JP2010100541A - アクリル酸誘導体化合物、液晶性組成物、高分子液晶、光学素子および光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高いクラック耐性を備え、広い波長域の光に対応可能な光学素子に適用できる高分子液晶と、これに用いる新規なアクリル酸誘導体化合物およびこれを含む液晶性組成物を提供する。
【解決手段】２つの重合性官能基を有する化合物において、少なくとも１つの重合性官能基が縮合ベンゼン環基Ｗ^１、Ｗ^２と直接結合することを特徴とする下記式で表されるアクリル酸誘導体化合物。ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−（Ｊ^３−Ｅ^３−）_ｒ−（Ｊ^４−Ｅ^４）_ｓ−Ｊ^５−（Ｗ^２）_ｔ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２例えば下記構造式で表される化合物が例示される。

【選択図】なし

Description

本発明は、光硬化性を有する新規なアクリル酸誘導体化合物、この化合物を含んで液晶性を示す液晶性組成物、この組成物を硬化してなる高分子液晶、この高分子液晶を用いて構成された光学素子、この光学素子を使用した光ヘッド装置に関する。

ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）や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。そして、光ヘッド装置によれば、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。

光ヘッド装置では、レーザ光を変調するために光学素子が幾つか用いられている。なかでも、複屈折性を供える波長板、特に、複屈折光の位相差が１／４波長である１／４波長板は、これを用いてレーザ光の発振が安定に維持できることから、光ヘッド装置に搭載されることの多い重要な光学素子の一つとなっている。

近年、ＤＶＤおよびＣＤの両方の規格に対応した互換光ヘッド装置が製品化されている。この光ヘッド装置には、ＤＶＤ用とＣＤ用の異なる波長のレーザ光を発振する半導体レーザが搭載される。このため、１／４波長板には、異なる波長においてもその特性を保持することが求められている。但し、複屈折光の位相差が完全な１／４波長でなくてもレーザ発振は安定に維持できることから、複屈折光の位相差が概ね１／４波長であれば、良好な光ヘッド装置の構成が可能とされる。このため、異なる波長に対し略１／４波長板となる波長板（以下、広帯域波長板と称する。）が広く用いられている。

このような光学的特性を満足する波長板には、複屈折性を有する光学結晶、延伸処理された高分子材料、または、重合性官能基を有する液晶分子を配向させてから硬化してなる高分子液晶などが用いられている。

重合性官能基を有する液晶分子は、重合性モノマーとしての性質と、多数が集まることによるバルク液晶としての性質とを併有している。例えば、光硬化性の液晶分子よりなる液晶の場合、配向をさせた後に光重合反応を行うと高分子液晶となる。この高分子液晶は、液晶の配向に由来する光学異方性を備えており、光学素子に広く用いられている。

ところで、従来は、前述の広帯域波長板を得るのに、特性の異なる２枚の板状の高分子液晶を積層した後、全体として所望の特性になるように調整していた。しかし、近年では、高分子液晶１枚で広帯域波長板を得ることが検討されている。広帯域波長板を１枚の高分子液晶で実現できた場合、２枚の高分子液晶を貼り合わせる工程が不要となるので、光学素子を簡便に作製できるメリットがある。

高分子液晶１枚で広帯域波長板を構成するには、使用するレーザ光の波長にしたがって異なる値のリタデーション値（高分子液晶の屈折率異方性と厚みとの積で表される値。以下、Ｒｄ値と称する。）示すことが必要になる。より具体的には、レーザ光の波長が短くなるにしたがって、Ｒｄ値が小さくならなければならない。

例えば、ＤＶＤ対応のレーザ光の波長を６６０ｎｍ、ＣＤ対応のレーザ光の波長を７８５ｎｍとしたとき、各波長におけるＲｄ値の比、すなわち、（６６０ｎｍにおけるＲｄ値）／（７８５ｎｍにおけるＲｄ値）を分散比と定義すると、分散比が０．８４１であれば、いずれの波長においても波長依存性のない広帯域の１／４波長板が実現できる。

しかしながら、高分子液晶は、通常、使用するレーザ光の波長が短くなるにしたがってＲｄ値が大きくなるため、分散比は１より大きくなってしまう。それ故、高分子液晶において分散比が１より小さくなること、すなわち、逆波長分散特性を備えた高分子液晶の実現が必要となる。

尚、上記した分散比＝０．８４１は、ＤＶＤおよびＣＤ対応のレーザ光の併用において理想的な関係である。しかし、ここまでの逆波長分散特性に至らなくとも、１より小さい分散比の逆波長分散特性を示すことで、使用可能な波長帯域を広げることが可能となり、光ヘッド装置の波長板としては有用なものとされる。このような逆波長分散特性を示す高分子液晶は、例えば、特許文献１において開示されている。

国際公開第２００６／１１２３３８号パンフレット

しかしながら、特許文献１に記載の化合物のうち、重合性官能基を１つだけ有する化合物（以下、単官能性化合物と称する。）を用いて重合すると、得られた高分子液晶において膜の強度が弱い場合があった。具体的には、高温状態と低温状態を周期的に変化させて耐性を試験するヒートサイクル試験で、高分子液晶の膜が破断するクラッキング現象（以下、クラックと称する。）が見られる場合がある。これを回避するには、重合温度を厳密に制御することが望ましいが、生産時においてはプロセスマージンが広いことが好ましく、重合の際の制御温度幅の拡大が求められていた。

また、クラックの発生を抑制するには、重合性官能基を２つ有する化合物（以下、２官能性化合物と称する。）を単官能性化合物に添加することが効果的であり、こうして得られた高分子液晶では、クラックの発生が抑制されることが確認されている。しかしながら、特許文献１に記載の２官能性化合物を用いた場合、未添加の高分子液晶に比べて、分散比を大きく増大させてしまうという問題があった。

本発明は、こうした問題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、その光硬化により得られる高分子液晶のクラック抑制に有効であり、且つ、分散比の増加を従来に比べて軽微とすることが可能な２官能性のアクリル酸誘導体化合物とこれを含む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、分散比の上昇とクラックの発生とが抑制された高分子液晶、この高分子液晶を用いた光学素子、さらにはこの光学素子を用いた光ヘッド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、２つの重合性官能基を有し、そのうちの少なくとも１つの重合性官能基が縮合ベンゼン環基と直接結合した式（１）で表わされることを特徴とするアクリル酸誘導体化合物に関する。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−（Ｊ^３−Ｅ^３−）_ｒ−（Ｊ^４−Ｅ^４）_ｓ−Ｊ^５−（Ｗ^２）_ｔ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２・・・（１）

