JP2010060973A - 液晶セル - Google Patents
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Abstract
【課題】カラムナー液晶分子を含有するカラム状構造が一定方向に配向している液晶セルを提供する。
【解決手段】一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜１と、前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層２と、を含有し、前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、等方相温度域から等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、等方相温度域から等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する、液晶セル１００。
【選択図】図２
【解決手段】一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜１と、前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層２と、を含有し、前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、等方相温度域から等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、等方相温度域から等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する、液晶セル１００。
【選択図】図２
Description
本発明は液晶セルに関する。
液晶は、液体と結晶の中間状態であり、液体の流動性と結晶の秩序を併せ持つ状態である。秩序のある構造をとりながらも動的な特性を持つ為、高機能な分子を設計する事ができる。光学特性を利用してディスプレイや各種光学素子、高強度を持った液晶性項高分子などとして利用されている。
液晶性を示す分子構造には、分子同士が相互作用を持つ棒状もしくは円盤状の剛直な分子構造の他に、１分子の中に親水性部分と疎水性を持つ両親媒性分子がある。後者は、その構造、分子間相互作用、親水基と疎水基との体積バランス等により、自己組織的にナノ相分離構造を有する、種々の液晶相を発現する。なかでもカラムナー相では、カラムナー液晶からなる１次元配向したカラム状構造が、配向方向に１軸的にイオン等の物質の輸送を行うことが期待されている。（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３を参照。）
液晶は、通常状態では、ドメイン中では配向しているが、マクロスケールではランダム配向のポリドメイン構造を有する。しかし、実用化のためにはマクロ的に、液晶分子または液晶分子が集合して形成させる構造を、１方向へ配向させることが必要である。液晶の配向方法としてもっとも広く用いられているのは、ポリイミドなどの配向膜を１方向に擦るラビング法である。ラビング法では棒状液晶を配向させることはできるが、カラムナー液晶分子からなるカラム状構造を一方向に配向させた報告は無い。他の配向法として、ＳｉＯ2などを斜めに蒸着する方法、偏光紫外線によって配向した高分子膜を利用する方法（非特許文献４、非特許文献５を参照。）、などが提案されているが、いずれの方法でもカラムナー液晶分子からなるカラム状構造を水平方向の特定方向へ配向（ホモジニアス配向）させた報告は無い。カラムナー液晶分子からなるカラム状構造は、基板に対して垂直方向に配向（ホメオトロピック配向）しやすい性質があるが、イオン伝導などをデバイスとして利用するにはホモジニアス配向させる必要がある。
液晶性を示す分子構造には、分子同士が相互作用を持つ棒状もしくは円盤状の剛直な分子構造の他に、１分子の中に親水性部分と疎水性を持つ両親媒性分子がある。後者は、その構造、分子間相互作用、親水基と疎水基との体積バランス等により、自己組織的にナノ相分離構造を有する、種々の液晶相を発現する。なかでもカラムナー相では、カラムナー液晶からなる１次元配向したカラム状構造が、配向方向に１軸的にイオン等の物質の輸送を行うことが期待されている。（非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３を参照。）
液晶は、通常状態では、ドメイン中では配向しているが、マクロスケールではランダム配向のポリドメイン構造を有する。しかし、実用化のためにはマクロ的に、液晶分子または液晶分子が集合して形成させる構造を、１方向へ配向させることが必要である。液晶の配向方法としてもっとも広く用いられているのは、ポリイミドなどの配向膜を１方向に擦るラビング法である。ラビング法では棒状液晶を配向させることはできるが、カラムナー液晶分子からなるカラム状構造を一方向に配向させた報告は無い。他の配向法として、ＳｉＯ2などを斜めに蒸着する方法、偏光紫外線によって配向した高分子膜を利用する方法（非特許文献４、非特許文献５を参照。）、などが提案されているが、いずれの方法でもカラムナー液晶分子からなるカラム状構造を水平方向の特定方向へ配向（ホモジニアス配向）させた報告は無い。カラムナー液晶分子からなるカラム状構造は、基板に対して垂直方向に配向（ホメオトロピック配向）しやすい性質があるが、イオン伝導などをデバイスとして利用するにはホモジニアス配向させる必要がある。
Ｍ．Ｙｏｓｈｉｏ，Ｔ．Ｍｕｋａｉ，Ｈ．Ｏｈｎｏ，ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｏ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２６，９９４(２００４）．
Ｍ．Ｙｏｓｈｉｏ，Ｔ．Ｋａｇａｔａ，Ｋ．Ｈｏｓｈｉｎｏ，Ｔ．Ｍｕｋａｉ，Ｈ．Ｏｈｎｏ，ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｏ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２８，５５７０(２００６）．
Ｍ．Ｙｏｓｈｉｏ，Ｔ．Ｉｃｈｉｋａｗａ，Ｈ．Ｓｈｉｍｕｒａ，Ｔ．Ｋａｇａｔａ，Ａ．Ｈａｍａｓａｋｉ，Ｔ．Ｍｕｋａｉ，Ｈ．Ｏｈｎｏ，ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｏ Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．８０，１８３６(２００７）
Ｎ．Ｋａｗａｔｓｕｋｉ，Ｔ．Ｋａｗａｋａｍｉ，ａｎｄ Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，１３，１３３７(２００１)．
Ｎ．Ｋａｗａｔｓｕｋｉ，Ｋ．Ｇｏｔｏ，Ｔ．Ｋａｗａｋａｍｉ，ａｎｄ Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３５，７０６(２００２）．
本発明は、カラムナー液晶分子を含有するカラム状構造が一定方向に配向している液晶セル、およびカラムナー液晶分子を含有するカラム状構造を一定方向に配向させる方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、等方相のカラムナー液晶分子を光配向膜に接触させ、これを冷却することにより、当該カラムナー液晶分子を含有するカラム状構造を一定方向に配向させられることを見出し、さらなる検討の結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の項１〜項１０の発明を提供するものである。
［項１］
一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜と、
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有し、
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する、
液晶セル。
［項２］
一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜と、
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有し、
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物はカラム状構造を形成し、かつ、そのカラム軸は前記光配向膜に対してホモジニアス配向している、
液晶セル。
［項３］
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域の温度まで加熱し、次いで等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、および
等方相温度域の温度まで加熱し、次いで等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を再形成する、
上記［項２］記載の液晶セル。
［項４］
前記光配向性部が、
式（Ｉ）
［式中、
ｊは、１〜１２の整数を、
Ｘは、結合手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、またはｍ−フェニレンを、
Ｙは、結合手、−Ｏ−、
を、
Ｚは、アルコキシ基、アルキル基、
を、
Ｒは、各出現において独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、またはオキソ基を、
ｎ１は、０〜５の整数を、
ｎ２は、０〜３の整数を表す。］
で示される基である、上記［項１］〜［項３］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項５］
