JP2009091415A - 液晶性化合物、重合性液晶性組成物、高分子液晶、光学素子および光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】青色レーザ光に対する耐光性が良好であって、他の重合性液晶性化合物との相溶性にも優れた液晶性化合物を提供する。
【解決手段】下記一般式で表され、Ｐ^１およびＰ^２の少なくとも一方は、アクリル酸基またはメタクリル酸基を含み、また、これらの少なくとも一方は、トランス−１，４−シクロヘキシレン基を含むオクタフルオロビフェニレン環を有する液晶性化合物。この液晶性化合物は、ベンゼン環にフッ素を含まない比較化合物よりも、短波長側まで低いモル吸光係数を示す。また、他の重合性液晶性化合物との相溶性にも優れている。

【選択図】図１

Description

本発明は、液晶性化合物、重合性液晶性組成物、高分子液晶、光学素子および光情報記録再生装置に関する。

ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｋ）およびＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）などの光ディスクの表面には、ピットと呼ばれる凹凸が設けられている。光ヘッド装置では、光ディスクにレーザ光を照射し、その反射光を検出することによって、ピットに記録された情報を読み取ることができる。

近年、光ディスクの大容量化を図るため、情報の書き込みや読み取りに使用されるレーザ光を短波長化して、光ディスク上でのピットサイズをより小さくすることが進められている。これまで、ＣＤでは波長７８０ｎｍ、ＤＶＤでは波長６６０ｎｍのレーザ光が使用されてきたが、次世代光ディスクでは、波長３００〜４５０ｎｍのレーザ光の使用が検討されている。これに伴い、波長３００〜４５０ｎｍのレーザ光（以下、青色レーザ光とも記す。）を変調するための光学素子が求められている。

ところで、複屈折（リターデーション）は、屈折率異方性と材料の厚みの積で表される。したがって、複屈折素子を薄型化、高効率化するには、高い屈折率異方性を有する材料が必要とされる。一般に、屈折率異方性の高い有機材料は、屈折率も高くなり、屈折率の波長分散が大きいという性質を有する。このため、短波長の光に対する吸収が大きくなる（材料のモル吸光係数が大きくなる）傾向にある。それ故、既知の有機高屈折率材料には、青色レーザ光のような短波長の光を吸収しやすく、耐光性が低いという問題があった。具体的には、青色レーザに対する耐光性を備えた等方性有機材料として、波長４０５ｎｍで屈折率１．６以下のものは知られているが、屈折率が１．６以上のものはほとんど知られていない。

また、等方性材料と液晶性化合物を積層した素子を作製する際、これら２層の屈折率が広い波長領域で同じでないと、素子へ入射した光が界面で反射または回折して、透過率や光利用効率の低下を招いてしまう。そのため、青色レーザに対する耐光性の高い、低屈折率の等方性材料と屈折率をマッチングさせるには、液晶性化合物も低屈折率でなければならない。

特許文献１には、屈折率がガラス並みに低く（ｎ_ｏ＝１．４５程度）且つ液晶性を示す化合物として、オクタフルオロベンゼン環を含む化合物が開示されている。この化合物は、フルオロベンゼンの骨格構造を有している。しかし、重合性官能基を有しない低分子化合物であるため、重合性液晶性化合物と混合すると、得られる重合体との間で相分離を起こし、低分子化合物が析出することがある。また、重合後に低分子化合物が存在することによって、温度による物性値（例えば、屈折率異方性など）の変動が大きくなったり、信頼性が問題となったりする。さらに、特許文献１では、オクタフルオロベンゼン環の数（ｎ）がｎ＝２、３または４となっているが、ｎ＝３または４の場合には、青色レーザの耐光性が低く、実用上は素子として使用できないという問題も有する。

特許文献２には、液晶性を有し、分子内にフッ素置換ビフェニレン構造を備えた、α、ω−ジヒドロキシ化合物が記載されている。しかし、この化合物も重合基を有しないため、特許文献１と同様の問題がある上に、スメクチック液晶であるので高透過率を示しにくいという問題も有する。

特許文献３には、エポキシ基あるいはジメタクリレートなどの重合基を有するフッ素化合物が記載されている。しかし、この化合物は液晶性を示さない。さらに、特許文献４に記載の化合物は、ベンズアルデヒド構造を有するために、青色レーザに対する耐光性が低いといった問題がある。

特表平２−５０３６７８号公報 特開平８−３０１８０８号公報 特開平９−２４３８６９号公報 米国特許第６１７７９２号明細書

このように、従来の液晶性化合物は、青色レーザ光に対する耐光性と信頼性が十分でなく、次世代の光ディスク用光学素子として用いるには問題があった。

本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、青色レーザ光に対する耐光性が良好であって、他の重合性液晶性化合物との相溶性にも優れた液晶性化合物を提供することにある。

また、本発明の目的は、重合によって均一な組成の重合体を得ることのできる重合性液晶性組成物を提供することにある。

また、本発明の目的は、温度による物性値の変動が小さく、等方性材料との屈折率のマッチングも可能な高分子液晶を提供することにある。

さらに、本発明の目的は、青色レーザに対する耐光性の良好な光学素子と、これを用いた光情報記録再生装置を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、下記式で表される液晶性化合物であって、

Ｐ^１およびＰ^２は、それぞれＲ^１−Ｚ^１−およびＲ^２−Ｚ^２−であり、
Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、アクリル酸基、メタクリル酸基、炭素数１〜１０のアルコキシ基若しくはアルキル基（アルコキシ基若しくはアルキル基の水素原子の一部は、フッ素原子に置換されていてもよい）またはフッ素原子であり、さらに、少なくとも一方は、アクリル酸基若しくはメタクリル酸基であり、
Ｚ^１およびＺ^２は、少なくとも一方がトランス−１，４−シクロヘキシレン基を少なくとも１個含み、それぞれ独立して単結合または炭素数４〜１５の炭化水素基であり、基中にエーテル結合性の酸素原子若しくはエステル結合を有していてもよく、また、基中の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｐ^１およびＰ^２のオクタフルオロビフェニレン基に結合する末端は、−Ｏ−または−ＣＯＯ−の酸素原子であることを特徴とするものである。

