JP2004263037A

JP2004263037A - Acrylic acid derivative composition, polymer liquid crystal by polymerizing this, and application

Info

Publication number: JP2004263037A
Application number: JP2003053473A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Nagayama; 裕道永山; Kensho Shimodaira; 憲昭下平; Yutaka Kumai; 裕熊井
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical anisotropic material for blue light formed by a polymer liquid crystal having high durability against blue light and to provide a polymerizable liquid crystal composition for obtaining this material. <P>SOLUTION: The optical anisotropic material for blue light consists of the polymer liquid crystal obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition which contains at least one polymerizable liquid crystalline compound having a saturated carbocyclic ring or a saturated heterocyclic ring and which does not contain a compound having -Ph-CO- (wherein Ph indicates a 1,4-phenylene group). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、青色光用光学異方性材料、およびこれを製造するための重合性液晶組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶分子中に重合性官能基を付与した重合性液晶化合物（以下、重合性液晶モノマともいう。）は、重合性モノマとしての性質と液晶としての性質を併有する。したがって、重合性液晶モノマを配向させた状態で重合させると、配向が固定化された重合体、すなわち高分子液晶が得られる。こうして得られる高分子液晶は、液晶性骨格の屈折率異方性に基づく光学異方性を有し、液晶配向状態の制御により特殊な特性も付与できるため、位相差フィルムや偏光ホログラム等の光学素子に応用されている。
【０００３】
このような重合性液晶モノマのなかでも、特に光重合性官能基を有する光重合性液晶モノマは、光を照射して重合させることで、簡単に高分子液晶を作製できる優れた化合物である。
【０００４】
この高分子液晶を用いた偏光ホログラムは、その偏光依存性に優れることにより高い光利用効率を発現する。このとき高分子液晶による格子間隙を充填材で満たし、充填材の屈折率と高分子液晶の常光屈折率を一致させると、０次の透過率が最大となる。更に、格子高さｄ、高分子液晶の屈折率異方性Δｎ、波長λとすると、Δｎ・ｄ＝λ／２を満たすとき、±１次の回折効率が最大となる。
【０００５】
近年、光ディスクの大容量化を図るために光の短波長化が進んでいる。現在ＣＤ、ＤＶＤでは、波長７８０ｎｍや６５０ｎｍの半導体レーザ光が使用されているが、これらに続く次世代ＤＶＤでは、波長３００〜４５０ｎｍの青色レーザ光を用いるための光ディスクの開発が進んでいる。これに伴い光ヘッド内に用いられる光を回折する光学素子（以下、回折素子ともいう。）についても、青色光に対応できる、青色光用回折素子や位相差板等に用い得る高分子液晶からなる青色光用光学異方性材料（以下、材料ともいう。）の開発が必要となっている。
【０００６】
回折素子用の光学異方性材料に求められる要件は、
（１）使用する光の透過特性に影響を及ぼす、光源の発振波長における材料のモル吸光係数が極力小さいこと、
（２）複屈折率媒体の格子を形成し、高分子液晶の常光屈折率と等しい屈折率の透明充填材を充填することによって回折素子の一種である偏光ホログラムを作製する場合は、回折素子用光学異方性材料と透明充填材の光学特性（屈折率および屈折率波長分散）が良く一致すること、
（３）リタデーション面内分布が極力小さいことである（リタデーション＝Δｎ×ｄ、Δｎは屈折率異方性であり、ｄは厚さである。）。
【０００７】
ＣＤ、ＤＶＤ用の、波長７８０ｎｍや６５０ｎｍの半導体レーザ光に用い得る高分子液晶は知られている（特許文献１参照。）。
【０００８】
従来のＣＤ、ＤＶＤ用の回折素子に用いられてきた高分子液晶は、一般的に、使用する光の波長帯域が４５０ｎｍ以下になると急激に屈折率が変化する。すなわち、屈折率波長分散が大きい材料である。また、屈折率の変化のしかたは、材料によって大きく異なる。次世代ＤＶＤにおいては波長が４５０ｎｍ以下の光を使用するため、従来の回折素子用光学異方性材料では、
（イ）該材料と前記透明充填材の屈折率の整合が難しい。
（ロ）初期に設定した光源の発振波長がずれた場合、光の透過時には透過率の低下、光の回折時には高次回折光の発生による回折効率低下。
という問題があった。
【０００９】
位相差板用材料に求められる要件は、
（１）使用する光の透過特性に影響を及ぼす、光源の発振波長における材料のモル吸光係数が極力小さいこと、
（２）リタデーション面内分布が極力小さいこと、
である。
【００１０】
従来のＣＤ、ＤＶＤ用の位相差板に用いられてきた高分子液晶は、一般的に、使用する光の波長帯域が４５０ｎｍ以下になると急激に屈折率が変化する。すなわち、屈折率および屈折率異方性の波長分散が大きい材料である。また、屈折率の変化のしかたは、材料によって大きく異なる。次世代ＤＶＤにおいては波長が４５０ｎｍ以下の光を使用するため、従来の位相差板用材料では、
（イ）該材料と張り合せる接着層や基板との屈折率の整合が難しい。
（ロ）初期に設定した光源の発振波長がずれた場合、複屈折率変動に伴うリタデーションの面内分布が大きくなる。
という問題があった。
【００１１】
従来のＣＤ、ＤＶＤ用の光ピックアップ素子に用いられてきた高分子液晶としては、素子の小型化高効率化を達成するために、高い屈折率および高い屈折率異方性を有するものが多く用いられてきた。一般的に、高屈折率の材料は屈折率波長分散が大きく、特に短波長になるほどその屈折率が大きくなる傾向がある。また一般的に、屈折率波長分散が大きい材料は、短波長における屈折率の上昇に伴い光の吸収も大きくなる。したがって、従来の回折素子用材料では、青色光などのような短波長の光の透過率が低いという問題もある。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１１−２１１９０５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、屈折率の波長分散が小さく、青色光の波長帯域（３００〜４５０ｎｍ）での屈折率および光の吸収が小さい高分子液晶からなる青色光用光学異方性材料、これを用いた青色光回折素子および青色光用位相差板ならびにこれを製造するための重合性液晶組成物を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、飽和炭素環または飽和ヘテロ環を有する重合性液晶化合物を少なくとも１種含む重合性液晶組成物であって、かつ、−Ｐｈ−ＣＯ−を有する化合物を含まないことを特徴とする重合性液晶組成物を重合して得られる高分子液晶からなる青色光用光学異方性材料を提供する。Ｐｈは１，４−フェニレン基をあらわす。
【００１５】
本発明は、飽和炭素環または飽和ヘテロ環を２つ以上有する重合性液晶化合物を少なくとも１種含む重合性液晶組成物であって、該組成物中に−Ｐｈ−ＣＯ−を有する化合物を含まないことを特徴とする重合性液晶組成物を重合して得られる高分子液晶からなる青色光用光学異方性材料を提供する。
【００１６】
本発明は、式３および式４で表される重合性液晶化合物を含み、かつ、−Ｐｈ−ＣＯ−を有する化合物を含まないことを特徴とする重合性液晶組成物を重合して得られる高分子液晶からなる青色光用光学異方性材料を提供する。
【００１７】
ＣＨ_２＝ＣＲ^１ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｒ^２・・・式３
ＣＨ_２＝ＣＲ^１ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ^２・・・式４
式中の記号は以下の意味を示す。
Ｐｈ：１，４−フェニレン基。
Ｃｙ：トランス−１，４−シクロヘキシレン基。
Ｒ^１：水素原子またはメチル基。
Ｒ^２：置換基を有していてもよいアルキル基、水素原子、ハロゲン原子またはシアノ基。
【００１８】
本発明は、前記青色光用光学異方性材料を製造するための重合性液晶組成物を提供する。
本発明は、前記青色光用光学異方性材料で形成された回折格子を有する青色光回折素子を提供する。
本発明は、前記青色光用光学異方性材料で形成された青色光用位相差板を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明における重合性液晶化合物は、重合性官能基とメソゲン骨格とを有する重合性液晶化合物であり、メソゲン骨格内に飽和炭素環または飽和ヘテロ環（以下、総称して飽和環ともいう。）を少なくとも１種含む。飽和環は、不飽和環より極性が小さいため、該重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物を重合して得られる高分子液晶の屈折率および屈折率異方性は、飽和環を有さない高分子液晶と比較すると低い値となる。一般的に低屈折率の高分子液晶の波長分散は小さい。特に青色光などのような短波長の光において、本発明の高分子液晶は、飽和環を有さない高分子液晶の屈折率より小さい値となる。また一般的に屈折率波長分散が小さい材料は、短波長における屈折率上昇に伴う光の吸収の増加が小さい。
【００２０】
飽和炭素環とは、炭素原子と水素原子とからなる飽和の環状化合物であり、環を構成する炭素原子の数は、３〜１０であるのが好ましい。飽和ヘテロ環とは、炭素原子と水素原子とヘテロ原子とからなる飽和の環状化合物であり、環を構成する原子の数は３〜１０であるのが好ましい。また、ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子などが挙げられる。飽和環としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、ビシクロ［２．２．２］オクタン環、ジオキサン環等が挙げられ、シクロヘキサン環が好ましい。これら環からなる２価の環基としては、下記のようなトランス−１，３−シクロペンチレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基がある。
【００２１】
【化１】

