JP2005272532A - Meso configuration, mesoporous body and method for producing meso configuration - Google Patents

Meso configuration, mesoporous body and method for producing meso configuration Download PDF

Info

Publication number
JP2005272532A
JP2005272532A JP2004085142A JP2004085142A JP2005272532A JP 2005272532 A JP2005272532 A JP 2005272532A JP 2004085142 A JP2004085142 A JP 2004085142A JP 2004085142 A JP2004085142 A JP 2004085142A JP 2005272532 A JP2005272532 A JP 2005272532A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
ultraviolet light
liquid crystal
group
surfactant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004085142A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Seki
隆広 関
Haruhiko Fukumoto
晴彦 福本
Shusaku Nagano
修作 永野
Yoshihiro Kawatsuki
喜弘 川月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagoya Industrial Science Research Institute
Original Assignee
Nagoya Industrial Science Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagoya Industrial Science Research Institute filed Critical Nagoya Industrial Science Research Institute
Priority to JP2004085142A priority Critical patent/JP2005272532A/en
Publication of JP2005272532A publication Critical patent/JP2005272532A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a meso configuration having highly controlled orientation and a mesoporous body and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The method for producing a meso configuration comprises an irradiation process of linearly polarized ultraviolet light, with which a polymer liquid crystal film having a photo-crosslinkable part and a liquid crystal group on the side chain is irradiated with linearly polarized ultraviolet light, then a heat treatment process for heat-treating the film after the irradiation process and a meso configuration formation process for immersing the film after the heat treatment process in a mixed solution containing a surfactant and a silane compound and forming the meso configuration containing the surfactant and silica on the film after the heat treatment process. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、メソ組織体、メソポーラス体、及びメソ組織体の製造方法に関する。   The present invention relates to a mesostructured body, a mesoporous body, and a method for producing a mesostructured body.

界面活性剤の集合体を鋳型としてゾルゲル法にて合成されるメソ組織体は反応触媒、分離、低誘電率材料等へ用途で注目されている。
このような状況下、次のようなメソ組織体の製造方法が提案されている(特許文献1参照)。すなわち、基板上にポリシランの膜を形成し、この膜に紫外偏光を照射して配向膜とする。そして、界面活性剤とシラン化合物の混合溶液を作製し、混合溶液に配向膜を浸漬する。すると、配向膜上には、この膜の分子配向に沿うようにシリカが堆積し、その結果、配向性の高いメソ組織体が得られるというものである。
Mesostructures synthesized by a sol-gel method using a surfactant aggregate as a template have attracted attention for applications such as reaction catalysts, separation, and low dielectric constant materials.
Under such circumstances, the following method for producing a mesostructure has been proposed (see Patent Document 1). That is, a polysilane film is formed on a substrate, and this film is irradiated with ultraviolet polarized light to form an alignment film. Then, a mixed solution of the surfactant and the silane compound is prepared, and the alignment film is immersed in the mixed solution. Then, silica is deposited on the alignment film so as to follow the molecular alignment of the film, and as a result, a mesostructure having a high orientation is obtained.

ところが、このものは、ポリシランの膜に紫外偏光を照射することにより、ポリシランの主鎖を異方的に切断することにより配向膜としているために、配向膜内のポリシランの分子量が低下し、膜としての強度が弱いものとなっていた。
従って、この配向膜を界面活性剤とシラン化合物の混合溶液に浸漬すると、溶液により配向膜が部分的に溶解等して、その結果、メソ組織体の配向の制御も十分に行われないという問題点があった。
特開2003−327729公報
However, this is because the alignment film is formed by irradiating the polysilane film with ultraviolet polarized light to anisotropically cut the main chain of the polysilane. As the strength was weak.
Therefore, when this alignment film is immersed in a mixed solution of a surfactant and a silane compound, the alignment film is partially dissolved by the solution, and as a result, the mesostructure alignment is not sufficiently controlled. There was a point.
JP 2003-327729 A

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、高度に配向性を制御したメソ組織体、メソポーラス体及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a mesostructured body, a mesoporous body, and a method for producing the same, in which orientation is highly controlled.

上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶の膜に直線偏光した紫外光を照射する直線偏光紫外光の照射工程と、前記照射工程後の膜を熱処理する熱処理工程と、界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に前記熱処理工程後の膜を浸漬して、前記熱処理工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するメソ組織体形成工程を備えることを特徴とするメソ組織体の製造方法である。   As a means for achieving the above object, the invention of claim 1 is directed to a linearly polarized ultraviolet light which irradiates a linearly polarized ultraviolet light on a polymer liquid crystal film having a liquid-crosslinkable portion and a liquid-crosslinkable portion on a side chain. An irradiation step, a heat treatment step for heat-treating the film after the irradiation step, and a surface activity on the film after the heat treatment step by immersing the film after the heat treatment step in a mixed solution containing a surfactant and a silane compound. A mesostructured body production process comprising forming a mesostructured body containing an agent and silica.

請求項2の発明は、側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶の膜に直線偏光した紫外光を照射する第1紫外光照射工程と、前記第1照射工程後の膜を熱処理する熱処理工程と、前記熱処理工程後の膜に紫外光を照射する第2紫外光照射工程と、界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に前記第2紫外光照射工程後の膜を浸漬して、前記第2紫外光照射工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するメソ組織体形成工程を備えることを特徴とするメソ組織体の製造方法である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a first ultraviolet light irradiation step of irradiating a polymer liquid crystal film having a liquid-crosslinkable site and a liquid crystal group in a side chain with a linearly polarized ultraviolet light, and a film after the first irradiation step. A heat treatment step for heat treating the film, a second ultraviolet light irradiation step for irradiating the film after the heat treatment step with ultraviolet light, and a film after the second ultraviolet light irradiation step for a mixed solution containing a surfactant and a silane compound. A mesostructured body production method comprising a mesostructured body forming step of immersing and forming a mesostructured body containing a surfactant and silica on the film after the second ultraviolet light irradiation step. .

請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のものにおいて、前記熱処理温度は、前記高分子液晶が液晶相を発現する温度であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the heat treatment temperature is a temperature at which the polymer liquid crystal exhibits a liquid crystal phase.

請求項4の発明は、側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶膜を直線偏光した紫外光により架橋し、その膜上に界面活性剤の有機組織体を鋳型としてシリカをゾルゲル法によって堆積させたメソ組織体である。   According to a fourth aspect of the present invention, a polymer liquid crystal film having a photocrosslinkable site in the side chain and a liquid crystal group is cross-linked by linearly polarized ultraviolet light, and silica is used on the film with a surfactant organic tissue as a template. It is a mesostructured body deposited by the sol-gel method.

請求項5の発明は、側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶膜を直線偏光した紫外光により架橋し、その膜上に界面活性剤の有機組織体を鋳型としてシリカをゾルゲル法によって堆積させ、さらに前記界面活性剤を除去してなるメソポーラス体である。   In the invention of claim 5, a polymer liquid crystal film having a photocrosslinkable site and a liquid crystal group in the side chain is cross-linked by linearly polarized ultraviolet light, and silica is used on the film with a surfactant organic tissue as a template. It is a mesoporous body obtained by depositing by a sol-gel method and further removing the surfactant.

<請求項1の発明>
図1の模式図に示すように、側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶膜3に直線偏光した紫外光5を照射する。すると、側鎖基1のうち直線偏光した紫外光5に感応した側鎖基1Aのみが光架橋される。すなわち紫外光の電界振動方向に対して平行(//)に位置する側鎖基1Aのみ選択的に光架橋されて、一軸配向性を有する高分子液晶膜3が形成される(図1(A)、図1(B)参照)。なお、図1(B)では、2つの二重結合の光架橋によって4員環が形成された状態を模式的に表している。
<Invention of Claim 1>
As shown in the schematic diagram of FIG. 1, the polymer liquid crystal film 3 having a liquid-crosslinkable portion and a liquid crystal group on the side chain is irradiated with linearly polarized ultraviolet light 5. Then, only the side chain group 1A sensitive to the linearly polarized ultraviolet light 5 among the side chain groups 1 is photocrosslinked. That is, only the side chain group 1A located in parallel (//) with respect to the direction of electric field vibration of ultraviolet light is selectively photocrosslinked to form a polymer liquid crystal film 3 having uniaxial orientation (FIG. 1A). ), See FIG. FIG. 1B schematically shows a state in which a four-membered ring is formed by photocrosslinking of two double bonds.

そして、この高分子液晶膜3を熱処理する。すると、紫外光では架橋されなかった側鎖基1Bが、その液晶性により、既に架橋された側鎖基1Aの影響を受けて、架橋された側鎖基1Aと同様の配向となるように整列される(図1(C)参照)。   Then, the polymer liquid crystal film 3 is heat-treated. Then, the side chain group 1B that has not been cross-linked by ultraviolet light is aligned so as to have the same orientation as the cross-linked side chain group 1A due to its liquid crystallinity due to the influence of the already cross-linked side chain group 1A. (See FIG. 1C).

次に、高分子液晶膜3を界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に浸漬すると、高分子液晶膜3の側鎖基1の一軸配向性によって、鋳型となる界面活性剤がナノ構造配列を持つように配向させられながら、膜上に堆積する。そして、この鋳型にメソポーラスシリカ(メソポーラス体)が堆積して、界面活性剤及びシリカからなるメソ組織体7が高分子液晶膜3上に形成する。
この製造方法によれば、熱処理工程で側鎖基1の液晶性が発揮され、側鎖基1の配向度が増加する。よって、この高い配向度の側鎖基1により、メソ組織体7のナノ構造配列は高度に制御される。
さらに、この製造方法によれば、混合溶液に浸漬される高分子液晶膜3は、光架橋されているから膜強度が強い。従って、混合溶液中でも安定であり側鎖基1の一軸配向性が損なわれにくい。よって、メソ組織体7のナノ構造配列をさらに高度に制御することができる。
Next, when the polymer liquid crystal film 3 is immersed in a mixed solution containing a surfactant and a silane compound, the surfactant as a template is arranged in a nanostructure due to the uniaxial orientation of the side chain group 1 of the polymer liquid crystal film 3. It is deposited on the film while being oriented to have. Then, mesoporous silica (mesoporous body) is deposited on the template, and a mesostructured body 7 made of a surfactant and silica is formed on the polymer liquid crystal film 3.
According to this manufacturing method, the liquid crystallinity of the side chain group 1 is exhibited in the heat treatment step, and the degree of orientation of the side chain group 1 is increased. Therefore, the nanostructure arrangement of the mesostructured body 7 is highly controlled by this highly oriented side chain group 1.
Furthermore, according to this manufacturing method, since the polymer liquid crystal film 3 immersed in the mixed solution is photocrosslinked, the film strength is high. Therefore, it is stable even in a mixed solution, and the uniaxial orientation of the side chain group 1 is not easily impaired. Therefore, the nanostructure arrangement of the mesostructured body 7 can be controlled to a higher degree.

