(57)【要約】【課題】低い光学異方性を有するネマチック液晶組成物、広い波長範囲でほぼ一定の光透過率を示し、色変換現象の発生が抑えられたスイッチングプレートおよび表示パネルを提供すること。【解決手段】  ネマチック液晶および式（Ａ）で表される化合物を含むネマチック液晶組成物。ＲａおよびＲｂは水素、アルキル、アルケニル等；Ｘａ,Ｘｂ,ＸｃおよびＸｄは水素、フッ素、塩素、アルキル、アルケニル等である。2020084179.tif 000021【選択図】図１
2020084179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネマチック液晶および下記式（Ａ）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含む、ネマチック液晶組成物。
【化１】
2020084179.tif 000016
式（Ａ）において、ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；Ｘａ、Ｘｂ、ＸｃおよびＸｄは、それぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素２〜１２のアルケニルである。
【請求項２】
下記式（Ａ−１）から下記式（Ａ−１０）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含む、請求項１に記載のネマチック液晶組成物。
【化２】
2020084179.tif 000017
式（Ａ−１）から式（Ａ−１０）において、Ｒａ、ＲｂおよびＲｃは、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルである。
【請求項３】
下記式（Ａ−３１）または下記式（Ａ−８１）で表される化合物を１つ以上含む、請求項２に記載のネマチック液晶組成物。
【化３】
2020084179.tif 000018
【請求項４】
２０℃の条件で、波長５８９ｎｍで測定した前記ネマチック液晶組成物の光学異方性は０．０６未満である、請求項１から３のいずれか１項に記載のネマチック液晶組成物。
【請求項５】
前記ネマチック液晶組成物の反射率スペクトルにおいて、入射光の波長が３８０ｎｍから７８０ｎｍに増加する間の光反射率の変化が２５％以下である、請求項４に記載のネマチック液晶組成物。
【請求項６】
前記ネマチック液晶組成物が前記式（Ａ−８１）で表される化合物を含み、前記ネマチック液晶組成物の重量に基づいて、前記式（Ａ−８１）で表される化合物の割合が５重量％から２５重量％の範囲である、請求項３に記載のネマチック液晶組成物。
【請求項７】
ネマチック液晶および下記式（Ａ）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含み、且つ、電圧印加により前記ネマチック液晶の分子配列が変更されるネマチック液晶組成物含む、スイッチングプレート。
【化４】
2020084179.tif 000019
前記式（Ａ）において、ＲａおよびＲｂは各々互いに独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；Ｘａ、Ｘｂ、ＸｃおよびＸｄは、それぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素２〜１２のアルケニルである。
【請求項８】
前記スイッチングプレートの作動モードが、ＶＡ（vertical alignment）モード、ＩＰＳ（in−plane switching）モード、またはＥＣＢ（electrically controlled birefringence）モードの中の１つである、請求項７に記載のスイッチングプレート。
【請求項９】
互いに対向する１対の透明フィルム間に前記ネマチック液晶組成物が位置する、請求項７に記載のスイッチングプレート。
【請求項１０】
金属物質からなる反射電極を含む有機発光素子、
前記有機発光素子上に位置するスイッチングプレート、及び
前記スイッチングプレート上に位置する偏光板
を含み、
前記スイッチングプレートは、ネマチック液晶および下記式（Ａ）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含み、電圧印加により前記ネマチック液晶の分子配列が変更されるネマチック液晶組成物を含む、表示パネル。
【化５】
2020084179.tif 000020
前記式（Ａ）において、ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；Ｘａ、Ｘｂ、ＸｃおよびＸｄは、それぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素２〜１２のアルケニルである。
【請求項１１】
前記有機発光素子と前記スイッチングプレートは、各々個別に電圧が印加されて駆動される、請求項１０に記載の表示パネル。
【請求項１２】
前記反射電極は前記有機発光素子のカソード（cathode）電極である、請求項１０に記載の表示パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネマチック液晶組成物、これを用いたスイッチングプレートおよび表示パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の表示機器は、強い外部光下に置かれると、視認性が低下するという問題があった。これに対して、視認性を向上させるため表示機器の輝度を大きく増加させると、今度は消費電力が大きく増加して、過度なバッテリーの使用により表示機器の使用可能時間が減少するという不都合が生じる。また、表示機器が、有機発光素子を含む場合には、電流密度が高くなることで過度な電気的ストレスがかかり、寿命が減少することもある。こうしたことから、輝度を増加させることのみで、外部光下での視認性を向上させることには限界があった。さらにまた、有機発光素子を含む表示機器の場合には、金属電極から反射される外部光によって視認性が低下するとともに、明暗比も低下して表示品質が低下することもある。そのため、こうした表示機器では、反射防止性能を付与する必要があり、一般に外部光の反射防止のために偏光板とλ/４位相差板が積層された構造が適用されている。
