Chapter.10“Template Synthes
is of Nanoparticles in Nanoporous Membranes”WILEY
-VCH社発行(1998年)）に詳細に記述されている。

【００４０】Ajayanらは、カーボンナノチューブにＰｂ
Ｏ、Ｂｉ₂Ｏ₃、Ｖ₂Ｏ₅の溶融酸化物を導入できるこ
とを示した（Nature 375巻,564頁(1995)）。さらにＧｒ
ｅｅｎらは、カーボンナノチューブに溶融したモリブデ
ン化合物を導入することによって、単結晶状のＭｏＯ₃
ナノワイヤーを合成した。さらに、これを水素還元する
ことにより、電気的物性に興味が持たれるＭｏＯ₂ナノ
ワイヤーを得ている。

【００４１】市川らは、ゼオライトやメゾ細孔結晶（FM
S-16）の細孔内壁が、ＯＨ基、架橋酸素、Ａｌ、Ｓｉ、
Ｎａイオンなどからなっており一次元のメソ細孔（20-1
00Ａ）をもつ性質を利用して、数ナノサイズの金属及び
合金クラスターの合成が可能であることを示した（ J.A
mer.Chem.Soc.,118巻,5810頁(1996)）。

【００４２】表面処理の分野では「アルマイト」被膜と
して古くから知られている陽極酸化ポーラスアルミナ
は、アルミニウムを酸性電解液中で陽極酸化することに
より表面に形成される多孔性酸化被膜である。この特徴
は、直行する細孔がほぼ等間隔に平行して形成されるハ
ニカム構造をとる点にある。これに加え、細孔径、細孔
間隔、細孔深さを比較的自由に制御できる。

【００４３】この細孔内には電気化学的手法で種々の金
属を析出・充填させることができ、その後アルミナ層を
選択的に溶解除去することにより、本発明に必要なミク
ロン、ナノオーダー微細な棒状材料を得ることができ
る。

【００４４】カーボンナノチューブ、特に多層ナノチュ
ーブは強靭で導電性も良好であるが、４０％程度の濃厚
なリオトロピック液晶水溶液、あるいは有機溶剤溶液中
で超音波分散し、遠心分離することを数度繰り返すこと
により、分散性の良好なペースト溶液を得ることができ
る。

【００４５】光学異方性材料のアスペクト比（粒子の長
径／粒子の短径の比）は、２以上であり、３以上である
ことが好ましい。アスペクト比の上限は、３００程度で
ある。粒子の長径は、粒子形状を直方体に近似した場合
に、最も長い辺長であり、短径は最も短い辺長である。
アスペクト比が大きな粒子は、一般に、平板状または棒
状の形状を有する。すなわち、長径方向と短径方向以外
の径（具体的には、粒子形状を直方体に近似した場合に
中間の長さとなる辺長）の径が、長径に近い（具体的に
は、平均粒径よりも長い）長さを有する場合は平板状で
あり、短径に近い（具体的には、平均粒径よりも短い）
長さを有する場合は棒状の形状である。平板状よりも棒
状の方が好ましい。粒子の平均粒径は、粒子形状を球に
近似した場合の直径である。光学異方性材料の長径は、
９００ｎｍ以下（ミクロンオーダー未満＝ナノメートル
オーダー）であることが好ましく、６００ｎｍ以下であ
る（可視光の波長より短い）ことがさらに好ましく、３
００ｎｍ以下であることが最も好ましい。

【００４６】光学異方性材料は、単分子ではなく分子あ
るいは元素の集合体または重合物であり、またそれ自体
にはリオトロピック液晶性がない。ただし、リオトロピ
ック液晶組成物として剪断配向時にはその材料が異方性
を発現する。

【００４７】［光学異方性薄膜］リオトロピック液晶中
に、アスペクト比が２以上の形状を有する光学異方性材
料が分散しているリオトロピック液晶組成物を用いるこ
とで、リオトロピック液晶性分子と、アスペクト比が２
以上の形状を有する光学異方性材料とを含み、リオトロ
ピック液晶性分子と光学異方性材料とがいずれも配向し
ている光学異方性薄膜を形成することができる。具体的
には、リオトロピック液晶組成物を、支持体上に塗布
し、塗布における剪断応力によって、リオトロピック液
晶と光学異方性材料とを配向させればよい。リオトロピ
ック液晶性分子が重合性基を有する場合、リオトロピッ
ク液晶と光学異方性材料とを配向させてから、リオトロ
ピック液晶を重合させ、重合によりリオトロピック液晶
と光学異方性材料との配向状態を固定することが好まし
い。

【００４８】

【実施例】［実施例１］（アルミナのナノ細孔中への金の充填）細孔性アルミナ
は、アルミニウムの陽極酸化により得た。その細孔性ア
ルミナ薄膜は１．５μｍの厚みであり、細孔は１ｍ²当
たり平均８×１０¹⁴個存在し、その内径は１２ｎｍであ
った。しかし、その内径は酸化アルミニウムの溶解処理
によって変化は可能であった。金の析出を促進させるた
めに、予め微量の銅を析出させた。銅は選択的に溶解さ
せることができ、支持体から金を剥離する工程を容易に
する。金ロッドの長さは析出時間によって変化し、２４
０ｎｍの長さのものを以下に実験に用いた。