前記光配向性部が、
式
［式中、ｊは１〜１２の整数を、Ｘは結合手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｃ＝Ｃ−またはｍ−フェニレンを、Ｒは、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または低級アルコキシ基を、ｎ１は０〜５の整数を表す。］
で示される基である、上記［項４］記載の液晶セル。
［項６］
光配向膜が、エポキシ基、ビニルエーテル基、シアナート基、アクリレート基、およびメタクリレート基から選択される重合性部と前記光配向性部とを有するモノマーから形成される膜である上記［項１］〜［項５］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項７］
イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物が、親水性基と含フッ素疎水性基を有する扇形の両親媒性分子の塩であり、
前記親水性基は扇形の中心に位置し、および前記含フッ素疎水性基は扇形の孤に位置し、かつ
前記親水性基はカルボキシ基、水酸基、リン酸基、スルホ基、アミノ基、シアノ基、ポリオキシアルキレン基、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である、
上記［項１］〜［項６］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項８］
前記親水性基は、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である、
上記［項７］記載の液晶セル。
［項９］
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物が、
式
［式中、ｍは０〜１０の整数を表し、ｎは１〜１２の整数を表し、ｎとｍとの和は６〜２０であり、Ｒは水素原子またはハロゲン原子を表し、Ｘ-はアニオンを表す。］
で示される化合物である上記［項１］〜［項８］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項１０］
光配向膜の１以上の部分が有する光配向性部が一方向に配向している上記［項１］〜［項９］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項１１］
（１）等方相温度域のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を、一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、当該液晶配向部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜に接触させること、および
（２）前記等方相温度域のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を等方相温度未満の温度へ冷却すること、
を含む、
イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を配向させる方法。
すなわち本発明は、以下の項１〜項１０の発明を提供するものである。
［項１］
一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜と、
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有し、
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する、
液晶セル。
［項２］
一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜と、
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有し、
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物はカラム状構造を形成し、かつ、そのカラム軸は前記光配向膜に対してホモジニアス配向している、
液晶セル。
［項３］
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域の温度まで加熱し、次いで等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、および
等方相温度域の温度まで加熱し、次いで等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を再形成する、
上記［項２］記載の液晶セル。
［項４］
前記光配向性部が、
式（Ｉ）
ｊは、１〜１２の整数を、
Ｘは、結合手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、またはｍ−フェニレンを、
Ｙは、結合手、−Ｏ−、
Ｚは、アルコキシ基、アルキル基、
Ｒは、各出現において独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、またはオキソ基を、
ｎ１は、０〜５の整数を、
ｎ２は、０〜３の整数を表す。］
で示される基である、上記［項１］〜［項３］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項５］
前記光配向性部が、
式
で示される基である、上記［項４］記載の液晶セル。
［項６］
光配向膜が、エポキシ基、ビニルエーテル基、シアナート基、アクリレート基、およびメタクリレート基から選択される重合性部と前記光配向性部とを有するモノマーから形成される膜である上記［項１］〜［項５］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項７］
イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物が、親水性基と含フッ素疎水性基を有する扇形の両親媒性分子の塩であり、
前記親水性基は扇形の中心に位置し、および前記含フッ素疎水性基は扇形の孤に位置し、かつ
前記親水性基はカルボキシ基、水酸基、リン酸基、スルホ基、アミノ基、シアノ基、ポリオキシアルキレン基、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である、
上記［項１］〜［項６］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項８］
前記親水性基は、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である、
上記［項７］記載の液晶セル。
［項９］
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物が、
式
で示される化合物である上記［項１］〜［項８］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項１０］
光配向膜の１以上の部分が有する光配向性部が一方向に配向している上記［項１］〜［項９］のいずれか１項に記載の液晶セル。
［項１１］
（１）等方相温度域のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を、一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、当該液晶配向部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜に接触させること、および
（２）前記等方相温度域のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を等方相温度未満の温度へ冷却すること、
を含む、
イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を配向させる方法。
本発明によれば、カラムナー液晶分子を含有するカラム状構造が一定方向に配向しており、イオン等の物質の輸送が可能な液晶セルが得られる。
本発明の液晶セルは、一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜と、
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有する。
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する。
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有する。
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する。
本発明で用いられる光配向膜は、側鎖として光配向性部を有するポリマーから形成される膜である。前記ポリマーは、重合性部と光配向性部とを有するモノマーが重合して形成され、当該ポリマーは、側鎖として光配向性部を有する。また、前記膜において、前記光配向性部は、部分的または全体的に、一方向に配向している。
前記モノマーの光配向性部は、好ましくは、
式（Ｉ）
［式中、
ｊは、１〜１２の整数を、
Ｘは、結合手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、またはｍ−フェニレンを、
Ｙは、結合手、−Ｏ−、
を、
Ｚは、アルコキシ基、アルキル基、
を、
Ｒは、各出現において独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、またはオキソ基を、
ｎ１は、０〜５の整数を、
ｎ２は、０〜３の整数を表す。］