本発明の第１の態様において、Ｐ^１およびＰ^２は、それぞれＲ^１−Ｘ^１−Ｑ^１−Ｙ^１−およびＲ^２−Ｘ^２−Ｑ^２−Ｙ^２−であり、
Ｑ^１およびＱ^２は、それぞれ独立して、単結合または−Ｃｙ−、−Ｃｙ−Ｃｙ−若しくは−Ｐｈ−Ｃｙ−であり（但し、−Ｃｙ−はトランス−１，４−シクロヘキシレン基、−Ｐｈ−は１，４−フェニレン基を表す。）、Ｑ^１およびＱ^２の環の数の合計は、１または２であり、
Ｙ^１およびＹ^２は、それぞれ独立して、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合の場合、単結合であり、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、カルボキシル基であり、
Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立して、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアクリル酸基またはメタクリル酸基であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、単結合または炭素数が１〜１０のアルキレン基、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンオキシカルボニル基であり、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアクリル酸基またはメタクリル酸基であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合である場合には、単結合またはアルキレン基の炭素数が１〜１０のアルキレンカルボキシル基であり、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアルコキシ基、アルキル基若しくはフッ素原子であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、単結合であるとすることができる。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様における液晶性化合物と、この液晶性化合物以外の重合性液晶性化合物とを含むことを特徴とする重合性液晶性組成物に関する。

本発明の第３の態様は、本発明の第２の態様における重合性液晶性組成物を重合して得られることを特徴とする高分子液晶に関する。

本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様における高分子液晶を有することを特徴とする光学素子に関する。

本発明の第４の態様において、前記光学素子は回折格子とすることができ、
前記高分子液晶を含む第１の材料からなる第１の部材と、等方性の屈折率を有する第２の材料からなる第２の部材とが、交互に配置されて格子形状を形成しているものとすることができる。

本発明の第５の態様は、光記録媒体に情報を記録する、および／または、光記録媒体に記録された情報を再生する光情報記録再生装置であって、
本発明の第４の態様における光学素子を有することを特徴とする光情報記録再生装置に関する。

本発明の第１の態様によれば、青色レーザ光に対する耐光性が良好であって、他の重合性液晶性化合物との相溶性にも優れた液晶性化合物が得られる。

本発明の第２の態様によれば、重合によって均一な組成の重合体を得ることのできる重合性液晶性組成物が得られる。

本発明の第３の態様によれば、温度による物性値の変動が小さく、等方性材料との屈折率のマッチングも可能な高分子液晶が得られる。

本発明の第４の態様によれば、青色レーザに対する耐光性の良好な光学素子が得られる。

本発明の第５の態様によれば、青色レーザに対する耐光性が良好であり、大容量化に適した光情報記録再生装置が得られる。

本発明者は、置換基に特定の基を有するオクタフルオロビフェニレン化合物が、青色レーザ光に対して高い耐光性を有することを見出した。この化合物は、液晶性を示すとともに、重合性液晶性化合物との相溶性に優れ、重合性液晶性化合物と混合した重合性液晶性組成物を重合した際にも均一な組成の重合体を得ることが可能である。それ故、重合により得られた高分子液晶と、等方性材料とを積層することにより、優れた特性を示す光学素子とすることができる。

以下、本発明における液晶性化合物について説明する。尚、本実施の形態において、青色レーザ光に対する耐光性は、Ｋｒレーザ（波長４０７ｎｍ、４１３ｎｍのマルチモード）を、温度８０℃、積算曝露エネルギー２０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ²で照射する加速試験において、波長４０５ｎｍでの光線透過率の変動値から求められる。この変動値が小さい場合には、耐光性が高いとする。

本発明の液晶性化合物は、下記一般式（１）で表される液晶性化合物である。

式（１）において、Ｐ^１およびＰ^２は、それぞれＲ^１−Ｚ^１−およびＲ^２−Ｚ^２−である。ここで、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、アクリル酸基、メタクリル酸基、炭素数１〜１０のアルコキシ基若しくはアルキル基（アルコキシ基若しくはアルキル基の水素原子の一部は、フッ素原子に置換されていてもよい）またはフッ素原子であり、さらに、少なくとも一方は、アクリル酸基若しくはメタクリル酸基である。また、Ｚ^１およびＺ^２は、少なくとも一方がトランス−１，４−シクロヘキシレン基を少なくとも１個含み、それぞれ独立して単結合または炭素数４〜１５の炭化水素基であり、基中にエーテル結合性の酸素原子若しくはエステル結合を有していてもよく、また、基中の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。そして、Ｐ^１およびＰ^２のオクタフルオロビフェニレン基に結合する末端は、−Ｏ−または−ＣＯＯ−の酸素原子である。

上記化合物を含有させることにより、液晶性化合物の青色レーザに対する耐光性を向上でき、また、屈折率を低下させることもできる。詳しくは、ビフェニレン骨格をフッ素化したオクタフルオロビフェニレン骨格を用いることにより、吸収波長がより短波長化するので、青色レーザに対する耐光性が向上する。また、屈折率が小さくなるとともに、屈折率の波長分散も小さくなる。さらに、オクタフルオロビフェニレン骨格がシクロへキシレン置換基を有することにより、青色レーザに対する耐光性をより向上させることができる。すなわち、シクロヘキシレン基は、フェニレン基に比べて屈折率および屈折率分散の両方を小さくすることができるので、青色レーザに対する耐光性の高い、低屈折率の等方性材料と屈折率をマッチングさせることができる。

また、オクタフルオロビフェニレン骨格の化合物は、ビフェニレン骨格の化合物に比べて結晶化点が非常に低い。液晶組成化物を調合する際、組成化成分を充分に混合するには、加熱が必要となる。結晶化点の低い化合物を組成化すると、加熱温度を下げられるので、加熱による不均一な熱重合反応が進行し難くなって、均一な液晶性重合体を得ることができる。また、結晶化点が低いと、組成化物中から組成化成分が析出し難い。したがって、液晶性重合体の組成を均一にすることができる。

さらに、式（１）の化合物は重合性であるので、重合後に低分子化合物が存在することによる物性値の温度変動を解消することができる。すなわち、温度による物性値の変動の小さい液晶性化合物とすることができる。

