TWI795343B - 光反應性液晶組成物，調光元件，調光元件之製造方法 - Google Patents

光反應性液晶組成物，調光元件，調光元件之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明係提供不使用液晶配向膜，而在液晶塊材(crystal bulk)內控制液晶之配向性而得的元件，具體而言為調光元件及/或提供製造該元件用之光反應性液晶組成物。本發明係提供具有(A)具有產生選自由(A-1)光交聯及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈的光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；的光反應性液晶組成物，且該(A)成分與(B)成分的重量比((A)成分：(B)成分)為3：97~20：80的組成物及具有含有該組成物之液晶胞而形成的調光元件。

Description

光反應性液晶組成物，調光元件，調光元件之製造方法
本發明係有關光反應性液晶組成物、具有該光反應性液晶組成物而形成的調光元件、及該調光元件之製造方法。
現在的液晶顯示元件，除了高分子分散型液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal、PDLC)等之一部份的元件，為了使液晶均勻配向，而使用施予配向處理後的液晶配向膜(非專利文獻1)。液晶配向膜之配向處理係塗佈液晶配向膜之後，採用一般被稱為摩擦處理之以卷繞布之滾輪摩擦膜表面的方法，但是本方法係因物理方式摩擦膜表面的方法，故因摩擦所致之傷或切削屑，而有使液晶顯示元件之顯示性能降低的問題點。此外，此配向處理必須經過液晶配向膜形成步驟、液晶配向處理步驟、液晶配向膜之洗凈步驟等多數的步驟，使製造步驟煩雜化。
因此，不使用該液晶配向膜，可製作可控制液晶之配向性之液晶胞時，在製程面及成本面有很大的優點。
另外，PDLC係使用預先混合有以光反應之聚合性化合物的低分子液晶，製作液晶胞，然後，由晶胞外照射紫外線，使聚合性化合物聚合，將液晶固定化的技術。但是本技術未施予液晶之配向處理，故液晶之配向未被控制，將該元件應用於調光元件或顯示元件時，有電光學特性不足的問題(例如參照非專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-201388號公報。
[專利文獻2]日本特開2003-307720號公報。
[非專利文獻]
[非專利文獻1]液晶便覽 丸善股份公司。
[發明之概要]
因此，本發明之目的係提供不使用液晶配向膜，而在液晶塊材(crystal bulk)內控制液晶之配向性而得的元件，具體而言為調光元件及/或提供製造該元件用之光反應性液晶組成物。
又，除上述目的，或上述目的以外，本發明之目的係提供不使用液晶配向膜，而在液晶塊材內控制液晶之配向性而得的元件，具體而言為製造調光元件的方法。
本發明人等發現以下的發明。
<1>一種光反應性液晶組成物，其係具有(A)具有產生選自由(A-1)光交聯及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈的光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；的光反應性液晶組成物，(A)光反應性高分子液晶與(B)低分子液晶的重量比((A)光反應性高分子液晶：(B)低分子液晶)為3：97~20：80，較佳為4：96~15：85，更佳為5：95~13：87。
<2>一種光反應性液晶組成物，其係具有(A)具有產生選自由(A-1)光交聯及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈的光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；的光反應性液晶組成物，藉由使該組成物曝光於偏光紫外線，且將該組成物加熱至比(A)光反應性高分子液晶展現液晶性之溫度範圍之下限值低50℃之溫度以上，較佳為65~150℃，更佳為70~120℃，使(B)低分子液晶可具有特定之配向性。
<3>上述<1>中，其係藉由使該組成物曝光於偏光紫外線，且將該組成物加熱至比(A)光反應性高分子液晶展現液晶性之溫度範圍之下限值低50℃之溫度以上，較佳 為65~150℃，更佳為70~120℃，使(B)低分子液晶具有特定之配向性。
<4>上述<1>~<3>之任一者中，(A)光反應性高分子液晶可具有產生(A-1)光交聯反應之光反應性側鏈。
<5>上述<1>~<4>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有選自由下述式(1)~(6)(式中，A、B、D各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；S為碳數1~12之伸烷基，鍵結於彼等之氫原子也可被鹵素基取代；T為單鍵或碳數1~12之伸烷基，鍵結於彼等之氫原子也可被鹵素基取代；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環(biphenyl ring)、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；Y2為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代； R表示羥基、碳數1~6之烷氧基，或表示與Y1相同定義；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；Cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；q1與q2，其中之一方為1，另一方為0；q3為0或1；P及Q各自獨立為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基；但是X為-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-的情形，-CH=CH-鍵結之側之P或Q為芳香環，P之數成為2以上之時，P彼此可相同或相異，Q之數成為2以上之時，Q彼此可相同或相異；l1為0或1；l2為0~2之整數；l1與12同時為0時，T為單鍵時，A也表示單鍵；l1為1時，T為單鍵時，B也表示單鍵；H及I各自獨立為選自二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、及彼等之組合之基)
所成群之任一種的光反應性側鏈。
Figure 104136511-A0202-12-0006-1
<6>上述<1>~<5>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有選自由下述式(7)~(10)
(式中，A、B、D各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代； X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；l表示1~12之整數；m表示0~2之整數，m1、m2表示1~3之整數；n表示0~12之整數(但是n=0時，B為單鍵)；Y2為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；R表示羥基、碳數1~6之烷氧基，或表示與Y1相同定義)