で示される基である。
式（Ｉ）
ｊは、１〜１２の整数を、
Ｘは、結合手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、またはｍ−フェニレンを、
Ｙは、結合手、−Ｏ−、
Ｚは、アルコキシ基、アルキル基、
Ｒは、各出現において独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、またはオキソ基を、
ｎ１は、０〜５の整数を、
ｎ２は、０〜３の整数を表す。］
で示される基である。
前記モノマーの光配向性部は、より好ましくは、
［式中、ｊは１〜１２の整数を、Ｘは結合手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｃ＝Ｃ−またはｍ−フェニレンを、Ｒは、各出現において、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、または低級アルコキシ基を、ｎ１は０〜５の整数を表す。］
で示される基である。
で示される基である。
中でも、式２
で表される基が好ましい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられる。
本明細書中、アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、およびノニル基等の炭素数１〜１２のアルキル基が挙げられ、低級アルキル基としては、例えば、この中の炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられる。
本明細書中、アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、およびノニル基等の炭素数１〜１２のアルキル基が挙げられ、低級アルキル基としては、例えば、この中の炭素数１〜４のアルキル基が挙げられる。
本明細書中、アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、iso-プロポキシ、sec-ブトキシ、t-ブトキシ、ネオペンチルオキシ、1,2-ジメチルプロポキシ、シクロヘキシルオキシ、1,3-ジメチルブトキシ、1,2-ジメチルブトキシ、1,4-ジメチルペンチルオキシ、1-エチル-3-メチルブトキシ、3-メチル-1-iso-プロピルブトキシ、1-t-ブチル-2-メチルプロポキシ、2、4-ジメチル-3-プロポキシ、2-メチルペンチルオキシ、2-エチルヘキシルオキシ等の炭素数１〜１２のアルコキシ基が挙げられ、低級アルコキシ基としては、例えば、この中の炭素数１〜４のアルコキシ基が挙げられる。
前記モノマーの重合性部は、好ましくは、エポキシ基、ビニルエーテル基、およびシアナート基、アクリレート基、およびメタクリレート基である。なかでも、光重合または熱重合が可能なアクリレート基、およびメタクリレート基が好ましい。
式（Ｉ）で示される基を有するポリマーは、例えば、特開２０００−２１２３１０号公報、または特開２００２−２２６８５８号公報等に記載の方法、またはこれに準じる方法によって、合成することができる。
本発明で用いられる、一方向に配向した光配向性部を有する光配向膜は、上記のようなポリマーの溶液を基板上に塗布（スピンコートないしキャスト）した膜を形成後、カラムナー液晶を含有するカラム状構造を配向させたい方向に対し垂直方向である偏光した偏光紫外線を照射し、加熱処理を行うことで膜内のポリマーの分子配向を誘起することができる。
また、別法として、上記のようなモノマーを溶剤に溶かして慣用の方法により製膜し、
得られた膜（フィルム）に偏光紫外光を照射してもよい。
ここで、部分的に膜をマスキングして偏光紫外線を照射することにより、所望する１以上の部分の光配向性部のみが一方向に配向している光配向膜を形成することができる。
また、別法として、上記のようなモノマーを溶剤に溶かして慣用の方法により製膜し、
得られた膜（フィルム）に偏光紫外光を照射してもよい。
ここで、部分的に膜をマスキングして偏光紫外線を照射することにより、所望する１以上の部分の光配向性部のみが一方向に配向している光配向膜を形成することができる。
本発明で用いられるイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、親水性基と含フッ素疎水性基を有する両親媒性分子の塩である。当該分子は、図１に示すような扇形の分子であり、前記親水性基は扇形の中心に位置し、および前記含フッ素疎水性基は扇形の孤に位置する。このような扇形の分子としては、例えば、分子内のベンゼン環に複数個（好ましくは、２〜３個）の鎖状の含フッ素有機基が結合した構造を持つものが好ましい。このような鎖状の含フッ素有機基としては、含フッ素アルキル基を含有する基が好ましい。含フッ素有機基は、フッ素原子の存在により、疎水性が増し、液晶構造がより安定化される。
当該親水性基は好ましくは、例えば、カルボキシ基、水酸基、リン酸基、スルホ基、アミノ基、シアノ基、ポリオキシアルキレン基、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である。なかでも好ましくは、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である。
当該両親媒性分子の塩は、好ましくは、常温で液体であり、具体的には例えば、Ｃｌ、Ｂｒ、ＢＦ4、ＰＦ6、ＣＦ3ＳＯ3、および（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎとの塩が好ましい。
当該親水性基は好ましくは、例えば、カルボキシ基、水酸基、リン酸基、スルホ基、アミノ基、シアノ基、ポリオキシアルキレン基、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である。なかでも好ましくは、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である。
当該両親媒性分子の塩は、好ましくは、常温で液体であり、具体的には例えば、Ｃｌ、Ｂｒ、ＢＦ4、ＰＦ6、ＣＦ3ＳＯ3、および（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎとの塩が好ましい。
本発明で用いられるイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、具体的に好ましくは、
式３
［式中、ｍは０〜１０の整数を表し、ｎは１〜１２の整数を表し、ｎとｍとの和は６〜２０であり、Ｒは水素原子またはハロゲン原子を表し、Ｘ-はアニオンを表す。］
で示される化合物である。
当該化合物として好ましくは、例えば、
（１）ｍが４であり、かつｎが６〜１２の化合物、
（２）ｎとｍの和が１２であり、かつｎが６〜１２の化合物、
（３）ｎとｍの和が８〜１８である化合物
である。
Ｘ-で示されるアニオンとしては、例えば、Ｃｌ-、Ｂｒ-、ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、［ＣＦ3ＳＯ3］-、および［（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ］-が好ましい。
式３
で示される化合物である。
当該化合物として好ましくは、例えば、
（１）ｍが４であり、かつｎが６〜１２の化合物、
（２）ｎとｍの和が１２であり、かつｎが６〜１２の化合物、
（３）ｎとｍの和が８〜１８である化合物
である。
Ｘ-で示されるアニオンとしては、例えば、Ｃｌ-、Ｂｒ-、ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、［ＣＦ3ＳＯ3］-、および［（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ］-が好ましい。
式３の化合物は、例えば、Ｍ．Ｙｏｓｈｉｏ，Ｔ．Ｍｕｋａｉ，Ｈ．Ｏｈｎｏ，ａｎｄ Ｔ．Ｋａｔｏ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２６，９９４(２００４）等に記載の方法等の公知の方法、またはこれに準じる方法によって、合成することができる。
「イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層」は、「イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物」の１種を含有していてもよく、２種以上の混合物を含有していてもよい。また、「イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層」は、他の液晶化合物および添加剤を含有していてもよい。
このような他の液晶化合物および添加剤は、イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物の配向を妨げないものであれば、特に限定されるものではなく、他の液晶化合物としては、例えば類似のイオン性扇状カラムナー液晶化合物（例、1-methyl-3-[3,4,5-tris(alkyloxy)benzyl]imidazolium tetrafluoroborates）、イオン性液晶などが挙げられ、一方、添加剤としては、例えばイオン性化合物、微粒子、色素、イオン液体などが挙げられる。
「イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層」は、「イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物」の１種を含有していてもよく、２種以上の混合物を含有していてもよい。また、「イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層」は、他の液晶化合物および添加剤を含有していてもよい。
