重合性液晶化合物、液晶組成物及び光学異方性材料
青色レーザー光に対する耐久性に優れ、屈折率および光の吸収が小さい重合性液晶化合物、該化合物を含む液晶組成物、該液晶組成物を用いた光学異方性材料を提供する。
下式（１）で表される重合性液晶化合物。式（１）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｘ１は１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｒ２は炭素数１〜８のアルキル基。上記の１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、該基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
下式（１）で表される重合性液晶化合物。式（１）中、Ｒ１は水素原子またはメチル基、Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｘ１は１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｒ２は炭素数１〜８のアルキル基。上記の１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、該基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光に使用する回折素子または位相板などの光学素子に好適に用いられる重合性液晶化合物、該化合物を含む液晶組成物、該液晶組成物を用いた光学異方性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化を図るため、情報の書き込み、読み取りに使用されるレーザー光の短波長化が進んでいる。現在、ＣＤでは波長６６０ｎｍ、ＤＶＤでは波長７８０ｎｍのレーザー光が使用されているが、次世代光記録メディアでは、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光の使用が検討されている。これに伴い、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光（以下、青色レーザー光とも記す。）に使用する回折素子、位相板等の光学素子が必要となり、該波長帯のレーザー光に対応できる光学異方性材料が求められている。
【０００３】
一方、重合性官能基を有する液晶（以下、重合性液晶化合物と記す。）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有する。したがって、重合性液晶化合物を配向させた後に重合反応を行うと、液晶の配向が固定された光学異方性材料が得られる。重合性液晶のなかでも、特に光重合性官能基を有する光重合性液晶は、光を照射して重合させることによって、簡便に光学異方性材料を作製できる優れた化合物である。
【０００４】
前記光学異方性材料は、メソゲン骨格に由来する屈折率異方性等の光学異方性を有し、該性質を利用して回折素子、位相板等の光学素子に応用されている。このような光学異方性材料としては、たとえば、下式（４）で表される化合物（ただし、式中のＱは、１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｚはアルキル基である。）を含む液晶組成物を重合させてなる高分子液晶が報告されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
【化１】
【０００６】
また、一般に偏光ホログラム等の回折素子や位相板用の光学異方性材料に求められる特性としては、以下の特性が挙げられる。
（１）使用する光の吸収が少ないこと。
（２）面内光学特性（リタデーション値等）が均一なこと。
（３）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。
（４）屈折率の波長分散が小さいこと。
（５）耐久性が良好なこと。
【特許文献１】特開平１０−１９５１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特開平１０−１９５１３８号公報に記載された高分子液晶等の、従来から知られた材料は、青色レーザー光に対する耐久性が不充分である問題があった。
通常、素子の小型化、高効率化を達成するためには、高い屈折率異方性を有する材料が必要とされる。そして、高い屈折率異方性を有する材料は、高い屈折率を有する傾向がある。また、高屈折率材料は、一般に以下に示す性質を有する。
（Ａ）屈折率の波長分散が大きい。
このことにより、光源の発振波長が初期設定からずれた場合、光の透過時には透過率の低下が生じ、光の回折時には高次回折光の発生による回折効率低下が生じる問題があった。
（Ｂ）光源の短波長化に伴い屈折率が大きくなる。
このことによって、前記要求特性（３）を満たすことが困難になる問題があった。
また、屈折率波長分散が大きい材料は、短波長の光に対する光の吸収が大きくなる（すなわち、材料のモル吸光係数が大きくなる。）傾向がある。
よって、従来から知られた高屈折率材料は、青色レーザー光のような短波長の光を吸収しやすく、耐光性が低い問題があった。
結果として、従来の材料では、青色レーザー光用の光学異方性材料に対する要求特性を満たすことができず、特に耐久性が不充分である問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記の問題を解決するためになされたものであり、光学異方性材料に要求される特性を満たし、特に波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光に対する耐久性が高い新規な重合性液晶化合物、該化合物を含む液晶組成物、該液晶組成物を用いた光学異方性材料を提供する。すなわち、本発明は以下の発明を提供する。
【０００９】
＜１＞下式（１）で表されるアクリル酸誘導体であることを特徴とする重合性液晶化合物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ１：水素原子またはメチル基。
Ｒ２：炭素数１〜８のアルキル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。
Ｘ１：１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基。
ただし、上記の１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、基中の水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
【００１０】
【化２】
【００１１】
＜２＞Ｒ１が水素原子である＜１＞に記載の重合性液晶化合物。
＜３＞＜１＞または＜２＞に記載の重合性液晶化合物の２種以上を含有することを特徴とする液晶組成物。
＜４＞＜１＞または＜２＞に記載の重合性液晶化合物と、下式（２）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ３：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ４：炭素数１〜８のアルキル基。
【００１２】
【化３】
【００１３】
＜５＞＜１＞または＜２＞に記載の重合性液晶化合物と、下式（３）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
ＣＨ２＝ＣＲ５−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ６ （３）
Ｒ５：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ６：炭素数１〜８のアルキル基。
＜６＞重合性液晶化合物の合計の含有量が、液晶組成物全体に対して２５〜１００質量％である＜３＞〜＜５＞のいずれかに記載の液晶組成物。
＜７＞＜３＞〜＜６＞のいずれかに記載の液晶組成物を配向させた状態で、紫外光または可視光を照射することにより重合させてなることを特徴とする光学異方性材料。
＜８＞＜７＞に記載の光学異方性材料からなる光学素子。
＜９＞光学素子が回折素子である＜８＞に記載の光学素子。
＜１０＞光学素子が位相板である＜８＞に記載の光学素子。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光に対して高度な耐久性を有する光学異方性材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例における化合物（１Ａ−ａ３）の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【図２】実施例における化合物（１Ａ−ａ５）の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本明細書においては、式（１）で表される重合性液晶化合物を化合物（１）とも記す。他の化合物についてもこれに準じて同様に記す。また、波長は、一点の値で記載されている場合でも、記載値±５ｎｍの範囲を含むこととする。
【００１７】
本発明の重合性液晶化合物は、下式（１）で表される化合物である。
【００１８】
【化４】
【００１９】
式（１）中のＲ１は水素原子またはメチル基であり、水素原子であることが好ましい。Ｒ１が水素原子である場合、後述する化合物（１）を含む液晶組成物を光重合させて光学異方性材料を得る際に、重合反応が速やかに進行するので好ましい。また、光学異方性材料としての特性が温度等の外部環境の影響を受けにくく、リタデーションの面内分布が小さい利点もある。
Ｒ２は炭素数１〜８のアルキル基であり、炭素数２〜６のアルキル基であることが好ましい。
【００２０】
化合物（１）において、Ｒ２部分の炭素数が多すぎると、化合物（１）の結晶−ネマチック相転移点が高温になり、化合物（１）を含む液晶組成物の結晶−ネマチック相転移点も高温になる傾向がある。該液晶組成物の結晶−ネマチック相転移点を室温以下にするためには（つまり、該液晶組成物が室温過冷却状態でネマチック相を示すためには）、Ｒ２の炭素数は前記範囲にあることが好ましい。また、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は直鎖構造であることが好ましい。
Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレン基である。
Ｘ１は１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基である。Ｘ１が１，４−フェニレン基である場合、化合物（１）に含まれる３個の環基のうち、２個が１，４−フェニレン基となる。よって、３個の環基が全て１，４−フェニレン基である化合物に比べて青色レーザー光に対して安定であり、１，４−フェニレン基を１個のみ有する化合物に比べて屈折率異方性等の光学異方性が大きくなる。よって、特に大きなリタデーション値を必要とする回折素子用の液晶組成物を調製する際にも所望の光学異方性を得ることが容易になる。また、液晶組成物の調製の自由度も広かる。Ｘ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である場合、化合物（１）の青色レーザー光に対する安定性をさらに改善でき、ネマチック相−等方相転移点を高くできる。
【００２１】
化合物（１）における１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、非置換の基であってもよく、該基中の炭素原子に結合する水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。化合物（１）のネマチック相−等方相転移点を高くできる点からは非置換の基であることが好ましい。
【００２２】
化合物（１）としては、Ｒ１が水素原子である、下記化合物（１Ａ）が好ましい。
【００２３】
【化５】
【００２４】