所成群之任一種的光反應性側鏈。
Figure 104136511-A0202-12-0007-2
<7>上述<1>~<5>之任一項中，(A)光反應性高 分子液晶可具有選自由下述式(11)~(13)
(式中，A各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；l表示1~12之整數，m表示0~2之整數，m1表示1~3之整數；R表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代，或表示羥基或碳數1~6之烷氧基)
所成群之任一種的光反應性側鏈。
Figure 104136511-A0202-12-0008-3
<8>上述<1>~<5>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有下述式(14)或(15)
(式中，A各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；l表示1~12之整數，m1、m2表示1~3之整數)
表示之光反應性側鏈。
Figure 104136511-A0202-12-0009-4
<9>上述<1>~<5>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有下述式(16)或(17)(式中，A表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異； l表示1~12之整數，m表示0~2之整數)
表示之光反應性側鏈。
Figure 104136511-A0202-12-0010-5
<10>上述<1>~<5>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有下述式(20)(式中，A表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；l表示1~12之整數，m表示0~2之整數)表示之光反應性側鏈。
Figure 104136511-A0202-12-0011-6
<11>一種調光元件，其係具有含有如上述<1>~<10>項中任一項之光反應性液晶組成物之液晶胞而形成者。
<12>一種調光元件，其係具有含有如上述<1>~<10>項中任一項之光反應性液晶組成物之液晶胞而形成之調光元件，前述液晶胞內，(B)低分子液晶具有特定之配向性。
<13>一種調光元件之製造方法，其係藉由具有下述[I]~[III]步驟，在液晶胞內形成(B)低分子液晶具有特定之配向性的調光元件，[I]將具有(A)具有產生選自由(A-1)光交聯及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈的光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；的光反應性液晶組成物，填充於平行分離配置之2片透明基體間所形成之空間內，形成液晶胞的步驟；[II]對於[I]所得之液晶胞，由前述2片透明基體之任一方照射經偏光的紫外線的步驟；[III]藉由將液晶胞加熱至比(A)光反應性高分子液晶展現液晶性之溫度範圍之下限值低50℃之溫度以上，較佳為65~150℃，更佳為70~120℃的步驟。
<14>上述<13>中，可在[II]步驟中，進行[III]步驟。
<15>上述<13>或<14>中，可在[II]步驟後，進行[III]步驟。
<16>上述<13>~<15>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶與(B)低分子液晶的重量比((A)光反應性高分子液晶：(B)低分子液晶)為3：97~20：80，較佳為4：96~15：85、更佳為5：95~13：87。
<17>上述<13>~<16>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有產生(A-1)光交聯反應之光反應性側鏈。
<18>上述<13>~<17>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有選自由上述式(1)~(6)(式中，A、B、D、S、T、Y1、Y2、R、X、Cou、q1、q2、q3、P、Q、11、12、H及I具有與上述相同定義)所成群之任一種的光反應性側鏈。
<19>上述<13>~<18>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有選自由上述式(7)~(10)(式中，A、B、D、Y1、X、l、m、m1、m2、n、Y2及R係具有與上述相同定義)所成群之任一種的光反應性側鏈。
<20>上述<13>~<18>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有選自由上述式(11)~(13)(式中，A、X、l、m、m1及R係具有與上述相同定義)所成群之任一種的光反應性側鏈。
<21>上述<13>~<18>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有上述式(14)或(15)(式中，A、Y1、l、m1及m2係具有與上述相同定義)表示之光反應性側鏈。
<22>上述<13>~<18>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有上述式(16)或(17)(式中，A、X、l及m係具有與上述相同定義)表示之光反應性側鏈。
<23>上述<13>~<18>之任一項中，(A)光反應性高分子液晶可具有上述式(20)(式中，A、Y1、X、l及m係具有與上述相同定義)表示之光反應性側鏈。
藉由本發明，可提供不使用液晶配向膜，而在液晶塊材內控制液晶之配向性而得的元件，具體而言為調光元件及/或提供製作該元件用之光反應性液晶組成物。
又，除上述效果，或上述效果以外，藉由本發明可提供不使用液晶配向膜，而在液晶塊材內控制液晶之配向性而得的元件，具體而言為製造調光元件的方法。
1‧‧‧液晶胞
2‧‧‧紫外線發光部
3,13‧‧‧偏光鏡
4,16‧‧‧試料
5‧‧‧試料台
6‧‧‧溫度控制部
11‧‧‧實驗系
12‧‧‧He-Ne雷射
14‧‧‧檢偏器
15‧‧‧功率計量測儀
[圖1]表示製造本發明之調光元件用之紫外線照射裝置之一例。
[圖2]表示測量實施例及比較例之偏光曝光後所得之液晶胞之透過繞射光之強度的實驗系的概略圖。
[圖3]表示圖2所示之實驗系中，測量使實施例1及比較例2及比較例3之液晶胞旋轉時(橫軸：角度)之透過 光強度(縱軸)的結果。
[圖4]表示圖2所示之實驗系中，測量使實施例2及比較例4及比較例5之液晶胞旋轉時(橫軸：角度)之透過光強度(縱軸)的結果。
本案係提供不使用液晶配向膜，而在液晶塊材內控制液晶之配向性而得的元件，具體而言為調光元件及/或製造該元件用之光反應性液晶組成物。
又，本案係提供不使用液晶配向膜，而在液晶塊材內控制液晶之配向性而得的元件，具體而言為製造調光元件的方法。
以下說明光反應性液晶組成物、藉由該組成物所得之元件、具體而言為調光元件、該元件之製造方法。
<光反應性液晶組成物>
本發明之光反應性液晶組成物具有(A)具有產生選自由(A-1)光交聯及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈的光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶。
