專利名稱：液晶性化合物、聚合性液晶性組合物、光學(xué)各向異性材料、光學(xué)元件及光信息記錄再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶性化合物、聚合性液晶性組合物、光學(xué)各向異性材料、光學(xué)元件及 光信息記錄再生裝置。
背景技術(shù)：
在CD (Compact Disk，壓縮盤)和 DVD (Digital Versatile Disk，數(shù)字通用盤)等 光盤的表面設(shè)有被稱為凹坑(Pit)的凹凸。

光頭裝置是可以通過對光盤照射激光并檢測其反射光來讀取記錄于凹坑的信息 的裝置。例如，從光源出射的直線偏振光經(jīng)由分光器、準(zhǔn)直透鏡、相位差板和物鏡而到達(dá)光 盤的信息記錄面。在這里，去程的直線偏振光直接透過分光器后被相位差板變換為圓偏振 光。該圓偏振光在光盤的信息記錄面被反射而成為回程的圓偏振光后，與去程相反地 依次經(jīng)過物鏡、相位差板和準(zhǔn)直透鏡而回程。并且，通過回程的相位差板變換為與入射前的 方向正交的直線偏振光。藉此，形成如下的結(jié)構(gòu)回程的光的直線偏振光的方向相對于去程 的光偏轉(zhuǎn)90度，通過分光器時前進(jìn)方向偏轉(zhuǎn)90度而到達(dá)光檢測器。光頭裝置中，如果信息的讀取和寫入時光盤發(fā)生面抖動等，則射束點(diǎn)的聚焦位置 從記錄面偏離，所以需要檢測并校正該偏離而使射束點(diǎn)與記錄面上的凹凸坑隨動的伺服機(jī) 構(gòu)。這樣的機(jī)構(gòu)如下構(gòu)成使由激光光源照射的射束點(diǎn)的焦點(diǎn)會聚在記錄面上來檢測道的 位置，追蹤目標(biāo)的道。此外，光頭裝置還需要使得在記錄面上未遇到凹坑而被反射的激光不 會直接回到光源。因此，光頭裝置中需要對來自的光源的激光進(jìn)行調(diào)制(偏振、衍射、相位調(diào)整等) 的光學(xué)元件。例如，上述的相位差板具有下述效果根據(jù)由相位差板的光軸與入射光的相 位面形成的角度賦予入射光不同的折射率，再將通過雙折射產(chǎn)生的2個分量的光的相位分 離。相位分離了的2種光從相位差板出射時被合成。相位偏差的大小由相位差板的厚度決 定，所以通過調(diào)節(jié)厚度，可制成使相位恰好偏差η/2的1/4波片、使相位恰好偏差π的1/2 波片等。例如，通過1/4波片的直線偏振光變成圓偏振光，而通過1/2波片的直線偏振光變 成其偏振面傾斜了 90度的直線偏振光。通過利用這樣的性質(zhì)來組合多種光學(xué)元件，可構(gòu)成 上述的伺服機(jī)構(gòu)。此外，上述光學(xué)元件也被用于使得在記錄面上未遇到凹坑而被反射的激 光不會直接回到光源。上述的光學(xué)元件可使用液晶材料制作。例如，具有聚合性官能團(tuán)的液晶分子兼具 作為聚合性單體的性質(zhì)和作為液晶的性質(zhì)。因此，如果使具有聚合性官能團(tuán)的液晶分子取 向后進(jìn)行聚合，則可獲得液晶分子的取向固定的光學(xué)各向異性材料。光學(xué)各向異性材料具 有來源于介晶基元(J 〃 Y > )骨架的折射率各向異性等光學(xué)各向異性，利用該性質(zhì)可制 成衍射元件或相位差板等。作為光學(xué)各向異性材料，例如專利文獻(xiàn)1中揭示了將包含以CH2=CH-COO-Ph-OCO-Cy-Z(Ζ 烷基)表示的化合物的液晶性組合物聚合而成的光學(xué)各向異性 材料。另外，通常要求上述的光學(xué)元件具有如下的特性1)根據(jù)使用波長或 用途具有適當(dāng)?shù)难舆t值(Rd值)；2)面內(nèi)的光學(xué)特性(Rd值、透射率等)均一；3)對于使用波長幾乎沒有散射和吸收；4)光學(xué)特性容易與構(gòu)成元件的其它材料一致；5)對于使用波長，折射率和折射率各向異性的波長分散小。1)的具有適當(dāng)?shù)腞d值特別重要。在這里，Rd值是使用折射率各向異性(Δη)和 光的傳播方向的厚度(d)由Rd= AnXd的關(guān)系確定的值。希望獲得所需的Rd值時，如果 形成光學(xué)元件的液晶材料的Δη小，則需要加大厚度d。但是，如果厚度d增大，則液晶的 取向變得困難，因此難以獲得所需的光學(xué)特性。另一方面，如果Δη大，則需要減小厚度d， 但該情況下難以實(shí)現(xiàn)厚度的精密控制。