【０００３】
ところで、近年、技術分野を融合させた様々な装置の開発されている。例えば表示装置の分野では、表示パネルに様々な機能を融合させることにより、非駆動状態の表示パネルがウインドウや鏡（ミラー）等としても機能するようにした装置の研究が盛んに行われている。
その例として、特許文献１には、位相差板が液晶を含んでおり、有機発光素子が駆動モードである時には、位相差板が反射防止機能を果たし、有機発光素子が非駆動モードである時には、位相差板が光を透過させてロゴ（logo）等のイメージを表示する、表示装置が開示されている。
しかし、通常のλ/４位相差板の場合、正波長分散特性を有する材料が主に用いられているため、位相遅延による偏光状態が光の波長により変化する現象が起こる。そのため、こうした位相差板を用いた表示パネルでは、光透過率が光の波長に依存して変化し、それによる色変換現象の発生が問題になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１７−００７１０１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの目的は、低い光学異方性を有するネマチック液晶組成物およびこれを含むスイッチングプレートを提供することである。
本発明の他の目的は、広い波長範囲で一定した光透過率を示すスイッチングプレートおよび表示パネルを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、色変換現象の発生が抑えられるスイッチングプレートおよび表示パネルを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、鏡として活用することができる表示パネルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、特定の化合物をネマチック液晶組成物に添加することにより、その光学異方性が顕著に低下することを見出した。そして、そのようなネマチック液晶組成物を、表示パネルのスイッチングプレート（位相差板）に適用することにより、表示パネルに反射防止性能を付与できるとともに、その反射防止性能とミラー機能の切り替えが可能であり、さらに、広い波長範囲で一定した光透過率を示し、色変換現象の発生が抑えられた表示パネルを提供できることを見出した。具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
【０００７】
本発明のネマチック液晶組成物は、ネマチック液晶および式（Ａ）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含む。
【０００８】
【化１】
2020084179.tif 000003
【０００９】
式（Ａ）において、ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；Ｘａ、Ｘｂ、ＸｃおよびＸｄは、それぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素２〜１２のアルケニルである。
本発明のネマチック液晶組成物は、式（Ａ−１）から式（Ａ−１０）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含むことができる。
【００１０】
【化２】
2020084179.tif 000004
【００１１】
式（Ａ−１）から式（Ａ−１０）において、Ｒａ、ＲｂおよびＲｃは、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルである。
本発明のネマチック液晶組成物は、式（Ａ−３１）または式（Ａ−８１）で表される化合物から選択された化合物を１つ以上含むことができる。
【００１２】
【化３】
2020084179.tif 000005
【００１３】
本発明のネマチック液晶組成物は、２０℃の条件で、波長５８９ｎｍで測定した光学異方性が０．０６未満であってもよい。
本発明のネマチック液晶組成物は、入射光の波長を横軸にして観測した反射率スペクトルにおいて、入射光の波長が３８０ｎｍから７８０ｎｍである間の反射率の変化が２５％以下であってもよい。
本発明のネマチック液晶組成物は、式（Ａ−８１）で表される化合物を含み、ネマチック液晶組成物の全重量に基づいて、式（Ａ−８１）で表される化合物の割合が５重量％から２５重量％の範囲であってもよい。
【００１４】
本発明のスイッチングプレートは、ネマチック液晶および式（Ａ）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含み、且つ、電圧印加によりネマチック液晶の分子配列が変更されるネマチック液晶組成物を含む。
【００１５】
【化４】
2020084179.tif 000006
【００１６】
式（Ａ）のＲａおよびＲｂ、並びに、Ｘａ、Ｘｂ、ＸｃおよびＸｄは、上記の式（Ａ）におけるのと同義である。
本発明のスイッチングプレートは、作動モードが、ＶＡ（vertical alignment）モード、ＩＰＳ（in−plane switching）モード、またはＥＣＢ（electrically controlled birefringence）モードの中の１つであってもよい。
本発明のスイッチングプレートでは、互いに対向する１対の透明フィルム間にネマチック液晶組成物が位置することができる。