本發明之光反應性液晶組成物也可為僅由(A)光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；所構成，也可本質上僅由具有該(A)及(B)之性質未變化之程度之其他成分的(A)及(B)所構成。又，本發明之光反應性液晶組成物除(A)或 (B)外，也可含有其他的成分。
<<(B)低分子液晶>>
本發明之光反應性液晶組成物所含之(B)低分子液晶，以往可直接使用液晶顯示元件等所使用之向列型液晶(Nematic LC)或強介電性液晶等。
具體而言，作為(B)低分子液晶可列舉例如4-氰基-4’-n-戊基聯苯、4-氰基-4’-n-庚氧基聯苯等之氰基聯苯類；膽固醇乙酸酯、膽固醇苯甲酸酯等之膽固醇酯類；4-羧基苯基乙基碳酸酯、4-羧基苯基-n-丁基碳酸酯等之碳酸酯類；苯甲酸苯酯、苯二甲酸聯苯酯等之苯酯類；亞苄基-2-萘基胺、4’-n-丁氧基亞苄基-4-乙醯基苯胺等之希夫鹼(Schiff base)；N,N’-雙亞苄基聯苯胺、p-二茴香基聯苯胺等之聯苯胺類；4,4’-氧化偶氮二苯甲醚、4,4’-二-n-丁氧基氧化偶氮苯等之氧化偶氮苯類；以下具體所示之苯基環己基系、三聯苯系、苯基雙環己基系等之液晶；等，但是不限於此等。
Figure 104136511-A0202-12-0016-7
Figure 104136511-A0202-12-0016-8
Figure 104136511-A0305-02-0019-1
<<(A)光反應性高分子液晶>>
本發明之光反應性液晶組成物所含之(A)光反應性高分子液晶(以下有時僅稱為「(A)成分」的情形)只要是具有產生選自由(A-1)光交聯、及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈時，即無特別限定。
本說明書中，光反應性係指產生(A-1)光交聯、或(A-2)光異構化之任一反應；及雙方之反應；的特性。
(A)成分較佳為具有產生(A-1)光交聯反應之側鏈者。
(A)成分係在i)特定之溫度範圍內展現液晶性之高分子，且具有光反應性側鏈的高分子。
(A)成分可為在ii)250nm~400nm之波長範圍之光產生反應，且在50~300℃之溫度範圍內顯示液晶性者。
(A)成分係具有對於iii)250nm~400nm之波長範圍之 光、特別是偏光紫外線產生反應的光反應性側鏈為佳。
(A)成分係在iv)50~300℃之溫度範圍內顯示液晶性，故具有液晶基者為佳。
本發明之光反應性液晶組成物中，(A)光反應性高分子液晶與(B)低分子液晶之重量比((A)光反應性高分子液晶：(B)低分子液晶)為3：97~20：80，較佳為4：96~15：85，更佳為5：95~13：87。
(A)：(B)中之(A)之比率在上述範圍時，i)可確保使液晶配向所必要之配向性基之量，ii)可得到均勻的液晶配向，iii)使光反應性高分子液晶(A)以偏光紫外線進行反應後之高分子母質(polymer matrix)之密度成為所期望之值，iv)外加電壓時之低分子液晶(B)進行所期望之應答等之方面較佳。
(A)成分係如上述，含有具有光反應性之光反應性側鏈。該側鏈之結構無特別限定，但是具有產生上述(A-1)及/或(A-2)所示之反應的結構，且具有產生(A-1)光交聯反應之結構者為佳。產生(A-1)光交聯反應之結構，即使該反應後之結構暴露於熱等之外部應力(EXTERNAL STRESS)，也可長期間安定地保持(A)成分之配向性，故較佳。
(A)成分之側鏈的結構係具有剛直之液晶(mesogenic)成分者，液晶之配向安定，故較佳。
液晶成分可列舉例如聯苯基、三聯苯基、苯基環己基、苯基苯甲酸酯基、偶氮苯基等，但是不限定於此等。
(A)成分之主鏈的結構，可列舉例如選自由烴、(甲基)丙烯酸酯、伊康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯(vinyl)、馬來醯亞胺、降莰烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所成群之至少1種，但是不限定於此等。
又，(A)成分之側鏈，較佳為由下述式(1)~(6)之至少1種所構成之側鏈者。
Figure 104136511-A0202-12-0019-10
式中，A、B、D各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2- 、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；S為碳數1~12之伸烷基，鍵結於彼等之氫原子也可被鹵素基取代；T為單鍵或碳數1~12之伸烷基，鍵結於彼等之氫原子也可被鹵素基取代；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；Y2為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；R表示羥基、碳數1~6之烷氧基，或與Y1相同定義；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；Cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、 鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；q1與q2，其中之一方為1，另一方為0；q3為0或1；P及Q各自獨立為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基；但是X為-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-的情形，-CH=CH-鍵結之側之P或Q為芳香環，P之數成為2以上之時，P彼此可相同或相異，Q之數成為2以上之時，Q彼此可相同或相異；l1為0或1；l2為0~2之整數；l1與12同時為0時，T為單鍵時，A也表示單鍵；l1為1時，T為單鍵時，B也表示單鍵；H及I各自獨立為選自二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、及彼等之組合之基。
側鏈可選自由下述式(7)~(10)所成群之任一種的光反應性側鏈。
式中，A、B、D、Y1、X、Y2、及R係具有與上述相同定義；l表示1~12之整數；m表示0~2之整數，m1、m2表示1~3之整數；n表示0~12之整數(但是n=0時，B為單鍵)。
Figure 104136511-A0202-12-0022-11
側鏈可為選自由下述式(11)~(13)所成群之任一種的光反應性側鏈。
式中，A、X、l、m、m1及R係具有與上述相同定義。
Figure 104136511-A0202-12-0022-13
側鏈可為下述式(14)或(15)表示之光反應性側鏈。
式中，A、Y1、l、m1及m2係具有與上述相同定義。
Figure 104136511-A0202-12-0023-14
側鏈可為下述式(16)或(17)表示之光反應性側鏈。
式中，A、X、l及m係具有與上述相同定義。
Figure 104136511-A0202-12-0023-15
側鏈可為下述式(20)表示之光反應性側鏈。
式中，A、Y1、X、l及m係具有與上述相同定義。
Figure 104136511-A0202-12-0023-16
