JPWO2006001096A1 - 重合性液晶化合物、液晶組成物、光学異方性材料、および光学素子 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)光の吸収が少ないこと。
(2)面内光学特性(リタデーション値等)が均一なこと。
(3)素子を構成する他の材料と光学特性を合わせやすいこと。
(4)屈折率の波長分散が小さいこと。
(5)耐久性が良好なこと。
CH2=CR1−COO−(L)k−E1−E2−E3−(E4)m−(E5)n−R2 (1)
ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
R1:水素原子またはメチル基。
R2:炭素数1〜8のアルキル基。
L:−(CH2)pO−、−(CH2)q−、−Cy−COO−(Cyはトランス−1,4−シクロヘキシレン基。)、−Cy−OCO−、−E6−(CH2)2−、−E7−CH2O−、または−E8−O−(ただし、pおよびqはそれぞれ独立に2〜8の整数。)。
E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8:それぞれ独立に1,4−フェニレン基またはトランス−1,4−シクロヘキシレン基(ただし、E1、E2、およびE3の少なくとも1つはトランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、かつ、Lが−Cy−OCO−である場合のE1はトランス−1,4−シクロヘキシレン基である)。ただし、前記の1,4−フェニレン基およびトランス−1,4−シクロヘキシレン基は、該基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基で置換されていてもよい。
k、m、n:それぞれ独立に0または1。ただし、kが1でありかつLが−Cy−COO−、−Cy−OCO−、−E6−(CH2)2−、−E7−CH2O−、または−E8−O−である場合、mおよびnの少なくとも一方は0である。
2.上記1に記載の化合物から選ばれる2種以上の化合物を含むか、または、上記1に記載の化合物の1種以上と、上記1に記載の化合物以外の重合性液晶の1種以上とを含むことを特徴とする液晶組成物。
3.上記1に記載の化合物の量が、液晶組成物中の重合性液晶の合計量に対して50〜100質量%である上記2に記載の液晶組成物。
4.上記1に記載の化合物とそれ以外の重合性液晶との合計含有量が、液晶組成物に対して90質量%以上である上記2に記載の液晶組成物。
5.液晶組成物中の全重合性液晶に対する上記1に記載の化合物の割合が20モル%以上である、上記2〜4のいずれかに記載の液晶組成物。
6.上記2〜5のいずれかに記載の液晶組成物を、該液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ液晶が配向した状態で重合させてなることを特徴とする光学異方性材料。
7.光学異方性材料が波長300〜450nmのレーザー光を透過させて使用する光学異方性材料である、上記6に記載の光学異方性材料。
8.上記2〜5のいずれかに記載の液晶組成物を、1対の支持体間に挟持し、該液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ液晶が配向した状態で重合させてなることを特徴とする光学素子。
9.光学素子が波長300〜450nmのレーザー光を透過させて使用する光学素子である、上記8に記載の光学素子。
10.上記8または9に記載の光学素子を用いてなる回折素子。
11.上記8または9に記載の光学素子を用いてなる位相板。
CH2=CR1−COO−(L)k−E1−E2−E3−(E4)m−(E5)n−R2 (1)
R1は水素原子またはメチル基であり、水素原子が好ましい。R1が水素原子である場合、後述する化合物(1)を含む液晶組成物を光重合させて光学異方性材料および光学素子を得る際に、重合反応が速やかに進行するので好ましい。また、光重合反応によって得られる光学異方性材料および光学素子の特性が外部環境(温度等)の影響を受けにくく、リタデーションの面内分布が小さい利点もある。
CH2=CR1−COO−E1−E2−E3−R2 ;(1B)
化合物(1A)としては下記化合物(1Aa1)〜(1Aa4)が好ましい。
CH2=CR1−COO−Cy−COO−E1−E2−E3−R2 ;(1Aa1)
CH2=CR1−COO−Cy−OCO−E1−E2−E3−R2 ;(1Aa2)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−E1−E2−E3−R2 ;(1Aa3)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−E1−E2−E3−R2;(1Aa4)
より具体的には下記化合物(1Aaa1)〜(1Aaa4)が好ましい
CH2=CR1−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−R2;(1Aaa1)
CH2=CR1−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−R2;(1Aaa2)
CH2=CR1−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−R2;(1Aaa3)