化合物（１）の具体例としては、下記化合物が挙げられる。これらのうち、下記化合物（１Ａ−ａ２）〜（１Ａ−ａ６）、下記化合物（１Ａ−ｂ２）〜（１Ａ−ｂ６）が好ましい。ただし、以下において、Ｃｙは前記と同じ意味を示す。Ｐｈは１，４−フェニレン基を意味し、該基中の水素原子は、塩素原子、フッ素原子、またはメチル基で置換されていてもよい。ＣｙおよびＰｈは非置換の基であることが好ましい。また、下式中のアルキル基に構造異性の基が存在する場合はその全ての基を含み、直鎖アルキル基が好ましい。
【００２５】
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−ＣＨ３ （１Ａ−ａ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ２Ｈ５ （１Ａ−ａ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ３Ｈ７ （１Ａ−ａ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ４Ｈ９ （１Ａ−ａ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ａ−ａ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ａ−ａ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ａ−ａ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ａ−ａ８）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ３ （１Ａ−ｂ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ２Ｈ５ （１Ａ−ｂ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７ （１Ａ−ｂ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ４Ｈ９ （１Ａ−ｂ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ａ−ｂ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ａ−ｂ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ａ−ｂ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ａ−ｂ８）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−ＣＨ３ （１Ｂ−ａ１）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ２Ｈ５ （１Ｂ−ａ２）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ３Ｈ７ （１Ｂ−ａ３）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ４Ｈ９ （１Ｂ−ａ４）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ｂ−ａ５）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ｂ−ａ６）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ｂ−ａ７）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ｂ−ａ８）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ３ （１Ｂ−ｂ１）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ２Ｈ５ （１Ｂ−ｂ２）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７ （１Ｂ−ｂ３）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ４Ｈ９ （１Ｂ−ｂ４）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ｂ−ｂ５）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ｂ−ｂ６）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ｂ−ｂ７）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ｂ−ｂ８）
本発明の化合物（１）は、たとえば、以下に示す方法によって合成できる。
前記化合物（１Ａ）の合成方法としては、以下の方法が挙げられる。すなわち、下記化合物（ａ）とアクリル酸クロリド（ｂ）とを反応させて、下記化合物（ｃ）を得て、次に該化合物（ｃ）と下記化合物（ｄ）とを反応させて、化合物（１Ａ）を得る方法が挙げられる（ただし、Ｃｙ、Ｘ１、およびＲ２は前記と同じ意味を示す。）。
【００２６】
【化６】
【００２７】
本発明の化合物（１）は３つの環基を有する構造に由来して、青色レーザー光に対する耐久性が良好である。また、−Ｐｈ−ＣＯ−構造を含まないこと、波長４００ｎｍ以下の短波長領域においても光吸収のない環式飽和炭化水素基である−Ｃｙ−を有することにより、青色レーザー光の波長帯域での光の吸収が小さい。さらに、−Ｐｈ−構造（Ｐｈは１、４−フェニレン基を表す。）を持つことにより、比較的大きな屈折率異方性等の光学異方性を発現できる。しかも、屈折率異方性の値が大きい材料は、屈折率および屈折率波長分散が大きいことがしばしば見受けられるが、化合物（１）は青色レーザー光の波長帯域（３００〜４５０ｎｍ）での屈折率上昇が抑えられ、屈折率波長分散も小さい利点がある。
したがって、化合物（１）を用いることにより、青色レーザー光に対しても充分な耐光性が得られ、位相差等の特性に優れる光学異方性材料を提供できる。
【００２８】
つぎに、化合物（１）を含有する液晶組成物について説明する。化合物（１）は、それ自体で充分広い液晶温度範囲を示し、特に液晶相を示す温度範囲が高温側に広い特徴を有する。しかし、低温側においても液晶性を示すように、他の重合性液晶化合物と混合して、所望の特性を有する液晶組成物とすることが好ましい。複数の種類の重合性液晶化合物を併用することにより、液晶組成物の結晶−ネマチック相転移点の降下が生じるので、高温設備を用いることなく該組成物を液晶相または等方相の状態で取り扱うことができる。
【００２９】
本発明の液晶組成物は、化合物（１）の２種以上を含有する組成物であってもよく、化合物（１）と、化合物（１）以外の他の重合性液晶化合物とを含有する組成物であってもよい。他の重合性液晶化合物としてはアクリル酸誘導体であることが好ましく、下記化合物（２）または下記化合物（３）が好ましい。
【００３０】
【化７】
【００３１】
式中のＲ３およびＲ５は、それぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、水素原子であることが好ましい。Ｒ４およびＲ６はそれぞれ独立に炭素数１〜８のアルキル基であり、炭素数２〜６の直鎖アルキル基であることが好ましい。Ｃｙは前記と同じ意味を示し、非置換の基であることが好ましい。
【００３２】
本発明の液晶組成物が化合物（１）の２種以上を含有する場合、メソゲン構造部分は同一で、Ｒ２の炭素数が異なる化合物の２種以上を含有することが好ましい。具体的には、Ｒ２が炭素数２〜４の直鎖アルキル基である化合物から選ばれる少なくとも１種と、Ｒ２が炭素数５〜８の直鎖アルキル基である化合物から選ばれる少なくとも１種とを含有することが好ましく、Ｒ２がｎ−プロピル基である化合物と、Ｒ２がｎ−ペンチル基である化合物とを含有することが特に好ましい。
【００３３】
液晶組成物に含有される化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）の合計の割合は液晶組成物全体に対して２５〜１００質量％であり、４０〜１００質量％が好ましく、６０〜１００質量％が特に好ましい。前記割合が高くなると、屈折率の波長分散が小さく、また安定なリタデーション値が得られる。
【００３４】
本発明の液晶組成物が化合物（１）以外に化合物（２）および／または化合物（３）を含有する場合、化合物（１）の含有量は全重合性液晶化合物に対して４０〜１００モル％であることが好ましく、７０〜１００モル％であることが好ましい。化合物（２）と化合物（３）の合計含有量は、全重合性液晶化合物に対して６０モル％以下であることが好ましく、３０モル％以下であることが特に好ましい。また、化合物（２）単独では、青色レーザーに対する耐久性が充分でない場合があるので、化合物（２）を使用する場合は、全重合性液晶化合物中に含まれる化合物（２）の割合は５０モル％以下にすることが好ましい。
【００３５】
本発明の液晶組成物中には、化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の他の化合物を含んでいてもよい。他の化合物としては、用途、要求性能等により選択することが好ましい。たとえば、低温で液晶性を示す成分、低温用の低粘性成分、絶対屈折率や屈折率異方性を調整する成分、誘電率異方性を向上させる成分、コレステリック性を付与する成分、重合性または非重合性の光安定化剤、その他各種添加剤を適宜混合させることができる。
【００３６】
光安定化剤のうち、重合性光安定化剤としては、下記化合物（Ａ）（旭電化社製、商品番号：ＬＡ８７）、下記化合物（Ｂ）（旭電化社製、商品番号：ＬＡ８２）等が挙げられる。非重合性光安定化剤としては、下記化合物（Ｃ）（旭電化社製、商品番号：ＬＡ７７）のほか、旭電化社製のＬＡ６２、ＬＡ６７等が挙げられる。
【００３７】
【化８】
【００３８】
これらの光安定剤は、いずれも光学異方性材料の特性を低下させない程度の添加量で、青色レーザー光に対する耐久性を改善できる。光安定剤の添加量としては、液晶組成物全体に対し、０．２〜２質量％が好ましい。
【００３９】
他の化合物は、化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の重合性液晶化合物、重合性非液晶化合物、非重合性液晶化合物、非重合性非液晶化合物のいずれであってもよく、単独又は複数を組み合わせてもよい。他の化合物が化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の青色レーザー光に対する耐久性の高い重合性液晶化合物である場合、その液晶組成物中の割合は、全重合性液晶化合物に対して６０モル％以下であることが好ましく、２５モル％以下であることが好ましい。また、重合性非液晶化合物、非重合性液晶化合物、非重合性非液晶化合物の合計の割合は、液晶組成物に対して１０質量％以下、特に５質量％以下が好ましい。
【００４０】
化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の重合性液晶化合物としては、−Ｐｈ−ＣＯ−構造を含まない化合物が、青色レーザー光に対する耐久性が高いことより好ましく、具体的には以下の化合物が例示できる。ただし、式中のＲ７は炭素数１〜８のアルキル基を示す。該アルキル基に構造異性の基が存在する場合、該基は全ての構造異性の基を含み、直鎖構造の基が好ましい。ＣｙおよびＰｈは前記と同じ意味を示し、ぞれぞれ非置換の基であることが好ましい。
【００４１】