【００１７】
本発明の表示パネルは、金属物質からなる反射電極を含む有機発光素子、有機発光素子上に位置するスイッチングプレート、及びスイッチングプレート上に位置する偏光板を含み、スイッチングプレートは、ネマチック液晶および式（Ａ）で表される化合物を含み、電圧印加によりネマチック液晶の分子配列が変更されるネマチック液晶組成物を含む。
【００１８】
【化５】
2020084179.tif 000007
【００１９】
式（Ａ）のＲａおよびＲｂ、並びに、Ｘａ、Ｘｂ、ＸｃおよびＸｄは、上記の式（Ａ）におけるのと同義である。
本発明の表示パネルでは、有機発光素子とスイッチングプレートが、各々個別に電圧が印加されて駆動されることができる。
本発明の表示パネルは、その反射電極が、前記有機発光素子のカソード電極であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のネマチック液晶組成物は、低い光学異方性を有する。そのため、このネマチック液晶組成物を含むスイッチングプレートおよび表示パネルは、広い波長範囲で一定した光透過率を示し、色変換現象の発生が抑えられる。また、この表示パネルは鏡として活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のネマチック液晶組成物を適用したＶＡモードのスイッチングプレートを含む表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加していない状態を示す模式的断面図である。
【図２】本発明のネマチック液晶組成物を適用したＶＡモードのスイッチングプレートを含む表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加した状態を示す模式的断面図である。
【図３】本発明のネマチック液晶組成物を適用したＰｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードのスイッチングプレートを含む表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加していない状態を示す模式的断面図である。
【図４】本発明のネマチック液晶組成物を適用したＰｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードのスイッチングプレートを含む表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加した状態を示す模式的断面図である。
【図５】実施例１および比較例１で調製した各液晶組成物の光学異方性Δｎの波長依存性を示すグラフである。
【図６】実施例２、実施例３および比較例１で調製した各液晶組成物の光学異方性Δｎの波長依存性を示すグラフである。
【図７】比較例１で調製した液晶組成物の反射率スペクトルである。
【図８】実施例２および実施例３で調製した各液晶組成物の反射率スペクトルである。
【図９】実施例２および実施例３で調製した各液晶組成物のＲｔｈ値の波長依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下において、添付した図面を参考にして、本発明の内容を本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施することができるよう詳細に説明する。本発明は様々な異なる形態で実現でき、ここで説明する実施態様や具体例に限定されない。
各図において、本発明の内容を説明するために必要がない部分については、表記を省略する場合がある。また、明細書全体を亘って、同じまたは類似する構成要素に対しては同じ符号を使用した。また、公知の技術については、その具体的な説明を省略する。
図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の「上に」あるという時、これは他の部分の「真上に」ある場合だけでなく、その中間にさらに別の部分がある場合も含む。一方、ある部分が、他の部分の「真上に」あるという時には、中間に別の部分がないことを意味する。逆に層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の「下に」あるという時、これは他の部分の「真下に」ある場合だけでなく、その中間にさらに別の部分がある場合も含む。一方、ある部分が、他の部分の「真下に」あるという時には、中間に別の部分がないことを意味する。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
また、本明細書中では、「ネマチック液晶組成物」を単に「液晶組成物」ということがある。
【００２３】
＜表示パネルおよびスイッチングプレート＞
以下、本発明のスイッチングプレート、本発明のスイッチングプレートを備えた表示パネル（本発明の表示パネル）の実施形態について説明する。
この実施形態に係る表示パネルは、金属物質からなる反射電極を含む有機発光素子、有機発光素子上に位置するスイッチングプレート、そしてスイッチングプレート上に位置する偏光板を含む。
本実施形態では、スイッチングプレートと有機発光素子は、各々個別に駆動できるように構成されている。
【００２４】
まず、本発明のスイッチングプレートとその作動モード、スイッチングプレートにより実現される表示パネルの作動モードについて説明する。
本発明のスイッチングプレートは、一対の電極と、一対の電極への電圧印加によって液晶分子が駆動（配向）する液晶層を有し、電圧印加のオン・オフに応じて液晶層の液晶分子が配向することにより、位相差板として機能する分子配列状態と、位相差板としての機能を示さない分子配列状態との間で切り替わるように構成されている。これにより、スイッチングプレートは、電圧印加のオン・オフに応じて、表示パネルに入射された外部光が、反射電極で反射されて再び外部に出射するのを遮断する反射防止機能を果たすこともでき、また、反射電極で反射された光をそのまま透過させて外部に出射させるミラー機能に寄与することもできる。スイッチングプレートの配向状態の切り替えにより、こうした２つの機能が実現するメカニズムについては、下記の（表示パネルの動作）の欄の記載を参照することができる。
