KR20110027653A - 액정성 화합물, 중합성 액정성 조성물, 광학 이방성 재료, 광학 소자 및 광정보 기록 재생 장치 - Google Patents

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사토시 오카다
마코토 하세가와
히로시 구마이
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

내광성이 양호한 액정성 화합물, 중합성 액정성 조성물 및 광학 이방성 재료를 제공한다. 또, 내광성이 양호한 광학 소자와, 이것을 사용한 광정보 기록 재생 장치를 제공한다. 액정성 화합물은 일반식 CH2=CR1-COO-(L)k-E1-E2-(E3)m-R2 로 나타내어진다. E1 은 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고, E2 는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기인 것이 바람직하다. 이 화합물을 사용하여 제조된 위상차판 (4) 은 내광성이 양호하기 때문에, 광원 (1) 에 청색 레이저를 사용하여 대용량화에 적합한 광헤드 장치로 할 수 있다.

Description

액정성 화합물, 중합성 액정성 조성물, 광학 이방성 재료, 광학 소자 및 광정보 기록 재생 장치{LIQUID CRYSTAL COMPOUND, POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, OPTICALLY ANISOTROPIC MATERIAL, OPTICAL ELEMENT AND OPTICAL INFORMATION RECORDING/PLAYBACK DEVICE}
본 발명은 액정성 화합물, 중합성 액정성 조성물, 광학 이방성 재료, 광학 소자 및 광정보 기록 재생 장치에 관한 것이다.
CD (Compact Disk) 및 DVD (Digital Versatile Disk) 등의 광디스크의 표면에는 피트라고 하는 요철이 형성되어 있다.
광헤드 장치는 광디스크에 레이저광을 조사하고, 그 반사광을 검출함으로써 피트에 기록된 정보를 판독할 수 있는 장치이다.
예를 들어, 광원으로부터 출사된 직선 편광은, 빔 스플리터, 콜리메이터 렌즈, 위상차판 및 대물 렌즈를 경유하여 광디스크의 정보 기록면에 도달한다. 여기에서, 왕로 (往路) 의 직선 편광은 빔 스플리터를 그대로 투과한 후, 위상차판에 의해 원 편광으로 변환된다.
이 원 편광은 광디스크의 정보 기록면에서 반사되어 역회전하는 원 편광이 된 후, 왕로와는 반대로 대물 렌즈, 위상차판 및 콜리메이터 렌즈의 순서로 복로 (復路) 를 따라간다. 그리고, 복로의 위상차판에 의해 입사 전과 직교하는 직선 편광으로 변환된다. 이로써, 복로의 광은 직선 편광의 방향이 왕로의 광과는 90 도 어긋나, 빔 스플리터를 통과할 때에 진행 방향이 90 도 휘어 광검출기에 도달하는 구조로 되어 있다.
광헤드 장치에서는 정보의 판독이나 기록시에 광디스크에 면흔들림 등이 발생하면, 빔 스폿의 포커스 위치가 기록면으로부터 어긋나기 때문에, 이것을 검출하고 보정하여 빔 스폿을 기록면 상의 요철 피트에 추종하게 하는 서보 기구가 필요해진다. 이러한 기구는 레이저 광원에 의해 조사된 빔 스폿의 초점을 기록면 상에 맞춰 트랙 위치를 검출하여, 목적으로 하는 트랙을 추종하도록 구성된다. 또, 광헤드 장치에서는 기록면 상에서 피트에 닿지 않고 반사된 레이저광이 그대로 광원까지 되돌아오지 않게 할 필요도 있다.
이러한 점에서, 광헤드 장치에는 광원으로부터의 레이저광을 변조 (편광, 회절, 위상 조정 등) 시키는 광학 소자가 필요해진다. 예를 들어, 상기 위상차판은, 위상차판의 광축과 입사광의 위상면이 이루는 각도에 의해 입사광에 상이한 굴절률을 부여하고, 또한 복굴절에 의해 생기는 2 성분의 광의 위상을 어긋나게 하는 효과를 가지고 있다. 위상이 어긋난 2 개의 광은, 위상차판으로부터 출사될 때에 합성된다. 위상이 어긋나는 크기는 위상차판의 두께에 의해 정해지기 때문에, 두께를 조절함으로써 위상을 π/2 만큼 어긋나게 하는 1/4 파장판, π 어긋나게 하는 1/2 파장판 등이 제조된다. 예를 들어, 1/4 파장판을 통과한 직선 편광은 원 편광이 되지만, 1/2 파장판을 통과한 직선 편광은, 편광면이 90 도 기울어진 직선 편광이 된다. 이와 같은 성질을 이용하여 복수의 광학 소자를 조합함으로써 상기 서보 기구가 구성된다. 또, 기록면 상에서 피트에 닿지 않고 반사된 레이저광이 그대로 광원까지 되돌아오지 않게 할 때에도 상기 광학 소자가 이용되고 있다.
상기 광학 소자는 액정 재료를 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 중합성 관능기를 갖는 액정 분자는, 중합성 모노머로서의 성질과 액정으로서의 성질을 겸비한다. 따라서, 중합성 관능기를 갖는 액정 분자를 배향시킨 후에 중합시키면, 액정 분자의 배향이 고정된 광학 이방성 재료가 얻어진다. 광학 이방성 재료는, 메소겐 골격에서 유래되는 굴절률 이방성 등의 광학 이방성을 갖기 때문에, 이 성질을 이용하여 회절 소자나 위상차판 등이 제조된다. 광학 이방성 재료로는, 예를 들어 특허문헌 1 에 CH2=CH-COO-Ph-OCO-Cy-Z (Z : 알킬기) 로 나타내어지는 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 중합하여 이루어지는 광학 이방성 재료가 개시되어 있다.
그런데, 상기 서술한 광학 소자에는, 일반적으로 다음과 같은 특성이 요구된다.
1) 사용 파장이나 용도에 따라 적정한 리타데이션값 (Rd 값) 을 갖고 있을 것.
2) 면내의 광학 특성 (Rd 값, 투과율 등) 이 균일할 것.
3) 사용 파장에 있어서, 산란이나 흡수가 거의 없을 것.
4) 소자를 구성하는 다른 재료와 광학 특성을 맞추기 쉬울 것.
5) 사용 파장에 있어서, 굴절률이나 굴절률 이방성의 파장 분산이 작을 것.
특히, 1) 의 적정한 Rd 값을 갖는 것은 중요하다. 여기에서, Rd 값은 굴절률 이방성 (Δn) 과 광의 전파 방향의 두께 (d) 를 이용하여 Rd = Δn × d 의 관계에 의해 정해지는 값이다. 원하는 Rd 값을 얻고자 한 경우, 광학 소자를 형성하는 액정 재료의 Δn 이 작으면, 두께 (d) 를 크게 할 필요가 생긴다. 그러나, 두께 (d) 가 커지면 액정이 배향되기 어려워지기 때문에, 원하는 광학 특성을 얻기 곤란해진다. 한편, Δn 이 크면 두께 (d) 를 작게 할 필요가 생기지만, 그 경우에는 정밀한 두께 제어가 곤란해진다. 따라서, 액정 재료에서는 적정한 Δn 값을 갖는 것이 매우 중요해진다.
최근, 광디스크의 대용량화를 도모하기 위해, 정보의 기록이나 판독에 사용하는 레이저광을 단파장화하여 광디스크 상의 요철 피트의 사이즈를 보다 작게 하는 것이 진행되고 있다. 예를 들어, CD 에서는 파장 780 ㎚, DVD 에서는 파장 650 ㎚, BD (Blue-ray Disk) 나 HDDVD (High-Definition Digital Versatile Disk) 에서는 파장 405 ㎚ 의 레이저광이 사용되고 있다.
차세대 광기록 미디어에서는 더욱 단파장화되는 것도 생각해 볼 수 있어, 파장 300 ∼ 450 ㎚ 의 레이저광 (이하, 청색 레이저광이라고도 기재한다) 의 사용은 앞으로 더욱더 증가하는 경향에 있다. 그러나, 특허문헌 1 에 기재된 광학 이방성 재료에서는, 청색 레이저광에 대한 내성이 충분하지 않았다.