【００２２】
シクロヘキサン環を有する液晶化合物、および該化合物を含む重合性液晶組成物は融点が低く、室温で安定した液晶相が発現しやすいため好ましい。
【００２３】
本発明における飽和環を有する重合性液晶化合物は、下記式１（以下化合物１ともいい、他の場合も同様である）で表される飽和炭素環または飽和ヘテロ環を有する重合性液晶化合物であるのが好ましい。ただし、式１で表される化合物には、−Ｐｈ−ＣＯ−を有する化合物は含まないものとする。
【００２４】
ＣＨ_２＝ＣＲ^１−Ｘ^１−（Ｙ^１）_ｍ−Ｚ^１−（Ｅ^１）_ｐ−Ｚ^２−Ｅ^２−Ｚ^３−Ｅ^３−Ｚ^４−（Ｅ^４）_ｑ−Ｚ^５−Ｒ^２・・・式１
式中の記号は以下の意味を示す。
Ｒ^１：水素原子またはメチル基。
Ｒ^２：置換基を有していてもよいアルキル基、水素原子、ハロゲン原子またはシアノ基。
Ｘ^１：単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−Ｏ−。
Ｙ^１：−ＣＨ_２−、−ＯＣＨ_２ＣＨ_２−または−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−。
ｍ：０〜１０の整数。
Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３、Ｚ^４、Ｚ^５：それぞれ独立して単結合、−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−または−Ｎ＝Ｎ−。
【００２５】
Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３、Ｅ^４：それぞれ独立して２価の環基であり、存在する環のうち少なくとも１つは飽和炭素環または飽和ヘテロ環である。環の水素原子の１個以上がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
ｐ、ｑ：それぞれ独立して、０または１。
【００２６】
Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３、Ｅ^４は、それぞれ独立して２価の環基であり、存在する環のうち少なくとも１つは飽和炭素環または飽和ヘテロ環である。存在する環とはｐが１の場合にＥ^１を含み、ｑが１の場合にＥ^４を含む、Ｅ^２およびＥ^３をいう。環の水素原子の１個以上がフッ素原子、塩素原子またはメチル基に置換されていてもよい。
【００２７】
具体的な２価の環基としては、トランス−１，３−シクロペンチレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、１，４−フェニレン基、２，６−ナフタレンジイル基、２，５−ピリジンジイル基、２，５−ピリミジンジイル基、３，６−ピランジイル基などが挙げられる。好ましくは、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基である。
【００２８】
化合物１が、置換されていてもよい１，４−フェニレン基を有する場合、該化合物は、広い温度範囲で液晶性を示すので好ましい。また、化合物１の２価の環基の水素原子が置換された場合、一般的に融点が低下し、特にフッ素原子に置換された場合は粘度が低下する。目的に応じて置換基は選択することができる。
【００２９】
化合物１におけるスペーサ（Ｙ^１）_ｍは、短い方が重合後の高分子液晶が硬くなり、屈折率異方性の温度依存性が小さくなるので好ましい。ｍ＝０、Ｙ^１が−ＣＨ_２−かつｍ＝１〜８、または、Ｙ^１が−ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−かつｍ＝１〜２、であることが好ましい。
【００３０】
Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３、Ｚ^４、Ｚ^５は、それぞれ独立して単結合、−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−または−Ｎ＝Ｎ−であるが、なかでも単結合、−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−または−ＣＨ_２ＣＨ_２−であると、屈折率異方性が小さくなるので好ましい。特に単結合、−Ｏ−、−ＯＣＯ−または−ＣＨ_２ＣＨ_２−であると、化合物１およびそれを含む組成物の融点が低くなるので好ましい。融点が低いと、該組成物は広い温度範囲で液晶性を発現するので好ましい。
【００３１】
Ｘ^１は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−Ｏ−であり、−ＣＯＯ−が好ましい。
Ｒ^１は、水素原子またはメチル基であり、水素原子が好ましい。
Ｒ^２は置換基を有していてもよいアルキル基、水素原子、ハロゲン原子またはシアノ基であるが、なかでも水素原子がフッ素原子、塩素原子に置換されていてもよいアルキル基であると、化合物１は、融点が低くなり、かつ広い温度範囲で液晶性を発現するので好ましい。さらに、該化合物を含む組成物を重合させた高分子液晶は、屈折率異方性が低くなる。該アルキル基の中でも、炭素数が１〜８のものがより好ましい。
【００３２】
化合物１としては、式２で表される化合物が好ましい。
Ｈ_２＝ＣＲ^１−Ｘ^１−（Ｙ^１）_ｍ−Ｚ^１−Ｅ^２−Ｚ^３−Ｅ^３−Ｒ^２・・・式２
Ｒ^１、Ｘ^１、Ｙ^１、Ｚ^１、Ｅ^２、Ｚ^３、Ｅ^３、Ｒ^２は、それぞれ式１の場合と同じである。
【００３３】
化合物１としては、例えば下記式５や式６で表される化合物が好適である。
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｅ^ｐ−ＯＣＯ−Ｅ^ｃ−Ｒ^３・・・式５
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_ｎ−Ｏ−Ｅ^ｃ−Ｅ^ｃ−Ｒ^３・・・式６
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｅ^Ｃ−Ｅ^Ｃ−Ｒ^３・・・式７
Ｅ^ｐは基中の水素原子の１個以上が、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１，４−フェニレン基、Ｅ^ｃは基中の水素原子の１個以上が、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トランス−１，４−シクロヘキシレン基、Ｒ^３は炭素数１〜８のアルキル基、ｎは１〜８の整数を示す。
【００３４】
以下に記載のＥ^ｐ、Ｅ^ｃも上記と同じ基を表す。
具体的には式５として、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７、
が好ましく例示される。
【００３５】
式６として具体的には、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_２−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_３−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_４−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１０、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１２、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_５−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_６−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_７−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_８−Ｏ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１７、
が好ましく例示される。
【００３６】
式７として具体的には、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＨ_３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_２Ｈ_５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_４Ｈ_９、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_６Ｈ_１３、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_７Ｈ_１５、
ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_８Ｈ_１８、
が好ましく例示される。
【００３７】
本発明における重合性液晶組成物は、化合物１の他に、化合物１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（以下、総称して他の化合物とも言う。）を適宜加えて、所望の組成物とすることが、望ましい。
【００３８】
飽和環を有する重合性液晶化合物の組成物中での割合は、特に限定されないが、２５モル％以上が好ましい。２５モル％以上であると、組成物の屈折率異方性が小さくなり、屈折率の波長分散が小さくなるので好ましい。より好ましくは、９０モル％以上である。該組成物は、飽和環を有する重合性液晶化合物のみからなることがもっとも好ましい。
【００３９】
他の化合物を併用する場合、他の化合物は、組成物中に７５モル％以下であることが好ましく、１０モル％以下であることがより好ましい。１種または２種以上の他の化合物を組み合わせて用いることもできる。
【００４０】
重合性非液晶化合物および／または非重合性非液晶化合物を含む場合、該化合物の組成物中での割合は、該組成物が液晶性を有する範囲であればよく、特に限定されない。また、非重合性液晶化合物および／または非重合性非液晶化合物を含む場合、該化合物の組成物中での割合は、該組成物を重合させた高分子液晶が固体になる範囲であればよく、特に限定されない。
【００４１】
本発明における重合性液晶組成物は、より広い範囲で液晶相を示すことが望ましく、−３０〜＋１５０℃、さらには−１０〜＋１２０℃の温度範囲で液晶相を発現するよう調整されるのが好ましい。
【００４２】
また本発明における重合性液晶組成物は、そのモル吸光係数が波長３４０ｎｍにおいて５以下、さらには４０５ｎｍにおいて０．１以下となるように組成が調整されるのが好ましい。
【００４３】
本発明における高分子液晶は、該重合性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、熱重合方法などが挙げられ、光重合方法が好ましい。光重合法においては該重合性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。また、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特に限定されないが、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。該光重合開始剤は、１種類または２種類以上を使用できる。該光重合開始剤の使用量は、組成物に対して０．１〜１０質量％が好ましく、特に０．３〜２質量％が好ましい。
【００４４】
光重合に用いる光としては、紫外線または可視光線などが挙げられる。この際、重合性液晶組成物の支持体としては、ガラス、プラスチック等を使用できる。支持体表面には配向処理を施す。配向処理は、支持体表面を、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などで直接ラビングしてもよく、ポリイミド、ポリアミド等を塗布した後該塗布面を上記繊維等でラビングしてもよい。次にガラスビーズなどのスペーサを支持体表面に配置し、複数枚の支持体を、所望の間隔に制御して対向させ、支持体間に本発明における重合性液晶組成物を注入し、充填する。
【００４５】
該重合性液晶組成物を配向させた状態で重合させるためには、重合時、該組成物を液晶状態に保つのが好ましい。液晶状態に保つためには、雰囲気温度を融点Ｔ_ｍからネマチック相−等方相相転移点Ｔ_ｃの範囲にすればよい。しかしＴ_ｃに近い温度では、屈折率異方性が極めて小さいので、雰囲気温度の上限は（Ｔ_ｃ−１０）℃以下とするのがより好ましい。
【００４６】
本発明の高分子液晶は、波長４００〜４５０ｎｍの光における常光屈折率が１．６以下であると、使用する光の波長が４５０ｎｍ以下の場合、屈折率の急激な変化が少なく、モル吸光係数が小さい材料となるため好ましい。
【００４７】
また本発明の高分子液晶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用いてもよい。
【００４８】
該重合性液晶組成物を配向させない状態で重合した場合には、得られた高分子液晶を配向させ、配向した高分子液晶で回折素子を作製する。たとえば、高分子液晶の溶液を配向処理された支持体表面に塗布して乾燥し、配向した高分子液晶からなるコーティング膜を形成することができる。
【００４９】
こうして作製された高分子液晶は、本発明の青色光用光学異方性材料となる。本発明の青色光用光学異方性材料を用いて、位相差板、青色光回折素子を作製することができる。青色光回折素子として、偏光ホログラム素子が挙げられる。この偏光ホログラム素子を、青色光源を有する光ヘッドに用いれば、光利用効率の高い青色光源用光ヘッドを作製できる。
【００５０】
【実施例】
［例１：化合物１を含む液晶組成物の調整］
４−（トランス−４’−ｎ−プロピルシクロヘキシル）シクロヘキシルアクリレート（下記化合物８、以下Ａ１ともいう。）、４−（トランス−４’−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）シクロヘキシルアクリレート（下記化合物９、以下Ａ２ともいう。）、４−（トランス−４’−ｎ−プロピルシクロヘキシルカルボニルオキシ）フェニルアクリレート（下記化合物１０、以下Ａ３ともいう。）、４−（トランス−４’−ｎ−ペンチルシクロヘキシルカルボニルオキシ）フェニルアクリレート（下記化合物１１、以下Ａ４ともいう。）を用いて組成物Ｂ１を作製した。組成物Ｂ１の組成比はモル比で、Ａ１：Ａ２：Ａ３：Ａ４＝０．２５：０．２５：０．２５：０．２５であった。
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７・・・式８
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１・・・式９
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_３Ｈ_７・・・式１０
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ−Ｐｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１・・・式１１
この組成物Ｂ１は、室温でネマチック液晶であり、Ｔ_ｃは８９℃であった。また、組成物Ｂ１の６０℃における波長５８９ｎｍの光での屈折率異方性Δｎは０．０７３６であった。
【００５１】
［例２：高分子液晶（位相差板）の作製］
５ｃｍ×５ｃｍ×０．５ｍｍのガラス板に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。該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１を作製した。その際、接着剤にガラスビーズを混入させ、支持体の間隔が３μｍになるように調整した。
【００５２】
例１の組成物Ｂ１に光重合開始剤「イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）」を組成物に対して０．２質量％添加したものを、セル１に７０℃で注入した。次に３０℃で８０ｍＷ／ｃｍ^２の強度の紫外線を積算光量が５３００ｍＪ／ｃｍ^２となるよう照射し、光重合を行い、高分子液晶Ｄ１（位相差板）を作製した。高分子液晶Ｄ１の各波長における屈折率を表１に示す。
【００５３】
【表１】