<請求項2の発明>
本請求項の製造方法によれば、高分子液晶膜を熱処理した後、さらに、第2紫外光照射工程で紫外線を照射している。すなわち、図2の模式図において、(A)(B)(C)は、図1の(A)、(B)、(C)と同様であるが、図2(D)に示すように熱処理後の膜に紫外線9をさらに照射している。なお、図2(E)は、図1(D)に対応する図である。
紫外線9の照射により、高分子液晶膜3の架橋度が上がるから、界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液中での膜安定性が著しく向上して、側鎖基1の一軸配向性が更に損なわれにくくなる。よって、メソ組織体7のナノ構造配列をより高度に制御することができる。
<Invention of Claim 2>
According to the manufacturing method of this claim, after heat-treating the polymer liquid crystal film, ultraviolet rays are further irradiated in the second ultraviolet light irradiation step. That is, in the schematic diagram of FIG. 2, (A), (B), and (C) are the same as (A), (B), and (C) of FIG. 1, but as shown in FIG. The subsequent film is further irradiated with ultraviolet rays 9. Note that FIG. 2E corresponds to FIG.
Since the cross-linking degree of the polymer liquid crystal film 3 is increased by the irradiation of the ultraviolet ray 9, the film stability in the mixed solution containing the surfactant and the silane compound is remarkably improved, and the uniaxial orientation of the side chain group 1 is improved. Furthermore, it becomes difficult to be damaged. Therefore, the nanostructure arrangement of the mesostructured body 7 can be controlled to a higher degree.

<請求項3の発明>
本請求項の構成によれば、熱処理温度は、高分子液晶が液晶相を発現する温度とされている。液晶相を発現する温度では、未架橋側鎖基が流動しやすくなるから液晶配向しやすくなる。
<Invention of Claim 3>
According to the structure of this claim, the heat treatment temperature is set to a temperature at which the polymer liquid crystal exhibits a liquid crystal phase. At the temperature at which the liquid crystal phase is developed, the uncrosslinked side chain groups easily flow, and thus the liquid crystal is easily aligned.

<請求項4の発明>
本請求項のメソ組織体は、ゾルゲル法の混合溶液中において安定な架橋高分子液晶膜上に堆積したものであるから、ナノ構造配列性が高い。
<Invention of Claim 4>
Since the mesostructured body according to the present invention is deposited on a stable crosslinked polymer liquid crystal film in a sol-gel mixed solution, the nanostructure alignment is high.

<請求項5の発明>
本請求項のメソポーラス体は、ゾルゲル法の混合溶液中において安定な架橋高分子液晶膜上に堆積し、さらに界面活性剤を除去したものであるから、ナノ構造配列性が高い。
<Invention of Claim 5>
The mesoporous body according to the present invention is deposited on a stable crosslinked polymer liquid crystal film in a mixed solution of the sol-gel method, and further has a surfactant removed, so that the nanostructure alignment is high.

以下、本発明を詳細に説明する。
まず、側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶の膜に直線偏光した紫外光を照射する直線偏光紫外光の照射工程と、前記照射工程後の膜を熱処理する熱処理工程と、界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に熱処理工程後の膜を浸漬して、熱処理工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するメソ組織体形成工程を備える第1の製造方法について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, an irradiation process of linearly polarized ultraviolet light that irradiates linearly polarized ultraviolet light onto a polymer liquid crystal film having a liquid-crosslinkable site and a liquid crystal group in the side chain, and a heat treatment process that heat-treats the film after the irradiation process A mesostructure formation step of immersing the film after the heat treatment step in a mixed solution containing the surfactant and the silane compound to form a mesostructure body containing the surfactant and silica on the film after the heat treatment step. A first manufacturing method provided will be described.

最初に、直線偏光紫外光の照射工程を説明する。
この工程で用いる高分子液晶は、特に限定されないが、例えば、芳香族炭化水素基等の液晶基(メソゲン)と、炭素原子間二重結合を有する置換基を側鎖に備えた高分子液晶が挙げられ、具体的には、例えば、一般式(1)又は(2)で示される光架橋可能な部位を有する高分子液晶が挙げられる。
First, the irradiation process of linearly polarized ultraviolet light will be described.
The polymer liquid crystal used in this step is not particularly limited. For example, a polymer liquid crystal having a side chain with a liquid crystal group (mesogen) such as an aromatic hydrocarbon group and a substituent having a double bond between carbon atoms is used. Specifically, for example, a polymer liquid crystal having a photocrosslinkable moiety represented by the general formula (1) or (2) can be given.

Figure 2005272532
Figure 2005272532

Figure 2005272532
Figure 2005272532

ここで、置換基Rは、特に限定されないが、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基又はフェニル基等が好適である。アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の炭素数4以下の低級アルキル基が好ましい。   Here, the substituent R is not particularly limited, but a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano group, an alkyl group, a phenyl group, or the like is preferable. The alkyl group is preferably a lower alkyl group having 4 or less carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group.

Xは特に限定されないが、1〜20の範囲が好ましく、特に6〜12が好ましい。   X is not particularly limited, but a range of 1 to 20 is preferable, and 6 to 12 is particularly preferable.

Aは、無し、酸素原子、硫黄原子又は−COO−若しくは−OCO−で表される基である。   A is none, an oxygen atom, a sulfur atom, or a group represented by —COO— or —OCO—.

Qは、液晶基であれば特に限定されないが、例えば、以下の式(Q1)〜(Q15)の液晶基が挙げられる。   Although Q will not be specifically limited if it is a liquid crystal group, For example, the liquid crystal group of the following formula | equation (Q1)-(Q15) is mentioned.

Figure 2005272532
ビフェニル
Figure 2005272532
Biphenyl

Figure 2005272532
フェニルピリジン
Figure 2005272532
Phenylpyridine

Figure 2005272532
安息香酸フェニル
Figure 2005272532
Phenyl benzoate

Figure 2005272532
安息香酸ビフェニル
Figure 2005272532
Biphenyl benzoate

Figure 2005272532
トラン
Figure 2005272532
Trang

Figure 2005272532
アゾキシベンゼン
Figure 2005272532
Azoxybenzene

Figure 2005272532
アゾベンゼン
Figure 2005272532
Azobenzene

Figure 2005272532
シクロヘキシルフェニル
Figure 2005272532
Cyclohexylphenyl

Figure 2005272532
シクロヘキシルピリミジン
Figure 2005272532
Cyclohexyl pyrimidine

Figure 2005272532
シクロヘキシルカルボン酸フェニル
Figure 2005272532
Cyclohexylcarboxylic acid phenyl

Figure 2005272532
シクロヘキシルカルボン酸ビフェニル
Figure 2005272532
Cyclohexylcarboxylic acid biphenyl

Figure 2005272532
ベンジリデンアニリン
Figure 2005272532
Benzylideneaniline

Figure 2005272532
コレステリル
Figure 2005272532
Cholesteryl

Figure 2005272532
コレスタニル
Figure 2005272532
Cholestanyl

Figure 2005272532
コレスタジエニル
Figure 2005272532
Cholestadienyl

上記式(Q1)〜(Q15)において、置換基R、R、R、Rは、水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルキル基をハロゲンで置換した基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基を表し、炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基等が好適であり、炭素数1〜6のアルキル基をハロゲンで置換した基としては例えば、−CFが好適であり、炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキソキシ基等が好適である。ハロゲン基は、フッ素,塩素,臭素又はヨウ素であることが好適である。
なお、(Q1)(Q3)(Q4)(Q5)(Q6)(Q7)(Q11)(Q12)において、RとR、RとRとRは同一の置換基であっても異なるものであってもよい。
In the above formulas (Q1) to (Q15), the substituents R, R 1 , R 2 and R 3 are groups in which hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with halogen. Represents an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group, a nitro group, an amino group, or a cyano group. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. , N-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like are preferable. Examples of the group in which an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with halogen include- CF 3 is preferable, and examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, n Pentoxy, n- hexoxy and the like. The halogen group is preferably fluorine, chlorine, bromine or iodine.
In (Q1), (Q3), (Q4), (Q5), (Q6), (Q7), (Q11), and (Q12), R 1 and R 2 , R 1 , R 2, and R 3 are the same substituent. May be different.

Bは、無し、酸素原子、硫黄原子又は−COO−若しくは−OCO−で表される基である。   B is none, an oxygen atom, a sulfur atom, or a group represented by —COO— or —OCO—.

Pは、光架橋性基であれば特に限定されないが、例えば、以下の式(P1)〜(P10)の光架橋性基が挙げられる。   Although P will not be specifically limited if it is a photocrosslinkable group, For example, the photocrosslinkable group of the following formula | equation (P1)-(P10) is mentioned.

Figure 2005272532
シンナモイル基
Figure 2005272532
Cinnamoyl group

Figure 2005272532
シンナミリデン基
Figure 2005272532
Cinnamylidene group

Figure 2005272532
カルコン残基
Figure 2005272532
Chalcone residues

Figure 2005272532
2,5−ジメトキシスチルベン残基
Figure 2005272532
2,5-dimethoxystilbene residue

Figure 2005272532
スチリルピリジニウム残基
Figure 2005272532
Styrylpyridinium residue

Figure 2005272532
アントラセン残基
Figure 2005272532
Anthracene residue

Figure 2005272532
イソクマリン残基
Figure 2005272532
Isocoumarin residue

Figure 2005272532
2−ピロン残基
Figure 2005272532
2-pyrone residue

Figure 2005272532
α−フェニルマレイミド
Figure 2005272532
α-Phenylmaleimide

Figure 2005272532
チミン残基
Figure 2005272532
Thymine residue

上記式(P1)〜(P10)において、置換基R、R、Rは、水素、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルキル基をハロゲンで置換した基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基を表し、炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基等が好適であり、炭素数1〜6のアルキル基をハロゲンで置換した基としては例えば、−CFが好適であり、炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキソキシ基等が好適である。ハロゲン基は、フッ素,塩素,臭素又はヨウ素であることが好適である。
なお、(P6)において、RとRは同一の置換基であっても異なるものであってもよい。また、(P5)において、Xは、ハロゲンイオン(フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素)等の特に限定されない周知の陰イオンを意味する。
In the above formulas (P1) to (P10), the substituents R, R 1 and R 2 are hydrogen, a group having 1 to 6 carbon atoms, a group having 1 to 6 carbon atoms substituted with halogen, 1 to 6 alkoxy groups, halogen groups, nitro groups, amino groups, and cyano groups. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, and n- A butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, and the like are preferable. Examples of the group in which an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is substituted with a halogen include -CF 3 Preferred examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, and an n-pento group. A xyl group, an n-hexoxy group, and the like are preferable. The halogen group is preferably fluorine, chlorine, bromine or iodine.
In (P6), R 1 and R 2 may be the same or different. In (P5), X means a well-known anion that is not particularly limited, such as a halogen ion (fluorine, chlorine, bromine, or iodine).

nは、特に限定されないが、5〜10000程度が好ましく、更に種々のキャスト法で均一な高分子膜を作製するためには10〜10000であることが好ましく、特に100〜1000であることが好ましい。   n is not particularly limited, but is preferably about 5 to 10000, more preferably 10 to 10000, and particularly preferably 100 to 1000 in order to produce a uniform polymer film by various casting methods. .