예를 들어, 청색 레이저광을 광원으로 하는 광헤드 장치에 액정을 사용하여 제조된 위상차판을 배치하면, 시간의 경과에 수반하여 수차가 발생하거나, 투과율이 저하되거나, Rd 값이 변동되거나 하는 경우가 있다. 이것은 청색 레이저광에 노출됨으로써 위상차판의 구성 재료에 데미지가 발생했기 때문인 것으로 생각할 수 있다. 수차가 발생하면, 광원으로부터 출사되어 콜리메이터 렌즈나 위상차판을 통과한 광 (광속) 이, 대물 렌즈를 통과하여 기록 매체의 표면에 도달했을 때에 1 점으로 결상할 수 없게 된다. 그러면, 광의 이용 효율이 저하되어, 정보의 판독이나 기록의 효율이 저하된다. 또, 투과율이 저하되면, 기록 매체의 표면이나 광검출기에 도달하는 광의 강도가 약해져, 상기와 마찬가지로, 정보의 판독이나 기록의 효율이 저하된다. 또한, Rd 값이 변동되면, 예를 들어 파장판에서는 원하는 타원율 또는 직선 편광의 소광비 (消光比) 를 유지할 수 없게 된다. 그 결과, 광헤드 장치로서 기능하지 않게 될 우려가 생긴다.
그런데, 통상적으로 광학 소자를 소형화, 고효율화하려면, 높은 굴절률 이방성을 갖는 재료가 필요해진다. 일반적으로, 높은 굴절률 이방성을 갖는 재료는 높은 굴절률을 갖지만, 고굴절률 재료는 굴절률의 파장 분산이 크기 때문에, 단파장광에 대한 흡수가 크다 (즉, 재료의 몰 흡광 계수가 크다) 는 경향을 갖는다. 이 때문에, 종래의 고굴절률 재료에는 청색 레이저광과 같은 단파장광에 대한 내성이 낮다는 문제가 있었다.
내광성의 향상을 도모하려면, 재료의 몰 흡광 계수를 작게 하는 것이 바람직하고, 예를 들어 전체 지환 구조 등의 방향 고리를 함유하지 않는 구조의 화합물로 하는 것을 생각해 볼 수 있다. 그러나, 전체 지환형 액정 모노머는, 일반적으로 Δn 이 작고, 폴리머로 함으로써 Δn 이 더욱 작아지거나 혹은 등방성이 되거나 하여 원하는 액정성을 얻기 어려워진다는 문제가 있었다.
예를 들어, 하기의 2 개의 전체 지환형 액정 모노머는, 광학적 이방성 (복굴절성) 을 발현시키지만, 중합에 의해 등방성 폴리머가 된다.
CH2=CH-COO-Cy-Cy-C3H7
CH2=CH-COO-Cy-Cy-C5H11
이 때문에, 이방성 폴리머로 하려면, 다른 화합물과 혼합할 필요가 있다. 그러나, 상기 모노머의 광학적 이방성을 나타내는 온도 범위는 넓지는 않아, 다른 화합물과 혼합해도 원하는 액정성을 갖는 조성물로 하기 곤란했다.
일본 공개특허공보 2004-263037호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, 파장 300 ㎚ ∼ 450 ㎚ 의 레이저광을 변조시키는 광학 소자에는, 이 파장대의 광에 노출되어도 열화가 적고 내구성이 우수하며, 또한 액정성도 우수한 광학 이방성 재료가 요구되고 있다. 그리고, 이러한 이방성 재료에는 액정성 화합물의 구조가 매우 중요해진다. 그래서, 본 발명은 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호하고, 중합 후에 원하는 액정성이 얻어지는 액정성 화합물과, 이 액정성 화합물을 함유하는 중합성 액정성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호한 광학 이방성 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호한 광학 소자와, 이것을 사용한 광정보 기록 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은, 이하의 기재로부터 분명해질 것이다.
본 발명의 제 1 양태는, 하기 식 (1) 로 나타내어지고,
CH2=CR1-COO-(L)k-E1-E2-(E3)m-R2 (1)
R1 은 수소 원자 또는 메틸기이고,
R2 는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기 또는 불소 원자이고, 알킬기의 경우에는, 탄소 탄소 결합 간 또는 고리기와 결합되는 말단에 에테르 결합성의 산소 원자를 갖고 있어도 되고, 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환되어 있어도 되고,
k 는 0 또는 1 이고,
L 은 -(CH2)pCOO-, -(CH2)qOCO-, -(CH2)rO- 또는 -(CH2)s- 이고 (단, p, q, r, s 는 각각 독립적으로 1 ∼ 8 의 정수),
E1, E2 는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고, 또한 E1 및 E2 중 적어도 일방은 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고 (단, E1, E2 에 있어서의 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 및 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기는, 이들 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 불소 원자 또는 메틸기로 치환되어 있어도 된다),
E3 은 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기이고 (단, E3 에 있어서의 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 및 1,4-페닐렌기는, 그 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 불소 원자 또는 메틸기로 치환되어 있어도 된다),
m 은 0 또는 1 인 것을 특징으로 하는 액정성 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 제 1 양태에서는, E1 이 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고,
E2 가 트랜스-1,4-시클로헥실렌기인 것이 바람직하다.
하기 식 (1A) 로 나타내어지고,
[화학식 1]
Figure pct00001
R1 은 수소 원자이고, R2 는 탄소수 2 ∼ 6 의 직사슬 알킬기 또는 불소 원자인 것이 바람직하다.
또한, k 가 1 이고, L 이 -(CH2)pCOO- 또는 -(CH2)qOCO- 인 것이 바람직하고, 특히 L 이 -(CH2)pCOO- 이고, p 가 2 ∼ 4 의 정수인 것이 바람직하다.
또, k 가 0 인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 양태는, 본 발명의 제 1 양태의 액정성 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 중합성 액정성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제 3 양태는, 본 발명의 제 2 양태의 중합성 액정성 조성물의 중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 이방성 재료에 관한 것이다.
본 발명의 제 4 양태는, 본 발명의 제 3 양태의 광학 이방성 재료를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 소자에 관한 것이다.
본 발명의 제 5 양태는, 광기록 매체에 정보를 기록하고, 및/또는 광기록 매체에 기록된 정보를 재생시키는 광정보 기록 재생 장치로서,
본 발명의 제 4 양태의 광학 소자를 갖는 것을 특징으로 하는 광정보 기록 재생 장치에 관한 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호하고, 중합 후에 원하는 액정성이 얻어지는 액정성 화합물로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호하고, 중합 후에 원하는 액정성이 얻어지는 중합성 액정성 조성물로 할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호한 광학 이방성 재료로 할 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호한 광학 소자로 할 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 대용량화에 적합한 광정보 기록 재생 장치로 할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 화합물 (1A-1b) 의 IR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 화합물 (1A-1a) 의 IR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 화합물 (1A-2-2b) 의 IR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 화합물 (1A-2-2a) 의 IR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 화합물 (1A-2-3a) 의 IR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 화합물 (1A-2-3b) 의 IR 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 실시형태의 광정보 기록 재생 장치의 구성도이다.
발명을 실시하기 위한 형태
지금까지 전체 지환형 화합물의 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기에 의해 치환하면 액정성이 향상된다는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 2 (일본 공개특허공보 소57-130929호), 특허문헌 3 (일본 공개특허공보 2001-002619호) 및 비특허문헌 1 (Chimia, 1982 년, 제 36 권, p.460-462) 에는 트랜스-2,6-디 치환 트랜스데카하이드로나프탈렌 유도체에 대하여 보고되어 있다. 그러나, 이와 같은 화합물은 모두 비중합성의 액정성 화합물이다.
그래서, 본 발명자는 예의 연구한 결과, 하기 식 (1) 로 나타내어지는 화합물이라면 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호하고, 중합 후에 원하는 액정성이 얻어진다는 것을 알아냈다. 식 (1) 에 있어서, E1, E2 는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고, 또한 E1 및 E2 중 적어도 일방은 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이다.
CH2=CR1-COO-(L)k-E1-E2-(E3)m-R2 (1)
이하, 본 발명의 액정성 화합물에 대하여 설명한다. 또한, 본 명세서에서는, 식 (1) 로 나타내어지는 화합물을 액정성 화합물 (1) 이라고도 기재한다. 다른 화합물에 대해서도 마찬가지로 한다. 또, 본 명세서에 있어서의 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 및 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기는, 이들 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 기에 의해 치환되지 않은 무치환기여도 되고, 이들 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 불소 원자 또는 메틸기에 의해 치환되어 있어도 된다. 또, 알킬기에 구조 이성(異性)기가 존재하는 경우, 그 모든 기가 포함되는 것으로 한다. 단, 본 발명에서는 직사슬 알킬기로 하는 것이 바람직하다. 또한, 본 명세서에서는 액정성과 중합성을 아울러 갖는 화합물을 중합성 액정이라고 한다. 또, 파장을 기재할 때에는, 이 파장을 중심으로 ±2 ㎚ 의 범위까지를 포함하는 것으로 하고, 굴절률 이방성은 Δn 으로 약기한다.
본 발명의 액정성 화합물은, 상기 식 (1) 로 나타내어지는 화합물이다. 액정성 화합물 (1) 은 중합성과 액정성을 아울러 갖고 있다.
