光学活性導電性ポリマーとその製造方法
【課題】導電性高分子を用いた回折格子や選択反射エレクトロクロミズム現象を用いた新しい表示素子として利用可能な光学活性導電性ポリマーとその製造方法を提供する。
【解決手段】少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを、コレステリック液晶電解質中において電気化学重合させる。
【解決手段】少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを、コレステリック液晶電解質中において電気化学重合させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性導電性ポリマーとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
共役ポリマーは、化学および物理の両方の面において、そして半導体デバイスでの応用において多くの注目を浴びている。また、光学活性ポリマーの合成は、導電ポリマーの研究分野において最も興味深い主題の1つである。このような観点から、たとえば、光学活性ポリアセチレン誘導体の合成に関する初期の研究が行なわれてきている。この場合のキラル置換基を有するキラルポリアセチレン誘導体の円偏光二色性（CD）スペクトルは、主鎖中に固有のキラルポリエン発色団が存在することに起因する光学活性バンドを示し、らせん立体構造の形成を意味している。
【０００３】
このような光学活性ポリアセチレン誘導体の例に限られることなく、従来より、光学活性ポリマーは、光学活性モノマーの重合や、不斉選択重合、光学不活性ポリマーへのキラル基の導入などの方法により得ることができることが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。そして、これら従来のポリマーは、側鎖または主鎖に不斉炭素を含んでいる。
【０００４】
一方、近年において、光学不活性モノマー由来の光学活性ポリマーが、コレステリック液晶（CLC）中において調製されることが報告されている。そして本発明者らは、CLC電解質を用いた新規の電気化学重合法を、キラルな非置換光学活性共役ポリマーの調製のために開発している。この方法により得られるポリマーは、還元状態において強いCD吸収を示す一方で、そのCD信号は酸化状態では弱められる。そして、酸化−還元に相当する電気化学的なドープと脱ドープ（dedope）のプロセスを制御することで、CD強度の可逆変化が可能とされている。いわゆる「光学活性エレクトロクロミズム」である。
【特許文献１】特開２００６−１６０８７８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０６５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らのこれまでの検討は、光学活性な導電性ポリマーの合成に新しい技術的地平を拓くものであるが、キラル置換基を有しないモノマーからの光学活性導電性ポリマーについて更にその特異な性質を開拓し、合成のための簡便で、効率的な方法手段の拡大や変更を図ることが望まれてもいる。
【０００６】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、導電性高分子を用いた回折格子や選択反射エレクトロクロミズム現象を用いた新しい表示素子として利用可能な光学活性導電性ポリマーとその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するものとして以下のことを特徴としている。
【０００８】
第１：少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを、コレステリック液晶電解質中において電気化学重合させることを特徴とする光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【０００９】
第２：コレステリック液晶電解質は、ネマチック液晶物質に光学活性分子を混合して調製されたものであることを特徴とする上記第１の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１０】
第３：光学活性分子は、コレステロール誘導体であることを特徴とする上記第２の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１１】
第４：モノマーは、２環〜４環のアリーレンユニット構造を有していることを特徴とする上記第１から第３のいずれかの光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１２】
第５：複素単環化合物は、チオフェン、ピリジン、ピロールまたはフランであることを特徴とする上記第１から第３のいずれかの光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１３】
第６：フィルムまたはシート状のポリマーを得ることを特徴とする上記第１から第５のいずれかの光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１４】
第７：少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーからの電気化学重合により得られる光学活性導電性ポリマーであって、二重らせん光学構造を有し、可逆の光学活性エレクトロクロミズムを示し、円偏光二色性（ＣＤ）測定において、還元状態で酸化状態よりも強いコットン効果を示すことを特徴とする光学活性導電性ポリマー。
【００１５】
第８：ピリジン環を含むモノマーからの重合ポリマーであって、電気化学的ｎ−ドープ可能特性を有していることを特徴とする上記第７の光学活性導電性ポリマー。
【発明の効果】
【００１６】
上記のとおりの本発明によれば、簡便にかつ効率的に、新しい性質、機能を持つ光学活性導電性ポリマーの製造が可能とされる。
【００１７】
これにより、本発明の光学活性導電性ポリマーは、光学モジュレータ、光学フィルター、キラルセンサー等への新機能材料としての応用展開が可能とされる。そして、本発明は、導電性高分子を用いた回折格子や選択反射エレクトロクロミズム現象を用いた新しい表示素子として利用でき、回折格子は光通信に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを電気化学重合する。ここでのモノマーにおけるアリーレンユニットは、たとえば、チオフェン環、ピリジン環、またはフラン環のうち同種のものを２環以上含むもの、たとえばビチオフェン、ターチオフェン、ビピリジン等や、チオフェン環とピリジン環が共存するものや、フェニル環をさらに含めたもの等各種のものであってよい。アリーレンユニットとは、これらの環の結合した構造のことを意味しており、この構造においては、キラル置換基以外のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アミド基等の各種の置換基が環に結合していてもよい。