【００５４】
Ｄ１に対して、Ｋｒレーザ（波長：４０７ｎｍ、４１３ｎｍのマルチモード）を用いて温度２５℃で、積算曝露エネルギー１８００ｍＷ・ｈｏｕｒ／ｍｍ^２の青色光曝露加速試験を行った後、Ｄ１の屈折率異方性Δｎを測定した。青色光暴露加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満で、Ｄ１は青色光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００５５】
［例３：化合物１を含む液晶組成物の調製および高分子液晶（位相差板）の作製］
化合物８、化合物９、化合物１０、化合物１１を用いて組成物Ｂ２を作製した。組成物Ｂ２の組成比はモル比で、Ａ１：Ａ２：Ａ３：Ａ４＝０．４：０．４：０．１；０．１、であった。組成物Ｂ２は室温でネマチック液晶であり、Ｔ_ｃは９１．７℃であった。
【００５６】
組成物Ｂ２を用いること以外は例２と同様にして高分子液晶Ｄ２（位相差板）を作製した。高分子液晶Ｄ２の３０℃における波長５８９ｎｍの光での屈折率異方性Δｎは０．０１６４であった。
【００５７】
Ｄ２に対して、Ｋｒレーザ（波長：４０７ｎｍ，４１３ｎｍのマルチモード）を用いて温度２５℃で、積算曝露エネルギー１８００ｍＷ・ｈｏｕｒ／ｍｍ^２の青色光曝露加速試験を行った後、Ｄ２の屈折率異方性Δｎを測定した。青色光暴露加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満で、Ｄ２は青色光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００５８】
［例４：化合物１を含む液晶組成物の調製および高分子液晶（位相差）の作製］
化合物８、化合物９、化合物１０、化合物１１を用いて組成物Ｂ３を作製した。組成物Ｂ３の組成比はモル比で、Ａ１：Ａ２：Ａ３：Ａ４＝０．１：０．１：０．４；０．４、であった。組成物Ｂ３は室温でネマチック液晶であり、Ｔ_ｃは９２．５℃であった。
【００５９】
組成物Ｂ３を用いること以外は例２と同様にして高分子液晶Ｄ３（位相差板）を作製した。高分子液晶Ｄ３の３０℃における波長５８９ｎｍの光での屈折率異方性Δｎは０．０３９８であった。
【００６０】
Ｄ３に対して、Ｋｒレーザ（波長：４０７ｎｍ，４１３ｎｍのマルチモード）を用いて温度２５℃で、積算曝露エネルギー１８００ｍＷ・ｈｏｕｒ／ｍｍ^２の青色光曝露加速試験を行った後、Ｄ３の屈折率異方性Δｎを測定した。青色光暴露加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１％未満で、Ｄ３は青色光に対する耐久性に優れることを確認した。
【００６１】
［例５（比較例）］
４−（４’−ｎ−ブチルフェニルカルボニルオキシ）フェニルアクリレート（下記化合物１２、以下Ａ５ともいう。）、４−（４’−ｎ−ペンチルフェニルカルボニルオキシ）フェニルアクリレート（下記化合物１３、以下Ａ６ともいう。）、４−（４’−ｎ−ヘキシルフェニルカルボニルオキシ）フェニルアクリレート（下記化合物１４、以下Ａ７ともいう。）、４−（トランス−４’−ｎ−ペンチルシクロヘキシルカルボニルオキシ）フェニルアクリレート（下記化合物１５、以下Ａ８ともいう。）を用いて組成物Ｂ４を作製した。組成物Ｂ４の組成比はモル比で、Ａ５：Ａ６：Ａ７：Ａ８＝０．２５：０．２５：０．２５：０．２５とした。
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＰｈ−ＯＣＯ−Ｐｈ−Ｃ_４Ｈ_９・・・式１２
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＰｈ−ＯＣＯ−Ｐｈ−Ｃ_５Ｈ_１１・・・式１３
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＰｈ−ＯＣＯ−Ｐｈ−Ｃ_６Ｈ_１３・・・式１４
ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯＰｈ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃ_５Ｈ_１１・・・式１５
この組成物Ｂ４は室温でネマチック液晶であり、Ｔ_ｃは６８．５℃であった。
【００６２】
組成物Ｂ４を用いること以外は例２と同様にして、高分子液晶Ｄ４（位相差板）を作製した。高分子液晶Ｄ４の３０℃における波長５８９ｎｍの光での屈折率異方性Δｎは０．０５２０であった。
【００６３】
Ｄ４に対して、Ｋｒレーザ（波長：４０７ｎｍ，４１３ｎｍのマルチモード）を用いて温度２５℃で、積算曝露エネルギー１８００ｍＷ・ｈｏｕｒ／ｍｍ^２の青色光曝露加速試験を行った後、Ｄ４の屈折率異方性Δｎを測定した。青色光暴露加速試験前のΔｎに対する試験後のΔｎの低下は１０％低下しており、Ｄ４からなる位相差板は実用に耐えないレベルの耐久性であった。
【００６４】
［例６：回折素子、光ヘッドへの応用］
５ｃｍ×５ｃｍ×０．５ｍｍのガラス板に配向剤としてポリイミド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２を作製した。その際、接着剤にガラスビーズを混入させ、支持体の間隔が３μｍになるように調整した。
【００６５】
例１の組成物Ｂ１に光重合開始剤「イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）」を組成物に対して０．２質量％添加したものを、セル２に７０℃で注入した。次に２５℃で紫外線を照射し光重合を行って高分子液晶Ｄ１を作製した。そして、一方の支持体を高分子液晶Ｄ１からはがした後、エッチングにより高分子液晶Ｄ１の格子を形成した。続いて格子の凹部を、波長４０５ｎｍにおいて高分子液晶Ｄ１の常光屈折率と屈折率が一致する透明充填材（エンチオール系化合物）で満たし、青色光回折素子すなわち青色光用偏光ホログラムＤ５を作製した。
【００６６】
作製した青色光用偏光ホログラムに対して、Ｋｒレーザ（波長：４０７ｎｍ，４１３ｎｍのマルチモード）を用いて温度２５℃で、積算曝露エネルギー１８００ｍＷ・ｈｏｕｒ／ｍｍ^２の青色光曝露加速試験を行ったところ、試験前後での当該青色光用偏光ホログラムの往路の０次の透過率および復路±１次の回折効率の低下はほとんど観測されず、青色耐性に優れることを確認した。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の光学異方性材料は、青色光に対して高度な耐久性を持つ。したがって、本発明は、青色光位相差板・青色光回折素子のような青色光源を用いる光ヘッド等の部品として好適である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optically anisotropic material for blue light and a polymerizable liquid crystal composition for producing the same.
[0002]
[Prior art]
A polymerizable liquid crystal compound having a polymerizable functional group in a liquid crystal molecule (hereinafter also referred to as a polymerizable liquid crystal monomer) has both a property as a polymerizable monomer and a property as a liquid crystal. Therefore, when the polymerizable liquid crystal monomer is polymerized in an aligned state, a polymer in which the alignment is fixed, that is, a polymer liquid crystal is obtained. The polymer liquid crystal thus obtained has optical anisotropy based on the refractive index anisotropy of the liquid crystalline skeleton, and can impart special characteristics by controlling the liquid crystal alignment state, so that optical films such as retardation films and polarization holograms can be provided. Applied to devices.
[0003]
Among such polymerizable liquid crystal monomers, in particular, a photopolymerizable liquid crystal monomer having a photopolymerizable functional group is an excellent compound capable of easily producing a polymer liquid crystal by being polymerized by irradiation with light.
[0004]
A polarization hologram using this polymer liquid crystal exhibits high light utilization efficiency due to its excellent polarization dependence. At this time, when the lattice gap of the polymer liquid crystal is filled with the filler, and the refractive index of the filler and the ordinary light refractive index of the polymer liquid crystal are matched, the zero-order transmittance is maximized. Further, assuming that the grating height is d, the refractive index anisotropy Δn of the polymer liquid crystal, and the wavelength λ, ± 1st-order diffraction efficiency is maximized when Δn · d = λ / 2 is satisfied.
[0005]
In recent years, in order to increase the capacity of optical disks, the wavelength of light has been shortened. Currently, semiconductor laser beams with wavelengths of 780 nm and 650 nm are used in CDs and DVDs, but development of optical disks for using blue laser beams with wavelengths of 300 to 450 nm is in progress in next-generation DVDs that follow them. Accordingly, an optical element that diffracts light used in the optical head (hereinafter also referred to as a diffractive element) is a polymer liquid crystal that can be used for a blue light diffractive element, a retardation plate, or the like that can handle blue light. Development of an optically anisotropic material for blue light (hereinafter also referred to as a material) is required.
[0006]
The requirements for optically anisotropic materials for diffractive elements are:
(1) The molar extinction coefficient of the material at the oscillation wavelength of the light source, which affects the transmission characteristics of the light used, is as small as possible.
(2) When a polarization hologram, which is a kind of diffraction element, is formed by forming a grating of a birefringent medium and filling a transparent filler having a refractive index equal to the ordinary refractive index of the polymer liquid crystal, The optical properties (refractive index and refractive index wavelength dispersion) of the optically anisotropic material and the transparent filler agree well
(3) Retardation in-plane distribution is as small as possible (retardation = Δn × d, Δn is refractive index anisotropy, and d is thickness).
[0007]
A polymer liquid crystal that can be used for semiconductor laser light having a wavelength of 780 nm or 650 nm for CD and DVD is known (see Patent Document 1).
[0008]
In general, polymer liquid crystals that have been used in conventional diffraction elements for CDs and DVDs have a refractive index that suddenly changes when the wavelength band of light used is 450 nm or less. That is, the material has a large refractive index wavelength dispersion. Further, how the refractive index changes varies greatly depending on the material. In the next-generation DVD, since light having a wavelength of 450 nm or less is used, in the conventional optical anisotropic material for a diffraction element,