さらに、本発明では、式（１）において、Ｐ^１およびＰ^２は、それぞれＲ^１−Ｘ^１−Ｑ^１−Ｙ^１−およびＲ^２−Ｘ^２−Ｑ^２−Ｙ^２−であることが好ましい。ここで、Ｑ^１およびＱ^２は、それぞれ独立して、単結合または−Ｃｙ−、−Ｃｙ−Ｃｙ−若しくは−Ｐｈ−Ｃｙ−である（但し、−Ｃｙ−はトランス−１，４−シクロヘキシレン基、−Ｐｈ−は１，４−フェニレン基を表す。）。Ｑ^１またはＱ^２が、−Ｐｈ−、−Ｐｈ−Ｐｈ−または−Ｃｙ−Ｐｈ−であると、Ｐｈ−ＣＯＯの構造ができるため、光フリース転移が起こりやすくなり、青色耐光性が低下する。これに対して、Ｃｙ−ＣＯＯ構造であれば耐光性は良好となる。

Ｑ^１およびＱ^２の環の数の合計（Ｑ^１の環の数＋Ｑ^２の環の数）は、１または２である。これにより、モノマーの融点が低くなり、他の重合性液晶性化合物を混合して得られる重合性液晶性組成物を重合した際にも、均一な組成の重合体を得ることが可能である。一方、環の数が３以上になると、組成物を融解するのと同時に重合してしまうため、液晶セルへの注入が困難となりやすく、また、均一な組成の重合体も得られ難くなる。

Ｙ^１およびＹ^２は、それぞれ独立して、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合の場合、単結合であり、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、カルボキシル基（−ＣＯＯ−）である。

Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立して、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアクリル酸基（ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−）またはメタクリル酸基（ＣＨ_２＝ＣＣＨ_３−ＣＯＯ−）であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、単結合または炭素数が１〜１０のアルキレン基（−Ｒ−）、アルキレンオキシ基（−ＲＯ−）若しくはアルキレンオキシカルボニル基（−ＲＯＣＯ−）である。一方、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアクリル酸基またはメタクリル酸基であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合である場合には、単結合またはアルキレン基の炭素数が１〜１０のアルキレンカルボキシル基（−ＲＣＯＯ−）である。また、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアルコキシ基（ＲＯ−）、アルキル基（Ｒ−）若しくはフッ素原子（Ｆ−）であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、単結合である。

上記の関係をまとめると、表１に示すようになる。

本発明の液晶性化合物において、Ｒ^１およびＲ^２の一方がアクリル酸基またはメタクリル酸基である化合物としては、以下の（１）〜（８）の構造のものが好ましく挙げられる。尚、これらの式において、Ｒ^３はアクリル酸基またはメタクリル酸基であり、Ｒ^４は炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ^５は炭素数が１〜１０のアルキレン基であり、ＯＦＢは４，４‘−オクタフルオロビフェニレン基である。

（１）Ｒ^３−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｒ^４
（２）Ｒ^３−Ｒ^５−Ｏ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｒ^４
（３）Ｒ^３−Ｒ^５−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｒ^４
（４）Ｒ^３−Ｒ^５−Ｏ−Ｃｙ−ＣＯＯ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｒ^４
（５）Ｒ^３−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ^４
（６）Ｒ^３−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｒ^４
（７）Ｒ^３−Ｒ^５−Ｏ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｒ^４
（８）Ｒ^３−Ｒ^５−Ｏ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｐｈ−Ｒ^４

本発明において、Ｒ^１およびＲ^２がアクリル酸基である化合物と、Ｒ^１およびＲ^２がメタクリル酸基である化合物とでは、アクリル酸基である化合物の方が、生成したポリマーの液晶温度範囲を広くしやすいことから好ましい。また、重合速度の関係からも、アクリル酸基である化合物の方が好ましい。さらに、本発明においては、単独でネマチック液晶性を示す化合物であることが好ましい。スメクチック液晶性を示す化合物では、重合中に配向乱れが生じやすい。このため、透過率が高くなり、均一な配向状態の素子が得られ難くなる。

本発明の液晶性化合物としては、具体的には、下記の化合物（Ａ１〜Ａ１５）が好ましく挙げられる。

本発明の液晶性化合物において、Ｒ^１およびＲ^２の両方がアクリル酸基またはメタクリル酸基である化合物としては、以下の（１）〜（４）の構造のものが好ましく挙げられる。尚、これらの式において、Ｒ^３およびＲ^６はアクリル酸基またはメタクリル酸基であり、Ｒ^５およびＲ^７は炭素数が１〜１０のアルキレン基であり、ＯＦＢは４，４′−オクタフルオロビフェニレン基である。この場合、Ｒ^３がアクリル酸基である場合には、Ｒ^６もアクリル酸基であることが好ましく、Ｒ^３がメタアクリル酸基である場合には、Ｒ^６もメタアクリル酸基であることが好ましい。また、一方のアクリル酸基が環に直結していると、左右で重合速度に差が出てしまう。したがって、重合速度の観点からは、両側のアクリル酸基も環に直結でない方が好ましい。

（１）Ｒ^３−Ｒ^５−Ｏ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｒ^７−Ｒ^６
（２）Ｒ^３−Ｒ^５−Ｏ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｏ−Ｒ^７−Ｒ^６
（３）Ｒ^３−Ｒ^５−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｒ^７−Ｒ^６
（４）Ｒ^３−Ｒ^５−Ｏ−ＯＦＢ−ＯＣＯ−Ｃｙ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｒ^７−Ｒ^６

このように、本発明の液晶性化合物は、オクタフルオロビフェニレンの中心骨格（ビフェニレン骨格）の４、４′の位置、あるいは、どちらか一方の位置にシクロへキシレン基を有し、オクタフルオロビフェニレンの中心骨格（ビフェニレン骨格）の片側、あるいは、両側に重合性官能基、好ましくはＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−を有する。

本発明の液晶性化合物は、例えば、以下のような方法で合成できる。尚、下記式において、ＥＤＣは、１−エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩を表し、ＤＭＡＰは、４−ジメチルアミノピリジンを表す。