このような他の液晶化合物および添加剤は、イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物の配向を妨げないものであれば、特に限定されるものではなく、他の液晶化合物としては、例えば類似のイオン性扇状カラムナー液晶化合物（例、1-methyl-3-[3,4,5-tris(alkyloxy)benzyl]imidazolium tetrafluoroborates）、イオン性液晶などが挙げられ、一方、添加剤としては、例えばイオン性化合物、微粒子、色素、イオン液体などが挙げられる。
本発明の液晶セルは、一対の前記光配向膜を、所定の幅（好ましくは、２〜２５μｍ）の隙間をあけて、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように配置し、
当該隙間に、等方相温度域の温度のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を充填し、
ついで、イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を等方相温度域の温度へ冷却することにより得られる。
等方相のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、前記光配向膜に接触しつつ、等方相温度未満の温度へ冷却されることにより、当該液晶化合物は、一定方向に配向したカラム状構造物を形成する。
所定の幅の隙間を空けて一対の前記光配向膜を配置するには、液晶セルの製造に汎用されている適当なサイズのスペーサーを用いればよい。一対の前記光配向膜は、液晶セルの製造に汎用されているシール剤で張り合わせることができる。
図２に本発明の液晶セルの一態様の概要を示す。
ここで、急速に冷却した場合（例、１０℃／ｍｉｎ以上）は、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、一方、徐々に冷却した場合（例、１０℃／ｍｉｎ未満、好ましくは３℃／ｍｉｎ以下、より好ましくは１℃／ｍｉｎ以下）は、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する。
当該隙間に、等方相温度域の温度のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を充填し、
ついで、イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を等方相温度域の温度へ冷却することにより得られる。
等方相のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、前記光配向膜に接触しつつ、等方相温度未満の温度へ冷却されることにより、当該液晶化合物は、一定方向に配向したカラム状構造物を形成する。
所定の幅の隙間を空けて一対の前記光配向膜を配置するには、液晶セルの製造に汎用されている適当なサイズのスペーサーを用いればよい。一対の前記光配向膜は、液晶セルの製造に汎用されているシール剤で張り合わせることができる。
図２に本発明の液晶セルの一態様の概要を示す。
ここで、急速に冷却した場合（例、１０℃／ｍｉｎ以上）は、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、一方、徐々に冷却した場合（例、１０℃／ｍｉｎ未満、好ましくは３℃／ｍｉｎ以下、より好ましくは１℃／ｍｉｎ以下）は、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する。
ここで、イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を、等方相温度域の温度まで再度加熱することにより当該液晶化合物は等方相を示し、上記のように等方相温度未満の温度へ冷却する速度に応じて、異なる配向を示す。
これにより、当該液晶化合物の配向方向を変化させることができる。
これにより、当該液晶化合物の配向方向を変化させることができる。
また、このようにして前記液晶化合物が配向するのは、一対の光配向膜における、前記光配向性部の配向方向が互いに平行である部分に挟まれた範囲のみであるので、前記のように、配向膜における所望する部分のみの光配向性部を一方向に配向させることにより、その部分の液晶化合物のみが配向するように、液晶セルを設計することができる。
本発明の液晶セルは、イオンの移動方向を微細に制御できる。したがって、例えば、デバイス上に微細な電池、キャパシター、および色素増感太陽電池等に利用できる。
本発明の液晶セルは、イオンの移動方向を微細に制御できる。したがって、例えば、デバイス上に微細な電池、キャパシター、および色素増感太陽電池等に利用できる。
［合成例１：含フッ素カラムナー液晶の合成］
化合物１ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩
ブテン酸 １０．０ｇ、ヘキサン １２０ｍｌ、（Ｐｈ3Ｐ）４Ｐｄ（０） ２．５６ｇを２００ｍｌフラスコに入れた。０℃まで冷却してＣ8Ｆ17Ｉ ６３．３ｇを５分間かけて加えた。２５℃で８時間撹拌した後、固体をろ別、酢酸エチルとクロロホルムで洗浄した。ろ液を回収して溶媒を留去、真空引きにより６０．４ｇの２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−３−ヨードドデカン酸の固体を得た。個体には原料のブテン酸も含まれていたが、そのまま次の反応を行った。
化合物の同定はプロトンNMRで行った。1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝４．５７(１Ｈ，ｍ，ＣＨＩ)，３．２７(１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１７．６Ｈｚ，４．８Ｈｚ)，３．１４(１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１７．６Ｈｚ，８．４Ｈｚ)，２．８８−３．０２(２Ｈ，ｍ)
ＬｉＡｌＨ4 ５．４７ｇと脱水ＴＨＦ ５０ｍｌを滴下ロートと還流管を備えた２００ｍｌフラスコに加え、窒素雰囲気下、上記で得られた２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−３−ヨードドデカン酸 ２７．７ｇの脱水ＴＨＦ ３０ｍｌ溶液を還流がかかる速さで滴下、その後さらに過熱により30分還流させた。氷浴で冷やしながらエタノールを滴下して反応をクエンチ、ＣＨＣｌ3で抽出、５％塩酸、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒留去、減圧蒸留により１５．１ｇの１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノールの白色結晶を得た。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝３．７１(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝５．６Ｈｚ，ＣＨ2ＯＨ)，２．０７−２．１７(２Ｈ，ｍ)，１．６５−１．７５(４Ｈ，ｍ)，１．５４(１Ｈ，ｓ)
上記で得られた１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノール １３．１ｇ、４８％臭化水素酸 ２５．５ｇ、Ａｌｉｑｕａｔ ３３６ ０．８ｇを還流管を備えた１００ｍｌフラスコに加え、31時間加熱還流を行った。クロロホルムで抽出、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で３回洗い、硫酸マグネシウムで乾燥。溶媒留去、減圧蒸留により１３．９ｇの１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロドデシルブロミドの針状結晶を得た。収率は９４％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝３．４４(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，ＣＨ2Ｂｒ)，２．０４−２．１８(２Ｈ，ｍ)，１．９２−２．００(２Ｈ，ｍ)，１．７５−１．９３(２Ｈ，ｍ)
化合物１ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩
ブテン酸 １０．０ｇ、ヘキサン １２０ｍｌ、（Ｐｈ3Ｐ）４Ｐｄ（０） ２．５６ｇを２００ｍｌフラスコに入れた。０℃まで冷却してＣ8Ｆ17Ｉ ６３．３ｇを５分間かけて加えた。２５℃で８時間撹拌した後、固体をろ別、酢酸エチルとクロロホルムで洗浄した。ろ液を回収して溶媒を留去、真空引きにより６０．４ｇの２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−３−ヨードドデカン酸の固体を得た。個体には原料のブテン酸も含まれていたが、そのまま次の反応を行った。
化合物の同定はプロトンNMRで行った。1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝４．５７(１Ｈ，ｍ，ＣＨＩ)，３．２７(１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１７．６Ｈｚ，４．８Ｈｚ)，３．１４(１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝１７．６Ｈｚ，８．４Ｈｚ)，２．８８−３．０２(２Ｈ，ｍ)