但し、式中のＲ^１、Ｒ^２、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、Ｗ^１、Ｗ^２、Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３、Ｅ^４、Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５は、それぞれ以下の内容を表す。
Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基である。
ｐ、ｑ、ｒ、ｓおよびｔは、それぞれ独立に、０または１である。
Ｗ^１およびＷ^２は、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，４−ジイル基、アントラセン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，１０−ジイル基、アントラセン−４，９−ジイル基、アントラセン−５，９−ジイル基またはアントラセン−９，１０−ジイル基である。但し、これらの基中の水素原子は、塩素原子、フッ素原子、メチル基またはシアノ基で置換されてもよい。
Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４は、それぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基である。但し、これらの基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。
Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５は連結基であり、それぞれ独立に、単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−または−Ｌ^１−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｌ^２−であり、Ｌ^１は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＯＣＯ−であり、Ｌ^２は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯＣＨ_２−または−ＯＣＯＣＨ_２−であり、ｘは、それぞれ独立に、１〜８の整数であり、Ｗ^１と隣接する環基およびＷ^２と隣接する環基との間の連結基は、単結合ではなく、さらに、これらの基中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよいが、ｔが０の場合、Ｊ^５は単結合、−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−、−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−のいずれかである。

本発明の第１の態様のアクリル酸誘導体化合物において、Ｗ^１およびＷ^２は、基中の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、メチル基またはシアノ基で置換されていてもよいナフタレン−１，４−ジイル基またはナフタレン−１，５−ジイル基であることが好ましく、また、ｔは０または１であってもよい。

本発明の第１の態様のアクリル酸誘導体化合物において、Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４のうちの少なくとも１つは、基中の水素原子が、フッ素原子またはメチル基で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であることが好ましい。

本発明の第１の態様のアクリル酸誘導体化合物において、ｔが１であり、ｒおよびｓが０であり、Ｊ^１、Ｊ^２およびＪ^３のうちのいずれか１つが−（ＣＨ_２）_ｘ−（ｘは４〜８の整数）で表わされる構造を含む連結基であることが好ましい。

本発明の第１の態様のアクリル酸誘導体化合物において、ｔが０であり、ｓが０であり、Ｊ^５が−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−であることが好ましい。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様のアクリル酸誘導体化合物を含むことを特徴とする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の態様の液晶性組成物を重合してなることを特徴とする高分子液晶に関する。

本発明の第３の態様の高分子液晶において、（高分子液晶の６６０ｎｍにおけるリタデーション値）／（高分子液晶の７８５ｎｍにおけるリタデーション値）で表される分散比が、１より小さいことが好ましい。

本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様の高分子液晶を用いてなることを特徴とする光学素子に関する。

本発明の第５の態様は、本発明の第４の態様の光学素子を用いて構成されたことを特徴とする光ヘッド装置に関する。

本発明の第１の態様によれば、その硬化によって得られる高分子液晶のクラック発生の抑制が可能で、分散比の増大を軽微に抑えることが可能なアクリル酸誘導体化合物とすることができる。

本発明の第２の態様によれば、２つの重合性官能基を有する新規な構造のアクリル酸誘導体化合物含んで液晶性を有する液晶性組成物が得られる。

本発明の第３の態様によれば、クラックの発生が抑制されるとともに、分散比の増大が抑制された高分子液晶が得られる。

本発明の第４の態様によれば、高い信頼性と広い波長範囲の光に適用できる光学素子とすることができる。

本発明の第５の態様によれば、搭載部品数が低減されて小型化された光ヘッド装置とすることができる。

本発明者は、鋭意研究した結果、式（１）に示すアクリル酸誘導体化合物を用いて重合性の液晶性組成物を構成することにより、その光重合硬化物である高分子液晶においてはクラック抑制が可能であり、且つ、分散比の増加が少ないことを見出した。以下、本発明の実施の形態について詳述する。

本発明は、式（１）に示すアクリル酸誘導体化合物を提供する。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−（Ｊ^３−Ｅ^３−）_ｒ−（Ｊ^４−Ｅ^４）_ｓ−Ｊ^５−（Ｗ^２）_ｔ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１）

上記式（１）に示すアクリル酸誘導体化合物は、２つの重合性官能基を有し、そのうち少なくとも１つの重合性官能基が、分子構造内に有する縮合ベンゼン環基と直接結合することを特徴とする。尚、式（１）中のＲ^１、Ｒ^２、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、Ｗ^１、Ｗ^２、Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３、Ｅ^４、Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５は、それぞれ以下の内容を表すものである。

Ｒ^１とＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基である。ｐ、ｑ、ｒ、ｓおよびｔは、それぞれ独立に、０または１である。

Ｗ^１およびＷ^２は、それぞれ独立に、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，４−ジイル基、アントラセン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，１０−ジイル基、アントラセン−４，９−ジイル基、アントラセン−５，９−ジイル基またはアントラセン−９，１０−ジイル基である。但し、これらＷ^１およびＷ^２の基中の水素原子は、塩素原子、フッ素原子、メチル基またはシアノ基で置換されていてもよい。

Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４は、それぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基である。但し、これらＥ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４の基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。

Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５は連結基であり、それぞれ独立に、単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−または−Ｌ^１−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｌ^２−であり、Ｌ^１は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＯＣＯ−であり、Ｌ^２は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯＣＨ_２−または−ＯＣＯＣＨ_２−であり、ｘは、それぞれ独立に、１〜８の整数であり、Ｗ^１と隣接する環基およびＷ^２と隣接する環基との間の連結基は、単結合ではなく、さらに、これらの基中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよいが、ｔが０の場合、Ｊ^５は単結合、−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−、−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−のいずれかである。

本実施の形態のアクリル酸誘導体化合物は、式（１）に示すように、逆波長分散性発現に必要な官能基Ｗ^１、Ｗ^２が、重合性基である（メタ）アクリル基にエステル結合を介して直接結合していることを特徴とする。この特徴によって、従来の２官能性化合物よりも小さな分散比を発現することが可能となる。

また、本実施の形態のアクリル酸誘導体化合物は、式（１）に示すように、２つの重合性官能基が分子の両末端に結合していて、これらの重合性官能基には、縮合ベンゼン環基Ｗ^１、Ｗ^２が直接結合していることを特徴とする。Ｗ^１とＷ^２の間は、上記式（１）記載のように、連結基Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５並びに環基Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４にて連結される。

以下、式（１）に示すアクリル酸誘導体化合物について、詳細に説明する。

本実施の形態のアクリル酸誘導体化合物において、重合性官能基は、アクリル基またはメタクリル基とすることができる。重合速度が速いことから、Ｒ^１、Ｒ^２を水素原子とするアクリル基であることが好ましい。

Ｗ^１とＷ^２は、縮合ベンゼン環基を表し、Ｗ^１とＷ^２のうち、Ｗ^２がない構造のアクリル酸誘導体化合物の例も含まれる。Ｗ^１およびＷ^２は、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，４−ジイル基、アントラセン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，１０−ジイル基、アントラセン−４，９−ジイル基、アントラセン−５，９−ジイル基およびアントラセン−９，１０−ジイル基のいずれかを表し、それぞれ同じ基であるアクリル酸誘導体化合物も、異なっているアクリル酸誘導体化合物も実施形態に含まれる。また、Ｗ^１およびＷ^２の基中の水素原子は、塩素原子、フッ素原子、メチル基またはシアノ基で置換されていてもよい。

