聚合性液晶化合物、液晶组合物、光学各向异性材料及光学元件制造技术

本发明专利技术提供满足光学各向异性材料所要求的特性、对蓝色激光的耐久性优良的由式（１Ａ）：ＣＨ２＝ＣＲ１－ＣＯＯ－Ｌ－Ｅ１－Ｅ２－Ｅ３－Ｒ２表示的新化合物，含该化合物的液晶组合物，使用了该液晶组合物的光学各向异性材料及光学元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新的化合物、含该化合物的液晶组合物、使该液晶组合物聚合而形成 的光学各向异性材料及光学元件。
技术介绍
近年，为了实现光盘的大容量化，被用于信息的写入和读取的激光的短波长化有 所发展。目前，CD中使用波长780nm的激光，DVD中使用波长660nm的激光，但人们正研究 在新一代光记录媒体中使用波长300 450nm的激光。这样就需要对波长300 450nm的 激光(以下也称为蓝色激光)进行调制的衍射元件、相位板等光学元件，还需要可与该波长 带的激光对应的光学各向异性材料。另一方面，具有聚合性官能团的液晶分子兼具作为聚合性单体的性质和作为液晶 的性质。因此，如果使具有聚合性官能团的液晶分子定向后进行聚合反应，则可获得液晶分 子的定向被固定的光学各向异性材料。光学各向异性材料具有来自液晶原(mesogen)骨架 的折射率各向异性等光学各向异性，利用该性质可将上述材料用于衍射元件、相位板等。作为该光学各向异性材料，例如报道了使包含下式(2)表示的化合物(式中的Q 为1，4_亚苯基或反-1，4-亚环己基，Z为烷基)的液晶组合物聚合而形成的高分子液晶 (参照日本专利特开平10-195138号公报)。 (2)此外，一般作为衍射元件或相位板用光学各向异性材料所要求的特性，可例举以 下的特性。(1)光吸收少，(2)面内光学特性(延迟(retardation)值等)均一，(3)与构成 元件的其它材料的光学特性易配合，(4)折射率的波长分散小，(5)耐久性良好。专利技术的揭示但是，日本专利特开平10-195138号公报中记载的高分子液晶等已知的材料存在 对蓝色激光的耐久性不充分的问题。本专利技术的目的是解决前述问题，提供满足光学各向异性材料及光学元件所要求的 特性、且对蓝色激光的耐久性高的新的化合物，含该化合物的液晶组合物，将该液晶组合物 聚合而形成的光学各向异性材料及光学元件。即，本专利技术提供以下的专利技术。1.下式(1)CH2 = CR1-COO-(L)k-E1-E2-E3-(E4)m-(E5)n-R2 (1)表示的化合物，式中符号的含义如下所述，R1 氢原子或甲基， R2 碳原子数1 8的烷基，L -(CH2) p0-、- (CH2) r、-Cy-COO-, -Cy-OCO-, -E6- (CH2) 2_、-E7-CH2O-或-E8-O-,其 中，Cy为反-1，4-亚环己基，ρ及q分别独立地为2 8的整数，Ε1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8 分别独立地为1,4-亚苯基或反-1,4-亚环己基，E1, E2 及E3的至少一方为反-1，4-亚环己基，且L为-Cy-OCO-时的E1为反-1，4-亚环己基，前述 1，4_亚苯基及反-1，4-亚环己基中的与碳原子结合的氢原子可被氟原子、氯原子或甲基取 代，k、m、n 分别独立地为 0 或 l，k 为 1 且 L 为-Cy-COO-、-Cy-OCO-、-E6-(CH2)2_、-E7-C H2O-或-E8-O-时，m及η的至少一方为0。2.液晶组合物，包含选自上述1记载的化合物的2种以上的化合物，或者包含1种 以上的上述1记载的化合物和1种以上的上述1记载的化合物以外的聚合性液晶。 3.上述2记载的液晶组合物，其中，上述1记载的化合物的量相对于液晶组合物中 的聚合性液晶的合计量为50 100质量％。4.上述2记载的液晶组合物，其中，上述1记载的化合物和该化合物以外的聚合性 液晶的合计含量相对于液晶组合物在90质量％以上。5.上述2 4中任一项记载的液晶组合物，其中，上述1记载的化合物相对于液晶 组合物中的全部聚合性液晶的比例在20摩尔％以上。6.光学各向异性材料，使上述2 5中任一项记载的液晶组合物在该液晶组合物 显现液晶相、且液晶定向的状态下进行聚合而制得。7.上述6记载的光学各向异性材料，其中，所述光学各向异性材料是用于使波长 300 450nm的激光透射的材料。