そして、ポリマーの分子量は、重量平均分子量で10, 000〜1, 000, 000の範囲内にあることが好ましい。重量平均分子量がこの範囲内にあると、高分子液晶膜の膜強度が強くなり、後述する界面活性剤及びシリカを含有する混合溶液中における安定性が向上するからである。   The molecular weight of the polymer is preferably in the range of 10,000 to 1,000,000 in terms of weight average molecular weight. This is because when the weight average molecular weight is within this range, the film strength of the polymer liquid crystal film becomes strong, and stability in a mixed solution containing a surfactant and silica described later is improved.

高分子液晶膜の製膜方法としては、特に限定されず、周知の方法を採用することができる。例えば、石英、ガラス板、Siウェハ、フッ化ナトリウム等の透明結晶板や、ポリスチレンやポリメチルメタクリレート等の透明高分子膜を支持体とし、この支持体の上に例えばスピンキャストにより製膜する方法、すなわち支持体上にポリマーの有機溶媒溶液を滴下し、支持体を高速回転させることにより、支持体上に薄膜を形成する方法を採用することができる。また、スプレー塗布などの方法を広く採用することができる。   The method for forming the polymer liquid crystal film is not particularly limited, and a known method can be adopted. For example, a method in which a transparent crystal plate such as quartz, glass plate, Si wafer, sodium fluoride, or the like, or a transparent polymer film such as polystyrene or polymethyl methacrylate is used as a support, and the film is formed on the support by, for example, spin casting. That is, a method of forming a thin film on a support by dropping a polymer organic solvent solution onto the support and rotating the support at a high speed can be employed. Further, a method such as spray coating can be widely adopted.

また、高分子液晶膜の膜厚は、特に限定されないが、熱処理時の側鎖の会合(結果的に側鎖の配向を乱す現象)を生じさせないために50〜200nmであることが好ましい(ここで、会合とは、側鎖基同士が熱によって折り重なり合って、収縮することを意味する)。
なお、膜厚を調製するためには、例えば、スピンキャストする溶液の濃度を変えたり、スピンキャスト時の回転数や、溶媒にトルエン等の高沸点溶媒を混合して蒸発速度を調整する方法がある。
The film thickness of the polymer liquid crystal film is not particularly limited, but is preferably 50 to 200 nm in order not to cause side chain association during heat treatment (resulting in disturbance of the side chain orientation) (here) The association means that the side chain groups are folded by heat and contracted).
In order to adjust the film thickness, for example, there is a method of adjusting the evaporation rate by changing the concentration of the solution to be spin-cast, the number of rotations at the time of spin-cast, or mixing a solvent with a high boiling point such as toluene. is there.

また、本工程における直線偏光した紫外光(Linearly Polarized Ultra Violet;LPUV)の波長としては、特に限定されないが、好ましくは、200〜400nmの範囲である。更に好ましくは、それぞれの架橋基の光吸収波長域であり、最大光吸収波長(λmax)の±10nmの範囲内が好ましい。この波長域では架橋基の光架橋反応効率が良く、紫外光の露光量が少量で済むからである。   Moreover, although it does not specifically limit as a wavelength of the linearly polarized ultraviolet light (Linearly Polarized Ultra Violet; LPUV) in this process, Preferably, it is the range of 200-400 nm. More preferably, it is the light absorption wavelength region of each crosslinking group, and is preferably within the range of ± 10 nm of the maximum light absorption wavelength (λmax). This is because, in this wavelength range, the photocrosslinking reaction efficiency of the crosslinkable group is good, and the exposure amount of ultraviolet light is small.

直線偏光した紫外光の露光量は、0.05〜10Jcm-2の範囲にあることが好ましい。露光量がこの範囲内にあると、高分子液晶に十分な一軸配向性を与えることができるからである。 The exposure amount of linearly polarized ultraviolet light is preferably in the range of 0.05 to 10 Jcm −2 . This is because when the exposure amount is within this range, sufficient uniaxial orientation can be imparted to the polymer liquid crystal.

次に、照射工程後の膜を熱処理する熱処理工程を説明する。熱処理温度は、特に限定されないが、好ましくは、高分子液晶の、ネマチック、スメクチックA、スメクチックB、スメクチックC、コレステリック等の液晶状態のうち、いずれかの液晶状態の始点と終点の中間温度であることが好ましい。なお、高分子液晶のうち複数の液晶状態をとるものでは、特に、ネマチック液晶状態の始点と終点の中間温度であることが好ましい。   Next, a heat treatment process for heat-treating the film after the irradiation process will be described. The heat treatment temperature is not particularly limited, but is preferably an intermediate temperature between the start point and the end point of any one of the liquid crystal states of the polymer liquid crystal such as nematic, smectic A, smectic B, smectic C, and cholesteric. It is preferable. Of the polymer liquid crystals that take a plurality of liquid crystal states, an intermediate temperature between the start point and the end point of the nematic liquid crystal state is particularly preferable.

液晶温度とすることによって、高分子液晶の側鎖に流動性が与えられ、その結果、紫外光では架橋されなかった側鎖が、既に架橋された側鎖の影響を受けて、整列され易くなるなるからである。   By setting the liquid crystal temperature, fluidity is imparted to the side chain of the polymer liquid crystal, and as a result, the side chain that has not been crosslinked by ultraviolet light is easily aligned due to the influence of the already crosslinked side chain. Because it becomes.

また、熱処理時間は、特に限定されないが、1〜30分の範囲内とすることが好ましく、特に2〜10分が好ましい。この範囲内とすることによって、側鎖を十分に整列させることができるとともに、熱による分子の劣化を防止することができるからである。   The heat treatment time is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 30 minutes, and particularly preferably 2 to 10 minutes. This is because, within this range, the side chains can be sufficiently aligned and molecular degradation due to heat can be prevented.

次に、界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に熱処理工程後の膜を浸漬して、熱処理工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するメソ組織体形成工程を説明する。   Next, the mesostructured body is formed by immersing the film after the heat treatment step in a mixed solution containing the surfactant and the silane compound to form a mesostructured body containing the surfactant and silica on the film after the heat treatment step. The process will be described.

ここで、界面活性剤としては、特に限定されず、超高分子鋳型として用いられる周知の界面活性剤を幅広く使用することができる。例えば塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、炭素数12〜20のトリメチルアンモニウムハライドなどのアンモニウム系界面活性剤、アルキルエチレンオキシド系、及びエチレンオキシドとプロピレンオキシドとのブロック共重合体などの非イオン性界面活性剤を用いることができる。   Here, the surfactant is not particularly limited, and a wide variety of well-known surfactants used as ultra-polymer templates can be used. For example, use of nonionic surfactants such as ammonium surfactants such as hexadecyltrimethylammonium chloride and trimethylammonium halides having 12 to 20 carbon atoms, alkylethylene oxides, and block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide Can do.

具体的には、Alkyltrimethylammonium CnTMA C2n+1N(CH(但し、n=10,12−16,18,20,22)、Gemini ammonium C2m+1N(CH(CHN(CH2m+1(但し、m=12,14,16,18,20,22;s=2−12)、Divalent surfactant C2n+1N(CH(CHN(CH(但し、n=12,14,16,18,20,22;s=2,3,6)、C2n+1N(R)(R)(R)(但し、n=16;R、R、R=H,CH、C、C)、Hydroxy-functional ammonium C2n+1N(CH(CHCH(但し、n=16;m=0,1,2,3)、Benzalkonium C2n+1N(CH(CH(但し、n=14,16,18,20;m=1,2,3)、Bichain ammonium C2n+1N(CH2m+1(但し、n=12,16,18;m=2−6,12,16,18)、Organosilane C2n+1N(CH)(CHSi(OCH(但し、n=14)が挙げられる。 Specifically, Alkyltrimethylammonium CnTMA C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 3 (where n = 10, 12-16, 18, 20, 22), Gemini ammonium C m H 2m + 1 N (CH 3 ) 2 (CH 2 ) S N (CH 3 ) 2 C m H 2m + 1 (where m = 12, 14, 16, 18, 20, 22; s = 2-12), Divalent surfactant C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 2 (CH 2 ) S N (CH 3 ) 3 (where n = 12, 14, 16, 18, 20, 22; s = 2, 3, 6), C n H 2n + 1 N (R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (where n = 16; R 1 , R 2 , R 3 = H, CH 3 , C 2 H 5 , C 3 H 7 ), Hydroxy-functional ammonium C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 2 (CH 2 ) m CH (where n = 16; m = 0, 1, 2, 3), Benzalkonium C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 2 (CH 2 ) m C 6 H 5 (where n = 14, 16, 18, 20; m = 1, 2, 3), Bichain ammonium C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 2 C m H 2m + 1 (where n = 12, 16, 18; m = 2-6, 12, 16, 18), Organosilane C n H 2n + 1 N (CH 3 ) 2 (CH 2 ) 3 Si (OCH 3 ) 3 (where n = 14).

シラン化合物としては、特に限定されず、周知のシラン化合物を使用することができる。例えば、炭素数が1〜4のテトラアルコキシシランなどのシリカ系ガラスの縮合前駆体を用いることができ、具体的には、例えばテトラエトキシシランを用いることができる。   It does not specifically limit as a silane compound, A well-known silane compound can be used. For example, a condensation precursor of silica glass such as tetraalkoxysilane having 1 to 4 carbon atoms can be used. Specifically, for example, tetraethoxysilane can be used.

また、混合溶液の溶媒としては、特に限定されないが水が好ましく、水に他の溶媒(アルコール等)を溶解させたものであってもよい。また、混合溶液には、ゾル−ゲル反応を促進するための触媒として、塩酸等の酸を添加することが好ましい。   Further, the solvent of the mixed solution is not particularly limited, but water is preferable, and other solvent (alcohol or the like) may be dissolved in water. Moreover, it is preferable to add acids, such as hydrochloric acid, to a mixed solution as a catalyst for promoting a sol-gel reaction.

混合溶液に膜を浸漬して、膜上にメソ組織体を形成するが、この際の、混合溶液温度は10〜90℃の範囲にあることが好ましい。温度がこの範囲内にあると、良好にゾル−ゲル縮合反応が進行するからである。   A film is immersed in the mixed solution to form a mesostructured body on the film. In this case, the mixed solution temperature is preferably in the range of 10 to 90 ° C. This is because if the temperature is within this range, the sol-gel condensation reaction proceeds well.

なお、混合溶液に浸漬する時間は、特に限定されないが、2〜7日間の範囲にあることが好ましい。この範囲内にあると、適切に堆積物(メソ組織体)の膜厚が制御できるからである。   The time for immersion in the mixed solution is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 to 7 days. This is because the film thickness of the deposit (meso-organized body) can be controlled appropriately within this range.