融点を低くすることが可能であることから、Ｗ^１およびＷ^２は、ナフタレン−１，４−ジイル基またはナフタレン−１，５−ジイル基であることが好ましい。さらに、このアクリル酸誘導体化合物を含んでなる重合性の液晶性組成物を重合して得られる高分子液晶において、分散比を小さくできることから、ナフタレン−１，４−ジイル基とすることが特に好ましい。尚、ｔが０であり、Ｗ^２が含まれない場合も、Ｗ^１は、ナフタレン−１，４−ジイル基またはナフタレン−１，５−ジイル基であることが好ましい。そして、この場合も、高分子液晶の分散比を小さくできることから、ナフタレン−１，４−ジイル基とすることが特に好ましい。

Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４は、それぞれ独立に、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。Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４の基中の水素原子は、その１つ以上が、フッ素原子やメチル基で置換されていてもよい。Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４のうちの１つ以上が六員環の環基である場合、その数が多くなるほど化合物の融点が高くなることから、Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４における六員環の総数は２個以下となるようＥ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４の構成が設計されていることが好ましい。ただし、ｔが０であり、Ｗ^２が含まれない場合は、分子中の縮合ベンゼン環基が減るため、Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４における六員環の総数は３個以下となることが好ましい。さらに、Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３、およびＥ^４は、分散比が小さく、且つ、液晶性が発現しやすいことから、トランス−１，４−シクロヘキシレン基とすることが特に好ましい。

Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５は連結基であり、それぞれ独立に、単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−または−Ｌ^１−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｌ^２−であり、Ｌ^１は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＯＣＯ−であり、Ｌ^２は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯＣＨ_２−または−ＯＣＯＣＨ_２−である。尚、このとき、ｘはそれぞれ独立に、１〜８の整数であるが、いずれか１つの−（ＣＨ_２）_ｘ−（前後に−Ｏ−や−ＣＯ−や−ＣＯＯ−が結合するものも含めて）のｘが４以上の場合、他の−（ＣＨ_２）_ｘ−のｘは２以下が好ましい。アルキル鎖の長さを制御して液晶との相溶性を低下させないようにし、また、耐クラック性能を低下させないためである。さらに、Ｗ^１と隣接する環基およびＷ^２と隣接する環基との間の連結基は、単結合ではない。

そして、Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５の基中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよい。但し、ｔが０であってＷ^２が分子構造中に無い場合、Ｊ^５は単結合、−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−、−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−のいずれかである。

次に、本実施の形態のアクリル酸誘導体化合物が組成物化された場合に液晶性を発現させやすくすること、また、高分子液晶の生成に使用されて、得られる高分子液晶の分散比を小さくすることを考慮して、より好ましい形態について述べる。

まず、上記式（１）において、ｔが１であり、Ｗ^１とＷ^２を同時に分子構造内に有するアクリル酸誘導体化合物について説明する。

Ｗ^１とＷ^２が両方とも分子構造内に存在する場合、式（１）は、下記式（１Ａ）で表すことができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−（Ｊ^３−Ｅ^３−）_ｒ−（Ｊ^４−Ｅ^４）_ｓ−Ｊ^５−Ｗ^２−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ）

式（１Ａ）中のＲ^１、Ｒ^２、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、Ｗ^１、Ｗ^２、Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３、Ｅ^４、Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５は、それぞれ式（１）と同様の内容を表すものである。以下の各式も同様である。

そして、上記の特性を実現することを考慮して、Ｗ^１およびＷ^２が、それぞれ独立に、ナフタレン−１，４−ジイル基またはナフタレン−１，５−ジイル基であり（但し、これらの基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。）、環の総数が４個以下となるよう、ｒおよびｓが０であり、さらに、ｐとｑがそれぞれ独立に０または１である、下式（１Ａ−１）で表されるアクリル酸誘導体化合物が好ましい。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−Ｊ^５−Ｎｐ−
ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１）

式（１Ａ）−１中、−Ｎｐ−は、ナフタレン−１，４−ジイル基またはナフタレン−１，５−ジイル基を現す。以下、各式で同様とする。

また、別の好ましい実施形態としては、Ｅ^１とＥ^２がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり（但し、これらの基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。）、Ｊ^１が−ＯＣＯ−または−ＯＣＨ_２−であり、Ｊ^２はｐが０のときは−Ｏ（ＣＨ_２）_ｘＯ−または−ＯＣＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＣＯＯ−、ｐが１のときは−ＣＨ_２ＯＣＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＣＯＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＯＣＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｏ−、−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−のいずれかであり（但し、基中の水素原子は、フッ素原子、メチル基で置換されていてもよい。）、Ｊ^５はｑが０の場合に単結合であり、ｑが１の場合に−ＣＨ_２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり（但し、基中の水素原子は、フッ素原子、メチル基で置換されていてもよい。）、環の総数が４個以下となるよう、ｒおよびｓが０であり、さらに、ｐとｑはそれぞれ独立に０または１であり、かつ、ｐ≧ｑであり、下式（１Ａ−２）に示すアクリル酸誘導体化合物を挙げることができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｃｙ）_ｐ−ＯＣＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＣＯＯ−（Ｃｙ）_ｑ−Ｊ^５−Ｗ^２−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−２）

そして、さらに好ましい実施形態は、上記式（１Ａ−１）と式（１Ａ−２）に示されるアクリル酸誘導体化合物の両方の構造上の特徴を併せ持つ化合物であり、以下の式（１Ａ−１１）から（１Ａ−１７）で示される化合物を挙げることができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１１）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘＣＯＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２Ｏ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１２）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１３）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１４）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−Ｏ（ＣＨ_２）_ｘＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１５）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１６）

また、別の好ましい実施形態としては、Ｅ^１とＥ^２がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり（但し、これらの基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。）、Ｊ^１が−ＯＣＯ−または−ＯＣＨ_２−であり、Ｊ^２が−ＣＯＯＣＨ_２−または−ＣＨ_２ＯＣＯ−であり、Ｊ^５が−ＣＯＯ−または−ＣＨ_２Ｏ−であり、環の総数が４個以下となるよう、ｒおよびｓが０であり、さらに、ｐが１であり、ｑは０または１である、下式（１Ａ−３）に示すアクリル酸誘導体化合物を挙げることができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−Ｊ^５−Ｗ^２−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−３）

そして、さらに好ましい実施態様としては、上記式（１Ａ−１）と式（１Ａ−３）に示されるアクリル酸誘導体化合物の両方の構造上の特徴を併せ持つ化合物であり、以下の式（１Ａ−１８）および（１Ａ−１９）で示される化合物を挙げることができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２Ｏ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１７）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１８）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ａ−１９）

次に、上記式（１）において、ｔが０であり、Ｗ^１のみを有するアクリル酸誘導体化合物の実施形態について説明する。

Ｗ^１のみを有する場合、式（１）は、下記式（１Ｂ）で表すことができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−（Ｊ^３−Ｅ^３）_ｒ−（Ｊ^４−Ｅ^４）_ｓ−Ｊ^５−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ）

