(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表され、
ＣＨ２＝ＣＲ１−ＣＯＯ−（Ｌ）ｋ−Ｅ１−Ｅ２−（Ｅ３）ｍ−Ｒ２    （１）
Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜８のアルキル基またはフッ素原子であり、アルキル基の場合には、炭素炭素結合間または環基と結合する末端にエーテル結合性の酸素原子を有していてもよく、水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換されていてもよく、
ｋは０または１であり、
Ｌは、−（ＣＨ２）ｐＣＯＯ−、−（ＣＨ２）ｑＯＣＯ−、−（ＣＨ２）ｒＯ−または−（ＣＨ２）ｓ−であり（但し、ｐ、ｑ、ｒ、ｓはそれぞれ独立に１〜８の整数。）、
Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基またはトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり、且つ、Ｅ１およびＥ２の少なくとも一方はトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり（但し、Ｅ１、Ｅ２におけるトランス−１，４−シクロヘキシレン基およびトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基は、これらの基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子またはメチル基に置換されていてもよい。）、
Ｅ３は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基であり（但し、Ｅ３におけるトランス−１，４−シクロヘキシレン基および１，４−フェニレン基は、該基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子またはメチル基に置換されていてもよい。）、
ｍは０または１であることを特徴とする液晶性化合物。
【請求項２】
Ｅ１がトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり、
Ｅ２がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である請求項１に記載の液晶性化合物。
【請求項３】
下記式（１Ａ）で表され、
0005413365.tif 000023
Ｒ１は水素原子であり、
Ｒ２は、炭素数２〜６の直鎖アルキル基またはフッ素原子である請求項２に記載の液晶性化合物。
【請求項４】
ｋが１であり、Ｌが−(ＣＨ2)pＣＯＯ−または−(ＣＨ2)qＯＣＯ−である請求項３に記載の液晶性化合物。
【請求項５】
Ｌが−(ＣＨ2)pＣＯＯ−であり、ｐが２〜４の整数である請求項４に記載の液晶性化合物。
【請求項６】
ｋが０である請求項３に記載の液晶性化合物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の液晶性化合物を含む重合性液晶性組成物。
【請求項８】
請求項７に記載の重合性液晶性組成物の重合体からなる光学異方性材料。
【請求項９】
請求項８に記載の光学異方性材料を有する光学素子。
【請求項１０】
光記録媒体に情報を記録する、および／または、光記録媒体に記録された情報を再生する光情報記録再生装置であって、請求項９に記載の光学素子を有する光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶性化合物、重合性液晶性組成物、光学異方性材料、光学素子および光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）およびＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などの光ディスクの表面には、ピットと呼ばれる凹凸が設けられている。
光ヘッド装置は、光ディスクにレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、ピットに記録された情報を読み取ることのできる装置である。【０００３】
例えば、光源から出射された直線偏光は、ビームスプリッタ、コリメータレンズ、位相差板および対物レンズを経由して、光ディスクの情報記録面に到達する。ここで、往路の直線偏光は、ビームスプリッタをそのまま透過した後、位相差板で円偏光に変換される。
この円偏光は、光ディスクの情報記録面で反射されて逆回りの円偏光となった後、往路とは逆に対物レンズ、位相差板およびコリメータレンズの順で復路を辿る。そして、復路の位相差板によって、入射前と直交する直線偏光に変換される。これにより、復路の光は、直線偏光の方向が往路の光とは９０度ずれ、ビームスプリッタを通過する際に、進行方向が９０度曲げられて光検出器に到達する仕組みとなっている。【０００４】
光ヘッド装置では、情報の読み出しや書き込みの際に光ディスクに面ぶれなどが発生すると、ビームスポットのフォーカス位置が記録面からずれるので、これを検出し補正してビームスポットを記録面上の凹凸ピットに追従させるサーボ機構が必要になる。こうした機構は、レーザ光源によって照射されたビームスポットの焦点を記録面上に合わせてトラック位置を検出し、目的とするトラックを追従するよう構成される。また、光ヘッド装置では、記録面上でピットに当らずに反射されたレーザ光が、そのまま光源まで戻らないようにする必要もある。【０００５】
こうしたことから、光ヘッド装置には、光源からのレーザ光を変調（偏光、回折、位相調整など）させる光学素子が必要となる。例えば、上記の位相差板は、位相差板の光軸と入射光の位相面とのなす角度により、入射光に異なる屈折率を与え、さらに複屈折により生じる２成分の光の位相をずらす効果を有している。位相のずれた２つの光は、位相差板から出射されるときに合成される。位相のずれの大きさは、位相差板の厚みによって決まるので、厚みを調節することにより、位相をπ／２だけずらす１／４波長板、πずらす１／２波長板などが作製される。例えば、１／４波長板を通過した直線偏光は円偏光となるが、１／２波長板を通過した直線偏光は、偏光面が９０度傾いた直線偏光となる。このような性質を利用し、複数の光学素子を組み合わせることで、上記のサーボ機構が構成される。また、記録面上でピットに当らずに反射されたレーザ光が、そのまま光源まで戻らないようにする際にも、上記光学素子が利用されている。【０００６】
上記の光学素子は、液晶材料を用いて作製できる。例えば、重合性官能基を有する液晶分子は、重合性モノマーとしての性質と液晶としての性質とを併せ持つ。したがって、重合性官能基を有する液晶分子を配向させた後に重合を行うと、液晶分子の配向が固定された光学異方性材料が得られる。光学異方性材料は、メソゲン骨格に由来する屈折率異方性などの光学異方性を有するので、この性質を利用して回折素子や位相差板などが作製される。光学異方性材料としては、例えば、特許文献１に、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｚ（Ｚ：アルキル基）で表される化合物を含む液晶性組成物を重合してなる光学異方性材料が開示されている。【０００７】
ところで、上述した光学素子には、一般に次のような特性が求められる。
１）使用波長や用途に応じて適正なリタデーション値（Ｒｄ値）を持っていること。
２）面内の光学特性（Ｒｄ値、透過率など）が均一であること。
３）使用波長において、散乱や吸収がほとんど無いこと。
４）素子を構成する他の材料と光学特性を合わせやすいこと。
５）使用波長において、屈折率や屈折率異方性の波長分散が小さいこと。【０００８】
特に、１）の適正なＲｄ値を有することは重要である。ここで、Ｒｄ値は、屈折率異方性（Δｎ）と光の伝播方向の厚さ（ｄ）を用いて、Ｒｄ＝Δｎ×ｄの関係によって定まる値である。所望のＲｄ値を得ようとした場合、光学素子を形成する液晶材料のΔｎが小さいと、厚さｄを大きくする必要が生じる。しかし、厚さｄが大きくなると液晶が配向し難くなるため、所望の光学特性を得ることが困難となる。一方、Δｎが大きいと、厚さｄを小さくする必要が生じるが、その場合には精密な厚さ制御が困難となる。したがって、液晶材料では、適正なΔｎ値を有することが非常に重要となる。【０００９】