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ａ）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｂ）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）２−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）５−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）６−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）７−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）８−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ８）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）２−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）５−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）６−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）７−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）８−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ８）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ８）
【００４２】
これらの２環性の化合物は他の液晶材料との相溶性が良好である。さらに、化合物（５ｃ１）〜（５ｃ８）は屈折率異方性の値と、液晶相を示す温度範囲とのバランスが取れている。化合物（５ｄ１）〜（５ｄ８）は屈折率異方性の値が比較的大きい利点があり、化合物（５ｅ１）〜（５ｅ８）は液晶相を示す温度範囲が広い利点がある。
つぎに、本発明の光学異方性材料について説明する。
【００４３】
本発明の光学異方性材料は、前記液晶組成物を重合させることにより得られる。重合方法としては、光重合方法、熱重合方法等が挙げられ、光重合方法が好ましい。光重合方法に用いる光としては、紫外線または可視光線が好ましい。光重合する場合には、光重合開始剤を用いると効率よく重合できる。光重合開始剤としては、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、チオキサントン類などが好ましく使用できる。光重合開始剤は、１種類または２種類以上を使用できる。光重合開始剤の使用量は、液晶組成物全体に対して０．１〜１０質量％が好ましく、０．３〜２質量％が特に好ましい。
【００４４】
光重合方法等の重合方法においては、前記液晶組成物を配向させた状態で重合させることが好ましい。本明細書において「配向させた状態で重合させる」とは、前記液晶組成物を支持体間に挟持し、液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ、液晶が配向した状態で重合させることを意味する。
【００４５】
重合性液晶組成物の支持体としては、ガラス製またはプラスチック製の基板に配向処理を施した支持体が好ましい。配向処理は、綿、羊毛等の天然繊維、ナイロン、ポリエステル等の合成繊維等で基板表面を直接ラビングしてもよく、基板表面にポリイミド配向膜を積層した後、該配向膜表面を上記繊維等でラビングしてもよい。
【００４６】
つぎに、支持体の配向処理が施された面にガラスビーズ等のスペーサを配置し、複数枚の支持体を所望の間隔に制御して対向させ、セルを作製する。つぎに、セルを構成する支持体間に前記液晶組成物を充填し、重合反応を行う。
【００４７】
液晶組成物が液晶相を示す状態に保つためには、雰囲気温度を結晶−ネマチック相転移点以上でかつネマチック相−等方相転移温度（Ｔｃ）以下にすればよいが、Ｔｃに近い温度では、液晶組成物の屈折率異方性がきわめて小さいので、雰囲気温度の上限は（Ｔｃ−１０）℃以下とすることが好ましい。
【００４８】
前記方法によって作製された光学異方性材料は、支持体に挟んだまま用いてもよく、支持体から剥離して、他の基板に担持させて用いてもよい。
【００４９】
本発明の光学異方性材料は、青色レーザー光に対して高度な耐久性を有するので、青色レーザー光用の回折素子（偏光ホログラム等）または位相板等の光学素子に好適に用いられる。偏光ホログラムとしては、レーザー光源からの出射光が光ディスクの情報記録面によって反射されて発生する信号光を分離し、受光素子へ導光する例が挙げられる。位相板としては、１／２波長板として使用し、レーザー光源からの出射光の位相差制御を行う例、１／４波長板として光路中に設置し、レーザー光源の出力を安定化する例が挙げられる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明する。また、屈折率異方性をΔｎと略記する。なお、以下の例において光重合開始剤はチバスペシャリティケミカルズ社製のイルガキュアー９０７を用いた。例１〜例７は実施例であり、例８は比較例である。
【００５１】
［例１］化合物（１Ａ−ａ３）の合成例
【００５２】
【化９】
【００５３】
化合物（ｄ−１）（４．４ｇ、０．０１７モル）、ジクロロメタン（７０ｍＬ）、およびトリエチルアミン（２．５ｇ、０．０２５モル）の混合物に、反応液の温度が２０℃を超えないように氷水で冷却しながら、化合物（ｃ）（２．７ｇ、０．０１７モル）を添加した。２４時間撹拌した後、濃塩酸（２ｍＬ）、氷（２０ｇ）、および水（３０ｍＬ）の混合物を反応液に添加した。有機層を分離し、飽和塩化ナトリウム水溶液（４０ｍＬ）を加えて分液した。再度有機層を分離して水洗し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥した後、減圧濾過を行った。
【００５４】
濾液をカラムクロマトグラフィー（展開液：ジクロロメタン／トルエン）により精製した。目的物を含む分画を濃縮し、粉末結晶を得た。この粉末結晶にジクロロメタンとエタノールとの混合溶媒（９０ｍＬ）を加えて再結晶を行い、化合物（１Ａ−ａ３）（３．４ｇ）を得た。収率は５２％であった。
【００５５】
化合物（１Ａ−ａ３）の結晶からネマチック相への転移温度は１１３℃、ネマチック相から等方相への転移温度は１９８℃（外挿値）であり、５０℃における波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．１８（外挿値）であった。
【００５６】
化合物（１Ａ−ａ３）の赤外吸収スペクトルを図１に示す。また、化合物（１Ａ−ａ３）の１ＨＮＭＲスペクトルの測定結果を以下に示す。
１ＨＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）０．９（ｔｒｉｐｌｅｔ、３Ｈ）、１．４〜１．８（ｍ、６Ｈ）、２．０〜２．７（Ｃｏｍｐｌｅｘ、ｍ、８Ｈ）、５．９〜６．７（ｍ、３Ｈ）、７．０〜７．２（ｓ、８Ｈ）。
【００５７】
［例２］化合物（１Ａ−ａ５）の合成例
【００５８】
【化１０】
化合物（ｄ−１）を下記化合物（ｄ−２）に変更する以外は、例１−１と同様に反応を行い、化合物（１Ａ−ａ５）（５．０４ｇ）を得た。収率は７０．５％であった。
【００５９】
【化１１】
【００６０】
化合物（１Ａ−ａ５）の結晶からネマチック相への転移温度は７２．３℃、ネマチック液相から等方相への転移温度は２１０．９℃（外挿値）であった。化合物（１Ａ−ａ５）の赤外吸収スペクトルを図２に示す。化合物（１Ａ−ａ５）の１ＨＮＭＲスペクトルの測定結果を以下に示す。
１ＨＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）０．９（ｔｒｉｐｌｅｔ、３Ｈ）、１．４〜１．８（ｍ、１０Ｈ）、２．０〜２．７（Ｃｏｍｐｌｅｘ、ｍ、８Ｈ）、６．０〜６．７（ｍ、３Ｈ）、７．０〜７．２（ｓ、８Ｈ）。
【００６１】
［例３］
［例３−１］液晶組成物の調製例（その１）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）と、下記化合物（２−５）とを１：１（モル比）で混合し、液晶組成物Ａを調製した。
ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１・・・（２−５）
液晶組成物Ａは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は１５４℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ａに光重合開始剤を、液晶組成物Ａに対し、それぞれ０．５質量％、１．０質量％添加し、液晶組成物Ａ１、液晶組成物Ａ２を得た。
【００６２】
［例３−２］光学素子の作製例（その１）
５ｃｍ×５ｃｍ×０．５ｍｍのガラス板を２枚用意し、配向剤であるポリイミド溶液をスピンコータで塗布して乾燥した後、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。配向処理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。
【００６３】
つぎに、前記セル内に、例３−１で得た液晶組成物Ａ１を１００℃で注入した。８０℃において、強度８０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を積算光量が５３００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ａ１を得た。光学異方性材料はラビング方向に沿って水平配向していた。光学素子Ａ１は可視領域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０５５であった。
【００６４】
［例３−３］光学素子の評価例（その１）
例３−１で得た光学素子Ａ１について、温度２５℃で、積算曝露エネルギーが２０００ｍＷ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２となるようにＫｒレーザー（波長４０７ｎｍ、４１３ｎｍのマルチモード）を照射し、青色レーザー光曝露加速試験を行った。試験後の曝露面の屈折率異方性の大きさを測定すると、試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ａ１は青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００６５】
［例３−４］光ヘッド用偏光ホログラムの作製例（その１）
ピッチ９μｍ、深さ３μｍの矩形格子をもつガラス板上に、配向剤としてポリイミドをスピンコータで塗布し、熱処理した後、ナイロンクロスで格子と平行方向にラビング処理を行い、支持体を作製した。配向処理を同様に行ったガラス平板を、配向処理面が向かいあうように接着剤を用いて貼り合わせてセルを作製した。その際、配向方向が平行になるようにした。
【００６６】
このセル内に、例３−１で得た液晶組成物Ａ２を１００℃で注入した。つぎに、９０℃で４０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を３分間照射して光重合を行った。このセルの片面に１／４波長板を積層し、偏光ホログラムビームスプリッタを作製した。この素子を光ヘッドに用いたところ、波長６５０ｎｍのレーザー光に対して２７％の光利用効率を得た。
【００６７】
［例４］
［例４−１］液晶組成物の調製例（その２）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）と例２で得た化合物（１Ａ−ａ５）とを１：１（モル比）で混合して液晶組成物Ｂを得た。液晶組成物Ｂは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は２００℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ｂに、光重合開始剤を液晶組成物Ｂに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｂ１を得た。
【００６８】
［例４−２］光学素子の作製例（その２）
支持体の間隔を３．２μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、液晶組成物Ｂ１を１００℃で注入した。つぎに、温度７０℃において、６０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が５０００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｂ１を得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｂ１は可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０７であった。