8.光学元件，将上述2 5中任一项记载的液晶组合物夹在1对支承体之间，在该 液晶组合物显现液晶相、且液晶定向的状态下使该液晶组合物聚合而制得。9.上述8记载的光学元件，其中，所述光学元件是用于使波长300 450nm的激光 透射的元件。10.衍射元件，使用上述8或9记载的光学元件制得。11.相位板，使用上述8或9记载的光学元件制得。利用本专利技术可获得新颖的化合物、含该化合物的液晶组合物、使该液晶组合物聚 合而形成的光学各向异性材料及光学元件。该光学各向异性材料及光学元件对蓝色激光的 耐久性优良。实施专利技术的最佳方式本说明书中，式(1)表示的化合物也被称为化合物(1)。其它的化合物也是同样地 表述。表示1，4-亚苯基，表示反-1，4-亚环己基。这些环基可以是无取代的基 团，该基团中的与碳原子结合的氢原子也可被氟原子、氯原子或甲基取代，均优选无取代的 基团。环基为1，4_亚环己基时，1位及4位的键合位于反式的位置。此外，烷基中存在结构 同分异构性基团时，包括所有这些基团，优选直链烷基。兼具液晶性和聚合性的化合物以下被称为聚合性液晶。以下的波长的记载表示中 心波长士2nm的范围。此外，将折射率各向异性简单记为Δη。本专利技术的化合物为下式(1)表示的化合物。该化合物(1)是兼具聚合性和液晶性 的聚合性液晶的1种。CH2 = CR1-COO-(L)k-E1-E2-E3-(E4)m-(E5)n-R2 (1)R1为氢原子或甲基，优选氢原子。R1为氢原子时，由于使后述的含化合物 (1)的液 晶组合物光聚合，获得光学各向异性材料及光学元件时，可快速进行聚合反应，因此是优选 的。另外，还有通过光聚合反应而获得的光学各向异性材料及光学元件的特性不易受到外 部环境(温度等)的影响，延迟的面内分布小的优点。R2为碳原子数1 8的烷基。这样可降低含化合物⑴的液晶组合物的熔点(Tm) (即，结晶相_向列相的相变温度)。R2优选碳原子数2 6的烷基。此外，由于可扩大化 合物(1)显现液晶性的温度范围，所以R2优选直链结构。L为-(CH2) p0-、_ (CH2) q-, -Cy-COO-, -Cy-OCO-, -E6- (CH2) 2_、-E7-CH2O-或-E8-O-(其 中，P及q分别独立地为2 8的整数，优选4 6的整数)。E6、E7及E8为1，4_亚苯基或 反-1，4-亚环己基，最好都为无取代基团。L 优选-Cy-COO-、-Cy-OCO-、- (CH2) p0_ (优选-(CH2) 60_)及 _Ph_ (CH2) 20_。L为-Cy-COO-的情况下，利用后述的聚合反应形成光学各向异性材料及光学元件 时，可显现较大的Δη。从与其它的聚合性液晶的相溶性良好、可降低Tm的角度考虑，L优 选-Cy-OCO-o此外，一般如果使聚合性液晶聚合，则在聚合反应的前后存在Δη值下降的倾向， 但L为-(CH2)p0-、-(CH2)q-等具有多亚甲基的基团时，可抑制聚合反应前后存在的Δη值 的下降。k、m、n 分别独立地为 0 或 1，k 为 1 且 L 为-Cy-COO-、-Cy-OCO-、-E6-(CH2) 2_、-E7-C H2O-或-E8-O-时，m及η的至少一方为0。Ε\Ε2,Ε\Ε4及E5分别独立地为1，4_亚苯基或反_1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
下式：　　ＣＨ↓［２］＝ＣＲ↑［１］－ＣＯＯ－Ｌ－Ｅ↑［１］－Ｅ↑［２］－Ｅ↑［３］－Ｒ↑［２］　（１Ａ）　　表示的化合物，式中符号的含义如下所述，　　Ｒ↑［１］为氢原子或甲基，　　Ｒ↑［２］为碳原子数１～８的烷基，　　Ｌ为－Ｃｙ－ＣＯＯ－或－Ｃｙ－ＯＣＯ－，其中Ｃｙ是反－１，４－亚环己基，　　Ｅ↑［１］、Ｅ↑［２］及Ｅ↑［３］分别独立地为１，４－亚苯基或反－１，４－亚环己基，Ｅ１、Ｅ２及Ｅ３的至少一方为反－１，４－亚环己基，且当Ｌ为－Ｃｙ－ＯＣＯ－时的Ｅ１为反－１，４－亚环己基，前述１，４－亚苯基及反－１，４－亚环己基中的与碳原子结合的氢原子可被氟原子、氯原子或甲基取代。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：海田由里子，永山裕道，熊井裕，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]