以上のようにして、高分子液晶の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体が堆積形成される。その後、以下の方法によって、メソ組織体から鋳型となった界面活性剤を除去し、メソポーラス体を調製することができる。
この界面活性剤の除去方法は特に限定されないが、メソ組織体を燃焼処理(例えば400℃以上)したり、エタノール等の溶剤を使って溶出したり、又は光オゾン処理することが望ましい。特に光オゾン処理することが処理が簡便であることから好ましい。光オゾン処理の紫外光の波長は、オゾン処理によって界面活性剤を分解させやすいという観点から180〜260nmの範囲にあることが好ましい。紫外光の照射時間は、特に限定されず、0.5〜20時間の範囲にあることが好ましい。照射時間がこの範囲内にあると、鋳型として用いた界面活性剤をほぼ完全に除去できるからである。
As described above, a mesostructure containing a surfactant and silica is deposited on the polymer liquid crystal film. Thereafter, the surfactant used as a template is removed from the mesostructured body by the following method to prepare a mesoporous body.
The method for removing the surfactant is not particularly limited, but it is desirable to subject the mesostructured body to a combustion treatment (for example, 400 ° C. or higher), to elute using a solvent such as ethanol, or to a photo-ozone treatment. In particular, the photo-ozone treatment is preferable because the treatment is simple. The wavelength of ultraviolet light in the photo-ozone treatment is preferably in the range of 180 to 260 nm from the viewpoint that the surfactant is easily decomposed by the ozone treatment. The irradiation time of ultraviolet light is not particularly limited, and is preferably in the range of 0.5 to 20 hours. This is because when the irradiation time is within this range, the surfactant used as a template can be almost completely removed.

次に、光架橋可能な部位を有する高分子液晶の膜に直線偏光した紫外光を照射する第1紫外光照射工程と、照射工程後の膜を熱処理する熱処理工程と、熱処理工程後の膜に紫外光を照射する第2紫外光照射工程と、界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に第2紫外光照射工程後の膜を浸漬して、第2紫外光照射工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するメソ組織体形成工程を備える第2の製造方法について説明する。   Next, a first ultraviolet light irradiation step of irradiating the polymer liquid crystal film having a photocrosslinkable portion with linearly polarized ultraviolet light, a heat treatment step of heat-treating the film after the irradiation step, and a film after the heat treatment step A film after the second ultraviolet light irradiation step is immersed in a second ultraviolet light irradiation step of irradiating the ultraviolet light and a mixed solution containing a surfactant and a silane compound, and the film after the second ultraviolet light irradiation step is immersed on the film. A second production method including a mesostructured body forming step for forming a mesostructured body containing a surfactant and silica will be described.

この製造方法では、第1製造方法の直線偏光紫外光の照射工程と同様に、第1紫外光照射工程を行う。その後、第1製造方法と同様な熱処理工程を行う。 そして、さらに、熱処理工程後の膜に紫外光を照射する(第2紫外光照射工程)。これにより界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液中での安定性(耐酸性、耐溶剤性)が更に向上する。   In this manufacturing method, the first ultraviolet light irradiation step is performed in the same manner as the linearly polarized ultraviolet light irradiation step of the first manufacturing method. Thereafter, a heat treatment step similar to the first manufacturing method is performed. Further, the film after the heat treatment step is irradiated with ultraviolet light (second ultraviolet light irradiation step). This further improves the stability (acid resistance and solvent resistance) in the mixed solution containing the surfactant and the silane compound.

第2紫外光照射工程における紫外光の波長は、特に限定されないが、好ましくは、200〜400nmの範囲である。更に好ましくは、それぞれの架橋基の光吸収波長域であり、最大光吸収波長(λmax)の±10nmの範囲内が好ましい。この波長域では架橋基の光架橋反応効率が良く、紫外光の露光量が少量で済むからである。
なお、この紫外光は、偏光紫外光でも非偏光紫外光のいずれであってもよい。この工程における紫外線照射は、膜の安定性(耐酸性、耐溶剤性)を向上させることが目的であり、一軸配向をさせることが目的ではないからである。
Although the wavelength of the ultraviolet light in a 2nd ultraviolet light irradiation process is not specifically limited, Preferably, it is the range of 200-400 nm. More preferably, it is the light absorption wavelength region of each crosslinking group, and is preferably within the range of ± 10 nm of the maximum light absorption wavelength (λmax). This is because, in this wavelength range, the photocrosslinking reaction efficiency of the crosslinkable group is good, and the exposure amount of ultraviolet light is small.
The ultraviolet light may be either polarized ultraviolet light or non-polarized ultraviolet light. This is because the purpose of the ultraviolet irradiation in this step is to improve the stability (acid resistance and solvent resistance) of the film and not to achieve uniaxial orientation.

なお、この工程における紫外光の露光量は、0.05〜10Jcm-2の範囲にあることが好ましい。露光量がこの範囲内にあると、高分子液晶をほぼ完全に架橋させて、膜の安定性を高めることができるからである。 In addition, it is preferable that the exposure amount of the ultraviolet light in this process exists in the range of 0.05-10 Jcm <-2 >. This is because when the exposure amount is within this range, the polymer liquid crystal can be almost completely cross-linked and the stability of the film can be improved.

次に、第2紫外光照射工程後の膜を、界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に浸漬して、第2紫外光照射工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するが(メソ組織体形成工程)、この工程は上述の第1製造方法と同様にして行われる。   Next, the film after the second ultraviolet light irradiation step is immersed in a mixed solution containing a surfactant and a silane compound, and the meso containing the surfactant and silica on the film after the second ultraviolet light irradiation step. An organization is formed (meso-organization formation step), and this step is performed in the same manner as in the first manufacturing method described above.

なお、第1の製造方法と同様にして、メソ組織体から界面活性剤を除去してメソポーラス体を調製することができる。   Note that a mesoporous body can be prepared by removing the surfactant from the mesostructured body in the same manner as in the first production method.

<実施例>
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
<実施例1(第2製造方法)>
(1)光配向させた高分子液晶膜の作製
側鎖型の光架橋性高分子液晶のうち、ポリ{6-[4'-(4- シアノ シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート}(下記の、化学式を参照)を合成し、これを用いた。ポリマーの分子量はGPC測定(Shodex, R1-101, UV-41)より求めた。測定には溶媒としてクロロホルムを用い、リファレンスとしてPSスタンダードを用い、流量1 ml/min、カラム温度40℃で行なった。GPC測定より、数平均分子量 Mnは51.8×10、重量平均分子量 Mwは27.7×10であった。
<Example>
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
<Example 1 (second manufacturing method)>
(1) Preparation of photo-aligned polymer liquid crystal film Among the side-chain photocrosslinkable polymer liquid crystals, poly {6- [4 '-(4-cyanocinnamoyloxy) biphenyl-4-yloxy] hexyl methacrylate} ( The chemical formula below was synthesized and used. The molecular weight of the polymer was determined by GPC measurement (Shodex, R1-101, UV-41). For the measurement, chloroform was used as a solvent, PS standard was used as a reference, the flow rate was 1 ml / min, and the column temperature was 40 ° C. From the GPC measurement, the number average molecular weight Mn was 51.8 × 10 4 , and the weight average molecular weight Mw was 27.7 × 10 4 .

Figure 2005272532
また、示差走査熱量測定(Seiko Instruments Inc., SSC5200H)より、相転移温度はTg:171℃、Ti: 326℃であった。測定には、窒素雰囲気下で昇温速度、降温速度10℃/minで行なった。偏光顕微鏡(OLYMPUS, BHA-P)により、中間相ではクロスニコル下でネマチック液晶相が観察できた。
Figure 2005272532
From the differential scanning calorimetry (Seiko Instruments Inc., SSC5200H), the phase transition temperature was Tg: 171 ° C. and Ti: 326 ° C. The measurement was performed in a nitrogen atmosphere at a temperature rising rate and a temperature falling rate of 10 ° C./min. With a polarizing microscope (OLYMPUS, BHA-P), a nematic liquid crystal phase could be observed in the intermediate phase under crossed Nicols.

ポリ{6-[4'-(4- シアノ シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート}の0.75wt%クロロホルム溶液を調製し、石英基板上に所定条件(詳細には、2段階の条件1st(1000rpm、5秒)、2nd(2000rpm、30s))でスピンキャスト膜(膜厚:約70 nm)を作製し、一晩室温乾燥した。   A 0.75 wt% chloroform solution of poly {6- [4 ′-(4-cyanocinnamoyloxy) biphenyl-4-yloxy] hexyl methacrylate} is prepared, and a predetermined condition (specifically, two-stage condition 1st ( A spin cast film (film thickness: about 70 nm) was prepared at 1000 rpm (5 seconds) and 2nd (2000 rpm, 30 s)) and dried overnight at room temperature.

(2)第1紫外光の照射工程
このスピンキャスト膜に直線偏光紫外光を照射することによって、偏光の電界振動方向に対して平行(//)に位置する側鎖基のみ光架橋反応を選択的に起こさせた。
この選択的光架橋反応は、光強度30 mW/cm2(325nm)の直線偏光紫外光を室温で、350秒間、膜上に照射することで行った。光源には、290nm 以下の波長をカットするガラスフィルターとグランテーラープリズムをセットした高圧水銀ランプ(SAN-EI ELECTRIC, SUPERCURE-203S)を用いた。
(2) Irradiation process of 1st ultraviolet light By irradiating linearly polarized ultraviolet light to this spin cast film, photocrosslinking reaction is selected only for the side chain group located parallel (//) to the electric field vibration direction of polarized light. It was awakened.
This selective photocrosslinking reaction was performed by irradiating the film with linearly polarized ultraviolet light having a light intensity of 30 mW / cm 2 (325 nm) at room temperature for 350 seconds. The light source used was a high-pressure mercury lamp (SAN-EI ELECTRIC, SUPERCURE-203S) with a glass filter that cuts wavelengths below 290 nm and a Grand Taylor prism.

直線偏光紫外光照射前後の偏光UV吸収スペクトル変化を分光器(Hewllet Packard, ダイオード アレイ 分光光度計(8452A))を用いて評価した(図3 参照)。この偏光UV吸収スペクトルでは、ビフェニル基(275nm付近)及び未架橋のシンナモイル基の二重結合(312nm付近)に起因する吸収が観察され、側鎖が架橋するとシンナモイル基の二重結合が減少し、吸光度の減少が観察される。   Changes in polarized UV absorption spectrum before and after irradiation with linearly polarized ultraviolet light were evaluated using a spectroscope (Hewllet Packard, diode array spectrophotometer (8452A)) (see FIG. 3). In this polarized UV absorption spectrum, absorption due to the double bond of the biphenyl group (near 275 nm) and the uncrosslinked cinnamoyl group (near 312 nm) is observed, and when the side chain is crosslinked, the double bond of the cinnamoyl group decreases, A decrease in absorbance is observed.