近年、光ディスクの大容量化を図るため、情報の書き込みや読み取りに使用するレーザ光を短波長化して、光ディスク上の凹凸ピットサイズをより小さくすることが進められている。例えば、ＣＤでは波長７８０ｎｍ、ＤＶＤでは波長６５０ｎｍ、ＢＤ（Ｂｌｕｅ−ｒａｙ  Ｄｉｓｋ）やＨＤＤＶＤ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）では波長４０５ｎｍのレーザ光が使用されている。
次世代光記録メディアではさらに短波長化されることも考えられ、波長３００〜４５０ｎｍのレーザ光（以下、青色レーザ光とも記す。）の使用は、今後益々増加する傾向にある。しかしながら、特許文献１に記載された光学異方性材料では、青色レーザ光に対する耐性が十分でなかった。【００１０】
例えば、青色レーザ光を光源とする光ヘッド装置に、液晶を用いて作製された位相差板を配置すると、時間の経過に伴って収差が発生したり、透過率が低下したり、Ｒｄ値が変動したりすることがある。これは、青色レーザ光に曝露されたことにより、位相差板の構成材料にダメージが発生したためと考えられる。収差が発生すると、光源から出射してコリメータレンズや位相差板を通過した光（光束）が、対物レンズを通過して記録媒体の表面に到達したときに、１点に結像できなくなる。すると、光の利用効率が低下してしまい、情報の読み出しや書き込みの効率が低下する。また、透過率が低下すると、記録媒体の表面や光検出器に到達する光の強度が弱くなり、上記と同様に、情報の読み出しや書き込みの効率が低下する。さらに、Ｒｄ値が変動すると、例えば、波長板においては、所望の楕円率または直線偏光の消光比が維持できなくなる。その結果、光ヘッド装置として機能しなくなるおそれが生じる。【００１１】
ところで、通常、光学素子を小型化、高効率化するには、高い屈折率異方性を有する材料が必要とされる。一般に、高い屈折率異方性を有する材料は、高い屈折率を有するが、高屈折率材料は、屈折率の波長分散が大きいため、短波長の光に対する吸収が大きい（すなわち、材料のモル吸光係数が大きい）という傾向を持つ。それ故、従来の高屈折率材料には、青色レーザ光のような短波長の光に対する耐性が低いという問題があった。【００１２】
耐光性の向上を図るには、材料のモル吸光係数を小さくするのがよく、例えば、全脂環構造などの芳香環を含まない構造の化合物とすることが考えられる。しかしながら、全脂環型液晶モノマーは、一般にΔｎが小さく、ポリマーにすることでΔｎがさらに小さくなったり、あるいは、等方性となったりして、所望の液晶性が得られ難くなるという問題があった。【００１３】
例えば、下記の２つの全脂環型液晶モノマーは、光学的異方性（複屈折性）を発現するものの、重合により等方性のポリマーとなる。
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１1
このため、異方性のポリマーとするには、他の化合物との混合が必要になる。しかし、上記モノマーの光学的異方性を示す温度範囲は広くはなく、他の化合物と混合しても所望の液晶性を有する組成物とするのは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００４−２６３０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものである。すなわち、波長３００ｎｍ〜４５０ｎｍのレーザ光を変調する光学素子には、この波長帯の光に曝されても劣化が少なく耐久性に優れ、且つ、液晶性にも優れた光学異方性材料が求められている。そして、こうした異方性材料には、液晶性化合物の構造が極めて重要となる。そこで、本発明は、青色レーザ光に対する耐光性が良好であって、重合後に所望の液晶性が得られる液晶性化合物と、この液晶性化合物を含む重合性液晶性組成物とを提供することを目的とする。【００１６】
また、本発明は、青色レーザ光に対する耐光性が良好な光学異方性材料を提供することを目的とする。【００１７】
さらに、本発明は、青色レーザ光に対する耐光性の良好な光学素子と、これを用いた光情報記録再生装置とを提供することを目的とする。【００１８】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の態様は、下記式（１）で表され、
ＣＨ２＝ＣＲ１−ＣＯＯ−（Ｌ）ｋ−Ｅ１−Ｅ２−（Ｅ３）ｍ−Ｒ２            （１）  Ｒ１は水素原子またはメチル基であり、
Ｒ２は、炭素数１〜８のアルキル基またはフッ素原子であり、アルキル基の場合には、炭素炭素結合間または環基と結合する末端にエーテル結合性の酸素原子を有していてもよく、水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換されていてもよく、
ｋは０または１であり、
Ｌは、−（ＣＨ２）ｐＣＯＯ−、−（ＣＨ２）ｑＯＣＯ−、−（ＣＨ２）ｒＯ−または−（ＣＨ２）ｓ−であり（但し、ｐ、ｑ、ｒ、ｓはそれぞれ独立に１〜８の整数。）、
Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基またはトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり、且つ、Ｅ１およびＥ２の少なくとも一方はトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり（但し、Ｅ１、Ｅ２におけるトランス−１，４−シクロヘキシレン基およびトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基は、これらの基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子またはメチル基に置換されていてもよい。）、
Ｅ３は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基であり（但し、Ｅ３におけるトランス−１，４−シクロヘキシレン基および１，４−フェニレン基は、該基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子またはメチル基に置換されていてもよい。）、
ｍは０または１であることを特徴とする液晶性化合物に関する。
本発明の第１の態様においては、Ｅ１がトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり、
Ｅ２がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であることが好ましい。
下記式（１Ａ）で表され、【００２０】
【化１】
0005413365.tif 000002
Ｒ１は水素原子であり、Ｒ２は、炭素数２〜６の直鎖アルキル基またはフッ素原子であることが好ましい。
さらに、ｋが１であり、Ｌが−(ＣＨ2)pＣＯＯ−または−(ＣＨ2)qＯＣＯ−であることが好ましく、特に、Ｌが−(ＣＨ2)pＣＯＯ−であり、ｐが２〜４の整数であることが好ましい。
また、ｋが０であることが好ましい。【００２１】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の液晶性化合物を含むことを特徴とする重合性液晶性組成物に関する。【００２２】
本発明の第３の態様は、本発明の第２の態様の重合性液晶性組成物の重合体からなることを特徴とする光学異方性材料に関する。【００２３】
本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様の光学異方性材料を有することを特徴とする光学素子に関する。【００２４】
本発明の第５の態様は、光記録媒体に情報を記録する、および／または、光記録媒体に記録された情報を再生する光情報記録再生装置であって、