又，(A)成分也可具有選自由下述式(21)~(31)所成群之任一種的液晶性側鏈。例如(A)成分之光反應性側鏈不具有液晶性的情形，或(A)成分之主鏈不具有液晶性的情形，(A)成分可為具有選自由下述式(21)~(31)所成 群之任一種的液晶性側鏈。
式中，A、B、q1及q2係具有與上述相同定義；Y3為選自由一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、及碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立可被-NO2、-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；R3表示氫原子、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、碳數5~8之脂環式烴、碳數1~12之烷基、或碳數1~12之烷氧基；l表示1~12之整數，m表示0至2之整數，但是式(23)~(24)中，全部之m之合計為2以上，式(25)~(26)中，全部之m之合計為1以上，m1、m2及m3各自獨立表示1~3之整數；R2表示、氫原子、-NO2、-CN、鹵素基、一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、含氮雜環、及碳數5~8之脂環式烴、及烷基、或烷基氧基；Z1、Z2表示單鍵、-CO-、-CH2O-、-CH=N-、-CF2-。
Figure 104136511-A0202-12-0025-17
<<(A)成分之製法>>
(A)成分可藉由將具有上述光反應性側鏈之光反應性 側鏈單體進行聚合而得，有時藉由將該光反應性側鏈單體與具有上述液晶性側鏈之單體進行共聚合而得。
[光反應性側鏈單體]
光反應性側鏈單體係指本說明書中，在形成高分子的情形下，可形成在高分子之側鏈部位具有光反應性側鏈之高分子的單體。
側鏈所具有之光反應性基，較佳為下述結構及其衍生物。
Figure 104136511-A0202-12-0026-18
光反應性側鏈單體之更具體的例，可列舉例如具有選自由烴、(甲基)丙烯酸酯、伊康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯、馬來醯亞胺、降莰烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所成群之至少1種所構成之聚合性基，與由上述式(1)~(6)之至少1種所構成之光反應性側鏈，較佳為例如由上述式(7)~(10)之至少1種所構成之光反應性側鏈，由上述式(11)~(13)之至少1種所構成之光反應性側鏈、上述式(14)或(15)表示之光反應性側鏈、上述式(16)或(17)表示之光反應性側鏈、上述式(20)表示之光反應性側鏈的結構為佳。
光反應性側鏈單體可列舉例如下述式PRM-1~PRM-11(式中，n表示1~6之整數，m表示0~4之整數，X表示氫原子或甲基，R表示氫原子、碳數1~3之直鏈或支鏈之烷基或烷氧基、鹵素原子、氰基、或硝基，R1~R3各自獨立表示氫原子、碳數1~3之直鏈或支鏈之烷基或烷氧基、或鹵素原子，p表示1~4之整數)表示之化合物，但是不受此限定。
Figure 104136511-A0202-12-0027-19
[液晶性側鏈單體]
液晶性側鏈單體係指在本說明書中，來自該單體之高分子展現液晶性，該高分子在側鏈部位可形成液晶基的單體。
側鏈所具有之液晶基，可為聯苯基或苯基苯甲酸酯等之單獨成為液晶結構的基，或可為如苯甲酸等，側鏈彼此形成氫鍵，成為液晶結構的基。側鏈所具有之液晶基，較佳為下述結構。
Figure 104136511-A0202-12-0028-20
液晶性側鏈單體之更具體的例，可列舉例如具有選自由烴、(甲基)丙烯酸酯、伊康酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、α-亞甲基-γ-丁內酯、苯乙烯、乙烯、馬來醯亞胺、降莰烯等之自由基聚合性基及矽氧烷所成群之至少1種所構成之聚合性基，與由上述式(21)~(31)之至少1種所構成之側鏈的結構為佳。
具體而言，液晶性側鏈單體可列舉例如下述式LCM-1~LCM-9(式中，n表示1~6之整數，X表示氫原子或甲 基，R4、R6及R61~R63各自獨立表示氫原子、碳數1~3之直鏈或支鏈之烷基或烷氧基、鹵素原子、氰基、或硝基，R5表示氫原子、碳數1~6之直鏈或支鏈之烷基)表示之化合物，但是不受此限定。
Figure 104136511-A0202-12-0029-21
(A)成分可藉由將展現上述液晶性之光反應性側鏈單體之聚合反應而得。又，可藉由未展現液晶性之光反應性側鏈單體與液晶性側鏈單體之共聚合或、展現液晶性之光反應性側鏈單體與液晶性側鏈單體之共聚合而得。此外，在不損及液晶性之展現能的範圍內，也可與其他之 單體共聚合。
其他之單體，可列舉例如可工業性取得之可自由基聚合反應之單體。
其他之單體之具體例，可列舉例如不飽和羧酸、丙烯酸酯化合物、甲基丙烯酸酯化合物、馬來醯亞胺化合物、丙烯腈、馬來酸酐、苯乙烯化合物及乙烯基化合物等。
不飽和羧酸之具體例，可列舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、馬來酸、富馬酸等。
丙烯酸酯化合物，可列舉例如甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯、異丙基丙烯酸酯、苄基丙烯酸酯、萘基丙烯酸酯、蒽基丙烯酸酯、蒽基甲基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯、tert-丁基丙烯酸酯、環己基丙烯酸酯、異莰基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、四氫糠基丙烯酸酯、3-甲氧基丁基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基丙烯酸酯、2-丙基-2-金剛烷基丙烯酸酯、8-甲基-8-三環癸基丙烯酸酯、及8-乙基-8-三環癸基丙烯酸酯等。
甲基丙烯酸酯化合物，可列舉例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸萘酯、甲基丙烯酸蒽酯、甲基丙烯酸蒽基甲酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸tert-丁酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸異莰酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、四氫糠基甲基 丙烯酸酯、3-甲氧基丁基甲基丙烯酸酯、2-甲基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、2-丙基-2-金剛烷基甲基丙烯酸酯、8-甲基-8-三環癸基甲基丙烯酸酯、及8-乙基-8-三環癸基甲基丙烯酸酯等。也可使用環氧丙基(甲基)丙烯酸酯、(3-甲基-3-氧環丁基)甲基(甲基)丙烯酸酯及(3-乙基-3-氧環丁基)甲基(甲基)丙烯酸酯等之具有環狀醚基之(甲基)丙烯酸酯化合物。
乙烯基化合物，可列舉例如乙烯基醚、甲基乙烯基醚、苄基乙烯基醚、2-羥基乙基乙烯基醚、苯基乙烯基醚、及丙基乙烯基醚等。
苯乙烯化合物，可列舉例如苯乙烯、甲基苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯等。