ＬｉＡｌＨ4 ５．４７ｇと脱水ＴＨＦ ５０ｍｌを滴下ロートと還流管を備えた２００ｍｌフラスコに加え、窒素雰囲気下、上記で得られた２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−３−ヨードドデカン酸 ２７．７ｇの脱水ＴＨＦ ３０ｍｌ溶液を還流がかかる速さで滴下、その後さらに過熱により30分還流させた。氷浴で冷やしながらエタノールを滴下して反応をクエンチ、ＣＨＣｌ3で抽出、５％塩酸、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒留去、減圧蒸留により１５．１ｇの１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノールの白色結晶を得た。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝３．７１(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝５．６Ｈｚ，ＣＨ2ＯＨ)，２．０７−２．１７(２Ｈ，ｍ)，１．６５−１．７５(４Ｈ，ｍ)，１．５４(１Ｈ，ｓ)
上記で得られた１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノール １３．１ｇ、４８％臭化水素酸 ２５．５ｇ、Ａｌｉｑｕａｔ ３３６ ０．８ｇを還流管を備えた１００ｍｌフラスコに加え、31時間加熱還流を行った。クロロホルムで抽出、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で３回洗い、硫酸マグネシウムで乾燥。溶媒留去、減圧蒸留により１３．９ｇの１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロドデシルブロミドの針状結晶を得た。収率は９４％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝３．４４(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，ＣＨ2Ｂｒ)，２．０４−２．１８(２Ｈ，ｍ)，１．９２−２．００(２Ｈ，ｍ)，１．７５−１．９３(２Ｈ，ｍ)
上記で得られた１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロドデシルブロミド １０．５ｇ、没食子酸メチルエステル １．０ｇ、炭酸カリウム ４．５ｇ、脱水ＤＭＦ １５ｍｌを１００ｍｌのフラスコに加え、アルゴン雰囲気下８０℃で８時間加熱撹拌を行った。酢酸エチルで抽出、水、飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和食塩水で洗い、硫酸マグネシウムで乾燥。溶媒留去後、アセトンによる再結晶を２回行い、８．１ｇの３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）安息香酸メチルの固体を得た。収率は９３％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝７．２８(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ），４．０７(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2），４．０２（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2），３．９０(３Ｈ，ｓ，ＣＯ2ＣＨ3），２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８３−１．９４(１２Ｈ，ｍ)
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝７．２８(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ），４．０７(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2），４．０２（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2），３．９０(３Ｈ，ｓ，ＣＯ2ＣＨ3），２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８３−１．９４(１２Ｈ，ｍ)
ＬｉＡｌＨ4 ０．２４ｇと脱水ＴＨＦ ７ｍｌを、滴下ロートを備えた１００ｍｌフラスコに加え、窒素雰囲気下、上記で得られた３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）安息香酸メチル ５．０ｇの脱水ＴＨＦ １３ｍｌ溶液を氷浴冷却下滴下した。２５℃で３時間撹拌した後、少量のエタノールを滴下し反応をクエンチした。クロロホルムで抽出、５％塩酸、水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥。溶媒留去、真空乾燥により５．０ｇの３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジルアルコールの固体を得た。収率は１００％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝６．５９(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，４．６２(２Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＡｒＣＨ２)，４．０３（４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２），３．９５(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８３−１．９４(１２Ｈ，ｍ)
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝６．５９(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，４．６２(２Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＡｒＣＨ２)，４．０３（４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２），３．９５(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８３−１．９４(１２Ｈ，ｍ)
上記で得られた３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジルアルコール １．５ｇ、クロロホルム ４０ｍｌを１００ｍｌフラスコに加え、２５℃で塩化チオニル ０．７ｇを滴下した。３時間撹拌後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と振り、硫酸マグネシウムで乾燥。溶媒留去、真空乾燥により１．４６ｇの３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジルクロリドの固体を得た。収率は９５％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝６．６０(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，４．５２(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ２)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２)，３．９５(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２)，２．１１−２．１７(６Ｈ，ｍ)，１．８２−１．９１(１２Ｈ，ｍ)
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝６．６０(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，４．５２(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ２)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２)，３．９５(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２)，２．１１−２．１７(６Ｈ，ｍ)，１．８２−１．９１(１２Ｈ，ｍ)
上記で得られた３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジルクロリド １．１０ｇ、１−メチルイミダゾール ０．３６ｇ、トルエン １ｍｌを１０ｍｌフラスコに加え、８０℃で８時間加熱撹拌を行い、８０℃のまま真空引きによりトルエンと１−メチルイミダゾールを留去した。活性アルミナによるカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム→クロロホルム：メタノール ４：１）により１．１７ｇの１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリドを得た。収率は９９％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝１１．２０(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１５(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１０(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．８０(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．４６(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ２)，４．０４−４．０６(７Ｈ，ｓ＋ｔ，ＮＣＨ３，ＯＣＨ２)，３．９４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２），２．１１−２．１８(６Ｈ，ｍ)，１．８１−１．９０(１２Ｈ，ｍ)