そして、本実施形態では、特に液晶層が本発明のネマチック液晶組成物によって構成されている点に特徴がある。本発明のネマチック液晶組成物は、特定の化合物（後述の式（Ａ）で表される化合物）を含むことにより、低い光学異方性を示す。そのため、このネマチック液晶組成物を用いたスイッチングプレートおよび表示パネルは、下記のモード毎に、光の波長に依らず一定の光透過率を示すとともに、色変換現象が抑えられる。これにより、高い表示品位と、良好な反射防止性能およびミラー機能を実現することができる。本発明のネマチック液晶組成物の組成および特性については、下記の＜ネマチック液晶組成物＞の欄の記載を参照することができる。
【００２５】
ここで、本明細書において、表示パネルの「ディスプレイモード（display mode）」とは、有機発光素子が駆動されて、スイッチングプレートが、反射された外部光を遮断する場合を意味し、「ミラーモード（mirror mode）」とは、有機発光素子が駆動されずスイッチングプレートが、反射された外部光を透過させる場合を意味し、「ミラーディスプレイモード（mirror display mode）」とは、有機発光素子が駆動されて、スイッチングプレートが、反射された外部光を透過させる場合を意味する。
また、スイッチングプレートに採用しうる作動モードとして、ＶＡ（vertical alignment）モード、ＩＰＳ（in−plane switching）モード、またはＥＣＢ（electrically controlled birefringence）モードを挙げることができる。「ＶＡモード」、「ＩＰＳモード」、「ＥＣＢモード」を構成する各部（電極等）については、液晶組成物を除いて、公知のものを採用することができる。
【００２６】
以下では、図面を参照して、本発明を適用した表示パネルおよびスイッチングプレートの実施形態、そして表示パネルに入射されて反射された外部光の遮断または透過メカニズムについて具体的に説明する。なお、ここで説明する表示パネルおよびスイッチングプレートは、本発明の表示パネルおよびスイッチングプレートの一例であり、本発明の構成はこれらにものに限定的に解釈されるものではない。
図１は、ＶＡモードのネマチック液晶組成物を含むスイッチングプレートを備えた表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加していない状態（非駆動状態）を示す図であり、図２は、ＶＡモードのネマチック液晶組成物を含むスイッチングプレートを備えた表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加した状態（駆動状態）を示す図である。図３は、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードのネマチック液晶組成物を含むスイッチングプレートを備えた表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加していない状態（非駆動状態）を示す図であり、図４は、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードのネマチック液晶組成物を含むスイッチングプレートを備えた表示パネルにおいて、スイッチングプレートに電圧を印加した状態（駆動状態）を示す図である。
図１から図４に示すように、各表示パネル１００は、それぞれ、有機発光素子１１０、有機発光素子１１０上に位置するスイッチングプレート１３０、そしてスイッチングプレート１３０上に位置する偏光板１５０を含む。
有機発光素子１１０は、金属物質からなり、光を反射させる反射電極１１２と、反射電極１１２に対向する透明電極１１６と、反射電極１１２と透明電極１１６との間に配置する発光物質を含む発光層１１４を含む。また、図示していないが、有機発光素子１１０は、発光効率を上げるために、正孔注入層（hole injection layer）、正孔輸送層（hole transport layer）、電子輸送層（electron transport layer）および電子注入層（electron injection layer）の少なくとも１つをさらに含んでいてもよい。
ここでの有機発光素子１１２は、透明電極１１６側から光を取り出す、トップエミッション（top emission）タイプであることが好ましい。反射電極１１２は、カソード（cathode）電極であってもよく、透明電極１１６は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの金属酸化物を含むアノード（anode）電極であってもよい。
有機発光素子１１２を駆動する駆動素子には、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極などを含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を用いることができる。薄膜トランジスタを駆動素子に用いる有機発光素子１１２では、薄膜トランジスタと各種配線が位置しない画素（pixel）領域において、発光層から放射された赤、緑、青などの色光を、上部方向（偏光板１５０側）に出射させることができる。
スイッチングプレート１３０は、互いに対向する１対の透明フィルム１３２、１３４の間にネマチック液晶を含むネマチック液晶組成物１３６が位置する構造を有する。