【００６９】
［例４−３］光学素子の評価例（その２）
例４−２で得た光学素子Ｂ１について、積算曝露エネルギーを２６Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎ低下は１％未満であり、光学素子Ｂ１は青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００７０】
［例４−４］偏光回折素子の作製例（その２）
ガラス板として青色光用の反射防止膜が積層されたガラス板を用い、支持体の間隔を１μｍとする以外は、例３−２と同様にセルを作製した。セルに液晶組成物Ｂ１を注入し、光重合反応を行って光学異方性材料の層を形成した。つぎに支持体の一方を剥がし、フォトリソグラフィーおよびドライエッチングによって前記光学異方性材料にピッチ２０μｍ、深さ１μｍの矩形構造を形成した。この矩形の凹部分に、波長４０５ｎｍのレーザー光に対する屈折率が１．５７である透明樹脂（光学異方性材料の常光屈折率と同等の屈折率を有する透明樹脂）を充填した。つぎに、この光学異方性材料層の上部に青色光用の反射防止膜が積層されたガラス平板を重ね、周縁部を接着剤を用いて貼りあわせて光学素子Ｂ２を作製した。光学素子Ｂ２に波長４０５ｎｍのレーザー光を、基板に対して垂直に入射させたところ、常光に対しては０次光が９７％以上透過（１次光は約０．５％透過）し、異常光に対しては０次光／１次光の比が１１となる偏向回折素子が得られた。
【００７１】
［例５］
［例５−１］液晶組成物の調製例（その３）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）、例２で得た化合物（１Ａ−ａ５）、下記化合物（３−Ａ−３）、および下記化合物（３−Ａ−５）を１：１：１：１の割合（モル比）で混合して液晶組成物Ｃを得た。液晶組成物Ｃは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は１４０℃であった。
【００７２】
【化１２】
【００７３】
つぎに、液晶組成物Ｃに、光重合開始剤を液晶組成物Ｃに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｃ１を得た。
【００７４】
［例５−２］光学素子の作製例（その３）
支持体の間隔を４．７μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、例５−１で得た液晶組成物Ｃ１を７０℃で注入した。つぎに、６０℃において、５０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が４５００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｃを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｃは可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０３であった。
【００７５】
［例５−３］光学素子の評価例（その３）
例５−２で得た光学素子Ｃについて、積算曝露エネルギーを４０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ｃは青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００７６】
［例６］
［例６−１］液晶組成物の調製例（その４）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）、例２で得た化合物（１Ａ−ａ５）、前記化合物（３−Ａ−３）、および前記化合物（３−Ａ−５）を４：４：１：１の割合（モル比）で混合して液晶組成物Ｄを得た。液晶組成物Ｄは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は１４８℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ｄに、光重合開始剤を液晶組成物Ｄに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｄ１を得た。
【００７７】
［例６−２］光学素子の作製例（その４）
支持体の間隔を４．７μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、例６−１で得た液晶組成物Ｄ１を７０℃で注入した。つぎに、７０℃において、６０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が４５００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｄを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｄは、可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０５１であった。
【００７８】
［例６−３］光学素子の評価例（その４）
例６−２で得た光学素子Ｄについて、積算曝露エネルギーを５０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ｄは青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００７９】
［例７］
［例７−１］液晶組成物の調製例（その５）
例４−１で得た液晶組成物Ｂに対して、重合性光安定剤（旭電化製社製、商品番号：ＬＡ−８２）を０．５質量％添加して液晶組成物Ｅを調製した。液晶組成物Ｅは、室温過冷却状態でネマチック相を示し、またネマチック相から等方相への相転移温度は２００℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ｅに対して、光重合開始剤を０．５質量％添加し、液晶組成物Ｅ１を得た。
【００８０】
［例７−２］光学素子の作製例（その５）
支持体の間隔を４．７μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、例７−１で得た液晶組成物Ｅ１を７０℃で注入した。つぎに、７０℃において、６０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が４５００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｅを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｅは可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０６であった。
【００８１】
［例７−３］光学素子の評価例（その５）
例７−２で得た光学素子Ｅについて、積算曝露エネルギーを４０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は、例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ｅは青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００８２】
［例８］
［例８−１］液晶組成物の調製例（その６）
下記化合物（４ａ）、下記化合物（４ｂ）、下記化合物（４ｃ）、下記化合物（４ｄ）を１：１：１：１（質量比）で混合し、液晶組成物Ｆを調製した。つぎに、液晶組成物Ｆに光重合開始剤を液晶組成物Ｆに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｆ１を得た。
【００８３】
【化１３】
【００８４】
［例８−２］光学素子の作製・評価例（その６）
例８−１で得た液晶組成物Ｆ１を用いる以外は例３−２と同様の方法によって光学素子Ｆを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｆは可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０４６であった。
【００８５】
つぎに、光学素子Ｆに対して積算曝露エネルギーを１５Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様の方法で青色レーザー光曝露加速試験を行った。加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下率は３０％であった。また、試験後の波長４０５ｎｍのレーザー光の透過率は試験前の６０％に低下していた。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の化合物（１）を用いてなる光学異方性材料は、青色レーザー光に対する耐久性が高いことから、該波長帯のレーザー光に用いる回折素子または位相板として有用に用いうる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光に使用する回折素子または位相板などの光学素子に好適に用いられる重合性液晶化合物、該化合物を含む液晶組成物、該液晶組成物を用いた光学異方性材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化を図るため、情報の書き込み、読み取りに使用されるレーザー光の短波長化が進んでいる。現在、ＣＤでは波長６６０ｎｍ、ＤＶＤでは波長７８０ｎｍのレーザー光が使用されているが、次世代光記録メディアでは、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光の使用が検討されている。これに伴い、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光（以下、青色レーザー光とも記す。）に使用する回折素子、位相板等の光学素子が必要となり、該波長帯のレーザー光に対応できる光学異方性材料が求められている。
【０００３】
一方、重合性官能基を有する液晶（以下、重合性液晶化合物と記す。）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有する。したがって、重合性液晶化合物を配向させた後に重合反応を行うと、液晶の配向が固定された光学異方性材料が得られる。重合性液晶のなかでも、特に光重合性官能基を有する光重合性液晶は、光を照射して重合させることによって、簡便に光学異方性材料を作製できる優れた化合物である。
【０００４】
前記光学異方性材料は、メソゲン骨格に由来する屈折率異方性等の光学異方性を有し、該性質を利用して回折素子、位相板等の光学素子に応用されている。このような光学異方性材料としては、たとえば、下式（４）で表される化合物（ただし、式中のＱは、１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｚはアルキル基である。）を含む液晶組成物を重合させてなる高分子液晶が報告されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
【化１】
【０００６】
また、一般に偏光ホログラム等の回折素子や位相板用の光学異方性材料に求められる特性としては、以下の特性が挙げられる。
（１）使用する光の吸収が少ないこと。
（２）面内光学特性（リタデーション値等）が均一なこと。
（３）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。
（４）屈折率の波長分散が小さいこと。
（５）耐久性が良好なこと。
【特許文献１】特開平１０−１９５１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特開平１０−１９５１３８号公報に記載された高分子液晶等の、従来から知られた材料は、青色レーザー光に対する耐久性が不充分である問題があった。
通常、素子の小型化、高効率化を達成するためには、高い屈折率異方性を有する材料が必要とされる。そして、高い屈折率異方性を有する材料は、高い屈折率を有する傾向がある。また、高屈折率材料は、一般に以下に示す性質を有する。