本発明の第４の態様の光学素子を有することを特徴とする光情報記録再生装置に関する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の第１の態様によれば、青色レーザ光に対する耐光性が良好であって、重合後に所望の液晶性が得られる液晶性化合物とすることができる。【００２６】
本発明の第２の態様によれば、青色レーザ光に対する耐光性が良好であって、重合後に所望の液晶性が得られる重合性液晶性組成物とすることができる。【００２７】
本発明の第３の態様によれば、青色レーザ光に対する耐光性が良好な光学異方性材料とすることができる。【００２８】
本発明の第４の態様によれば、青色レーザ光に対する耐光性の良好な光学素子とすることができる。【００２９】
本発明の第５の態様によれば、大容量化に適した光情報記録再生装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の化合物（１Ａ−１ｂ）のＩＲスペクトルを示す図である。
【図２】本発明の化合物（１Ａ−１ａ）のＩＲスペクトルを示す図である。
【図３】本発明の化合物（１Ａ−２−２ｂ）のＩＲスペクトルを示す図である。
【図４】本発明の化合物（１Ａ−２−２ａ）のＩＲスペクトルを示す図である。
【図５】本発明の化合物（１Ａ−２−３ａ）のＩＲスペクトルを示す図である。
【図６】本発明の化合物（１Ａ−２−３ｂ）のＩＲスペクトルを示す図である。
【図７】本実施の形態の光情報記録再生装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
これまでに、全脂環型化合物のトランス−１，４−シクロヘキシレン基をトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基で置換すると液晶性が向上することが知られている。例えば、特許文献２（特開昭５７−１３０９２９号公報）、特許文献３（特開２００１−００２６１９号公報）および非特許文献１（Chimia、１９８２年、第３６巻、ｐ．４６０−４６２）には、トランス−２，６−ジ置換トランスデカヒドロナフタレン誘導体について報告されている。しかしながら、こうした化合物は、いずれも非重合性の液晶性化合物である。
【００３２】
そこで、本発明者は、鋭意研究した結果、下記式（１）で表される化合物であれば、青色レーザ光に対する耐光性が良好であって、重合後に所望の液晶性が得られることを見出した。式（１）において、Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基またはトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり、且つ、Ｅ１およびＥ２の少なくとも一方はトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基である。
【００３３】
ＣＨ２＝ＣＲ１−ＣＯＯ−（Ｌ）ｋ−Ｅ１−Ｅ２−（Ｅ３）ｍ−Ｒ２      （１）
【００３４】
以下、本発明の液晶性化合物について説明する。尚、本明細書においては、式（１）で表される化合物を液晶性化合物（１）とも記す。他の化合物についても同様とする。また、本明細書におけるトランス−１，４−シクロヘキシレン基およびトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基は、これらの基中の炭素原子に結合した水素原子が他の基で置換されていない無置換の基であってもよく、これらの基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。また、アルキル基に構造異性の基が存在する場合、その全ての基が含まれるものとする。但し、本発明においては、直鎖アルキル基とすることが好ましい。さらに、本明細書においては、液晶性と重合性とを併有する化合物を重合性液晶という。また、波長を記載する際には、この波長を中心に±２ｎｍの範囲までを含むものとし、屈折率異方性はΔｎと略記する。
【００３５】
本発明の液晶性化合物は、上記の式（１）で表される化合物である。液晶性化合物（１）は、重合性と液晶性とを併有している。
液晶性化合物（１）において、Ｒ１は、水素原子またはメチル基であるが、水素原子であることが好ましい。Ｒ１が水素原子であれば、後述する液晶性化合物（１）を含む重合性液晶性組成物を光重合させて光学異方性材料を得る際に、重合を速やかに進行させることができる。また、この光学異方性材料を有する光学素子の特性が、温度などの外部環境の影響を受け難くなって、光学素子の面内におけるリタデーションのばらつきが小さくなるという利点もある。
【００３６】
Ｒ２は、炭素数１〜８のアルキル基またはフッ素原子である。Ｒ２をこのような基とすることにより、液晶性化合物（１）を含む重合性液晶性組成物の融点（Ｔｍ：結晶相−ネマチック相相転移点）を低くすることができる。特に、Ｒ２は、炭素数２〜６のアルキル基またはフッ素原子であることが好ましい。さらに、液晶性化合物（１）が液晶性を示す温度範囲を広くできることから、Ｒ２がアルキル基である場合には、直鎖構造となっていることが好ましい。
液晶性化合物（１）において、ｋは０または１である。
液晶性化合物（１）において、Ｌは、−(ＣＨ2)pＣＯＯ−、−(ＣＨ2)qＯＣＯ−、−(ＣＨ2)rＯ−または−(ＣＨ2)s−であり、特に−(ＣＨ2)pＣＯＯ−であることが好ましい。
【００３７】
一般に、重合性液晶を重合させると、重合の前後でΔｎの値が低下する傾向がある。しかしながら、Ｌが、−(ＣＨ2)pＣＯＯ−、−(ＣＨ2)qＯＣＯ−、−(ＣＨ2)rＯ−および−(ＣＨ2)s−などのポリメチレン基を有する基である場合には、重合の前後におけるΔｎ値の低下を抑制することができる。さらに、重合前の液晶性確保という点から、ｐ、ｑ、ｒおよびｓは、それぞれ独立に、２〜４の整数であることが好ましい。
【００３８】
液晶性化合物（１）において、Ｅ１、Ｅ２は、それぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基またはトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基である。トランス−２，６−デカヒドロナフタレン基は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基に比べて粘度が高いことから、液晶性化合物（１）が有する環基の数は３個以上であることが好ましい。具体的には、Ｅ１およびＥ２の一方がトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり、他方がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であることが好ましい。これにより、液晶性化合物（１）を含む重合性液晶性組成物をセルに注入した場合、あるいは、この組成物を基板上に流延した場合、均一な厚みの膜を形成することができる。
【００３９】
さらに、上記の場合において、重合後の光学異方性材料の安定性が増すことから、重合後のアクリル主鎖に近い位置にトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基があることが好ましい。例えば、Ｅ１がトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基であり、Ｅ２がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である場合の方が、Ｅ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｅ２がトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基である場合に比べて好ましい。
【００４０】
液晶性化合物（１）は、トランス−２，６−デカヒドロナフタレン基を有し、好ましくはさらにトランス−１，４−シクロヘキシレン基を有する。したがって、液晶性化合物（１）は、青色レーザ光の波長域におけるモル吸光係数が小さくなり、青色レーザ光に対する耐光性が高くなる。そのため、液晶性化合物（１）を用いた重合性液晶性組成物から得られる光学異方性材料は、青色レーザ光に対して充分な耐久性を有するものとなる。