因此，對于液晶材料，具有適當(dāng)?shù)摩う侵凳欠浅Ｖ匾?的。近年來，為了實(shí)現(xiàn)光盤的大容量化，不斷縮短信息的寫入和讀取所使用的激光的 波長，進(jìn)一步減小光盤上的凹凸坑尺寸。例如，CD使用波長780nm的激光，DVD使用波長 650nm的激光，BD(Blue-ray Disk，藍(lán)光盤)和HDDVD(High-Definition Digital Versatile Disk,高清晰度數(shù)字通用盤)使用波長405nm的激光。也可以預(yù)見下一代光記錄媒體將會進(jìn)一步短波長化，存在波長300 450nm的激 光(以下也記作藍(lán)色激光)的使用在今后不斷增加的傾向。然而，專利文獻(xiàn)1所記載的光 學(xué)各向異性材料對于藍(lán)色激光的耐受性不足。例如，如果將使用液晶制成的相位差板配置于以藍(lán)色激光為光源的光頭裝置，則 可能會隨著時間的推移而產(chǎn)生像差或透射率下降或Rd值發(fā)生變化。其原因被認(rèn)為是由于 暴露于藍(lán)色激光，因而對相位差板的構(gòu)成材料造成破壞。如果產(chǎn)生像差，則從光源出射并 通過準(zhǔn)直透鏡或相位差板的光(光束)在通過物鏡而到達(dá)記錄媒體的表面時無法成像于1 點(diǎn)。如果這樣的話，光的利用效率下降，信息的讀取和寫入的效率下降。另外，如果透射率 下降，則到達(dá)記錄媒體的表面或光檢測器的光的強(qiáng)度變?nèi)?，與所述同樣，信息的讀取和寫入 的效率下降。如果Rd值發(fā)生變化，則例如對于波片無法維持所需的橢圓率或直線偏振光的 消光比。其結(jié)果是，可能無法產(chǎn)生作為光頭裝置的性能。通常為了將光學(xué)元件小型化、高效化，需要具有高折射率各向異性的材料。一般， 具有高折射率各向異性的材料具有高折射率，但由于高折射率材料的折射率的波長分散 大，因此存在對于短波長的光的吸收大(即，材料的摩爾消光系數(shù)大)的傾向。因此，以往 的高折射率材料存在對于如藍(lán)色激光等短波長的光的耐受性低的問題。為了實(shí)現(xiàn)耐光性的提高，較好是減小材料的摩爾消光系數(shù)，例如可考慮采用全脂 環(huán)結(jié)構(gòu)等不含芳香環(huán)的結(jié)構(gòu)的化合物。然而，全脂環(huán)型液晶單體通常Δη小，形成聚合物后 Δη進(jìn)一步減小或者變成各向同性，存在難以獲得所需的液晶性的問題。例如，下述的2種全脂環(huán)型液晶單體雖然呈現(xiàn)光學(xué)各向異性(雙折射性)，但通過 聚合而形成各向同性的聚合物。CH2 = CH-COO-Cy-Cy-C3H7
CH2 = CH-COO-Cy-Cy-C5H11因此，要形成為各向異性的聚合物就必須要與其它化合物混合。但是，所述單體的 顯現(xiàn)出光線各向異性的溫度范圍并不太大，即使與其它化合物混合也很難形成具備所需的 液晶性的組合物。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開2004-263037號公報(bào)發(fā)明的揭示本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的發(fā)明。即，對波長300nm 450nm的激光進(jìn)行調(diào) 制的光學(xué)元件需要即使暴露于該波長帶的光也劣化少、耐久性良好且液晶性也好的光學(xué)各 向異性材料。并且，對于這樣的各向異性材料，液晶性化合物的結(jié)構(gòu)是非常重要的。于是， 本發(fā)明的目的在于提供對于藍(lán)色激光的耐光性良好且聚合后可獲得所需的液晶性的液晶 性化合物及包含該液晶性化合物的聚合性液晶性組合物。此外，本發(fā)明的目的還在于提供對于藍(lán)色激光的耐光性良好的光學(xué)各向異性材 料。本發(fā)明的目的還在于提供對于藍(lán)色激光的耐光性良好的光學(xué)元件和使用該光學(xué) 元件的光信息記錄再生裝置。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)由以下的記載可知。