액정성 화합물 (1) 에 있어서, R1 은 수소 원자 또는 메틸기인데, 수소 원자인 것이 바람직하다. R1 이 수소 원자이면, 후술하는 액정성 화합물 (1) 을 함유하는 중합성 액정성 조성물을 광중합시켜 광학 이방성 재료를 얻을 때에 중합을 신속하게 진행시킬 수 있다. 또, 이 광학 이방성 재료를 갖는 광학 소자의 특성이 온도 등의 외부 환경의 영향을 잘 받지 않게 되어, 광학 소자의 면내에서의 리타데이션의 편차가 작아진다는 이점도 있다.
R2 는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기 또는 불소 원자이다. R2 를 이와 같은 기로 함으로써 액정성 화합물 (1) 을 함유하는 중합성 액정성 조성물의 융점 (Tm : 결정상-네마틱상의 상 전이점) 을 낮게 할 수 있다. 특히, R2 는 탄소수 2 ∼ 6 의 알킬기 또는 불소 원자인 것이 바람직하다. 또한, 액정성 화합물 (1) 이 액정성을 나타내는 온도 범위를 넓게 할 수 있기 때문에, R2 가 알킬기인 경우에는, 직사슬 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.
액정성 화합물 (1) 에 있어서, k 는 0 또는 1 이다.
액정성 화합물 (1) 에 있어서, L 은 -(CH2)pCOO-, -(CH2)qOCO-, -(CH2)rO- 또는 -(CH2)s- 이고, 특히 -(CH2)pCOO- 인 것이 바람직하다.
일반적으로, 중합성 액정을 중합시키면, 중합 전후에서 Δn 의 값이 저하되는 경향이 있다. 그러나, L 이 -(CH2)pCOO-, -(CH2)qOCO-, -(CH2)rO- 및 -(CH2)s- 등의 폴리메틸렌기를 갖는 기인 경우에는, 중합 전후에 있어서의 Δn 값의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 중합 전의 액정성 확보라는 점에서, p, q, r 및 s 는 각각 독립적으로 2 ∼ 4 의 정수인 것이 바람직하다.
액정성 화합물 (1) 에 있어서, E1, E2 는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이다. 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기에 비해 점도가 높기 때문에, 액정성 화합물 (1) 이 갖는 고리기의 수는 3 개 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, E1 및 E2 중 일방이 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고, 타방이 트랜스-1,4-시클로헥실렌기인 것이 바람직하다. 이로써, 액정성 화합물 (1) 을 함유하는 중합성 액정성 조성물을 셀에 주입했을 경우 혹은 이 조성물을 기판 상에 유연 (流延) 시켰을 경우에 균일한 두께의 막을 형성할 수 있다.
또한, 상기의 경우에 있어서, 중합 후의 광학 이방성 재료의 안정성이 높아지기 때문에, 중합 후의 아크릴 주사슬에 가까운 위치에 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기가 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, E1 이 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고, E2 가 트랜스-1,4-시클로헥실렌기인 경우가, E1 이 트랜스-1,4-시클로헥실렌기이고, E2 가 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기인 경우에 비해 바람직하다.
액정성 화합물 (1) 은 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기를 갖고, 바람직하게는 추가로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기를 갖는다. 따라서, 액정성 화합물 (1) 은 청색 레이저광의 파장역에 있어서의 몰 흡광 계수가 작아져, 청색 레이저광에 대한 내광성이 높아진다. 이 때문에, 액정성 화합물 (1) 을 사용한 중합성 액정성 조성물로부터 얻어지는 광학 이방성 재료는, 청색 레이저광에 대해 충분한 내구성을 갖게 된다.
상기한 바와 같이, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기에 폴리메틸렌기를 갖는 구조가 결합시킴으로써, 중합 전후에서의 Δn 의 값의 저하를 억제할 수 있다.
그런데, 폴리메틸렌기를 갖는 중합성 액정은, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기가 직접 메소겐에 결합된 중합성 액정에 비해 중합 전의 모노머의 액정성이 저감되어 버리는 것이 알려져 있다. 그러나, 액정성 화합물 (1) 은, 액정성이 큰 트랜스-2,6-트랜스데카하이드로나프탈렌기를 갖기 때문에, 폴리메틸렌기를 갖는 구조를 도입해도 중합 전의 모노머로 큰 액정성을 유지할 수 있게 된다. 한편, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기가 직접 메소겐에 결합된 중합성 액정은, 상기와 같이, 폴리메틸렌기를 갖는 구조에 비해 중합 전의 모노머의 액정성이 크기 때문에, 조성물의 액정성의 확대에 크게 기여한다.
이상으로부터, 액정성 화합물 (1) 을 사용하여 얻어지는 광학 소자는, 광헤드 장치에 이용했을 경우에 양호한 광의 이용 효율을 얻을 수 있다. 즉, 액정성 화합물 (1) 을 사용함으로써, 청색 레이저광에 대해 충분한 내구성을 갖고, 위상차 등의 특성도 우수한 광학 소자가 제공된다.
액정성 화합물 (1) 의 구체예로는, 하기 화합물 (1A) 를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
화합물 (1A) 에 있어서, R1 은 수소 원자이고, k 는 0 또는 1 이고, R2 는 탄소수 2 ∼ 6 의 직사슬 알킬기 또는 불소 원자인 것이 바람직하다. -L- 은 -(CH2)rO- 또는 -(CH2)s- 인 것보다 -(CH2)pCOO- 또는 -(CH2)qOCO- 인 것이 보다 넓은 액정성을 확보할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, -L- 은 -(CH2)pCOO- (p 는 2 ∼ 4 의 정수가 특히 바람직하다) 인 것이 합성시의 공정수가 적어지기 때문에 특히 바람직하다.
E1, E2 에 있어서의 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 및 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기는, 이들 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 불소 원자 또는 메틸기로 치환되어 있어도 된다. 단, 본 발명에서는, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 및 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기는, 이들 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 기에 의해 치환되지 않은 무치환기인 것이 바람직하다.
화합물 (1A) 로는 이하에 나타내는 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 단, p 는 2 ∼ 4 의 정수인 것이 바람직하다. 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기는 액정성을 발현시키는 점에서, 트랜스-2,6-트랜스데카하이드로나프탈렌기로 하는 것이 바람직하다. R2 는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기를 나타내고, 탄소수 2 ∼ 6 의 직사슬 알킬기가 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pct00003
본 발명의 액정성 화합물 (1) 의 합성 방법에 대하여 구체예를 들어 설명한다. 단, 이하에 기재하는 방법 이외의 방법에 의해서도 합성할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다. 또, 식 중의 기호는 상기와 동일한 것으로 한다.
<화합물 (1A-1) 의 합성>
먼저, 하기 화합물 (11) 을 피롤리딘, 메틸비닐케톤 및 아세트산-아세트산나트륨 수용액과 순차적으로 반응시켜 하기 화합물 (12) 를 얻는다. 다음으로, 화합물 (12) 를 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민의 존재하에서 수소화붕소나트륨을 사용하여 환원시키고, 필요에 따라, 추가로 팔라듐-활성 탄소의 존재하에서 수소 가스와 반응시켜 하기 화합물 (13) 을 얻는다. 다음으로, 화합물 (13) 과 아크릴산클로라이드를 반응시켜 화합물 (1A-1) 을 얻는다.
[화학식 4]
Figure pct00004
식 (1) 에서 R1 이 메틸기인 화합물도, 아크릴산클로라이드를 메타크릴산클로라이드로 변경하여 마찬가지로 합성할 수 있다.
<화합물 (1A-2-2) 의 합성>
화합물 (13) 을 촉매량의 진한 황산과 중합 금지제의 존재하에서 아크릴산과 반응시킨다.
이로써, 화합물 (1A-1) 및 화합물 (1A-2-p) 에서 p = 2 인 화합물 (1A-2-2) 가 얻어진다.
[화학식 5]
Figure pct00005
<화합물 1A-2-3 의 합성>
하기 화합물 (13) 을 4-브로모부틸산클로라이드와 반응시킴으로써 하기 화합물 (14) 를 얻는다. 다음으로, 헥사메틸인산트리아미드 (HMPA) 를 용매로 하여 화합물 (14) 를 아크릴산나트륨과 반응시킨다. 이로써, 화합물 (1A-2-p) 에서 p = 3 인 화합물 (1A-2-3) 이 얻어진다.