前記したように、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基にポリメチレン基を有する構造が結合させることにより、重合の前後でのΔｎの値の低下を抑制できる。
【００４１】
ところで、ポリメチレン基を有する重合性液晶は、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が直接メソゲンに結合した重合性液晶に比べて、重合前のモノマーの液晶性が低減してしまうことが知られている。しかし、液晶性化合物（１）は、液晶性の大きなトランス−２，６−トランスデカヒドロナフタレン基を有するので、ポリメチレン基を有する構造を導入しても重合前のモノマーで大きな液晶性を維持することが可能である。一方、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基が直接メソゲンに結合した重合性液晶は、上記の通り、ポリメチレン基を有する構造に比べて重合前のモノマーの液晶性が大きいことから、組成物の液晶性拡大に大きく寄与する。
【００４２】
以上より、液晶性化合物（１）を使用して得られる光学素子は、光ヘッド装置に利用した場合に良好な光の利用効率を得ることができる。すなわち、液晶性化合物（１）を用いることにより、青色レーザ光に対して充分な耐久性を有し、位相差等の特性にも優れる光学素子が提供される。
【００４３】
液晶性化合物（１）の具体例としては、下記の化合物（１Ａ）が挙げられる。
【００４４】
【化２】
0005413365.tif 000003
【００４５】
化合物（１Ａ）において、Ｒ１は水素原子であり、ｋは０または１であり、Ｒ２は、炭素数２〜６の直鎖アルキル基またはフッ素原子であることが好ましい。−Ｌ−は、−(ＣＨ2)rＯ−または−(ＣＨ2)s−であるより、−(ＣＨ2)pＣＯＯ−または−(ＣＨ2)qＯＣＯ−である方が、より広い液晶性を確保できることから好ましい。さらに、−Ｌ−は、−(ＣＨ2)pＣＯＯ−（ｐは、２〜４の整数が特に好ましい。）である方が、合成の際の工程数が少なくなるため特に好ましい。
【００４６】
Ｅ１、Ｅ２におけるトランス−１，４−シクロヘキシレン基およびトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基は、これらの基中の炭素原子に結合した水素原子が、フッ素原子またはメチル基に置換されていてもよい。但し、本発明においては、トランス−１，４−シクロヘキシレン基およびトランス−２，６−デカヒドロナフタレン基は、これらの基中の炭素原子に結合した水素原子が他の基で置換されていない無置換の基であることが好ましい。
【００４７】
化合物（１Ａ）としては、以下に示す化合物が好ましく挙げられる。但し、ｐは２〜４の整数であることが好ましい。トランス−２，６−デカヒドロナフタレン基は、液晶性を発現させる点から、トランス−２，６−トランスデカヒドロナフタレン基とすることが好ましい。Ｒ２は、炭素数１〜８のアルキル基を示し、炭素数２〜６の直鎖アルキル基が好適である。
【００４８】
【化３】
0005413365.tif 000004
【００４９】
本発明の液晶性化合物（１）の合成方法について、具体例を挙げて説明する。但し、以下に記載する方法以外の方法によっても合成可能であることは言うまでもない。また、式中の記号は上記と同じとする。
【００５０】
＜化合物（１Ａ−１）の合成＞
まず、下記の化合物（１１）をピロリジン、メチルビニルケトンおよび酢酸−酢酸ナトリウム水溶液と順次反応させて、下記の化合物（１２）を得る。次に、化合物（１２）をＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミンの存在下で水素化ホウ素ナトリウムを用いて還元し、必要に応じて、さらにパラジウム−活性炭素の存在下で水素ガスと反応させて、下記の化合物（１３）を得る。次に、化合物（１３）とアクリル酸クロリドを反応させて、化合物（１Ａ−１）を得る。
【００５１】
【化４】
0005413365.tif 000005
【００５２】
式（１）でＲ１がメチル基の化合物も、アクリル酸クロリドをメタクリル酸クロリドに変更して同様に合成できる。
【００５３】
＜化合物（１Ａ−２−２）の合成＞
化合物（１３）を、触媒量の濃硫酸と重合禁止剤の存在下でアクリル酸と反応させる。
これにより、化合物（１Ａ−１）および化合物（１Ａ−２−ｐ）でｐ＝２の化合物（１Ａ−２−２）が得られる。
【００５４】
【化５】
0005413365.tif 000006
【００５５】
＜化合物１Ａ−２−３の合成＞
下記の化合物（１３）を４−ブロモブチル酸クロリドと反応させることにより、下記の化合物（１４）を得る。次に、ヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰＡ）を溶媒として、化合物（１４）をアクリル酸ナトリウムと反応させる。これにより、化合物（１Ａ−２−ｐ）でｐ＝３の化合物（１Ａ−２−３）が得られる。
【００５６】
【化６】
0005413365.tif 000007
【００５７】
本発明の液晶性化合物（１）は、光学異方性材料を得るための重合性液晶性組成物の一成分として使用されることが好ましい。液晶性化合物（１）は、単独で充分に広い温度範囲で液晶性を示す。したがって、液晶性化合物（１）を１種以上含む重合性液晶性組成物は、広い温度範囲で液晶性を示して取り扱いが容易となる。この場合、重合性液晶性組成物は、液晶性化合物（１）以外の液晶性化合物を含んでいてもよい。
【００５８】
重合性液晶性組成物に含まれる液晶性化合物（１）以外の液晶性化合物としては、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基を有する化合物が好ましく、アクリロイルオキシ基を有する化合物が特に好ましい。また、この液晶性化合物は、青色レーザ光に対する耐久性を高くする点から、メソゲン構造中に芳香環構造を含まないことが好ましい。但し、これに限られるものではなく、液晶性の拡大、高Δｎおよびリタデーション保持の点を考慮して、芳香環構造を含んでいてもよい。
【００５９】
液晶性化合物（１）以外の重合性の液晶性化合物または構造が類似した重合性の非液晶性化合物としては、公知の種々のものが使用できるが、好ましい化合物として、以下に示すような単官能の化合物（２Ａ）や２官能の化合物（２Ｂ）等がある。
【００６０】
ＣＨ２＝ＣＲ５−ＣＯＯ−Ｒ６−Ａ１−Ｙ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４−Ｒ７    （２Ａ）
ＣＨ２＝ＣＲ８−ＣＯＯ−Ｒ９−Ａ５−Ｙ２−Ａ６−Ｙ３−Ａ７−Ｙ４−Ａ８−Ｒ１０−ＯＣＯ−ＣＲ１１＝ＣＨ２    （２Ｂ）
【００６１】
Ｒ５、Ｒ８およびＲ１１は、それぞれ独立して水素原子またはメチル基を表す。
Ｒ６、Ｒ９およびＲ１０は、それぞれ独立して単結合または炭素数が１〜１５のアルキレン基を表し、アルキレン基の場合には、それぞれ独立してアルキレン基の炭素−炭素結合間または環基と結合する末端にエーテル結合性の酸素原子を有していてもよく、また、環基と結合する末端にカルボキシル基を有していてもよく、さらにこのアルキレン基中の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換されていてもよい。
【００６２】
Ｒ７は、炭素数が１〜１２のアルキル基、炭素数が１〜１２のアルコキシ基、炭素数が１〜１２のアルキルカルボニルオキシ基またはフッ素原子であり、アルキル基、アルコキシ基またはアルキルカルボニルオキシ基の場合には、これらの基中の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換されていてもよい。
【００６３】
Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立して単結合または−ＣＯＯ−を表し、Ｙ３は、単結合または−ＣＨ２−ＣＨ２−を表し、Ｙ４は、単結合または−ＯＣＯ−を表す。
【００６４】