図示していないが、スイッチングプレート１３０を駆動するための電極は、前述したスイッチングプレート１３０の作動モードに応じて構成することができる。例えば、ＶＡ作動モードの場合、垂直電界を形成するために、各透明フィルム１３２、１３４のネマチック液晶組成物１３６側の面に、それぞれ一方の電極と他方の電極を形成する。この場合、ネマチック液晶組成物を間に挟んで相対向する電極（一方の電極と他方の電極）の組合せが一対の電極を構成する。また、ＩＰＳ作動モードの場合には、水平電界を形成するために、各透明フィルム１３２、１３４のネマチック液晶組成物１３６側の面のそれぞれに、互いに分離した一対の電極（一方の電極と他方の電極）を形成する。この場合、各透明フィルム１３２、１３４上で隣り合う電極同士が一対の電極を構成する。
偏光板１５０には、従来公知の偏光板がいずれも使用可能である。
【００２７】
（表示パネルの動作）
スイッチングプレートがＶＡモードである場合の動作：
次に、図１に示す表示パネル１００の動作について説明する。
図１に示すように、ＶＡモードでは、スイッチングプレート１３０の駆動がオフである場合（非駆動状態）、外部から表示パネル１００に入射した外部光、すなわち非偏光状態の第１１光（Ｌ１１）は、偏光板１５０を通過しながら、偏光板１５０の偏光軸と同じ偏光成分を有する第１２光（Ｌ１２）に変調された後、スイッチングプレート１３０を通過する。ここで、スイッチングプレート１３０を通過した第１３光（Ｌ１３）は、スイッチングプレート１３０の駆動がオフであることにより、位相が遅延されずに、第１２光（Ｌ１２）と同じ偏光成分を維持しており、そのまま有機発光素子１１０の透明電極１１６および発光層１１０を通過する。そして、第１３光（Ｌ１３）は反射電極１１２で反射され、その反射光としての第１４光（Ｌ１４）も、第１３光（Ｌ１３）と同じ偏光状態を維持して、発光層１１４、透明電極１１６、スイッチングプレート１３０および偏光板１５０を順に通過し、上側に出射される。ここで、スイッチングプレート１３０を通過した後の第１５光（Ｌ１５）および偏光板１５０を通過した後の第１６光（Ｌ１６）の偏光状態も、第１３光（Ｌ１３）の偏光状態と同じである。
この時、有機発光素子１１２の駆動がオフである場合には、表示パネル１００を、外部光を反射するミラーモードで用いることができる。また、有機発光素子１１２の駆動がオンである場合には、表示パネル１００を、有機発光素子１１２の発光パターンを表示するミラーディスプレイモードで用いることができる。また、有機発光素子１１２の駆動を、駆動がオンである領域と駆動がオフである領域の両方が形成されるように調節した場合には、一部の領域をミラーディスプレイモードで用い、他の一部の領域をミラーモードで用いることができる。
【００２８】
次に、図２に示すように、ＶＡモードでスイッチングプレート１３０の駆動がオンである場合（駆動状態）には、ネマチック液晶の液晶分子が水平方向（図面で横方向）に配向する。これにより、スイッチングプレート１３０は、１／４λ位相差板と同じ機能をもつようになり、表示パネル１００に入射した外部光の反射を防止する反射防止機能に寄与することができる。
具体的には、外部から表示パネル１００に入射した外部光、すなわち非偏光状態の第２１光（Ｌ２１）は、偏光板１５０を通過しながら、偏光板１５０の偏光軸と同じ偏光成分を有する第２２光（Ｌ２２）に変調された後、スイッチングプレート１３０を通過する。このとき、スイッチングプレート１３０が駆動状態であることにより、第２２光（Ｌ２２）は、スイッチングプレート１３０を通過しながら位相が１／４λ遅延され、円偏光状態を有する第２３光（Ｌ２３）に変調される。例えば第２３光（Ｌ２３）の円偏光状態は、左円偏光状態であってもよい。円偏光状態の第２３光（Ｌ２３）は、有機発光素子１１０の透明電極１１６および発光層１１４を通過した後、反射電極１１２で反射される。この反射の際、第２３光（Ｌ２３）は、電場の回転方向が逆向きの円偏光状態を有する第２４光（Ｌ２４）に変調される。例えば、第２３光（Ｌ２３）が左円偏光状態である場合には、第２４光（Ｌ２４）は右円偏光状態になって反射される。反射電極１１２で反射された第２４光（Ｌ２４）は、発光層１１４、透明電極１１６、スイッチングプレート１３０を順に通過し、スイッチングプレート１３０を通過する際、その偏光軸が第２２光（Ｌ２２）の偏光軸（すなわち、偏光板１５０の偏光軸）に対して垂直の直線偏光状態に変調される。変調後の第２５光（Ｌ２５）は偏光板１５０へ向かうが、第２５光（Ｌ２５）の偏光軸が偏光板１５０の偏光軸に対して垂直であることにより、偏光板１５０にて吸収および遮断されて外部に出射しない。
この時、有機発光素子１１２の駆動がオンであり、ディスプレイモードで動作している場合には、上記のように外部光が遮断されて画像に影響を及ぼさないことにより、視認性および明暗比が向上して、高い表示品質を実現することができる。
【００２９】
スイッチングプレートがＰｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードである場合の動作：
図３および図４は、スイッチングプレートの作動モードがＰｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードである表示パネルを示す。各図に示すように、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードでは、スイッチングプレートに電圧を印加することにより、液晶層内に水平電界が形成されて、ネマチック液晶の各液晶分子が水平方向に回転される。
図３に示すように、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードでは、ＶＡモードとは逆に、スイッチングプレート１３０への電圧印加がオフである場合（非駆動状態）に、スイッチングプレート１３０が１／４λ位相差板と同様の機能を果たして、直線偏光の位相を１／４λ遅延させて円偏光に変調する。これにより、ＶＡモードのスイッチングプレートが駆動状態である場合と、同様の機能を得ることができる。