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3)：δ＝１１．２０(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１５(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１０(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．８０(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．４６(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ２)，４．０４−４．０６(７Ｈ，ｓ＋ｔ，ＮＣＨ３，ＯＣＨ２)，３．９４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ２），２．１１−２．１８(６Ｈ，ｍ)，１．８１−１．９０(１２Ｈ，ｍ)
上記で得られた１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリド ０．６０ｇ、メタノール ５ｍｌ、クロロホルム ５ｍｌを３０ｍｌフラスコに加え、ＡｇＢＦ4 ０．１２ｇのメタノール ２ｍｌ溶液を２５℃で滴下した。２時間撹拌後、析出固体をろ別し溶媒を留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム→クロロホルム：メタノール ２０：１）により、０．５２ｇの標題化合物を得た。収率は８４％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝８．９０(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．２３(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１４(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．７２(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．２２(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ2)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９５(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９１(３Ｈ，ｓ，ＮＣＨ3)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８１−１．９０(１２Ｈ，ｍ)
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝８．９０(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．２３(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１４(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．７２(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．２２(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ2)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９５(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９１(３Ｈ，ｓ，ＮＣＨ3)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８１−１．９０(１２Ｈ，ｍ)
［合成例２：含フッ素カラムナー液晶の合成］
化合物２ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムヘキサフルオロリン酸塩
合成例１で得られた１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリド ０．１０ｇ、メタノール １ｍｌ、クロロホルム １ｍｌを１０ｍｌ反応管に加え、ＫＰＦ6 ０．１ｇのメタノール １ｍｌ溶液を２５℃で滴下した。２４時間撹拌後、析出固体をろ別し溶媒を留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム→クロロホルム：メタノール ２０：１）により、０．０６ｇの標題化合物を得た。収率は５６％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝８．６４(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１６(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１３(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．６７(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．１６(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ２)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９６(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．８９(３Ｈ，ｓ，ＮＣＨ3)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８１−１．９０（１２Ｈ，ｍ）
化合物２ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムヘキサフルオロリン酸塩
合成例１で得られた１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリド ０．１０ｇ、メタノール １ｍｌ、クロロホルム １ｍｌを１０ｍｌ反応管に加え、ＫＰＦ6 ０．１ｇのメタノール １ｍｌ溶液を２５℃で滴下した。２４時間撹拌後、析出固体をろ別し溶媒を留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム→クロロホルム：メタノール ２０：１）により、０．０６ｇの標題化合物を得た。収率は５６％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝８．６４(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１６(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１３(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．６７(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．１６(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ２)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９６(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．８９(３Ｈ，ｓ，ＮＣＨ3)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８１−１．９０（１２Ｈ，ｍ）
［合成例３：含フッ素カラムナー液晶の合成］
化合物３ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムトリフルオロメタンスルホン酸塩
化合物２の合成と同じ手順で行い、１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリド ０．１０ｇ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3 ０．１ｇから０．０７ｇの標題化合物を得た。収率は６５％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝９．３１(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．２５(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１３(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．６４(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．２７(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ2)，４．０４(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９５(５Ｈ，ｓ＋ｔ，ＮＣＨ3，ＯＣＨ2)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８２−１．８８(１２Ｈ，ｍ)