（Ａ）屈折率の波長分散が大きい。
このことにより、光源の発振波長が初期設定からずれた場合、光の透過時には透過率の低下が生じ、光の回折時には高次回折光の発生による回折効率低下が生じる問題があった。
（Ｂ）光源の短波長化に伴い屈折率が大きくなる。
このことによって、前記要求特性（３）を満たすことが困難になる問題があった。
また、屈折率波長分散が大きい材料は、短波長の光に対する光の吸収が大きくなる（すなわち、材料のモル吸光係数が大きくなる。）傾向がある。
よって、従来から知られた高屈折率材料は、青色レーザー光のような短波長の光を吸収しやすく、耐光性が低い問題があった。
結果として、従来の材料では、青色レーザー光用の光学異方性材料に対する要求特性を満たすことができず、特に耐久性が不充分である問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記の問題を解決するためになされたものであり、光学異方性材料に要求される特性を満たし、特に波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光に対する耐久性が高い新規な重合性液晶化合物、該化合物を含む液晶組成物、該液晶組成物を用いた光学異方性材料を提供する。すなわち、本発明は以下の発明を提供する。
【０００９】
＜１＞下式（１）で表されるアクリル酸誘導体であることを特徴とする重合性液晶化合物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ１：水素原子またはメチル基。
Ｒ２：炭素数１〜８のアルキル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。
Ｘ１：１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基。
ただし、上記の１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、基中の水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
【００１０】
【化２】
【００１１】
＜２＞Ｒ１が水素原子である＜１＞に記載の重合性液晶化合物。
＜３＞＜１＞または＜２＞に記載の重合性液晶化合物の２種以上を含有することを特徴とする液晶組成物。
＜４＞＜１＞または＜２＞に記載の重合性液晶化合物と、下式（２）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ３：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ４：炭素数１〜８のアルキル基。
【００１２】
【化３】
【００１３】
＜５＞＜１＞または＜２＞に記載の重合性液晶化合物と、下式（３）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
ＣＨ２＝ＣＲ５−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ６ （３）
Ｒ５：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ６：炭素数１〜８のアルキル基。
＜６＞重合性液晶化合物の合計の含有量が、液晶組成物全体に対して２５〜１００質量％である＜３＞〜＜５＞のいずれかに記載の液晶組成物。
＜７＞＜３＞〜＜６＞のいずれかに記載の液晶組成物を配向させた状態で、紫外光または可視光を照射することにより重合させてなることを特徴とする光学異方性材料。
＜８＞＜７＞に記載の光学異方性材料からなる光学素子。
＜９＞光学素子が回折素子である＜８＞に記載の光学素子。
＜１０＞光学素子が位相板である＜８＞に記載の光学素子。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、波長３００〜４５０ｎｍのレーザー光に対して高度な耐久性を有する光学異方性材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例における化合物（１Ａ−ａ３）の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【図２】実施例における化合物（１Ａ−ａ５）の赤外吸収スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本明細書においては、式（１）で表される重合性液晶化合物を化合物（１）とも記す。他の化合物についてもこれに準じて同様に記す。また、波長は、一点の値で記載されている場合でも、記載値±５ｎｍの範囲を含むこととする。
【００１７】
本発明の重合性液晶化合物は、下式（１）で表される化合物である。
【００１８】
【化４】
【００１９】
式（１）中のＲ１は水素原子またはメチル基であり、水素原子であることが好ましい。Ｒ１が水素原子である場合、後述する化合物（１）を含む液晶組成物を光重合させて光学異方性材料を得る際に、重合反応が速やかに進行するので好ましい。また、光学異方性材料としての特性が温度等の外部環境の影響を受けにくく、リタデーションの面内分布が小さい利点もある。
Ｒ２は炭素数１〜８のアルキル基であり、炭素数２〜６のアルキル基であることが好ましい。
【００２０】
化合物（１）において、Ｒ２部分の炭素数が多すぎると、化合物（１）の結晶−ネマチック相転移点が高温になり、化合物（１）を含む液晶組成物の結晶−ネマチック相転移点も高温になる傾向がある。該液晶組成物の結晶−ネマチック相転移点を室温以下にするためには（つまり、該液晶組成物が室温過冷却状態でネマチック相を示すためには）、Ｒ２の炭素数は前記範囲にあることが好ましい。また、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は直鎖構造であることが好ましい。
Ｃｙはトランス−１，４−シクロヘキシレン基である。
Ｘ１は１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基である。Ｘ１が１，４−フェニレン基である場合、化合物（１）に含まれる３個の環基のうち、２個が１，４−フェニレン基となる。よって、３個の環基が全て１，４−フェニレン基である化合物に比べて青色レーザー光に対して安定であり、１，４−フェニレン基を１個のみ有する化合物に比べて屈折率異方性等の光学異方性が大きくなる。よって、特に大きなリタデーション値を必要とする回折素子用の液晶組成物を調製する際にも所望の光学異方性を得ることが容易になる。また、液晶組成物の調製の自由度も広かる。Ｘ１がトランス−１，４−シクロヘキシレン基である場合、化合物（１）の青色レーザー光に対する安定性をさらに改善でき、ネマチック相−等方相転移点を高くできる。
【００２１】
化合物（１）における１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、非置換の基であってもよく、該基中の炭素原子に結合する水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。化合物（１）のネマチック相−等方相転移点を高くできる点からは非置換の基であることが好ましい。
【００２２】
化合物（１）としては、Ｒ１が水素原子である、下記化合物（１Ａ）が好ましい。
【００２３】
【化５】
【００２４】
化合物（１）の具体例としては、下記化合物が挙げられる。これらのうち、下記化合物（１Ａ−ａ２）〜（１Ａ−ａ６）、下記化合物（１Ａ−ｂ２）〜（１Ａ−ｂ６）が好ましい。ただし、以下において、Ｃｙは前記と同じ意味を示す。Ｐｈは１，４−フェニレン基を意味し、該基中の水素原子は、塩素原子、フッ素原子、またはメチル基で置換されていてもよい。ＣｙおよびＰｈは非置換の基であることが好ましい。また、下式中のアルキル基に構造異性の基が存在する場合はその全ての基を含み、直鎖アルキル基が好ましい。
【００２５】
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−ＣＨ３ （１Ａ−ａ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ２Ｈ５ （１Ａ−ａ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ３Ｈ７ （１Ａ−ａ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ４Ｈ９ （１Ａ−ａ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ａ−ａ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ａ−ａ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ａ−ａ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ａ−ａ８）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ３ （１Ａ−ｂ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ２Ｈ５ （１Ａ−ｂ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７ （１Ａ−ｂ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ４Ｈ９ （１Ａ−ｂ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ａ−ｂ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ａ−ｂ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ａ−ｂ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ａ−ｂ８）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−ＣＨ３ （１Ｂ−ａ１）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ２Ｈ５ （１Ｂ−ａ２）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ３Ｈ７ （１Ｂ−ａ３）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ４Ｈ９ （１Ｂ−ａ４）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ｂ−ａ５）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ｂ−ａ６）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ｂ−ａ７）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ｂ−ａ８）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ３ （１Ｂ−ｂ１）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ２Ｈ５ （１Ｂ−ｂ２）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ３Ｈ７ （１Ｂ−ｂ３）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ４Ｈ９ （１Ｂ−ｂ４）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１ （１Ｂ−ｂ５）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ６Ｈ１３ （１Ｂ−ｂ６）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ７Ｈ１５ （１Ｂ−ｂ７）
ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ８Ｈ１７ （１Ｂ−ｂ８）
本発明の化合物（１）は、たとえば、以下に示す方法によって合成できる。
前記化合物（１Ａ）の合成方法としては、以下の方法が挙げられる。すなわち、下記化合物（ａ）とアクリル酸クロリド（ｂ）とを反応させて、下記化合物（ｃ）を得て、次に該化合物（ｃ）と下記化合物（ｄ）とを反応させて、化合物（１Ａ）を得る方法が挙げられる（ただし、Ｃｙ、Ｘ１、およびＲ２は前記と同じ意味を示す。）。
【００２６】
【化６】
【００２７】
本発明の化合物（１）は３つの環基を有する構造に由来して、青色レーザー光に対する耐久性が良好である。また、−Ｐｈ−ＣＯ−構造を含まないこと、波長４００ｎｍ以下の短波長領域においても光吸収のない環式飽和炭化水素基である−Ｃｙ−を有することにより、青色レーザー光の波長帯域での光の吸収が小さい。さらに、−Ｐｈ−構造（Ｐｈは１、４−フェニレン基を表す。）を持つことにより、比較的大きな屈折率異方性等の光学異方性を発現できる。しかも、屈折率異方性の値が大きい材料は、屈折率および屈折率波長分散が大きいことがしばしば見受けられるが、化合物（１）は青色レーザー光の波長帯域（３００〜４５０ｎｍ）での屈折率上昇が抑えられ、屈折率波長分散も小さい利点がある。
したがって、化合物（１）を用いることにより、青色レーザー光に対しても充分な耐光性が得られ、位相差等の特性に優れる光学異方性材料を提供できる。
【００２８】
つぎに、化合物（１）を含有する液晶組成物について説明する。化合物（１）は、それ自体で充分広い液晶温度範囲を示し、特に液晶相を示す温度範囲が高温側に広い特徴を有する。しかし、低温側においても液晶性を示すように、他の重合性液晶化合物と混合して、所望の特性を有する液晶組成物とすることが好ましい。複数の種類の重合性液晶化合物を併用することにより、液晶組成物の結晶−ネマチック相転移点の降下が生じるので、高温設備を用いることなく該組成物を液晶相または等方相の状態で取り扱うことができる。
【００２９】
本発明の液晶組成物は、化合物（１）の２種以上を含有する組成物であってもよく、化合物（１）と、化合物（１）以外の他の重合性液晶化合物とを含有する組成物であってもよい。他の重合性液晶化合物としてはアクリル酸誘導体であることが好ましく、下記化合物（２）または下記化合物（３）が好ましい。
【００３０】
【化７】
【００３１】
式中のＲ３およびＲ５は、それぞれ独立に水素原子またはメチル基であり、水素原子であることが好ましい。Ｒ４およびＲ６はそれぞれ独立に炭素数１〜８のアルキル基であり、炭素数２〜６の直鎖アルキル基であることが好ましい。Ｃｙは前記と同じ意味を示し、非置換の基であることが好ましい。
【００３２】
本発明の液晶組成物が化合物（１）の２種以上を含有する場合、メソゲン構造部分は同一で、Ｒ２の炭素数が異なる化合物の２種以上を含有することが好ましい。具体的には、Ｒ２が炭素数２〜４の直鎖アルキル基である化合物から選ばれる少なくとも１種と、Ｒ２が炭素数５〜８の直鎖アルキル基である化合物から選ばれる少なくとも１種とを含有することが好ましく、Ｒ２がｎ−プロピル基である化合物と、Ｒ２がｎ−ペンチル基である化合物とを含有することが特に好ましい。
【００３３】
液晶組成物に含有される化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）の合計の割合は液晶組成物全体に対して２５〜１００質量％であり、４０〜１００質量％が好ましく、６０〜１００質量％が特に好ましい。前記割合が高くなると、屈折率の波長分散が小さく、また安定なリタデーション値が得られる。
【００３４】
本発明の液晶組成物が化合物（１）以外に化合物（２）および／または化合物（３）を含有する場合、化合物（１）の含有量は全重合性液晶化合物に対して４０〜１００モル％であることが好ましく、７０〜１００モル％であることが好ましい。化合物（２）と化合物（３）の合計含有量は、全重合性液晶化合物に対して６０モル％以下であることが好ましく、３０モル％以下であることが特に好ましい。また、化合物（２）単独では、青色レーザーに対する耐久性が充分でない場合があるので、化合物（２）を使用する場合は、全重合性液晶化合物中に含まれる化合物（２）の割合は５０モル％以下にすることが好ましい。
【００３５】
本発明の液晶組成物中には、化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の他の化合物を含んでいてもよい。他の化合物としては、用途、要求性能等により選択することが好ましい。たとえば、低温で液晶性を示す成分、低温用の低粘性成分、絶対屈折率や屈折率異方性を調整する成分、誘電率異方性を向上させる成分、コレステリック性を付与する成分、重合性または非重合性の光安定化剤、その他各種添加剤を適宜混合させることができる。
【００３６】
光安定化剤のうち、重合性光安定化剤としては、下記化合物（Ａ）（旭電化社製、商品番号：ＬＡ８７）、下記化合物（Ｂ）（旭電化社製、商品番号：ＬＡ８２）等が挙げられる。非重合性光安定化剤としては、下記化合物（Ｃ）（旭電化社製、商品番号：ＬＡ７７）のほか、旭電化社製のＬＡ６２、ＬＡ６７等が挙げられる。
【００３７】
【化８】
【００３８】
これらの光安定剤は、いずれも光学異方性材料の特性を低下させない程度の添加量で、青色レーザー光に対する耐久性を改善できる。光安定剤の添加量としては、液晶組成物全体に対し、０．２〜２質量％が好ましい。
【００３９】
他の化合物は、化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の重合性液晶化合物、重合性非液晶化合物、非重合性液晶化合物、非重合性非液晶化合物のいずれであってもよく、単独又は複数を組み合わせてもよい。他の化合物が化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の青色レーザー光に対する耐久性の高い重合性液晶化合物である場合、その液晶組成物中の割合は、全重合性液晶化合物に対して６０モル％以下であることが好ましく、２５モル％以下であることが好ましい。また、重合性非液晶化合物、非重合性液晶化合物、非重合性非液晶化合物の合計の割合は、液晶組成物に対して１０質量％以下、特に５質量％以下が好ましい。
【００４０】
化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）以外の重合性液晶化合物としては、−Ｐｈ−ＣＯ−構造を含まない化合物が、青色レーザー光に対する耐久性が高いことより好ましく、具体的には以下の化合物が例示できる。ただし、式中のＲ７は炭素数１〜８のアルキル基を示す。該アルキル基に構造異性の基が存在する場合、該基は全ての構造異性の基を含み、直鎖構造の基が好ましい。ＣｙおよびＰｈは前記と同じ意味を示し、ぞれぞれ非置換の基であることが好ましい。
【００４１】
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ａ）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｂ）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）２−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）５−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）６−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）７−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）８−Ｏ−Ｐｈ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｃ８）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）２−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）５−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）６−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）７−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）８−Ｏ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｒ７ （５ｄ８）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ１）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ２）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ３）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ４）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ５）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ６）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ７）
ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ７ （５ｅ８）
【００４２】
これらの２環性の化合物は他の液晶材料との相溶性が良好である。さらに、化合物（５ｃ１）〜（５ｃ８）は屈折率異方性の値と、液晶相を示す温度範囲とのバランスが取れている。化合物（５ｄ１）〜（５ｄ８）は屈折率異方性の値が比較的大きい利点があり、化合物（５ｅ１）〜（５ｅ８）は液晶相を示す温度範囲が広い利点がある。
つぎに、本発明の光学異方性材料について説明する。
【００４３】
本発明の光学異方性材料は、前記液晶組成物を重合させることにより得られる。重合方法としては、光重合方法、熱重合方法等が挙げられ、光重合方法が好ましい。光重合方法に用いる光としては、紫外線または可視光線が好ましい。光重合する場合には、光重合開始剤を用いると効率よく重合できる。光重合開始剤としては、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、チオキサントン類などが好ましく使用できる。光重合開始剤は、１種類または２種類以上を使用できる。光重合開始剤の使用量は、液晶組成物全体に対して０．１〜１０質量％が好ましく、０．３〜２質量％が特に好ましい。
【００４４】
光重合方法等の重合方法においては、前記液晶組成物を配向させた状態で重合させることが好ましい。本明細書において「配向させた状態で重合させる」とは、前記液晶組成物を支持体間に挟持し、液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ、液晶が配向した状態で重合させることを意味する。
【００４５】
重合性液晶組成物の支持体としては、ガラス製またはプラスチック製の基板に配向処理を施した支持体が好ましい。配向処理は、綿、羊毛等の天然繊維、ナイロン、ポリエステル等の合成繊維等で基板表面を直接ラビングしてもよく、基板表面にポリイミド配向膜を積層した後、該配向膜表面を上記繊維等でラビングしてもよい。
【００４６】
つぎに、支持体の配向処理が施された面にガラスビーズ等のスペーサを配置し、複数枚の支持体を所望の間隔に制御して対向させ、セルを作製する。つぎに、セルを構成する支持体間に前記液晶組成物を充填し、重合反応を行う。
【００４７】
液晶組成物が液晶相を示す状態に保つためには、雰囲気温度を結晶−ネマチック相転移点以上でかつネマチック相−等方相転移温度（Ｔｃ）以下にすればよいが、Ｔｃに近い温度では、液晶組成物の屈折率異方性がきわめて小さいので、雰囲気温度の上限は（Ｔｃ−１０）℃以下とすることが好ましい。
【００４８】
前記方法によって作製された光学異方性材料は、支持体に挟んだまま用いてもよく、支持体から剥離して、他の基板に担持させて用いてもよい。