【００４９】（合成微細金ロッドの分散したリオトロピ
ック液晶水溶液の調製）金ロッドをアルミナ膜から剥離
させるために、１．２５ＭＮａＯＨ水溶液にリオトロ
ピック液晶（ＬＬＣ−１）の濃度が２０％になるように
溶解させ、この中に金ロッドの充填されたアルミナ薄膜
を浸漬し、溶解させた。次いで、下記エッチング溶液で
金表面を被覆している銅を溶解剥離した。

【００５０】（銅のエッチングと分散塗布液の調製）下
記エッチング溶液をさらに１００倍希釈し、濃縮金ロッ
ドペーストを分散させ、３０分間放置した。エッチング溶液：２５ｍＬ９８％Ｈ₂ＳＯ₄、１７５ｍ
Ｌ３０％Ｈ₂Ｏ₂、数滴の８５％Ｈ₃ＰＯ₄を蒸留水に
溶解し１Ｌとする。

【００５１】遠心分離工程と濃縮金ロッド懸濁物の４０
％リオトロピック液晶（ＬＬＣ−１）水溶液への分散工
程を５回繰り返し、微細金ロッドが安定に分散した４０
％リオトロピック液晶（ＬＬＣ−１）水溶液（Ａｕ−
１）を得た。

【００５２】（金ロッド分散リオトロピック液晶水溶液
の剪断配向塗布）塗布用ワイヤーバー（＃２３）を用
い、５０ｃｍ／ｓｅｃの速度でガラス支持体上に、塗布
直前に光重合開始剤イルガキュア９０７を２質料％添加
した上記Ａｕ−１水溶液を塗布し、直後に紫外光を１０
秒間照射した。その後さらに１５分間乾燥し、棒状金が
分散したリオトロピック液晶薄膜（１．５μｍ厚）（Ａ
ｕ−１／ＬＬＣ−１）を得た。

【００５３】［実施例２］（偏光子としての評価）表１にその光透過損失の測定を
行った結果を示す。Ｅ//偏光は、測定を行った波長域に
おいて３０ｄＢ前後の光透過損失と大きな偏光特性を有
していることが確認された。特に、波長１．３μｍにお
いて、Ｅ//偏光の光透過損失は３２ｄＢ、Ｅ⊥偏光の光
透過損失は２ｄＢと大きな偏光特性が実現された。

【００５４】

【表１】第１表：液晶薄膜（光学異方性薄膜材料）の光透過損失の測定結果 ──────────────────────────────────── 波長 610nm 820nm 1150nm 1300nm 1550nm 光透過損失：Ｅ//偏光２７２８３０３２２９光透過損失：Ｅ⊥偏光７５３２１ ────────────────────────────────────

【００５５】

【発明の効果】本発明に従い、微細棒状材料が安定に分
散されたリオトロピック液晶組成物を塗布することで有
用な種々の光学異方性材料を簡便に供給することができ
る。これにより、工業的価値が極めて高い光学異方性材
料が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H049 BA02 BA23 BA24 BA42 BA45 BA47 BC05 4H027 BA15 BD01 BD07 BD12 BE01 CA02 DG02 DL02 DQ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リオトロピック液晶中に、アスペクト比
が２以上の形状を有する光学異方性材料が分散している
リオトロピック液晶組成物。
【請求項２】光学異方性材料の長径が９００ｎｍ以下
である請求項１に記載のリオトロピック液晶組成物。
【請求項３】光学異方性材料の長径が６００ｎｍ以下
である請求項２に記載のリオトロピック液晶組成物。
【請求項４】光学異方性材料の長径が３００ｎｍ以下
である請求項３に記載のリオトロピック液晶組成物。
【請求項５】光学異方性材料のアスペクト比が３以上
である請求項１に記載のリオトロピック液晶組成物。
【請求項６】光学異方性材料の形状が棒状である請求
項１に記載のリオトロピック液晶組成物。
【請求項７】リオトロピック液晶性分子と、アスペク
ト比が２以上の形状を有する光学異方性材料とを含み、
リオトロピック液晶性分子と光学異方性材料とがいずれ
も配向している光学異方性薄膜。
【請求項８】リオトロピック液晶中に、アスペクト比
が２以上の形状を有する光学異方性材料が分散している
リオトロピック液晶組成物を、支持体上に塗布し、塗布
における剪断応力によって、リオトロピック液晶と光学
異方性材料とを配向させる光学異方性薄膜の製造方法。
【請求項９】リオトロピック液晶と光学異方性材料と
を配向させてから、リオトロピック液晶を重合させ、重
合によりリオトロピック液晶と光学異方性材料との配向
状態を固定する請求項８に記載の光学異方性薄膜の製造
方法。