JP4117832B2 - 重合性テルフェニル液晶化合物、液晶性組成物、コレステリック液晶組成物、光学フィルム、及び画像表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規の重合性テルフェニル液晶化合物、これを含有する液晶性組成物、コレステリック液晶組成物、光学フィルム、及び画像表示装置に関する。本発明の光学フィルムは、偏光を発する有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子という）、各種位相差フィルム（光学補償フィルム）、又はコレステリック偏光子等として液晶ディスプレイなどの画像表示装置に組み込んで使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイに使用される光学補償板等の光学フィルムには、液晶ディスプレイ素子の表示品位の向上と軽量化の両立に対する要求から、高分子フィルムに延伸処理を施した複屈折フィルムが用いられてきた。
【０００３】
前記延伸処理を施した高分子フィルムの他にも、液晶性高分子を用いる方法（特許文献１〜３）が報告されている。これら液晶性高分子を用いる方法は、配向処理された基板上にサーモトロピック液晶性を示す高分子化合物溶液を塗布した後、高分子液晶が液晶相を呈する温度で熱処理することにより所望の配向を得るもので、配向させた後は高分子化合物をガラス状態に保つことにより配向を固定化している。
【０００４】
さらに、低分子の２官能液晶性アクリレート化合物を用いた光学異方性材料の作製方法が報告されている（特許文献４）。この技術は、低分子の２官能液晶性アクリレート化合物又は組成物を配向させた後、光重合を行って配向状態を固定化するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２８８２２号公報
【特許文献２】
特開平４−５５８１３号公報
【特許文献３】
特開平５−２７２３５号公報
【特許文献４】
特開平３−１４０２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
光学異方性材料を配向構造を制御した光学フィルムや液晶ディスプレイ等に用いるためには、良好な化学的及び熱的安定性、溶媒や低分子液晶への良好な溶解性、及び電場等に対する良好な安定性を有しなければならない。しかし、上述の技術では配向状態は維持できるものの、液晶相を呈する温度が高いために作業性が悪いという問題があった。また熱的安定性が悪く、溶媒や低分子液晶との溶解性が悪いという問題もあった。
【０００６】
一方、液晶ディスプレイに用いられている光学フィルムの一つである輝度向上フィルムは、コレステリック液晶の選択反射が用いられている。可視域全域の選択反射をさせるために、異なる選択反射波長域のコレステリック液晶を積層している。選択反射波長域△λは、屈折率異方性材料の複屈折率差△ｎとコレステリック液晶のピッチｐの積、つまり△λ＝△ｎ・ｐによって表される。そのため、従来のような△ｎが小さい液晶を用いた場合、一層での選択反射波長域が狭くなり、可視域全域を反射させるためには選択反射波長の異なる層を何層も重ねる必要がある。その結果、フィルム厚が大きくなり、また重ねる層が多くなることで工程数が増え、生産性の低下につながっていた。また、位相差フィルムの位相差は屈折率異方性材料の複屈折率差△ｎと厚さｄの積、つまり△ｎ・ｄによって表される。したがって、△ｎの小さい液晶を用いた場合、同等の位相差を実現するためには厚さｄを厚くする必要があった。
【０００７】
そのため、液晶ディスプレイの薄型化や生産性の向上を実現するためには、より薄い膜厚で光を十分に変調することができる材料が必要であり、より複屈折率差の大きい材料の開発が望まれていた。
【０００８】
本発明の目的は、低温度で液晶性を示し、熱安定性に優れ、かつ大きな複屈折率差を有する新規の重合性液晶化合物を提供することにある。また、それを用いた液晶性組成物、コレステリック液晶組成物、光学フィルム、及び画像表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため、種々の重合性液晶化合物について検討を重ねた結果、下記に示す特定の化学構造の重合性テルフェニル液晶化合物により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、下記一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物、に関する。
【００１１】
【化４】
〔式中、Ｒ１ 、Ｒ２は同一又は異なり、それぞれ下記化５中に示す重合性官能基からなる群より選択される１種であり、
【化５】
Ｘ１、Ｘ２は同一又は異なり、それぞれ−（ＣＨ２）m −｛Ｏ−（ＣＨ２）m ｝n −、−（ＣＨ２）m −｛Ｏ−（ＣＨ２）m ｝n −Ｏ−、−（ＣＨ２）m −｛Ｏ−（ＣＨ２）m ｝n −ＣＯ−Ｏ−、−（ＣＨ２）m −｛Ｏ−（ＣＨ２）m ｝n −Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、又は−（ＣＨ２）m −｛Ｏ−（ＣＨ２）m ｝n −Ｏ−ＣＯ−を表し（但し、ｍは１〜２０の整数、ｎは０、１、又は２である）、
Ｙ１、Ｙ２は同一又は異なり、それぞれ下記化６中に示す有機基からなる群より選択される１種であり、
【化６】
Ｚ１、Ｚ２は同一又は異なり、それぞれ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−を表し、
Ｒ３〜Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の直鎖又は分岐のアルキル基、又は炭素数１〜６のアルコキシ基を表す。〕
上記一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物は、低温度で液晶性を示し、熱安定性に優れ、かつ大きな複屈折率差を有する。該重合性テルフェニル液晶化合物を用いて得られる光学フィルムは、液晶ディスプレイの薄型化及び生産性の向上を可能とし、またこの材料を有機ＥＬ素子材料として使用すると、ディスプレイの高輝度化、軽量化、及び低消費電力化が可能である。
【００１２】
前記重合性テルフェニル液晶化合物のＹ1 及びＹ2 はｐ−フェニレン基であることが好ましい。また、Ｒ1 及びＲ2 は（メタ）アクリロイルオキシ基であることが好ましい。また、Ｚ1 及びＺ2 は−ＣＯ−Ｏ−であることが好ましい。また、Ｘ1 及びＸ2 は−（ＣＨ2 ）m −｛Ｏ−（ＣＨ2 ）m ｝n −Ｏ−であることが好ましい。また、テルフェニル基がＲ3 〜Ｒ14に少なくとも１つの置換基を有しており、かつ非対称構造をしていることが好ましい。
【００１３】
一般式（１）中のハロゲンは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであり、特にＦであることが好ましい。
【００１４】
また本発明は、前記重合性テルフェニル液晶化合物を含有する液晶性組成物、及び前記重合性テルフェニル液晶化合物と液晶性化合物とを含有する液晶性組成物、に関する。
【００１５】
本発明の光学フィルムは、前記重合性テルフェニル液晶化合物又は前記液晶性組成物を塗工し、配向させることにより得られる液晶配向フィルムからなるものである。
【００１６】
また本発明のコレステリック液晶組成物は、前記重合性テルフェニル液晶化合物とカイラル化合物とを含有し、又は前記重合性テルフェニル液晶化合物、液晶性化合物、及びカイラル化合物を含有する。
【００１７】
本発明の光学フィルムは、前記コレステリック液晶組成物を塗工し、配向させることにより得られる液晶配向フィルムからなるものである。
【００１８】
また、本発明の光学フィルムは、前記光学フィルムと他の光学素子とを積層したものである。
【００１９】
さらに本発明は、前記光学フィルムを組み込んだ画像表示装置、に関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
上記一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物の合成法は特に制限されず、例えば、重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）は以下に示す方法により合成することができる。
【００２１】
即ち、下記化７に記載されているＳｃｈｅｍｅ１に示すように、まずｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−クロロ−１−ヘキサノ−ルとを塩基の存在下で反応させることにより化合物（Ａ）を合成する。その後、化合物（Ａ）とアクリル酸とを酸触媒の存在下で反応させることにより化合物（Ｂ）を合成する。さらに、化合物（Ｂ）と塩化チオニルとを反応させて酸塩化物とし、該酸塩化物と化合物（Ｃ）とを塩基の存在下で反応させることにより重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）を合成する。
【００２２】
【化７】
本発明の重合性テルフェニル液晶化合物は、メソゲン部分が共役系で繋がっており、かつ棒状分子であるため大きな複屈折率差△ｎを有する。したがって、この重合性テルフェニル液晶化合物を用いてコレステリック液晶を形成し、選択反射フィルムを作成すると、一層当たりの選択反射波長域が広帯域化する。その結果、可視光領域全域を選択反射するための層数を減少させることができフィルムの薄型化が可能となる。また工程数も減少するので、生産性を向上させることも可能となる。
【００２３】
本発明の液晶性組成物は、一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物を１種又は２種以上含有する。
【００２４】
また、本発明の液晶性組成物は、一般式（１）で表される１種又は２種以上の重合性テルフェニル液晶化合物と液晶性化合物とを含有するものであってもよい。液晶性化合物としては、ネマチック液晶性、スメチック液晶性、又はコレステリック液晶性などを示す公知の液晶性化合物を特に制限なく使用できる。具体的には、重合性液晶化合物、低分子液晶化合物、及び高分子液晶化合物などが挙げられる。例えば、公知の重合性液晶化合物としては、ビーエーエスエフ社製のＬＣ２４２、及び大日本インキ社製のＵＣＬ−００１などが挙げられる。低分子液晶化合物としては、メルク社製のＥ７、及び５−シアノビフェニルなどが挙げられる。高分子液晶化合物としては、下記化８に示すようなシアノビフェニルをメソゲン基とするアクリレート系ポリマー（ネマチック液晶、Ｔi ＝１０５℃、重合度１５０）などが挙げられる。
【００２５】
【化８】
さらに、液晶性組成物には、反応性基を有するアクリルモノマー、反応性基を有するウレタンオリゴマー、ポリエステルオリゴマー、及びエポキシアクリレートオリゴマーなどの重合性化合物を適宜添加してもよい。
【００２６】
液晶性組成物中の一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物の含有量は特に制限されないが、５０重量％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８０重量％以上である。５０重量％未満の場合には、配向不良による白濁が発生したり、液晶性が発現しにくく光学異方性が現れにくい傾向にある。
【００２７】
また、液晶性組成物が液晶性化合物を含有する場合には、液晶性化合物の含有量は８０重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０重量％以下である。８０重量％を超える場合には、本発明の液晶化合物の特徴が現れにくくなる傾向にある。
【００２８】
また、重合性化合物を添加する場合には、光学異方性体の配向や光学素子の機械的強度及び液晶性を考慮して添加量を適宜調整することが必要である。
【００２９】
本発明のコレステリック液晶組成物は、一般式（１）で表される１種又は２種以上の重合性テルフェニル液晶化合物とカイラル化合物とを含有する。
【００３０】
また、本発明のコレステリック液晶組成物は、一般式（１）で表される１種又は２種以上の重合性テルフェニル液晶化合物、液晶性化合物、及びカイラル化合物を含有するものであってもよい。
【００３１】
該重合性テルフェニル液晶化合物は、ネマチック液晶性の化合物であるから、この化合物にカイラル化合物を混合させることにより、ねじれネマチック相又はコレステリック相を発現させることができる。
【００３２】
添加するカイラル化合物は光学活性基を有し、前記重合性テルフェニル液晶化合物と混合したときにその配向性を乱さないものであれば特に制限されない。カイラル化合物は、液晶性を有していてもよく液晶性を有しなくてもよいが、コレステリック液晶性を示し、そのグランジャン配向の螺旋軸に対して平行に入射する自然光のうち、ある波長の光の約半分を右（又は左）円偏光として反射し、残りの約半分を左（又は右）円偏光として透過する特性を示すものが好ましい。
【００３３】
また、カイラル化合物は反応性基を有するのもの有しないもののいずれも使用できるが、コレステリック液晶組成物を硬化して得られる硬化物（液晶配向フィルム）の耐熱性、耐溶剤性の点では反応性基を有するものが好ましい。反応性基としては、例えば、（メタ）アクリロイルオキシ基、アジド基、エポキシ基などが挙げられるが、（メタ）アクリロイルオキシ基が好ましい。また、耐熱性、耐溶剤性の点からすると反応性基は２つ以上有するものが好ましい。
【００３４】
カイラル化合物としては、例えば、コレステリル基を有するペラルゴン酸コレステロール及びステアリン酸コレステロール、２−メチルブチル基を有するＣＢ−１５、Ｃ−１５（以上、ＢＤＨ社製）、Ｓ１０８２（メルク社製）、ＣＭ−１９、ＣＭ−２０、及びＣＭ（以上、チッソ社製）、１−メチルヘプチル基を有するＳ−８１１（メルク社製）、ＣＭ−２１、及びＣＭ−２２（以上、チッソ社製）などが挙げられる。
【００３５】