そして、上記の特性を実現することを考慮して、Ｗ^１がナフタレン−１，４−ジイル基またはナフタレン−１，５−ジイル基である（但し、これらの基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。）、下式（１Ｂ−１）に示すアクリル酸誘導体化合物が好ましい。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−（Ｊ^３−Ｅ^３）_ｒ−（Ｊ^４−Ｅ^４）_ｓ−Ｊ^５−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１）

また、別の好ましい実施形態としては、Ｅ^１とＥ^２とＥ^３がトランス−１，４−シクロヘキシレン基であり（但し、これらの基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。）、Ｊ^５は−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−、−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−、−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−のいずれかであり（但し、基中の水素原子は、フッ素原子またはメチル基で置換されていてもよい。）、ｓが０であり、さらに、ｐとｑとｒは０または１であり、下式（１Ｂ−２）に示すアクリル酸誘導体化合物を挙げることができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｃｙ）_ｐ−（Ｊ^２−Ｃｙ）_ｑ−（Ｊ^３−Ｃｙ）_ｒ−Ｊ^５−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−２）

そして、さらに好ましい実施形態は、上記式（１Ｂ−１）と式（１Ｂ−２）に示されるアクリル酸誘導体化合物の両方の構造上の特徴を併せ持つ化合物であり、以下の式（１Ｂ−１１）〜（１Ｂ−１９）で示される化合物を挙げることができる。

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ―Ｃｙ−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１１）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｃｙ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１２）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｃｙ−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１３）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１４）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１５）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−Ｃｙ−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１６）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１７）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＯ−Ｃｙ−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１８）

ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｎｐ−ＯＣＨ_２−Ｃｙ−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２ ・・・（１Ｂ−１９）

次に、上記式（１）で表される化合物で、特に好ましい実施形態を具体的に示すために、下式で示す化合物（１−１０１）〜（１−１２２）を例示する。

（１−１０１）

（１−１０２）

（１−１０３）

（１−１０４）

（１−１０５）

（１−１０６）

（１−１０７）

（１−１０８）

（１−１０９）

（１−１１０）

（１−１１１）

（１−１１２）

（１−１１３）

（１−１１４）

（１−１１５）

（１−１１６）

（１−１１７）

（１−１１８）

（１−１１９）

（１−１２０）

（１−１２１）

（１−１２２）

次に、上記式（１）で表される化合物の合成方法の概要について説明する。

本実施の形態のアクリル酸誘導体化合物は、エステル結合生成かエーテル結合生成を繰り返し行うことによって製造できる。但し、その製造方法は特に限定されず、公知の反応を応用して製造することができる。

例えば、エステル結合は、カルボン酸を塩化チオニルと反応させて酸クロライドを形成した後、トリエチルアミンやＤＡＢＣＯなどの塩基を入れた溶液中でアルコールと反応させることによって生成できる。また、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）と４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）の溶液中でカルボン酸とアルコールを縮合させることによってもエステル結合を形成し得る。

また、エーテル結合の生成には、トリフェニルホスフィンとジエチルアゾジカルボン酸ジエチルを用いた光延反応の他、水酸化カリウムや炭酸ナトリウムなどを用いたＷｉｌｌｉａｍｓｏｎのエーテル合成法を用いることもできる。

上記式（１−１０１）から（１−１２２）の化合物の合成スキームを以下に例示する。尚、１，４−ナフタレンジオールを出発原料とした化合物（１−１０１）〜（１−１１１）について記載するが、１，５−ナフタレンジオールを用いた化合物（１−１１２）〜（１−１２２）についても同様に合成することができる。

まず、化合物（１−１０７）などの原料である下記のユニット１を合成する。尚、式中、ＤＡＢＣＯは１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタンである。
（ユニット１の合成）

次に、ユニット１から下式に従い化合物（１−１０７）またはユニット２を合成する。尚、式中、ＤＥＡＤはジエチルアゾジカルボン酸である。
（ユニット２または化合物（１−１０７）の合成）

また、ユニット１からは、下式にしたがって化合物（１−１０６）またはユニット３が合成できる。
（ユニット３または化合物（１−１０６）の合成）

化合物（１−１０８）、化合物（１−１０９）の原料であるユニット４は、下式にしたがって合成できる。
（ユニット４の合成）

化合物（１−１０８）の原料であるユニット５は、下式にしたがって合成できる。
（ユニット５の合成）

化合物（１−１１０）の原料であるユニット６は、下式にしたがって合成できる。
（ユニット６の合成）

化合物（１−１０１）と（１−１０２）は、ユニット２から下式にしたがって合成できる。尚、式中、Ｒ_３は、Ｃ_４Ｈ_８またはＣ_６Ｈ_１２である。以下の式においても同様である。
（化合物（１−１０１）または（１−１０２）の合成）

化合物（１−１０３）と（１−１０４）は、ユニット３から下式にしたがって合成できる。
（化合物１−１０３または１−１０４の合成）

化合物（１−１０５）は、ユニット１から下式にしたがって合成できる。
（化合物１−１０５の合成）

化合物（１−１０８）は、ユニット３とユニット５から下式にしたがって合成できる。
（化合物１−１０８の合成）

化合物（１−１０９）は、ユニット２とユニット４から下式にしたがって合成できる。
（化合物１−１０９の合成）

化合物（１−１１０）は、ユニット３とユニット６から下式にしたがって合成できる。
（化合物１−１１０の合成）

化合物（１−１１１）は、ユニット３から下式にしたがって合成できる。
（化合物１−１１１の合成）

次に、本発明のアクリル酸誘導体化合物を含む液晶性組成物について述べる。

本実施の形態の液晶性組成物は、重合させることによって、逆波長分散特性を有し、且つ、ヒートサイクル試験におけるクラック耐性を有する高分子液晶を提供できる。この組成物に含まれるアクリル酸誘導体化合物は、式（１）の化合物が単一であってもよく、複数であってもよい。式（１）による化合物が単独では液晶性を示さない場合でも、液晶性組成物を硬化することによって、逆波長分散特性を示し、且つ、ヒートサイクル試験におけるクラック耐性を備えた高分子液晶を得ることが可能である。

逆波長分散特性を有する高分子液晶の生成が可能な単官能性化合物としては、特許文献１に記載の下式（２）および（３）で示される化合物が知られている。このような単官能性の化合物と、式（１）のアクリル酸誘導体化合物とを適宜選択して組み合わせ、組成化をすることにより、逆波長分散特性を示し、且つ、ヒートサイクル試験におけるクラック耐性を備えた高分子液晶を生成可能な液晶性組成物を得ることが可能である。

本発明のアクリル酸誘導体化合物を他の化合物と組み合わせて用いる場合、アクリル酸誘導体化合物の濃度は、用途に応じて適宜決定することができる。但し、添加濃度が少ない場合、再現よくクラックが抑制されない場合があるため、添加濃度は１モル％以上とすることが好ましい。また、上記アクリル酸誘導体化合物は８０℃以上の高い融点を持つことが多く、組成物の融点が高くなると、意図しない熱重合が起きる場合があることから、添加濃度は９０モル％以下であることが好ましい。さらに、アクリル酸誘導体が液晶性を有しない場合には、組成物の液晶性が消失する場合があることから、アクリル酸誘導体化合物の濃度は、１０モル％以下であることが好ましい。