【００１９】
アリーレンユニットとしては、たとえば、２環〜４環のものとして実施例において説明しているビチオフェン、ターチオフェン、１，４−ジ（２−チエニル）フェニレン、２，５−ジ（２−チエニル）ピリジン、３，４−エチレンジオキシチオフェン誘導体（ＥＤＯＴ）、４，４’−ジ（２−フリル）ビフェニル等が例示される。３環のモノマーとしては、特にその分子構造がパラ位でつながったものが考慮される。もちろん、これに限定されることはない。また、複素単環化合物としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を含むもの、たとえば、チオフェン、ピリジン、ピロール、フラン等が例示される。
【００２０】
電気化学重合は、コレステリック液晶電解質中において行われる。この場合のコレステリック液晶電解質は、支持塩等を適宜に含有することができ、各種の組成であってよいが、コレステリック液晶誘導性の組成物として形成されてもよい。コレステリック液晶誘導性化合物は、キラルな化合物であればよく、たとえばコレステロール誘導体、アミノ酸、糖類、ミルテナール、αまたはβピネン等が例示される。なかでも利便性に優れたものとしてコレスロール誘導体が好適である。そしてこのコレステリック液晶誘導性の組成物は、ネマチック液晶物質に光学活性分子を添加混合することにより調製される。ネマチック液晶物質としては、たとえば、３ＣＢ、４ＣＢ、６ＣＢ、７ＣＢ、９ＣＢ、アルキルアゾベンゼン、フェニルアゾメチン系化合物等、ネマチック液晶になるものであればよい。光学活性分子は各種のものであってよい。
【００２１】
たとえば後述の実施例において用いているコレステリルオレイルカーボネートは、ネマチックLCに対するコレステリック誘導物質として作用する。このようなキラル誘導物質の助けで調製されたコレステリック電解質により、光学活性ポリマーが可能となる。このことから、たとえば都合よく入手できるコレステリック誘導体が、光学活性導電ポリマーを合成するためのキラル誘導物質に応用可能であることがわかる。キラル誘導物質としてコレステリック誘導体を使用することで、不斉電気化学重合の汎用性を拡張することができる。
【００２２】
合成されるポリマーは、電気化学重合プロセスの間の成長プロセスにおけるCLCの分子配置に影響を与え、そしてCLC電解質の構造と同様の光学構造を示す。これらのポリマーのCD強度は、適切な印加電圧により制御することができる。カソード側とアノード側との間の電位曲線により、モノマー単位でピリジン環を含むポリ（2,5-TPyT）に対するCDの反復可能な２段階変化が得られ、このことは、CDに対するn-ドーピング効果の発生を意味している。このようにして調製されたポリマーは、光学モジュレータ、光学フィルターおよびキラルセンサー等への応用のための大きな可能性を有している。
【００２３】
本発明では、以上のモノマー、ネマチック液晶、コレステリック誘導体、支持塩は、それぞれ、たとえば
モノマー：１−８モル％
ネマチック液晶：９０−９６モル％
コレステリック誘導体：１−５モル％
支持塩：０．１−１．０モル％
の範囲で配合されることが考慮される。
【００２４】
電気化学重合のための装置としては、たとえば実施例のようなセル構造を採用することができる。これに限定されることなく、電極を有するセルとして各種の構成としてよいが、電極間の距離は０．１−５ｍｍの範囲であることが考慮される。
【００２５】
操作条件（電圧、時間、温度）については対象とするモノマーと、所要のポリマーの性質に応じて適宜に定めることができる。たとえば、電圧は１−５Ｖまで、通電時間は１−５時間、温度は液晶温度範囲で７−１７℃の範囲である。以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００２６】
＜実施例１＞
＜１＞コレステリック液晶電解質含有モノマーの調製
（１）モノマーである（1,4-ジ（2-チエニル）フェニレン）（省略形1,4-TPhT）、（2,5-ジ（2-チエニル）ピリジン）（2,5-TPyT）、を、文献ですでに報告されている方法（Silcoff E. R.; Asadi A. S. I.; Sheradsky T. J. Polym. Sci., Part A, Polym. Chem. 2001 39, 872）により合成した。
【００２７】
一般的な手順を示すと以下のとおりである。
【００２８】
チオフェン-2-ボロン酸（11.7mmol）、ジブロモアリーレン（3.9mmol）および炭酸水素ナトリウム（11.7mmol）を、1,2-ジメトキシエタン／水（48ml/6ml）の中で窒素雰囲気下において混合した。混合物を1時間還流した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（0）[Pd(PPh3)4]（0.16mmol）を加えた。24時間後、混合物中の反応溶媒を蒸発させ、水で濯ぎ、そしてクロロホルムにより抽出した。次いで有機層を蒸発させた後、シリカゲル上でのクロマトグラフィー（溶離液：クロロホルム）による精製により、固体として所望の物質を得た。
【００２９】
得られたモノマー1,4-TPhT、および2,5-TPyTの各々の化学構造は、核磁気共鳴（NMR）分光法により確かめた。
【００３０】
また、モノマーとして、ターチオフェン(3T)：シグマアルドリッチ、ビチオフェン(2T)：東京化成工業（株）も用意した。
（２）キラル誘導物質（chiral inducer）としての少量の光学活性分子をネマチック液晶（NLC）に添加することで、らせん構造を有するCLCの形成を生じさせることが可能であることは、一般に知られている。そこで、使用に便利なように、キラル誘導物質としてコレステロール誘導体を使用した。
【００３１】
たとえば、その例としてのコレステリルオレイルカーボネートの利点は、低コスト、強いらせん捻り力、および6CB（４−シアノ−４’−ｎ−ヘキシル ビフェニル）との良好な親和性である。
（３）キラル誘導物質としてのコレステリルオレイルカーボネート、支持塩としてのTBAP（テトラブチル アンモニウム パークロレイト）、NLC溶媒としての6CBおよび前記モノマーから構成されるコレステリック電解質をコレステリック液晶性の誘導のために調製した。不斉電気化学重合のためのコレステリック液晶電解質含有モノマー中の物質の分子構造および組成を表１に示した。偏光顕微鏡（POM）観察により、この電解質は、CLCに特有の指紋構造およびサーモトロピック特性を示すことが確かめられた。コレステリック電解質含有モノマー、2,5-（TPyT）の例を図１に示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
＜２＞不斉電気化学重合