(A) It is difficult to match the refractive indexes of the material and the transparent filler.
(B) When the oscillation wavelength of the light source set at the initial stage is deviated, the transmittance decreases when light is transmitted, and the diffraction efficiency decreases due to generation of higher-order diffracted light when light is diffracted.
There was a problem.
[0009]
The requirements for the retardation plate material are:
(1) The molar extinction coefficient of the material at the oscillation wavelength of the light source, which affects the transmission characteristics of the light used, is as small as possible.
(2) The retardation in-plane distribution is as small as possible,
It is.
[0010]
In general, polymer liquid crystals that have been used in retardation plates for conventional CDs and DVDs have a refractive index that suddenly changes when the wavelength band of light used is 450 nm or less. That is, it is a material having a large wavelength dispersion of refractive index and refractive index anisotropy. Further, how the refractive index changes varies greatly depending on the material. Since the next-generation DVD uses light having a wavelength of 450 nm or less,
(A) It is difficult to match the refractive index with the adhesive layer or substrate to be bonded to the material.
(B) When the oscillation wavelength of the light source set in the initial stage is deviated, the in-plane retardation distribution accompanying the change in birefringence increases.
There was a problem.
[0011]
As polymer liquid crystals that have been used in conventional optical pickup elements for CDs and DVDs, many liquid crystals having high refractive index and high refractive index anisotropy are used in order to achieve downsizing and high efficiency of the element. Has been. In general, a material having a high refractive index has a large refractive index wavelength dispersion, and the refractive index tends to increase especially as the wavelength becomes shorter. In general, a material having a large refractive index wavelength dispersion increases light absorption as the refractive index increases at a short wavelength. Therefore, the conventional diffraction element material has a problem that the transmittance of short-wavelength light such as blue light is low.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-211905
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an optically anisotropic material for blue light composed of a polymer liquid crystal having a small refractive index wavelength dispersion and a small refractive index and light absorption in a blue light wavelength band (300 to 450 nm). It is to provide a blue light diffraction element, a blue light phase difference plate, and a polymerizable liquid crystal composition for producing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a polymerizable liquid crystal composition containing at least one polymerizable liquid crystal compound having a saturated carbocyclic ring or saturated heterocyclic ring, and does not include a compound having -Ph-CO-. An optically anisotropic material for blue light comprising a polymer liquid crystal obtained by polymerizing a porous liquid crystal composition. Ph represents a 1,4-phenylene group.
[0015]
The present invention is a polymerizable liquid crystal composition containing at least one polymerizable liquid crystal compound having two or more saturated carbocycles or saturated heterocycles, and does not include a compound having -Ph-CO- in the composition. An optically anisotropic material for blue light comprising a polymer liquid crystal obtained by polymerizing a polymerizable liquid crystal composition is provided.
[0016]
The present invention is a polymer obtained by polymerizing a polymerizable liquid crystal composition comprising a polymerizable liquid crystal compound represented by formula 3 and formula 4 and not containing a compound having -Ph-CO-. An optically anisotropic material for blue light comprising a molecular liquid crystal is provided.
[0017]
CH₂= CR¹COO-Ph-OCO-Cy-R²... Formula 3
CH₂= CR¹COO-Cy-Cy-R²... Formula 4
The symbols in the formula have the following meanings.
Ph: 1,4-phenylene group.
Cy: trans-1,4-cyclohexylene group.
R¹: A hydrogen atom or a methyl group.
R²: An alkyl group, hydrogen atom, halogen atom or cyano group which may have a substituent.
[0018]
The present invention provides a polymerizable liquid crystal composition for producing the optically anisotropic material for blue light.
The present invention provides a blue light diffraction element having a diffraction grating formed of the blue light optical anisotropic material.
The present invention provides a blue light phase difference plate formed of the blue light optical anisotropic material.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The polymerizable liquid crystal compound in the present invention is a polymerizable liquid crystal compound having a polymerizable functional group and a mesogenic skeleton, and a saturated carbocyclic ring or a saturated heterocyclic ring (hereinafter also collectively referred to as a saturated ring) in the mesogenic skeleton. Contains at least one. Since the saturated ring is less polar than the unsaturated ring, the refractive index and refractive index anisotropy of the polymer liquid crystal obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition containing the polymerizable liquid crystal compound have a saturated ring. It becomes a low value compared with the polymer liquid crystal which is not. Generally, the wavelength dispersion of a polymer liquid crystal having a low refractive index is small. In particular, for short wavelength light such as blue light, the polymer liquid crystal of the present invention has a value smaller than the refractive index of the polymer liquid crystal having no saturated ring. In general, a material having a small refractive index wavelength dispersion has a small increase in light absorption accompanying an increase in refractive index at a short wavelength.
[0020]
The saturated carbocycle is a saturated cyclic compound composed of carbon atoms and hydrogen atoms, and the number of carbon atoms constituting the ring is preferably 3-10. The saturated heterocycle is a saturated cyclic compound composed of a carbon atom, a hydrogen atom, and a heteroatom, and the number of atoms constituting the ring is preferably 3-10. In addition, examples of the hetero atom include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. Examples of the saturated ring include a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a bicyclo [2.2.2] octane ring, a dioxane ring, and the like, and a cyclohexane ring is preferable. Examples of the divalent ring group composed of these rings include the following trans-1,3-cyclopentylene group, trans-1,4-cyclohexylene group, and 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene. Group, trans-1,3-dioxane-2,5-diyl group.
[0021]
[Chemical 1]