CH2=CR1−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−R2;(1Aaa4)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−R2;(1Aaa5)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−R2;(1Aaa6)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−CH3;(1Aaa11)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C2H5;(1Aaa12)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C3H7;(1Aaa13)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C4H9;(1Aaa14)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C5H11;(1Aaa15)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C6H13;(1Aaa16)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C7H15;(1Aaa17)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C8H17;(1Aaa18)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−CH3;(1Aaa21)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−C2H5;(1Aaa22)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−C3H7;(1Aaa23)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−C4H9;(1Aaa24)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−C5H11 ;(1Aaa25)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−C6H13 ;(1Aaa26)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−C7H15 ;(1Aaa27)
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Cy−C8H17 ;(1Aaa28)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−CH3;(1Aaa31)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−C2H5;(1Aaa32)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−C3H7;(1Aaa33)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−C4H9;(1Aaa34)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−C5H11;(1Aaa35)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−C6H13;(1Aaa36)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−C7H15;(1Aaa37)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Ph−C8H17;(1Aaa38)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−CH3;(1Aaa41)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−C2H5;(1Aaa42)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−C3H7;(1Aaa43)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−C4H9;(1Aaa44)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−C5H11;(1Aaa45)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−C6H13;(1Aaa46)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−C7H15;(1Aaa47)
CH2=CH−COO−Cy−OCO−Cy−Ph−Cy−C8H17;(1Aaa48)
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−CH3
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C2H5
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C3H7
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C4H9
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C5H11
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C6H13
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C7H15
CH2=C(CH3)−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−C8H17
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−CH3;(1Aaa51)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−C2H5;(1Aaa52)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−C3H7;(1Aaa53)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−C4H9;(1Aaa54)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−C5H11;{Aaa55}