本実施の形態の液晶性組成物は、散乱による光透過損失が少ないことから、ネマチック液晶相を示す状態で重合させて硬化させることが好ましい。液晶性組成物がネマチック液晶相を示す状態に保つためには、硬化時の雰囲気温度をネマチック相−等方相相転移温度（Ｔｃ）以下にすればよい。但し、Ｔｃに近い温度では、液晶性組成物の屈折率異方性（Δｎ）値が極めて小さくなり、得られる高分子液晶の性能としては望ましくないので、重合・硬化時の雰囲気温度の上限は（Ｔｃ−１０）℃以下とすることが好ましい。

液晶性組成物の重合反応としては、光重合反応および熱重合反応などが挙げられる。このうち、光重合反応が好ましい。光重合反応に用いる光としては、紫外線または可視光線が好ましい。

光重合反応を行う場合は、光重合開始剤を上述の液晶性組成物に添加して用いることが好ましい。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンゾイン類、ベンジル類、ミヒラーケトン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジルジメチルケタール類またはチオキサントン類などが挙げられる。光重合開始剤は、１種または２種以上を混合して使用できる。光重合開始剤の量としては、０．０１〜５重量％含まれていることが好ましく、０．１〜１重量％含まれていることが特に好ましい。

尚、例えば、保存性の向上や望ましくない熱重合の誘起を抑制するため、液晶性組成物中に他の成分として重合禁止剤を添加してもよい。重合禁止剤としては、ヒドロキノンや第３ブチルカテコールなどのフェノール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類またはβ−ナフトール類などが挙げられる。重合禁止剤の量は、０．０１〜５重量％含まれていることが好ましく、０．０５〜１重量％含まれていることが特に好ましい。

また、目的に応じて、カイラル剤を添加し、後に説明するホモジニアス配向以外で使用してもよい。さらには、２色性色素を添加し、吸収異方性を発現させてもよい。他の成分としてカイラル剤を使用する場合、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。２色性色素を使用する場合、２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、５〜１５質量％が特に好ましい。

尚、液晶性組成物は、上記他の成分を重合して得られる素子や、公知の液晶ホログラム素子などの光学素子に用いてもよい。また、液晶状態ではなくなど方性状態で重合することによって、接着材として用いても構わない。

上述したアクリル酸誘導体化合物を含む液晶性組成物を硬化させることにより、本発明の高分子液晶が得られる。この高分子液晶は、逆波長分散特性を有し、ヒートサイクル試験などに対しても良好な耐性を示し、さらには、クラック耐性を備える。

上記の高分子液晶は、光学素子の構成材料として好適である。特に、光ヘッド装置に搭載される波長板に好ましく用いられる。以下に、波長板の作製方法について述べる。

まず、配向処理が施された１対の支持体間に本発明の液晶性組成物を挟持し、この液晶性組成物が液晶相を示す状態で、且つ、液晶として配向した状態で重合反応を行う。これにより、高分子液晶が得られる。

支持体としては、ガラス製または樹脂製の透明基板に配向処理を施したものが好ましい。配向処理は、綿、羊毛、ナイロン、ポリエステルなどの繊維で透明基板表面を直接ラビングする方法、透明基板表面にポリイミドなどの有機配向膜を積層した後に、この配向膜表面を上記繊維などでラビングする方法、透明基板表面に無機材料を斜方蒸着する方法など、公知の方法を用いることができる。このうち、量産性や配向安定性に優れることから、基板上に配設されたポリイミドなどの有機配向膜をラビングする方法が好ましい。

また、波長板の入射角度依存性が小さくできることから、液晶性組成物が液晶として配向したときの配向状態は、ホモジニアス配向であることが好ましい。

次に、配向処理が施された面に、ガラスビーズまたは樹脂製ビーズなどのスペーサを配置し、支持体を所望の間隔に制御して対向させ、支持体間に液晶性組成物を挟持した後に重合反応を行う。

上記方法により得られた波長板は、支持体に挟持したまま用いてもよく、支持体から剥離して用いてもよい。尚、作製方法は上記に限定されるものではなく、所望の特性が発現できれば、他の方法を用いても構わない。

次に、光学素子として上述の波長板を用いて構成された光学ヘッド装置について述べる。

上述の通り、近年、規格の異なる光記録媒体であるＤＶＤやＣＤなどの光ディスクに記録された情報を記録または再生できる複数波長互換の光ヘッド装置が製品化されている。この互換光ヘッド装置において、レーザ光の位相状態を変調するには、複数の波長のレーザ光に対して一定の位相差を与える広帯域位相板が必要である。本実施の形態による波長板は、ＤＶＤとＣＤの両方の波長において、略１／４波長板として機能するため、レーザ発振が安定に維持された互換光ヘッド装置を提供できる。

本実施の形態の波長板を用いた光ヘッド装置は、例えば、以下のような態様をとることができる。

光ヘッド装置は、２以上の波長の直線偏光のレーザ光をそれぞれ出射する２以上の半導体レーザと、この半導体レーザから出射されるレーザ光を光記録媒体に集光する対物レンズと、半導体レーザと対物レンズとの間に配置されてレーザ光の位相状態を制御する位相板とを備える。位相板には、本実施の形態の波長板が使用される。また、光ヘッド装置は、光記録媒体で反射された光を回折する偏光回折素子と、回折された出射光を検出する光検出器とを備える。偏向回折素子にも、本実施の形態の高分子液晶が使用される。

図１に、上記光ヘッド装置の構成を示す。

光ヘッド装置３００において、半導体レーザ３０１、３０２からそれぞれ出射された波長λ_１およびλ_２の直線偏光は、波長λ_２の光を反射し、波長λ_１の光を透過させる合波プリズム３０８により合波され、コリメータレンズ３１０、アクチュエータ３１４に保持された偏光回折素子３１１、広帯域の波長板３１２、対物レンズ３１３を経て、光記録媒体である光ディスク３１５の情報記録面に集光、照射される。情報記録面に形成されたピットの情報を含んで、光ディスク３１５から反射された戻り光束は、それぞれの経路を逆方向に進行する。

ここで、広帯域の波長板３１２は、本実施の形態の高分子液晶からなる波長板であり、波長λ_１およびλ_２の何れの光に対しても１／４波長板として機能する。また、偏光回折素子３１１も、本実施の形態の高分子液晶を利用したものであるため、波長λ_１およびλ_２の何れの光に対しても十分な回折効率を有する。