前記のCLC電解質含有モノマーを、スペーサーとしてテフロン（登録商標）シート（厚さ0.19mm）を使って、サンドイッチ構造のインジウム−スズ酸化物（ITO）被コート電極（表面積：１cm×４cm）の間に注入した（図２）。次いで、直流（DC）５Ｖの一定電圧をセルに印加した。この電圧の印加においては、CLC電解質の光学構造には影響を与えなかった。電気化学的重合プロセスの過程では、サイクリックボルタンメトリーにより電圧スキャンを繰り返すことで、CLCのらせん構造を破壊した。また、サーモトロビックCLC相を保持するために、重合温度を25.5℃で維持した。1時間後、不溶性の薄いフィルムが、ITO電極のアノード側に析出した。そのポリマーフィルムをメタノールおよびアセトンで洗浄し、乾燥させた。なお、CLC電解質は、不斉電気化学重合に対して再使用可能であることが確認された。
【００３４】
なお、以下において、生成されたポリマーは、ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3T、ポリ2T、ポリ（2,5-TPyT）と略称される。
＜３＞評価
（１）光学構造
図３は、偏光顕微鏡（POM）観察の下でのポリ（2,5-TPyT）の二重らせん構造を示すものである。これは、元のCLC電解質の構造（図１）に非常に似た光学構造である。ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3Tおよびポリ2Tも、同じように指紋構造を示す。
【００３５】
しかしながら、ポリマーフィルムは、POMの下で弱い複屈折性を示し、それは、構造がLCに起因するのではなく、ポリマー自体に起因することを示唆している。ポリマーは、CLCの構造を複製しているように考えられ、そのことは、CLCが不斉反応場として効果的であることを実証している。
【００３６】
また、指紋構造は、透過光の下でのPOMにより観察されるが、反射光の下でのPOMでは全く構造が観察されないということは注目に値する。このことは、光学構造が、表面凹凸構造に由来するのではなく（ポリマーは平滑である）、分子配置に由来するという事実によるものである。個々のポリマー鎖は、CLCの構造と同様の分子レベルにおけるコレステリック様らせん構造で構築することができる。
（２）サイクリックボルタンメトリー
ITO電極上で得られたポリ（2,5-TPyT）、ポリ（1,4-TPhT）、ポリ2T、およびポリ3Tの電気化学特性は、電解質溶液としての0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル中におけるサイクリックボルタンメトリーによって分析した。図４は、モノマーを含有していない0.1M TBAP／アセトニトリル中でのこれらのポリマーのサイクリックボルタンメトリー（対Fc/Fc+）を示す。図５は、モノマーを含有していない0.1M TBAP/アセトニトリル中での10、20、40、および100mV・s-1のスキャン速度におけるポリ（2,5-TPyT）フィルムのサイクリックボルタンメトリーを示す。モノマーを含有していない電解質溶液における酸化還元の切り替えは、明確な擬似可逆の酸化還元プロセスを表している。図４、および図５の結果から、これらのポリマーは電気活性であることが確認された。そしてこれらのポリマーは、ITO電極によく付着した。
（３）光学特性
図６は、インサイチュ円偏光二色性および酸化還元プロセスにおける紫外−可視（UV-vis）分光法測定のためのセルの一例を示している。石英キュベットをモノマーを含有していない0.1M TBAP/アセトニトリルで満たした。作用電極としてのITO上のポリマー、対電極としてのプラチナワイヤー、およびAg/Ag+参照電極をセルの中に配置した。次いで、CDおよびUV-vis吸収スペクトルを、ポリマーに対する印加電圧の変化により同時に測定した。ポリ（2,5-TPyT）のCDスペクトルおよびUV-vis吸収スペクトルを図７に示す。このポリマーは、還元状態において強いコットン効果を示した。一方、CD強度は、酸化状態において弱まった。ポリマーの色もまた、0.1M TBAP／アセトニトリル溶液中での対Fc／Fc+の0.11Ｖと1.10Ｖとの間の印加電圧で、橙色から黒色に変化した（図８）。ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3Tおよびポリ2Tは、CD分光電気化学においてポリ（2,5-TPyT）と同じ傾向を示すことが確認された（図９）。酸化還元プロセス（ドープ−脱ドープ）でのポリマーの色変化に伴うCD強度の変化は、光学活性エレクトロクロミズムと呼ばれる。この方法は、このように調製されたポリマーの光学活性の活性制御を可能とする。
【００３７】
還元状態および酸化状態におけるポリマーの光学構造が、全く変化しないことは注目に値する。この結果は、本発明に係るポリマーの光学構造が、光学活性エレクトロクロミズムに依存しないことを示している。
【００３８】
ポリマーの光学活性に対するn-ドーピング効果も、対Fc/Fc-で-1.62Ｖと1.08Ｖとの間で印加電圧を繰り返し変化させることによるCDの変化を通して検証した。すなわちCD強度を、ポリ（2,5-TPyT）に対して590nm、ポリ（1,4-TPhT）に対して530nm、ポリ3T*に対して620nm、ポリ2Tに対して590nmにおいてモニターした（それぞれ、還元状態での波長におけるCDの最大強度）。図１０に示すように、ポリ（2,5-TPyT）のみが、カソード電位における強度ショルダーを示した。おそらく、このショルダーは、アンモニウムイオンのn-ドーピングに関係している。ポリ（2,5-TPyT）のCD強度の増加はまた、図１１に示すように、カソード電位側（-0.14Ｖから-1.64Ｖに向かって）において観察された。このように、CD測定で見られた電気化学的なコントロールは、ピリジンをベースとするポリマーに対するn-ドーピング挙動を示している。
＜実施例２＞
(１，４−ビス（２−（３，４−エチレンジオキシ）チエニル）ベンゼン：BEDOT-Bをモノマーとして使用し、それ以外は実施例１と同様の条件にて次式の光学活性導電性ポリマーを重合した。
【００３９】
【化１】
【００４０】
この光学活性導電性ポリマー（PolyBEDOT-B）の光学特性について評価した。
【００４１】
図１２は、ＩＴＯガラス上にデポジットした上記ポリマー(BEDOT-B)の回折現象を示す。回折格子が特定の周期構造をもちながらランダムに配列しているためブラッグ反射は円状を示している。
【００４２】
図１３の上図は、ポリマー(EDOT-ベンゼン-EDOT)の円偏光二色性スペクトルを示し、下図は紫外可視光線吸収スペクトルと示す。挿入図は近赤外域までの光吸収スペクトルを示す。この図から１５００ｎｍ付近にバイポーラロンバンドが見られる。これより光学活性でキャリヤーを持つ導電性高分子であることが分かる。
【００４３】
図１４は白色光を照射した際のポリマーの選択反射を示している。虹色の選択反射が観察される。
【００４４】
図１５は角度を変えて測定したポリマーフィルムの光透過性スペクトルを示す。６００ｎｍを透過したときは青色、５３０ｎｍを透過したときは緑色、４６０ｎｍを透過したときは赤色の補色が見られる。これにより回折格子として機能し、構造色を示すことがわかる。
【００４５】
図１６は光干渉計による膜厚の測定結果である。これによりフィルム最大では１０．１４μｍであることがわかる。
【００４６】