上記したように、まず、式（２−１）で表されるオクタフルオロビフェノールと、所定の第１のカルボン酸（Ｑ^１ＣＯＯＨ）との縮合反応によって、化合物２−２を得る。次いで、化合物（２−２）と、水素化ホウ素ナトリウムとを反応させることによって、化合物（２−３）を得る。その後、化合物（２−３）と、第２のカルボン酸（Ｑ^１ＣＯＯＨ）とをトリフルオロ酢酸無水物で脱水縮合することにより、化合物２−４が得られる。尚、化合物（２−３）とアルコール（Ｑ^３ＯＨ）から、光延反応を用いて化合物（２−５）を得ることもできる。ここで、Ｑ^１ＣＯＯＨ、Ｑ^２ＣＯＯＨ、Ｑ^３ＯＨは、市販されている化合物をそのまま使用するか、あるいは、市販されている化合物から誘導することによって使用できる。

本発明の液晶性化合物は、他の重合性液晶性化合物と混合し、重合性液晶性組成物として用いられる。この場合、液晶性を保持したまま硬化させやすいことから、光硬化型の組成物が好ましく用いられる。例えば、本発明の液晶性化合物を１〜９８重量部、好ましくは２０〜８０重量部とし、これに、重合性液晶性化合物を５０〜９８重量部、重合性非液晶性化合物を０〜３０重量部、光硬化開始剤を０．１〜５重量部、その他の添加剤を０〜１０重量部を添加したものを重合性液晶性組成物として用いることができる。但し、最終的な組成物が液晶性を示すことが必要である。

他の重合性液晶性化合物としては、以下の（１）〜（３）の化合物が例示されるが、これらに限定されるものではない。但し、組成物としたときに所望の青色レーザ耐光性と屈折率が得られるような材料および量を選択して使用する。尚、以下の（１）〜（３）の式において、Ｒ^８およびＲ^９はアクリル酸基またはメタクリル酸基であり、Ｒ^１０は炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ^１１およびＲ^１２は炭素数が１〜１０のアルキレン基であり、Ｍは２〜４の環構造を有するメソゲン基である。

（１）Ｒ^８−Ｍ−Ｒ^１０
（２）Ｒ^８−Ｒ^１１−Ｏ−Ｍ−Ｒ^１０
（３）Ｒ^８−Ｒ^１１−Ｏ−Ｍ−Ｏ−Ｒ^１２−Ｒ^９

重合性液晶性組成物は、上記例のように、重合性液晶性化合物以外の成分（以下、他の成分と称す。）を含有することができる。ここで、他の成分としては、重合開始剤、重合禁止剤、カイラル剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤および二色性色素などが挙げられる。

液晶性組成物に含まれる重合性液晶の総量（以下、「液晶の総量」と記す。）、および、他の成分の割合は、用途によって調整することが好ましい。例えば、他の成分としてカイラル剤を使用する場合、液晶の総量は、液晶性組成物に対して２０〜９５質量％が好ましく、５０〜９５質量％が特に好ましい。カイラル剤の量は、液晶性組成物に対して５〜８０質量％が好ましく、５〜５０質量％が特に好ましい。

他の成分として二色性色素を使用する場合、液晶の総量は、液晶性組成物に対して８０〜９９質量％が好ましく、８２〜９７質量％が特に好ましい。二色性色素の量は、液晶性組成物に対して１〜２０質量％が好ましく、３〜１８質量％が特に好ましい。

他の成分として、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等を使用する場合は、これらの成分の量は、液晶性組成物に対して５質量％以下が好ましく、２質量％以下が特に好ましい。この場合の液晶の総量は、液晶性組成物に対して９５〜１００質量％未満が好ましく、９８〜１００質量％未満が特に好ましい。

次に、本発明の高分子液晶について説明する。

本発明の高分子液晶は、上述の液晶性組成物を、この液晶性組成物が液晶相を示す状態であって、且つ、液晶が配向した状態で重合して得られる重合体からなる。

液晶性組成物が液晶相を示す状態に保つには、雰囲気温度を、ネマチック相−等方相相転移温度（Ｔ_ｃ）以下にすればよい。但し、Ｔ_ｃに近い温度では、液晶性組成物のΔｎが極めて小さいことから、雰囲気温度の上限は（Ｔ_ｃ−１０）以下とすることが好ましい。

重合は、光重合または熱重合などを挙げることができるが、液晶性を保持したまま硬化させやすい点から、光重合が好ましく用いられる。光重合に用いる光としては、紫外線または可視光線が好ましい。光重合を行う場合は、光重合開始剤を用いることが好ましく、特に、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ミヒラーケトン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類およびチオキサントン類などから適宜選択される光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤は、１種または２種以上を組み合わせて使用できる。光重合開始剤の量は、液晶性組成物の全体量に対して０．１〜５質量％が好ましく、０．３〜２質量％が特に好ましい。

高分子液晶は、上記の重合性液晶性組成物を、表面に配向処理を施した一対の基板間に挟持した状態で重合することにより得られる。以下に、具体例を述べる。

まず、透明基板を準備する。透明基板としては、例えば、可視光に対する透過率が高い材料からなる基板を用いることができる。具体的には、アルカリガラス、無アルカリガラスおよび石英ガラスなどの無機ガラスの他に、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、および、ポリフッ化ビニルなどのフッ素含有ポリマーなどの透明樹脂からなる基板が挙げられる。剛性が高い点で、無機ガラスからなる基板を用いることが好ましい。透明基板の厚みは、特に限定は無いが、通常は０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができ、好ましくは０．３ｍｍ〜１．１ｍｍである。この透明基板には、必要に応じて、アルカリ溶出防止、接着性向上、反射防止またはハードコートなどを目的とした、無機物または有機物などからなる表面処理層が設けられていてもよい。

次に、透明基板の表面に配向処理を施す。例えば、透明基板の上に配向膜を形成し、配向膜に対して配向処理を行う。配向膜は、液晶を配向させる機能を有するものであればよく、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルシンナメートおよびポリスチレンなどの有機材料、または、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３などの無機材料を用いることができる。配向処理は、具体的には、ラビング法などを用いて行うことができる。例えば、ナイロンやレーヨンなどのラビング布で、配向膜の表面を一方向に擦ることによって、その方向に液晶分子が配向するようにする。また、ラビング法以外にも、ＳｉＯの斜め蒸着、イオンビーム法または光配向膜などによって、液晶分子の配向を揃えることもできる。