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−C6H13;(1Aaa56)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−C7H15;(1Aaa57)
CH2=CR1−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−C8H17;(1Aaa58)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−CH3;(1Aaa61)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−C2H5;(1Aaa62)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−C3H7;(1Aaa63)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−C4H9;(1Aaa64)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−C5H11;(1Aaa65)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−C6H13;(1Aaa66)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−C7H15;(1Aaa67)
CH2=CR1−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−C8H17;(1Aaa68)
CH2=CR1−COO−Ph−Cy−Ph−R2・・・(1Ba)
CH2=CR1−COO−Ph−Ph−Cy−R2・・・(1Bb)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−CH3 ;(1Ba−1)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−C2H5 ;(1Ba−2)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−C3H7 ;(1Ba−3)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−C4H9 ;(1Ba−4)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−C5H11 ;(1Ba−5)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−C6H13 ;(1Ba−6)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−C7H15 ;(1Ba−7)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−C8H17 ;(1Ba−8)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−CH3 ;(1Ba−9)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−C2H5 ;(1Ba−10)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−C3H7 ;(1Ba−11)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−C4H9 ;(1Ba−12)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−C5H11 ;(1Ba−13)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−C6H13 ;(1Ba−14)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−C7H15 ;(1Ba−15)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Cy−Ph−C8H17 ;(1Ba−16)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−CH3 ;(1B−1)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−C2H5 ;(1B−2)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−C3H7 ;(1B−3)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−C4H9 ;(1B−4)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−C5H11 ;(1B−5)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−C6H13 ;(1B−6)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−C7H15 ;(1B−7)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−C8H17 ;(1B−8)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−CH3 ;(1B−9)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−C2H5 ;(1B−10)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−C3H7 ;(1B−11)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−C4H9 ;(1B−12)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−C5H11 ;(1B−13)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−C6H13 ;(1B−14)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−C7H15 ;(1B−15)