波長λ_２の光源である半導体レーザ３０２から出射する光束の直線偏光の偏光方向は、偏光回折素子３１１で回折を生じない方向に揃えられているため、波長λ_２の光束は、往路では、偏光回折素子３１１で回折されずに直進透過して波長板３１２に入射した後、１／４λの位相差を生じ円偏光に変換されて光ディスクに照射される。復路においては、情報記録面で反射されて逆回りの円偏光になった戻り光束が、波長板３１２によって、偏光回折素子３１１に入射前と直交する直線偏光に変換されるので、偏光回折素子３１１で回折され、コリメータレンズ３１０、合波プリズム３０８を経てフォトディテクタ３０５に導かれて、光ディスク３１５に記録された情報が読み出される。

波長λ_１については、半導体レーザ３０１から出射された直線偏光のレーザ光は、合波プリズム３０８により透過され、コリメータレンズ３１０と、アクチュエータ３１４に保持された偏光回折素子３１１、波長板３１２および対物レンズ３１３とを経て、光ディスク３１５に集光、照射される。波長λ_１の光束も、波長λ_２の光束と同様に、波長板３１２により１／４λの位相差を生じて円偏光に変換されて光ディスク３１５に照射されるので、復路において、波長板３１２により偏光回折素子３１１に入射前と直交する直線偏光に変換される。また、波長λ_２の戻り光束と同様に、偏光回折素子３１１によって回折され、コリメータレンズ３１０、合波プリズム３０８を透過しフォトディテクタ３０４に導かれて、光ディスク３１５に記録された情報が読み出される。

本実施の形態による波長板は、広い波長領域の光に対して１／４波長板としての機能を十分に発揮できる。この波長板は、単独で使用することも可能であるが、他の光学素子と積層して使用することも可能である。したがって、本実施の形態の波長板を用いた光ヘッド装置では、部品数の削減、装置の小型化および組み立て製造工程の簡略化が可能となる。

尚、本発明の光学素子は光ヘッド装置以外にも適用可能である。また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。

以下に、本発明の実施例および比較例を述べる。

実施例１
＜アクリル酸誘導体化合物（１−１０１）の合成＞

実施例１−１
<化合物（ユニット１）の合成>

アクリル酸誘導体化合物（１−１０１）の合成に必要な原料として化合物（ユニット１）を合成した。

まず、１，４−ナフタレンジオール２５．０ｇ（１５６ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン２Ｌに、氷浴で窒素置換しながら攪拌を行い、アクリル酸クロライド１５．３ｍＬ（１５６ｍｍｏｌ）と、テトラヒドロフラン２００ｍＬに溶解した１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン１９．３ｇ（１７２ｍｍｏｌ）とを５℃以下を保ちながら３０分かけてゆっくりと滴下した。

滴下終了後、室温に戻して１２時間攪拌した後に、反応容器に水５００ｍＬを加え、ジクロロメタンで抽出を行った。溶媒を留去した後、酢酸エチル／ヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーにより、目的物を８．７５ｇ（収率１６．５%、淡黄色固体）得た。

実施例１−２
<化合物（ユニット２）の合成>

次に、化合物（ユニット１）を用い、アクリル酸誘導体化合物１−１０１の前駆体である化合物（ユニット２）を合成した。

まず、化合物（ユニット１）３．０ｇ（１４ｍｍｏｌ）と、トランス−１，４−シクロヘキサンジメタノール６．０ｇ（４．２ｍｍｏｌ）と、トリフェニルホスフィン４．５ｇ（１７ｍｍｏｌ）とを、テトラヒドロフラン２００ｍＬに溶解させ、氷浴下で窒素置換しながら攪拌を行い、ジエチルアゾジカルボン酸４０％トルエン溶液を７．８ｇ（１８ｍｍｏｌ）滴下した。

滴下終了後、室温に戻して１２時間攪拌した後に、反応容器に水５０ｍＬを加え、ジクロロメタンで抽出を行った。溶媒を留去した後、酢酸エチル／ヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーにより、目的物を４．２ｇ（収率８８%、白色固体）得た。

実施例１−３
<アクリル酸誘導体化合物（１−１０１）の合成>
化合物（１−１０１）

次に、化合物（ユニット２）を用い、アクリル酸誘導体化合物１−１０１を合成した。

まず、スベリン酸０．３８ｇ（２．２ｍｍｏｌ）をジクロロメタン１００ｍＬに溶解させ、塩化チオニル０．３４ｍＬ（４．８ｍｍｏｌ）を加え、さらにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを数滴加えて、還流を３時間行った。

溶媒を留去したものに、新たにジクロロメタンを５０ｍＬ加えた。この溶液を、化合物(ユニット２)１．５ｇ（４．４ｍｍｏｌ）と、トリエチルアミン０．７ｍＬ（５．３ｍｍｏｌ）とを溶かしたテトラヒドロフラン１００ｍＬに対して、窒素置換しながら氷浴下で滴下した。

滴下終了後、室温に戻して１２時間攪拌した後に、反応容器に水５０ｍＬを加え、ジクロロメタンで抽出を行った。溶媒を留去した後、酢酸エチル／ヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーを行い、さらに、ジクロロメタン／ヘキサンで再結晶を行うことにより、目的物である化合物（１−１０１）を０．５２ｇ（収率２９%、白色固体。融点１１６℃）得た。

化合物（１−１０１）の^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：テトラメトキシシラン（ＴＭＳ））は、δ（ｐｐｍ）：１．０９−１．３７（１６Ｈ，ｍ）、１．６５−１．６７（４Ｈ，ｍ）、１．８５−１．９２（４Ｈ，ｍ）、２．００−２．０８（４Ｈ，ｍ）、２．３０−２．３８（４Ｈ，ｔ）、３．９０−４．００（８Ｈ，ｍ）、６．０９（２Ｈ，ｍ）、６．４６（２Ｈ，ｍ）、６．６８−６．７６（４Ｈ，ｍ）、７．１５（２Ｈ，ｍ）、７．５０（４Ｈ，ｍ）、７．７５（２Ｈ，ｍ）であった。

実施例２
＜アクリル酸誘導体化合物（１−１０５）の合成＞
化合物（１−１０５）

実施例１−１の化合物（ユニット１）を用いて、アクリル酸誘導体化合物（１−１０５）を合成した。

まず、スベリン酸０．６０ｇ（３．５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン１００ｍｌに溶解させ、塩化チオニル０．５５ｍＬ（７．６ｍｍｏｌ）を加え、さらにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを数滴加えて、還流を３時間行った。

ジクロロメタンを留去したものに、新たにジクロロメタンを５０ｍＬ加えた。この溶液を、化合物（ユニット１）１．３ｇ（６．９ｍｍｏｌ）と、トリエチルアミン１．０ｍＬ（７．６ｍｍｏｌ）とを溶かしたテトラヒドロフラン１００ｍＬに対して、窒素置換しながら氷浴下で滴下した。滴下終了後、室温に戻して１２時間攪拌した後に、反応容器に水５０ｍＬを加え、ジクロロメタンで抽出を行った。

溶媒を留去した後、酢酸エチル／ヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーを行い、さらに、ジクロロメタン/ヘキサンで再結晶を行うことにより、化合物（１−１０５）を０．５９ｇ（収率３０%、白色固体。融点１１２℃）得た。