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７およびＡ８は、それぞれ独立して、単結合、トランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基を表す。ただし、Ａ１、Ａ２、Ａ３およびＡ４の組み合わせ及びＡ５、Ａ６、Ａ７およびＡ８の組み合わせは、それぞれ独立して単結合は２個以下であり、且つ、少なくとも１つはトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、且つ、１，４−フェニレン基が３個連続していることはなく、トランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基の水素原子の一部または全部がフッ素原子に置換されていてもよい。
【００６５】
重合性液晶性組成物は、非液晶性の重合性化合物や非重合性の液晶性化合物を含むことができる。但し、重合性の液晶性化合物を５０質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上含むことがより好ましい。また、重合性液晶性組成物が、１種以上の重合性液晶性化合物（１）と１種以上の重合性液晶性化合物（１）以外の重合性液晶性化合物とを含む場合、重合性液晶性化合物（１）と重合性液晶性化合物（１）以外の重合性液晶性化合物の合計量に対する重合性液晶性化合物（１）の割合は２０モル％〜１００モル％とすることが好ましい。
【００６６】
非重合性非液晶性化合物としては、例えば、重合開始剤、重合禁止剤、カイラル剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤および色素などの添加剤が挙げられる。添加剤の量は、重合性液晶性組成物に対して５質量％以下とすることが好ましく、２質量％以下とすることがより好ましい。その他の非重合性化合物を加える場合には、本発明の効果を損しない範囲内で用いる。具体的には、その他の化合物の量は１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【００６７】
次に、本発明の光学異方性材料について説明する。
本発明の光学異方性材料は、前記の重合性液晶性組成物を、この組成物が液晶相を示す状態で、且つ、液晶が配向した状態で重合することにより得られる重合体からなる。
【００６８】
重合性液晶性組成物が液晶相を示す状態に保つためには、雰囲気温度をネマティック相−等方相相転移温度（Ｔｃ）（℃）以下にすればよい。但し、Ｔｃに近い温度では重合性液晶性組成物のΔｎが極めて小さくなるので、雰囲気温度の上限は（Ｔｃ−１０）以下とすることが好ましい。
【００６９】
重合には、光重合または熱重合などが挙げられるが、液晶性を保持したまま硬化させやすい点から、光重合とすることが好ましい。光重合に用いる光は、紫外線または可視光線が好ましい。尚、光重合を行う場合は、光重合開始剤を用いることが好ましく、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ミヒラーケトン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類およびチオキサントン類などから適宜選択される光重合開始剤が好ましく用いられる。光重合開始剤は、１種または２種以上を組み合わせて使用できる。光重合開始剤の量は、重合性液晶性組成物の全体量に対して０．０１質量％〜５質量％とすることが好ましく、０．０１質量％〜２質量％とすることが特に好ましい。
【００７０】
光学異方性材料は、上記の重合性液晶性組成物を、表面に配向処理を施した一対の基板間に挟持した状態で重合することにより得られる。以下に、具体例を述べる。
【００７１】
まず、透明基板を準備する。透明基板としては、例えば、可視光に対する透過率が高い材料からなる基板を用いることができる。具体的には、アルカリガラス、無アルカリガラスおよび石英ガラスなどの無機ガラスの他に、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、および、ポリフッ化ビニルなどのフッ素含有ポリマーなどの透明樹脂からなる基板が挙げられる。剛性が高い点で、無機ガラスからなる基板を用いることが好ましい。透明基板の厚みは、特に限定は無いが、通常は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができ、好ましくは０．３ｍｍ〜１．１ｍｍである。この透明基板には、必要に応じて、アルカリ溶出防止、接着性向上、反射防止またはハードコートなどを目的とした、無機物または有機物などからなる表面処理層が設けられていてもよい。
【００７２】
次に、透明基板の表面に配向処理を施す。例えば、透明基板の上に配向膜を形成し、配向膜に対して配向処理を行う。配向膜は、液晶を配向させる機能を有するものであればよく、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルシンナメートおよびポリスチレンなどの有機材料、または、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３などの無機材料を用いることができる。配向処理は、具体的には、ラビング法などを用いて行うことができる。例えば、ナイロンやレーヨンなどのラビング布で、配向膜の表面を一方向に擦ることによって、その方向に液晶分子が配向するようにする。また、ラビング法以外にも、ＳｉＯ２の斜め蒸着、イオンビーム法または光配向膜などによって、液晶分子の配向を揃えることもできる。
【００７３】
次に、配向膜の上に光学異方性材料を形成する。上記の透明基板（以下、第１の基板と称す。）とは別に、表面に配向膜が形成された第２の基板を新たに準備する。この配向膜については、第１の基板と同様にして形成すればよい。次いで、配向膜が形成された側の第２の基板の表面に離型処理を行う。離型剤としては、例えば、フルオロシラン系または含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体などを使用することができる。次に、この第２の基板に第１の基板を重ね合わせて間隔をおいて仮接着する。このとき、第２の基板の離型処理された面と、第１の基板の配向膜が形成された面とが互いに内側を向くようにする。また、外部から重合性液晶性組成物を充填可能な開口部を設けておく。
次いで、この開口部を通じて、基板間に重合性液晶性組成物を注入する。注入には、真空注入法を用いてもよいし、大気中で毛細管現象を利用した方法を用いてもよい。重合性液晶性組成物を注入した後は、所定の波長の光を照射して重合性液晶性組成物を重合させる。必要に応じて、光照射の後でさらに加熱処理を行ってもよい。その後、仮接着していた第２の基板を取り除くことによって、第１の基板の上に、配向膜と光学異方性材料とが形成された構造を得ることができる。本実施の形態では、重合性液晶性組成物は、第１の基板の表面と略平行な方向に配向し、光学異方性材料は、この配向が固定された状態で得られる。
【００７４】
また、光学異方性材料の形成は、例えば、次のようにして行うこともできる。
まず、配向膜が形成された第１の基板と、配向膜が形成された上に離型剤が施された第２の基板とを準備する。次いで、第１の基板に形成された配向膜の上に、光硬化性の重合性液晶性組成物を滴下する。その後、第２の基板を、離型剤の塗布面が重合性液晶性組成物の側になるようにして、第１の基板と重ね合わせる。次いで、所定の波長の光を照射して重合性液晶性組成物を重合させる。その後、第２の基板を除去すると、上記と同様に、第１の基板の上に、配向膜と光学異方性材料とが形成された構造を得ることができる。
【００７５】
本発明の光学異方性材料は、光学素子用の材料として用いることができる。上記の説明では、説明を簡単にするため配向膜にしか触れなかったが、光学特性制御の目的で電極を設けたり、反射型素子として使用する目的で反射膜を設けたりすることにより、光学素子とすることができる。さらに、目的に応じて、基板の表面に、フレネルレンズ構成、回折格子用の格子、色調調整用の着色層または迷光抑制用の低反射層などを設けることが可能である。