すなわち、図３に示すように、スイッチングプレート１３０の非駆動状態では、非偏光状態の第３１光（Ｌ３１）が偏光板１５０を通過しながら、直線偏光状態を有する第３２光（Ｌ３２）に変調された後、スイッチングプレート１３０を通過しながら左円偏光状態の第３３光（Ｌ３３）に変調される。その後、透明電極１１６および発光層１１４を通過した第３３光（Ｌ３３）は、反射電極１１２で反射されて右円偏光状態の第３４光（Ｌ３４）に変調される。第３４光（Ｌ３４）は、発光層１１４および透明電極１１６を通過した後、再びスイッチングプレート１３０を通過しながら、その偏光軸が偏光板１５０の偏光軸に対して垂直の直線偏光状態に変調される。変調された第３５光（Ｌ３５）は偏光板１５０へ向かうが、ここでは、第３５光（Ｌ３５）の偏光軸が偏光板１５０の偏光軸に対して垂直であることにより、第３５光（Ｌ３５）の外部への出射は、偏光板１５０にて遮断されることになる。
この時、有機発光素子１１２の駆動がオンであり、ディスプレイモードで動作している場合には、上記のように外部光の反射が遮断されて画像に影響を及ぼさないことにより、視認性および明暗比が向上して、高い表示品質を実現することができる。。
一方、図４に示すように、Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ＩＰＳモードでスイッチングプレート１３０が駆動状態である場合には、非偏光状態の第４１光（Ｌ４１）が偏光板１５０を通過して、直線偏光状態の第４２光（Ｌ４２）に変調された後、同じ偏光状態を維持しながら第４３光（Ｌ４３）、第４４光（Ｌ４４）、第４５光（Ｌ４５）、第４６光（Ｌ４６）として各部を通過し、外部に出射される。
この時、有機発光素子１１２の駆動がオフである場合には、表示パネル１００をミラーモードで用いることができ、有機発光素子１１２の駆動がオンである場合には、表示パネル１００をミラーディスプレイモードで動作させることができる。
このように、本実施形態の表示パネル１００およびスイッチングプレート１３０は、本発明のネマチック液晶組成物を含むため、スイッチングプレート１３０への電圧印加のオン・オフにより、外部光に由来する反射光を透過（外部へ出射）させたり、その反射光の出射を遮断したりすることができる。そのため、こうしたスイッチングプレート１３０のオン・オフと、光表示装置のオン・オフを組み合わせて調節することにより、表示パネルに画像を表示することや、表示パネルをミラー（鏡）として活用することもでき、または画像を表示しながら同時にミラーとして機能させることもでき、様々な態様で用いることができる。
【００３０】
＜ネマチック液晶組成物＞
以下では、ネマチック液晶組成物についてより詳細に説明する。
本発明のネマチック（nematic）液晶組成物は、ネマチック液晶および下記の式（Ａ）で表される化合物を含む。このネマチック液晶組成物は、光などの電磁波を、当該液晶組成物中を通過させ、その偏光状態を変化させる位相差板として効果的に用いることができ、こうした機能を利用することにより、本発明の表示パネルのスイッチングプレートに好適に用いることができる。
【００３１】
（式（Ａ）で表される化合物）
【化６】
2020084179.tif 000008
【００３２】
式（Ａ）において、ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；Ｘａ、Ｘｂ、ＸｃおよびＸｄは、それぞれ独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素２〜１２のアルケニルである。
【００３３】
ネマチック液晶組成物は、式（Ａ−１）で表される化合物として、下記の式（Ａ−１）から式（Ａ−１０）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含むことができる。
【００３４】
【化７】
2020084179.tif 000009
【００３５】
式（Ａ−１）から式（Ａ−１０）において、Ｒａ、ＲｂおよびＲｃは、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１〜１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルである。
【００３６】
本発明のネマチック液晶組成物は、式（Ａ）で表される化合物を含むことにより、通常の液晶組成物に比べて非常に低い光学異方性値を有する。これにより、上記の表示パネルのスイッチングプレートに適用したとき、光の波長に依存した光透過率の変化が小さく、色変換現象が抑えられた表示パネルを実現することができる。
さらに、ネマチック液晶組成物は、式（Ａ）で表される化合物として、下記の式（Ａ−３１）または式（Ａ−８１）で表される化合物の群から選択された化合物を１つ以上含むことが好ましい。これにより、ネマチック液晶組成物がより低い光学異方性Δｎを示すことができ、光波長に伴う光透過率の変化を減少させることができる。
【００３７】
【化８】
2020084179.tif 000010
【００３８】
ここで、ネマチック液晶組成物が式（Ａ−８１）で表される化合物を含む場合、ネマチック液晶組成物の全重量に基づいて、式（Ａ−８１）で表される化合物の割合が５重量％から２５重量％であることが好ましい。これにより、ネマチック液晶組成物は、２０℃で測定される５８９ｎｍでの光学異方性Δｎが、より確実に０．０６未満を示すようになる。
【００３９】
（ネマチック液晶）