次に、配向膜の上に高分子液晶を形成する。上記の透明基板（以下、第１の基板と称す。）とは別に、表面に配向膜が形成された第２の基板を新たに準備する。この配向膜については、第１の基板と同様にして形成すればよい。次いで、配向膜が形成された側の第２の基板の表面に離型処理を行う。離型剤としては、例えば、フルオロシラン系または含フッ素脂肪族環構造を有する含フッ素重合体などを使用することができる。次に、この第２の基板に第１の基板を重ね合わせて仮接着する。このとき、第２の基板の離型処理された面と、第１の基板の配向膜が形成された面とが互いに内側を向くようにする。また、外部から重合性液晶性組成物を充填可能な開口部を設けておく。次いで、この開口部を通じて、基板間に重合性液晶性組成物を注入する。注入には、真空注入法を用いてもよいし、大気中で毛細管現象を利用した方法を用いてもよい。重合性液晶性組成物を注入した後は、所定の波長の光を照射して重合性液晶性組成物を重合させる。必要に応じて、光照射の後でさらに加熱処理を行ってもよい。その後、仮接着していた第２の基板を取り除くことによって、第１の基板の上に、配向膜と高分子液晶とが形成された構造を得ることができる。本実施の形態では、重合性液晶性組成物は、第１の基板の表面と略平行な方向に配向し、高分子液晶は、この配向が固定された状態で得られる。

また、高分子液晶の形成は、例えば、次のようにして行うこともできる。

まず、配向膜が形成された第１の基板と、配向膜が形成された上に離型剤が施された第２の基板とを準備する。次いで、第１の基板に形成された配向膜の上に、光硬化性の重合性液晶性組成物を滴下する。その後、第２の基板を、離型剤の塗布面が重合性液晶性組成物の側になるようにして、第１の基板と重ね合わせる。次いで、所定の波長の光を照射して重合性液晶性組成物を重合させる。その後、第２の基板を除去すると、上記と同様に、第１の基板の上に、配向膜と高分子液晶とが形成された構造を得ることができる。

本発明の高分子液晶は、光学素子用の材料として用いることができる。上記の説明では、説明を簡単にするため配向膜にしか触れなかったが、光学特性制御の目的で電極を設けたり、反射型素子として使用する目的で反射膜を設けたりすることにより、光学素子とすることができる。さらに、目的に応じて、基板の表面に、フレネルレンズ構成、回折格子用の格子、色調調整用の着色層または迷光抑制用の低反射層などを設けることが可能である。

本発明の高分子液晶を用いて、回折格子、位相差板または波面補正素子などを作製することができる。例えば、本発明の高分子液晶を含む第１の材料からなる第１の部材と、等方性の屈折率を有する第２の材料からなる弟２の部材とが、交互に配置されて格子状を形成している回折格子とすることができる。第１の部材と第２の部材とを交互に配置することにより、これらを透過する光は、互いに干渉し合って回折を起こす。また、第１の部材を構成する第１の材料と、第２の部材を構成する第２の材料とは異なっているので、これらを透過する光の間には位相差が生じる。ここで、第１の部材と第２の部材とは、実質的に一定のピッチで交互に配置されることが好ましい。これにより、第１の部材を通じて回折される光と、第２の部材を通じて回折される光との干渉が良好となって、回折効率を向上させることができる。また、第１の部材と第２の部材は、互いに接していることが好ましい。これにより、これら以外の部分に入射する光を低減あるいはなくすことができるので、回折格子に入射する光を有効に利用することができる。尚、回折格子は、第１の部材および第２の部材以外の他の部材を含んでいてもよい。

本発明の高分子液晶を備えた光学素子は、光記録媒体に情報を記録する、および／または、光記録媒体に記録された情報を再生する光情報記録再生装置に用いるのに適している。具体的には、本発明による光学素子は、光情報記録再生装置のレーザ光の光路中に好ましく配置される。特に、最近実用化が始まったＢＤ（Ｂｌｕｅ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ）やＨＤＤＶＤ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）のような青色レーザ光を用いた光情報記録再生装置用の光ヘッドに好適である。

例えば、上記の回折格子を備えた光情報記録再生装置では、光記録媒体から反射された光は、回折格子によって回折される。尚、この光情報記録再生装置は、回折格子の他に、回折格子に入射する光を発生させる光源、光源から出射された光を光記録媒体に集光する対物レンズ、光記録媒体で反射された光を検出する検出器などを有することができる。

図２に、本発明による光情報記録再生装置の一例を示す。図２において、光源１から出射された光は、回折格子２を透過し、対物レンズ３によって光ディスク４に集光される。次いで、光ディスク４で反射した光は、再び対物レンズ３を透過した後に、回折格子２によって回折されて、光検出器５に到達する。光源１には、通常の光情報記録再生装置に使用される通常のレーザ光源が使用される。具体的には、半導体レーザが好適であるが、他のレーザであってもよい。本発明の回折格子は、青色レーザに対する耐光性が良好であるので、青色レーザを光源として使用することにより、光情報記録再生装置の大容量化を図ることができる。図２において、回折格子２は、ホログラムビームスプリッタとして機能する。そして、回折格子２と光ディスク４との間に、１／４波長板６を挿入することにより、光源１から出射された直線偏光の偏光方向を、往路と復路とで９０度回転させることができる。これにより、往路の偏光方向の光に対しては透過率を高めることができ、復路の偏光方向の光に対しては回折効率を高めることができるので、光情報記録再生装置全体の光の利用効率をさらに向上させることができる。

以下、本発明の実施例について述べる。

＜液晶性化合物Ａ１の合成＞
攪拌装置と還流管を装備した５００ｍＬの三口フラスコに、オクタフルオロビフェニレンを１５．８ｇ（０．０４８ｍｏｌ）、トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシルカルボン酸１６．３ｇ（０．０９６ｍｏｌ）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩１８．３ｇ（０．０９６ｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン０．７ｇおよびメタノール３００ｍＬを加え、それらの混合物を室温で３時間撹拌した。撹拌後に析出した白色固体を濾過し、濾過物にジクロロメタンを加えてから、水３００ｍＬで２回分液を行い、飽和塩化ナトリウム水溶液１００ｍＬで洗浄した。洗浄した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濾過により無水硫酸マグネシウムを除去した後、溶媒を濃縮して化合物（Ａ１−１）を得た。収量は２５．２ｇであり、収率は８３％であった。