[화학식 6]
Figure pct00006
본 발명의 액정성 화합물 (1) 은, 광학 이방성 재료를 얻기 위한 중합성 액정성 조성물의 한 성분으로서 사용되는 것이 바람직하다. 액정성 화합물 (1) 은 단독으로 충분히 넓은 온도 범위에서 액정성을 나타낸다. 따라서, 액정성 화합물 (1) 을 1 종 이상 함유하는 중합성 액정성 조성물은, 넓은 온도 범위에서 액정성을 나타내어 취급하기 용이해진다. 이 경우, 중합성 액정성 조성물은, 액정성 화합물 (1) 이외의 액정성 화합물을 함유하고 있어도 된다.
중합성 액정성 조성물에 함유되는 액정성 화합물 (1) 이외의 액정성 화합물로는, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기를 갖는 화합물이 바람직하고, 아크릴로일옥시기를 갖는 화합물이 특히 바람직하다. 또, 이 액정성 화합물은, 청색 레이저광에 대한 내구성을 높인다는 점에서, 메소겐 구조 중에 방향 고리 구조를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 단, 이것에 한정되는 것은 아니며, 액정성의 확대, 고(高) Δn 및 리타데이션 유지의 점을 고려하여 방향 고리 구조를 포함하고 있어도 된다.
액정성 화합물 (1) 이외의 중합성의 액정성 화합물 또는 구조가 유사한 중합성의 비액정성 화합물로는 공지된 여러 가지의 것을 사용할 수 있지만, 바람직한 화합물로서 이하에 나타내는 바와 같은 단관능의 화합물 (2A) 나 2 관능의 화합물 (2B) 등이 있다.
CH2=CR5-COO-R6-A1-Y1-A2-A3-A4-R7 (2A)
CH2=CR8-COO-R9-A5-Y2-A6-Y3-A7-Y4-A8-R10-OCO-CR11=CH2 (2B)
R5, R8 및 R11 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
R6, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 단결합 또는 탄소수가 1 ∼ 15 인 알킬렌기를 나타내고, 알킬렌기의 경우에는, 각각 독립적으로 알킬렌기의 탄소-탄소 결합 간 또는 고리기와 결합되는 말단에 에테르 결합성의 산소 원자를 갖고 있어도 되고, 또 고리기와 결합되는 말단에 카르복실기를 갖고 있어도 되며, 또한 이 알킬렌기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
R7 은 탄소수가 1 ∼ 12 인 알킬기, 탄소수가 1 ∼ 12 인 알콕시기, 탄소수가 1 ∼ 12 인 알킬카르보닐옥시기 또는 불소 원자이고, 알킬기, 알콕시기 또는 알킬카르보닐옥시기인 경우에는, 이들 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
Y1 및 Y2 는 각각 독립적으로 단결합 또는 -COO- 를 나타내고, Y3 은 단결합 또는 -CH2-CH2- 를 나타내며, Y4 는 단결합 또는 -OCO- 를 나타낸다.
A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 및 A8 은 각각 독립적으로 단결합, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기를 나타낸다. 단, A1, A2, A3 및 A4 의 조합 및 A5, A6, A7 및 A8 의 조합은 각각 독립적으로 단결합은 2 개 이하이고, 또한 적어도 1 개는 트랜스-1,4-시클로헥실렌기이고, 또한 1,4-페닐렌기가 3 개 연속해 있는 경우는 없으며, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환되어 있어도 된다.
중합성 액정성 조성물은, 비액정성의 중합성 화합물이나 비중합성의 액정성 화합물을 함유할 수 있다. 단, 중합성의 액정성 화합물을 50 질량％ 이상 함유하는 것이 바람직하고, 80 질량％ 이상 함유하는 것이 보다 바람직하다. 또, 중합성 액정성 조성물이, 1 종 이상의 중합성 액정성 화합물 (1) 과 1 종 이상의 중합성 액정성 화합물 (1) 이외의 중합성 액정성 화합물을 함유하는 경우, 중합성 액정성 화합물 (1) 과 중합성 액정성 화합물 (1) 이외의 중합성 액정성 화합물의 합계량에 대한 중합성 액정성 화합물 (1) 의 비율은 20 몰％ ∼ 100 몰％ 로 하는 것이 바람직하다.
비중합성 비액정성 화합물로는, 예를 들어 중합 개시제, 중합 금지제, 카이랄제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 광안정제 및 색소 등의 첨가제를 들 수 있다. 첨가제의 양은 중합성 액정성 조성물에 대해 5 질량％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 2 질량％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 그 밖의 비중합성 화합물을 첨가하는 경우에는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 사용한다. 구체적으로는, 그 밖의 화합물의 양은 10 질량％ 이하가 바람직하고, 5 질량％ 이하가 보다 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 광학 이방성 재료에 대하여 설명한다.
본 발명의 광학 이방성 재료는, 상기 중합성 액정성 조성물을 이 조성물이 액정상을 나타내는 상태에서, 그리고 액정이 배향된 상태에서 중합함으로써 얻어지는 중합체로 이루어진다.
중합성 액정성 조성물이 액정상을 나타내는 상태로 유지하기 위해서는, 분위기 온도를 네마틱상-등방상의 상 전이 온도 (Tc) (℃) 이하로 하면 된다. 단, Tc 에 가까운 온도에서는 중합성 액정성 조성물의 Δn 이 매우 작아지기 때문에, 분위기 온도의 상한은 (Tc - 10) 이하로 하는 것이 바람직하다.
중합에는 광중합 또는 열중합 등을 들 수 있는데, 액정성을 유지한 채로 경화시키기 쉽다는 점에서 광중합으로 하는 것이 바람직하다. 광중합에 사용하는 광은, 자외선 또는 가시광선이 바람직하다. 또한, 광중합을 실시하는 경우에는, 광중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 아세토페논류, 벤조페논류, 벤조인류, 벤질류, 미힐러케톤류, 벤조인알킬에테르류, 벤질디메틸케탈류 및 티오크산톤류 등에서 적절히 선택되는 광중합 개시제가 바람직하게 사용된다. 광중합 개시제는 1 종 또는 2 종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 양은, 중합성 액정성 조성물의 전체량에 대해 0.01 질량％ ∼ 5 질량％ 로 하는 것이 바람직하고, 0.01 질량％ ∼ 2 질량％ 로 하는 것이 특히 바람직하다.
광학 이방성 재료는, 상기 중합성 액정성 조성물을 표면에 배향 처리를 실시한 1 쌍의 기판 간에 협지시킨 상태에서 중합함으로써 얻어진다. 이하에 구체예를 서술한다.
먼저, 투명 기판을 준비한다. 투명 기판으로는, 예를 들어 가시광에 대한 투과율이 높은 재료로 이루어지는 기판을 사용할 수 있다. 구체적으로는 알칼리 유리, 무알칼리 유리 및 석영 유리 등의 무기 유리 이외에, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에테르, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리비닐알코올, 및 폴리불화비닐 등의 불소 함유 폴리머 등의 투명 수지로 이루어지는 기판을 들 수 있다. 강성이 높다는 점에서 무기 유리로 이루어지는 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 투명 기판의 두께는 특별히 한정은 없지만, 통상은 0.2 ㎜ ∼ 1.5 ㎜ 로 할 수 있고, 바람직하게는 0.3 ㎜ ∼ 1.1 ㎜ 이다. 이 투명 기판에는 필요에 따라 알칼리 용출 방지, 접착성 향상, 반사 방지 또는 하드 코트 등을 목적으로 한, 무기물 또는 유기물 등으로 이루어지는 표면 처리층이 형성되어 있어도 된다.
다음으로, 투명 기판의 표면에 배향 처리를 실시한다. 예를 들어, 투명 기판 상에 배향막을 형성하고, 배향막에 대해 배향 처리를 실시한다. 배향막은 액정을 배향시키는 기능을 갖는 것이면 되고, 예를 들어 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐신나메이트 및 폴리스티렌 등의 유기 재료, 또는 SiO2 및 Al2O3 등의 무기 재료를 사용할 수 있다. 배향 처리는, 구체적으로는 러빙법 등을 이용하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 나일론이나 레이온 등의 러빙천으로 배향막의 표면을 일 방향으로 문지름으로써 그 방향에 액정 분자가 배향되도록 한다. 또, 러빙법 이외에도 SiO2 의 경사 증착, 이온빔법 또는 광배향막 등에 의해 액정 분자의 배향을 동일하게 할 수도 있다.
다음으로, 배향막 상에 광학 이방성 재료를 형성한다. 상기 투명 기판 (이하, 제 1 기판이라고 한다) 과는 별개로 표면에 배향막이 형성된 제 2 기판을 새로 준비한다. 이 배향막에 대해서는, 제 1 기판과 동일하게 하여 형성하면 된다. 이어서, 배향막이 형성된 측의 제 2 기판의 표면에 이형 처리를 실시한다. 이형제로는, 예를 들어 플루오로실란계 또는 함불소 지방족 고리 구조를 갖는 함불소 중합체 등을 사용할 수 있다. 다음으로, 이 제 2 기판에 제 1 기판을 중첩시켜 간격을 두고 임시 접착시킨다. 이 때, 제 2 기판의 이형 처리된 면과 제 1 기판의 배향막이 형성된 면이 서로 내측을 향하도록 한다. 또, 외부로부터 중합성 액정성 조성물을 충전시킬 수 있는 개구부를 형성해 둔다.