化合物（１−１０５）の^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：１．６０（４Ｈ，ｍ）、１．９０（４Ｈ，ｍ）、２．８０（４Ｈ，ｔ）、６．１１（２Ｈ，ｍ）、６．４８（２Ｈ，ｍ）、６．７５（２Ｈ，ｍ）、７．２７（４Ｈ，ｍ）、７．５４（４Ｈ，ｍ）、７．８８（４Ｈ，ｍ）であった。

実施例３
＜アクリル酸誘導体化合物（１−１０９）の合成＞
化合物（１−１０９）

実施例３−１
<化合物（ユニット４）の合成>

アクリル酸誘導体化合物（１−１０９）の合成に必要な原料として、化合物（ユニット４）を合成した。

まず、ジクロロメタン５００ｍＬに、トランス−１，４−シクロヘキサンジカルボン酸２５ｇ（１４５ｍｍｏｌ）を入れ、塩化チオニル２３ｍＬ（３２０ｍｍｏｌ）を加えた後、さらにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを数滴加えて、還流を６時間行った。その後、ジクロロメタンを留去し、新たにジクロロメタンを２Ｌ加えた。この溶液に、アクリル酸４−ヒドロキシブチル１０ｍＬ（７３ｍｍｏｌ）とトリエチルアミン１２ｍＬ（８７ｍｍｏｌ）を、窒素置換しながら氷浴下で滴下した。

滴下終了後、室温に戻して１２時間攪拌した後に、反応容器に水２００ｍＬを加え、ジクロロメタンで抽出を行った。溶媒を留去した後、酢酸エチル／ヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーにより、目的物を３．０ｇ（収率６．９%、白色固体）得た。

実施例３−２
<化合物（１−１０９）の合成>
次に、化合物（ユニット４）と化合物（ユニット２）を用いて、アクリル酸誘導体化合物（１−１０９）を合成した。

まず、化合物（ユニット４）１．０ｇ（３．４ｍｍｏｌ）と、化合物（ユニット２）１．１ｇ（３．４ｍｍｏｌ）と、トリフェニルホスフィン０．９７ｇ（３．７ｍｍｏｌ）とをテトラヒドロフラン２００ｍＬに溶解させ、窒素置換しながら氷浴下でジエチルアゾジカルボン酸４０％トルエン溶液１．６ｍＬ（３．７ｍｍｏｌ）を滴下した。

滴下終了後、室温に戻して６時間攪拌した後に、反応容器に水１００ｍＬを加え、ジクロロメタンで抽出を行った。溶媒を留去した後、酢酸エチル／ヘキサンを用いたカラムクロマトグラフィーを行い、さらに再結晶を行うことにより、アクリル酸誘導体化合物（１−１０８）を０．７９g（収率３８%、白色固体。融点５３℃）得た。

化合物（１−１０９）の^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：１．０２−１．３０（４Ｈ，ｍ）、１．４０−１．５３（４Ｈ，ｍ）、１．６０−１．８０（６Ｈ，ｍ）、１．８３−１．９０（２Ｈ，ｍ）、２．００−２．１０（６Ｈ，ｍ）、２．２３−２．３５（２Ｈ，ｍ）、３．９２−３．９６（４Ｈ，ｍ）、４．１１（２Ｈ，ｔ）、４．１８（２Ｈ，ｔ）、５．８１（２Ｈ，ｍ）、６．０５−６．１５（２Ｈ，ｍ）、６．３８−６．５０（２Ｈ，ｍ）、６．６８−６．７５（２Ｈ，ｍ）、７．１６（１Ｈ，ｄ）、７．４５−７．５４（２Ｈ，ｍ）、７．８０（１Ｈ，ｄ）、８．３０（１Ｈ，ｄ）であった。

実施例４
＜液晶性組成物の調製（１）＞
単官能化合物として、上記した式（２）、（３）で表される化合物（２）、化合物（３）を用い、また、２官能性化合物として、実施例１で合成したアクリル酸誘導体化合物（１−１０１）を用いて液晶性組成物を作製した。

組成比が、化合物（２）：化合物（３）：化合物（１−１０１）＝４１．２：５５．８：３．０（モル比）となるように混合した。この組成物に対し、０．２５重量％となるように光重合開始剤ＩＣ９０７（チバスペシャリティーケミカルズ社製）を添加し、さらに、重合禁止剤として２−ｎ−ドデシルフェノールを０．２重量％となるように添加した。

組成化したサンプルは、１２５℃にて１５分攪拌して均一化し、液晶性組成物Ａを得た。液晶性組成物Ａは、融点６７℃、ネマチック相−等方相相転移温度が１０７℃であった。

実施例５
＜高分子液晶の作製（１）＞
縦５cm、横５cm、厚さ０．５ｍｍのガラス基板に、従来の方法にしたがってポリイミド膜を成膜した後、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。そして、配向処理を施した面が向かい合うように、２枚の支持体に対し接着剤を用いて貼り合わせて、アンチパラ配向のセルを作製した。接着剤には、直径２０μｍのガラスビーズを添加し、支持体の間隔が２０μｍになるように調整した。

このセルを９５℃で保持した状態で、実施例４で調整した液晶性組成物Ａを注入した。次に、８０℃に保持し液晶性組成物Ａがネマチック液晶状態であることを確認した後、波長３６５ｎｍで照度１００ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を１２０秒間照射して光重合を行って硬化させ、高分子液晶Ａを得た。分散比＝（６６０ｎｍのＲｄ値／７８５ｎｍのＲｄ値）は０．９８４であった。

＜波長板の作製とヒートサイクル試験（１）＞
実施例６
実施例５で得られた高分子液晶Ａを支持体に狭持したまま切断し、サイズが略５ｍｍ^２である波長板Ａを５素子作製した。続いて、ヒートサイクル試験を行った。８５℃で３０分間保持した後、続いて−４０℃で３０分間保持する周期を１サイクルとし、１００サイクル連続で波長板を放置した。試験を行なった５素子のいずれにおいても、クラックの発生は見られなかった。

＜液晶性組成物の調製（２）＞
実施例７
実施例４で用いた化合物（１−１０１）の代わりに、化合物（１−１０５）、化合物（１−１０９）を用い、それ以外は実施例４と同様にして、液晶性組成物Ｂ、液晶性組成物Ｃを得た。液晶性組成物Ｂは、融点６８℃、ネマチック相−等方相相転移温度が１１０℃であり、液晶性組成物Ｃは、融点６６℃、ネマチック相−等方相相転移温度が１０５℃であった。

＜高分子液晶の作製（２）＞
実施例８
実施例５で用いた液晶性組成物Ａの代わりに、液晶性組成物Ｂ、Ｃを用い、それ以外は実施例５と同様にして、高分子液晶Ｂ、Ｃを得た。高分子液晶Ｂ、Ｃの分散比は、それぞれ０．９８５、０．９８５であった。

＜波長板の作製とヒートサイクル試験（２）＞
実施例９
実施例６で用いた高分子液晶Ａの代わりに、高分子液晶Ｂ、Ｃを用い、それ以外は実施例６と同様にして、波長板Ｂ、波長板Ｃを作製した。続いて、実施例６と同様のヒートサイクル試験を行ったところ、波長板Ｂ、波長板Ｃのいずれにおいても、クラックの発生は見られなかった。