攪拌装置と還流管を装備した５００ｍＬの三口フラスコに、化合物（Ａ１−１）２５ｇ（０．０３９ｍｏｌ）と、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）とメタノールの混合溶媒（ＴＨＦ：メタノール＝４：１）３００ｍＬとを加え、氷水で０℃に冷やした。充分に冷やした後、水素化ホウ素ナトリウム１．５ｇ（０．０３９ｍｏｌ）をゆっくり加えた。０℃で１時間撹拌した後、室温に戻して一晩撹拌した。一晩攪拌後、混合物に１ｍｏｌ／Ｌの塩化アンモニウム水溶液（１００ｍＬ）を加え、反応を停止した。次いで、反応溶液に水およびジクロロメタンを加えて分液し、回収した有機層を１０％塩酸水溶液および飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。洗浄した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濾過により無水硫酸マグネシウムを除去した後、溶媒を濃縮した。得られた濾液をヘキサン：酢酸エチル＝５：５（容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物（Ａ１−２）を得た。収量は５．７ｇであり、収率は３０％であった。

攪拌装置と還流管を装備した５００ｍＬの三口フラスコに、化合物（Ａ１−２）を５ｇ（０．０１ｍｏｌ）、アクリル酸を１．４９ｇ（０．０２ｍｏｌ）、ジクロロメタンを５０ｍＬ加えた。次に、無水トリフルオロ酢酸を４．３５ｇ（０．０２ｍｏｌ）加えて、室温で一晩撹拌した。反応終了後、水およびジクロロメタンで分液し、有機層を回収した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濾過により無水硫酸マグネシウムを除去し、濾液を濃縮した。この濾液を酢酸エチル：ヘキサン＝１：１（容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物（Ａ１）を得た。収量は３．８９ｇであり、収率は７０％であり、ＧＣ純度は９９％であった。
^１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ₃、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）
０．８７−１．６３（ｍ，１２Ｈ）、１．８９−１．９１（ｍ，２Ｈ）、２．１８−２．２１（ｍ，２Ｈ）、２．６（ｍ，１Ｈ）、６．１９−６．７８（ｍ，３Ｈ）

＜液晶性化合物Ａ２の合成＞
化合物（Ａ１−１）の合成と同様にして、化合物（Ａ２−１）を合成した。具体的には、オクタフルオロビフェニレンを、トランス−４−n−プロピルシクロヘキシルカルボン酸に代えて、トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルカルボン酸で脱水することにより、化合物（Ａ２−１）を合成した。収率は８５％であった。

化合物（Ａ１−２）の合成と同様にして、化合物（Ａ２−２）を合成した。具体的には、化合物（Ａ２−１）を水素化ホウ素ナトリウムで還元した。化合物（Ａ２−２）の収率は３５％であった。

化合物（Ａ１）の合成と同様にして、化合物（Ａ２）を合成した。具体的には、化合物（Ａ２−２）を、無水トリフルオロ酢酸とアクリル酸で脱水することにより、化合物（Ａ２）を合成した。収率は７２％であった。
^１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ₃、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）
０．８６−１．６３（ｍ，１６Ｈ）、１．８９−１．９１（ｍ，２Ｈ）、１．８９−１．９２（ｍ，２Ｈ）、２．１８―２．６５（ｍ，１Ｈ）、６．２０−６．７８（ｍ，３Ｈ）

＜液晶性化合物Ａ３の合成＞
還流装置、撹拌機および滴下装置を装備した５００ｍＬの四口フラスコに、化合物（Ａ２−２）（４．４２ｇ、０．００３９モル）、アクリル酸４−ヒドロキシブチル（１．４９ｇ、０．０１０モル）、トリフェニルホスフィン（２．７２ｇ、０．０１モル）を入れ、ＴＨＦ（５０ｍＬ）を加えて溶解させた。得られた溶液に、窒素を導入しながら、氷浴において、２．２ｍｏｌ／Ｌのジエチルアゾジカルボキシラート（４０％トルエン溶液）４．７２ｍＬをゆっくりと滴下し、その溶液を一晩反応させた。反応終了後、水および酢酸エチルを加えて分液し、有機層を回収した。回収した有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、次に水洗し、再度有機層を回収した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濾過によって無水硫酸マグネシウムを除去し、濾液を濃縮した。この濾液をジクロロメタン：ヘキサン＝１：１（容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーによって精製した後、目的物を含む溶液を濃縮して粉末結晶を得た。この粉末結晶に、ジクロロメタンとヘキサンとの混合溶媒（１００ｍＬ）を加えて再結晶を行い、化合物（Ａ３）（３．３ｇ）を得た。収率は６０％であった。
^１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ₃、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）
０．８７−１．９５（ｍ，２２Ｈ）、２．１８−２．２１（ｍ，２Ｈ）、２．６４（ｍ，１Ｈ）、４．１８−４．３５（ｍ，４Ｈ）、５．８１−６．３９（ｍ，３Ｈ）

＜化合物Ａ４の合成＞
還流装置、撹拌機および滴下装置を装備した５００ｍＬの四口フラスコに、化合物（Ａ２−２）（４．４ｇ、０．００８６モル）、６−ブロモヘキシルアクリレート（２．４３ｇ、０．０１０モル）、炭酸カリウム（１．４３ｇ、０．０１０モル）、ヨウ化カリウム（０．２０ｇ）およびアセトン（５０ｍＬ）を加え、６０℃で４８時間撹拌・還流した。反応終了後、水および酢酸エチルを加えて分液し、有機層を回収した。回収した有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、次に水洗し、再度有機層を回収した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濾過によって無水硫酸マグネシウムを除去し、濾液を濃縮した。この濾液をジクロロメタン：ヘキサン＝１：１（容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーによって精製した後、目的物を含む溶液を濃縮することにより粉末結晶を得た。この粉末結晶に、ジクロロメタンとヘキサンとの混合溶媒（１００ｍＬ）を加えて再結晶を行い、化合物（Ａ４）（３．４５ｇ）を得た。収率は６０％であった。
^１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ₃、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）
０．８８−１．９５（ｍ，２６Ｈ）、２．１８−２．２１（ｍ，２Ｈ）、２．６４（ｍ，１Ｈ）、４．１８−４．３５（ｍ，４Ｈ）、５．８１−６．３９（ｍ，３Ｈ）