【００４９】
本発明の光学異方性材料は、青色レーザー光に対して高度な耐久性を有するので、青色レーザー光用の回折素子（偏光ホログラム等）または位相板等の光学素子に好適に用いられる。偏光ホログラムとしては、レーザー光源からの出射光が光ディスクの情報記録面によって反射されて発生する信号光を分離し、受光素子へ導光する例が挙げられる。位相板としては、１／２波長板として使用し、レーザー光源からの出射光の位相差制御を行う例、１／４波長板として光路中に設置し、レーザー光源の出力を安定化する例が挙げられる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明する。また、屈折率異方性をΔｎと略記する。なお、以下の例において光重合開始剤はチバスペシャリティケミカルズ社製のイルガキュアー９０７を用いた。例１〜例７は実施例であり、例８は比較例である。
【００５１】
［例１］化合物（１Ａ−ａ３）の合成例
【００５２】
【化９】
【００５３】
化合物（ｄ−１）（４．４ｇ、０．０１７モル）、ジクロロメタン（７０ｍＬ）、およびトリエチルアミン（２．５ｇ、０．０２５モル）の混合物に、反応液の温度が２０℃を超えないように氷水で冷却しながら、化合物（ｃ）（２．７ｇ、０．０１７モル）を添加した。２４時間撹拌した後、濃塩酸（２ｍＬ）、氷（２０ｇ）、および水（３０ｍＬ）の混合物を反応液に添加した。有機層を分離し、飽和塩化ナトリウム水溶液（４０ｍＬ）を加えて分液した。再度有機層を分離して水洗し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥した後、減圧濾過を行った。
【００５４】
濾液をカラムクロマトグラフィー（展開液：ジクロロメタン／トルエン）により精製した。目的物を含む分画を濃縮し、粉末結晶を得た。この粉末結晶にジクロロメタンとエタノールとの混合溶媒（９０ｍＬ）を加えて再結晶を行い、化合物（１Ａ−ａ３）（３．４ｇ）を得た。収率は５２％であった。
【００５５】
化合物（１Ａ−ａ３）の結晶からネマチック相への転移温度は１１３℃、ネマチック相から等方相への転移温度は１９８℃（外挿値）であり、５０℃における波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．１８（外挿値）であった。
【００５６】
化合物（１Ａ−ａ３）の赤外吸収スペクトルを図１に示す。また、化合物（１Ａ−ａ３）の１ＨＮＭＲスペクトルの測定結果を以下に示す。
１ＨＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）０．９（ｔｒｉｐｌｅｔ、３Ｈ）、１．４〜１．８（ｍ、６Ｈ）、２．０〜２．７（Ｃｏｍｐｌｅｘ、ｍ、８Ｈ）、５．９〜６．７（ｍ、３Ｈ）、７．０〜７．２（ｓ、８Ｈ）。
【００５７】
［例２］化合物（１Ａ−ａ５）の合成例
【００５８】
【化１０】
化合物（ｄ−１）を下記化合物（ｄ−２）に変更する以外は、例１−１と同様に反応を行い、化合物（１Ａ−ａ５）（５．０４ｇ）を得た。収率は７０．５％であった。
【００５９】
【化１１】
【００６０】
化合物（１Ａ−ａ５）の結晶からネマチック相への転移温度は７２．３℃、ネマチック液相から等方相への転移温度は２１０．９℃（外挿値）であった。化合物（１Ａ−ａ５）の赤外吸収スペクトルを図２に示す。化合物（１Ａ−ａ５）の１ＨＮＭＲスペクトルの測定結果を以下に示す。
１ＨＮＭＲ（溶媒：ＣＤＣｌ３、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）０．９（ｔｒｉｐｌｅｔ、３Ｈ）、１．４〜１．８（ｍ、１０Ｈ）、２．０〜２．７（Ｃｏｍｐｌｅｘ、ｍ、８Ｈ）、６．０〜６．７（ｍ、３Ｈ）、７．０〜７．２（ｓ、８Ｈ）。
【００６１】
［例３］
［例３−１］液晶組成物の調製例（その１）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）と、下記化合物（２−５）とを１：１（モル比）で混合し、液晶組成物Ａを調製した。
ＣＨ２＝ＣＨＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ５Ｈ１１・・・（２−５）
液晶組成物Ａは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は１５４℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ａに光重合開始剤を、液晶組成物Ａに対し、それぞれ０．５質量％、１．０質量％添加し、液晶組成物Ａ１、液晶組成物Ａ２を得た。
【００６２】
［例３−２］光学素子の作製例（その１）
５ｃｍ×５ｃｍ×０．５ｍｍのガラス板を２枚用意し、配向剤であるポリイミド溶液をスピンコータで塗布して乾燥した後、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。配向処理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。
【００６３】
つぎに、前記セル内に、例３−１で得た液晶組成物Ａ１を１００℃で注入した。８０℃において、強度８０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を積算光量が５３００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ａ１を得た。光学異方性材料はラビング方向に沿って水平配向していた。光学素子Ａ１は可視領域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０５５であった。
【００６４】
［例３−３］光学素子の評価例（その１）
例３−１で得た光学素子Ａ１について、温度２５℃で、積算曝露エネルギーが２０００ｍＷ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２となるようにＫｒレーザー（波長４０７ｎｍ、４１３ｎｍのマルチモード）を照射し、青色レーザー光曝露加速試験を行った。試験後の曝露面の屈折率異方性の大きさを測定すると、試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ａ１は青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００６５】
［例３−４］光ヘッド用偏光ホログラムの作製例（その１）
ピッチ９μｍ、深さ３μｍの矩形格子をもつガラス板上に、配向剤としてポリイミドをスピンコータで塗布し、熱処理した後、ナイロンクロスで格子と平行方向にラビング処理を行い、支持体を作製した。配向処理を同様に行ったガラス平板を、配向処理面が向かいあうように接着剤を用いて貼り合わせてセルを作製した。その際、配向方向が平行になるようにした。
【００６６】
このセル内に、例３−１で得た液晶組成物Ａ２を１００℃で注入した。つぎに、９０℃で４０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を３分間照射して光重合を行った。このセルの片面に１／４波長板を積層し、偏光ホログラムビームスプリッタを作製した。この素子を光ヘッドに用いたところ、波長６５０ｎｍのレーザー光に対して２７％の光利用効率を得た。
【００６７】
［例４］
［例４−１］液晶組成物の調製例（その２）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）と例２で得た化合物（１Ａ−ａ５）とを１：１（モル比）で混合して液晶組成物Ｂを得た。液晶組成物Ｂは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は２００℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ｂに、光重合開始剤を液晶組成物Ｂに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｂ１を得た。
【００６８】
［例４−２］光学素子の作製例（その２）
支持体の間隔を３．２μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、液晶組成物Ｂ１を１００℃で注入した。つぎに、温度７０℃において、６０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が５０００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｂ１を得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｂ１は可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０７であった。
【００６９】
［例４−３］光学素子の評価例（その２）
例４−２で得た光学素子Ｂ１について、積算曝露エネルギーを２６Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎ低下は１％未満であり、光学素子Ｂ１は青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００７０】
［例４−４］偏光回折素子の作製例（その２）
ガラス板として青色光用の反射防止膜が積層されたガラス板を用い、支持体の間隔を１μｍとする以外は、例３−２と同様にセルを作製した。セルに液晶組成物Ｂ１を注入し、光重合反応を行って光学異方性材料の層を形成した。つぎに支持体の一方を剥がし、フォトリソグラフィーおよびドライエッチングによって前記光学異方性材料にピッチ２０μｍ、深さ１μｍの矩形構造を形成した。この矩形の凹部分に、波長４０５ｎｍのレーザー光に対する屈折率が１．５７である透明樹脂（光学異方性材料の常光屈折率と同等の屈折率を有する透明樹脂）を充填した。つぎに、この光学異方性材料層の上部に青色光用の反射防止膜が積層されたガラス平板を重ね、周縁部を接着剤を用いて貼りあわせて光学素子Ｂ２を作製した。光学素子Ｂ２に波長４０５ｎｍのレーザー光を、基板に対して垂直に入射させたところ、常光に対しては０次光が９７％以上透過（１次光は約０．５％透過）し、異常光に対しては０次光／１次光の比が１１となる偏向回折素子が得られた。
【００７１】
［例５］
［例５−１］液晶組成物の調製例（その３）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）、例２で得た化合物（１Ａ−ａ５）、下記化合物（３−Ａ−３）、および下記化合物（３−Ａ−５）を１：１：１：１の割合（モル比）で混合して液晶組成物Ｃを得た。液晶組成物Ｃは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は１４０℃であった。
【００７２】
【化１２】
【００７３】
つぎに、液晶組成物Ｃに、光重合開始剤を液晶組成物Ｃに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｃ１を得た。
【００７４】
［例５−２］光学素子の作製例（その３）
支持体の間隔を４．７μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、例５−１で得た液晶組成物Ｃ１を７０℃で注入した。つぎに、６０℃において、５０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が４５００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｃを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｃは可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０３であった。
【００７５】
［例５−３］光学素子の評価例（その３）
例５−２で得た光学素子Ｃについて、積算曝露エネルギーを４０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ｃは青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００７６】