【００７６】
本発明の光学素子は、２個の光学素子が組み合わされていてもよい。また、光学素子に他の光学素子、例えば、レンズ、波面補正面、位相差板、絞りまたは回折格子等を組み合わせて用いてもよい。光学素子を２個組み合わせる場合には、それぞれ２枚の基板を用いた光学素子を形成してから重ねてもよいし、３枚の基板の中に２層の液晶層を形成するようにしてもよい。
【００７７】
本発明の光学異方性材料を用いて、偏光ホログラムなどの回折格子、位相差板および波面補正素子などの光学素子を作製することができる。偏光ホログラムとしては、レーザ光源からの出射光が光ディスクの情報記録面で反射されて発生する信号光を分離し、受光素子へと導光する例が挙げられる。位相差板としては、１／２波長板として使用し、レーザ光源からの出射光の位相差制御を行う例や、１／４波長板として光路中に設置し、レーザ光源の出力を安定化する例などが挙げられる。さらに、本発明の光学異方性材料は、プロジェクタ用の位相差板や偏光子などにも適用可能である。
【００７８】
例えば、本発明の光学異方性材料を含む第１の材料からなる第１の部材と、等方性の屈折率を有する第２の材料からなる第２の部材とが、交互に配置されて格子状を形成している回折格子とすることができる。光学異方性を有する第１の部材と等方性の第２の部材とを交互に配置することにより、これらを透過する光は、入射光の偏光方向により異なる回折を生じ、偏光依存性の回折格子となる。
【００７９】
本発明の光学異方性材料を備えた光学素子は、光記録媒体に情報を記録する、および／または、光記録媒体に記録された情報を再生する光情報記録再生装置に用いるのに適している。具体的には、本発明による光学素子は、光情報記録再生装置のレーザ光の光路中に好ましく配置される。特に、最近実用化が始まったＢＤやＨＤＤＶＤのような青色レーザ光を用いた光情報記録再生装置用の光ヘッドに好適である。また、これ以外にも、例えば、プロジェクタ用途などにおけるイメージング素子や、波長可変フィルタ用途などにおける通信用デバイスなどでも好ましく用いられる。
【００８０】
例えば、上記の回折格子を備えた光情報記録再生装置では、光記録媒体から反射された光は、回折格子によって回折される。尚、この光情報記録再生装置は、回折格子の他に、回折格子に入射する光を発生させる光源、光源から出射された光を光記録媒体に集光する対物レンズ、光記録媒体で反射された光を検出する検出器などを有することができる。
【００８１】
また、光情報記録再生装置は、本発明の光学異方性材料を用いて作製された位相差板を有することもできる。この場合の位相差板は、光源からの光を透過した後、光ディスクで反射された光の偏光状態を変える役割を果たす。例えば、位相差板を１／４波長板とした場合、光源からの光または光ディスクで反射した光の偏光状態は、この位相差板によって、直線偏光であれば円偏光または楕円偏光に、円偏光であれば直線偏光に偏光面が変えられる。また、１／４波長板に代えて１／２波長板とした場合には、Ｐ偏光であればＳ偏光に、Ｓ偏光であればＰ偏光に、円偏光（右旋）であれば円偏光（左旋）に、円偏光（左旋）であれば円偏光（右旋）に変えられる。
【００８２】
図７に、本発明による位相差板が搭載された光情報記録再生装置の一例を示す。この光情報記録再生装置では、次のようにして、光ディスクに記録された情報が読み出される。
【００８３】
光源１から出射された直線偏光は、ビームスプリッタ２、コリメータレンズ３、位相差板４および対物レンズ５を透過した後に、光ディスク６の情報記録面に到達する。この間に、直線偏光は、偏向方向を変えずにビームスプリッタ２を透過した後、１／４波長の位相差を有する位相差板４で円偏光に変換される。その後、光ディスク６の情報記録面で反射されて逆回りの円偏光となり、往路とは逆に、対物レンズ５、位相差板４およびコリメータレンズ３の順で復路を辿ることになる。ここで、復路における位相差板４で、円偏光は、入射前と直交する直線偏光に変換される。これにより、復路の光は、直線偏光の方向が往路の光に対して９０度ずれるので、ビームスプリッタ２を通過する際に進行方向が９０度曲げられて光検出器７に到達する。
【００８４】
光源１には、通常の光情報記録再生装置に使用される通常のレーザ光源が使用される。
具体的には、半導体レーザが好適であるが、他のレーザであってもよい。位相差板４は、青色レーザ光に対する耐光性が良好であるので、青色レーザ光を光源として使用することにより、光情報記録再生装置の大容量化を図ることができる。
【００８５】
尚、図７のビームスプリッタ２に本発明の光学異方性材料を適用してもよい。具体的には、偏光依存性の回折格子として配置する。これにより、往路の偏光方向の光に対しては透過率を高めることができ、それとは直交する偏光方向を有する復路の偏光方向の光に対しては回折効率を高めることができるので、光情報記録再生装置全体の光の利用効率をさらに向上させることができる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例及び比較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のみに限定されるものではない。【００８７】
＜液晶性化合物の合成＞
実施例１
下記の反応式にしたがって、まず、化合物（１２ｂ）を合成した。【００８８】
【化７】
0005413365.tif 000008
【００８９】
還流装置、撹拌機および分水装置を装備した１０００ｍＬのなすフラスコに、化合物（１１ｂ）を５０ｇ（０．２０モル）、トルエンを２００ｍＬおよびピロリジンを３６．５ｇ（０．５１モル）加え、撹拌しながら１２５℃で３時間還流した。反応終了後、室温に戻して、ピロリジンとトルエンを減圧除去した。ここに再びトルエン（２００ｍＬ）を加えて氷冷した後、メチルビニルケトンを１７．４ｇ（０．２５モル）滴下した。滴下後、１２５℃で１２時間還流してから室温まで放冷した。ここに予め用意しておいた酢酸ナトリウム８．０ｇ（０．１モル）と、酢酸１８．０ｇ（０．３モル）と、水２６．６ｍＬの水溶液を加え、再び１２５℃で６時間還流して放冷した。反応終了後、有機層を回収してから、水層を酢酸エチルで抽出し、これを回収した有機層に加えた。この有機層を１Ｎ塩酸溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を減圧除去して未精製の化合物（１２ｂ）を得た。これをヘキサン／酢酸エチル（５：１、容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーで精製し、さらに、ヘキサン／ジクロロメタンで再結晶を行うことにより、２８．３ｇの化合物（１２ｂ）を得た。収率は４７％であった。【００９０】
次に、化合物（１２ｂ）を用い、下記の反応式にしたがって化合物（１３ｂ）を合成した。【００９１】
【化８】
0005413365.tif 000009
【００９２】
３０００ｍＬの４つ口フラスコに、水素化ホウ素ナトリウムを７．１ｇ（０．１９モル）加え、窒素気流下にて、脱水テトラヒドロフランを１５００ｍＬ、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレンジアミンを５４．４ｇ（０．４９モル）、化合物（１２ｂ）を２８．３ｇ（０．０９４モル）を順次加えた。５０℃で１２時間撹拌した後、放冷して室温に戻した。その後、氷冷下で１Ｎ塩酸溶液を加えてから反応を停止し、実施例１と同様の後処理を行って、未精製の混合物（１３’ｂ）を得た。これをジクロロメタンで再結晶してから、ろ液をヘキサン／酢酸エチル（４：１、容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーで精製した。さらに、ジクロロメタン／ヘキサンで再結晶を行うことで、１２．６ｇの混合物（１３’ｂ）を得た。【００９３】
次に、１０００ｍＬのなすフラスコに、混合物（１３’ｂ）を１２．６ｇ、酢酸エチルを３００ｍＬ、ＴＨＦを２００ｍＬ、触媒として１０％パラジウム−活性炭素を０．４４ｇ加えた。これにゴム風船を使いて水素を導入し、室温で１２時間攪拌した。反応終了後、シリカゲルで濾過し、パラジウム触媒を除去した後、濾液を濃縮して化合物（１３ｂ）を１２．３ｇ）得た。収率は４３％であった。【００９４】