化合物３ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムトリフルオロメタンスルホン酸塩
化合物２の合成と同じ手順で行い、１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリド ０．１０ｇ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3 ０．１ｇから０．０７ｇの標題化合物を得た。収率は６５％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝９．３１(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．２５(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１３(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．６４(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．２７(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ2)，４．０４(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９５(５Ｈ，ｓ＋ｔ，ＮＣＨ3，ＯＣＨ2)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８２−１．８８(１２Ｈ，ｍ)
［合成例４：含フッ素カラムナー液晶の合成］
化合物４ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド
化合物２の合成と同じ手順で行い、１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリド ０．１０ｇ、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ ０．１ｇから０．１０ｇの標題化合物を得た。収率は８７％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝９．００(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１９(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１５(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．６８(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．２５(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ2)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９７(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９６(３Ｈ，ｓ，ＮＣＨ3)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８２−１．９１（１２Ｈ，ｍ）
化合物４ １−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド
化合物２の合成と同じ手順で行い、１−メチル−３−［３，４，５−トリス（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ，４Ｈ，４Ｈ−ペルフルオロ−１−ドデカノキシ）ベンジル］イミダゾリウムクロリド ０．１０ｇ、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ ０．１ｇから０．１０ｇの標題化合物を得た。収率は８７％であった。
1Ｈ−ＮＭＲ(４００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ3＋Ｓ−３１６)：δ＝９．００(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１９(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，７．１５(１Ｈ，ｓ，Ｉｍ−Ｈ)，６．６８(２Ｈ，ｓ，Ａｒ−Ｈ)，５．２５(２Ｈ，ｓ，ＡｒＣＨ2)，４．０３(４Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９７(２Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．０Ｈｚ，ＯＣＨ2)，３．９６(３Ｈ，ｓ，ＮＣＨ3)，２．１１−２．１９(６Ｈ，ｍ)，１．８２−１．９１（１２Ｈ，ｍ）
［合成例５：非フッ素カラムナー液晶の合成］
比較例として用いるために、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２６，９９４(２００４）．(Ｔ．Ｋａｔｏ ｅｔ ａｌ．）に記載の方法に従い、次式で表される非フッ素カラムナー液晶を合成した。
比較例として用いるために、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２６，９９４(２００４）．(Ｔ．Ｋａｔｏ ｅｔ ａｌ．）に記載の方法に従い、次式で表される非フッ素カラムナー液晶を合成した。
［合成例６：光配向させた高分子液晶膜の作製］
２ｍｇのポリ｛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｝（数平均分子量：Ｍｎ＝１．１×１０4、重量平均分子量：Ｍｗ＝３．０×１０4；分子量及び分子量分布は液体クロマトグラフィーシステム（ＴＯＳＯＨ ＳＣ−８０２０）を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定し、分子量は、ポリスチレン標準で計算した。）を、塩化メチレン溶液１ｇに溶解させ、石英基板上に２段階の条件、第１条件（５００ｒｐｍ、１０ 秒）、および第２条件（１５００ｒｐｍ、４０ｓ））で、スピンキャスト膜（膜厚：約 ５０ ｎｍ）を作製した。
この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吸収長軸を有する光反応部位を選択的に光架橋反応させた。直線偏光紫外光照射には、２９０ ｎｍ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備えた超高圧水銀ランプＵＳＨＩＯ ＳＰＯＴ ＣＵＲＥ ＭＯＤＥＬ ＵＩＳ−２５１０２を用い、光強度１５０ｍＷ／ｃｍ2（３６５ｎｍ）の偏光光を室温でフィルムに照射した。
次に、露光した膜をＬｉｎｋａｍ ＴＨ−６００ ＰＭ Ｈｏｔ Ｓｔａｇｅを用いて液晶温度１５０℃で１０ 分間、熱処理することで再配向を誘起した。加熱後、配向を固定するため、直ちに室温まで急冷した。
２ｍｇのポリ｛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｝（数平均分子量：Ｍｎ＝１．１×１０4、重量平均分子量：Ｍｗ＝３．０×１０4；分子量及び分子量分布は液体クロマトグラフィーシステム（ＴＯＳＯＨ ＳＣ−８０２０）を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定し、分子量は、ポリスチレン標準で計算した。）を、塩化メチレン溶液１ｇに溶解させ、石英基板上に２段階の条件、第１条件（５００ｒｐｍ、１０ 秒）、および第２条件（１５００ｒｐｍ、４０ｓ））で、スピンキャスト膜（膜厚：約 ５０ ｎｍ）を作製した。
この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吸収長軸を有する光反応部位を選択的に光架橋反応させた。直線偏光紫外光照射には、２９０ ｎｍ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備えた超高圧水銀ランプＵＳＨＩＯ ＳＰＯＴ ＣＵＲＥ ＭＯＤＥＬ ＵＩＳ−２５１０２を用い、光強度１５０ｍＷ／ｃｍ2（３６５ｎｍ）の偏光光を室温でフィルムに照射した。
次に、露光した膜をＬｉｎｋａｍ ＴＨ−６００ ＰＭ Ｈｏｔ Ｓｔａｇｅを用いて液晶温度１５０℃で１０ 分間、熱処理することで再配向を誘起した。加熱後、配向を固定するため、直ちに室温まで急冷した。
［実施例１：液晶セル］
合成例６で作製した高分子液晶膜を２枚用意し、１２．５μｍのポリイミドスペーサーを一対挟み、塗布面を向き合わせて配置し、ガラス基板間に合成例１〜４で合成した各カラムナー液晶を等方相温度である８０℃で注入してパラレル型液晶セルを作製した。このように作製した液晶セルを偏光顕微鏡（OLYMPUS社、BX51）で観察するとカラムナー液晶が良好に配向していることが確認された。
等方相からの冷却時に、加熱後直ちに室温の金属板上に置くことにより、急冷した場合では水平配向が得られ、そのカラム軸の配向方向は膜の偏光照射の電界振動方向に垂直であった（図３参照）。それに対し、徐冷した場合（０．１oＣ／ｍｉｎ）、カラム軸の配向方向は基板に対し垂直配向（図４参照）となり、等方相温度以上での加熱と冷却速度の調整により、可逆的に水平配向と垂直配向を誘起することができた。