なお、偏光UV吸収スペクトルは、膜に照射した直線偏光紫外光に平行(//)方向の偏光、及び垂直(⊥)方向の偏光の2方向の偏光にて観察した。
図3に示すように、高分子液晶膜に直線偏光紫外光を照射する前(第1照射工程前)では、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度と垂直(⊥)方向の吸光度は、ほぼ同一であった(図1のグラフ中では、2つのスペクトルデータが重なっている)。これは高分子液晶の側鎖はランダムな配向をもって存在するため、直線偏光紫外光に平行(//)な側鎖も、直線偏光紫外光に垂直(⊥)な側鎖も同一の割合をもって存在するためであると推測される。
これに対して、高分子液晶膜に直線偏光紫外光を照射した後(第1照射工程後)では、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度の方が、垂直(⊥)方向の吸光度よりも小さかった。これは、直線偏光紫外光に平行(//)方向の側鎖基が選択的に感応して架橋し、その結果平行(//)方向の側鎖の二重結合が選択的に減少したためであると推測される。
The polarized UV absorption spectrum was observed with polarized light in two directions, that is, polarized light parallel (//) to linearly polarized ultraviolet light irradiated on the film and polarized light in the vertical (⊥) direction.
As shown in FIG. 3, before the polymer liquid crystal film is irradiated with linearly polarized ultraviolet light (before the first irradiation step), the absorbance in the parallel (//) direction is perpendicular to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light ( The absorbance in the ⊥ direction was almost the same (in the graph of FIG. 1, the two spectral data overlap). This is because the side chains of the polymer liquid crystal have a random orientation, so the side chains parallel (//) to the linearly polarized ultraviolet light and the side chains perpendicular (⊥) to the linearly polarized ultraviolet light are present in the same proportion. It is presumed to be.
On the other hand, after the polymer liquid crystal film is irradiated with linearly polarized ultraviolet light (after the first irradiation step), the absorbance in the parallel (//) direction is perpendicular to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light. It was smaller than the absorbance in the (⊥) direction. This is because the side chain groups in the parallel (//) direction are selectively sensitive to cross-linking to linearly polarized ultraviolet light, and as a result, the double bonds in the side chain in the parallel (//) direction are selectively reduced. Presumed to be.

(3)熱処理工程
次に、露光した膜をホットプレート(Thermolyne, Type 1900)を用いて液晶温度220℃で10 分間、熱処理(アニール処理)をし、側鎖基の配向を誘起した。加熱した膜は誘起配向を固定するために直ちに室温まで急冷した。 熱処理前後の偏光UV吸収スペクトル変化を分光器(同上)を用いて評価した(図4 参照)。図4より、熱処理をすると、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度が増加し、垂直(⊥)方向の吸光度が減少していることが分かる。このような結果が得られたのは、以下の理由であると推測される。すなわち、熱処理により、未架橋側鎖基が、既に架橋された平行(//)方向の側鎖基の影響を受けて、架橋された側鎖基と同様の平行(//)方向の配向となるように整列されて、平行(//)方向の未架橋側鎖基が増加し、その結果、平行(//)方向の未架橋側鎖基の二重結合に起因する吸光度が増加した一方、垂直(⊥)方向の未架橋側鎖基の二重結合に起因する吸光度が減少したためであると考えられる。
(3) Heat treatment step Next, the exposed film was subjected to heat treatment (annealing treatment) at a liquid crystal temperature of 220 ° C. for 10 minutes using a hot plate (Thermolyne, Type 1900) to induce the orientation of the side chain groups. The heated film was immediately cooled to room temperature to fix the induced orientation. Changes in the polarized UV absorption spectrum before and after the heat treatment were evaluated using a spectroscope (same as above) (see FIG. 4). From FIG. 4, it can be seen that when heat treatment is performed, the absorbance in the parallel (//) direction increases and the absorbance in the vertical (⊥) direction decreases with respect to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light. It is estimated that such a result was obtained for the following reason. That is, due to the heat treatment, the uncrosslinked side chain group is affected by the already cross-linked parallel (//) side chain group, and the orientation in the parallel (//) direction is the same as that of the cross-linked side chain group. While increasing the number of uncrosslinked side groups in the parallel (//) direction, resulting in increased absorbance due to double bonds in the uncrosslinked side groups in the parallel (//) direction. This is probably because the absorbance due to the double bond of the uncrosslinked side chain group in the vertical (⊥) direction decreased.

また、熱処理後の膜について、面内配向度としてのオーダーパラメーター(s、0≦s≦1)を算出した。このオーダーパラメーター(s)は偏光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度を A//、垂直(⊥)方向の吸光度を A⊥ とし、二色性を ΔA = A// - A⊥として決定し、下記式により算出した。その結果、オーダーパラメータは約0.4であった。   Moreover, the order parameter (s, 0 <= s <= 1) as an in-plane orientation degree was computed about the film | membrane after heat processing. In this order parameter (s), the absorbance in the parallel (//) direction to the electric field vibration of polarized light is A //, the absorbance in the vertical (⊥) direction is A⊥, and the dichroism is ΔA = A //-A It was determined as ⊥ and calculated by the following formula. As a result, the order parameter was about 0.4.

(式)
S = (A//-A⊥) /(Alarge+2Asmall )
但し、
A//>A⊥の場合には、 Alarge= A//、Asmall=A⊥とし,
A//<A⊥の場合には、 Alarge= A⊥、Asmall=A//とする。
(formula)
S = (A //-A⊥) / (Alarge + 2Asmall)
However,
If A //> A⊥, then Alarge = A //, Asmall = A⊥,
If A // <A⊥, Alarge = A⊥ and Asmall = A //.

(4)第2紫外光照射工程
膜の耐酸性及び耐溶剤性をより向上させるため、熱処理後の膜に更にもう一度、第1紫外光照射工程と同様に光強度30 mW/cm2(325nm)の直線偏光紫外光を室温で400秒間照射した。なお、ここでは、直線偏光紫外光を使用したが、この工程で使用する紫外光は非偏光紫外光でも良い。第2紫外光照射工程前後の偏光UV吸収スペクトル変化を分光器(同上)を用いて評価した(図5 参照)。
(4) Second ultraviolet light irradiation step In order to further improve the acid resistance and solvent resistance of the film, the film after the heat treatment is again subjected to a light intensity of 30 mW / cm 2 (325 nm) as in the first ultraviolet light irradiation step. Were irradiated for 400 seconds at room temperature. Although linearly polarized ultraviolet light is used here, the ultraviolet light used in this step may be non-polarized ultraviolet light. Changes in the polarized UV absorption spectrum before and after the second ultraviolet light irradiation step were evaluated using a spectroscope (same as above) (see FIG. 5).

図5に示されるように、この工程の前後で、平行(//)方向の吸光度、及び垂直(⊥)方向の吸光度がともに減少しており、側鎖基の架橋が進行したことが分かる。
ところで、この工程前後で、ΔA = A// - A⊥は、ほとんど変化していない。よって、この工程では整列された側鎖基の配向は維持されたものと考えられる。
As shown in FIG. 5, the absorbance in the parallel (//) direction and the absorbance in the vertical (⊥) direction both decreased before and after this step, indicating that the cross-linking of the side chain groups had progressed.
By the way, ΔA = A // − A⊥ is hardly changed before and after this process. Therefore, it is considered that the alignment of the aligned side chain groups is maintained in this step.

(5)メソ組織体形成工程
(5−1)混合溶液の調製
鋳型とする界面活性剤としての塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(略称:CTACl, 関東化学)を純水に溶かした水溶液に塩酸(UGR, 関東化学)を加え、約30℃で2〜3時間撹拌した。続いて、シラン化合物のテトラエトキシシラン(略称:TEOS, 関東化学)を加え約30℃のまま数分間撹拌し、混合溶液(ゾルゲル溶液)を調製した。混合溶液における原料の組成比はTEOS: CTACl:水:塩酸=0.11:0.1:100:7であった。
(5) Mesostructured body formation step (5-1) Preparation of mixed solution Hydrochloric acid (UGR, UGT) in an aqueous solution of hexadecyltrimethylammonium chloride (abbreviation: CTACl, Kanto Chemical) as a template surfactant. Kanto Chemical) was added and stirred at about 30 ° C. for 2 to 3 hours. Subsequently, tetraethoxysilane (abbreviation: TEOS, Kanto Chemical), a silane compound, was added and stirred for several minutes at about 30 ° C. to prepare a mixed solution (sol-gel solution). The composition ratio of the raw materials in the mixed solution was TEOS: CTACl: water: hydrochloric acid = 0.11: 0.1: 100: 7.

(5−2)メソ組織体及びメソポーラス体の形成
図6に示すように、ポリプロピレン製の容器20の底部にテフロン(登録商標)シート23を敷き、この上に一対のテフロン(登録商標)製のスペーサ25(Thickness:0.2 mm)を所定間隔あけてセットした。そして容器20内に混合溶液27を流し込んだ。続いて、高分子液晶膜29を片面に形成した石英基板31をスペーサ25上に配置した。このとき、石英基板31上の高分子液晶膜29の面が混合溶液27中に浸漬されるようにセットした(図6 参照)。この容器20を密封して室温で三日静置し、高分子液晶膜29上にメソポーラスシリカ(メソポーラス体)の前駆体の、メソ組織体33(界面活性剤/シラン化合物ハイブリッド薄膜)を得た。
(5-2) Formation of Mesostructured Body and Mesoporous Body As shown in FIG. 6, a Teflon (registered trademark) sheet 23 is laid on the bottom of a container 20 made of polypropylene, and a pair of Teflon (registered trademark) made thereon. Spacers 25 (Thickness: 0.2 mm) were set at predetermined intervals. Then, the mixed solution 27 was poured into the container 20. Subsequently, a quartz substrate 31 having a polymer liquid crystal film 29 formed on one side was disposed on the spacer 25. At this time, the surface of the polymer liquid crystal film 29 on the quartz substrate 31 was set so as to be immersed in the mixed solution 27 (see FIG. 6). This container 20 was sealed and allowed to stand at room temperature for 3 days to obtain a mesostructured body 33 (surfactant / silane compound hybrid thin film) as a precursor of mesoporous silica (mesoporous body) on the polymer liquid crystal film 29. .

そして、石英基板31を取り出し、高分子液晶膜29の表面を洗浄した。これを室温で一晩乾燥した後、TEOS蒸気下100℃で2時間加熱処理した。これをUV-オゾン洗浄器(Nippon Laser & Electronics Lab, NL-UV253)内にセットし、酸素雰囲気下で1.5時間紫外光を照射することによって鋳型となった界面活性剤、及び高分子液晶膜29を光分解し、メソポーラス体(メソポーラスシリカ薄膜)を得た。   Then, the quartz substrate 31 was taken out and the surface of the polymer liquid crystal film 29 was washed. This was dried overnight at room temperature and then heat-treated at 100 ° C. under TEOS vapor for 2 hours. This is set in a UV-ozone cleaner (Nippon Laser & Electronics Lab, NL-UV253) and irradiated with ultraviolet light for 1.5 hours in an oxygen atmosphere to form a surfactant and polymer liquid crystal. The film 29 was photodecomposed to obtain a mesoporous body (mesoporous silica thin film).