馬來醯亞胺化合物，可列舉例如馬來醯亞胺、N-甲基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、及N-環己基馬來醯亞胺等。
本實施形態之側鏈型高分子之製造方法，無特別限定，可使用工業上操作之泛用的方法。具體而言，可藉由液晶性側鏈單體或光反應性側鏈單體之利用乙烯基之陽離子聚合或自由基聚合、陰離子聚合來製造。此等之中，從反應控制之容易度等之觀點，特佳為自由基聚合。
自由基聚合之聚合起始劑，可使用自由基聚合起始劑或可逆的加成-開裂型連鏈移動(RAFT)聚合試藥等之公知的化合物。
自由基熱聚合起始劑係藉由加熱至分解溫度 以上，產生自由基的化合物。如此自由基熱聚合起始劑，可列舉例如酮過氧化物類(甲基乙基酮過氧化物、環己酮過氧化物等)、二醯基過氧化物類(乙醯基過氧化物、苯甲醯基過氧化物等)、過氧化氫類(過氧化氫、tert-丁基過氧化氫、異丙苯過氧化氫等)、二烷基過氧化物類(二-tert-丁基過氧化物、二異丙苯基過氧化物、二月桂醯基過氧化物等)、過氧縮酮類(二丁基過氧環己烷等)、烷基過酸酯類(過氧基新癸酸-tert-丁酯、過氧基三甲基乙酸-tert-丁酯、過氧基2-乙基環己酸-tert-戊酯等)、過硫酸鹽類(過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等)、偶氮系化合物(偶氮雙異丁腈及2,2'-二(2-羥基乙基)偶氮雙異丁腈等)等。這種自由基熱聚合起始劑可1種單獨使用，亦可組合2種以上使用。
自由基光聚合起始劑係藉由光照射而開始自由基聚合的化合物時，即無特別限定。如此自由基光聚合起始劑，可列舉例如二苯甲酮、米氏酮(Michler's ketone)、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、呫噸酮、噻噸酮、異丙基呫噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2-乙基蒽醌、苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基-2-甲基-4’-異丙基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮、異丙基苯偶因醚、異丁基苯偶因醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、樟腦醌、苯并蒽酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、4,4’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、 3,4,4’-三(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物、2-(4’-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3’,4’-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(2’,4’-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(2’-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4’-戊氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、4-[p-N,N-二(乙氧基羰基甲基)]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(2’-氯苯基)-s-三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(4’-甲氧基苯基)-s-三嗪、2-(p-二甲基胺基苯乙烯基)苯并噁唑、2-(p-二甲基胺基苯乙烯基)苯并噻唑、2-巰基苯并噻唑、3,3’-羰基雙(7-二乙基胺基香豆素)、2-(o-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-肆(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’雙(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、2,2’-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、3-(2-甲基-2-二甲基胺基丙醯基)咔唑、3,6-雙(2-甲基-2-嗎啉基丙醯基)-9-n-十二烷基咔唑、1-羥基環己基苯基酮、雙(5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦、3,3’,4,4’-四(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(t-己基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’-二(甲氧基羰基)-4,4’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,4’-二(甲氧基羰基)-4,3’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、4,4’-二(甲氧基羰基)-3,3’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2-(3-甲基-3H-苯并噻唑-2-亞基)- 1-萘-2-基-乙酮、或2-(3-甲基-1,3-苯并噻唑-2(3H)-亞基)-1-(2-苯甲醯基)乙酮等。此等化合物可單獨使用，亦可混合2種以上使用。
自由基聚合法無特殊限制，可使用乳化聚合法、懸浮聚合法、分散聚合法、沈澱聚合法、塊狀聚合法、溶液聚合法等。
(A)成分之生成反應，具體而言，上述單體之聚合反應所用的有機溶劑，只要是溶解生成之高分子者時，即無特別限定。其具體例如以下所列舉。
N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-甲基己內醯胺、二甲基亞碸、四甲基脲、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、γ-丁內酯、異丙醇、甲氧基甲基戊醇、二戊烯、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、甲基纖維素、乙基纖維素、甲基溶纖素乙酸酯、乙基溶纖素乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙基醚、乙基異丁基醚、 二二異丁烯、戊基乙酸酯、丁基丁酸酯、丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、二噁烷、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、二乙基醚、環己酮、乙烯碳酸酯、碳酸丙烯酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲基乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二甘醇二甲醚(Diglyme)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺等。