比較例１
２官能性化合物を含まない組成として、化合物（２）、化合物（３）のモル比が実施例４、７における液晶性組成物Ａ、ＢおよびＣの組成と変わらないように、化合物（２）：化合物（３）＝４２．５：５７．５（モル比）となる混合物を調製した。

この組成物に対し、０．２５重量％となるように光重合開始剤ＩＣ９０７を添加し、さらに、重合禁止剤２−ｎ−ドデシルフェノールを０．２重量％となるように添加した。

組成化したサンプルは、１２５℃にて１５分間攪拌して均一化し、液晶性組成物Ｄを得た。液晶性組成物Ｄは、融点７８℃、ネマチック相−等方相相転移温度が１１４℃であった。液晶性組成物Ｄを用い、実施例５、６、８および９と同様にして、波長板Ｄを得た後にヒートサイクル試験を行った。波長板Ｄは分散比が０．９８１であったが、ヒートサイクル試験においてクラックが認められた。

比較例２
２官能性化合物として、化合物（１−１０１）の代わりに、下記に示すに２官能の重合性化合物（４）または化合物（５）を用い、それ以外は実施例４と同様にして、液晶性組成物Ｅ、Ｆの調製を行った。得られた液晶性組成物Ｅ、Ｆの融点は、それぞれ７６℃、７８℃であり、ネマチック相−等方相相転移温度は、それぞれ１１４℃、１０９℃であった。

液晶性組成物Ｅ、Ｆから、実施例５、６、８および９と同様にして、高分子液晶を作製し、これらの高分子液晶から波長板Ｅ、Ｆを得た後、ヒートサイクル試験を行った。ここで、化合物（４）は、特許文献１（国際公開第２００６／１１２３３８号パンフレット）に例示された化合物であり、また、化合物（５）は一般的な２官能重合性化合物である。

得られた波長板Ｅ、Ｆは、ヒートサイクル試験においてクラックは発生しなかったものの、分散比がそれぞれ０．９８９、０．９９０であり、本発明における２官能性のアクリル酸誘導体化合物を用いた場合と比べ、分散比の増加が見られた。

表１は、実施例６および９並びに比較例１および２の評価結果を比較したものである。この表から分かるように、本発明のアクリル酸誘導体化合物を用いて得られる波長板は、分散比の増大を抑えながら高いヒートサイクル耐性を備え、クラック発生が抑制されていることが分かった。

以上述べたように、本発明のアクリル酸誘導体化合物を用いることで、分散比の増加が少なく、クラック発生が抑制された高分液晶並びに波長板を得ることができ、高信頼で小型化された光ヘッド装置の提供が可能となる。

本実施の形態の光ヘッド装置の構成を示す図である。

符号の説明

３００ 光ヘッド装置
３０１、３０２ 半導体レーザ
３０４、３０５ フォトディテクタ
３０８ 合波プリズム
３１０ コリメータレンズ
３１１ 偏光回折素子
３１２ 波長板
３１３ 対物レンズ
３１４ アクチュエータ
３１５ 光ディスク

Claims (10)

1. ２つの重合性官能基を有する化合物において、少なくとも１つの重合性官能基が縮合ベンゼン環基と直接結合することを特徴とする下記式で表されるアクリル酸誘導体化合物。
   
   ＣＨ_２＝ＣＲ^１−ＣＯＯ−Ｗ^１−（Ｊ^１−Ｅ^１）_ｐ−（Ｊ^２−Ｅ^２）_ｑ−（Ｊ^３−Ｅ^３−）_ｒ−（Ｊ^４−Ｅ^４）_ｓ−Ｊ^５−（Ｗ^２）_ｔ−ＯＣＯ−ＣＲ^２＝ＣＨ_２
   
   但し、Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基であり、
   ｐ、ｑ、ｒ、ｓおよびｔは、それぞれ独立に、０または１であり、
   Ｗ^１およびＷ^２は、ナフタレン−１，４−ジイル基、ナフタレン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，４−ジイル基、アントラセン−１，５−ジイル基、アントラセン−１，１０−ジイル基、アントラセン−４，９−ジイル基、アントラセン−５，９−ジイル基またはアントラセン−９，１０−ジイル基であって、これらの基中の水素原子は、塩素原子、フッ素原子、メチル基またはシアノ基で置換されていてもよく、
   Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４は、それぞれ独立に、トランス−１，４−シクロヘキシレン基または１，４−フェニレン基であって、これらの基中の水素原子は、フッ素原子、メチル基で置換されていてもよく、
   Ｊ^１、Ｊ^２、Ｊ^３、Ｊ^４およびＪ^５は連結基であり、それぞれ独立に、単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−または−Ｌ^１−（ＣＨ_２）_ｘ−Ｌ^２−であり、Ｌ^１は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＯＣＯ−であり、Ｌ^２は単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＯＯＣＨ_２−または−ＯＣＯＣＨ_２−であり、ｘは、それぞれ独立に、１〜８の整数であり、Ｗ^１と隣接する環基およびＷ^２と隣接する環基との間の連結基は、単結合ではなく、さらに、これらの基中の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよいが、ｔが０の場合、Ｊ^５は単結合、−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−、−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−のいずれかである。
2. Ｗ^１およびＷ^２が、基中の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、メチル基またはシアノ基で置換されていてもよいナフタレン−１，４−ジイル基またはナフタレン−１，５−ジイル基であり、ｔが０または１であることを特徴とする請求項１に記載のアクリル酸誘導体化合物。
3. Ｅ^１、Ｅ^２、Ｅ^３およびＥ^４のうちの少なくとも１つは、基中の水素原子が、フッ素原子またはメチル基で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であることを特徴とする請求項１または２に記載のアクリル酸誘導体化合物。
4. ｔが１であり、ｒおよびｓが０であり、Ｊ^１、Ｊ^２およびＪ^３のうちのいずれか１つが−（ＣＨ_２）_ｘ−（ｘは４〜８の整数）で表わされる構造を含む連結基であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクリル酸誘導体化合物。
5. ｔが０であり、ｓが０であり、Ｊ^５が−ＣＯＯ（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＣＨ_２ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−または−ＯＣＯ（ＣＨ_２）_ｘ−であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクリル酸誘導体化合物。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のアクリル酸誘導体化合物を含むことを特徴とする液晶性組成物。
7. 請求項６に記載の液晶性組成物を重合してなることを特徴とする高分子液晶。
8. （高分子液晶の６６０ｎｍにおけるリタデーション値）／（高分子液晶の７８５ｎｍにおけるリタデーション値）で表される分散比が、１より小さいことを特徴とする請求項７に記載の高分子液晶。
9. 請求項７または８に記載の高分子液晶を用いてなることを特徴とする光学素子。
10. 請求項９に記載の光学素子を用いて構成されたことを特徴とする光ヘッド装置。

Images