［例６］
［例６−１］液晶組成物の調製例（その４）
例１で得た化合物（１Ａ−ａ３）、例２で得た化合物（１Ａ−ａ５）、前記化合物（３−Ａ−３）、および前記化合物（３−Ａ−５）を４：４：１：１の割合（モル比）で混合して液晶組成物Ｄを得た。液晶組成物Ｄは室温過冷却状態でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は１４８℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ｄに、光重合開始剤を液晶組成物Ｄに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｄ１を得た。
【００７７】
［例６−２］光学素子の作製例（その４）
支持体の間隔を４．７μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、例６−１で得た液晶組成物Ｄ１を７０℃で注入した。つぎに、７０℃において、６０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が４５００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｄを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｄは、可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０５１であった。
【００７８】
［例６−３］光学素子の評価例（その４）
例６−２で得た光学素子Ｄについて、積算曝露エネルギーを５０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ｄは青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００７９】
［例７］
［例７−１］液晶組成物の調製例（その５）
例４−１で得た液晶組成物Ｂに対して、重合性光安定剤（旭電化製社製、商品番号：ＬＡ−８２）を０．５質量％添加して液晶組成物Ｅを調製した。液晶組成物Ｅは、室温過冷却状態でネマチック相を示し、またネマチック相から等方相への相転移温度は２００℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Ｅに対して、光重合開始剤を０．５質量％添加し、液晶組成物Ｅ１を得た。
【００８０】
［例７−２］光学素子の作製例（その５）
支持体の間隔を４．７μｍとする以外は例３−２と同様にセルを作製した。このセル内に、例７−１で得た液晶組成物Ｅ１を７０℃で注入した。つぎに、７０℃において、６０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、積算光量が４５００ｍＪ／ｃｍ２となるよう照射して光重合を行って光学異方性材料の層を形成し、光学素子Ｅを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｅは可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０６であった。
【００８１】
［例７−３］光学素子の評価例（その５）
例７−２で得た光学素子Ｅについて、積算曝露エネルギーを４０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は、例３−３と同様に青色レーザー光曝露加速試験を行った。その結果、試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満であり、光学素子Ｅは青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００８２】
［例８］
［例８−１］液晶組成物の調製例（その６）
下記化合物（４ａ）、下記化合物（４ｂ）、下記化合物（４ｃ）、下記化合物（４ｄ）を１：１：１：１（質量比）で混合し、液晶組成物Ｆを調製した。つぎに、液晶組成物Ｆに光重合開始剤を液晶組成物Ｆに対して０．５質量％添加し、液晶組成物Ｆ１を得た。
【００８３】
【化１３】
【００８４】
［例８−２］光学素子の作製・評価例（その６）
例８−１で得た液晶組成物Ｆ１を用いる以外は例３−２と同様の方法によって光学素子Ｆを得た。光学異方性材料は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Ｆは可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長５８９ｎｍのレーザー光に対するΔｎは０．０４６であった。
【００８５】
つぎに、光学素子Ｆに対して積算曝露エネルギーを１５Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ２とする以外は例３−３と同様の方法で青色レーザー光曝露加速試験を行った。加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下率は３０％であった。また、試験後の波長４０５ｎｍのレーザー光の透過率は試験前の６０％に低下していた。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の化合物（１）を用いてなる光学異方性材料は、青色レーザー光に対する耐久性が高いことから、該波長帯のレーザー光に用いる回折素子または位相板として有用に用いうる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下式（１）で表されるアクリル酸誘導体であることを特徴とする重合性液晶化合物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ１：水素原子またはメチル基。
Ｒ２：炭素数１〜８のアルキル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。
Ｘ１：１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基。
ただし、上記の１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、基中の水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
【化１】
【請求項２】
Ｒ１が水素原子である請求項１に記載の重合性液晶化合物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の重合性液晶化合物の２種以上を含有することを特徴とする液晶組成物。
【請求項４】
請求項１または２に記載の重合性液晶化合物と、下式（２）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ３：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ４：炭素数１〜８のアルキル基。
【化２】
【請求項５】
請求項１または２に記載の重合性液晶化合物と、下式（３）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
ＣＨ２＝ＣＲ５−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ６ （３）
Ｒ５：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ６：炭素数１〜８のアルキル基。
【請求項６】
重合性液晶化合物の合計の含有量が、液晶組成物全体に対して２５〜１００質量％である請求項３〜５のいずれかに記載の液晶組成物。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の液晶組成物を配向させた状態で、紫外光または可視光を照射することにより重合させてなることを特徴とする光学異方性材料。
【請求項８】
請求項７に記載の光学異方性材料からなる光学素子。
【請求項９】
光学素子が回折素子である請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
光学素子が位相板である請求項８に記載の光学素子。
【請求項１】
下式（１）で表されるアクリル酸誘導体であることを特徴とする重合性液晶化合物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ１：水素原子またはメチル基。
Ｒ２：炭素数１〜８のアルキル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。
Ｘ１：１，４−フェニレン基またはトランス−１，４−シクロヘキシレン基。
ただし、上記の１，４−フェニレン基およびトランス−１，４−シクロヘキシレン基は、基中の水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
【化１】
【請求項２】
Ｒ１が水素原子である請求項１に記載の重合性液晶化合物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の重合性液晶化合物の２種以上を含有することを特徴とする液晶組成物。
【請求項４】
請求項１または２に記載の重合性液晶化合物と、下式（２）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ３：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ４：炭素数１〜８のアルキル基。
【化２】
【請求項５】
請求項１または２に記載の重合性液晶化合物と、下式（３）で表されるアクリル酸誘導体である重合性液晶化合物とを含有することを特徴とする液晶組成物。ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
ＣＨ２＝ＣＲ５−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ６ （３）
Ｒ５：水素原子またはメチル基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。ただし、該基中の水素原子はフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
Ｒ６：炭素数１〜８のアルキル基。
【請求項６】
重合性液晶化合物の合計の含有量が、液晶組成物全体に対して２５〜１００質量％である請求項３〜５のいずれかに記載の液晶組成物。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の液晶組成物を配向させた状態で、紫外光または可視光を照射することにより重合させてなることを特徴とする光学異方性材料。
【請求項８】
請求項７に記載の光学異方性材料からなる光学素子。
【請求項９】
光学素子が回折素子である請求項８に記載の光学素子。
【請求項１０】
光学素子が位相板である請求項８に記載の光学素子。
【図１】
【図２】
【図２】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１４５２２
【国際公開日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【発行日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１３０１１（Ｐ２００５−５１３０１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１５６０
【国際出願日】平成１６年８月１１日（２００４．８．１１）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【発行日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１１５６０
【国際出願日】平成１６年８月１１日（２００４．８．１１）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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