此等有機溶劑可單獨使用亦可混合使用。此外，即使為不溶解生成之高分子的溶劑，只要在生成之高分子不會析出的範圍內，亦可與前述有機溶劑混合使用。
又，自由基聚合時，有機溶劑中之氧成為阻礙聚合反應的原因，故有機溶劑以使用盡可能經脫氣者為佳。
自由基聚合時之聚合溫度，可選擇30℃~150℃之任意溫度，較佳為50℃~100℃之範圍。又，反應雖可於任意之濃度下進行，但濃度過低時，得到高分子量的聚合物變得困難，濃度過高時，反應液之黏性變得過高，而均勻地攪拌變得困難，因此，單體濃度較佳為1~50質量%，更佳為5~30質量%。反應初期可於高濃度下進行，隨後，可再追加有機溶劑。
上述自由基聚合反應中，自由基聚合起始劑 的比率相對於單體，多則所得之高分子的分子量變小，少則所得之高分子的分子量變大，故自由基起始劑的比率，相對於使聚合之單體，較佳為0.1莫耳%~10莫耳%。又聚合時，可追加各種單體成分或溶劑、起始劑等。
[聚合物之回收]
由反應溶液回收藉由上述反應所得之生成物，亦即(A)成分時，可將反應溶液投入弱溶劑中。
沉澱使用的弱溶劑可列舉例如甲醇、丙酮、己烷、庚烷、丁基賽珞蘇、庚烷、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、甲苯、苯、二乙基醚、甲基乙基醚、水等。
投入弱溶劑中，使沉澱的聚合物，經過濾回收後，在常壓或減壓下，可常溫或加熱乾燥。又，使經沉澱回收的聚合物再溶解於有機溶劑中，再沉澱回收操作重複2次~10次時，可使聚合物中的雜質減少。此時之弱溶劑，可列舉例如醇類、酮類、烴等，使用選自此等中之3種類以上的弱溶劑時，可進一步提升純化的效率，故佳。
本發明之(A)成分之分子量係以GPC(Gel Permeation Chromatography)法測量的重量平均分子量，較佳為2000~1000000，更佳為5000~200000。
本發明之光反應性液晶組成物如上述，除(A)成分或(B)成分外，也可具有其他的成分。
其他的成分係依存於使用之(A)成分及(B)成分及光反應性液晶組成物之用途等，可列舉例如受阻胺類或受阻酚 類等之抗氧化劑或於1個以上之末端具有光聚合或光交聯之基的聚合性化合物等。
聚合性化合物之具體的例，可列舉例如以下所示之化合物(式中，V為單鍵或-R8O-，較佳為以-R8O-表示，R8表示碳數1~10，較佳為碳數2~6之直鏈或支鏈之伸烷基。W為單鍵或-OR9-，較佳為以-OR9-表示，R9表示碳數1~10，較佳為碳數2~6之直鏈或支鏈之伸烷基。V及W可為相同之結構或可為相異，相同時，合成容易。R7表示H或碳數1~4之烷基)，但是不受此限定。
Figure 104136511-A0202-12-0037-22
<藉由光反應性液晶組成物而得之元件及其製造方法>
本案也提供藉由上述光反應性液晶組成物而得之調光元件、及該元件之製造方法。
本發明之元件係具有含有上述光反應性液晶組成物之液晶胞而形成。
本發明之元件係可將上述光反應性液晶組成物填充於液晶胞中而形成者。
具體而言，本發明之元件可藉由以下步驟來製造。
其係藉由具有下述[I]~[II]步驟，可形成本發明之元件，具體為調光元件，具體而言，在液晶胞內形成(B)低分子液晶具有特定之配向性的元件，具體為調光元件。
[I]將具有(A)具有產生選自由(A-1)光交聯及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈的光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；的光反應性液晶組成物，填充於平行分離配置之2片透明基體間所形成之空間內，形成液晶胞的步驟；[II]對於[I]所得之液晶胞，由前述2片透明基體之任一方照射經偏光的紫外線的步驟。
[I]步驟係將上述光反應性液晶組成物，填充於平行分離配置之至少照射紫外線之側之基體形成於透明之基體間之空間內，形成液晶胞的步驟。
液晶胞係藉由使2片透明基體以某程度分離而平行配置，形成空間，將上述光反應性組成物填充於該空間而形成。
基體可使用例如玻璃；丙烯酸或聚碳酸酯等之塑膠 等。基體係依存於形成之元件，也可具有可撓性。
基體係依存於形成之元件，在空間側也可形成各種的膜，例如由聚乙烯醇、聚醚、聚乙烯、PET、聚醯胺、聚醯亞胺、丙烯酸、聚碳酸酯、聚脲等所形成的膜。又，在此使用的膜可為具有例如以下的作用。亦即，後述之[II]步驟中，為了引發(A)光反應性高分子液晶之光反應時，可將該(A)光反應性高分子液晶配置於液晶胞內，使(A)光反應性高分子液晶之分子長軸吸收偏光。又，(A)光反應性高分子液晶係以與(B)低分子液晶之組成物被封入液晶胞中，故為了(A)光反應性高分子液晶之分子長軸在液晶胞內，以所期望之狀態配置時，(B)低分子液晶也同樣可在液晶胞內，以所期望之狀態配置。亦即，欲使(A)光反應性高分子液晶之光反應充分產生時，使偏光紫外光之入射光的方向與(A)光反應性高分子液晶之分子長軸之方向接近垂直，進行偏光紫外光曝光即可。
例如，由該液晶胞之法線方向進行偏光紫外光之曝光的情形，使光反應性組成物中之(A)光反應性高分子液晶及(B)低分子液晶之雙方之分子長軸與基體面以水平的方向配置即可，基體所具有之膜只要是該種膜時，不限定於材料。
又，(A)光反應性高分子液晶之分子長軸並非為與上述基體面水平的方向的情形，配合該分子長軸之配置狀態，決定偏光紫外光之入射角即可。
[II]步驟係對[I]所得之液晶胞照射偏光之紫外 線的步驟。偏光之紫外線係由2片透明基體之任一方之外側照射，故透明基體係如上述，透過偏光之紫外線的基體。
偏光之紫外線係依存於形成之元件，可使用波長100nm~400nm之範圍的紫外線。較佳為藉由使用之塗膜之種類，經由過濾器等，選擇最佳的波長。此外，例如可選擇使用波長290nm~400nm之範圍的紫外線，可選擇性引發光交聯反應。紫外線可使用例如由高壓水銀燈放射的光。
照射偏光紫外線時，在液晶胞內，產生如以下的機構。亦即，液晶胞內之(A)光反應性高分子液晶，具有配合該偏光紫外線之配向性。
又，(B)低分子液晶係隨著(A)光反應性高分子液晶之配向性進行配向。
藉此，(A)光反應性高分子液晶及(B)低分子液晶配合偏光紫外線，成為具有配向性者。
又，僅藉由偏光紫外線之曝光，如上述，可具有配向性，但是因不足，此外，必須具有[III]加熱液晶胞的步驟，具體而言，將液晶胞加熱至比前述(A)光反應性高分子液晶展現液晶性之溫度範圍之下限值低50℃之溫度以上的步驟。此時，可與偏光紫外線之曝光一同進行加熱，及/或偏光紫外線之曝光後，可進行加熱。
在此，加熱可在比(A)光反應性高分子液晶展現液晶性之溫度範圍之下限值(Tx)低50℃的溫度((Tx-50)℃)或更 高的溫度，較佳為65~150℃，更佳為70~120℃下進行。
例如，藉由i)使偏光紫外線對液晶胞進行曝光；ii)在上述溫度範圍內，加熱液晶胞的狀態下進行曝光；iii)進行如上述i)之曝光後，在上述溫度範圍內加熱；或iv)於上述ii)之後，再於上述溫度範圍內加熱；使(A)光反應性高分子液晶具有配向性，藉此，(B)低分子液晶也變成具有配向性。藉由使用這種步驟，可製作(B)低分子液晶進行一軸配向的調光元件。
又，本案中，「調光元件」係指配向被控制之液晶藉由外加電壓進行驅動，控制由背面之光之透過．非透過的元件，也包括顯示器(顯示元件)或窗之調光薄膜(玻璃)等。