図１７は電圧（−０．５Ｖ，−０．２５Ｖ，＋０．７５Ｖ，１Ｖ）を印加した際の発色の変化を示し、図１８は電圧を変えた際の赤外吸収スペクトルを示す。図１７は選択反射を見ているが、１Ｖにした際に電気化学的ドーピングが生じ（ドーピングされるとポーラロンおよびバイポーラロンが発生し赤色から赤外光を吸収するようになる）、赤色が吸収されるために青色のみ反射され結果的に青色のみの選択反射のみ見える。これが選択反射エレクトロクロミズムである。図１８では電圧の上昇とともに電気化学的ドーピングが生じ、１３００ｎｍの赤外吸収帯が見られえる。同時に７００ｎｍ付近の吸収帯が上昇し赤色の光を吸収する。よって赤が無くなり反射は青色になる（選択反射エレクトロクロミズム）。
＜実施例３＞
キラル誘導物質としてコレステリルオレイルカーボネートに代えてペラルゴン酸コレステロールを使用した以外は実施例２と同様の条件にて光学活性導電性ポリマーPolyBEDOT-Bを重合した。このPolyBEDOT-Bの光学特性について評価を行ったところ、実施例２と同様の結果が得られた。
＜実施例４＞
モノマーとして４，４’−ジ（２−フリル）ビフェニル、支持塩としてTBAP、NLC溶媒としての6CB、キラル誘導物質としてコレステリルオレイルカーボネートを使用した下記組成の電解液に、実施例１と同様の装置構成にて電圧４Vを１ｈ印加し光学活性導電性ポリマーを重合した。
【００４７】
【表２】
【００４８】
この光学活性導電性ポリマーは、実施例１のものと同様に回折現象等を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】CLC電解質含有2,5-TPyTモノマーの偏光光学顕微鏡画像である。
【図２】重合セルの概略を示した図である。
【図３】CLC電解質中で調製されたポリ（2,5-TPyT）の偏光光学顕微鏡画像である。
【図４】0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル中でITO電極上に析出したポリ（2,5-TPyT）、ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3Tおよびポリ2Tの20mV・s-1のスキャン速度におけるサイクリックボルタンメトリー（対Fc/Fc+）の結果を示した図である。
【図５】0.1MのTBAP/アセトニトリル中でのポリ（2,5-TPyT）のサイクリックボルタンメトリーの結果を示した図である（(a)10mV・s-1、(b)20mV・s-1、(c)40mV・s-1、(d)100mV・s-1）。
【図６】実施例において使用した分光電気化学のためのセルの構成の概略図である。
【図７】ポリ（2,5-TPyT）のCDスペクトル（上）およびUV-vis吸収スペクトル（下）である。（実線）：+1.06Ｖ、酸化状態；（点線）：-0.14Ｖ、還元状態、対Fc/Fc+ 0.1MのTBAP/アセトニトリル溶液中。
【図８】ポリ2Tのエレクトロクロミズムを示した写真である（0.1MのTBAP/アセトニトリル溶液中での対Fc/Fc+の-0.11Ｖと1.10Ｖとの間の印加電圧）。
【図９】0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル溶液中でのポリ（1,4-TPyT）（上）、およびポリ3T（中）のCDスペクトル（実線：+1.10Ｖ、酸化状態；点線：-0.11Ｖ 対Fc/Fc+）。ポリ2TのCDスペクトル（下）、実線：+0.98Ｖ、酸化状態；点線：-0.22Ｖ、還元状態 対Fc/Fc+ 0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル溶液中。
【図１０】ポリ（2,5-TPyT）に対して590nm（電圧：-1.64Ｖ〜+1.06Ｖ）、ポリ（1,4-TPhT）に対して530nm、ポリ3Tに対して620nm（電圧：-1.61Ｖ〜+1.10Ｖ対Fc/Fc+）、ポリ2Tに対して590nm（電圧：-1.72Ｖ〜+0.98Ｖ対Fc/Fc+）におけるCD強度の可逆変化（スキャン速度：20mV・s-1）。
【図１１】ポリ（2,5-TPyT）のCDスペクトル（上）およびUV-vis吸収スペクトル（下）。実線：-0.14Ｖ、点線：-1.64Ｖ 対Fc/Fc+ 0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル溶液中。
【図１２】実施例２における光学活性導電性ポリマーの回折現象を示す写真である。
【図１３】上図はポリマー(EDOT-ベンゼン-EDOT)の円偏光二色性スペクトルを示し、下図は紫外可視光線吸収スペクトルを示す。挿入図は近赤外域までの光吸収スペクトルを示す。
【図１４】白色光を照射した際のポリマーの選択反射を示す。
【図１５】角度を変えて測定したポリマーフィルムの光透過性スペクトルを示す。
【図１６】光干渉計による膜厚の測定結果である。
【図１７】電圧（−０．５Ｖ，−０．２５Ｖ，＋０．７５Ｖ，１Ｖ）を印加した際の発色の変化を示す。
【図１８】電圧を変えて印加した際の赤外吸収スペクトルを示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性導電性ポリマーとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
共役ポリマーは、化学および物理の両方の面において、そして半導体デバイスでの応用において多くの注目を浴びている。また、光学活性ポリマーの合成は、導電ポリマーの研究分野において最も興味深い主題の1つである。このような観点から、たとえば、光学活性ポリアセチレン誘導体の合成に関する初期の研究が行なわれてきている。この場合のキラル置換基を有するキラルポリアセチレン誘導体の円偏光二色性（CD）スペクトルは、主鎖中に固有のキラルポリエン発色団が存在することに起因する光学活性バンドを示し、らせん立体構造の形成を意味している。
【０００３】
このような光学活性ポリアセチレン誘導体の例に限られることなく、従来より、光学活性ポリマーは、光学活性モノマーの重合や、不斉選択重合、光学不活性ポリマーへのキラル基の導入などの方法により得ることができることが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。そして、これら従来のポリマーは、側鎖または主鎖に不斉炭素を含んでいる。
【０００４】
一方、近年において、光学不活性モノマー由来の光学活性ポリマーが、コレステリック液晶（CLC）中において調製されることが報告されている。そして本発明者らは、CLC電解質を用いた新規の電気化学重合法を、キラルな非置換光学活性共役ポリマーの調製のために開発している。この方法により得られるポリマーは、還元状態において強いCD吸収を示す一方で、そのCD信号は酸化状態では弱められる。そして、酸化−還元に相当する電気化学的なドープと脱ドープ（dedope）のプロセスを制御することで、CD強度の可逆変化が可能とされている。いわゆる「光学活性エレクトロクロミズム」である。