이어서, 이 개구부를 통해 기판 간에 중합성 액정성 조성물을 주입한다. 주입에는 진공 주입법을 사용해도 되고, 대기 중에서 모세관 현상을 이용한 방법을 사용해도 된다. 중합성 액정성 조성물을 주입한 후에는, 소정 파장의 광을 조사하여 중합성 액정성 조성물을 중합시킨다. 필요에 따라 광 조사 후에 추가로 가열 처리를 실시해도 된다. 그 후, 임시 접착되어 있었던 제 2 기판을 제거함으로써, 제 1 기판 상에 배향막과 광학 이방성 재료가 형성된 구조를 얻을 수 있다. 본 실시형태에서는, 중합성 액정성 조성물은, 제 1 기판의 표면과 거의 평행한 방향으로 배향되고, 광학 이방성 재료는 이 배향이 고정된 상태에서 얻어진다.
또, 광학 이방성 재료의 형성은, 예를 들어 다음과 같이 하여 실시할 수도 있다.
먼저, 배향막이 형성된 제 1 기판과, 배향막이 형성된 위에 이형제가 도포된 제 2 기판을 준비한다. 이어서, 제 1 기판에 형성된 배향막 상에 광경화성의 중합성 액정성 조성물을 적하한다. 그 후, 제 2 기판을 이형제의 도포면이 중합성 액정성 조성물측이 되도록 하여 제 1 기판과 중첩시킨다. 이어서, 소정 파장의 광을 조사하여 중합성 액정성 조성물을 중합시킨다. 그 후, 제 2 기판을 제거하면, 상기와 마찬가지로, 제 1 기판 상에 배향막과 광학 이방성 재료가 형성된 구조를 얻을 수 있다.
본 발명의 광학 이방성 재료는, 광학 소자용 재료로서 사용할 수 있다. 상기 설명에서는 설명을 간단하게 하기 위해 배향막에 대해서만 언급했지만, 광학 특성을 제어할 목적에서 전극을 형성하거나, 반사형 소자로서 사용할 목적에서 반사막을 형성하거나 함으로써 광학 소자로 할 수 있다. 또한, 목적에 따라, 기판 표면에 프레넬 렌즈 구성, 회절 격자용 격자, 색조 조정용 착색층 또는 미광 (迷光) 억제용 저반사층 등을 형성할 수 있다.
본 발명의 광학 소자는 2 개의 광학 소자가 조합되어 있어도 된다. 또, 광학 소자에 다른 광학 소자, 예를 들어 렌즈, 파면 보정면, 위상차판, 조리개 또는 회절 격자 등을 조합해서 사용해도 된다. 광학 소자를 2 개 조합하는 경우에는, 각각 2 장의 기판을 사용한 광학 소자를 형성하고 나서 중첩시켜도 되고, 3 장의 기판 중에 2 층의 액정층을 형성하도록 해도 된다.
본 발명의 광학 이방성 재료를 사용하여 편광 홀로그램 등의 회절 격자, 위상차판 및 파면 보정 소자 등의 광학 소자를 제조할 수 있다. 편광 홀로그램으로는, 레이저 광원으로부터의 출사광이 광디스크의 정보 기록면에서 반사되어 발생되는 신호광을 분리하여, 수광 소자로 도광되는 예를 들 수 있다. 위상차판으로는 1/2 파장판으로서 사용하여, 레이저 광원으로부터의 출사광의 위상차를 제어하는 예나, 1/4 파장판으로서 광로 중에 설치하여 레이저 광원의 출력을 안정화시키는 예 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 이방성 재료는, 프로젝터용 위상차판이나 편광자 등에도 적용할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 광학 이방성 재료를 함유하는 제 1 재료로 이루어지는 제 1 부재와, 등방성의 굴절률을 갖는 제 2 재료로 이루어지는 제 2 부재가 교대로 배치되어 격자 형상을 형성하고 있는 회절 격자로 할 수 있다. 광학 이방성을 갖는 제 1 부재와 등방성의 제 2 부재를 교대로 배치함으로써, 이들을 투과하는 광은, 입사광의 편광 방향에 의해 상이한 회절을 일으켜 편광 의존성의 회절 격자가 된다.
본 발명의 광학 이방성 재료를 구비한 광학 소자는, 광기록 매체에 정보를 기록하고, 및/또는 광기록 매체에 기록된 정보를 재생시키는 광정보 기록 재생 장치에 사용하기에 적합하다. 구체적으로는, 본 발명에 의한 광학 소자는, 광정보 기록 재생 장치의 레이저광의 광로 중에 바람직하게 배치된다. 특히, 최근 실용화가 시작된 BD 나 HDDVD 와 같은 청색 레이저광을 사용한 광정보 기록 재생 장치용 광헤드에 바람직하다. 또, 이것 이외에도, 예를 들어 프로젝터 용도 등에 있어서의 이미징 소자나, 파장 가변 필터 용도 등에 있어서의 통신용 디바이스 등에서도 바람직하게 사용된다.
예를 들어, 상기 회절 격자를 구비한 광정보 기록 재생 장치에서는, 광기록 매체로부터 반사된 광은, 회절 격자에 의해 회절된다. 또한, 이 광정보 기록 재생 장치는, 회절 격자 이외에, 회절 격자에 입사되는 광을 발생시키는 광원, 광원으로부터 출사된 광을 광기록 매체에 집광시키는 대물 렌즈, 광기록 매체에 의해 반사된 광을 검출하는 검출기 등을 가질 수 있다.
또, 광정보 기록 재생 장치는, 본 발명의 광학 이방성 재료를 사용하여 제조된 위상차판을 가질 수도 있다. 이 경우의 위상차판은, 광원으로부터의 광을 투과한 후, 광디스크에 의해 반사된 광의 편광 상태를 바꾸는 역할을 한다. 예를 들어, 위상차판을 1/4 파장판으로 했을 경우, 광원으로부터의 광 또는 광디스크에 의해 반사된 광의 편광 상태는, 이 위상차판에 의해 직선 편광이면 원 편광 또는 타원 편광으로, 원 편광이면 직선 편광으로 편광면을 바꿀 수 있다. 또, 1/4 파장판 대신에 1/2 파장판으로 한 경우에는, P 편광이면 S 편광으로, S 편광이면 P 편광으로, 원 편광 (우선 (右旋)) 이면 원 편광 (좌선 (左旋)) 으로, 원 편광 (좌선) 이면 원 편광 (우선) 으로 바꿀 수 있다.
도 7 에 본 발명에 의한 위상차판이 탑재된 광정보 기록 재생 장치의 일례를 나타낸다. 이 광정보 기록 재생 장치에서는, 다음과 같이 하여 광디스크에 기록된 정보가 판독된다.
광원 (1) 으로부터 출사된 직선 편광은, 빔 스플리터 (2), 콜리메이터 렌즈 (3), 위상차판 (4) 및 대물 렌즈 (5) 를 투과한 후에, 광디스크 (6) 의 정보 기록면에 도달한다. 이 동안에 직선 편광은 편향 방향을 바꾸지 않고 빔 스플리터 (2) 를 투과한 후, 1/4 파장의 위상차를 갖는 위상차판 (4) 에 의해 원 편광으로 변환된다. 그 후, 광디스크 (6) 의 정보 기록면에서 반사되어 역회전하는 원 편광이 되어, 왕로와는 반대로 대물 렌즈 (5), 위상차판 (4) 및 콜리메이터 렌즈 (3) 의 순서로 복로를 따라간다. 여기에서, 복로에 있어서의 위상차판 (4) 에 의해 원 편광은 입사 전과 직교하는 직선 편광으로 변환된다. 이로써, 복로의 광은 직선 편광의 방향이 왕로의 광에 대해 90 도 어긋나기 때문에, 빔 스플리터 (2) 를 통과할 때에 진행 방향이 90 도 휘어 광검출기 (7) 에 도달한다.
광원 (1) 에는 통상의 광정보 기록 재생 장치에 사용되는 통상의 레이저 광원이 사용된다.
구체적으로는 반도체 레이저가 바람직하지만, 다른 레이저여도 된다. 위상차판 (4) 은 청색 레이저광에 대한 내광성이 양호하기 때문에, 청색 레이저광을 광원으로서 사용함으로써, 광정보 기록 재생 장치의 대용량화를 도모할 수 있다.