[實施例]
(實施例1)
將下述式P6CB表示之光反應性高分子液晶5重量份添加於以下述式E7表示之merck公司製之低分子液晶(E7)95重量份後，於180℃下攪拌20分鐘，得到光反應性液晶組成物。
Figure 104136511-A0202-12-0042-23
然後，藉由在基板之兩面，由具備ITO之玻璃基板所構成之2μm間距的平行平板晶胞內，封入該光反應性液晶組成物，製作液晶胞A1。
將所得之液晶胞A1加熱至80℃的狀態下，以經偏光之紫外線進行曝光，形成液晶之配向被控制的液晶胞B1。
又，以式P6CB表示之光反應性高分子液晶係在115℃以上展現液晶性。
具體而言，使用如圖1所示之均勻曝光裝置(KIN-ITSU-KUN(山下電裝公司製))，使波長313nm(22mW/cm2)之直線偏光，成為曝光量2J/cm2的狀態，由液晶胞A1之法線方向進行曝光。曝光中之溫度係使用INSTEC公司製溫度控制器控制。又，圖1之均勻曝光裝置1具有對發光面全體，使紫外線均勻發光的紫外線發光部2、設置於該發光部之下方的偏光鏡3，具有再於其下 方載置試料4的試料台5。又，試料4與試料台5之間，經由該溫度控制部6，可在曝光中加熱試料及/或曝光後加熱試料，來配置溫度控制部6。
<低分子液晶之配向狀態>
液晶胞B1製作後，為了確認低分子液晶之配向狀態，因此，如圖2所示之實驗系中，測量使液晶胞旋轉時之透過光強度。又，藉由偏光顯微鏡也可確認低分子液晶之配向狀態。
分別藉由圖2所示之實驗之測量結果以圖3表示，藉由偏光顯微鏡之觀察結果以表1表示。
又，圖2之實驗系11係具有He-Ne雷射12、偏光鏡13、檢偏器(analyzer)14及功率計量測儀(power meter)15而成，且以偏光鏡13、檢偏器14、功率計量測儀15之順序，接受由He-Ne雷射12照射之雷射來配置。又，偏光鏡13與檢偏器14係以正交偏光之狀態配置。試料16係配置於偏光鏡13與檢偏器14之間，以功率計量測儀15檢出使該試料16旋轉時之透過光強度。
由圖3可知以下的情形。亦即，液晶胞之光學軸對於偏光鏡與檢偏器，傾斜45度的情形，顯示最大的透過光強度，因此，可知液晶胞內之液晶被控制成一軸配向。由此顯示，液晶胞中之液晶顯示一軸配向。
又，由表1得知，由偏光顯微鏡之觀察結果，液晶胞 中之液晶為一軸配向。
此外，也可確認對該液晶胞B1施加電壓時，晶胞中之液晶隨著施加電壓之大小，進行驅動，確認液晶胞B1可作為調光元件產生作動。
(實施例2)
與實施例1同樣，製作液晶胞A1。對於該液晶胞A1，於室溫下，將經偏光的紫外線進行曝光後，使該液晶胞於80℃下加熱30分鐘，形成液晶之配向被控制的液晶胞B2。
將所得之液晶胞B2與實施例1同樣，藉由圖2所示之實驗及偏光顯微鏡觀察低分子液晶的配向狀態(表1)。
液晶胞B2之藉由圖2所示之實驗的測量結果圖4所示。由圖4得知，液晶胞B2中之液晶為一軸配向。又，藉由偏光顯微鏡之觀察也可知，液晶胞B2中之液晶為一軸配向(表1、圖4)。
此外，藉由施加電壓也可確認液晶之驅動，確認液晶胞B2可作為調光元件產生作動。
(比較例1)
除了封入於平行平板晶胞之液晶組成物僅為E7外，與實施例1同樣製作液晶胞CE1，該液晶胞CE1與實施例1同樣進行偏光曝光，測量透過光強度。該結果，即使變更與偏光曝光一同進行之加熱的溫度，也未看見透過光強 度之角度依存性。又，偏光顯微鏡觀察的結果，也無法確認液晶之配向。
(比較例2)
與實施例1同樣，製作液晶胞A1。將該液晶胞A1於30℃加熱的狀態下，進行經偏光之紫外線曝光，形成液晶胞CE2。
將所得之液晶胞CE2與實施例1同樣，藉由圖2所示之實驗及偏光顯微鏡觀察低分子液晶之配向狀態(表1、圖3)。該結果，透過光強度之角度依存性小，且無法確認充分之液晶之一軸配向。又，偏光顯微鏡觀察之結果，液晶之配向也不充分。
(比較例3)
與實施例1同樣，製作液晶胞A1。該液晶胞A1於50℃加熱的狀態下，進行經偏光之紫外線曝光，形成液晶胞CE3。
將所得之液晶胞CE3與實施例1同樣，藉由圖2所示之實驗及偏光顯微鏡觀察低分子液晶之配向狀態(表1、圖3)。該結果，透過光強度之角度依存性小，且無法確認充分之液晶之一軸配向。又，偏光顯微鏡觀察之結果，液晶之配向也不充分。
(比較例4)
與實施例1同製作液晶胞A1。對於該液晶胞A1，於室溫下，將經偏光的紫外線進行曝光後，使該液晶胞於30℃下加熱30分鐘，形成液晶胞CE4。
將所得之液晶胞CE4與實施例1同樣，藉由圖2所示之實驗及偏光顯微鏡觀察低分子液晶的配向狀態(表1、圖4)。該結果，透過光強度之角度依存性小，且無法確認充分之液晶之一軸配向。又，偏光顯微鏡觀察之結果，液晶之配向也不充分。
(比較例5)
與實施例1同製作液晶胞A1。對於該液晶胞A1，於室溫下，將經偏光的紫外線進行曝光後，使該液晶胞於50℃下加熱30分鐘，形成液晶胞CE5。
將所得之液晶胞CE5與實施例1同樣，藉由圖2所示之實驗及偏光顯微鏡觀察低分子液晶的配向狀態(表1、圖4)。該結果，透過光強度之角度依存性小，且無法確認充分之液晶之一軸配向。又，偏光顯微鏡觀察之結果，液晶之配向也不充分。
由實施例1、2及比較例1得知，本發明之液晶組成物，亦即具有(A)光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；之實施例1及2的液晶組成物，具有光反應性，而比較例1之液晶組成物未顯示光反應性。又，藉由使用實施例1之液晶組成物，得知可製作液晶為一軸配向的液晶胞。此外，將實施例1及2與比較例2~5進行比較時， 得知因具有特定之加熱步驟，可製作液晶為一軸配向的液晶胞。
Figure 104136511-A0202-12-0047-24

Claims (11)

  1. 一種調光元件之製造方法，其係藉由具有下述[I]~[III]步驟，在液晶胞內形成(B)低分子液晶具有特定之配向性的調光元件，[I]將具有(A)具有產生選自由(A-1)光交聯及(A-2)光異構化所成群之至少1種反應之光反應性側鏈的光反應性高分子液晶；及(B)低分子液晶；的光反應性液晶組成物，填充於平行分離配置之2片透明基體間所形成之空間內，形成液晶胞的步驟；[II]對於[I]所得之液晶胞，由前述2片透明基體之任一方照射經偏光的紫外線的步驟；[III]藉由將液晶胞加熱至比前述(A)光反應性高分子液晶展現液晶性之溫度範圍之下限值低50℃之溫度或更高的溫度的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，在前述[II]步驟中，進行前述[III]步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，在前述[II]步驟後，進行前述[III]步驟。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶與前述(B)低分子液晶的重量比((A)光反應性高分子液晶：(B)低分子液晶)為3：97~20：80。
  5. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶具有產生(A-1)光交聯反應之光 反應性側鏈。