上記のようにして得た化合物（１３ｂ）を用い、下記の反応式にしたがって液晶性化合物（１Ａ−１ｂ）を合成した。【００９５】
【化９】
0005413365.tif 000010
【００９６】
１０００ｍＬの４つ口フラスコに、上記で得た化合物（１３ｂ）を５．９ｇ（１９．３ミリモル）、トリエチルアミンを４．０ｍＬ（２８．９ミリモル）、ジクロロメタンを３５０ｍＬ加えた。窒素気流下で、内温が２０℃を超えないように氷冷しながら、アクリル酸クロリドを１．９ｍＬ（２３．１ミリモル）滴下して３時間撹拌した。反応終了後、ジクロロメタンとアクリル酸クロリドを減圧除去し、ジクロロメタンを展開液としたカラムクロマトグラフィーで精製した後、さらにジクロロメタン／ヘキサンで再結晶を行って、５．３ｇの液晶性化合物（１Ａ−１ｂ）を得た。収率は７６％であった。【００９７】
液晶性化合物（１Ａ−１ｂ）のＩＲスペクトルを図１に示す。また、ＴｍおよびＴｃの値と１ＨＮＭＲスペクトルを下記に示す。
Ｔｍ：４５℃、Ｔｃ：１５８℃  （降温）
１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ3、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：０．７６〜２．０７（ｍ、３６Ｈ）、４．７９（ｍ、１Ｈ）、５．７８（ｄ、１Ｈ）、６．１０ (ｄｄ、１Ｈ)、６．３７（ｄ、１Ｈ）。【００９８】
実施例２
化合物（１１ｂ）に代えて化合物（１１ａ）を用い、液晶性化合物（１Ａ−１ｂ）と同様の方法で液晶性化合物（１Ａ−１ａ）を合成した。【００９９】
【化１０】
0005413365.tif 000011
液晶性化合物（１Ａ−１ａ）のＩＲスペクトルを図２に示す。【０１００】
実施例３
実施例１で得た化合物（１３ｂ）を用い、下記の反応式にしたがって液晶性化合物（１Ａ−２−２ｂ）を合成した。【０１０１】
【化１１】
0005413365.tif 000012
【０１０２】
還流装置、撹拌機および分水装置を装備した１００ｍＬの３つ口フラスコに、化合物（１３ｂ）を３．０ｇ（９．８ミリモル）、アクリル酸を１．７ｍＬ（２４．５ミリモル）、ヒドロキノンを０．０３ｇ（０．２４ミリモル）、濃硫酸を０．０５ｍＬ（１．０ミリモル）、トルエンを３０ｍＬ加え、撹拌しながら１２５℃で１４時間還流した。反応終了後、有機層を回収して、水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で順次洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧除去して、未精製の液晶性化合物（１Ａ−２−２ｂ）を得た。これをジクロロメタンを展開液としたカラムクロマトグラフィーで精製し、さらにジクロロメタン／ヘキサンで再結晶することにより、０．４ｇの化合物（１Ａ−２−２ｂ）を得た。収率は１０％であった。【０１０３】
液晶性化合物（１Ａ−２−２ｂ）のＩＲスペクトルを図３に示す。また、ＴｍおよびＴｃの値と１ＨＮＭＲスペクトルを下記に示す。
Ｔｍ：３０℃、Ｔｃ：１１６℃  （降温）
１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ3、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：０．６６〜２．００（ｍ、３６Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ）、４．４２（ｔ、２Ｈ）、４．７６（ｍ、１Ｈ）、５．８３（ｄ、１Ｈ）、６．１１ (ｄｄ、１Ｈ)、６．４０（ｄ、１Ｈ）。【０１０４】
実施例４
化合物（１３ｂ）に代えて化合物（１３ａ）を用い、液晶性化合物（１Ａ−２−２ｂ）と同様の方法で液晶性化合物（１Ａ−２−２ａ）を合成した。【０１０５】
【化１２】
0005413365.tif 000013
液晶性化合物（１Ａ−２−２ａ）のＩＲスペクトルを図４に示す。また、ＴｍおよびＴｃの値を下記に示す。
Ｔｍ：２７℃、Ｔｃ：１０７℃  （降温）【０１０６】
実施例５
まず、化合物（１３ａ）を用い、下記の反応式にしたがって化合物（１４ａ）を合成した。【０１０７】
【化１３】
0005413365.tif 000014
【０１０８】
３００ｍＬの４つ口フラスコに、化合物（１３ａ）を３．５ｇ（１２．７ミリモル）、ピリジンを１．４ｍＬ（１７．８ミリモル）、ジクロロメタンを８０ｍＬ加えた。窒素気流下で、内温が２０℃を超えないように氷冷しながら、４−ブロモブチル酸クロリドを１．９ｍＬ（１６．５ミリモル）滴下した。そのまま氷冷下で１時間撹拌した後、塩化アンモニウム水溶液を滴下して反応を終了させた。有機層を回収し、水層をジクロロメタンで抽出した後、これを回収した有機層に加えた。この有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を減圧除去して未精製の化合物（１４ａ）を得た。これをジクロロメタンヘキサン／ジクロロメタン（３：２、容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーで精製して、５．１ｇの化合物（１４ａ）を得た。収率は９３％であった。
上記のようにして得た化合物（１４ａ）を用い、下記の反応式にしたがって液晶性化合物（１Ａ−２−３ａ）を合成した。【０１０９】
【化１４】
0005413365.tif 000015
【０１１０】
３００ｍＬのなすフラスコに、化合物（１４ａ）を５．１ｇ（１１．８ミリモル）、アクリル酸ナトリウムを２．２ｇ（２３．６ミリモル）、ヘキサメチルリン酸トリアミドを５０ｍＬ、ＴＨＦを１５ｍＬ加えた。５０℃で１２時間撹拌した後、塩化アンモニウム水溶液を滴下して反応を終了させた。有機層を回収し、水層を酢酸エチルで抽出した後、これを回収した有機層に加えた。無水硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧除去することにより、未精製の化合物（１Ａ−２−３ａ）を得た。これをジクロロメタンを展開液としたカラムクロマトグラフィーで精製し、さらにジクロロメタン／ヘキサンで再結晶を行って、２．９ｇの液晶性化合物（１Ａ−２−３ａ）を得た。収率は５９％であった。【０１１１】
液晶性化合物（１Ａ−２−３ａ）のＩＲスペクトルを図５に示す。また、ＴｍおよびＴｃの値と１ＨＮＭＲスペクトルを下記に示す。
Ｔｍ：２８℃、Ｔｃ：９０℃  （降温）
１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ3、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）：０．６６〜２．０２（ｍ、３４Ｈ）、２．３８（ｔ、２Ｈ）、４．１９（ｔ、２Ｈ）、４．７２（ｍ、１Ｈ）、５．８３（ｄ、１Ｈ）、６．１１（ｄｄ、１Ｈ）、６．４０（ｄ、１Ｈ）。【０１１２】
実施例６
化合物（１３ａ）に代えて化合物（１３ｂ）を用い、液晶性化合物（１Ａ−２−３ａ）と同様の方法で液晶性化合物（１Ａ−２−３ｂ）を合成した。【０１１３】
【化１５】
0005413365.tif 000016
【０１１４】
液晶性化合物（１Ａ−２−３ｂ）のＩＲスペクトルを図６に示す。また、ＴｍおよびＴｃの値を以下に示す。
Ｔｍ：室温、Ｔｃ：１０３℃  （降温）【０１１５】
＜重合性液晶性組成物の調製＞
実施例７〜１０
実施例１、２、５、６で得られた液晶性化合物（１Ａ−１ａ）、（１Ａ−１ｂ）、（１Ａ−２−３ａ）、（１Ａ−２−３ｂ）と、これら以外の液晶性化合物として下記の化合物（４−１ａ）、（４−１ｂ）および（４−２）を表１に示す割合で混合し、重合性液晶性組成物Ａ〜Ｄを得た。尚、表１に記載の割合は、重合性液晶性組成物を構成する全重合性液晶に対する各重合性液晶の割合（モル％）である。また、表１には、重合性液晶性組成物Ａ〜ＤのＴｍおよびＴｃの値も併せて示す。【０１１６】
【化１６】
0005413365.tif 000017
【０１１７】
【表１】
0005413365.tif 000018
【０１１８】