CH2=C(CH3)−COO−Ph−Ph−Cy−C8H17 ;(1B−16)。
式(1)において、Lが−Cy−OCO−、E1がCy、E2がPhである場合の化合物(1)の合成方法としては、以下に示す方法が挙げられる。すなわち、下記化合物(A)と式CH2=CR1−C(O)Clで表される化合物とを反応させて、化合物(B)を得て、次に該化合物(B)と化合物(C)とをエステル化反応させる方法が挙げられる。
式(1)においてLが−Cy−COO−、E1がCy、E2がPhである場合の化合物(1)の合成方法としては、以下に示す方法が挙げられる。すなわち、下記化合物(D)と式CH2=CR1−C(O)Clで表される化合物とをエステル化反応させて、下記化合物(E)を得て、次に該化合物(E)と下記化合物(F)とを縮合反応させる方法が挙げられる。なお、DCCはジシクロヘキシルカルボジイミドを表す。
化合物(1Ba)は下記化合物(G)と、下記化合物(H)およびマグネシウムから調製したグリニア試薬とを反応させて下記化合物(I)を得て、該化合物(I)の脱水反応を行って下記化合物(J)を得て、該化合物(J)を還元して下記化合物(K)得て、該化合物(K)の脱保護反応を行って下記化合物(M)を得て、該化合物(M)と式CH2=CR1−C(O)Clで表される化合物とをエステル化反応させる方法によって得られる。
式(1)において、Lが−(CH2)pO−であり、m=n=0であり、E1=E3=Phであり、E2=Cyである場合の化合物(1)の合成方法としては、以下に示す方法が挙げられる。すなわち、前記化合物(M)と式CH2=CR1−COO−(CH2)p−Brで表される化合物とを反応させることによって得ることができる。
化合物(1Bb)は、の製造方法下記化合物(N)と下記化合物(P)とを反応させて化合物(Q)を得て、該化合物(Q)の脱保護反応を行って下記化合物(R)を得て、つぎに該化合物(R)と式CH2=CR1−C(O)Clで表される化合物とを反応させてる方法によって得ることができる。
式(1)において、Lが−Ph−(CH2)2−、m=n=0、E1=E2=Ph、E3=Cyである場合の化合物(1)の合成方法としては、以下の方法が挙げられる。すなわち、下記化合物(S)と下記化合物(T)とをカップリング反応させて下記化合物(U)を得て、該化合物(U)の脱保護反応を行って下記化合物(V)を得て、該化合物(V)と式CH2=CR1−C(O)Clで表される化合物をエステル化反応させる方法が挙げられる。
CH2=CR3−COO−Ph−OCO−Cy−Z2−R4・・・(3A)
CH2=CR5−COO−Z3−Z4−R6・・・(3B)
CH2=CR7−COO−(CH2)v−O−Ph−Z5−R8・・・(3C)
R3、R5、R7:それぞれ独立に水素原子またはメチル基。
R4、R6、R8:それぞれ独立に炭素数1〜8のアルキル基。
Z2、Z3、Z4、Z5:それぞれ独立に1,4−フェニレン基またはトランス−1,4−シクロヘキシレン基。
v:1〜8の整数。
CH2=CH−COO−Ph−OCO−Cy−Ph−(CH2)aH(3Aa)
CH2=CH−COO−Ph−OCO−Cy−Cy−(CH2)bH(3Ab)
CH2=CH−COO−Cy−Cy−(CH2)cH(3Bc)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−(CH2)dH(3Bd)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−(CH2)eH(3Be)
CH2=CH−COO−(CH2)v1−O−Ph−Cy−(CH2)fH(3Cf)
CH2=CH−COO−(CH2)v2−O−Ph−Ph−(CH2)gH(3Cg)
(1)下記化合物(1Aaa1)と下記化合物(3Bc)とを含む液晶組成物、
CH2=CH−COO−Cy−COO−Cy−Ph−Ph−R2(1Aaa1)
CH2=CH−COO−Cy−Cy−(CH2)cH(3Bc)
(2)下記化合物(1Ba)と下記化合物(3Bc)とを含む液晶組成物、
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−R2(1Ba)
CH2=CH−COO−Cy−Cy−(CH2)cH(3Bc)
(3)下記化合物(1Ba)と下記化合物(3Bd)とを含む液晶組成物、
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−R2(1Ba)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−(CH2)dH(3Bd)
(4)下記化合物(1Bb−3)、下記化合物(1Bb−5)、下記化合物(3Bc3)、および下記化合物(3Bc5)を含む液晶組成物。
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−(CH2)3H(1Bb−3)
CH2=CH−COO−Ph−Ph−Cy−(CH2)5H(1Bb−5)
CH2=CH−COO−Cy−Cy−(CH2)3H(3Bc3)
CH2=CH−COO−Cy−Cy−(CH2)5H(3Bc5)。
(5)下記化合物(1Aaa5)と下記化合物(Ba)とを含む液晶組成物。
CH2=CH−COO−(CH2)pO−Ph−Cy−Ph−R2;(1Aaa5)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−R2;(1Ba)
(6)下記化合物(1Aaa6)と下記化合物(3Bc)とを含む液晶組成物。
CH2=CH−COO−Ph−(CH2)2−Ph−Ph−Cy−R2;(1Aaa6)
CH2=CH−COO−Ph−Cy−Ph−R2;(1Ba)
[例1−1]化合物(E−1)の合成例