【特許文献１】特開２００６−１６０８７８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０６５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らのこれまでの検討は、光学活性な導電性ポリマーの合成に新しい技術的地平を拓くものであるが、キラル置換基を有しないモノマーからの光学活性導電性ポリマーについて更にその特異な性質を開拓し、合成のための簡便で、効率的な方法手段の拡大や変更を図ることが望まれてもいる。
【０００６】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、導電性高分子を用いた回折格子や選択反射エレクトロクロミズム現象を用いた新しい表示素子として利用可能な光学活性導電性ポリマーとその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するものとして以下のことを特徴としている。
【０００８】
第１：少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを、コレステリック液晶電解質中において電気化学重合させることを特徴とする光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【０００９】
第２：コレステリック液晶電解質は、ネマチック液晶物質に光学活性分子を混合して調製されたものであることを特徴とする上記第１の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１０】
第３：光学活性分子は、コレステロール誘導体であることを特徴とする上記第２の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１１】
第４：モノマーは、２環〜４環のアリーレンユニット構造を有していることを特徴とする上記第１から第３のいずれかの光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１２】
第５：複素単環化合物は、チオフェン、ピリジン、ピロールまたはフランであることを特徴とする上記第１から第３のいずれかの光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１３】
第６：フィルムまたはシート状のポリマーを得ることを特徴とする上記第１から第５のいずれかの光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【００１４】
第７：少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーからの電気化学重合により得られる光学活性導電性ポリマーであって、二重らせん光学構造を有し、可逆の光学活性エレクトロクロミズムを示し、円偏光二色性（ＣＤ）測定において、還元状態で酸化状態よりも強いコットン効果を示すことを特徴とする光学活性導電性ポリマー。
【００１５】
第８：ピリジン環を含むモノマーからの重合ポリマーであって、電気化学的ｎ−ドープ可能特性を有していることを特徴とする上記第７の光学活性導電性ポリマー。
【発明の効果】
【００１６】
上記のとおりの本発明によれば、簡便にかつ効率的に、新しい性質、機能を持つ光学活性導電性ポリマーの製造が可能とされる。
【００１７】
これにより、本発明の光学活性導電性ポリマーは、光学モジュレータ、光学フィルター、キラルセンサー等への新機能材料としての応用展開が可能とされる。そして、本発明は、導電性高分子を用いた回折格子や選択反射エレクトロクロミズム現象を用いた新しい表示素子として利用でき、回折格子は光通信に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明においては、少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを電気化学重合する。ここでのモノマーにおけるアリーレンユニットは、たとえば、チオフェン環、ピリジン環、またはフラン環のうち同種のものを２環以上含むもの、たとえばビチオフェン、ターチオフェン、ビピリジン等や、チオフェン環とピリジン環が共存するものや、フェニル環をさらに含めたもの等各種のものであってよい。アリーレンユニットとは、これらの環の結合した構造のことを意味しており、この構造においては、キラル置換基以外のアルキル基、アルコキシ基、アミノ基、アミド基等の各種の置換基が環に結合していてもよい。
【００１９】
アリーレンユニットとしては、たとえば、２環〜４環のものとして実施例において説明しているビチオフェン、ターチオフェン、１，４−ジ（２−チエニル）フェニレン、２，５−ジ（２−チエニル）ピリジン、３，４−エチレンジオキシチオフェン誘導体（ＥＤＯＴ）、４，４’−ジ（２−フリル）ビフェニル等が例示される。３環のモノマーとしては、特にその分子構造がパラ位でつながったものが考慮される。もちろん、これに限定されることはない。また、複素単環化合物としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を含むもの、たとえば、チオフェン、ピリジン、ピロール、フラン等が例示される。
【００２０】
電気化学重合は、コレステリック液晶電解質中において行われる。この場合のコレステリック液晶電解質は、支持塩等を適宜に含有することができ、各種の組成であってよいが、コレステリック液晶誘導性の組成物として形成されてもよい。コレステリック液晶誘導性化合物は、キラルな化合物であればよく、たとえばコレステロール誘導体、アミノ酸、糖類、ミルテナール、αまたはβピネン等が例示される。なかでも利便性に優れたものとしてコレスロール誘導体が好適である。そしてこのコレステリック液晶誘導性の組成物は、ネマチック液晶物質に光学活性分子を添加混合することにより調製される。ネマチック液晶物質としては、たとえば、３ＣＢ、４ＣＢ、６ＣＢ、７ＣＢ、９ＣＢ、アルキルアゾベンゼン、フェニルアゾメチン系化合物等、ネマチック液晶になるものであればよい。光学活性分子は各種のものであってよい。
【００２１】
たとえば後述の実施例において用いているコレステリルオレイルカーボネートは、ネマチックLCに対するコレステリック誘導物質として作用する。このようなキラル誘導物質の助けで調製されたコレステリック電解質により、光学活性ポリマーが可能となる。このことから、たとえば都合よく入手できるコレステリック誘導体が、光学活性導電ポリマーを合成するためのキラル誘導物質に応用可能であることがわかる。キラル誘導物質としてコレステリック誘導体を使用することで、不斉電気化学重合の汎用性を拡張することができる。
【００２２】
合成されるポリマーは、電気化学重合プロセスの間の成長プロセスにおけるCLCの分子配置に影響を与え、そしてCLC電解質の構造と同様の光学構造を示す。これらのポリマーのCD強度は、適切な印加電圧により制御することができる。カソード側とアノード側との間の電位曲線により、モノマー単位でピリジン環を含むポリ（2,5-TPyT）に対するCDの反復可能な２段階変化が得られ、このことは、CDに対するn-ドーピング効果の発生を意味している。このようにして調製されたポリマーは、光学モジュレータ、光学フィルターおよびキラルセンサー等への応用のための大きな可能性を有している。