カイラル化合物の添加量は、その添加量により選択反射波長を決定するコレステリックピッチが変化することから、前記添加量の制御で選択反射波長に基づく色を調節することができる。カイラル化合物の配合量が高いほどピッチが小さくなり、反射光が短波長側にシフトする。一方、カイラル化合物を多量に添加すると本発明の重合性テルフェニル液晶化合物の配向性を低下させるおそれがある。そのため、カイラル化合物の配合量は、重合性テルフェニル液晶化合物１００重量部に対し、３０重量部以下とするのが好ましい。さらには１０重量部以下とするのがより好ましい。また、コレステリック相を発現させるためにはカイラル化合物の添加量を１重量部以上とするのが好ましい。さらには４重量部以上とするのがより好ましい。
【００３６】
なお、視覚補償板の場合には、コレステリック構造に由来する選択反射光の波長を可視光領域から外すため、螺旋構造のピッチ（Ｐ）を０．２５〜０．５μｍになるようにカイラル化合物の添加量を調整することが好ましい。反射板の場合には、選択反射光の波長を可視光領域内にするため、螺旋構造のピッチを０．２５〜０．５μｍになるようにカイラル化合物の添加量を調整するのが好ましい。
【００３７】
本発明の液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物は、配向性をより良好にしたり、基板への塗布性を向上させるためにレベリング剤などの添加剤あるいは、重合開始剤、安定剤、可塑剤などの無機や有機、あるいは金属類などからなる種々の添加剤を必要に応じて配合することができる。
【００３８】
前記液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物は、配向膜上に塗工し、加熱配向させた後、重合性反応基を反応させて配向構造（ネマチック相又はコレステリック相）を固定することにより液晶配向フィルムからなる光学フィルムとすることができる。また、少なくとも一方に配向処理を施した２枚の基板間に、前記組成物を介在させ、配向させた状態で重合性反応基を反応させて配向構造を固定することにより光学フィルムを作製してもよい。
【００３９】
液晶性組成物等の配向膜上への塗工は、加熱溶融方式でもよく、または有機溶剤による溶液として塗工することもできる。通常、有機溶剤による溶液として塗工する。塗工はバーコーターやスピンコーター、ロールコーターなどの適宜な塗工機にて行なうことができる。前記有機溶媒は液晶性組成物等を溶解しうるものを特に制限なく使用できるが、生産性の点で高沸点の溶媒は好ましくない。有機溶剤としてはメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が好ましく用いられる。
【００４０】
配向膜としては、従来知られているものを採用できる。たとえば、基板上にポリイミドやポリビニルアルコール等からなる薄膜を形成して、それをレーヨン布等でラビング処理したラビング膜、斜方蒸着膜、シンナメートやアゾベンゼンなど光架橋基を有するポリマーあるいはポリイミドに偏光紫外線を照射した光配向膜、延伸フィルムなどが用いられる。その他、磁場、電場配向、ずり応力操作により配向させることもできる。なお、前記基板としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ノルボルネン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリエーテルスルホンなどのプラスチックからなるフィルム、ガラス板、シリコンなどが用いられる。
【００４１】
加熱配向の温度は、一般的には、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物のＣｒ（結晶相）／Ｎ（ネマチック相）転移温度以上、Ｎ（ネマチック相）／Ｉ（等方相）転移温度以下で行なわれるが、Ｉ（等方相）転移温度以上で行った後冷却してもよい。高温になると、熱重合進行して配向を阻害する懸念があるためＣｒ／Ｎの相転移温度＋５０℃以下とするのが好ましい。加熱配向時間は、特に制限されないが、１０秒〜１０分程度の範囲が好ましい。
【００４２】
配向構造の固定は, 液晶性組成物等の重合性反応基を反応させて硬化させることにより行うが、硬化手法としては加熱及び／又は活性エネルギー線照射が挙げられる。
【００４３】
加熱硬化させる場合には、熱重合開始剤を用いることが好ましい。熱重合開始剤としては公知のものを特に制限なく用いることができ、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチル バレレート、ジクミルパーオキサイドなどの過酸化物類、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物類、テトラメチルチウラムジスルフィドなどが挙げられる。
【００４４】
熱重合開始剤の含有量は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物中に０．０１〜１０重量％が好ましく、さらに好ましくは１〜５重量％である。
【００４５】
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、α線、β線、γ線などの電離放射線、可視光線、赤外光線、マイクロ波、高周波などが用いられるが、特に紫外線が好ましい。
【００４６】
紫外線を発生する装置としては、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、水銀−キセノンランプ、及びショートアーク灯などが挙げられ、ラジカル性活性種を発生させる化合物の吸収波長を考慮して適宜選択する。
【００４７】
紫外線を照射する場合には, 光重合開始剤を添加することで硬化反応を迅速に進行させることができる。
【００４８】
光重合開始剤は特に限定されないが、例えば、ラジカル重合用光開始剤、カチオン重合用光開始剤などが挙げられる。
【００４９】
ラジカル重合用光開始剤の具体例としては、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェ二ルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジルー２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノンなどのアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテルなどのベンゾイン系光重合開始剤、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４，４′−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４′−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、３，３′，４，４′−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系光重合開始剤、２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノンなどのアミノベンゾフェノン系光重合開始剤、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアンスラキノン、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノンなどが挙げられる。
【００５０】
ラジカル重合用光開始剤を添加する場合には、硬化性をより向上させるために光増感剤を併用することが好ましい。
【００５１】
光増感剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸（２−ジメチルアミノ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎ−ブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシルなどのアミン類が挙げられる。
【００５２】
光増感剤の配合量は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物中に０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％である。
【００５３】
カチオン重合用光開始剤の具体例としては、鉄アレーン錯体、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩などが挙げられる。
【００５４】
光重合開始剤の含有量は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物中に０．０１〜１０重量％が好ましく、さらに好ましくは１〜５重量％である。０．０１重量％未満では重合が十分に進まず、１０重量％を超える場合には液晶性組成物等の配向を乱す可能性がある。なお、液晶性組成物等によっては加熱配向後、Ｃｒ／Ｎの相転移温度以下になっても結晶が析出せず配向状態を維持するものがあるので、この場合は室温で活性エネルギー線を照射することができる。温度が下がると結晶化しやすい場合はＣｒ／Ｎの相転移温度以上の温度で活性エネルギー線を照射する。
【００５５】
活性エネルギー線は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物を塗布した基板面側又はその反対面側のどちらからでも照射できるが、反対面側から照射する場合には、基板は透明である必要がある。
【００５６】
こうして基板上に形成された液晶配向フィルムは光学フィルムとして使用される。液晶配向フィルムは、基板との一体物としてそのまま光学フィルムの形成に用いることができ、基板から剥離して別の基板に転写して用いることもできる。液晶配向フィルムの厚さは通常０．１μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。さらに好ましくは、１０〜１２０μｍである。
【００５７】
光学フィルムの具体例としては、例えば、重合性テルフェニル液晶化合物にカイラル化合物を添加したコレステリック液晶組成物から得られる選択反射フィルムが挙げられる。選択反射フィルムは、可視光領域の一部に選択反射波長帯域を有し、当該選択反射波長帯域はカイラル化合物の使用量を適宜に調整することにより変更できる。なお、選択反射フィルムの選択反射波長帯域を、可視光領域全体に広げる方法としては、カイラル化合物の添加量を変えて作製した複数の選択反射フィルムを積層する方法と、得られた選択反射フィルム上に異なる選択反射波長帯域を有するコレステリック液晶組成物溶液を重ねて塗工する方法がある。
【００５８】
前記選択反射フィルムに位相差フィルムを積層するとコレステリック偏光子が得られる。位相差フィルムとしてはλ／４板が好適であり、例えば高分子フィルムを延伸処理した複屈折性フィルムや液晶性材料からなる光学的異方性層を有する液晶配向フィルムが使用される。λ／４板として使用される延伸フィルムの素材としては従来より知られているものを特に制限なく使用できるが、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリビニルアルコール等が好適である。コレステリック偏光子の作製は、選択反射フィルムとλ／４板を粘着剤等により貼り合わせて積層する方法、λ／４板を基板として、λ／４板上にコレステリック液晶組成物を塗工、加熱配向、固定して選択反射フィルムを積層する方法により行うことができる。
【００５９】
また、得られた光学フィルム（液晶配向フィルム）は、上記選択反射フィルム以外に位相差フィルム（光学補償フィルム）、ねじれ位相差フィルム、傾斜位相差フィルムなどとして使用される。位相差フィルムは、配向膜上に液晶性組成物等を加熱配向、固定形成することで得ることができる。ねじれ位相差フィルムは、液晶性組成物に少量のカイラル化合物の添加により得られる。カイラル化合物の添加量によって、ねじれ角は自由に制御できる。傾斜配向位相差フィルムは、配向膜として、偏光紫外線の斜め照射で得られる光配向膜を用いることにより得られ、偏光紫外線の照射角度、照射量によって傾斜角度を制御することができる。いずれの位相差フィルムにおいても、本発明の重合性テルフェニル液晶化合物は、高い複屈折率差△ｎを有するため、大きな位相差が発現し、薄型化が可能となる。
【００６０】
また、この化合物は自発配向性（液晶性）を有し、かつメソゲンを発光部位として利用することができるため、液晶状態ではメソゲンの遷移モーメントが一方向に揃い、その結果、得られるメソゲンからの発光は偏光として得られ、偏光発光フィルムとしても利用できる。この重合性テルフェニル液晶化合物を発光させるための方法としては光によって励起しても良いし、電気によって励起させても良い。
【００６１】
光によって励起するフォトルミネッセンス（以下、ＰＬと略す）を利用した場合、励起光源として紫外線の光源が必要となるが、基本的な素子の構成はそのままで、かつバックライトに近い側の偏光板を省略することが可能となり、液晶ディスプレイの薄型化に有効である。
【００６２】
また、電気によって励起するエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略す）を利用した場合は、液晶ディスプレイ端面に配置されている冷陰極管などの光源や、その光源から発せられる光の進路を視認者側へ変更するための導光板を省略することができ、ＰＬを利用した場合よりも一層の薄型化に有効である。ＥＬ素子とする場合、本発明の重合性テルフェニル液晶化合物は発光層として使用され、電子移動層、正孔輸送層、正孔注入層には公知の材料が使用できる。
【００６３】