本発明のネマチック液晶組成物が含むネマチック液晶は、液晶性化合物を含み、ネマチック相を取りうる液晶材料である。液晶性化合物は、特に制限されないが、例えば１，４−シクロヘキシレンや１，４−フェニレンのような六員環が２つ以上連結した構造を有する、棒状分子としての有機化合物を挙げることができる。ここで、ネマチック液晶は、六員環の少なくとも１つの水素原子が極性基で置換されていて、誘電率異方性を有する液晶性化合物を含むことが好ましい。液晶性化合物の誘電率異方性の符号は、正であっても負であってもよい。
ネマチック液晶の具体例として、下記の組成を有するネマチック液晶Ａを挙げることができる。下記表１の左欄に示す記号の組合せは、下記表２の表記法に従って液晶性化合物の構造を示したものである。
【００４０】
【表１】
2020084179.tif 000011
【００４１】
【表２】
2020084179.tif 000012
【００４２】
ネマチック液晶組成物の構成例として、上記のネマチック液晶がホスト（host）であり、式（Ａ）で表される化合物がゲスト（guest）である、ゲスト・ホスト液晶組成物を挙げることができる。ここで、ホストとは、分子が特定の方向に配列した状態（配向状態）を取りうる媒質のことをいい、ゲストとは特別な機能をもたらす為に添加される少量の化合物のことをいう。
【００４３】
（ネマチック液晶組成物の特性）
次に、本発明のネマチック液晶組成物の好ましい特性について説明する。
上記のように、本発明のネマチック液晶組成物は、２０℃の条件で、波長５８９ｎｍで測定した光学異方性（屈折率異方性）Δｎが０．０６未満であることが好ましい。これにより、広い波長範囲で一定した光透過率を示し、色変換現象が抑えられた表示パネルおよびスイッチングプレートを、より確実に実現することができる。
光学異方性（屈折率異方性、Δｎ、２０℃で測定）の測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により実施することができる。具体的には、主プリズムの表面を一方向にラビングした後、その主プリズムの表面に試料を滴下する。この試料について、偏光板の偏光方向をラビング方向と平行にして屈折率ｎｅを測定するとともに、偏光板の偏光方向をラビング方向と垂直にして屈折率ｎｏを測定し、Δｎ=ｎｅ−ｎｏを計算することにより光学異方性Δｎを求める。
【００４４】
また、本発明のネマチック液晶組成物は、波長依存性が小さいフラット（flat）な波長分散特性を示すという、有利な特性を有する。具体的には、反射率については、ネマチック液晶組成物に光を入射させて反射率を測定し、その光の波長に依存した反射率変化（反射率スペクトル）を観測したとき、入射光の波長が、３８０ｎｍから７８０ｎｍに増加する間の反射率の変化が２５％以下であることが好ましい。ここで、３８０ｎｍから７８０ｎｍでの反射率の変化量が２５％以下であることは、この波長範囲での光透過率の変化量が２５％以下であることを意味しており、これにより、波長変動に応じた色変換現象をより確実に抑制することができる。本発明における「反射率」は、入射光に対して反射される光の強度を波長別に測定できる装置にて測定される反射率のことを意味する。
【００４５】
また、本発明のネマチック液晶組成物の厚み方向での位相遅延値（位相差値）（Ｒｔｈ値：Out of plane retardation）は、光波長に伴う変化が殆どないことがある。従って、ネマチック液晶組成物について、光波長を変えてＲｔｈ値を測定したとき、光波長の変化にもかかわらず、略同じＲｔｈ値が測定された場合には、そのことをもって、すべての波長に対して略同じＢｌａｃｋ輝度値を示すと判定することができる。こうした特性を有するネマチック液晶組成物を用いることにより、反射防止機能に優れたスイッチングプレート１３０および表示パネル１００を実現することができる。
また、ネマチック液晶組成物は、位相遅延値に関する下記の式（１）を満たしており、且つ、ネマチック液晶組成物の位相遅延値が、π／２になる最初の周期での位相遅延値である０次位相遅延値（zero order retardation）を満たす場合、色変換または波長変換（color shift）が発生しないことになる。
【００４６】
【数１】
2020084179.tif 000013
【００４７】
式１において、ｄはセルギャップ（cell gap）、ｎｅは偏光の方向をラビング方向と平行にして測定した屈折率、ｎｏは偏光の方向をラビング方向に対して垂直にして測定した屈折率を示す。ｎｅおよびｎｏの測定方法については、この欄における上記の記載を参照することができる。また、以下の説明では、式（１）における｜ｎｅ−ｎｏ｜をΔｎと表記する。式（１）に示すように、Δｎとｄは反比例の関係にある・そして、実際上、セルギャップｄを無制限に小さくすることはできないので、適切なセルギャップを確保する点から、Δｎ値は０．０６未満であることが好ましい。
本発明のネマチック液晶組成物は、式（Ａ）で表される化合物を含むことにより、光学異方性（Δｎ）を０．０６未満に制御し易く、大部分の波長に対して一定のＲｔｈを維持し易い傾向がある。従って、こうしたネマチック液晶組成物をスイッチングプレート１３０に適用することにより、波長に関わらず一定の反射防止機能が得られるスイッチングプレートおよび表示パネルを実現することができる。
【００４８】
（ネマチック液晶組成物のその他の成分）
ネマチック液晶組成物は必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤、重合可能な化合物、重合開始剤などの添加物をさらに含有することができる。
【実施例】
【００４９】
以下では実施例を挙げて本発明について説明する。但し、本発明の範囲は、下記の実施例に制限されるものではない。
また、下記の実験例において、波長分散実験における屈折率ｎｅ、ｎｏ、Δｎは、上記の（ネマチック液晶組成物の特性）の欄に記載した方法で測定した。
【００５０】
１．液晶組成物の調製
（実施例１）