重合性液晶性組成物Ａ〜Ｄは、いずれも、液晶温度領域が広く、安定なネマティック液晶相を示した。【０１１９】
＜光学素子の作製＞
実施例１１〜１４
縦５ｃｍ、横５ｃｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス基板に、ポリイミド溶液をスピンコータで塗布し乾燥した後、ナイロンクロスで一定方向にラビング処理して支持体を作製した。
次いで、配向処理を施した面が向かい合うように、２枚の支持体を接着剤を用いて貼り合わせてセルを作製した。接着剤には、直径３．３μｍのガラスビーズを添加し、支持体の間隔が４μｍになるように調整した。【０１２０】
次に、実施例７〜１０で調製した重合性液晶性組成物Ａ〜Ｄに重合開始剤を、重合性液晶性組成物Ａ〜Ｄに対してそれぞれ０．０５質量％の割合で添加し、重合性液晶性組成物Ａ１〜Ｄ１を得た。尚、光重合開始剤としては、いずれもチバスペシャリティーケミカルズ社製の「イルガキュア７５４」（商品名）を用いた。【０１２１】
セル内に重合性液晶性組成物Ａ１〜Ｄ１をそれぞれ１１０℃の温度で注入し、表２に示す重合温度で３０分間放置するも結晶の析出は見られず、安定な液晶相を保っていた。その後、表２に示す重合温度で強度５０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線を積算光量が９０００ｍＪ／ｃｍ2となるよう照射して光重合を行い、光学素子Ａ〜Ｄを得た。【０１２２】
光学素子Ａ〜Ｄでは、いずれも液晶は基板のラビング方向に水平配向していた。また、光学素子Ａ〜Ｄは、いずれも可視域で透明であり、散乱も認められなかった。さらに、波長４０５ｎｍのレーザ光に対するΔｎは、それぞれ０．０３７８、０．０３５８、０．０４１５、０．０４５１であった。結果を表２に示す。【０１２３】
【表２】
0005413365.tif 000019
【０１２４】
＜光学素子の評価＞
実施例１５
実施例１１〜１４で得た光学素子Ａ〜Ｄに対して、Ｋｒレーザ（波長４０７ｎｍ、４１３ｎｍのマルチモード）を照射し、青色レーザ光曝露加速試験を行った。照射条件は、温度８０℃、積算曝露エネルギー３０Ｗ・時間／ｍｍ２とした。加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下率はいずれも１％未満であった。また、加速試験後に曝露部位の収差を測定したところ、いずれも当該部位の収差の最大値と最小値の差は１０ｍλ未満であった。尚、λは、測定光の波長４０５ｎｍに相当する。以上の結果から、光学素子Ａ〜Ｄは、いずれも青色レーザ光に対する耐久性に優れることを確認した。【０１２５】
＜重合性液晶性組成物の調製＞
比較例１〜３
下記の化合物（３−１ａ）、（３−１ｂ）と、化合物（４−１ａ）、（４−１ｂ）および（４−２）を表３に示す割合で混合し、重合性液晶性組成物Ｅ〜Ｇを得た。尚、表３に記載の割合は、重合性液晶性組成物を構成する全重合性液晶に対する各重合性液晶の割合（モル％）である。また、表３には、重合性液晶性組成物Ｅ〜ＧのＴｍおよびＴｃの値も併せて示す。【０１２６】
【化１７】
0005413365.tif 000020
【０１２７】
【表３】
0005413365.tif 000021
【０１２８】
重合性液晶性組成物Ｅ、Ｇにおいてはネマティック液晶相を示したが、重合性液晶性組成物Ｆにおいてはネマティック液晶相を示さなかった。【０１２９】
比較例４
下記の化合物（５−１ａ）、（５−１ｂ）を１：１（モル比）の割合で混合し、重合性液晶性組成物Ｈを調製した。この重合性液晶性組成物Ｈは、ネマティック液晶相を示した。【０１３０】
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７      （５−１ａ）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１    （５−１ｂ）【０１３１】
比較例５
液晶性化合物（５−１ａ）、（５−１ｂ）、（３−１ａ）、（３−１ｂ）を１：１：１：１（モル比）の割合で混合し、重合性液晶性組成物Ｉを調製した。この重合性液晶性組成物Ｉは、ネマティック液晶相を示した。【０１３２】
＜光学素子の作製＞
比較例６〜９
比較例１、３〜５で調製した重合性液晶性組成物Ｅ、Ｇ〜Ｉに重合開始剤を、重合性液晶性組成物Ｅに対して表４に示すように、０．０５〜０．２質量％の割合で添加し、重合性液晶性組成物Ｅ１、Ｇ１〜Ｉ１を得た。尚、光重合開始剤としては、ＥとＧについては、チバスペシャリティーケミカルズ社製の「イルガキュア７５４」（商品名）を、ＨとＩについてはチバスペシャリティーケミカルズ社製の「イルガキュア９０７」（商品名）をそれぞれ用いた。【０１３３】
実施例１１と同様の方法で作製したセル内に、上記の重合性液晶性組成物Ｅ１、Ｇ１〜Ｉ１を表４に示すように注入し、重合温度で３０分間放置し、紫外線を照射して光重合を行い、光学素子Ｅ、Ｇ〜Ｉを得た。【０１３４】
【表４】
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【０１３５】
光学素子Ｅにおいては、重合温度である７０℃で３０分間放置したときに、部分的に結晶が析出した。また、液晶性を保持している部分では、基板のラビング方向に液晶が水平配向しているものの、結晶の析出によって部分的に光の散乱が起こっているのが認められた。また、波長４０５ｎｍのレーザ光に対するΔｎは０．０３４９であった。光学素子Ｇについては、重合前には安定な液晶相が見られたが、重合により得られた光学素子Ｇは、液晶性を保持していなかった。光学素子Ｈについては、波長５６８ｎｍのレーザ光に対するΔｎは０．０３５２であり、可視光領域で透明であり、散乱も認められなかった。光学素子Ｉについては、波長４０５ｎｍのレーザ光に対するΔｎは０．０４０３であり、可視光領域で透明であり、散乱も認められなかった。【０１３６】
＜光学素子の評価＞
比較例１０
比較例８および９で得た光学素子ＨおよびＩに対して、Ｋｒレーザ（波長４０７ｎｍ、４１３ｎｍのマルチモード）を照射し、青色レーザ光曝露加速試験を行った。照射条件は、温度８０℃、積算曝露エネルギー１５Ｗ・時間／ｍｍ２とした。光学素子Ｈについては、加速試験後に曝露部位の収差測定を行ったところ、当該部位の収差の最大値と最小値の差は３００ｍλ以上であった。尚、λは測定光の波長４０５ｎｍに相当する。また、光学素子Ｉについては、加速試験後に曝露部位の収差測定を行ったところ、当該部位の収差の最大値と最小値の差は１００ｍλ以上であった。尚、λは測定光の波長４０５ｎｍに相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明に係る化合物および該化合物を含む液晶組成物を重合してなる光学異方性材料は、一般的な光学異方性材料に要求される特性を良好に満たすとともに青色レーザ光に対する耐光性にも優れている。したがって、本発明に係る化合物を利用して作製される光学素子は、従来からある光ピックアップ素子、イメージング素子および通信用デバイス等に利用される光学素子のみならず、青色レーザ光を変調する回折素子および位相板等の材料としても有効に用い得る。
なお、２００８年６月６日に出願された日本特許出願２００８−１４９４１６号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【符号の説明】
【０１３８】
１  光源
２  ビームスプリッタ
３  コリメータレンズ
４  位相差板
５  対物レンズ
６  光ディスク
７  光検出器
【図１】
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【図２】
0005413365.tif 000025
【図３】
0005413365.tif 000026
【図４】
0005413365.tif 000027
【図５】
0005413365.tif 000028
【図６】
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【図７】
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