[0022]
A liquid crystal compound having a cyclohexane ring and a polymerizable liquid crystal composition containing the compound are preferable because they have a low melting point and a stable liquid crystal phase is easily developed at room temperature.
[0023]
The polymerizable liquid crystal compound having a saturated ring in the present invention is a polymerizable liquid crystal compound having a saturated carbocycle or a saturated heterocycle represented by the following formula 1 (hereinafter also referred to as compound 1 and the same applies in other cases). Is preferred. However, the compound represented by Formula 1 does not include a compound having -Ph-CO-.
[0024]
CH₂= CR¹-X¹-(Y¹)_m-Z¹-(E¹)_p-Z²-E²-Z³-E³-Z⁴-(E⁴)_q-Z⁵-R²... Formula 1
The symbols in the formula have the following meanings.
R¹: A hydrogen atom or a methyl group.
R²: An alkyl group, hydrogen atom, halogen atom or cyano group which may have a substituent.
X¹: Single bond, —COO—, —OCO— or —O—.
Y¹: -CH₂-, -OCH₂CH₂-Or -CH₂CH₂O-.
m: An integer from 0 to 10.
Z¹, Z², Z³, Z⁴, Z⁵: Each independently a single bond, —O—, —OCO—, —COO—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —NH—, —C≡C—, —CH═CH—, —CH₂CH₂-, -N = CH-, -CH = N- or -N = N-.
[0025]
E¹, E², E³, E⁴: Each independently a divalent ring group, and at least one of the existing rings is a saturated carbocyclic ring or a saturated heterocyclic ring. One or more of the hydrogen atoms in the ring may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a methyl group.
p, q: each independently 0 or 1.
[0026]
E¹, E², E³, E⁴Are each independently a divalent ring group, and at least one of the existing rings is a saturated carbocyclic ring or a saturated heterocyclic ring. An existing ring is E when p is 1.¹And if q is 1, then E⁴Including E²And E³Say. One or more of the hydrogen atoms in the ring may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a methyl group.
[0027]
Specific examples of the divalent ring group include a trans-1,3-cyclopentylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group, a 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, and a trans-1 , 3-dioxane-2,5-diyl group, 1,4-phenylene group, 2,6-naphthalenediyl group, 2,5-pyridinediyl group, 2,5-pyrimidinediyl group, 3,6-pyrandiyl group, etc. Is mentioned. Preferably, it is a trans-1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group.
[0028]
When compound 1 has an optionally substituted 1,4-phenylene group, this compound is preferable because it exhibits liquid crystallinity over a wide temperature range. Further, when the hydrogen atom of the divalent ring group of Compound 1 is substituted, the melting point is generally lowered, and particularly when the hydrogen atom is substituted with a fluorine atom, the viscosity is lowered. The substituent can be selected depending on the purpose.
[0029]
Spacer in compound 1 (Y¹)_mThe shorter is preferable because the polymer liquid crystal after polymerization becomes harder and the temperature dependence of the refractive index anisotropy becomes smaller. m = 0, Y¹Is -CH₂-And m = 1-8, or Y¹Is -CH₂CH₂O- and m = 1 to 2 are preferable.
[0030]
Z¹, Z², Z³, Z⁴, Z⁵Are each independently a single bond, —O—, —OCO—, —COO—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —NH—, —C≡C—, —CH═CH—, — CH₂CH₂-, -N = CH-, -CH = N- or -N = N-, among them, a single bond, -O-, -OCO-, -COO-, -CO- or -CH₂CH₂-Is preferable because the refractive index anisotropy becomes small. In particular, a single bond, —O—, —OCO— or —CH₂CH₂-Is preferable because the melting point of the compound 1 and the composition containing it is lowered. A low melting point is preferable because the composition exhibits liquid crystallinity over a wide temperature range.
[0031]
X¹Is a single bond, —COO—, —OCO— or —O—, preferably —COO—.
R¹Is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom.
R²Is an alkyl group which may have a substituent, a hydrogen atom, a halogen atom or a cyano group. Among them, when the hydrogen atom is an alkyl group which may be substituted with a fluorine atom or a chlorine atom, compound 1 Is preferable because it has a low melting point and exhibits liquid crystallinity over a wide temperature range. Furthermore, a polymer liquid crystal obtained by polymerizing a composition containing the compound has a low refractive index anisotropy. Among the alkyl groups, those having 1 to 8 carbon atoms are more preferable.
[0032]
Compound 1 is preferably a compound represented by Formula 2.
H₂= CR¹-X¹-(Y¹)_m-Z¹-E²-Z³-E³-R²... Formula 2
R¹, X¹, Y¹, Z¹, E², Z³, E³, R²Are the same as in the case of Formula 1.
[0033]
As the compound 1, for example, compounds represented by the following formulas 5 and 6 are suitable.
CH₂= CH-COO-E^p-OCO-E^c-R³... Formula 5
CH₂= CH-COO- (CH₂)_n-OE^c-E^c-R³... Formula 6
CH₂= CH-COO-E^C-E^C-R³... Formula 7
E^pIs a 1,4-phenylene group in which one or more hydrogen atoms in the group may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a methyl group, E^cIs a trans-1,4-cyclohexylene group in which one or more hydrogen atoms in the group may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a methyl group, R³Represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 8.
[0034]
E as described below^p, E^cRepresents the same group as above.
Specifically, as Equation 5,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO-Ph-OCO-Cy-C₈H₁₇,
Is preferably exemplified.
[0035]
Specifically, as Equation 6,
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-C₇H₁₅
CH₂= CH-COO-CH₂-O-Cy-Cy-C₈H₁₇
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-C₇H₁₅
CH₂= CH-COO- (CH₂)₂-O-Cy-Cy-C₈H₁₇
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₃-O-Cy-Cy-C₈H₁₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₄-O-Cy-Cy-C₈H₁₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-C₅H₁₀,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-C₆H₁₂,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₅-O-Cy-Cy-C₈H₁₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₆-O-Cy-Cy-C₈H₁₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₇-O-Cy-Cy-C₈H₁₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO- (CH₂)₈-O-Cy-Cy-C₈H₁₇,
Is preferably exemplified.
[0036]
Specifically, as Equation 7,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-CH₃,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-C₂H₅,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-C₃H₇,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-C₄H₉,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-C₅H₁₁,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-C₆H₁₃,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-C₇H₁₅,
CH₂= CH-COO-Cy-Cy-C₈H₁₈,
Is preferably exemplified.
[0037]
The polymerizable liquid crystal composition in the present invention includes, in addition to the compound 1, a polymerizable liquid crystal compound other than the compound 1, a polymerizable non-liquid crystal compound, a non-polymerizable liquid crystal compound, a non-polymerizable non-liquid crystal compound (hereinafter collectively referred to as other It is desirable that a desired composition is obtained by appropriately adding the above compound.
[0038]
The proportion of the polymerizable liquid crystal compound having a saturated ring in the composition is not particularly limited, but is preferably 25 mol% or more. When it is 25 mol% or more, the refractive index anisotropy of the composition becomes small, and the wavelength dispersion of the refractive index becomes small, which is preferable. More preferably, it is 90 mol% or more. Most preferably, the composition comprises only a polymerizable liquid crystal compound having a saturated ring.