さらに、本発明の重合性テルフェニル液晶化合物は配向状態を架橋によって固定することができるため、外部からの熱又はＥＬにした場合の素子内部で発生する熱などにより配向が崩れることがなく、熱的に安定な配向状態を維持することが可能である。また、この重合性テルフェニル液晶化合物からの発光は青色の単色光であるが、青色励起可能な緑色、赤色の蛍光色素を用いて形成したカラーフィルターを偏光板の外側、つまり視認者側へ配置すれば、フルカラーでの表示も可能である。
【００６４】
液晶表示装置等の画像表示装置に適用される光学フィルムには偏光板が用いられる。上記本発明の重合性液晶化合物から得られた光学フィルム（位相差フィルム、選択反射フィルム、これにλ／４板を積層した輝度向上フィルム等）は、偏光板等の他の光学フィルムを積層して用いられる。
【００６５】
偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものである。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（沃素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、５〜８０μｍ程度が一般的である。
【００６６】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００６７】
前記偏光子の片側または両側に設けられている保護フィルムには、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。前記保護フィルムの材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。その他、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどがあげられる。
【００６８】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。
【００６９】
保護フィルムの厚さは、一般には５００μｍ以下であり、１〜３００μｍが好ましい。特に５〜２００μｍとするのが好ましい。
【００７０】
また、保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルムの厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００７１】
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系接着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
【００７２】
前記保護フィルムとしては、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。
【００７３】
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００７４】
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００７５】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００７６】
前記偏光板は、位相差板を積層された楕円偏光板または円偏光板として用いることができる。前記楕円偏光板または円偏光板について説明する。これらは位相差板により直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／4 波長板が用いられる。１／2 波長板は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００７７】
楕円偏光板はスパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
【００７８】
位相差板には、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどを使用することができ、また使用目的に応じた適宜な位相差を有する２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。かかる位相差板には前記例示のものを使用できるほか、本発明の液晶配向フィルムを単独でまたは他のフィルムと組み合わせて用いることができる。
【００７９】
また前記位相差板は、視角補償フィルムとして偏光板に積層して広視野角偏光板として用いられる。視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。
【００８０】
このような視角補償位相差板としては、他に二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視角補償フィルムは、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的として適宜に組み合わせることができる。
【００８１】
また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００８２】
前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、楕円偏光板または円偏光板に、更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板があげられる。
【００８３】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【００８４】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００８５】
反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００８６】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００８７】
また、偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００８８】
上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することができるが、予め積層して楕円偏光板等の光学フィルムとしたのものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００８９】
輝度向上フィルムと上記反射層等の間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は上記反射層等に向かうが、設置された拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態となる。すなわち、拡散板は偏光を元の自然光状態にもどす。この非偏光状態、すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射し、再び拡散板を通過して輝度向上フィルムに再入射することを繰り返す。このように輝度向上フィルムと上記反射層等の間に、偏光を元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのむらを少なくし、均一で明るい画面を提供することができる。かかる拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能と相俟って均一の明るい表示画面を提供することができたものと考えられる。
【００９０】
本発明の光学フィルムには、粘着層を設けることもできる。粘着層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、光学層の積層に用いられる。前記光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００９１】
粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、前記例示のものと同様のものを例示できる。また、同様の方式にて設けることができる。
【００９２】
粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００９３】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鏡アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００９４】
なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学フィルム等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００９５】
本発明の光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００９６】
液晶セルの片側又は両側に偏光板、光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に、偏光板、光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００９７】
次に、有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００９８】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００９９】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【０１００】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【０１０１】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【０１０２】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1 ／4 波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／4 に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【０１０３】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が1 ／4 波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／4 のときには円偏光となる。
【０１０４】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【０１０５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【０１０６】
実施例１
重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の合成
前記Ｓｃｈｅｍｅ１に示す反応経路で重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の合成を行った。
〔４−（６−ヒドロキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ａ）の合成〕
スリーワンモーター装置、滴下ロート、ジムロート付きの１Ｌ３口フラスコ中で、ｐ−ヒドロキシ安息香酸（１３８．１２ｇ、１ｍｏｌ）、水酸化カリウム（１５０ｇ、２．６７ｍｏｌ）、及びヨウ化カリウム（１．７ｇ、０．０１ｍｏｌ）を、蒸留水（１５０ｍＬ）及びエタノール（１５０ｍＬ）の混合溶液に窒素雰囲気下で溶解させた。９０℃で溶液を激しく還流撹拌した状態で、６−クロロ−１−へキサノール（１５０ｇ、１．１０ｍｏｌ）を３０分かけてゆっくり滴下した。さらに１５時間還流し、その後減圧下でエタノールを留去した。得られた固体物に蒸留水（１Ｌ）を加えて溶解させた後、ジエチルエーテルで洗浄した。この溶液に塩酸（４ｍｏｌ／Ｌ）を加えてｐＨ４程度にした。生じた白色沈殿をブフナーロートでろ過した。この白色沈殿をエタノールで再結晶し、４−（６−ヒドロキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ａ）（１２７．８ｇ、収率５４％）を得た。
【０１０７】
〔４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ｂ）の合成〕
ディーンシュターク還流管付きの１口フラスコに４−（６−ヒドロキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ａ）（６０ｇ、２５０ｍｍｏｌ）、アクリル酸（１５０ｍＬ、２ｍｏｌ）、ヒドロキノン（１１ｇ、１００ｍｍｏｌ）、ベンゼン（８０ｍＬ）、及びトルエン（８０ｍＬ）を加え、室温で撹拌させた。そこにｐ−トルエンスルホン酸１水和物（１０ｇ、５２ｍｍｏｌ）を加えた。その後、５時間加熱還流を続けた。室温まで冷却後、反応液にジエチルエーテルを加え、有機相を水で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。アセトン／ヘキサンの混合溶媒（又は酢酸エチル／へキサンの混合溶媒）で再結晶し、４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ｂ）（３２．８ｇ、収率４４％）を得た。
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の合成〕