(6)メソ組織体及びメソポーラス体の評価
(6−1)細孔構造の決定
X線回折装置(Rigaku, RINT2000)を用いて、光分解前のメソ組織体及び光分解後のメソポーラス体の小角X線回折測定をそれぞれ行なった(図7参照)。X線にCu Kα線を用い、これを管電流40 mA、管電圧40 mV、走査範囲2θ=1.5〜10°、スキャンステップ0.01°及びスキャンスピード1°/minの条件で走査した。
(6) Evaluation of mesostructured body and mesoporous body (6-1) Determination of pore structure Small angle of mesostructured body before photolysis and mesoporous body after photolysis using X-ray diffractometer (Rigaku, RINT2000) Each X-ray diffraction measurement was performed (see FIG. 7). A Cu Kα ray was used as the X-ray, and this was scanned under the conditions of a tube current of 40 mA, a tube voltage of 40 mV, a scan range of 2θ = 1.5 to 10 °, a scan step of 0.01 °, and a scan speed of 1 ° / min.

図7の回折プロファイルを詳細に解析した結果、光分解前には2.35°に(1 0 0)面に起因する回折ピーク、4.77°に(2 0 0)面に起因するピークが確認され、メソ組織体の細孔構造はヘキサゴナル構造であることが分かった。また、光分解前後で回折ピークはほぼ維持されており、界面活性剤等の除去後のメソーポーラス体においてもヘキサゴナル構造を保っていることが分かった。なお、光分解後に回折ピークが広角側へ若干シフトしているのは細孔径の収縮によるものと推測される(なお、光分解後には2.53°の回折ピークが観察されている)。また、メソ組織体の回折角度2.35°に基づいてブラッグの方程式より解析した結果、この細孔の大きさ(チャネルの周期)は約3nmであった。   As a result of detailed analysis of the diffraction profile in FIG. 7, a diffraction peak due to the (1 0 0) plane at 2.35 ° and a peak due to the (2 0 0) plane at 4.77 ° were confirmed before photolysis. The pore structure of the tissue was found to be a hexagonal structure. It was also found that the diffraction peaks were almost maintained before and after photolysis, and that the hexagonal structure was maintained even in the mesoporous body after removal of the surfactant and the like. The slight shift of the diffraction peak to the wide-angle side after photolysis is presumed to be due to shrinkage of the pore diameter (a 2.53 ° diffraction peak is observed after photolysis). As a result of analysis by Bragg's equation based on the diffraction angle of 2.35 ° of the mesostructure, the pore size (channel period) was about 3 nm.

(6−2)メソ組織体の細孔配列規則性の評価
光学顕微鏡(OLYMPUS, BX51)を用いて、高分子液晶膜上に堆積したメソ組織体の表面モルフォロジーを観察した。図8にメソ組織体の表面写真を示す(なお、図8中、矢印は第1紫外光照射工程において、照射した直線偏光紫外光の電界振動方向(側鎖基の配向方向と同一方向)を示す)。
図8に示すように、一軸方向への規則的な形態が観察され、この形態は偏光紫外光によって誘起された側鎖基の配向方向と垂直に生じることが分かった。
(6-2) Evaluation of pore arrangement regularity of mesostructures The surface morphology of the mesostructures deposited on the polymer liquid crystal film was observed using an optical microscope (OLYMPUS, BX51). FIG. 8 shows a photograph of the surface of the mesostructured body (in FIG. 8, the arrow indicates the electric field oscillation direction (the same direction as the orientation direction of the side chain group) of the linearly polarized ultraviolet light irradiated in the first ultraviolet light irradiation step. Show).
As shown in FIG. 8, a regular form in the uniaxial direction was observed, and it was found that this form occurred perpendicularly to the orientation direction of the side chain group induced by polarized ultraviolet light.

また、図9は、第1紫外光照射工程で部分的にフォトマスクを施した高分子液晶膜上に界面活性剤及びシラン化合物の組織体を堆積させたものの写真である。図9に示したように未露光部では、堆積したメソ組織体の表面モルフォロジーが全くランダムとなり、露光部のみで規則的な形態が観察された。   FIG. 9 is a photograph of a structure in which a surfactant and a silane compound structure are deposited on a polymer liquid crystal film partially photomasked in the first ultraviolet light irradiation step. As shown in FIG. 9, in the unexposed area, the surface morphology of the deposited mesostructure was completely random, and a regular form was observed only in the exposed area.

なお、一軸方向への規則的な表面モルフォロジーは、光分解によって界面活性剤を除去した後のメソポーラス体(メソポーラスシリカ薄膜)でも変わらずに観察された。   The regular surface morphology in the uniaxial direction was also observed unchanged in the mesoporous body (mesoporous silica thin film) after removing the surfactant by photolysis.

(6−3)光パターニング
次に、光架橋性高分子液晶膜を形成した基板上への偏光紫外光の照射(露光)及び未照射(未露光)によって、メソポーラス体の光パターニングを行なった。実験では、フォトマスクを利用して高分子液晶膜上に露光部、未露光部のパターン化処理(第1紫外光の照射工程)をした。続いて、上述の方法で、熱処理工程、第2紫外光照射工程、メソ組織体形成工程を行い、メソ組織体を形成した。
(6-3) Photopatterning Next, photopatterning of the mesoporous body was performed by irradiation (exposure) and non-irradiation (unexposed) of polarized ultraviolet light onto the substrate on which the photocrosslinkable polymer liquid crystal film was formed. In the experiment, the exposed portion and the unexposed portion were patterned on the polymer liquid crystal film using a photomask (first ultraviolet light irradiation step). Then, the heat treatment process, the 2nd ultraviolet light irradiation process, and the mesostructure formation process were performed by the above-mentioned method, and the mesostructure was formed.

光学顕微鏡(同上)によりメソ組織体を観察したところ、析出したメソ組織体は図10に示したように露光部(一軸規則的な形態)、未露光部(ランダムな形態)の違いによって、パターニングが可能であった。   When the mesostructure was observed with an optical microscope (same as above), the deposited mesostructure was patterned depending on the difference between the exposed part (uniaxial regular form) and the unexposed part (random form) as shown in FIG. Was possible.

<実施例2(第1製造方法)>
第2紫外光照射工程を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、メソ組織体及びメソポーラス体を作製した。
この場合にも、実施例1の場合と同様に、メソ組織体の表面モルフォロジーを観察したところ、図示しないが、図8に示されるものと同様に一軸方向への規則的な形態が観察され、この形態は偏光紫外光露光によって誘起された、高分子液晶膜の側鎖基の配向方向と垂直に生じることが分かった。
<Example 2 (first manufacturing method)>
A mesostructured body and a mesoporous body were produced in the same manner as in Example 1 except that the second ultraviolet light irradiation step was not performed.
Also in this case, as in the case of Example 1, when the surface morphology of the mesostructure was observed, a regular form in the uniaxial direction was observed as shown in FIG. This form was found to occur perpendicularly to the orientation direction of the side chain group of the polymer liquid crystal film induced by polarized ultraviolet light exposure.

また光パターニングも実施例1と同様に行ったが、この場合にも析出したメソ組織体では図10に示されるものと同様に、露光部(一軸規則的な形態)、未露光部(ランダムな形態)の違いによって、パターニングが可能であった(図示せず)。   Also, the optical patterning was performed in the same manner as in Example 1. In this case as well, the deposited mesostructured body, as shown in FIG. 10, is exposed (uniaxial regular form), unexposed (random) Patterning was possible due to the difference in form) (not shown).

<高分子液晶膜の混合溶液中での安定性評価>
ところで、メソ組織体のナノ配列構造は、混合溶液に浸漬された高分子液晶膜の側鎖基配向によって、制御されている。
従って、高度にナノ配列構造を制御するためには、混合溶液中において、高分子液晶膜の側鎖基配向が維持されていることが必要である。
<Stability evaluation of polymer liquid crystal film in mixed solution>
By the way, the nano-array structure of the mesostructured body is controlled by the side chain group orientation of the polymer liquid crystal film immersed in the mixed solution.
Therefore, in order to control the nano-array structure highly, it is necessary to maintain the side chain group orientation of the polymer liquid crystal film in the mixed solution.

そこで、混合溶液中で側鎖基配向がどの程度維持されるかを確認するために以下の実験を行った。
この実験では、実施例1及び実施例2の高分子液晶膜を、混合溶液のモデルとしての試験溶液(塩酸: 水:エタノール=7:100:20)に、60℃で12時間浸漬して、浸漬前後の偏光UV吸収スペクトル変化を分光器(同上)にて測定した。なお、塩酸溶液を使用したのは、ゾルゲル反応の促進のために酸を使用するので、酸性水溶液中での膜の安定性が非常に重要だからである。
結果を図11に示す。実施例1及び実施例2の高分子液晶膜でも、浸漬前後で、ΔA = A// - A⊥は、ほとんど変化していない。よって、側鎖基の配向は維持されたものと考えられる。
Therefore, the following experiment was performed in order to confirm how much the side chain group orientation is maintained in the mixed solution.
In this experiment, the polymer liquid crystal films of Example 1 and Example 2 were immersed in a test solution (hydrochloric acid: water: ethanol = 7: 100: 20) as a model of a mixed solution at 60 ° C. for 12 hours, Changes in polarized UV absorption spectrum before and after immersion were measured with a spectroscope (same as above). The hydrochloric acid solution was used because acid is used to promote the sol-gel reaction, and thus the stability of the film in an acidic aqueous solution is very important.
The results are shown in FIG. Even in the polymer liquid crystal films of Examples 1 and 2, ΔA = A // − A⊥ hardly changed before and after immersion. Therefore, it is considered that the orientation of the side chain group is maintained.

さらに、実施例1の高分子液晶膜の場合には、浸漬前後で、ΔA = A// - A⊥は、ほとんど同一であり、側鎖基の配向は、ほぼ完全に維持されたものと考えられる。   Furthermore, in the case of the polymer liquid crystal film of Example 1, ΔA = A // − A⊥ is almost the same before and after the immersion, and the orientation of the side chain groups is considered to be maintained almost completely. It is done.