또한, 도 7 의 빔 스플리터 (2) 에 본 발명의 광학 이방성 재료를 적용해도 된다. 구체적으로는, 편광 의존성 회절 격자로서 배치한다. 이로써, 왕로의 편광 방향의 광에 대해서는 투과율을 높일 수 있고, 그것과는 직교하는 편광 방향을 갖는 복로의 편광 방향의 광에 대해서는 회절 효율을 높일 수 있기 때문에, 광정보 기록 재생 장치 전체의 광의 이용 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
<액정성 화합물의 합성>
실시예 1
하기 반응식에 따라, 먼저 화합물 (12b) 를 합성하였다.
[화학식 7]
Figure pct00007
환류 장치, 교반기 및 분수 (分水) 장치를 장비한 1000 ㎖ 의 가지 플라스크에 화합물 (11b) 를 50 g (0.20 몰), 톨루엔을 200 ㎖ 및 피롤리딘을 36.5 g (0.51 몰) 첨가하고, 교반하면서 125 ℃ 에서 3 시간 환류시켰다. 반응 종료 후, 실온으로 되돌려 피롤리딘과 톨루엔을 감압 제거하였다. 여기에 다시 톨루엔 (200 ㎖) 을 첨가하여 빙랭시킨 후, 메틸비닐케톤을 17.4 g (0.25 몰) 적하하였다. 적하 후, 125 ℃ 에서 12 시간 환류시키고 나서 실온까지 방랭하였다. 여기에 미리 준비해 둔 아세트산나트륨 8.0 g (0.1 몰) 과, 아세트산 18.0 g (0.3 몰) 과, 물 26.6 ㎖ 의 수용액을 첨가하고, 다시 125 ℃ 에서 6 시간 환류시켜 방랭하였다. 반응 종료 후, 유기층을 회수하고 나서 수층 (水層) 을 아세트산에틸로 추출하고, 이것을 회수한 유기층에 첨가하였다. 이 유기층을 1 N 염산 용액, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수로 순차적으로 세정하고, 무수 황산나트륨으로 건조시킨 후, 용매를 감압 제거하여 미정제 화합물 (12b) 를 얻었다. 이것을 헥산/아세트산에틸 (5 : 1, 용량비) 을 전개액으로 한 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 추가로 헥산/디클로로메탄으로 재결정을 실시함으로써 28.3 g 의 화합물 (12b) 를 얻었다. 수율은 47 ％ 였다.
다음으로, 화합물 (12b) 를 사용하여, 하기 반응식에 따라 화합물 (13b) 를 합성하였다.
[화학식 8]
Figure pct00008
3000 ㎖ 의 4 구 플라스크에 수소화붕소나트륨을 7.1 g (0.19 몰) 첨가하고, 질소 기류하에서 탈수 테트라하이드로푸란을 1500 ㎖, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민을 54.4 g (0.49 몰), 화합물 (12b) 를 28.3 g (0.094 몰) 을 순차적으로 첨가하였다. 50 ℃ 에서 12 시간 교반한 후, 방랭하여 실온으로 되돌렸다. 그 후, 빙랭하에서 1 N 염산 용액을 첨가하고 나서 반응을 정지시키고, 실시예 1 과 동일한 후처리를 실시하여 미정제 혼합물 (13'b) 를 얻었다. 이것을 디클로로메탄으로 재결정하고 나서, 여과액을 헥산/아세트산에틸 (4 : 1, 용량비) 을 전개액으로 한 칼럼 크로마토그래피로 정제하였다. 또한, 디클로로메탄/헥산으로 재결정을 실시함으로써 12.6 g 의 혼합물 (13'b) 를 얻었다.
다음으로, 1000 ㎖ 의 가지 플라스크에 혼합물 (13'b) 를 12.6 g, 아세트산에틸을 300 ㎖, THF 를 200 ㎖, 촉매로서 10 ％ 팔라듐-활성 탄소를 0.44 g 첨가하였다. 이것에 고무 풍선을 사용하여 수소를 도입하고, 실온에서 12 시간 교반하였다. 반응 종료 후, 실리카겔로 여과하고, 팔라듐 촉매를 제거한 후, 여과액을 농축시켜 화합물 (13b) 를 12.3 g 얻었다. 수율은 43 ％ 였다.
상기와 같이 하여 얻은 화합물 (13b) 를 사용하여, 하기 반응식에 따라 액정성 화합물 (1A-1b) 를 합성하였다.
[화학식 9]
Figure pct00009
1000 ㎖ 의 4 구 플라스크에 상기에서 얻은 화합물 (13b) 를 5.9 g (19.3 밀리몰), 트리에틸아민을 4.0 ㎖ (28.9 밀리몰), 디클로로메탄을 350 ㎖ 첨가하였다. 질소 기류하에서 내온이 20 ℃ 를 넘지 않게 빙랭시키면서 아크릴산클로라이드를 1.9 ㎖ (23.1 밀리몰) 적하하여 3 시간 교반하였다. 반응 종료 후, 디클로로메탄과 아크릴산클로라이드를 감압 제거하고, 디클로로메탄을 전개액으로 한 칼럼 크로마토그래피로 정제한 후, 추가로 디클로로메탄/헥산으로 재결정을 실시하여 5.3 g 의 액정성 화합물 (1A-1b) 를 얻었다. 수율은 76 ％ 였다.
액정성 화합물 (1A-1b) 의 IR 스펙트럼을 도 1 에 나타낸다. 또, Tm 및 Tc 의 값과 1HNMR 스펙트럼을 하기에 나타낸다.
Figure pct00010
실시예 2
화합물 (11b) 대신에 화합물 (11a) 를 사용하여, 액정성 화합물 (1A-1b) 와 동일한 방법으로 액정성 화합물 (1A-1a) 를 합성하였다.
[화학식 10]
Figure pct00011
액정성 화합물 (1A-1a) 의 IR 스펙트럼을 도 2 에 나타낸다.
실시예 3
실시예 1 에서 얻은 화합물 (13b) 를 사용하여, 하기 반응식에 따라 액정성 화합물 (1A-2-2b) 를 합성하였다.
[화학식 11]
Figure pct00012
환류 장치, 교반기 및 분수 장치를 장비한 100 ㎖ 의 3 구 플라스크에 화합물 (13b) 를 3.0 g (9.8 밀리몰), 아크릴산을 1.7 ㎖ (24.5 밀리몰), 하이드로퀴논을 0.03 g (0.24 밀리몰), 진한 황산을 0.05 ㎖ (1.0 밀리몰), 톨루엔을 30 ㎖ 첨가하고, 교반하면서 125 ℃ 에서 14 시간 환류시켰다. 반응 종료 후, 유기층을 회수하여, 물, 포화 탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수로 순차적으로 세정한 후, 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 감압 제거하여 미정제 액정성 화합물 (1A-2-2b) 를 얻었다. 이것을 디클로로메탄을 전개액으로 한 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 추가로 디클로로메탄/헥산으로 재결정함으로써 0.4 g 의 화합물 (1A-2-2b) 를 얻었다. 수율은 10 ％ 였다.
액정성 화합물 (1A-2-2b) 의 IR 스펙트럼을 도 3 에 나타낸다. 또, Tm 및 Tc 의 값과 1HNMR 스펙트럼을 하기에 나타낸다.
Figure pct00013
실시예 4
화합물 (13b) 대신에 화합물 (13a) 를 사용하여, 액정성 화합물 (1A-2-2b) 와 동일한 방법으로 액정성 화합물 (1A-2-2a) 를 합성하였다.
[화학식 12]
Figure pct00014
액정성 화합물 (1A-2-2a) 의 IR 스펙트럼을 도 4 에 나타낸다. 또, Tm 및 Tc 의 값을 하기에 나타낸다.
Tm : 27 ℃, Tc : 107 ℃ (강온)
실시예 5
먼저, 화합물 (13a) 를 사용하여, 하기 반응식에 따라 화합물 (14a) 를 합성하였다.
[화학식 13]
Figure pct00015
300 ㎖ 의 4 구 플라스크에 화합물 (13a) 를 3.5 g (12.7 밀리몰), 피리딘을 1.4 ㎖ (17.8 밀리몰), 디클로로메탄을 80 ㎖ 첨가하였다. 질소 기류하에서 내온이 20 ℃ 를 넘지 않게 빙랭시키면서, 4-브로모부틸산클로라이드를 1.9 ㎖ (16.5 밀리몰) 적하하였다. 그대로 빙랭하에서 1 시간 교반한 후, 염화암모늄 수용액을 적하하여 반응을 종료시켰다. 유기층을 회수하고, 수층을 디클로로메탄으로 추출한 후, 이것을 회수한 유기층에 첨가하였다. 이 유기층을 포화 탄산수소나트륨 수용액과 포화 식염수로 순차적으로 세정하고, 무수 황산나트륨으로 건조시킨 후, 용매를 감압 제거하여 미정제 화합물 (14a) 를 얻었다. 이것을 디클로로메탄헥산/디클로로메탄 (3 : 2, 용량비) 을 전개액으로 한 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 5.1 g 의 화합물 (14a) 를 얻었다. 수율은 93 ％ 였다.