  6. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶具有選自由下述式(1)~(6)(式中，A、B、D各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；S為碳數1~12之伸烷基，鍵結於彼等之氫原子也可被鹵素基取代；T為單鍵或碳數1~12之伸烷基，鍵結於彼等之氫原子也可被鹵素基取代；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6個之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；Y2為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；R表示羥基、碳數1~6之烷氧基，或表示與Y1相同定義；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C- 、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；Cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；q1與q2，其中之一方為1，另一方為0；q3為0或1；P及Q各自獨立為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基；但是X為-CH=CH-CO-O-、-O-CO-CH=CH-的情形，-CH=CH-鍵結之側之P或Q為芳香環，P之數成為2以上之時，P彼此可相同或相異，Q之數成為2以上之時，Q彼此可相同或相異；l1為0或1；l2為0~2之整數；l1與12同時為0時，T為單鍵時，A也表示單鍵；l1為1時，T為單鍵時，B也表示單鍵；H及I各自獨立為選自二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、及彼等之組合之基)所成群之任一種的光反應性側鏈，
    Figure 104136511-A0305-02-0053-2
    Figure 104136511-A0305-02-0053-3
    Figure 104136511-A0305-02-0053-4
    Figure 104136511-A0305-02-0053-5
    Figure 104136511-A0305-02-0053-6
    Figure 104136511-A0305-02-0053-7
  7. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶具有選自由下述式(7)~(10)(式中，A、B、D各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6個之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代； X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；l表示1~12之整數；m表示0~2之整數，m1、m2表示1~3之整數；n表示0~12之整數(但是n=0時，B為單鍵)；Y2為選自由二價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環、碳數5~8之脂環式烴、及彼等之組合所成群之基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；R表示羥基、碳數1~6之烷氧基，或表示與Y1相同定義)所成群之任一種的光反應性側鏈，
    Figure 104136511-A0305-02-0054-27
    Figure 104136511-A0305-02-0054-28
    Figure 104136511-A0305-02-0054-29
    Figure 104136511-A0305-02-0054-30
  8. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶具有選自由下述式(11)~(13) (式中，A各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；l表示1~12之整數，m表示0~2之整數，m1表示1~3之整數；R表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6個之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代，或表示羥基或碳數1~6之烷氧基)所成群之任一種的光反應性側鏈，
    Figure 104136511-A0305-02-0055-14
    Figure 104136511-A0305-02-0055-15
    Figure 104136511-A0305-02-0055-16
  9. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶具有下述式(14)或(15) (式中，A各自獨立表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6個之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；l表示1~12之整數，m1、m2表示1~3之整數)表示之光反應性側鏈，
    Figure 104136511-A0305-02-0056-18
    Figure 104136511-A0305-02-0056-19
  10. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶具有下述式(16)或(17)(式中，A表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；l表示1~12之整數，m表示0~2之整數)表示之光反應性側鏈，
    Figure 104136511-A0305-02-0057-20
    Figure 104136511-A0305-02-0057-21
  11. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之方法，其中前述(A)光反應性高分子液晶具有下述式(20)(式中，A表示單鍵、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-；Y1表示選自一價之苯環、萘環、聯苯環、呋喃環、吡咯環及碳數5~8之脂環式烴之環，或選自彼等之取代基之相同或相異之2~6個之環經由鍵結基B鍵結所成的基，鍵結於彼等之氫原子各自獨立也可被-COOR0(式中，R0表示氫原子或碳數1~5之烷基)、-NO2、-CN、-CH=C(CN)2、-CH=CH-CN、鹵素基、碳數1~5之烷基、或碳數1~5之烷基氧基取代；X表示單鍵、-COO-、-OCO-、-N=N-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CH-CO-O-、或-O-CO-CH=CH-，X之數成為2時，X彼此可相同或相異；l表示1~12之整數，m表示0~2之整數)表示之光反應性側鏈，
    Figure 104136511-A0305-02-0057-22
TW104136511A 2014-11-06 2015-11-05 光反應性液晶組成物，調光元件，調光元件之製造方法 TWI795343B (zh)

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