【００２３】
本発明では、以上のモノマー、ネマチック液晶、コレステリック誘導体、支持塩は、それぞれ、たとえば
モノマー：１−８モル％
ネマチック液晶：９０−９６モル％
コレステリック誘導体：１−５モル％
支持塩：０．１−１．０モル％
の範囲で配合されることが考慮される。
【００２４】
電気化学重合のための装置としては、たとえば実施例のようなセル構造を採用することができる。これに限定されることなく、電極を有するセルとして各種の構成としてよいが、電極間の距離は０．１−５ｍｍの範囲であることが考慮される。
【００２５】
操作条件（電圧、時間、温度）については対象とするモノマーと、所要のポリマーの性質に応じて適宜に定めることができる。たとえば、電圧は１−５Ｖまで、通電時間は１−５時間、温度は液晶温度範囲で７−１７℃の範囲である。以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００２６】
＜実施例１＞
＜１＞コレステリック液晶電解質含有モノマーの調製
（１）モノマーである（1,4-ジ（2-チエニル）フェニレン）（省略形1,4-TPhT）、（2,5-ジ（2-チエニル）ピリジン）（2,5-TPyT）、を、文献ですでに報告されている方法（Silcoff E. R.; Asadi A. S. I.; Sheradsky T. J. Polym. Sci., Part A, Polym. Chem. 2001 39, 872）により合成した。
【００２７】
一般的な手順を示すと以下のとおりである。
【００２８】
チオフェン-2-ボロン酸（11.7mmol）、ジブロモアリーレン（3.9mmol）および炭酸水素ナトリウム（11.7mmol）を、1,2-ジメトキシエタン／水（48ml/6ml）の中で窒素雰囲気下において混合した。混合物を1時間還流した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（0）[Pd(PPh3)4]（0.16mmol）を加えた。24時間後、混合物中の反応溶媒を蒸発させ、水で濯ぎ、そしてクロロホルムにより抽出した。次いで有機層を蒸発させた後、シリカゲル上でのクロマトグラフィー（溶離液：クロロホルム）による精製により、固体として所望の物質を得た。
【００２９】
得られたモノマー1,4-TPhT、および2,5-TPyTの各々の化学構造は、核磁気共鳴（NMR）分光法により確かめた。
【００３０】
また、モノマーとして、ターチオフェン(3T)：シグマアルドリッチ、ビチオフェン(2T)：東京化成工業（株）も用意した。
（２）キラル誘導物質（chiral inducer）としての少量の光学活性分子をネマチック液晶（NLC）に添加することで、らせん構造を有するCLCの形成を生じさせることが可能であることは、一般に知られている。そこで、使用に便利なように、キラル誘導物質としてコレステロール誘導体を使用した。
【００３１】
たとえば、その例としてのコレステリルオレイルカーボネートの利点は、低コスト、強いらせん捻り力、および6CB（４−シアノ−４’−ｎ−ヘキシル ビフェニル）との良好な親和性である。
（３）キラル誘導物質としてのコレステリルオレイルカーボネート、支持塩としてのTBAP（テトラブチル アンモニウム パークロレイト）、NLC溶媒としての6CBおよび前記モノマーから構成されるコレステリック電解質をコレステリック液晶性の誘導のために調製した。不斉電気化学重合のためのコレステリック液晶電解質含有モノマー中の物質の分子構造および組成を表１に示した。偏光顕微鏡（POM）観察により、この電解質は、CLCに特有の指紋構造およびサーモトロピック特性を示すことが確かめられた。コレステリック電解質含有モノマー、2,5-（TPyT）の例を図１に示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
＜２＞不斉電気化学重合
前記のCLC電解質含有モノマーを、スペーサーとしてテフロン（登録商標）シート（厚さ0.19mm）を使って、サンドイッチ構造のインジウム−スズ酸化物（ITO）被コート電極（表面積：１cm×４cm）の間に注入した（図２）。次いで、直流（DC）５Ｖの一定電圧をセルに印加した。この電圧の印加においては、CLC電解質の光学構造には影響を与えなかった。電気化学的重合プロセスの過程では、サイクリックボルタンメトリーにより電圧スキャンを繰り返すことで、CLCのらせん構造を破壊した。また、サーモトロビックCLC相を保持するために、重合温度を25.5℃で維持した。1時間後、不溶性の薄いフィルムが、ITO電極のアノード側に析出した。そのポリマーフィルムをメタノールおよびアセトンで洗浄し、乾燥させた。なお、CLC電解質は、不斉電気化学重合に対して再使用可能であることが確認された。
【００３４】
なお、以下において、生成されたポリマーは、ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3T、ポリ2T、ポリ（2,5-TPyT）と略称される。
＜３＞評価
（１）光学構造
図３は、偏光顕微鏡（POM）観察の下でのポリ（2,5-TPyT）の二重らせん構造を示すものである。これは、元のCLC電解質の構造（図１）に非常に似た光学構造である。ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3Tおよびポリ2Tも、同じように指紋構造を示す。
【００３５】
しかしながら、ポリマーフィルムは、POMの下で弱い複屈折性を示し、それは、構造がLCに起因するのではなく、ポリマー自体に起因することを示唆している。ポリマーは、CLCの構造を複製しているように考えられ、そのことは、CLCが不斉反応場として効果的であることを実証している。
【００３６】
また、指紋構造は、透過光の下でのPOMにより観察されるが、反射光の下でのPOMでは全く構造が観察されないということは注目に値する。このことは、光学構造が、表面凹凸構造に由来するのではなく（ポリマーは平滑である）、分子配置に由来するという事実によるものである。個々のポリマー鎖は、CLCの構造と同様の分子レベルにおけるコレステリック様らせん構造で構築することができる。
（２）サイクリックボルタンメトリー
ITO電極上で得られたポリ（2,5-TPyT）、ポリ（1,4-TPhT）、ポリ2T、およびポリ3Tの電気化学特性は、電解質溶液としての0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル中におけるサイクリックボルタンメトリーによって分析した。図４は、モノマーを含有していない0.1M TBAP／アセトニトリル中でのこれらのポリマーのサイクリックボルタンメトリー（対Fc/Fc+）を示す。図５は、モノマーを含有していない0.1M TBAP/アセトニトリル中での10、20、40、および100mV・s-1のスキャン速度におけるポリ（2,5-TPyT）フィルムのサイクリックボルタンメトリーを示す。モノマーを含有していない電解質溶液における酸化還元の切り替えは、明確な擬似可逆の酸化還元プロセスを表している。図４、および図５の結果から、これらのポリマーは電気活性であることが確認された。そしてこれらのポリマーは、ITO電極によく付着した。