合成例６で作製した高分子液晶膜を２枚用意し、１２．５μｍのポリイミドスペーサーを一対挟み、塗布面を向き合わせて配置し、ガラス基板間に合成例１〜４で合成した各カラムナー液晶を等方相温度である８０℃で注入してパラレル型液晶セルを作製した。このように作製した液晶セルを偏光顕微鏡（OLYMPUS社、BX51）で観察するとカラムナー液晶が良好に配向していることが確認された。
等方相からの冷却時に、加熱後直ちに室温の金属板上に置くことにより、急冷した場合では水平配向が得られ、そのカラム軸の配向方向は膜の偏光照射の電界振動方向に垂直であった（図３参照）。それに対し、徐冷した場合（０．１oＣ／ｍｉｎ）、カラム軸の配向方向は基板に対し垂直配向（図４参照）となり、等方相温度以上での加熱と冷却速度の調整により、可逆的に水平配向と垂直配向を誘起することができた。
［実施例２：パターン形成］
合成例６の紫外光の照射工程において、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を行った後、同様に熱処理工程、カラムナー液晶の配向制御工程を行った。偏光顕微鏡観察によりカラムナー液晶を観察したところ、カラムナー液晶の配向制御工程で加熱後に急冷した場合では、露光部と未露光部の違いによって、露光部のみが水平配向となるため、カラムナー液晶の配向した領域とポリドメイン領域のパターンが形成された（図５参照）。
一方、徐冷した場合には、露光部、未露光部に関わらず基板に垂直な方向状態が得られた。
合成例６の紫外光の照射工程において、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を行った後、同様に熱処理工程、カラムナー液晶の配向制御工程を行った。偏光顕微鏡観察によりカラムナー液晶を観察したところ、カラムナー液晶の配向制御工程で加熱後に急冷した場合では、露光部と未露光部の違いによって、露光部のみが水平配向となるため、カラムナー液晶の配向した領域とポリドメイン領域のパターンが形成された（図５参照）。
一方、徐冷した場合には、露光部、未露光部に関わらず基板に垂直な方向状態が得られた。
［比較例１：非フッ素カラムナー液晶を用いた液晶セル］
実施例１と同様にして、合成例５で合成した非フッ素カラムナー液晶を用いて液晶セルを作製した。得られた液晶セルは、実施例１と同じ条件で徐冷および急冷した場合、いずれの場合にもホメオトロピック配向を示した。
実施例１と同様にして、合成例５で合成した非フッ素カラムナー液晶を用いて液晶セルを作製した。得られた液晶セルは、実施例１と同じ条件で徐冷および急冷した場合、いずれの場合にもホメオトロピック配向を示した。
本発明の液晶セルは、イオンの移動方向を微細に制御できる。したがって、例えば、デバイス上に微細な電池、キャパシター、および色素増感太陽電池等に利用できる。
１００ 液晶セル
１ 一方向に配向した光配向性部を有する光配向膜
２ イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層
３ シール剤
４ スペーサー
１ 一方向に配向した光配向性部を有する光配向膜
２ イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層
３ シール剤
４ スペーサー
Claims (11)
- 一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜と、
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有し、
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、
等方相温度域から等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を形成する、
液晶セル。 - 一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、前記光配向性部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜と、
前記隙間に充填されたイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を含有する層と、
を含有し、
前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物はカラム状構造を形成し、かつ、そのカラム軸は前記光配向膜に対してホモジニアス配向している、
液晶セル。 - 前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物は、
等方相温度域の温度まで加熱し、次いで等方相温度未満の温度へ急速に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホモジニアス配向しているカラム状構造を形成し、および
等方相温度域の温度まで加熱し、次いで等方相温度未満の温度へ徐々に冷却した場合には、カラム軸が前記光配向膜に対してホメオトロピック配向しているカラム状構造を再形成する、
請求項２記載の液晶セル。 - 前記光配向性部が、
式（Ｉ）
ｊは、１〜１２の整数を、
Ｘは、結合手、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、またはｍ−フェニレンを、
Ｙは、結合手、−Ｏ−、
Ｚは、アルコキシ基、アルキル基、
Ｒは、各出現において独立して、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、またはオキソ基を、
ｎ１は、０〜５の整数を、
ｎ２は、０〜３の整数を表す。］
で示される基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶セル。 - 前記光配向性部が、
式
で示される基である、請求項４記載の液晶セル。 - 光配向膜が、エポキシ基、ビニルエーテル基、シアナート基、アクリレート基、およびメタクリレート基から選択される重合性部と前記光配向性部とを有するモノマーから形成される膜である請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶セル。
- イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物が、親水性基と含フッ素疎水性基を有する扇形の両親媒性分子の塩であり、
前記親水性基は扇形の中心に位置し、および前記含フッ素疎水性基は扇形の孤に位置し、かつ
前記親水性基はカルボキシ基、水酸基、リン酸基、スルホ基、アミノ基、シアノ基、ポリオキシアルキレン基、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶セル。 - 前記親水性基は、イミダゾリウム基、または４級アンモニウム基である、
請求項７記載の液晶セル。 - 前記イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物が、
式
で示される化合物である請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶セル。 - 光配向膜の１以上の部分が有する光配向性部が一方向に配向している請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶セル。
- （１）等方相温度域のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を、一方向に配向した光配向性部を有する一対の光配向膜であって、当該液晶配向部の配向方向が互いに平行になるように隙間を空けて配置された一対の光配向膜に接触させること、および
（２）前記等方相温度域のイオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を等方相温度未満の温度へ冷却すること、
を含む、
イオン性サーモトロピックカラムナー含フッ素液晶化合物を配向させる方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013024750A1 (ja) * | 2011-08-12 | 2013-02-21 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| WO2013024749A1 (ja) * | 2011-08-12 | 2013-02-21 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| WO2013089174A1 (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | 国立大学法人東京大学 | 液晶性化合物及び電解質材料 |
| KR20140126362A (ko) | 2012-02-27 | 2014-10-30 | 후지필름 가부시키가이샤 | 화합물, 액정 조성물, 고분자 재료 및 필름 |
| JP2018101153A (ja) * | 2018-03-09 | 2018-06-28 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | 水平配向型液晶表示装置及びその製造方法 |
| CN118955799A (zh) * | 2024-10-15 | 2024-11-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种聚合物膜的制备方法、聚合物膜及其应用 |
-
2008
- 2008-09-05 JP JP2008228018A patent/JP2010060973A/ja active Pending
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