窒素置換した２口ナスフラスコに４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ｂ）（６．１ｇ、２１ｍｍｏｌ）、塩化チオニル（１０ｍＬ）、及び１滴のＤＭＦを加えた。４０℃で３時間撹拝した後、減圧下で過剰の塩化チオニルを除去し、酸塩化物を得た。その後、３−イソプロピル−４，４”−（ｐ−テルフェニル）ジオール（本州化学社製、３．０ｇ、９．９ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（５．４ｍＬ、３８ｍｍｏｌ）、及びＴＨＦ（４０ｍＬ）の混合溶液を０℃まで冷却後、前記調製した酸塩化物をカヌラによってゆっくり加えた。室温で３０分反応させた後、反応液に酢酸エチルを加え、飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、及び飽和食塩水でそれぞれ洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を留去して粗生成物を得た。粗生成物をイソプロパノールで再結晶し、重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）（６．２ｇ、７．３ｍｍｏｌ、収率７４％）を得た。
【０１０８】
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の物性値〕
1 Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ１．２〜１．９（ｍ、２２Ｈ）、３．２（ｓｅｐ、１Ｈ）、４．１（ｔ、４Ｈ）、４．２（ｔ、４Ｈ）、５．８（ｄｄ、２Ｈ）、６．１（ｄｄ、２Ｈ）、６．４（ｄｄ、２Ｈ）、６．９〜７．０（ｍ、４Ｈ）、７．１〜７．３（ｍ、５Ｈ）、７．５〜７．７（ｍ、６Ｈ）、８．１〜８．２（ｍ、４Ｈ）
〔物性評価〕
得られた重合性テルフェニル液晶化合物は、毎分１０℃の昇温状態において、６５℃で結晶状態からネマチック液晶相へ相転移し、２０５℃にて等方相液体状態に相転移した。
複屈折率差（Δｎ）は、アッベ屈折率計（アタゴ社製）を用い、重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）を非重合性液晶化合物（Ｍｅｒｃｋ社製、ＺＬＩ−１１３２）に１５％溶解した混合物について測定し、その測定結果からの外挿により算出したところ、０．２１と高い値を示した。また、１２０℃の耐熱試験後も、何ら変化は認められなかった。
【０１０９】
実施例２
重合性テルフェニル液晶化合物（Ｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｅｏ）の合成
【化９】
６−クロロ−１−へキサノールの代わりに２−（２−クロロエトキシ）エタノールを用いた以外は実施例１と同様の方法で重合性テルフェニル液晶化合物（Ｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｅｏ）（ネマチック液晶温度範囲７０〜２３０℃）を得た。
【０１１０】
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｅｏ）の物性値〕
1 Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ１．３（ｄ、６Ｈ）、３．２（ｓｅｐ、１Ｈ）、３．８（ｔ、４Ｈ）、３．９（ｔ、４Ｈ）、４．２（ｔ、４Ｈ）、４．４（ｔ、４Ｈ）、５．８（ｄｄ、２Ｈ）、６．２（ｄｄ、２Ｈ）、６．４（ｄｄ、２Ｈ）、７．０〜７．１（ｍ、４Ｈ）、７．１〜７．３（ｍ、５Ｈ）、７．５〜７．７（ｍ、６Ｈ）、８．１〜８．２（ｍ、４Ｈ）
実施例１と同様に複屈折率差（Δｎ）を測定したところ０．２０であった。また、１２０℃の耐熱試験後も、何ら変化は認められなかった。
【０１１１】
実施例３
重合性テルフェニル液晶化合物（Ｍｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｍｅｏ）の合成
【化１０】
アクリル酸の代わりにメタクリル酸を用いた以外は実施例２と同様の方法で重合性テルフェニル液晶化合物（Ｍｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｍｅｏ）（ネマチック液晶温度範囲６３〜１８１℃）を得た。
【０１１２】
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｍｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｍｅｏ）の物性値〕
1 Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ１．３（ｄ、６Ｈ）、２．０（ｓ、６Ｈ）、３．２（ｓｅｐ、１Ｈ）、３．８（ｔ、４Ｈ）、３．９（ｔ、４Ｈ）、４．２（ｔ、４Ｈ）、４．４（ｔ、４Ｈ）、５．６（ｓ、２Ｈ）、６．１（ｓ、２Ｈ）、７．０〜７．１（ｍ、４Ｈ）、７．２〜７．３（ｍ、５Ｈ）、７．５〜７．７（ｍ、６Ｈ）、８．１〜８．２（ｍ、４Ｈ）
実施例１と同様に複屈折率差（Δｎ）を測定したところ０．２０であった。また、１２０℃の耐熱試験後も、何ら変化は認められなかった。
【０１１３】
比較例１
重合性液晶化合物（Ｈｘ−ＭＨＱ−Ｈｘ）の合成
【化１１】
３−イソプロピル−４，４”−（ｐ−テルフェニル）ジオールの代わりにメチルヒドロキノンを用いた以外は実施例１と同様の方法で重合性液晶化合物（Ｈｘ−ＭＨＱ−Ｈｘ）（ネマチック液晶温度範囲８２〜１１６℃）を得た。実施例１と同様に複屈折率差（Δｎ）を測定したところ０．１１であった。また、１２０℃で耐熱試験を行ったところ、何ら変化は認められなかった。
【０１１４】
〔位相差フィルムの作製〕
実施例１〜３及び比較例１でそれぞれ作製した重合性液晶化合物１００重量部、重合開始剤（チバスペシャルティケミカルス社製、イルガキュアー９０７）２重量部、及びシクロペンタノン２５０重量部からなる混合溶液を、ポリビニルアルコール配向膜を有するガラス板の配向膜上にスピンコート塗布した。その後、溶媒を除去し、さらに８０℃で６０秒加熱処理して液晶配向させた。次に、高圧水銀ランプを用いて１５００ｍJ ／ｃｍ2 の紫外線を照射して硬化させ、重合性液晶化合物がネマチック配向状態で固定化された位相差フィルムを得た。該位相差フィルムは、作製した重合性液晶化合物の複屈折率差（Δｎ）に従った光学異方性を有していた。
【０１１５】
〔選択反射フィルムの作製〕
実施例１〜３及び比較例１でそれぞれ作製した重合性液晶化合物１００重量部、カイラル化合物（ＢＡＳＦ社製、ＬＣ７５６）６重量部、前記重合開始剤２重量部、及びシクロペンタノン２５０重量部からなる混合溶液を、ポリビニルアルコール配向膜を有するガラス板の配向膜上にスピンコート塗布した。その後、溶媒を除去し、さらに８０℃で６０秒加熱処理して液晶配向させた。次に、高圧水銀ランプを用いて１５００ｍJ ／ｃｍ2 の紫外線を照射して硬化させ、重合性液晶化合物がコレステリック配向状態で固定化された選択反射フィルムを得た。該選択反射フィルムは、λ＝５５０ｎｍの選択反射中心波長を示した。その選択反射波長帯域（Δλ）は、それぞれ実施例１（１００ｎｍ）、実施例２（９９ｎｍ）、実施例３（９８ｎｍ）、比較例１（５９ｎｍ）であった。
【０１１６】
〔コレステリック偏光子の作製〕
実施例１で作製した重合性液晶化合物１００重量部、前記重合開始剤２重量部、シクロペンタノン２５０重量部に対して、カイラル化合物（ＢＡＳＦ社製、ＬＣ７５６）を６．５、６．０、５．７、又は５．５重量部用いた混合溶液（４種）を、ポリビニルアルコール配向膜を有するガラス板の配向膜上にそれぞれスピンコート塗布した。その後、溶媒を除去し、さらに８０℃で６０秒加熱処理して液晶配向させた。次に、高圧水銀ランプを用いて１５００ｍJ ／ｃｍ2 の紫外線を照射して硬化させ、重合性液晶化合物がコレステリック配向状態で固定化された４種類の選択反射フィルムを得た。該選択反射フィルムの選択反射中心波長は、それぞれλ＝４３０、５５０、６７０、７４０ｎｍであった。これら４枚の選択反射フィルムを粘着剤で貼り合わせ、４２０〜７１０ｎｍの広帯域選択反射フィルムを得た。
前記広帯域選択反射フィルムと位相差フィルム（位相差１３５ｎｍ）とを粘着剤で貼り合わせてコレステリック偏光子を作製した。この偏光子を液晶ディスプレイ用バックライトの上に設置し、さらにその上に偏光軸を平行にした偏光板を設置して輝度計（ミノルタ社製、ＢＭ−７）で測定したところ、バックライト上に前記偏光板のみを設置したときに比べて約１．４倍の輝度であった。
【発明の属する技術分野】
本発明は新規の重合性テルフェニル液晶化合物、これを含有する液晶性組成物、コレステリック液晶組成物、光学フィルム、及び画像表示装置に関する。本発明の光学フィルムは、偏光を発する有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子という）、各種位相差フィルム（光学補償フィルム）、又はコレステリック偏光子等として液晶ディスプレイなどの画像表示装置に組み込んで使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイに使用される光学補償板等の光学フィルムには、液晶ディスプレイ素子の表示品位の向上と軽量化の両立に対する要求から、高分子フィルムに延伸処理を施した複屈折フィルムが用いられてきた。
【０００３】
前記延伸処理を施した高分子フィルムの他にも、液晶性高分子を用いる方法（特許文献１〜３）が報告されている。これら液晶性高分子を用いる方法は、配向処理された基板上にサーモトロピック液晶性を示す高分子化合物溶液を塗布した後、高分子液晶が液晶相を呈する温度で熱処理することにより所望の配向を得るもので、配向させた後は高分子化合物をガラス状態に保つことにより配向を固定化している。
【０００４】
さらに、低分子の２官能液晶性アクリレート化合物を用いた光学異方性材料の作製方法が報告されている（特許文献４）。この技術は、低分子の２官能液晶性アクリレート化合物又は組成物を配向させた後、光重合を行って配向状態を固定化するものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２８８２２号公報
【特許文献２】
特開平４−５５８１３号公報
【特許文献３】
特開平５−２７２３５号公報
【特許文献４】
特開平３−１４０２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
光学異方性材料を配向構造を制御した光学フィルムや液晶ディスプレイ等に用いるためには、良好な化学的及び熱的安定性、溶媒や低分子液晶への良好な溶解性、及び電場等に対する良好な安定性を有しなければならない。しかし、上述の技術では配向状態は維持できるものの、液晶相を呈する温度が高いために作業性が悪いという問題があった。また熱的安定性が悪く、溶媒や低分子液晶との溶解性が悪いという問題もあった。
【０００６】
一方、液晶ディスプレイに用いられている光学フィルムの一つである輝度向上フィルムは、コレステリック液晶の選択反射が用いられている。可視域全域の選択反射をさせるために、異なる選択反射波長域のコレステリック液晶を積層している。選択反射波長域△λは、屈折率異方性材料の複屈折率差△ｎとコレステリック液晶のピッチｐの積、つまり△λ＝△ｎ・ｐによって表される。そのため、従来のような△ｎが小さい液晶を用いた場合、一層での選択反射波長域が狭くなり、可視域全域を反射させるためには選択反射波長の異なる層を何層も重ねる必要がある。その結果、フィルム厚が大きくなり、また重ねる層が多くなることで工程数が増え、生産性の低下につながっていた。また、位相差フィルムの位相差は屈折率異方性材料の複屈折率差△ｎと厚さｄの積、つまり△ｎ・ｄによって表される。したがって、△ｎの小さい液晶を用いた場合、同等の位相差を実現するためには厚さｄを厚くする必要があった。
【０００７】
そのため、液晶ディスプレイの薄型化や生産性の向上を実現するためには、より薄い膜厚で光を十分に変調することができる材料が必要であり、より複屈折率差の大きい材料の開発が望まれていた。
【０００８】
本発明の目的は、低温度で液晶性を示し、熱安定性に優れ、かつ大きな複屈折率差を有する新規の重合性液晶化合物を提供することにある。また、それを用いた液晶性組成物、コレステリック液晶組成物、光学フィルム、及び画像表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため、種々の重合性液晶化合物について検討を重ねた結果、下記に示す特定の化学構造の重合性テルフェニル液晶化合物により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明は、下記一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物、に関する。
【００１１】
【化４】
【化５】
Ｙ１、Ｙ２は同一又は異なり、それぞれ下記化６中に示す有機基からなる群より選択される１種であり、
【化６】
Ｒ３〜Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の直鎖又は分岐のアルキル基、又は炭素数１〜６のアルコキシ基を表す。〕
上記一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物は、低温度で液晶性を示し、熱安定性に優れ、かつ大きな複屈折率差を有する。該重合性テルフェニル液晶化合物を用いて得られる光学フィルムは、液晶ディスプレイの薄型化及び生産性の向上を可能とし、またこの材料を有機ＥＬ素子材料として使用すると、ディスプレイの高輝度化、軽量化、及び低消費電力化が可能である。
【００１２】
前記重合性テルフェニル液晶化合物のＹ1 及びＹ2 はｐ−フェニレン基であることが好ましい。また、Ｒ1 及びＲ2 は（メタ）アクリロイルオキシ基であることが好ましい。また、Ｚ1 及びＺ2 は−ＣＯ−Ｏ−であることが好ましい。また、Ｘ1 及びＸ2 は−（ＣＨ2 ）m −｛Ｏ−（ＣＨ2 ）m ｝n −Ｏ−であることが好ましい。また、テルフェニル基がＲ3 〜Ｒ14に少なくとも１つの置換基を有しており、かつ非対称構造をしていることが好ましい。
【００１３】
一般式（１）中のハロゲンは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＩであり、特にＦであることが好ましい。