1HNMR(400MHz、溶媒:CDCl3、内部標準:TMS)δ(ppm):0.97(t、3H)、1.4〜1.8(m、12H)、2.0〜2.4(m、7H)、2.6〜2.7(m、3H)、4.81(m、2H)、5.8〜6.7(m、3H)、7.2〜7.4(dd、8H)。
1HNMR(400MHz、溶媒:CDCl3、内部標準:TMS)δ(ppm)0.9(t、3H)、1.3〜1.8(m、18H)、2.3(t、2H)、2.5〜2.7(m、2H)、3.9(t、2H)、4.2(t、2H)、5.8〜6.4(dd、3H)、7.0〜7.2(m、8H)。
[例3−1]化合物(U−1)の合成例
1HNMR(400MHz、溶媒:CDCl3、内部標準:TMS)δ(ppm)0.96(t、3H)、1.1〜1.4(m、9H)、1.91(m、4H)、2.51(m、1H)、2.88(t、4H)、5.9〜6.7(m、3H)、7.0〜7.2(dd、4H)、7.4〜7.6(dd、8H)。
1HNMR(400MHz、溶媒:CDCl3、内部標準:TMS)δ(ppm)0.9(t、3H)、1.4〜1.8(m、10H)、2.5〜2.7(m、4H)、6.0〜6.6(dd、3H)、7.0〜7.2(s、8H)。
[例5−1]化合物(Q−1)の合成例
1HNMR(400MHz、溶媒:CDCl3、内部標準:TMS)δ(ppm):0.91(t、3H)、1.09(m、2H)、1.1〜1.4(m、5H)、1.50(m、2H)、1.91(t、4H)、2.51(m、1H)、5.9〜6.7(m、3H)、7.0〜7.3(dd、4H)、7.4〜7.6(dd、4H)。
[例6−1]化合物(Q−2)の合成例
1HNMR(400MHz、溶媒:CDCl3、内部標準:TMS)δ(ppm):0.91(t、3H)、1.09(m、2H)、1.1〜1.4 (m、9H)、1.50(m、2H)、1.91(t、4H)、2.51(m、1H)、5.9〜6.7(m、3H)、7.0〜7.3(dd、4H)、7.4〜7.6(dd、4H)。
例1で合成した化合物(1Aaa13)と、下記化合物(3Bc3)とを1:1の割合(モル比)で混合して液晶組成物Aを得た。液晶組成物Aは43.4℃で結晶化した。また、ネマチック相から等方相への相転移温度は125℃以上であった。つぎに、液晶組成物Aに光重合開始剤を液晶組成物Bに対して0.5質量%添加し、液晶組成物A1を得た。
例2で得た化合物(1Aaa53−6)と例4で得た化合物(1Ba−3)とを、1:1(モル比)で混合して液晶組成物Aを得た。液晶組成物Bは59.0℃〜116.6℃の間でネマチック相を示した。つぎに、液晶組成物Bに光重合開始剤を液晶組成物Aに対して0.5質量%添加し、液晶組成物B1を得た。
例3で得た化合物(1Aaa63)と下記化合物(3Bc3)と下記化合物(3Bc5)を、2:1:1(モル比)で混合して液晶組成物Cを得た。液晶組成物Cは50.0℃〜120.6℃の間でネマチック相を示した。つぎに、液晶組成物Cに光重合開始剤を液晶組成物Cに対して0.5質量%添加し、液晶組成物C1を得た。
例4で得た化合物(1Ba−3)と前記化合物(3Bc5)とを、1:1(モル比)で混合して液晶組成物Dを得た。液晶組成物Aは45.4℃〜92.1℃の間でネマチック相を示した。つぎに、液晶組成物Dに光重合開始剤を液晶組成物Dに対して0.5質量%添加し、液晶組成物D1を得た。
例4で得た化合物(1Ba−3)と下記化合物(3Bd−3)とを、1:1(モル比)で混合して液晶組成物Eを得た。液晶組成物Eは43.7℃〜90.8℃の間でネマチック相を示した。つぎに、液晶組成物Eに、光重合開始剤を液晶組成物Eに対して0.5質量%添加し、液晶組成物E1を得た。
例5で得た化合物(1Bb−3)、例6で得た化合物(1Bb−5)、前記化合物(3Bc3)、および前記化合物(3Bc5)をモル比で1:1:1:1で混合して、液晶組成物Fを得た。液晶組成物Fは77℃以上でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は124℃以上であった。つぎに、液晶組成物Fに光重合開始剤を液晶組成物Fに対して、それぞれ0.5質量%、1.0質量%添加し、液晶組成物F1、液晶組成物F2を得た。
例12と同様の化合物を使用し、混合比を変更して液晶組成物Gを得た。化合物(1Bb−3)、化合物(1Bb−5)、化合物(3Bc3)、化合物(3Bc5)の混合比は7:7:18:18(モル比)とした。
液晶組成物Gは30℃以上でネマチック相を示した。またネマチック相から等方相への相転移温度は124℃以上であった。
つぎに、液晶組成物Gに光重合開始剤を液晶組成物Gに対して、0.5質量%添加し、液晶組成物G1を得た。
縦5cm、横5cm、厚さ0.5mmのガラス基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支持体を作製した。
配向処理を施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を作製した。接着剤には、直径4μmのガラスビーズを添加し、支持体の間隔が4μmになるように調整した。
液晶組成物A1を、例8で得た液晶組成物B1に変更する以外は、例14と同様の方法で光学素子Bを得た。光学素子Bはラビング方向に沿って水平配向していた。光学素子Bの波長589nmのレーザー光に対するΔnは0.119であった。また、光学素子Bは可視光領域で透明であり、散乱も認められなかった。
液晶組成物A1を、例9で得た液晶組成物C1に変更する以外は、例14と同様の方法で光学素子Cを得た。光学素子Cはラビング方向に沿って水平配向していた。光学素子Cの波長589nmのレーザー光に対するΔnは0.068であった。また、光学素子Cは可視光領域で透明であり、散乱も認められなかった。
液晶組成物A1を、例10で得た液晶組成物D1に変更する以外は、例14と同様の方法で光学素子Dを得た。光学素子Dはラビング方向に沿って水平配向していた。光学素子Dの波長589nmのレーザー光に対するΔnは0.055であった。また、光学素子Dは可視光領域で透明であり、散乱も認められなかった。
液晶組成物A1を、例11で得た液晶組成物E1に変更する以外は、例14と同様の方法で光学素子Eを得た。光学素子Eは基板のラビング方向に水平配向していた。波長589nmのレーザー光に対するΔnは0.058であった。また、光学素子Eは可視光領域で透明であり、散乱も認められなかった。