[0039]
When another compound is used in combination, the other compound is preferably 75 mol% or less, more preferably 10 mol% or less in the composition. One or two or more other compounds may be used in combination.
[0040]
When a polymerizable non-liquid crystal compound and / or a non-polymerizable non-liquid crystal compound is included, the ratio of the compound in the composition is not particularly limited as long as the composition has liquid crystallinity. Further, when a non-polymerizable liquid crystal compound and / or a non-polymerizable non-liquid crystal compound is included, the ratio of the compound in the composition may be within a range in which the polymer liquid crystal obtained by polymerizing the composition becomes a solid. There is no particular limitation.
[0041]
The polymerizable liquid crystal composition in the present invention desirably exhibits a liquid crystal phase in a wider range, and is adjusted so as to exhibit a liquid crystal phase in a temperature range of −30 to + 150 ° C., more preferably −10 to + 120 ° C. preferable.
[0042]
The composition of the polymerizable liquid crystal composition in the present invention is preferably adjusted so that the molar extinction coefficient thereof is 5 or less at a wavelength of 340 nm, and further 0.1 or less at 405 nm.
[0043]
The polymer liquid crystal in the present invention is obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition. Examples of the polymerization method include a photopolymerization method and a thermal polymerization method, and the photopolymerization method is preferable. In the photopolymerization method, it is preferable to polymerize the polymerizable liquid crystal composition in an aligned state. In the case of photopolymerization, the polymerization can be efficiently carried out by using a photopolymerization initiator. The photopolymerization initiator is not particularly limited, but acetophenones, benzophenones, benzoins, benzyls, Michler ketones, benzoin alkyl ethers, benzyl dimethyl ketals, thioxanthones and the like can be preferably used. The photopolymerization initiator can be used alone or in combination of two or more. 0.1-10 mass% is preferable with respect to a composition, and, as for the usage-amount of this photoinitiator, 0.3-2 mass% is especially preferable.
[0044]
Examples of light used for photopolymerization include ultraviolet light and visible light. At this time, glass, plastic or the like can be used as a support for the polymerizable liquid crystal composition. An orientation treatment is applied to the surface of the support. In the orientation treatment, the support surface may be directly rubbed with natural fibers such as cotton and wool, synthetic fibers such as nylon and polyester, etc., and after applying polyimide, polyamide or the like, the coated surface is rubbed with the above fibers or the like. May be. Next, spacers such as glass beads are arranged on the surface of the support, and a plurality of supports are opposed to each other at a desired interval, and the polymerizable liquid crystal composition according to the present invention is injected and filled between the supports. .
[0045]
In order to polymerize the polymerizable liquid crystal composition in an aligned state, it is preferable to keep the composition in a liquid crystal state during polymerization. In order to maintain the liquid crystal state, the ambient temperature is set to the melting point T_mTo nematic to isotropic phase transition point T_cShould be in the range. But T_cSince the refractive index anisotropy is extremely small at temperatures close to, the upper limit of the ambient temperature is (T_c−10) It is more preferable that the temperature is not higher than C.
[0046]
The polymer liquid crystal of the present invention has an ordinary refractive index of 1.6 or less in light having a wavelength of 400 to 450 nm. When the wavelength of light to be used is 450 nm or less, there is little rapid change in refractive index, and molar extinction coefficient. Is preferable because of a small material.
[0047]
The polymer liquid crystal of the present invention may be used while being sandwiched between supports, or may be used after being peeled off from the support.
[0048]
When the polymerizable liquid crystal composition is polymerized without being aligned, the obtained polymer liquid crystal is aligned, and a diffractive element is produced from the aligned polymer liquid crystal. For example, a polymer liquid crystal solution can be applied to the surface of an alignment-treated support and dried to form a coating film composed of the aligned polymer liquid crystal.
[0049]
The polymer liquid crystal thus produced becomes the optically anisotropic material for blue light of the present invention. A phase difference plate and a blue light diffraction element can be produced using the optically anisotropic material for blue light of the present invention. An example of the blue light diffraction element is a polarization hologram element. If this polarization hologram element is used in an optical head having a blue light source, a blue light source optical head with high light utilization efficiency can be produced.
[0050]
【Example】
[Example 1: Preparation of liquid crystal composition containing compound 1]
4- (trans-4′-n-propylcyclohexyl) cyclohexyl acrylate (compound 8 below, also referred to as A1), 4- (trans-4′-n-pentylcyclohexyl) cyclohexyl acrylate (compound 9 below, hereinafter referred to as A2) ), 4- (trans-4′-n-propylcyclohexylcarbonyloxy) phenyl acrylate (compound 10, hereinafter also referred to as A3), 4- (trans-4′-n-pentylcyclohexylcarbonyloxy) phenyl acrylate (The following compound 11, hereinafter also referred to as A4) was used to prepare a composition B1. The composition ratio of the composition B1 was A1: A2: A3: A4 = 0.25: 0.25: 0.25: 0.25 in terms of molar ratio.
CH₂= CHCOO-Cy-Cy-C₃H₇... Formula 8
CH₂= CHCOO-Cy-Cy-C₅H₁₁... Equation 9
CH₂= CHCOO-Ph-OCO-Cy-C₃H₇... Formula 10
CH₂= CHCOO-Ph-OCO-Cy-C₅H₁₁... Formula 11
This composition B1 is a nematic liquid crystal at room temperature, and T_cWas 89 ° C. In addition, the refractive index anisotropy Δn of the composition B1 with light having a wavelength of 589 nm at 60 ° C. was 0.0736.
[0051]
[Example 2: Production of polymer liquid crystal (retardation plate)]
A polyimide solution as an orientation agent was applied to a 5 cm × 5 cm × 0.5 mm glass plate with a spin coater and dried, and then rubbed in a certain direction with a nylon cloth to prepare a support. A cell 1 was produced by bonding two substrates using an adhesive so that the aligned surfaces face each other. At that time, glass beads were mixed into the adhesive, and the spacing between the supports was adjusted to 3 μm.
[0052]
A composition obtained by adding 0.2% by mass of the photopolymerization initiator “Irgacure 907 (manufactured by Ciba Geigy)” to the composition B1 of Example 1 was injected into the cell 1 at 70 ° C. Next, 80 mW / cm at 30 ° C.²UV light with an intensity of 5300 mJ / cm²The polymer liquid crystal D1 (retardation plate) was produced. The refractive index at each wavelength of the polymer liquid crystal D1 is shown in Table 1.
[0053]
[Table 1]