【００１４】
また本発明は、前記重合性テルフェニル液晶化合物を含有する液晶性組成物、及び前記重合性テルフェニル液晶化合物と液晶性化合物とを含有する液晶性組成物、に関する。
【００１５】
本発明の光学フィルムは、前記重合性テルフェニル液晶化合物又は前記液晶性組成物を塗工し、配向させることにより得られる液晶配向フィルムからなるものである。
【００１６】
また本発明のコレステリック液晶組成物は、前記重合性テルフェニル液晶化合物とカイラル化合物とを含有し、又は前記重合性テルフェニル液晶化合物、液晶性化合物、及びカイラル化合物を含有する。
【００１７】
本発明の光学フィルムは、前記コレステリック液晶組成物を塗工し、配向させることにより得られる液晶配向フィルムからなるものである。
【００１８】
また、本発明の光学フィルムは、前記光学フィルムと他の光学素子とを積層したものである。
【００１９】
さらに本発明は、前記光学フィルムを組み込んだ画像表示装置、に関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
上記一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物の合成法は特に制限されず、例えば、重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）は以下に示す方法により合成することができる。
【００２１】
即ち、下記化７に記載されているＳｃｈｅｍｅ１に示すように、まずｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−クロロ−１−ヘキサノ−ルとを塩基の存在下で反応させることにより化合物（Ａ）を合成する。その後、化合物（Ａ）とアクリル酸とを酸触媒の存在下で反応させることにより化合物（Ｂ）を合成する。さらに、化合物（Ｂ）と塩化チオニルとを反応させて酸塩化物とし、該酸塩化物と化合物（Ｃ）とを塩基の存在下で反応させることにより重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）を合成する。
【００２２】
【化７】
【００２３】
本発明の液晶性組成物は、一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物を１種又は２種以上含有する。
【００２４】
また、本発明の液晶性組成物は、一般式（１）で表される１種又は２種以上の重合性テルフェニル液晶化合物と液晶性化合物とを含有するものであってもよい。液晶性化合物としては、ネマチック液晶性、スメチック液晶性、又はコレステリック液晶性などを示す公知の液晶性化合物を特に制限なく使用できる。具体的には、重合性液晶化合物、低分子液晶化合物、及び高分子液晶化合物などが挙げられる。例えば、公知の重合性液晶化合物としては、ビーエーエスエフ社製のＬＣ２４２、及び大日本インキ社製のＵＣＬ−００１などが挙げられる。低分子液晶化合物としては、メルク社製のＥ７、及び５−シアノビフェニルなどが挙げられる。高分子液晶化合物としては、下記化８に示すようなシアノビフェニルをメソゲン基とするアクリレート系ポリマー（ネマチック液晶、Ｔi ＝１０５℃、重合度１５０）などが挙げられる。
【００２５】
【化８】
【００２６】
液晶性組成物中の一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物の含有量は特に制限されないが、５０重量％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８０重量％以上である。５０重量％未満の場合には、配向不良による白濁が発生したり、液晶性が発現しにくく光学異方性が現れにくい傾向にある。
【００２７】
また、液晶性組成物が液晶性化合物を含有する場合には、液晶性化合物の含有量は８０重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０重量％以下である。８０重量％を超える場合には、本発明の液晶化合物の特徴が現れにくくなる傾向にある。
【００２８】
また、重合性化合物を添加する場合には、光学異方性体の配向や光学素子の機械的強度及び液晶性を考慮して添加量を適宜調整することが必要である。
【００２９】
本発明のコレステリック液晶組成物は、一般式（１）で表される１種又は２種以上の重合性テルフェニル液晶化合物とカイラル化合物とを含有する。
【００３０】
また、本発明のコレステリック液晶組成物は、一般式（１）で表される１種又は２種以上の重合性テルフェニル液晶化合物、液晶性化合物、及びカイラル化合物を含有するものであってもよい。
【００３１】
該重合性テルフェニル液晶化合物は、ネマチック液晶性の化合物であるから、この化合物にカイラル化合物を混合させることにより、ねじれネマチック相又はコレステリック相を発現させることができる。
【００３２】
添加するカイラル化合物は光学活性基を有し、前記重合性テルフェニル液晶化合物と混合したときにその配向性を乱さないものであれば特に制限されない。カイラル化合物は、液晶性を有していてもよく液晶性を有しなくてもよいが、コレステリック液晶性を示し、そのグランジャン配向の螺旋軸に対して平行に入射する自然光のうち、ある波長の光の約半分を右（又は左）円偏光として反射し、残りの約半分を左（又は右）円偏光として透過する特性を示すものが好ましい。
【００３３】
また、カイラル化合物は反応性基を有するのもの有しないもののいずれも使用できるが、コレステリック液晶組成物を硬化して得られる硬化物（液晶配向フィルム）の耐熱性、耐溶剤性の点では反応性基を有するものが好ましい。反応性基としては、例えば、（メタ）アクリロイルオキシ基、アジド基、エポキシ基などが挙げられるが、（メタ）アクリロイルオキシ基が好ましい。また、耐熱性、耐溶剤性の点からすると反応性基は２つ以上有するものが好ましい。
【００３４】
カイラル化合物としては、例えば、コレステリル基を有するペラルゴン酸コレステロール及びステアリン酸コレステロール、２−メチルブチル基を有するＣＢ−１５、Ｃ−１５（以上、ＢＤＨ社製）、Ｓ１０８２（メルク社製）、ＣＭ−１９、ＣＭ−２０、及びＣＭ（以上、チッソ社製）、１−メチルヘプチル基を有するＳ−８１１（メルク社製）、ＣＭ−２１、及びＣＭ−２２（以上、チッソ社製）などが挙げられる。
【００３５】
カイラル化合物の添加量は、その添加量により選択反射波長を決定するコレステリックピッチが変化することから、前記添加量の制御で選択反射波長に基づく色を調節することができる。カイラル化合物の配合量が高いほどピッチが小さくなり、反射光が短波長側にシフトする。一方、カイラル化合物を多量に添加すると本発明の重合性テルフェニル液晶化合物の配向性を低下させるおそれがある。そのため、カイラル化合物の配合量は、重合性テルフェニル液晶化合物１００重量部に対し、３０重量部以下とするのが好ましい。さらには１０重量部以下とするのがより好ましい。また、コレステリック相を発現させるためにはカイラル化合物の添加量を１重量部以上とするのが好ましい。さらには４重量部以上とするのがより好ましい。
【００３６】
なお、視覚補償板の場合には、コレステリック構造に由来する選択反射光の波長を可視光領域から外すため、螺旋構造のピッチ（Ｐ）を０．２５〜０．５μｍになるようにカイラル化合物の添加量を調整することが好ましい。反射板の場合には、選択反射光の波長を可視光領域内にするため、螺旋構造のピッチを０．２５〜０．５μｍになるようにカイラル化合物の添加量を調整するのが好ましい。
【００３７】
本発明の液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物は、配向性をより良好にしたり、基板への塗布性を向上させるためにレベリング剤などの添加剤あるいは、重合開始剤、安定剤、可塑剤などの無機や有機、あるいは金属類などからなる種々の添加剤を必要に応じて配合することができる。
【００３８】
前記液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物は、配向膜上に塗工し、加熱配向させた後、重合性反応基を反応させて配向構造（ネマチック相又はコレステリック相）を固定することにより液晶配向フィルムからなる光学フィルムとすることができる。また、少なくとも一方に配向処理を施した２枚の基板間に、前記組成物を介在させ、配向させた状態で重合性反応基を反応させて配向構造を固定することにより光学フィルムを作製してもよい。
【００３９】
液晶性組成物等の配向膜上への塗工は、加熱溶融方式でもよく、または有機溶剤による溶液として塗工することもできる。通常、有機溶剤による溶液として塗工する。塗工はバーコーターやスピンコーター、ロールコーターなどの適宜な塗工機にて行なうことができる。前記有機溶媒は液晶性組成物等を溶解しうるものを特に制限なく使用できるが、生産性の点で高沸点の溶媒は好ましくない。有機溶剤としてはメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が好ましく用いられる。
【００４０】
配向膜としては、従来知られているものを採用できる。たとえば、基板上にポリイミドやポリビニルアルコール等からなる薄膜を形成して、それをレーヨン布等でラビング処理したラビング膜、斜方蒸着膜、シンナメートやアゾベンゼンなど光架橋基を有するポリマーあるいはポリイミドに偏光紫外線を照射した光配向膜、延伸フィルムなどが用いられる。その他、磁場、電場配向、ずり応力操作により配向させることもできる。なお、前記基板としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロース、ノルボルネン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリエーテルスルホンなどのプラスチックからなるフィルム、ガラス板、シリコンなどが用いられる。
【００４１】
加熱配向の温度は、一般的には、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物のＣｒ（結晶相）／Ｎ（ネマチック相）転移温度以上、Ｎ（ネマチック相）／Ｉ（等方相）転移温度以下で行なわれるが、Ｉ（等方相）転移温度以上で行った後冷却してもよい。高温になると、熱重合進行して配向を阻害する懸念があるためＣｒ／Ｎの相転移温度＋５０℃以下とするのが好ましい。加熱配向時間は、特に制限されないが、１０秒〜１０分程度の範囲が好ましい。
【００４２】
配向構造の固定は, 液晶性組成物等の重合性反応基を反応させて硬化させることにより行うが、硬化手法としては加熱及び／又は活性エネルギー線照射が挙げられる。
【００４３】
加熱硬化させる場合には、熱重合開始剤を用いることが好ましい。熱重合開始剤としては公知のものを特に制限なく用いることができ、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ブチル バレレート、ジクミルパーオキサイドなどの過酸化物類、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物類、テトラメチルチウラムジスルフィドなどが挙げられる。
【００４４】
熱重合開始剤の含有量は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物中に０．０１〜１０重量％が好ましく、さらに好ましくは１〜５重量％である。
【００４５】
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、α線、β線、γ線などの電離放射線、可視光線、赤外光線、マイクロ波、高周波などが用いられるが、特に紫外線が好ましい。
【００４６】
紫外線を発生する装置としては、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、水銀−キセノンランプ、及びショートアーク灯などが挙げられ、ラジカル性活性種を発生させる化合物の吸収波長を考慮して適宜選択する。
【００４７】
紫外線を照射する場合には, 光重合開始剤を添加することで硬化反応を迅速に進行させることができる。
【００４８】
光重合開始剤は特に限定されないが、例えば、ラジカル重合用光開始剤、カチオン重合用光開始剤などが挙げられる。
【００４９】
ラジカル重合用光開始剤の具体例としては、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェ二ルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジルー２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノンなどのアセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテルなどのベンゾイン系光重合開始剤、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどのアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４，４′−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４′−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、３，３′，４，４′−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系光重合開始剤、２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノンなどのアミノベンゾフェノン系光重合開始剤、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアンスラキノン、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノンなどが挙げられる。