상기와 같이 하여 얻은 화합물 (14a) 를 사용하여, 하기 반응식에 따라 액정성 화합물 (1A-2-3a) 를 합성하였다.
[화학식 14]
Figure pct00016
300 ㎖ 의 가지 플라스크에 화합물 (14a) 를 5.1 g (11.8 밀리몰), 아크릴산나트륨을 2.2 g (23.6 밀리몰), 헥사메틸인산트리아미드를 50 ㎖, THF 를 15 ㎖ 첨가하였다. 50 ℃ 에서 12 시간 교반한 후, 염화암모늄 수용액을 적하하여 반응을 종료시켰다. 유기층을 회수하고, 수층을 아세트산에틸로 추출한 후, 이것을 회수한 유기층에 첨가하였다. 무수 황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 감압 제거함으로써 미정제 화합물 (1A-2-3a) 를 얻었다. 이것을 디클로로메탄을 전개액으로 한 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 추가로 디클로로메탄/헥산으로 재결정을 실시하여 2.9 g 의 액정성 화합물 (1A-2-3a) 를 얻었다. 수율은 59 ％ 였다.
액정성 화합물 (1A-2-3a) 의 IR 스펙트럼을 도 5 에 나타낸다. 또, Tm 및 Tc 의 값과 1HNMR 스펙트럼을 하기에 나타낸다.
Figure pct00017
실시예 6
화합물 (13a) 대신에 화합물 (13b) 를 사용하여, 액정성 화합물 (1A-2-3a) 와 동일한 방법으로 액정성 화합물 (1A-2-3b) 를 합성하였다.
[화학식 15]
Figure pct00018
액정성 화합물 (1A-2-3b) 의 IR 스펙트럼을 도 6 에 나타낸다. 또, Tm 및 Tc 의 값을 이하에 나타낸다.
Tm : 실온, Tc : 103 ℃ (강온)
<중합성 액정성 조성물의 조제>
실시예 7 ∼ 10
실시예 1, 2, 5, 6 에서 얻어진 액정성 화합물 (1A-1a), (1A-1b), (1A-2-3a), (1A-2-3b) 와, 이들 이외의 액정성 화합물로서 하기 화합물 (4-1a), (4-1b) 및 (4-2) 를 표 1 에 나타내는 비율로 혼합하여 중합성 액정성 조성물 A ∼ D 를 얻었다. 또한, 표 1 에 기재된 비율은, 중합성 액정성 조성물을 구성하는 전체 중합성 액정에 대한 각 중합성 액정의 비율 (몰％) 이다. 또, 표 1 에는 중합성 액정성 조성물 A ∼ D 의 Tm 및 Tc 의 값도 함께 나타낸다.
[화학식 16]
Figure pct00019


 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10
중합성 액정성 조성물
A B C D
액
정
성
화
합
물		 1A-1a 22.5 26.5 22.5 -
1A-1b 22.5 26.5 22.5 -
1A-2-3a - - - 50
1A-2-3b - - - 50
4-1a 12.5 8.5 7.5 -
4-1b 12.5 8.5 7.5 -
4-2 30 30 40 -
Tm (℃) 67 43 56 실온 이하
Tc (℃) 92 92 81 95
*Tm 및 Tc 는 강온시의 상 전이점
중합성 액정성 조성물 A ∼ D 는 모두 액정 온도 영역이 넓고, 안정된 네마틱 액정상을 나타냈다.
<광학 소자의 제조>
실시예 11 ∼ 14
세로 5 ㎝, 가로 5 ㎝, 두께 0.5 ㎜ 의 유리 기판에 폴리이미드 용액을 스핀 코터로 도포하여 건조시킨 후, 나일론 크로스로 일정 방향으로 러빙 처리하여 지지체를 제조하였다.
이어서, 배향 처리를 실시한 면이 마주보도록 2 장의 지지체를 접착제를 사용하여 첩합 (貼合) 시켜 셀을 제조하였다. 접착제에는 직경 3.3 ㎛ 의 유리 비즈를 첨가하여, 지지체의 간격이 4 ㎛ 가 되도록 조정하였다.
다음으로, 실시예 7 ∼ 10 에서 조제된 중합성 액정성 조성물 A ∼ D 에 중합 개시제를 중합성 액정성 조성물 A ∼ D 에 대해 각각 0.05 질량％ 의 비율로 첨가하여 중합성 액정성 조성물 A1 ∼ D1 을 얻었다. 또한, 광중합 개시제로는 모두 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조의 「이르가큐어 754」(상품명) 를 사용하였다.
셀 내에 중합성 액정성 조성물 A1 ∼ D1 을 각각 110 ℃ 의 온도에서 주입하고, 표 2 에 나타내는 중합 온도에서 30 분간 방치해도 결정의 석출은 볼 수 없었고, 안정된 액정상을 유지하고 있었다. 그 후, 표 2 에 나타내는 중합 온도에서 강도 50 ㎽/㎠ 의 자외선을 적산 광량이 9000 mJ/㎠ 가 되도록 조사하여 광중합을 실시하여 광학 소자 A ∼ D 를 얻었다.
광학 소자 A ∼ D 에서는 모두 액정은 기판의 러빙 방향으로 수평 배향되어 있었다. 또, 광학 소자 A ∼ D 는 모두 가시역에서 투명하고, 산란도 관찰되지 않았다. 또한, 파장 405 ㎚ 의 레이저광에 대한 Δn 은 각각 0.0378, 0.0358, 0.0415, 0.0451 이었다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

실시예 11 실시예 12 실시예 13 실시예 14
광학 소자 A 광학 소자 B 광학 소자 C 광학 소자 D
제조
조건		 셀갭 (㎛) 3.3 3.3 3.3 3.3
주입 후의 상태 안정된 액정상 안정된 액정상 안정된 액정상 안정된 액정상
중합 온도 (℃) 70 80 70 실온
자외선 강도 (㎽/㎠) 50 50 50 50
적산 광량 (mJ/㎠) 9000 9000 9000 9000
평
가		 투명성 투명 투명 투명 투명
액정의 배향 수평 배향 수평 배향 수평 배향 수평 배향
Δn (λ = 405 ㎚) 0.0378 0.0358 0.0415 0.0451
<광학 소자의 평가>
실시예 15
실시예 11 ∼ 14 에서 얻은 광학 소자 A ∼ D 에 대해, Kr 레이저 (파장 407 ㎚, 413 ㎚ 의 멀티모드) 를 조사하여 청색 레이저광 노출 가속 시험을 실시하였다. 조사 조건은 온도 80 ℃, 적산 노출 에너지 30 Wㆍ시간/㎟ 로 하였다. 가속 시험 전의 Δn 에 대한 시험 후의 Δn 의 저하율은 모두 1 ％ 미만이었다. 또, 가속 시험 후에 노출 부위의 수차를 측정한 결과, 모두 당해 부위의 수차의 최대값과 최소값의 차는 10 mλ 미만이었다. 또한, λ 는 측정광의 파장 405 ㎚ 에 상당한다. 이상의 결과로부터, 광학 소자 A ∼ D 는 모두 청색 레이저광에 대한 내구성이 우수하다는 것을 확인하였다.
<중합성 액정성 조성물의 조제>
비교예 1 ∼ 3
하기 화합물 (3-1a), (3-1b) 와, 화합물 (4-1a), (4-1b) 및 (4-2) 를 표 3 에 나타내는 비율로 혼합하여 중합성 액정성 조성물 E ∼ G 를 얻었다. 또한, 표 3 에 기재된 비율은, 중합성 액정성 조성물을 구성하는 전체 중합성 액정에 대한 각 중합성 액정의 비율 (몰％) 이다. 또, 표 3 에는 중합성 액정성 조성물 E ∼ G 의 Tm 및 Tc 의 값도 함께 나타낸다.
[화학식 17]
Figure pct00020


 비교예 1 비교예 2 비교예 3
중합성 액정성 조성물
E F G

액정성
화합물		 3-1a 26.5 22.5 50
3-1b 26.5 22.5 50
4-1a 8.5 7.5 -
4-1b 8.5 7.5 -
4-2 30 40 -
Tm (℃) 51 70 30
Tc (℃) 74 - 97
* Tm 및 Tc 는 강온시의 상 전이점
** 중합성 액정성 조성물 F 는 액정성을 발현시키지 못했다.
중합성 액정성 조성물 E, G 에서는 네마틱 액정상을 나타냈지만, 중합성 액정성 조성물 F 에서는 네마틱 액정상을 나타내지 않았다.