[0054]
For D1, integrated exposure energy 1800 mW · hour / mm at a temperature of 25 ° C. using a Kr laser (wavelength: 407 nm, 413 nm multimode)²After performing the blue light exposure acceleration test, the refractive index anisotropy Δn of D1 was measured. The decrease in Δn after the test with respect to Δn before the blue light exposure acceleration test was less than 1%, and D1 was confirmed to be excellent in durability against blue light.
[0055]
[Example 3: Preparation of liquid crystal composition containing compound 1 and preparation of polymer liquid crystal (retardation plate)]
Composition B2 was prepared using Compound 8, Compound 9, Compound 10, and Compound 11. The composition ratio of the composition B2 was A1: A2: A3: A4 = 0.4: 0.4: 0.1; 0.1 in terms of molar ratio. Composition B2 is a nematic liquid crystal at room temperature, and T_cWas 91.7 ° C.
[0056]
A polymer liquid crystal D2 (retardation plate) was produced in the same manner as in Example 2 except that the composition B2 was used. The refractive index anisotropy Δn of the polymer liquid crystal D2 with light having a wavelength of 589 nm at 30 ° C. was 0.0164.
[0057]
For D2, using Kr laser (wavelength: 407 nm, multimode of 413 nm) at a temperature of 25 ° C., integrated exposure energy of 1800 mW · hour / mm²After performing the blue light exposure acceleration test, the refractive index anisotropy Δn of D2 was measured. The decrease in Δn after the test with respect to Δn before the blue light exposure acceleration test was less than 1%, and D2 was confirmed to be excellent in durability against blue light.
[0058]
[Example 4: Preparation of liquid crystal composition containing compound 1 and preparation of polymer liquid crystal (phase difference)]
Composition B3 was prepared using Compound 8, Compound 9, Compound 10, and Compound 11. The composition ratio of composition B3 was A1: A2: A3: A4 = 0.1: 0.1: 0.4; 0.4 in molar ratio. Composition B3 is a nematic liquid crystal at room temperature, and T_cWas 92.5 ° C.
[0059]
A polymer liquid crystal D3 (retardation plate) was produced in the same manner as in Example 2 except that the composition B3 was used. The refractive index anisotropy Δn of the polymer liquid crystal D3 with light having a wavelength of 589 nm at 30 ° C. was 0.0398.
[0060]
For D3, integrated exposure energy of 1800 mW · hour / mm at a temperature of 25 ° C. using a Kr laser (multimode of wavelengths: 407 nm and 413 nm)²After performing the blue light exposure acceleration test, the refractive index anisotropy Δn of D3 was measured. The decrease in Δn after the test with respect to Δn before the blue light exposure accelerated test was less than 1%, and D3 was confirmed to be excellent in durability against blue light.
[0061]
[Example 5 (comparative example)]
4- (4′-n-butylphenylcarbonyloxy) phenyl acrylate (compound 12 below, also referred to as A5), 4- (4′-n-pentylphenylcarbonyloxy) phenyl acrylate (compound 13 below, hereinafter referred to as A6) ), 4- (4′-n-hexylphenylcarbonyloxy) phenyl acrylate (compound 14 below, also referred to as A7), 4- (trans-4′-n-pentylcyclohexylcarbonyloxy) phenyl acrylate (following Compound B4 was prepared using Compound 15, hereinafter also referred to as A8). The composition ratio of the composition B4 was A5: A6: A7: A8 = 0.25: 0.25: 0.25: 0.25 in molar ratio.
CH₂= CHCOOPh-OCO-Ph-C₄H₉ ... Formula 12
CH₂= CHCOOPh-OCO-Ph-C₅H₁₁... Formula 13
CH₂= CHCOOPh-OCO-Ph-C₆H₁₃... Formula 14
CH₂= CHCOOPh-OCO-Cy-C₅H₁₁... Formula 15
This composition B4 is a nematic liquid crystal at room temperature, and T_cWas 68.5 ° C.
[0062]
A polymer liquid crystal D4 (retardation plate) was produced in the same manner as in Example 2 except that the composition B4 was used. The refractive index anisotropy Δn of the polymer liquid crystal D4 with light having a wavelength of 589 nm at 30 ° C. was 0.0520.
[0063]
For D4, integrated exposure energy of 1800 mW · hour / mm at a temperature of 25 ° C. using a Kr laser (wavelength: 407 nm, multimode of 413 nm)²After performing the blue light exposure acceleration test, the refractive index anisotropy Δn of D4 was measured. The decrease in Δn after the test with respect to Δn before the blue light exposure acceleration test was reduced by 10%, and the retardation plate composed of D4 had a durability that could not be put into practical use.
[0064]
[Example 6: Application to diffraction element and optical head]
After applying polyimide as an aligning agent to a 5 cm × 5 cm × 0.5 mm glass plate with a spin coater and drying, the substrate was rubbed in a certain direction with a nylon cloth to prepare a support. The two substrates were bonded using an adhesive so that the orientation-treated surfaces face each other, thereby producing a cell 2. At that time, glass beads were mixed in the adhesive, and the interval between the supports was adjusted to 3 μm.
[0065]
A composition obtained by adding 0.2% by mass of the photopolymerization initiator “Irgacure 907 (manufactured by Ciba Geigy)” to the composition B1 of Example 1 was injected into the cell 2 at 70 ° C. Next, the polymer liquid crystal D1 was produced by irradiating ultraviolet rays at 25 ° C. and performing photopolymerization. And after peeling off one support body from the polymer liquid crystal D1, the grating | lattice of the polymer liquid crystal D1 was formed by the etching. Subsequently, the concave portions of the grating were filled with a transparent filler (enthiol-based compound) having a refractive index that coincided with the ordinary light refractive index of the polymer liquid crystal D1 at a wavelength of 405 nm, thereby producing a blue light diffraction element, that is, a blue light polarization hologram D5.
[0066]
With respect to the produced polarization hologram for blue light, the accumulated exposure energy is 1800 mW · hour / mm at a temperature of 25 ° C. using a Kr laser (wavelength: 407 nm, multimode of 413 nm).²When the blue light exposure acceleration test was conducted, the blue light polarization hologram before and after the test was hardly observed in the 0th-order transmittance and the return path ± 1st-order diffraction efficiency in the forward path, and was excellent in blue resistance. It was confirmed.
[0067]
【The invention's effect】
The optically anisotropic material of the present invention has a high durability against blue light. Therefore, the present invention is suitable as a component such as an optical head using a blue light source such as a blue light phase difference plate and a blue light diffraction element.