<実施例3(第1の製造方法)>
実施例1のポリ{6-[4'-(4- シアノ シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート}の代わりに、ポリ{6-[4'-(4- メチル シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート}(下記の、化学式を参照)を合成し、これを用いた。ポリマーの分子量はGPC測定(Shodex, R1-101, UV-41)より求めた。測定には溶媒としてクロロホルムを用い、リファレンスとしてPSスタンダードを用い、流量1 ml/min、カラム温度40℃で行なった。GPC測定より、数平均分子量 Mnは4.5×104、重量平均分子量 Mwは11.0×104であった。
<Example 3 (first manufacturing method)>
Instead of poly {6- [4 '-(4-cyanocinnamoyloxy) biphenyl-4-yloxy] hexyl methacrylate} in Example 1, poly {6- [4'-(4-methylcinnamoyloxy) biphenyl-4-iroxy Hexyl methacrylate} (see chemical formula below) was synthesized and used. The molecular weight of the polymer was determined by GPC measurement (Shodex, R1-101, UV-41). For the measurement, chloroform was used as a solvent, PS standard was used as a reference, the flow rate was 1 ml / min, and the column temperature was 40 ° C. From the GPC measurement, the number average molecular weight Mn was 4.5 × 10 4 , and the weight average molecular weight Mw was 11.0 × 10 4 .

Figure 2005272532
Figure 2005272532

そして、この高分子液晶を用いて実施例1と同様にしてスピンキャスト膜(膜厚:約70 nm)を作製し、一晩室温乾燥した。
そして、照射時間を280秒にしたこと以外は、実施例1と同様にして直線偏光紫外光を膜に照射した(第1紫外光照射工程)。
図12に示すように、実施例1と同様、高分子液晶膜に直線偏光紫外光を照射する前(第1照射工程前)では、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度と垂直(⊥)方向の吸光度は、ほぼ同一であった(図12のグラフ中では、2つのスペクトルデータが重なっている)。
これに対して、高分子液晶膜に直線偏光紫外光を照射した後(第1照射工程後)では、実施例1と同様、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度の方が、垂直(⊥)方向の吸光度よりも小さかった。
Then, using this polymer liquid crystal, a spin cast film (film thickness: about 70 nm) was produced in the same manner as in Example 1, and dried overnight at room temperature.
The film was irradiated with linearly polarized ultraviolet light in the same manner as in Example 1 except that the irradiation time was 280 seconds (first ultraviolet light irradiation step).
As shown in FIG. 12, as in Example 1, before the polymer liquid crystal film was irradiated with linearly polarized ultraviolet light (before the first irradiation step), it was parallel (//) to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light. The absorbance in the direction and the absorbance in the vertical (⊥) direction were almost the same (in the graph of FIG. 12, the two spectral data overlap).
On the other hand, after irradiating the linearly polarized ultraviolet light to the polymer liquid crystal film (after the first irradiation step), in the same manner as in Example 1, it is parallel (//) to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light. The absorbance was smaller than the absorbance in the vertical (⊥) direction.

次に、加熱温度を180℃とした以外は、実施例1の場合と同様にスピンキャスト膜を熱処理した。
熱処理前後の偏光UV吸収スペクトル変化を実施例1と同様にして評価した。結果を図13に示す。実施例1と同様の結果が得られた。すなわち、熱処理すると、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度が増加し、垂直(⊥)方向の吸光度が減少した。
なお、熱処理後の膜について、面内配向度としてのオーダーパラメーターを前述と同様に算出すると約0.5であった。
Next, the spin cast film was heat-treated in the same manner as in Example 1 except that the heating temperature was 180 ° C.
Changes in polarized UV absorption spectrum before and after heat treatment were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG. The same result as in Example 1 was obtained. That is, the heat treatment increased the absorbance in the parallel (//) direction to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light, and decreased the absorbance in the vertical (⊥) direction.
For the film after the heat treatment, the order parameter as the in-plane orientation degree was calculated in the same manner as described above, and was about 0.5.

更に、熱処理後のスピンキャスト膜を用いて、実施例1と同様にメソ組織体を形成した。光学顕微鏡(OLYMPUS, BX51)を用いて、高分子液晶膜上に堆積したメソ組織体の表面モルフォロジーを観察したところ、実施例1と同様に、一軸方向への規則的な形態が観察され、この形態は偏光紫外光露光によって誘起された、高分子液晶膜の側鎖基の配向方向と垂直に生じることが分かった(図示せず)。このように、ポリ{6-[4'-(4- シアノ シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート}以外の高分子液晶を用いても、メソ組織体の一軸方向への規則的な形態が観察された。   Further, a mesostructured body was formed in the same manner as in Example 1 by using the spin cast film after the heat treatment. When the surface morphology of the mesostructures deposited on the polymer liquid crystal film was observed using an optical microscope (OLYMPUS, BX51), a regular morphology in the uniaxial direction was observed as in Example 1. The morphology was found to occur perpendicular to the orientation direction of the side chain groups of the polymer liquid crystal film induced by polarized ultraviolet light exposure (not shown). Thus, even when a polymer liquid crystal other than poly {6- [4 '-(4-cyanocinnamoyloxy) biphenyl-4-yloxy] hexyl methacrylate} is used, a regular form in the uniaxial direction of the mesostructure is obtained. Observed.

<実施例 4(第1の製造方法)>
実施例1のポリ{6-[4'-(4- シアノ シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート}の代わりに、ポリ{6-[4'-(4- メトキシ シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート(下記の、化学式を参照)を合成し、これを用いた。ポリマーの分子量はGPC測定(Shodex, R1-101, UV-41)より求めた。測定には溶媒としてクロロホルムを用い、リファレンスとしてPSスタンダードを用い、流量1 ml/min、カラム温度40℃で行なった。GPC測定より、数平均分子量 Mnは3.7×104、重量平均分子量 Mwは9.0×104であった。
また、示差走査熱量測定(Seiko Instruments Inc., SSC5200H)より、相転移温度はTg:120℃、Ti: 323℃であった。
<Example 4 (first manufacturing method)>
Instead of poly {6- [4 '-(4-cyanocinnamoyloxy) biphenyl-4-yloxy] hexyl methacrylate} in Example 1, poly {6- [4'-(4-methoxycinnamoyloxy) biphenyl-4-iroxy] ] Hexyl methacrylate (see chemical formula below) was synthesized and used. The molecular weight of the polymer was determined by GPC measurement (Shodex, R1-101, UV-41). For the measurement, chloroform was used as a solvent, PS standard was used as a reference, the flow rate was 1 ml / min, and the column temperature was 40 ° C. From the GPC measurement, the number average molecular weight Mn was 3.7 × 10 4 , and the weight average molecular weight Mw was 9.0 × 10 4 .
From the differential scanning calorimetry (Seiko Instruments Inc., SSC5200H), the phase transition temperatures were Tg: 120 ° C. and Ti: 323 ° C.

Figure 2005272532
Figure 2005272532

そして、この高分子液晶を用いて、0.50wt%のクロロホルム溶液を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてスピンキャスト膜(膜厚:約50 nm)を作製し、一晩室温乾燥した。
そして、照射時間を120秒にしたこと以外は、実施例1と同様にして直線偏光紫外光を膜に照射した(第1紫外光照射工程)。
図14に示すように、実施例1と同様、高分子液晶膜に直線偏光紫外光を照射する前(第1照射工程前)では、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度と垂直(⊥)方向の吸光度は、ほぼ同一であった(図14のグラフ中では、2つのスペクトルデータが重なっている)。
これに対して、高分子液晶膜に直線偏光紫外光を照射した後(第1照射工程後)では、実施例1と同様、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度の方が、垂直(⊥)方向の吸光度よりも小さかった。
Then, using this polymer liquid crystal, a spin cast film (film thickness: about 50 nm) was prepared in the same manner as in Example 1 except that a 0.50 wt% chloroform solution was used, and was dried overnight at room temperature. .
The film was irradiated with linearly polarized ultraviolet light in the same manner as in Example 1 except that the irradiation time was 120 seconds (first ultraviolet light irradiation step).
As shown in FIG. 14, as in Example 1, before the polymer liquid crystal film was irradiated with linearly polarized ultraviolet light (before the first irradiation step), it was parallel (//) to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light. The absorbance in the direction and the absorbance in the vertical (⊥) direction were almost the same (in the graph of FIG. 14, the two spectral data overlap).
On the other hand, after irradiating the linearly polarized ultraviolet light to the polymer liquid crystal film (after the first irradiation step), in the same manner as in Example 1, it is parallel (//) to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light. The absorbance was smaller than the absorbance in the vertical (⊥) direction.

次に、加熱温度を150℃とした以外は、実施例1の場合と同様にスピンキャスト膜を熱処理した。
熱処理前後の偏光UV吸収スペクトル変化を実施例1と同様にして評価した。結果を図15に示す。実施例1と同様の結果が得られた。すなわち、熱処理すると、直線偏光紫外光の電界振動に対して平行(//)方向の吸光度が増加し、垂直(⊥)方向の吸光度が減少した。
なお、熱処理後の膜について、面内配向度としてのオーダーパラメーターを前述と同様に算出すると約0.7であった。
Next, the spin cast film was heat-treated in the same manner as in Example 1 except that the heating temperature was 150 ° C.
Changes in polarized UV absorption spectrum before and after heat treatment were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG. The same result as in Example 1 was obtained. That is, the heat treatment increased the absorbance in the parallel (//) direction to the electric field vibration of the linearly polarized ultraviolet light, and decreased the absorbance in the vertical (⊥) direction.
In addition, about the film after heat processing, when the order parameter as an in-plane orientation degree was computed similarly to the above-mentioned, it was about 0.7.

更に、熱処理後のスピンキャスト膜を用いて、実施例1と同様にメソ組織体を形成した。光学顕微鏡(OLYMPUS, BX51)を用いて、高分子液晶膜上に堆積したメソ組織体の表面モルフォロジーを観察したところ、実施例1と同様に、一軸方向への規則的な形態が観察され、この形態は偏光紫外光露光によって誘起された、高分子液晶膜の側鎖基の配向方向と垂直に生じることが分かった(図示せず)。このように、ポリ{6-[4'-(4- シアノ シンナモイロキシ)ビフェニル-4-イロキシ] ヘキシルメタクリレート}以外の高分子液晶を用いても、メソ組織体の一軸方向への規則的な形態が観察された。   Further, a mesostructured body was formed in the same manner as in Example 1 by using the spin cast film after the heat treatment. When the surface morphology of the mesostructures deposited on the polymer liquid crystal film was observed using an optical microscope (OLYMPUS, BX51), a regular morphology in the uniaxial direction was observed as in Example 1. The morphology was found to occur perpendicular to the orientation direction of the side chain groups of the polymer liquid crystal film induced by polarized ultraviolet light exposure (not shown). Thus, even when a polymer liquid crystal other than poly {6- [4 '-(4-cyanocinnamoyloxy) biphenyl-4-yloxy] hexyl methacrylate} is used, a regular form in the uniaxial direction of the mesostructure is obtained. Observed.