＜化合物Ａ５の合成＞
攪拌装置、滴下ロートおよび還流管を装備した５００ｍＬの三口フラスコに、トランス−１，４−シクロヘキサンジカルボン酸を１７．２ｇ（０．１ｍｏｌ）、塩化チオニルを２３．６ｇ（０．２ｍｏｌ)、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）を２滴、トルエンを５００ｍＬ加えて、１１０℃で３時間加熱還流した。反応終了後、溶液を７０℃で濃縮した。溶媒を完全に留去して得られた酸塩化物であるトランス−１，４−シクロヘキサンジカルボン酸クロリドを１Ｌのジクロロメタンに溶解させた。

この酸塩化物のジクロロメタン溶液に、４−ヒドロキシブチルアクリレート１４．４ｇ（０．１ｍｏｌ)と、ピリジン７．９ｇ（０．１ｍｏｌ）とを、１Ｌのジクロロメタンに溶解させた溶液を３時間かけてゆっくり滴下した。１時間、室温で攪拌した後、水１００ｍＬを添加して反応を停止させた。反応終了後、水およびジクロロメタンで洗浄し、有機層を回収した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濾過により無水硫酸マグネシウムを除去し、濾液を濃縮した。この濾液を酢酸エチル：ヘキサン＝１：１（容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物（Ａ５−１）を得た。収量は１３．４ｇであり、収率は４５％であった。

攪拌装置と還流管を装備した５００ｍＬの三口フラスコに、化合物（Ａ５−１）を４．４２ｇ（０．０１５ｍｏｌ）、化合物（Ａ２−２）を５ｇ（０．０１０ｍｏｌ）、ジクロロメタンを５０ｍＬ加えた。次に、無水トリフルオロ酢酸３．１１ｇ（０．０１５ｍｏｌ）を加え、室温で一晩撹拌した。反応終了後、水およびジクロロメタンで分液し、有機層を回収した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧濾過により無水硫酸マグネシウムを除去し、濾液を濃縮した。この濾液を酢酸エチル：ヘキサン＝１：１（容量比）を展開液としたカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物（Ａ５）を得た。収量は４．６ｇであり、収率は６０％であった。
^１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ、溶媒：ＣＤＣｌ₃、内部標準：ＴＭＳ）δ（ｐｐｍ）
０．８８−２．３０（ｍ，３３Ｈ）、２．６−２．７８（ｍ，２Ｈ）、４．２８−４．３８（ｍ，４Ｈ）、５．８６−６．４６（ｍ，３Ｈ）

＜モル吸光係数の測定＞
本発明の化合物Ａ１をＴＨＦに濃度が１０^−５ｍｏｌ/Ｌとなるように溶解して、吸収極大波長（λｍａｘ）、吸収が現われてくる吸収端波長、および、波長２５０ｎｍでのモル吸光係数εをそれぞれ測定した。また、比較のために、比較化合物（１）と比較化合物（２）についても、それぞれＴＨＦに濃度が１０^−５ｍｏｌ/Ｌとなるように溶解し、同様にモル吸光係数εを測定した。これらの結果を表２に示す。

表２．

本発明の液晶性化合物Ａ１について、モル吸光係数と波長との関係を調べた結果を図１に示す。尚、比較化合物（１）および（２）についても示している。

図１から明らかであるように、本発明のオクタフルオロビフェニレン環を有する液晶性化合物は、比較化合物としてのベンゼン環にフッ素を含まない液晶性化合物よりも、短波長側まで低いモル吸光係数を示す。例えば、比較化合物１では、波長３２０ｎｍ付近から急速にモル吸光係数が増加する。これに対して、本発明の液晶性化合物は、モル吸光係数の増加が緩やかである。そして、波長２５０ｎｍ付近においても、比較化合物（１）や（２）に対して、半分程度のモル吸光係数しか示さない。

＜屈折率および屈折率の波長分散性の評価＞
本発明の液晶性化合物（Ａ１）と液晶性化合物（Ａ５）を、１：１（モル比）の割合で混合した後、光重合開始剤を混合物に対し０．５重量部添加して、重合性液晶性組成物Ｃ１を得た。尚、光重合開始剤には、チバスペシャリティーケミカルズ社製のイルガキュアー７５４（商品名）を用いた。

縦５ｃｍ、横５ｃｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス板に、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配向膜を形成した。次いで、配向処理を施した面が向かい合うようにして、２枚のガラス基板を接着剤を用いて貼り合わせ、セルを作製した。このとき、接着剤に直径６μｍのガラスビーズを添加し、ガラス基板の間隔が６μｍになるように調整した。

次に、セル内に重合性液晶性組成物Ｃ１を１０５℃の温度で注入した。その後、５０℃において、強度１３５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を積算光量が７２９００ｍＪ／ｃｍ^２となるよう照射して光重合を行った。得られたセルを離型し、セキノテクノトロン社製のＭＥＴＲＩＣＯＮモデル２０１０プリズムカプラ（商品名）を用いて、波長４０４ｎｍ、６３３ｎｍおよび７９１ｎｍにおける屈折率を測定した。結果を表３に示す。尚、アッベ数は３５．６であった。

表３．

比較のために、比較化合物（３）を用いて同様の測定を行った。その結果、波長４０４ｎｍでの屈折率は１．６４８、波長６３３ｎｍでの屈折率は１．５９７、波長７９１ｎｍでの屈折率は１．５８７であった。また、アッベ数は２５．８であった。

上記の結果から分かるように、本発明のオクタフルオロビフェニレン環を有する液晶性組成物によれば、ベンゼン環にフッ素を含まない比較化合物（３）よりも低屈折率の高分子液晶が得られる。また、アッベ数の値より、屈折率波長分散性も低くすることができる。

＜温度特性の評価＞
重合性液晶性化合物（Ａ１）と（Ａ２）を１：１（モル比）の割合で混合した後、光重合開始剤を液晶性組成物に対して０．５重量部添加し、重合性液晶性組成物Ｃ２を得た。尚、光重合開始剤は、チバスペシャリティーケミカルズ社製のイルガキュアー７５４（商品名）を用いた。