（３）光学特性
図６は、インサイチュ円偏光二色性および酸化還元プロセスにおける紫外−可視（UV-vis）分光法測定のためのセルの一例を示している。石英キュベットをモノマーを含有していない0.1M TBAP/アセトニトリルで満たした。作用電極としてのITO上のポリマー、対電極としてのプラチナワイヤー、およびAg/Ag+参照電極をセルの中に配置した。次いで、CDおよびUV-vis吸収スペクトルを、ポリマーに対する印加電圧の変化により同時に測定した。ポリ（2,5-TPyT）のCDスペクトルおよびUV-vis吸収スペクトルを図７に示す。このポリマーは、還元状態において強いコットン効果を示した。一方、CD強度は、酸化状態において弱まった。ポリマーの色もまた、0.1M TBAP／アセトニトリル溶液中での対Fc／Fc+の0.11Ｖと1.10Ｖとの間の印加電圧で、橙色から黒色に変化した（図８）。ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3Tおよびポリ2Tは、CD分光電気化学においてポリ（2,5-TPyT）と同じ傾向を示すことが確認された（図９）。酸化還元プロセス（ドープ−脱ドープ）でのポリマーの色変化に伴うCD強度の変化は、光学活性エレクトロクロミズムと呼ばれる。この方法は、このように調製されたポリマーの光学活性の活性制御を可能とする。
【００３７】
還元状態および酸化状態におけるポリマーの光学構造が、全く変化しないことは注目に値する。この結果は、本発明に係るポリマーの光学構造が、光学活性エレクトロクロミズムに依存しないことを示している。
【００３８】
ポリマーの光学活性に対するn-ドーピング効果も、対Fc/Fc-で-1.62Ｖと1.08Ｖとの間で印加電圧を繰り返し変化させることによるCDの変化を通して検証した。すなわちCD強度を、ポリ（2,5-TPyT）に対して590nm、ポリ（1,4-TPhT）に対して530nm、ポリ3T*に対して620nm、ポリ2Tに対して590nmにおいてモニターした（それぞれ、還元状態での波長におけるCDの最大強度）。図１０に示すように、ポリ（2,5-TPyT）のみが、カソード電位における強度ショルダーを示した。おそらく、このショルダーは、アンモニウムイオンのn-ドーピングに関係している。ポリ（2,5-TPyT）のCD強度の増加はまた、図１１に示すように、カソード電位側（-0.14Ｖから-1.64Ｖに向かって）において観察された。このように、CD測定で見られた電気化学的なコントロールは、ピリジンをベースとするポリマーに対するn-ドーピング挙動を示している。
＜実施例２＞
(１，４−ビス（２−（３，４−エチレンジオキシ）チエニル）ベンゼン：BEDOT-Bをモノマーとして使用し、それ以外は実施例１と同様の条件にて次式の光学活性導電性ポリマーを重合した。
【００３９】
【化１】
【００４０】
この光学活性導電性ポリマー（PolyBEDOT-B）の光学特性について評価した。
【００４１】
図１２は、ＩＴＯガラス上にデポジットした上記ポリマー(BEDOT-B)の回折現象を示す。回折格子が特定の周期構造をもちながらランダムに配列しているためブラッグ反射は円状を示している。
【００４２】
図１３の上図は、ポリマー(EDOT-ベンゼン-EDOT)の円偏光二色性スペクトルを示し、下図は紫外可視光線吸収スペクトルと示す。挿入図は近赤外域までの光吸収スペクトルを示す。この図から１５００ｎｍ付近にバイポーラロンバンドが見られる。これより光学活性でキャリヤーを持つ導電性高分子であることが分かる。
【００４３】
図１４は白色光を照射した際のポリマーの選択反射を示している。虹色の選択反射が観察される。
【００４４】
図１５は角度を変えて測定したポリマーフィルムの光透過性スペクトルを示す。６００ｎｍを透過したときは青色、５３０ｎｍを透過したときは緑色、４６０ｎｍを透過したときは赤色の補色が見られる。これにより回折格子として機能し、構造色を示すことがわかる。
【００４５】
図１６は光干渉計による膜厚の測定結果である。これによりフィルム最大では１０．１４μｍであることがわかる。
【００４６】
図１７は電圧（−０．５Ｖ，−０．２５Ｖ，＋０．７５Ｖ，１Ｖ）を印加した際の発色の変化を示し、図１８は電圧を変えた際の赤外吸収スペクトルを示す。図１７は選択反射を見ているが、１Ｖにした際に電気化学的ドーピングが生じ（ドーピングされるとポーラロンおよびバイポーラロンが発生し赤色から赤外光を吸収するようになる）、赤色が吸収されるために青色のみ反射され結果的に青色のみの選択反射のみ見える。これが選択反射エレクトロクロミズムである。図１８では電圧の上昇とともに電気化学的ドーピングが生じ、１３００ｎｍの赤外吸収帯が見られえる。同時に７００ｎｍ付近の吸収帯が上昇し赤色の光を吸収する。よって赤が無くなり反射は青色になる（選択反射エレクトロクロミズム）。
＜実施例３＞
キラル誘導物質としてコレステリルオレイルカーボネートに代えてペラルゴン酸コレステロールを使用した以外は実施例２と同様の条件にて光学活性導電性ポリマーPolyBEDOT-Bを重合した。このPolyBEDOT-Bの光学特性について評価を行ったところ、実施例２と同様の結果が得られた。
＜実施例４＞
モノマーとして４，４’−ジ（２−フリル）ビフェニル、支持塩としてTBAP、NLC溶媒としての6CB、キラル誘導物質としてコレステリルオレイルカーボネートを使用した下記組成の電解液に、実施例１と同様の装置構成にて電圧４Vを１ｈ印加し光学活性導電性ポリマーを重合した。
【００４７】
【表２】
【００４８】
この光学活性導電性ポリマーは、実施例１のものと同様に回折現象等を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】CLC電解質含有2,5-TPyTモノマーの偏光光学顕微鏡画像である。
【図２】重合セルの概略を示した図である。
【図３】CLC電解質中で調製されたポリ（2,5-TPyT）の偏光光学顕微鏡画像である。
【図４】0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル中でITO電極上に析出したポリ（2,5-TPyT）、ポリ（1,4-TPhT）、ポリ3Tおよびポリ2Tの20mV・s-1のスキャン速度におけるサイクリックボルタンメトリー（対Fc/Fc+）の結果を示した図である。
【図５】0.1MのTBAP/アセトニトリル中でのポリ（2,5-TPyT）のサイクリックボルタンメトリーの結果を示した図である（(a)10mV・s-1、(b)20mV・s-1、(c)40mV・s-1、(d)100mV・s-1）。
【図６】実施例において使用した分光電気化学のためのセルの構成の概略図である。