[例19−1a]光学素子Fの作製例
液晶組成物A1を、例12で得た液晶組成物調製した液晶組成物F1に変更し、注入温度を110℃とし、重合温度を90℃とする以外は、例14と同様の方法で光学素子F1を得た。光学素子F1は基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子F1は可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長589nmのレーザー光に対するΔnは0.064であった。
光学素子F1に対し、例14と同様の方法で青色レーザー光曝露加速試験を行った。加速試験前のΔnに対する試験後のΔnの低下率は1%未満であり、波長405nmのレーザー光の透過率の低下率は1%未満であったことから、光学素子F1は青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
ピッチ9μm、深さ3μmの矩形格子をもつガラス基板上に、配向剤としてポリイミドをスピンコータで塗布し、熱処理した。つぎにナイロンクロスで格子と平行方向にラビング処理を行って支持体を作製した。前記の支持体を2枚準備し、配向処理が施された面が対向するように接着剤を用いて貼り合わせてセルを作製した。その際、配向方向が平行になるようにした。
[例20−1]光学素子Gの作製例
液晶組成物A1を例13で得た液晶組成物G1とする以外は例14と同様の方法で光学素子Gを得た。光学素子Gは基板のラビング方向に水平配向していた。光学素子Gは可視域で透明であり、散乱も認められなかった。また、波長589nmのレーザー光に対するΔnは0.039であった。
光学素子Gに対して、例14と同様の方法で青色レーザー光曝露加速試験を行った。加速試験前のΔnに対する試験後のΔnの低下率は1%未満であり、また、波長405nmのレーザー光に対する透過率の低下率は1%未満であったことから、光学素子Gは青色レーザー光に対する耐久性に優れることを確認した。
[例21−1]液晶組成物の調製例(その8)
下記化合物(4a)、下記化合物(4b)、下記化合物(4c)、下記化合物(4d)を1:1:1:1(質量比)で混合し、液晶組成物Hを調製した。つぎに、液晶組成物Hに光重合開始剤を液晶組成物Hに対して0.5質量%添加し、液晶組成物H1を得た。
液晶組成物A1を、例21−1で得た液晶組成物H1に変更する以外は、例14と同様の方法で光学素子Hを得た。波長589nmのレーザー光に対するΔnは0.046であった。また、光学素子Hは可視光領域で透明であり、散乱も認められなかった。
なお、本出願の優先権主張の基礎となる、日本特許願2004−185090号(2004年6月23日に日本特許庁に出願)、日本特許願2004−187788号(2004年6月25日に日本特許庁に出願)および日本特許願2004−187795号(2004年6月25日に日本特許庁に出願)の全明細書の内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
Claims (11)
- 下式(1)で表される化合物。
CH2=CR1−COO−(L)k−E1−E2−E3−(E4)m−(E5)n−R2 (1)
ただし、式中の記号は以下の意味を示す。
R1:水素原子またはメチル基。
R2:炭素数1〜8のアルキル基。
L:−(CH2)pO−、−(CH2)q−、−Cy−COO−(Cyはトランス−1,4−シクロヘキシレン基。)、−Cy−OCO−、−E6−(CH2)2−、−E7−CH2O−、または−E8−O−(ただし、pおよびqはそれぞれ独立に2〜8の整数。)。
E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8:それぞれ独立に1,4−フェニレン基またはトランス−1,4−シクロヘキシレン基(ただし、E1、E2、およびE3の少なくとも1つはトランス−1,4−シクロヘキシレン基であり、かつ、Lが−Cy−OCO−である場合のE1はトランス−1,4−シクロヘキシレン基である)。ただし、前記の1,4−フェニレン基およびトランス−1,4−シクロヘキシレン基は、該基中の炭素原子に結合した水素原子がフッ素原子、塩素原子またはメチル基で置換されていてもよい。
k、m、n:それぞれ独立に0または1。ただし、kが1でありかつLが−Cy−COO−、−Cy−OCO−、−E6−(CH2)2−、−E7−CH2O−、または−E8−O−である場合、mおよびnの少なくとも一方は0である。 - 請求項1に記載の化合物から選ばれる2種以上の化合物を含むか、または、請求項1に記載の化合物の1種以上と、請求項1に記載の化合物以外の重合性液晶の1種以上とを含むことを特徴とする液晶組成物。
- 請求項1に記載の化合物の量が、液晶組成物中の重合性液晶の合計量に対して50〜100質量%である請求項2に記載の液晶組成物。
- 請求項1に記載の化合物とそれ以外の重合性液晶との合計含有量が、液晶組成物に対して90質量%以上である請求項2に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物中の全重合性液晶に対する請求項1に記載の化合物の割合が20モル%以上である、請求項2〜4のいずれかに記載の液晶組成物。
- 請求項2〜5のいずれかに記載の液晶組成物を、該液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ液晶が配向した状態で重合させてなることを特徴とする光学異方性材料。
- 光学異方性材料が波長300〜450nmのレーザー光を透過させて使用する光学異方性材料である、請求項6に記載の光学異方性材料。
- 請求項2〜5のいずれかに記載の液晶組成物を、1対の支持体間に挟持し、該液晶組成物が液晶相を示す状態で、かつ液晶が配向した状態で重合させてなることを特徴とする光学素子。
- 光学素子が波長300〜450nmのレーザー光を透過させて使用する光学素子である、請求項8に記載の光学素子。
- 請求項8または9に記載の光学素子を用いてなる回折素子。
- 請求項8または9に記載の光学素子を用いてなる位相板。
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