縦５ｃｍ、横５ｃｍ、厚さ０．５ｍｍのガラス板に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配向膜を形成した。次いで、配向処理を施した面が向かい合うようにして、２枚のガラス基板を接着剤を用いて貼り合わせ、セルを作製した。このとき、接着剤に直径６μｍのガラスビーズを添加し、ガラス基板の間隔が６μｍになるように調整した。

次に、セル内に重合性液晶性組成物Ｃ２を１０５℃の温度で注入した。その後、５０℃において、強度１３５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を積算光量が７２９００ｍＪ／ｃｍ^２となるよう照射して、光重合を行った。得られた素子の温度によるリタデーションの変化を測定した。具体的には、３０℃、８０℃および１３５℃の各温度に達するまでの昇温および降温過程におけるリタデーションの変化を調べた。昇温および降温は、いずれも５℃／分で行い、測定温度に到達したら３０分放置してから、評価を行った。尚、測定波長は、４０５ｎｍ、６６０ｎｍおよび７８０ｎｍの３波長とした。結果を表４に示す。

表４．

表４より、温度３０℃におけるリタデーションの値を基準とすると、いずれの波長においても温度によるリタデーションの変動値は１％未満となっていることが分かる。したがって、本発明の高分子液晶は、優れた温度特性を有すると言える。

＜耐光性の評価＞
重合性液晶性化合物Ｃ２を用いて、温度特性の評価で作製したのと同様の素子を作製した。これに、Ｋｒレーザ装置（波長４０７ｎｍ、４１３ｎｍのマルチモード）を用いてレーザ光を照射し、青色レーザ光曝露加速試験を行った。照射条件は、温度８０℃、積算曝露エネルギー２０Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ^２とした。その結果、波長４０５ｎｍにおける透過率の変動幅は、加速試験の前後で１％未満であった。

比較のために、ビフェニレン構造を有するアクリル樹脂を用いて、上記と同様の方法で素子を作製した。この素子についても加速試験を行ったところ、積算曝露エネルギー６Ｗ・ｈｏｕｒ／ｍｍ^２で照射痕が現れ、透過率は１２％変動した。

このように、本発明のオクタフルオロビフェニレン構造を有する液晶性化合物によれば、ベンゼン環にフッ素を含まない化合物に比べて、青色レーザに対する耐光性に優れた光学素子を得ることができる。これは、本発明の液晶性化合物が、フッ素を含まない化合物に比べて、短波長側まで低いモル吸光係数を示す（例えば、波長２５０ｎｍ付近におけるモル吸光係数がフッ素を含まない化合物の半分程度）ことによる。

本発明の液晶性化合物のモル吸光係数と波長との関係を示す図である。 本発明の光情報記録再生装置の構成図の一例である。

符号の説明

１ 光源
２ 回折格子
３ 対物レンズ
４ 光ディスク
５ 光検出器
６ １／４波長板

Claims (7)

1. 下記式で表される液晶性化合物であって、
   

   

   Ｐ^１およびＰ^２は、それぞれＲ^１−Ｚ^１−およびＲ^２−Ｚ^２−であり、
   Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立して、アクリル酸基、メタクリル酸基、炭素数１〜１０のアルコキシ基若しくはアルキル基（アルコキシ基若しくはアルキル基の水素原子の一部は、フッ素原子に置換されていてもよい）またはフッ素原子であり、さらに、少なくとも一方は、アクリル酸基若しくはメタクリル酸基であり、
   Ｚ^１およびＺ^２は、少なくとも一方がトランス−１，４−シクロヘキシレン基を少なくとも１個含み、それぞれ独立して単結合または炭素数４〜１５の炭化水素基であり、基中にエーテル結合性の酸素原子若しくはエステル結合を有していてもよく、また、基中の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよく、
   Ｐ^１およびＰ^２のオクタフルオロビフェニレン基に結合する末端は、−Ｏ−または−ＣＯＯ−の酸素原子であることを特徴とする液晶性化合物。
2. Ｐ^１およびＰ^２は、それぞれＲ^１−Ｘ^１−Ｑ^１−Ｙ^１−およびＲ^２−Ｘ^２−Ｑ^２−Ｙ^２−であり、
   Ｑ^１およびＱ^２は、それぞれ独立して、単結合または−Ｃｙ−、−Ｃｙ−Ｃｙ−若しくは−Ｐｈ−Ｃｙ−であり（但し、−Ｃｙ−はトランス−１，４−シクロヘキシレン基、−Ｐｈ−は１，４−フェニレン基を表す。）、Ｑ^１およびＱ^２の環の数の合計は、１または２であり、
   Ｙ^１およびＹ^２は、それぞれ独立して、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合の場合、単結合であり、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、カルボキシル基であり、
   Ｘ^１およびＸ^２は、それぞれ独立して、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアクリル酸基またはメタクリル酸基であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、単結合または炭素数が１〜１０のアルキレン基、アルキレンオキシ基若しくはアルキレンオキシカルボニル基であり、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアクリル酸基またはメタクリル酸基であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合である場合には、単結合またはアルキレン基の炭素数が１〜１０のアルキレンカルボキシル基であり、対応して隣接するＲ^１またはＲ^２がアルコキシ基、アルキル基若しくはフッ素原子であって、対応して隣接するＱ^１またはＱ^２が単結合でない場合には、単結合である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶性化合物。
3. 請求項１または２に記載の液晶性化合物と、該液晶性化合物以外の重合性液晶性化合物とを含むことを特徴とする重合性液晶性組成物。
4. 請求項３に記載の重合性液晶性組成物を重合して得られることを特徴とする高分子液晶。
5. 請求項４に記載の高分子液晶を有することを特徴とする光学素子。
6. 前記光学素子は回折格子であって、
   前記高分子液晶を含む第１の材料からなる第１の部材と、等方性の屈折率を有する第２の材料からなる第２の部材とが、交互に配置されて格子形状を形成していることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
7. 光記録媒体に情報を記録する、および／または、光記録媒体に記録された情報を再生する光情報記録再生装置であって、
   請求項５または６に記載の光学素子を有することを特徴とする光情報記録再生装置。

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