以上説明したように、本発明によれば、メソ組織体、メソポーラス体の細孔配列を任意に制御できるので、触媒や分離膜への用途のみならず、ナノサイズのレーザー発振素子、電池用固体電解質材料、フォトルミネッセンスを示す発光性薄膜といった様々なナノレベル光・電気学的次世代デバイスとして、高度な応用展開が期待できる。また、新規の機能性を持つ、特殊な高分子繊維を重合するための反応場としても利用可能である。   As described above, according to the present invention, since the pore arrangement of the mesostructured body and mesoporous body can be arbitrarily controlled, not only the application to the catalyst and the separation membrane, but also the nano-sized laser oscillation element, the solid for battery Advanced application development can be expected as various nano-level optical / electrical next-generation devices such as electrolyte materials and light-emitting thin films exhibiting photoluminescence. It can also be used as a reaction field for polymerizing special polymer fibers having new functionality.

メソ組織体の製造方法の概念図である。It is a conceptual diagram of the manufacturing method of a mesostructure. メソ組織体の製造方法の概念図である。It is a conceptual diagram of the manufacturing method of a mesostructure. 第1紫外線照射工程前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after the first ultraviolet irradiation process. 熱処理前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after heat treatment. 第2紫外線照射工程前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after the second ultraviolet irradiation process. メソ組織体の作製方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the preparation methods of a mesostructure. 小角X線回折測定結果を示す図である。It is a figure which shows a small angle X-ray-diffraction measurement result. メソ組織体の表面写真である。It is a surface photograph of a mesostructure. メソ組織体の表面写真である。It is a surface photograph of a mesostructure. メソ組織体の表面写真である。It is a surface photograph of a mesostructure. 試験溶液への浸漬前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after immersion in a test solution. 第1紫外線照射工程前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after the first ultraviolet irradiation process. 熱処理前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after heat treatment. 第1紫外線照射工程前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after the first ultraviolet irradiation process. 熱処理前後の偏光UV吸収スペクトルである。It is a polarized UV absorption spectrum before and after heat treatment.

符号の説明Explanation of symbols

1…側鎖基
3…高分子液晶膜
5…紫外光
7…メソ組織体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Side chain group 3 ... Polymer liquid crystal film 5 ... Ultraviolet light 7 ... Mesostructured body

Claims (5)

側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶の膜に直線偏光した紫外光を照射する直線偏光紫外光の照射工程と、
前記照射工程後の膜を熱処理する熱処理工程と、
界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に前記熱処理工程後の膜を浸漬して、前記熱処理工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するメソ組織体形成工程を備えることを特徴とするメソ組織体の製造方法。
Irradiation step of linearly polarized ultraviolet light that irradiates a linearly polarized ultraviolet light onto a polymer liquid crystal film having a liquid-crosslinkable site on the side chain and a liquid crystal group
A heat treatment step of heat treating the film after the irradiation step;
A mesostructure formation step of forming a mesostructured body containing a surfactant and silica on the film after the heat treatment step by immersing the film after the heat treatment step in a mixed solution containing a surfactant and a silane compound A method for producing a mesostructured body comprising:
側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶の膜に直線偏光した紫外光を照射する第1紫外光照射工程と、
前記第1照射工程後の膜を熱処理する熱処理工程と、
前記熱処理工程後の膜に紫外光を照射する第2紫外光照射工程と、
界面活性剤及びシラン化合物を含有する混合溶液に前記第2紫外光照射工程後の膜を浸漬して、前記第2紫外光照射工程後の膜上に界面活性剤及びシリカを含有するメソ組織体を形成するメソ組織体形成工程を備えることを特徴とするメソ組織体の製造方法。
A first ultraviolet light irradiation step of irradiating a polymer liquid crystal film having a liquid-crosslinkable portion and a liquid crystal group on a side chain with linearly polarized ultraviolet light;
A heat treatment step of heat treating the film after the first irradiation step;
A second ultraviolet light irradiation step of irradiating the film after the heat treatment step with ultraviolet light;
A mesostructured body containing a surfactant and silica on the film after the second ultraviolet light irradiation step by immersing the film after the second ultraviolet light irradiation step in a mixed solution containing a surfactant and a silane compound. A mesostructured body forming step of forming a mesostructured body.
前記熱処理温度は、前記高分子液晶が液晶相を発現する温度であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のメソ組織体の製造方法。 The method for producing a mesostructured body according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment temperature is a temperature at which the polymer liquid crystal develops a liquid crystal phase. 側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶膜を直線偏光した紫外光により架橋し、その膜上に界面活性剤の有機組織体を鋳型としてシリカをゾルゲル法によって堆積させたメソ組織体。 A polymer liquid crystal film having side-chain photocrosslinkable sites and liquid crystal groups was crosslinked by linearly polarized ultraviolet light, and silica was deposited on the film by a sol-gel method using a surfactant organic structure as a template. Organization. 側鎖に光架橋可能な部位及び液晶基を有する高分子液晶膜を直線偏光した紫外光により架橋し、その膜上に界面活性剤の有機組織体を鋳型としてシリカをゾルゲル法によって堆積させ、さらに前記界面活性剤を除去してなるメソポーラス体。 A polymer liquid crystal film having a photocrosslinkable site in the side chain and a liquid crystal group is cross-linked by linearly polarized ultraviolet light, and silica is deposited on the film by a sol-gel method using a surfactant organic structure as a template. A mesoporous body obtained by removing the surfactant.
JP2004085142A 2004-03-23 2004-03-23 Meso configuration, mesoporous body and method for producing meso configuration Pending JP2005272532A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004085142A JP2005272532A (en) 2004-03-23 2004-03-23 Meso configuration, mesoporous body and method for producing meso configuration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004085142A JP2005272532A (en) 2004-03-23 2004-03-23 Meso configuration, mesoporous body and method for producing meso configuration

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005272532A true JP2005272532A (en) 2005-10-06

Family

ID=35172553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004085142A Pending JP2005272532A (en) 2004-03-23 2004-03-23 Meso configuration, mesoporous body and method for producing meso configuration

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005272532A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010064715A1 (en) 2008-12-04 2010-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Mesoporous silica film and process for production thereof
EP2328153A3 (en) * 2009-11-30 2012-02-08 Canon Kabushiki Kaisha X-ray monochromator, method of manufacturing the same and x-ray spectrometer
JP2012168514A (en) * 2011-01-27 2012-09-06 Sumitomo Chemical Co Ltd Production method of optical anisotropic layer
JP2018055133A (en) * 2012-10-05 2018-04-05 日産化学工業株式会社 Method for manufacturing substrate having liquid crystal alignment film for in-plane switching type liquid crystal display element
US10752839B2 (en) * 2014-01-30 2020-08-25 University Of Hyogo Photoreactive liquid crystal composition, display element, optical element, method for manufacturing display element, and method for manufacturing optical element
US11561507B2 (en) 2018-04-17 2023-01-24 Meta Platforms Technologies, Llc Methods for three-dimensional arrangement of anisotropic molecules, patterned anisotropic films, and optical elements therewith

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010064715A1 (en) 2008-12-04 2010-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Mesoporous silica film and process for production thereof
JP2010155776A (en) * 2008-12-04 2010-07-15 Canon Inc Mesoporous silica film and method for producing the same
EP2328153A3 (en) * 2009-11-30 2012-02-08 Canon Kabushiki Kaisha X-ray monochromator, method of manufacturing the same and x-ray spectrometer
US8787525B2 (en) 2009-11-30 2014-07-22 Canon Kabushiki Kaisha X-ray monochromator, method of manufacturing the same and X-ray spectrometer
JP2012168514A (en) * 2011-01-27 2012-09-06 Sumitomo Chemical Co Ltd Production method of optical anisotropic layer
JP2018055133A (en) * 2012-10-05 2018-04-05 日産化学工業株式会社 Method for manufacturing substrate having liquid crystal alignment film for in-plane switching type liquid crystal display element
KR20190130675A (en) * 2012-10-05 2019-11-22 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 Manufacturing method for substrate having liquid crystal alignment film for in-plane switching-type liquid crystal display element
KR102162192B1 (en) * 2012-10-05 2020-10-06 닛산 가가쿠 가부시키가이샤 Manufacturing method for substrate having liquid crystal alignment film for in-plane switching-type liquid crystal display element
US10752839B2 (en) * 2014-01-30 2020-08-25 University Of Hyogo Photoreactive liquid crystal composition, display element, optical element, method for manufacturing display element, and method for manufacturing optical element
US11560517B2 (en) 2014-01-30 2023-01-24 University Of Hyogo Photoreactive liquid crystal composition, display element, optical element, method for manufacturing display element, and method for manufacturing optical element
US11561507B2 (en) 2018-04-17 2023-01-24 Meta Platforms Technologies, Llc Methods for three-dimensional arrangement of anisotropic molecules, patterned anisotropic films, and optical elements therewith

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cardiano et al. Epoxy-silica polymers as stone conservation materials
JP2009522399A (en) Composition for reducing infrared transmission
JP5332585B2 (en) Method for forming phase separation structure and method for producing thin film
KR20010012792A (en) Fluorinated Amine Products
JP2005272532A (en) Meso configuration, mesoporous body and method for producing meso configuration
KR20100097099A (en) Liquid crystal aligning agent, method for forming liquid crystal alignment film, and liquid crystal display device
Tomczyk et al. Photo-and thermal-processing of azobenzene-containing star-shaped liquid crystals
Lee et al. Synthesis and Characterization of a Soluble Polyimide Containing a Photoreactive 4‐Styrylpyridine Derivative as the Side Group
Xiao et al. Homeotropic alignment and selective adsorption of nanoporous polymer film polymerized from hydrogen-bonded liquid crystal
JPH06186534A (en) Production of cholesteric liquid crystalline film
JP2007256854A (en) Method for manufacturing nano pattern and nano pattern substrate, semiconductor memory cell
JP2010060973A (en) Liquid crystal cell
Kani et al. Highly oriented polysilane films prepared by the Langmuir-Blodgett technique
Neves et al. Synthesis and Characterization of the β-BaB 2 O 4 Phase Obtained by the Polymeric Precursor Method
Miao et al. Engineering Achiral Liquid Crystalline Polymers for Chiral Self-Recovery
RU2719167C1 (en) Method of making inorganic chlorine-containing perovskite thin films
Meenakshisundaram et al. Effect of complexing agent (1, 10-phenanthroline) on ADP and KDP crystals
Battisha Structural and optical properties of monolithic silica-gel glasses containing Nd+ 3 using two different precursors TEOS and TMOS prepared by sol-gel technique
Martucci et al. Influence of the host matrix on the microstructure of sol-gel films doped with CdS and PbS Q-dots
Kawatsuki et al. Linearly Polarized Ultraviolet Photoreaction of Poly [6-(4′-cinnamoylbiphenyl-4-yloxy) hexyl methacrylate] and Alignment Behavior of Liquid Crystals on the Resultant Photoreacted Films
Raditoiu et al. Synthesis, characterization and photoisomerization behavior of some organic modified silica—Azo dye hybrid films
JP3411207B2 (en) Method for producing oriented chemisorbed monolayer
JP2006267750A (en) Functional high polymer film
JP2005153027A (en) Ferroelectric meso crystal bearing thin film and manufacturing method thereof
JP3748541B2 (en) Method for producing mesostructured body