비교예 4
하기 화합물 (5-1a), (5-1b) 를 1 : 1 (몰비) 의 비율로 혼합하여 중합성 액정성 조성물 H 를 조제하였다. 이 중합성 액정성 조성물 H 는, 네마틱 액정상을 나타냈다.
CH2=CH-COO-Ph-OCO-Cy-C3H7 (5-1a)
CH2=CH-COO-Ph-OCO-Cy-C5H11 (5-1b)
비교예 5
액정성 화합물 (5-1a), (5-1b), (3-1a), (3-1b) 를 1 : 1 : 1 : 1 (몰비) 의 비율로 혼합하여 중합성 액정성 조성물 I 를 조제하였다. 이 중합성 액정성 조성물 I 는, 네마틱 액정상을 나타냈다.
<광학 소자의 제조>
비교예 6 ∼ 9
비교예 1, 3 ∼ 5 에서 조제된 중합성 액정성 조성물 E, G ∼ I 에 중합 개시제를, 중합성 액정성 조성물 E 에 대해 표 4 에 나타내는 바와 같이 0.05 ∼ 0.2 질량％ 의 비율로 첨가하여 중합성 액정성 조성물 E1, G1 ∼ I1 을 얻었다. 또한, 광중합 개시제로는, E 와 G 에 대해서는 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조의 「이르가큐어 754」(상품명) 를, H 와 I 에 대해서는 치바 스페셜리티 케미컬즈사 제조의 「이르가큐어 907」(상품명) 을 각각 사용하였다.
실시예 11 과 동일한 방법으로 제조한 셀 내에 상기 중합성 액정성 조성물 E1, G1 ∼ I1 을 표 4 에 나타내는 바와 같이 주입하고, 중합 온도에서 30 분간 방치하고, 자외선을 조사하여 광중합을 실시하여 광학 소자 E, G ∼ I 를 얻었다.

비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9
광학 소자 E 광학 소자 G 광학 소자 H 광학 소자 I

제조
조건		 중합성 액정성 조성물 E1 G1 H1 I1
광중합 개시제 0.05 0.05 0.2 0.2
주입 온도 (℃) 100 100 70 70
주입 후의 상태 일부 결정 석출 안정된 액정상 안정된 액정상 안정된 액정상
중합 온도 (℃) 70 70 30 30
자외선 강도 (㎽/㎠) 50 50 80 80
적산 광량 (mJ/㎠) 9000 9000 5300 5300
평
가		 투명성 부분적으로
산란		 투명 투명
액정의 배향 수평 배향 액정성 없음 수평 배향 수평 배향
Δn 0.0349 0.0352 0.0403
광학 소자 E 에서는, 중합 온도인 70 ℃ 에서 30 분간 방치했을 때, 부분적으로 결정이 석출되었다. 또, 액정성을 유지하고 있는 부분에서는, 기판의 러빙 방향으로 액정이 수평 배향되어 있지만, 결정의 석출에 의해 부분적으로 광의 산란이 일어나 있는 것이 관찰되었다. 또, 파장 405 ㎚ 의 레이저광에 대한 Δn 은 0.0349 였다. 광학 소자 G 에 대해서는, 중합 전에는 안정된 액정상을 볼 수 있었지만, 중합에 의해 얻어진 광학 소자 G 는 액정성을 유지하고 있지 않았다. 광학 소자 H 에 대해서는, 파장 568 ㎚ 의 레이저광에 대한 Δn 은 0.0352 이고, 가시광 영역에서 투명하고, 산란도 관찰되지 않았다. 광학 소자 I 에 대해서는, 파장 405 ㎚ 의 레이저광에 대한 Δn 은 0.0403 이고, 가시광 영역에서 투명하며, 산란도 관찰되지 않았다.
<광학 소자의 평가>
비교예 10
비교예 8 및 9 에서 얻은 광학 소자 H 및 I 에 대해, Kr 레이저 (파장 407 ㎚, 413 ㎚ 의 멀티모드) 를 조사하여 청색 레이저광 노출 가속 시험을 실시하였다. 조사 조건은 온도 80 ℃, 적산 노출 에너지 15 Wㆍ시간/㎟ 로 하였다. 광학 소자 H 에 대해서는, 가속 시험 후에 노출 부위의 수차 측정을 실시한 결과, 당해 부위의 수차의 최대값과 최소값의 차는 300 mλ 이상이었다. 또한, λ 는 측정광의 파장 405 ㎚ 에 상당한다. 또, 광학 소자 I 에 대해서는, 가속 시험 후에 노출 부위의 수차 측정을 실시한 결과, 당해 부위의 수차의 최대값과 최소값의 차는 100 mλ 이상이었다. 또한, λ 는 측정광의 파장 405 ㎚ 에 상당한다.
산업상 이용가능성
본 발명에 관련된 화합물 및 그 화합물을 함유하는 액정 조성물을 중합하여 이루어지는 광학 이방성 재료는, 일반적인 광학 이방성 재료에 요구되는 특성을 양호하게 만족함과 함께 청색 레이저광에 대한 내광성도 우수하다. 따라서, 본 발명에 관련된 화합물을 이용하여 제조되는 광학 소자는, 종래부터 있었던 광 픽업 소자, 이미징 소자 및 통신용 디바이스 등에 이용되는 광학 소자뿐만 아니라, 청색 레이저광을 변조시키는 회절 소자 및 위상판 등의 재료로서도 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 2008년 6월 6일에 출원된 일본 특허출원 2008-149416호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여 본 발명의 명세서의 개시로서 도입한다.
1 : 광원
2 : 빔 스플리터
3 : 콜리메이터 렌즈
4 : 위상차판
5 : 대물 렌즈
6 : 광디스크
7 : 광검출기

Claims (10)

  1. 하기 식 (1) 로 나타내어지고,
    CH2=CR1-COO-(L)k-E1-E2-(E3)m-R2 (1)
    R1 은 수소 원자 또는 메틸기이고,
    R2 는 탄소수 1 ∼ 8 의 알킬기 또는 불소 원자이고, 알킬기의 경우에는, 탄소 탄소 결합 간 또는 고리기와 결합되는 말단에 에테르 결합성의 산소 원자를 갖고 있어도 되고, 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소 원자로 치환되어 있어도 되고,
    k 는 0 또는 1 이고,
    L 은 -(CH2)pCOO-, -(CH2)qOCO-, -(CH2)rO- 또는 -(CH2)s- 이고 (단, p, q, r, s 는 각각 독립적으로 1 ∼ 8 의 정수),
    E1, E2 는 각각 독립적으로 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고, 또한 E1 및 E2 중 적어도 일방은 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고 (단, E1, E2 에 있어서의 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 및 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기는, 이들 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 불소 원자 또는 메틸기로 치환되어 있어도 된다),
    E3 은 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 또는 1,4-페닐렌기이고 (단, E3 에 있어서의 트랜스-1,4-시클로헥실렌기 및 1,4-페닐렌기는, 그 기 중의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 불소 원자 또는 메틸기로 치환되어 있어도 된다),
    m 은 0 또는 1 인 것을 특징으로 하는 액정성 화합물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    E1 이 트랜스-2,6-데카하이드로나프탈렌기이고,
    E2 가 트랜스-1,4-시클로헥실렌기인, 액정성 화합물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    하기 식 (1A) 로 나타내어지고,
    Figure pct00021

    R1 은 수소 원자이고,
    R2 는 탄소수 2 ∼ 6 의 직사슬 알킬기 또는 불소 원자인, 액정성 화합물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    k 가 1 이고, L 이 -(CH2)pCOO- 또는 -(CH2)qOCO- 인, 액정성 화합물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    L 이 -(CH2)pCOO- 이고, p 가 2 ∼ 4 의 정수인, 액정성 화합물.
  6. 제 3 항에 있어서,
    k 가 0 인, 액정성 화합물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 액정성 화합물을 함유하는, 중합성 액정성 조성물.
  8. 제 7 항에 기재된 중합성 액정성 조성물의 중합체로 이루어지는, 광학 이방성 재료.
  9. 제 8 항에 기재된 광학 이방성 재료를 갖는, 광학 소자.
  10. 광기록 매체에 정보를 기록하고, 및/또는 광기록 매체에 기록된 정보를 재생시키는 광정보 기록 재생 장치로서, 제 9 항에 기재된 광학 소자를 갖는, 광정보 기록 재생 장치.
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