Claims

A polymerizable liquid crystal composition comprising at least one polymerizable liquid crystal compound having a saturated carbocycle or a saturated heterocycle, and not containing a compound having -Ph-CO- An optically anisotropic material for blue light comprising a polymer liquid crystal obtained by polymerizing the above. Ph represents a 1,4-phenylene group.

The optically anisotropic material for blue light according to claim 1, wherein the polymerizable liquid crystal compound having a saturated carbocyclic ring or a saturated heterocyclic ring is a polymerizable liquid crystal compound represented by Formula 1.
_{^{^{^{CH 2 = CR 1 -X 1 -}}}} (Y 1) m -Z 1 - (E 1) p -Z 2 -E 2 -Z 3 -E 3 -Z 4 - (E 4) q -Z 5 -R 2 ... Formula 1
(However, compounds containing -Ph-CO- are excluded.)
The symbols in the formula have the following meanings.
R ¹ : a hydrogen atom or a methyl group.
R ² : an alkyl group which may have a substituent, a hydrogen atom, a halogen atom or a cyano group.
X ¹ : single bond, —COO—, —OCO— or —O—.
Y ¹ : —CH ₂ —, —OCH ₂ CH ₂ — or —CH ₂ CH ₂ O—.
m: An integer from 0 to 10.
Z ¹ , Z ² , Z ³ , Z ⁴ , Z ⁵ : each independently a single bond, —O—, —OCO—, —COO—, —CO—, —CONH—, —NHCO—, —NH— , —C≡C—, —CH═CH—, —CH ₂ CH ₂ —, —N═CH—, —CH═N— or —N═N—.
E ¹ , E ² , E ³ , E ⁴ are each independently a divalent ring group, and at least one of the existing rings is a saturated carbocyclic ring or a saturated heterocyclic ring. One or more of the hydrogen atoms in the ring may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a methyl group.
p, q: each independently 0 or 1.

One or more of the saturated rings in which E ¹ , E ² , E ³ , and E ⁴ are present may be trans-1,4 in which one or more of the hydrogen atoms may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom, or a methyl group The optically anisotropic material for blue light according to claim 2, which is a -cyclohexylene group.

The optically anisotropic material for blue light according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymerizable liquid crystal compound having a saturated carbocyclic ring or a saturated heterocyclic ring is a compound represented by Formula 2.
_{^{^{^{CH 2 = CR 1 -X 1 -}}}} (Y 1) m -Z 1 -E 2 -Z 3 -E 3 -R 2 ··· Equation 2
(However, the compound containing -Ph-CO- is excluded.)
R ¹ , X ¹ , Y ¹ , Z ¹ , Z ³ , and R ² are the same as those in Formula 1. E ² and E ³ are each independently a divalent ring group, and one or more of the hydrogen atoms in the ring may be substituted with a fluorine atom, a chlorine atom or a methyl group. m is an integer of 0-8.

A polymerizable liquid crystal composition comprising at least one polymerizable liquid crystal compound having two or more saturated carbocycles or saturated heterocycles, wherein the composition does not contain a compound having -Ph-CO-. An optically anisotropic material for blue light comprising a polymer liquid crystal obtained by polymerizing a polymerizable liquid crystal composition. Ph represents a 1,4-phenylene group.

It consists of a polymer liquid crystal obtained by polymerizing a polymerizable liquid crystal composition characterized in that it contains a polymerizable liquid crystal compound represented by formula 3 and formula 4 and does not contain a compound having -Ph-CO-. Optically anisotropic material for blue light. Ph represents a 1,4-phenylene group.
_{^{CH 2 = CR 1 COO-Ph}} -OCO-Cy-R 2 ··· Equation 3
_{^{CH 2 = CR 1 COO-Cy}} -Cy-R 2 ··· Equation 4
The symbols in the formula have the following meanings.
Ph: 1,4-phenylene group.
Cy: trans-1,4-cyclohexylene group.
R ¹ : a hydrogen atom or a methyl group.
R ² : an alkyl group which may have a substituent, a hydrogen atom, a halogen atom or a cyano group.

The blue light optics according to any one of claims 1 to 6, wherein the polymer liquid crystal is obtained by polymerizing by irradiating ultraviolet light or visible light with the polymerizable liquid crystal composition aligned. Anisotropic material.

The optically anisotropic material for blue light according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymer liquid crystal is a polymer liquid crystal having an ordinary refractive index of 1.6 or less in light having a wavelength of 400 to 450 nm.

The polymerizable liquid crystal composition according to claim 1, for producing the optically anisotropic material for blue light according to claim 1.

A blue light diffraction element having a diffraction grating formed of the optically anisotropic material for blue light according to claim 1.

A phase difference plate for blue light formed of the optically anisotropic material for blue light according to claim 1.