JP2012077228A - 新規な液晶高分子およびそれを用いた光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フォトクロミズムを示すアゾベンゼンを側鎖に含むアゾベンゼンモノマーと、可視光領域を有しないと共にフォトクロミズムを示さないメソゲン基を有するモノマーの共重合体である液晶高分子からなる光学素子をアゾベンゼンの光異性化をドリガーとして、アゾベンゼンおよびメソゲン基全体の配向状態および液晶高分子の屈折率を制御する。
【選択図】なし
Description
(1)下記の式(I)で表される繰り返し単位を有する液晶高分子。
R1およびR2は、両者共に水素原子(H)、あるいは一方がメチル基(CH3)で他方が水素原子のいずれかであり、
pおよびqは、それぞれ独立して、6、8、9、10および12からなる群より選択されるいずれかの整数であり、
R3は、水素原子(H)、シアノ基(CN)、ニトロ基(NO2)、炭素数1〜10のアルキル基、および炭素数1〜10のアルコキシル基からなる群より選択されるいずれかの官能基であり、
R4は、可視光領域に吸収帯を有しないメソゲン基を表し、
mおよびnは、それぞれ自然数であり、両者の間には、
3≦(m+n)≦1000、および
0.1≦m/(m+n)≦0.95なる関係が成立する。
(2)前記R4が、下記の式(II)〜(VI)で表される官能基からなる群より選択されるいずれかの官能基である(1)記載の液晶高分子。
R5は、水素原子(H)、シアノ基(CN)、ニトロ基(NO2)、炭素数1〜10のアルキル基、および炭素数1〜10のアルコキシル基からなる群より選択されるいずれかの官能基である。
(3)前記R3が、水素原子(H)、シアノ基(CN)、メトキシ基(OCH3)およびエトキシ基(OC2H5)からなる群より選択されるいずれかの官能基である(1)または(2)記載の液晶高分子。
(4)前記R5が、シアノ基(CN)、メトキシ基(OCH3)およびエトキシ基(OC2H5)からなる群より選択されるいずれかの官能基である(1)から(3)のいずれか1項記載の液晶高分子。
(5)前記式(I)においてp=qである(1)から(4)のいずれか1項記載の液晶高分子。
(6)本発明の第1の態様に係る(1)から(5)のいずれか1項記載の液晶高分子を含み、光照射および加熱処理のいずれか一方または双方により、前記液晶高分子の側鎖官能基の配列を配向状態と非配向状態の両者の間で可逆的に制御可能である、1または複数の薄膜状の液晶高分子層を有する光学素子。
(7)前記1または複数の液晶高分子層と交互積層され、前記液晶高分子の側鎖官能基が配向状態を取る場合に該側鎖官能基を所定の方向に配向させる透明高分子を含み、透光性を有する高分子支持層をさらに有する(6)記載の光学素子。
(8)前記高分子支持層の屈折率が、前記液晶高分子の側鎖官能基が配向状態または非配向状態を取る場合における前記液晶高分子層の屈折率とほぼ等しい(7)記載の光学素子。
(9)前記透明高分子がポリビニルアルコールである(7)または(8)記載の光学素子。
上記(1)で合成したMAz6Acとメソゲン基である4’−メトキシビフェニル基側鎖官能基として有するアクリル酸エステルモノマーMB6Ac(下式参照)をDMF(10mL)に溶解し、AIBN(10mg)を加え脱気後、60℃で48時間反応させた。反応液をメタノールに注ぎ、生じた沈殿を回収した。得られた液晶高分子の分子量は下記のとおりであった。
上記(2)で合成した液晶高分子(実施例1〜3)をシクロヘキサノンに溶解(3重量%)し、ガラス基板上にスピンコーティング(3000rpm、40秒)し、液晶高分子層を形成した。その後、80℃で10分間アニーリングを行った。アニーリング前後の吸収スペクトル(入射角0°および40°で測定した。)を、図3〜図5に示す。図3〜5のいずれの場合においても、アニーリング前の吸収スペクトルの波形は、入射角0°および40°の両者について同一であり、光路長の延長に伴う吸光度の増大が、入射角40°の場合について観測された。このことから、アニーリング前の高分子液晶層において、側鎖官能基は等方的(ランダム)に配列していることがわかる。
11 液晶高分子層
12 高分子支持層
13 基板
Claims (9)
- 下記の式(I)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする液晶高分子。
R1およびR2は、両者共に水素原子(H)、あるいは一方がメチル基(CH3)で他方が水素原子のいずれかであり、
pおよびqは、それぞれ独立して、6、8、9、10および12からなる群より選択されるいずれかの整数であり、
R3は、水素原子(H)、シアノ基(CN)、ニトロ基(NO2)、炭素数1〜10のアルキル基、および炭素数1〜10のアルコキシル基からなる群より選択されるいずれかの官能基であり、
R4は、可視光領域に吸収帯を有しないメソゲン基を表し、
mおよびnは、それぞれ自然数であり、両者の間には、
3≦(m+n)≦1000、および
0.1≦m/(m+n)≦0.95なる関係が成立する。 - 前記R3が、水素原子(H)、シアノ基(CN)、メトキシ基(OCH3)およびエトキシ基(OC2H5)からなる群より選択されるいずれかの官能基であることを特徴とする請求項1または2記載の液晶高分子。
- 前記R5が、水素原子(H)、シアノ基(CN)、メトキシ基(OCH3)およびエトキシ基(OC2H5)からなる群より選択されるいずれかの官能基であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の液晶高分子。
- 前記式(I)においてp=qであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の液晶高分子。
- 請求項1から5のいずれか1項記載の液晶高分子を含み、光照射および加熱処理のいずれか一方または双方により、前記液晶高分子の側鎖官能基の配列を配向状態と非配向状態の両者の間で可逆的に制御可能である、1または複数の薄膜状の液晶高分子層を有することを特徴とする光学素子。
- 前記1または複数の液晶高分子層と交互積層され、前記液晶高分子の側鎖官能基が配向状態を取る場合に該側鎖官能基を所定の方向に配向させる透明高分子を含み、透光性を有する高分子支持層をさらに有することを特徴とする請求項6記載の光学素子。
- 前記高分子支持層の屈折率が、前記液晶高分子の側鎖官能基が配向状態または非配向状態を取る場合における前記液晶高分子層の屈折率とほぼ等しいことを特徴とする請求項7記載の光学素子。
- 前記透明高分子がポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項7または8記載の光学素子。
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