ネマチック液晶Ａに式（Ａ−３１）で表される化合物を添加してネマチック液晶組成物（液晶組成物）を調製した。ネマチック液晶Ａの組成は、上記の＜ネマチック液晶組成物＞の欄に示した通りである。また、式（Ａ−３１）で表される化合物の添加量は、ネマチック液晶組成物全量を基準に１０重量％とした。
【００５１】
（実施例２）
式（Ａ−３１）で表される化合物の代わりに、式（Ａ−８１）で表される化合物を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてネマチック液晶組成物（液晶組成物）を調製した。
【００５２】
（実施例３）
式（Ａ−８１）で表される化合物の添加量を、ネマチック液晶組成物全量を基準に２０重量％としたこと以外は、実施例２と同様にしてネマチック液晶組成物（液晶組成物）を調製した。
【００５３】
（比較例１）
式（Ａ）で表される化合物を添加していないネマチック液晶Ａを準備した。
【００５４】
２．ネマチック液晶組成物の評価
（実験例１−波長分散実験）
実施例１から実施例３、比較例１で調製した各液晶組成物について、２０℃で、光の波長を変えて光学異方性（屈折率異方性、Δｎ）を測定し、光学異方性Δｎの波長依存性を調べた。その結果を下記の表３、図５および図６に示す。
【００５５】
【表３】
2020084179.tif 000014
【００５６】
表３、図５および図６に示すように、実施例１から実施例３の液晶組成物は、いずれも５８９ｎｍで０．０６より小さい光学異方性値Δｎを示した。特に、実施例３の液晶組成物は、０．０４１１の非常に低い光学異方性値Δｎを示すことを確認することができた。
【００５７】
（実験例２−液晶物性実験）
実施例２、実施例３、および比較例１の各液晶組成物に対して、ネマチック相の上限温度（ＮＩ）、光学異方性（屈折率異方性、Δｎ）、そして誘電率異方性（Δε）を測定した結果を表４に示す。
ネマチック相の上限温度（ＮＩ）は、偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置いて、約１℃／分の速度で加熱した後、試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化した時の温度を測定することによって測定した。
誘電率異方性（Δε）は、２０℃で、長軸方向の誘電率（ε‖）と短縮方向の誘電率（ε⊥）を測定し、Δε＝ε‖−ε⊥を形成することにより求めた。
【００５８】
【表４】
2020084179.tif 000015
【００５９】
表４に示すように、実施例２の液晶組成物は、適切なレベルのネマチック相の上限温度（ＮＩ）を維持していた。ネマチック相の上限温度は、液晶がネマチック相から等方相に変わる温度を意味して、液晶の相がネマチック相の上限温度以上の温度になって等方相に変化すると、液晶の異方性を利用したディスプレイとしての機能を喪失することになる。実施例２の液晶組成物の上限温度（ＮＩ）は、実用的な温度範囲で十分にネマチック相を維持しうるものであった。
また、実施例２および実施例３の液晶組成物は、誘電率異方性も適切なレベルであり、スイッチングプレートに適用された時、適切な電圧範囲で駆動してスイッチング動作を可能にするものであることが分かった。
【００６０】
（実験例３−波長に応じた反射率実験）
実施例２、実施例３、および比較例１の各液晶組成物について、入射光の波長を横軸とする反射率スペクトルを測定した。その結果を図７および図８に示す。
図７（比較例１）と図８（実施例２および３）を比較すると、実施例２および実施例３のネマチック液晶組成物は、比較例１の液晶組成物に比べて、波長に依存した反射率変化が著しく小さいことがわかる。そして、実施例２および実施例３の液晶組成物は、入射された光の波長が３８０ｎｍから７８０ｎｍに増加する間の反射率の変化が２５％以下であった。このことから、実施例２および実施例３の液晶組成物は、光透過率の変化量についても、３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲で２５％以下であることが推測され、表示パネルのスイッチングプレートに適用したとき、色変換現象を起こし難いものであることがわかった。
【００６１】
（実験例４−Ｒｔｈ値の測定）
実施例２および実施例３の各液晶組成物について、厚み方向での位相差値（Ｒｔｈ値）を光の波長を変えて測定した結果を図９に示す。
図９に示すように、実施例２および実施例３の液晶組成物は、波長に依らず、略一定の位相差値Ｒｔｈを示すことを確認することができた。このことから、実施例２および実施例３のネマチック液晶組成物を含むスイッチングプレートは、大部分の波長で、同じ程度に外部光を遮断することができるとともに、同じ程度のブラック（black）輝度値を有することが示された。これにより、広い波長範囲で、同じ程度の外部光反射防止機能を発揮しうることが分かった。
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、次の請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００６２】
１００：表示パネル
１１０：有機発光素子
１１２：反射電極
１１４：発光層
１１６：透明電極
１３０：スイッチングプレート
１３２、１３４：透明フィルム
１３６：ネマチック液晶組成物
１３８：ネマチック液晶
１５０：偏光板
【図１】
2020084179.tif 000022
【図２】
2020084179.tif 000023
【図３】
2020084179.tif 000024
【図４】
2020084179.tif 000025
【図５】
2020084179.tif 000026
【図６】
2020084179.tif 000027
【図７】
2020084179.tif 000028
【図８】
2020084179.tif 000029
【図９】
2020084179.tif 000030