【００５０】
ラジカル重合用光開始剤を添加する場合には、硬化性をより向上させるために光増感剤を併用することが好ましい。
【００５１】
光増感剤としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸（２−ジメチルアミノ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸（ｎ−ブトキシ）エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシルなどのアミン類が挙げられる。
【００５２】
光増感剤の配合量は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物中に０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％である。
【００５３】
カチオン重合用光開始剤の具体例としては、鉄アレーン錯体、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩などが挙げられる。
【００５４】
光重合開始剤の含有量は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物中に０．０１〜１０重量％が好ましく、さらに好ましくは１〜５重量％である。０．０１重量％未満では重合が十分に進まず、１０重量％を超える場合には液晶性組成物等の配向を乱す可能性がある。なお、液晶性組成物等によっては加熱配向後、Ｃｒ／Ｎの相転移温度以下になっても結晶が析出せず配向状態を維持するものがあるので、この場合は室温で活性エネルギー線を照射することができる。温度が下がると結晶化しやすい場合はＣｒ／Ｎの相転移温度以上の温度で活性エネルギー線を照射する。
【００５５】
活性エネルギー線は、液晶性組成物又はコレステリック液晶組成物を塗布した基板面側又はその反対面側のどちらからでも照射できるが、反対面側から照射する場合には、基板は透明である必要がある。
【００５６】
こうして基板上に形成された液晶配向フィルムは光学フィルムとして使用される。液晶配向フィルムは、基板との一体物としてそのまま光学フィルムの形成に用いることができ、基板から剥離して別の基板に転写して用いることもできる。液晶配向フィルムの厚さは通常０．１μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。さらに好ましくは、１０〜１２０μｍである。
【００５７】
光学フィルムの具体例としては、例えば、重合性テルフェニル液晶化合物にカイラル化合物を添加したコレステリック液晶組成物から得られる選択反射フィルムが挙げられる。選択反射フィルムは、可視光領域の一部に選択反射波長帯域を有し、当該選択反射波長帯域はカイラル化合物の使用量を適宜に調整することにより変更できる。なお、選択反射フィルムの選択反射波長帯域を、可視光領域全体に広げる方法としては、カイラル化合物の添加量を変えて作製した複数の選択反射フィルムを積層する方法と、得られた選択反射フィルム上に異なる選択反射波長帯域を有するコレステリック液晶組成物溶液を重ねて塗工する方法がある。
【００５８】
前記選択反射フィルムに位相差フィルムを積層するとコレステリック偏光子が得られる。位相差フィルムとしてはλ／４板が好適であり、例えば高分子フィルムを延伸処理した複屈折性フィルムや液晶性材料からなる光学的異方性層を有する液晶配向フィルムが使用される。λ／４板として使用される延伸フィルムの素材としては従来より知られているものを特に制限なく使用できるが、ポリカーボネート、ノルボルネン系樹脂、ポリビニルアルコール等が好適である。コレステリック偏光子の作製は、選択反射フィルムとλ／４板を粘着剤等により貼り合わせて積層する方法、λ／４板を基板として、λ／４板上にコレステリック液晶組成物を塗工、加熱配向、固定して選択反射フィルムを積層する方法により行うことができる。
【００５９】
また、得られた光学フィルム（液晶配向フィルム）は、上記選択反射フィルム以外に位相差フィルム（光学補償フィルム）、ねじれ位相差フィルム、傾斜位相差フィルムなどとして使用される。位相差フィルムは、配向膜上に液晶性組成物等を加熱配向、固定形成することで得ることができる。ねじれ位相差フィルムは、液晶性組成物に少量のカイラル化合物の添加により得られる。カイラル化合物の添加量によって、ねじれ角は自由に制御できる。傾斜配向位相差フィルムは、配向膜として、偏光紫外線の斜め照射で得られる光配向膜を用いることにより得られ、偏光紫外線の照射角度、照射量によって傾斜角度を制御することができる。いずれの位相差フィルムにおいても、本発明の重合性テルフェニル液晶化合物は、高い複屈折率差△ｎを有するため、大きな位相差が発現し、薄型化が可能となる。
【００６０】
また、この化合物は自発配向性（液晶性）を有し、かつメソゲンを発光部位として利用することができるため、液晶状態ではメソゲンの遷移モーメントが一方向に揃い、その結果、得られるメソゲンからの発光は偏光として得られ、偏光発光フィルムとしても利用できる。この重合性テルフェニル液晶化合物を発光させるための方法としては光によって励起しても良いし、電気によって励起させても良い。
【００６１】
光によって励起するフォトルミネッセンス（以下、ＰＬと略す）を利用した場合、励起光源として紫外線の光源が必要となるが、基本的な素子の構成はそのままで、かつバックライトに近い側の偏光板を省略することが可能となり、液晶ディスプレイの薄型化に有効である。
【００６２】
また、電気によって励起するエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略す）を利用した場合は、液晶ディスプレイ端面に配置されている冷陰極管などの光源や、その光源から発せられる光の進路を視認者側へ変更するための導光板を省略することができ、ＰＬを利用した場合よりも一層の薄型化に有効である。ＥＬ素子とする場合、本発明の重合性テルフェニル液晶化合物は発光層として使用され、電子移動層、正孔輸送層、正孔注入層には公知の材料が使用できる。
【００６３】
さらに、本発明の重合性テルフェニル液晶化合物は配向状態を架橋によって固定することができるため、外部からの熱又はＥＬにした場合の素子内部で発生する熱などにより配向が崩れることがなく、熱的に安定な配向状態を維持することが可能である。また、この重合性テルフェニル液晶化合物からの発光は青色の単色光であるが、青色励起可能な緑色、赤色の蛍光色素を用いて形成したカラーフィルターを偏光板の外側、つまり視認者側へ配置すれば、フルカラーでの表示も可能である。
【００６４】
液晶表示装置等の画像表示装置に適用される光学フィルムには偏光板が用いられる。上記本発明の重合性液晶化合物から得られた光学フィルム（位相差フィルム、選択反射フィルム、これにλ／４板を積層した輝度向上フィルム等）は、偏光板等の他の光学フィルムを積層して用いられる。
【００６５】
偏光板は、通常、偏光子の片側または両側に保護フィルムを有するものである。偏光子は、特に制限されず、各種のものを使用できる。偏光子としては、たとえば、ポリビニルアルコール系フィルム、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したもの、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン系配向フィルム等があげられる。これらのなかでもポリビニルアルコール系フィルムを延伸して二色性材料（沃素、染料）を吸着・配向したものが好適に用いられる。偏光子の厚さも特に制限されないが、５〜８０μｍ程度が一般的である。
【００６６】
ポリビニルアルコール系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸した偏光子は、たとえば、ポリビニルアルコールをヨウ素の水溶液に浸漬することによって染色し、元長の３〜７倍に延伸することで作製することができる。必要に応じてホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液に浸漬することもできる。さらに必要に応じて染色の前にポリビニルアルコール系フィルムを水に浸漬して水洗してもよい。ポリビニルアルコール系フィルムを水洗することでポリビニルアルコール系フィルム表面の汚れやブロッキング防止剤を洗浄することができるほかに、ポリビニルアルコール系フィルムを膨潤させることで染色のムラなどの不均一を防止する効果もある。延伸はヨウ素で染色した後に行っても良いし、染色しながら延伸してもよし、また延伸してからヨウ素で染色してもよい。ホウ酸やヨウ化カリウムなどの水溶液中や水浴中でも延伸することができる。
【００６７】
前記偏光子の片側または両側に設けられている保護フィルムには、透明性、機械的強度、熱安定性、水分遮蔽性、等方性などに優れるものが好ましい。前記保護フィルムの材料としては、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロースやトリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレンやアクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）等のスチレン系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマーなどがあげられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロ系ないしはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体の如きポリオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロンや芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマー、あるいは前記ポリマーのブレンド物などが保護フィルムを形成するポリマーの例としてあげられる。その他、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型ないし紫外線硬化型樹脂などをフィルム化したものなどがあげられる。
【００６８】
また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルム、たとえば、（Ａ）側鎖に置換および／または非置換イミド基を有する熱可塑性樹脂と、（Ｂ）側鎖に置換および／非置換フェニルならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物があげられる。具体例としてはイソブチレンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体とアクリロニトリル・スチレン共重合体とを含有する樹脂組成物のフィルムがあげられる。フィルムは樹脂組成物の混合押出品などからなるフィルムを用いることができる。
【００６９】
保護フィルムの厚さは、一般には５００μｍ以下であり、１〜３００μｍが好ましい。特に５〜２００μｍとするのが好ましい。
【００７０】
また、保護フィルムは、できるだけ色付きがないことが好ましい。したがって、Ｒｔｈ＝［（ｎｘ＋ｎｙ）／２−ｎｚ］・ｄ（ただし、ｎｘ、ｎｙはフィルム平面内の主屈折率、ｎｚはフィルム厚方向の屈折率、ｄはフィルムの厚みである）で表されるフィルム厚み方向の位相差値が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍである保護フィルムが好ましく用いられる。かかる厚み方向の位相差値（Ｒｔｈ）が−９０ｎｍ〜＋７５ｎｍのものを使用することにより、保護フィルムに起因する偏光板の着色（光学的な着色）をほぼ解消することができる。厚み方向位相差値（Ｒｔｈ）は、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋６０ｎｍ、特に−７０ｎｍ〜＋４５ｎｍが好ましい。
【００７１】
保護フィルムとしては、偏光特性や耐久性などの点より、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマーが好ましい。特にトリアセチルセルロースフィルムが好適である。なお、偏光子の両側に保護フィルムを設ける場合、その表裏で同じポリマー材料からなる保護フィルムを用いてもよく、異なるポリマー材料等からなる保護フィルムを用いてもよい。前記偏光子と保護フィルムとは通常、水系接着剤等を介して密着している。水系接着剤としては、ポリビニルアルコール系接着剤、ゼラチン系接着剤、ビニル系ラテックス系、水系ポリウレタン、水系ポリエステル等を例示できる。
【００７２】
前記保護フィルムとしては、ハードコート層や反射防止処理、スティッキング防止や、拡散ないしアンチグレアを目的とした処理を施したものを用いることができる。
【００７３】
ハードコート処理は偏光板表面の傷付き防止などを目的に施されるものであり、例えばアクリル系、シリコーン系などの適宜な紫外線硬化型樹脂による硬度や滑り特性等に優れる硬化皮膜を保護フィルムの表面に付加する方式などにて形成することができる。反射防止処理は偏光板表面での外光の反射防止を目的に施されるものであり、従来に準じた反射防止膜などの形成により達成することができる。また、スティッキング防止処理は隣接層との密着防止を目的に施される。
【００７４】