本發(fā)明的第1種形態(tài)涉及液晶性化合物，其特征在于，以下式(1)表示CH2 = CR1-COO-(L)k-E1-E2-(E3)m-R2 (1)R1為氫原子或甲基，R2為碳數(shù)1 8的烷基或氟原子，為烷基時碳碳鍵之間或與環(huán) 基結(jié)合的末端可具有醚結(jié)合性氧原子，氫原子的一部分或全部可被氟原子取代，k為0或1， L 為-(CH2)pCOO-A-(CH2)tlOCO^-(CH2)rO-或 _ (CH2) s-，其中的 p、q、r、s 分別獨(dú)立地為 1 8的整數(shù)，E\E2分別獨(dú)立地為反-1，4-亞環(huán)己基或反_2，6-萘烷基，且E1和E2的至少一方 為反_2，6-萘烷基，E\E2的反-1，4-亞環(huán)己基以及反_2，6-萘烷基中的與碳原子結(jié)合的氫 原子可被氟原子或甲基取代，E3為反-1，4-亞環(huán)己基或1，4_亞苯基，E3的反-1，4-亞環(huán)己 基及1，4_亞苯基中的與碳原子結(jié)合的氫原子可被氟原子或甲基取代，m為0或1。本發(fā)明的第1種形態(tài)中，較好是E1為反-2，6-萘烷基，E2為反-1，4-亞環(huán)己基。較好是所述的液晶性化合物以下式(IA)表示，
權(quán)利要求
1.液晶性化合物，其特征在于，以下式(1)表示 CH2 = CR1-COO- (L) ,-E1-E2- (E3) m-R2 (1)R1為氫原子或甲基，R2為碳數(shù)1 8的烷基或氟原子，為烷基時碳碳鍵之間或與環(huán)基 結(jié)合的末端可具有醚結(jié)合性氧原子，氫原子的一部分或全部可被氟原子取代，k為0或1，L 為-(CH2)PC00-、- (CH2) q0C0-、- (CH2) r0-或-(CH2) s_，其中的 ρ、q、r、s 分別獨(dú)立地為 1 8 的整數(shù)，E\E2分別獨(dú)立地為反-1，4-亞環(huán)己基或反_2，6-萘烷基，且E1和E2的至少一方為 反-2，6-萘烷基，E\E2的反-1，4-亞環(huán)己基以及反_2，6-萘烷基中的與碳原子結(jié)合的氫原 子可被氟原子或甲基取代，E3為反-1，4-亞環(huán)己基或1，4_亞苯基，E3的反-1，4-亞環(huán)己基 及1，4_亞苯基中的與碳原子結(jié)合的氫原子可被氟原子或甲基取代，m為0或1。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶性化合物，其特征在于，E1為反-2，6-萘烷基，E2為反-1， 4-亞環(huán)己基。
3.如權(quán)利要求2所述的液晶性化合物，其特征在于，以下式(IA)表示， CH2=CR1-COO-(L)k~ \ ^ jν
4.如權(quán)利要求3所述的液晶性化合物，其特征在于，k為1，L為-(CH2)pCOO-或-(CH2) q0C0-o
5.如權(quán)利要求4所述的液晶性化合物，其特征在于，L為-(CH2)pCOO-,ρ為2 4的整數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的液晶性化合物，其特征在于，k為O。
7.聚合性液晶性組合物，其特征在于，含有權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的液晶性化合物。
8.光學(xué)各向異性材料，其特征在于，由權(quán)利要求7所述的聚合性液晶性組合物的聚合 物形成。
9.光學(xué)元件，其特征在于，具備權(quán)利要求8所述的光學(xué)各向異性材料。
10.光信息記錄再生裝置，所述裝置是將信息記錄于光記錄媒體以及/或者將記錄于 光記錄媒體的信息再生的光信息記錄再生裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求9所述的光學(xué) 元件。
全文摘要
本發(fā)明提供耐光性良好的液晶性化合物、聚合性液晶性組合物及光學(xué)各向異性材料。另外，還提供耐光性良好的光學(xué)元件和使用了該光學(xué)元件的光信息記錄再生裝置。液晶性化合物以通式CH2＝CR1-COO-(L)k-E1-E2-(E3)m-R2表示。較好是E1為反-2，6-萘烷基，E2為反-1，4-亞環(huán)己基。使用該化合物制得的相位差板4的耐光性良好，因此可用作為光源1采用藍(lán)色激光、適合于大容量化的光頭裝置。
文檔編號G02B5/30GK102046586SQ200980121198
公開日2011年5月4日 申請日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者岡田悟史, 熊井裕, 長谷川誠 申請人:旭硝子株式會社