【図７】ポリ（2,5-TPyT）のCDスペクトル（上）およびUV-vis吸収スペクトル（下）である。（実線）：+1.06Ｖ、酸化状態；（点線）：-0.14Ｖ、還元状態、対Fc/Fc+ 0.1MのTBAP/アセトニトリル溶液中。
【図８】ポリ2Tのエレクトロクロミズムを示した写真である（0.1MのTBAP/アセトニトリル溶液中での対Fc/Fc+の-0.11Ｖと1.10Ｖとの間の印加電圧）。
【図９】0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル溶液中でのポリ（1,4-TPyT）（上）、およびポリ3T（中）のCDスペクトル（実線：+1.10Ｖ、酸化状態；点線：-0.11Ｖ 対Fc/Fc+）。ポリ2TのCDスペクトル（下）、実線：+0.98Ｖ、酸化状態；点線：-0.22Ｖ、還元状態 対Fc/Fc+ 0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル溶液中。
【図１０】ポリ（2,5-TPyT）に対して590nm（電圧：-1.64Ｖ〜+1.06Ｖ）、ポリ（1,4-TPhT）に対して530nm、ポリ3Tに対して620nm（電圧：-1.61Ｖ〜+1.10Ｖ対Fc/Fc+）、ポリ2Tに対して590nm（電圧：-1.72Ｖ〜+0.98Ｖ対Fc/Fc+）におけるCD強度の可逆変化（スキャン速度：20mV・s-1）。
【図１１】ポリ（2,5-TPyT）のCDスペクトル（上）およびUV-vis吸収スペクトル（下）。実線：-0.14Ｖ、点線：-1.64Ｖ 対Fc/Fc+ 0.1Mのモノマー非含有TBAP/アセトニトリル溶液中。
【図１２】実施例２における光学活性導電性ポリマーの回折現象を示す写真である。
【図１３】上図はポリマー(EDOT-ベンゼン-EDOT)の円偏光二色性スペクトルを示し、下図は紫外可視光線吸収スペクトルを示す。挿入図は近赤外域までの光吸収スペクトルを示す。
【図１４】白色光を照射した際のポリマーの選択反射を示す。
【図１５】角度を変えて測定したポリマーフィルムの光透過性スペクトルを示す。
【図１６】光干渉計による膜厚の測定結果である。
【図１７】電圧（−０．５Ｖ，−０．２５Ｖ，＋０．７５Ｖ，１Ｖ）を印加した際の発色の変化を示す。
【図１８】電圧を変えて印加した際の赤外吸収スペクトルを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを、コレステリック液晶電解質中において電気化学重合させることを特徴とする光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項２】
コレステリック液晶電解質は、ネマチック液晶物質に光学活性分子を混合して調製されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項３】
光学活性分子は、コレステロール誘導体であることを特徴とする請求項２に記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項４】
モノマーは、２環〜４環のアリーレンユニット構造を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項５】
複素単環化合物は、チオフェン、ピリジン、ピロールまたはフランであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項６】
フィルムまたはシート状のポリマーを得ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項７】
少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーからの電気化学重合により得られる光学活性導電性ポリマーであって、二重らせん光学構造を有し、可逆の光学活性エレクトロクロミズムを示し、円偏光二色性（ＣＤ）測定において、還元状態で酸化状態よりも強いコットン効果を示すことを特徴とする光学活性導電性ポリマー。
【請求項８】
ピリジン環を含むモノマーからの重合ポリマーであって、電気化学的ｎ−ドープ可能特性を有していることを特徴とする請求項７に記載の光学活性導電性ポリマー。
【請求項１】
少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーを、コレステリック液晶電解質中において電気化学重合させることを特徴とする光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項２】
コレステリック液晶電解質は、ネマチック液晶物質に光学活性分子を混合して調製されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項３】
光学活性分子は、コレステロール誘導体であることを特徴とする請求項２に記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項４】
モノマーは、２環〜４環のアリーレンユニット構造を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項５】
複素単環化合物は、チオフェン、ピリジン、ピロールまたはフランであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項６】
フィルムまたはシート状のポリマーを得ることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学活性導電性ポリマーの製造方法。
【請求項７】
少なくともチオフェン環、ピリジン環、またはフラン環を含む２環以上のアリーレンユニット構造あるいは複素単環化合物を有し、キラル置換基を有していないモノマーからの電気化学重合により得られる光学活性導電性ポリマーであって、二重らせん光学構造を有し、可逆の光学活性エレクトロクロミズムを示し、円偏光二色性（ＣＤ）測定において、還元状態で酸化状態よりも強いコットン効果を示すことを特徴とする光学活性導電性ポリマー。
【請求項８】
ピリジン環を含むモノマーからの重合ポリマーであって、電気化学的ｎ−ドープ可能特性を有していることを特徴とする請求項７に記載の光学活性導電性ポリマー。
【図４】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２２３０１６（Ｐ２００８−２２３０１６Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２４１５（Ｐ２００８−３２４１５）
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（５０４１７１１３４）国立大学法人 筑波大学 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１３日（２００８．２．１３）
【出願人】（５０４１７１１３４）国立大学法人 筑波大学 (510)
【Ｆターム（参考）】
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