またアンチグレア処理は偏光板の表面で外光が反射して偏光板透過光の視認を阻害することの防止等を目的に施されるものであり、例えばサンドブラスト方式やエンボス加工方式による粗面化方式や透明微粒子の配合方式などの適宜な方式にて保護フィルムの表面に微細凹凸構造を付与することにより形成することができる。前記表面微細凹凸構造の形成に含有させる微粒子としては、例えば平均粒径が０．５〜５０μｍのシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化錫、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化アンチモン等からなる導電性のこともある無機系微粒子、架橋又は未架橋のポリマー等からなる有機系微粒子などの透明微粒子が用いられる。表面微細凹凸構造を形成する場合、微粒子の使用量は、表面微細凹凸構造を形成する透明樹脂１００重量部に対して一般的に２〜５０重量部程度であり、５〜２５重量部が好ましい。アンチグレア層は、偏光板透過光を拡散して視角などを拡大するための拡散層（視角拡大機能など）を兼ねるものであってもよい。
【００７５】
なお、前記反射防止層、スティッキング防止層、拡散層やアンチグレア層等は、保護フィルムそのものに設けることができるほか、別途光学層として透明保護層とは別体のものとして設けることもできる。
【００７６】
前記偏光板は、位相差板を積層された楕円偏光板または円偏光板として用いることができる。前記楕円偏光板または円偏光板について説明する。これらは位相差板により直線偏光を楕円偏光または円偏光に変えたり、楕円偏光または円偏光を直線偏光に変えたり、あるいは直線偏光の偏光方向を変える。特に、直線偏光を円偏光に変えたり、円偏光を直線偏光に変える位相差板としては、いわゆる１／4 波長板が用いられる。１／2 波長板は、通常、直線偏光の偏光方向を変える場合に用いられる。
【００７７】
楕円偏光板はスパーツイストネマチック（ＳＴＮ）型液晶表示装置の液晶層の複屈折により生じた着色（青又は黄）を補償（防止）して、前記着色のない白黒表示する場合などに有効に用いられる。更に、三次元の屈折率を制御したものは、液晶表示装置の画面を斜め方向から見た際に生じる着色も補償（防止）することができて好ましい。円偏光板は、例えば画像がカラー表示になる反射型液晶表示装置の画像の色調を整える場合などに有効に用いられ、また、反射防止の機能も有する。
【００７８】
位相差板には、例えば各種波長板や液晶層の複屈折による着色や視角等の補償を目的としたものなどを使用することができ、また使用目的に応じた適宜な位相差を有する２種以上の位相差板を積層して位相差等の光学特性を制御することができる。かかる位相差板には前記例示のものを使用できるほか、本発明の液晶配向フィルムを単独でまたは他のフィルムと組み合わせて用いることができる。
【００７９】
また前記位相差板は、視角補償フィルムとして偏光板に積層して広視野角偏光板として用いられる。視角補償フィルムは、液晶表示装置の画面を、画面に垂直でなくやや斜めの方向から見た場合でも、画像が比較的鮮明にみえるように視野角を広げるためのフィルムである。
【００８０】
このような視角補償位相差板としては、他に二軸延伸処理や直交する二方向に延伸処理等された複屈折を有するフィルム、傾斜配向フィルムのような二方向延伸フィルムなどが用いられる。傾斜配向フィルムとしては、例えばポリマーフィルムに熱収縮フィルムを接着して加熱によるその収縮力の作用下にポリマーフィルムを延伸処理又は／及び収縮処理したものや、液晶ポリマーを斜め配向させたものなどが挙げられる。視角補償フィルムは、液晶セルによる位相差に基づく視認角の変化による着色等の防止や良視認の視野角の拡大などを目的として適宜に組み合わせることができる。
【００８１】
また良視認の広い視野角を達成する点などより、液晶ポリマーの配向層、特にディスコティック液晶ポリマーの傾斜配向層からなる光学的異方性層をトリアセチルセルロースフィルムにて支持した光学補償位相差板が好ましく用いうる。
【００８２】
前記のほか実用に際して積層される光学層については特に限定はないが、例えば反射板や半透過板などの液晶表示装置等の形成に用いられることのある光学層を１層または２層以上用いることができる。特に、楕円偏光板または円偏光板に、更に反射板または半透過反射板が積層されてなる反射型偏光板または半透過型偏光板があげられる。
【００８３】
反射型偏光板は、偏光板に反射層を設けたもので、視認側（表示側）からの入射光を反射させて表示するタイプの液晶表示装置などを形成するためのものであり、バックライト等の光源の内蔵を省略できて液晶表示装置の薄型化を図りやすいなどの利点を有する。反射型偏光板の形成は、必要に応じ透明保護層等を介して偏光板の片面に金属等からなる反射層を付設する方式などの適宜な方式にて行うことができる。
【００８４】
反射型偏光板の具体例としては、必要に応じマット処理した保護フィルムの片面に、アルミニウム等の反射性金属からなる箔や蒸着膜を付設して反射層を形成したものなどがあげられる。また前記保護フィルムに微粒子を含有させて表面微細凹凸構造とし、その上に微細凹凸構造の反射層を有するものなどもあげられる。前記した微細凹凸構造の反射層は、入射光を乱反射により拡散させて指向性やギラギラした見栄えを防止し、明暗のムラを抑制しうる利点などを有する。また微粒子含有の保護フィルムは、入射光及びその反射光がそれを透過する際に拡散されて明暗ムラをより抑制しうる利点なども有している。保護フィルムの表面微細凹凸構造を反映させた微細凹凸構造の反射層の形成は、例えば真空蒸着方式、イオンプレーティング方式、スパッタリング方式等の蒸着方式やメッキ方式などの適宜な方式で金属を透明保護層の表面に直接付設する方法などにより行うことができる。
【００８５】
反射板は前記の偏光板の保護フィルムに直接付与する方式に代えて、その透明フィルムに準じた適宜なフィルムに反射層を設けてなる反射シートなどとして用いることもできる。なお反射層は、通常、金属からなるので、その反射面が保護フィルムや偏光板等で被覆された状態の使用形態が、酸化による反射率の低下防止、ひいては初期反射率の長期持続の点や、保護層の別途付設の回避の点などより好ましい。
【００８６】
なお、半透過型偏光板は、上記において反射層で光を反射し、かつ透過するハーフミラー等の半透過型の反射層とすることにより得ることができる。半透過型偏光板は、通常液晶セルの裏側に設けられ、液晶表示装置などを比較的明るい雰囲気で使用する場合には、視認側（表示側）からの入射光を反射させて画像を表示し、比較的暗い雰囲気においては、半透過型偏光板のバックサイドに内蔵されているバックライト等の内蔵光源を使用して画像を表示するタイプの液晶表示装置などを形成できる。すなわち、半透過型偏光板は、明るい雰囲気下では、バックライト等の光源使用のエネルギーを節約でき、比較的暗い雰囲気下においても内蔵光源を用いて使用できるタイプの液晶表示装置などの形成に有用である。
【００８７】
また、偏光板は、上記の偏光分離型偏光板の如く、偏光板と２層又は３層以上の光学層とを積層したものからなっていてもよい。従って、上記の反射型偏光板や半透過型偏光板と位相差板を組み合わせた反射型楕円偏光板や半透過型楕円偏光板などであってもよい。
【００８８】
上記の楕円偏光板や反射型楕円偏光板は、偏光板又は反射型偏光板と位相差板を適宜な組合せで積層したものである。かかる楕円偏光板等は、（反射型）偏光板と位相差板の組合せとなるようにそれらを液晶表示装置の製造過程で順次別個に積層することよって形成することができるが、予め積層して楕円偏光板等の光学フィルムとしたのものは、品質の安定性や積層作業性等に優れて液晶表示装置などの製造効率を向上させうる利点がある。
【００８９】
輝度向上フィルムと上記反射層等の間に拡散板を設けることもできる。輝度向上フィルムによって反射した偏光状態の光は上記反射層等に向かうが、設置された拡散板は通過する光を均一に拡散すると同時に偏光状態を解消し、非偏光状態となる。すなわち、拡散板は偏光を元の自然光状態にもどす。この非偏光状態、すなわち自然光状態の光が反射層等に向かい、反射層等を介して反射し、再び拡散板を通過して輝度向上フィルムに再入射することを繰り返す。このように輝度向上フィルムと上記反射層等の間に、偏光を元の自然光状態にもどす拡散板を設けることにより表示画面の明るさを維持しつつ、同時に表示画面の明るさのむらを少なくし、均一で明るい画面を提供することができる。かかる拡散板を設けることにより、初回の入射光は反射の繰り返し回数が程よく増加し、拡散板の拡散機能と相俟って均一の明るい表示画面を提供することができたものと考えられる。
【００９０】
本発明の光学フィルムには、粘着層を設けることもできる。粘着層は、液晶セルへの貼着に用いることができる他、光学層の積層に用いられる。前記光学フィルムの接着に際し、それらの光学軸は目的とする位相差特性などに応じて適宜な配置角度とすることができる。
【００９１】
粘着層を形成する粘着剤は特に制限されないが、前記例示のものと同様のものを例示できる。また、同様の方式にて設けることができる。
【００９２】
粘着層は、異なる組成又は種類等のものの重畳層として偏光板や光学フィルムの片面又は両面に設けることもできる。また両面に設ける場合に、偏光板や光学フィルムの表裏において異なる組成や種類や厚さ等の粘着層とすることもできる。粘着層の厚さは、使用目的や接着力などに応じて適宜に決定でき、一般には１〜５００μｍであり、５〜２００μｍが好ましく、特に１０〜１００μｍが好ましい。
【００９３】
粘着層の露出面に対しては、実用に供するまでの間、その汚染防止等を目的にセパレータが仮着されてカバーされる。これにより、通例の取扱状態で粘着層に接触することを防止できる。セパレータとしては、上記厚さ条件を除き、例えばプラスチックフィルム、ゴムシート、紙、布、不織布、ネット、発泡シートや金属箔、それらのラミネート体等の適宜な薄葉体を、必要に応じシリコーン系や長鏡アルキル系、フッ素系や硫化モリブデン等の適宜な剥離剤でコート処理したものなどの、従来に準じた適宜なものを用いうる。
【００９４】
なお本発明において、上記した偏光板を形成する偏光子や透明保護フィルムや光学フィルム等、また粘着層などの各層には、例えばサリチル酸エステル系化合物やべンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００９５】
本発明の光学フィルムは液晶表示装置等の各種装置の形成などに好ましく用いることができる。液晶表示装置の形成は、従来に準じて行いうる。すなわち液晶表示装置は一般に、液晶セルと光学フィルム、及び必要に応じての照明システム等の構成部品を適宜に組立てて駆動回路を組込むことなどにより形成されるが、本発明においては本発明による光学フィルムを用いる点を除いて特に限定はなく、従来に準じうる。液晶セルについても、例えばＴＮ型やＳＴＮ型、π型などの任意なタイプのものを用いうる。
【００９６】
液晶セルの片側又は両側に偏光板、光学フィルムを配置した液晶表示装置や、照明システムにバックライトあるいは反射板を用いたものなどの適宜な液晶表示装置を形成することができる。その場合、本発明による光学フィルムは液晶セルの片側又は両側に設置することができる。両側に、偏光板、光学フィルムを設ける場合、それらは同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。さらに、液晶表示装置の形成に際しては、例えば拡散板、アンチグレア層、反射防止膜、保護板、プリズムアレイ、レンズアレイシート、光拡散板、バックライトなどの適宜な部品を適宜な位置に１層又は２層以上配置することができる。
【００９７】
次に、有機エレクトロルミネセンス装置（有機ＥＬ表示装置）について説明する。一般に、有機ＥＬ表示装置は、透明基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とを順に積層して発光体（有機エレクトロルミネセンス発光体）を形成している。ここで、有機発光層は、種々の有機薄膜の積層体であり、例えばトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層と、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層との積層体や、あるいはこのような発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層の積層体や、またあるいはこれらの正孔注入層、発光層、および電子注入層の積層体等、種々の組み合わせをもった構成が知られている。
【００９８】
有機ＥＬ表示装置は、透明電極と金属電極とに電圧を印加することによって、有機発光層に正孔と電子とが注入され、これら正孔と電子との再結合によって生じるエネルギーが蛍光物資を励起し、励起された蛍光物質が基底状態に戻るときに光を放射する、という原理で発光する。途中の再結合というメカニズムは、一般のダイオードと同様であり、このことからも予想できるように、電流と発光強度は印加電圧に対して整流性を伴う強い非線形性を示す。
【００９９】
有機ＥＬ表示装置においては、有機発光層での発光を取り出すために、少なくとも一方の電極が透明でなくてはならず、通常酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電体で形成した透明電極を陽極として用いている。一方、電子注入を容易にして発光効率を上げるには、陰極に仕事関数の小さな物質を用いることが重要で、通常Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉなどの金属電極を用いている。
【０１００】
このような構成の有機ＥＬ表示装置において、有機発光層は、厚さ１０ｎｍ程度ときわめて薄い膜で形成されている。このため、有機発光層も透明電極と同様、光をほぼ完全に透過する。その結果、非発光時に透明基板の表面から入射し、透明電極と有機発光層とを透過して金属電極で反射した光が、再び透明基板の表面側へと出るため、外部から視認したとき、有機ＥＬ表示装置の表示面が鏡面のように見える。
【０１０１】
電圧の印加によって発光する有機発光層の表面側に透明電極を備えるとともに、有機発光層の裏面側に金属電極を備えてなる有機エレクトロルミネセンス発光体を含む有機ＥＬ表示装置において、透明電極の表面側に偏光板を設けるとともに、これら透明電極と偏光板との間に位相差板を設けることができる。
【０１０２】
位相差板および偏光板は、外部から入射して金属電極で反射してきた光を偏光する作用を有するため、その偏光作用によって金属電極の鏡面を外部から視認させないという効果がある。特に、位相差板を1 ／4 波長板で構成し、かつ偏光板と位相差板との偏光方向のなす角をπ／4 に調整すれば、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【０１０３】
すなわち、この有機ＥＬ表示装置に入射する外部光は、偏光板により直線偏光成分のみが透過する。この直線偏光は位相差板により一般に楕円偏光となるが、とくに位相差板が1 ／4 波長板でしかも偏光板と位相差板との偏光方向のなす角がπ／4 のときには円偏光となる。
【０１０４】
この円偏光は、透明基板、透明電極、有機薄膜を透過し、金属電極で反射して、再び有機薄膜、透明電極、透明基板を透過して、位相差板に再び直線偏光となる。そして、この直線偏光は、偏光板の偏光方向と直交しているので、偏光板を透過できない。その結果、金属電極の鏡面を完全に遮蔽することができる。
【０１０５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【０１０６】
実施例１
重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の合成
前記Ｓｃｈｅｍｅ１に示す反応経路で重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の合成を行った。
〔４−（６−ヒドロキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ａ）の合成〕
スリーワンモーター装置、滴下ロート、ジムロート付きの１Ｌ３口フラスコ中で、ｐ−ヒドロキシ安息香酸（１３８．１２ｇ、１ｍｏｌ）、水酸化カリウム（１５０ｇ、２．６７ｍｏｌ）、及びヨウ化カリウム（１．７ｇ、０．０１ｍｏｌ）を、蒸留水（１５０ｍＬ）及びエタノール（１５０ｍＬ）の混合溶液に窒素雰囲気下で溶解させた。９０℃で溶液を激しく還流撹拌した状態で、６−クロロ−１−へキサノール（１５０ｇ、１．１０ｍｏｌ）を３０分かけてゆっくり滴下した。さらに１５時間還流し、その後減圧下でエタノールを留去した。得られた固体物に蒸留水（１Ｌ）を加えて溶解させた後、ジエチルエーテルで洗浄した。この溶液に塩酸（４ｍｏｌ／Ｌ）を加えてｐＨ４程度にした。生じた白色沈殿をブフナーロートでろ過した。この白色沈殿をエタノールで再結晶し、４−（６−ヒドロキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ａ）（１２７．８ｇ、収率５４％）を得た。
【０１０７】
〔４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ｂ）の合成〕
ディーンシュターク還流管付きの１口フラスコに４−（６−ヒドロキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ａ）（６０ｇ、２５０ｍｍｏｌ）、アクリル酸（１５０ｍＬ、２ｍｏｌ）、ヒドロキノン（１１ｇ、１００ｍｍｏｌ）、ベンゼン（８０ｍＬ）、及びトルエン（８０ｍＬ）を加え、室温で撹拌させた。そこにｐ−トルエンスルホン酸１水和物（１０ｇ、５２ｍｍｏｌ）を加えた。その後、５時間加熱還流を続けた。室温まで冷却後、反応液にジエチルエーテルを加え、有機相を水で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。アセトン／ヘキサンの混合溶媒（又は酢酸エチル／へキサンの混合溶媒）で再結晶し、４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ｂ）（３２．８ｇ、収率４４％）を得た。
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の合成〕
窒素置換した２口ナスフラスコに４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）安息香酸（Ｂ）（６．１ｇ、２１ｍｍｏｌ）、塩化チオニル（１０ｍＬ）、及び１滴のＤＭＦを加えた。４０℃で３時間撹拝した後、減圧下で過剰の塩化チオニルを除去し、酸塩化物を得た。その後、３−イソプロピル−４，４”−（ｐ−テルフェニル）ジオール（本州化学社製、３．０ｇ、９．９ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（５．４ｍＬ、３８ｍｍｏｌ）、及びＴＨＦ（４０ｍＬ）の混合溶液を０℃まで冷却後、前記調製した酸塩化物をカヌラによってゆっくり加えた。室温で３０分反応させた後、反応液に酢酸エチルを加え、飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、及び飽和食塩水でそれぞれ洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で溶媒を留去して粗生成物を得た。粗生成物をイソプロパノールで再結晶し、重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）（６．２ｇ、７．３ｍｍｏｌ、収率７４％）を得た。
【０１０８】
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）の物性値〕
1 Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ１．２〜１．９（ｍ、２２Ｈ）、３．２（ｓｅｐ、１Ｈ）、４．１（ｔ、４Ｈ）、４．２（ｔ、４Ｈ）、５．８（ｄｄ、２Ｈ）、６．１（ｄｄ、２Ｈ）、６．４（ｄｄ、２Ｈ）、６．９〜７．０（ｍ、４Ｈ）、７．１〜７．３（ｍ、５Ｈ）、７．５〜７．７（ｍ、６Ｈ）、８．１〜８．２（ｍ、４Ｈ）
〔物性評価〕
得られた重合性テルフェニル液晶化合物は、毎分１０℃の昇温状態において、６５℃で結晶状態からネマチック液晶相へ相転移し、２０５℃にて等方相液体状態に相転移した。
複屈折率差（Δｎ）は、アッベ屈折率計（アタゴ社製）を用い、重合性テルフェニル液晶化合物（Ｈｘ−ＴＰＩＰ−Ｈｘ）を非重合性液晶化合物（Ｍｅｒｃｋ社製、ＺＬＩ−１１３２）に１５％溶解した混合物について測定し、その測定結果からの外挿により算出したところ、０．２１と高い値を示した。また、１２０℃の耐熱試験後も、何ら変化は認められなかった。
【０１０９】
実施例２
重合性テルフェニル液晶化合物（Ｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｅｏ）の合成
【化９】
【０１１０】
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｅｏ）の物性値〕
1 Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ１．３（ｄ、６Ｈ）、３．２（ｓｅｐ、１Ｈ）、３．８（ｔ、４Ｈ）、３．９（ｔ、４Ｈ）、４．２（ｔ、４Ｈ）、４．４（ｔ、４Ｈ）、５．８（ｄｄ、２Ｈ）、６．２（ｄｄ、２Ｈ）、６．４（ｄｄ、２Ｈ）、７．０〜７．１（ｍ、４Ｈ）、７．１〜７．３（ｍ、５Ｈ）、７．５〜７．７（ｍ、６Ｈ）、８．１〜８．２（ｍ、４Ｈ）
実施例１と同様に複屈折率差（Δｎ）を測定したところ０．２０であった。また、１２０℃の耐熱試験後も、何ら変化は認められなかった。
【０１１１】
実施例３
重合性テルフェニル液晶化合物（Ｍｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｍｅｏ）の合成
【化１０】
【０１１２】
〔重合性テルフェニル液晶化合物（Ｍｅｏ−ＴＰＩＰ−Ｍｅｏ）の物性値〕
1 Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ１．３（ｄ、６Ｈ）、２．０（ｓ、６Ｈ）、３．２（ｓｅｐ、１Ｈ）、３．８（ｔ、４Ｈ）、３．９（ｔ、４Ｈ）、４．２（ｔ、４Ｈ）、４．４（ｔ、４Ｈ）、５．６（ｓ、２Ｈ）、６．１（ｓ、２Ｈ）、７．０〜７．１（ｍ、４Ｈ）、７．２〜７．３（ｍ、５Ｈ）、７．５〜７．７（ｍ、６Ｈ）、８．１〜８．２（ｍ、４Ｈ）
実施例１と同様に複屈折率差（Δｎ）を測定したところ０．２０であった。また、１２０℃の耐熱試験後も、何ら変化は認められなかった。
【０１１３】
比較例１
重合性液晶化合物（Ｈｘ−ＭＨＱ−Ｈｘ）の合成
【化１１】
【０１１４】
〔位相差フィルムの作製〕
実施例１〜３及び比較例１でそれぞれ作製した重合性液晶化合物１００重量部、重合開始剤（チバスペシャルティケミカルス社製、イルガキュアー９０７）２重量部、及びシクロペンタノン２５０重量部からなる混合溶液を、ポリビニルアルコール配向膜を有するガラス板の配向膜上にスピンコート塗布した。その後、溶媒を除去し、さらに８０℃で６０秒加熱処理して液晶配向させた。次に、高圧水銀ランプを用いて１５００ｍJ ／ｃｍ2 の紫外線を照射して硬化させ、重合性液晶化合物がネマチック配向状態で固定化された位相差フィルムを得た。該位相差フィルムは、作製した重合性液晶化合物の複屈折率差（Δｎ）に従った光学異方性を有していた。
【０１１５】
〔選択反射フィルムの作製〕
実施例１〜３及び比較例１でそれぞれ作製した重合性液晶化合物１００重量部、カイラル化合物（ＢＡＳＦ社製、ＬＣ７５６）６重量部、前記重合開始剤２重量部、及びシクロペンタノン２５０重量部からなる混合溶液を、ポリビニルアルコール配向膜を有するガラス板の配向膜上にスピンコート塗布した。その後、溶媒を除去し、さらに８０℃で６０秒加熱処理して液晶配向させた。次に、高圧水銀ランプを用いて１５００ｍJ ／ｃｍ2 の紫外線を照射して硬化させ、重合性液晶化合物がコレステリック配向状態で固定化された選択反射フィルムを得た。該選択反射フィルムは、λ＝５５０ｎｍの選択反射中心波長を示した。その選択反射波長帯域（Δλ）は、それぞれ実施例１（１００ｎｍ）、実施例２（９９ｎｍ）、実施例３（９８ｎｍ）、比較例１（５９ｎｍ）であった。
【０１１６】
〔コレステリック偏光子の作製〕
実施例１で作製した重合性液晶化合物１００重量部、前記重合開始剤２重量部、シクロペンタノン２５０重量部に対して、カイラル化合物（ＢＡＳＦ社製、ＬＣ７５６）を６．５、６．０、５．７、又は５．５重量部用いた混合溶液（４種）を、ポリビニルアルコール配向膜を有するガラス板の配向膜上にそれぞれスピンコート塗布した。その後、溶媒を除去し、さらに８０℃で６０秒加熱処理して液晶配向させた。次に、高圧水銀ランプを用いて１５００ｍJ ／ｃｍ2 の紫外線を照射して硬化させ、重合性液晶化合物がコレステリック配向状態で固定化された４種類の選択反射フィルムを得た。該選択反射フィルムの選択反射中心波長は、それぞれλ＝４３０、５５０、６７０、７４０ｎｍであった。これら４枚の選択反射フィルムを粘着剤で貼り合わせ、４２０〜７１０ｎｍの広帯域選択反射フィルムを得た。
前記広帯域選択反射フィルムと位相差フィルム（位相差１３５ｎｍ）とを粘着剤で貼り合わせてコレステリック偏光子を作製した。この偏光子を液晶ディスプレイ用バックライトの上に設置し、さらにその上に偏光軸を平行にした偏光板を設置して輝度計（ミノルタ社製、ＢＭ−７）で測定したところ、バックライト上に前記偏光板のみを設置したときに比べて約１．４倍の輝度であった。
Claims (14)
- 下記一般式（１）で表される重合性テルフェニル液晶化合物。
Ｙ１、Ｙ２は同一又は異なり、それぞれ下記化３中に示す有機基からなる群より選択される１種であり、
Ｒ３〜Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の直鎖又は分岐のアルキル基、又は炭素数１〜６のアルコキシ基を表す。〕 - Ｙ1 及びＹ2 がｐ−フェニレン基である請求項１記載の重合性テルフェニル液晶化合物。
- Ｒ1 及びＲ2 が（メタ）アクリロイルオキシ基である請求項１又は２記載の重合性テルフェニル液晶化合物。
- Ｚ1 及びＺ2 が−ＣＯ−Ｏ−である請求項１〜３のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物。
- Ｘ1 及びＸ2 が−（ＣＨ2 ）m −｛Ｏ−（ＣＨ2 ）m ｝n −Ｏ−である請求項１〜４のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物。
- テルフェニル基がＲ3 〜Ｒ14に少なくとも１つの置換基を有しており、かつ非対称構造をしている請求項１〜５のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物を含有する液晶性組成物。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物と液晶性化合物とを含有する液晶性組成物。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物、又は請求項７又は請求項８記載の液晶性組成物を塗工し、配向させることにより得られる液晶配向フィルムからなる光学フィルム。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物とカイラル化合物とを含有するコレステリック液晶組成物。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の重合性テルフェニル液晶化合物、液晶性化合物、及びカイラル化合物を含有するコレステリック液晶組成物。
- 請求項１０又は１１記載のコレステリック液晶組成物を塗工し、配向させることにより得られる液晶配向フィルムからなる光学フィルム。
- 請求項９記載の光学フィルム及び／又は請求項１２記載の光学フィルムと他の光学素子とを積層した光学フィルム。
- 請求項９、１２、又は１３記載の光学フィルムを組み込んだ画像表示装置。
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