(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶ディスプレイ等の画像表示装置の薄型化、軽量化、高輝度化、及び低消費電力化を実現しうる新規の重合性液晶化合物を提供する。また、該重合性液晶化合物を用いた液晶性組成物、コレステリック液晶化合物、光学フィルム、及び画像表示装置を提供する。【解決手段】下記一般式（１）で表される重合性液晶化合物。2004182678.tif 000021具体的には、例えば下記構造の化合物が例示される。2004182678.tif 000022【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される重合性液晶化合物。
【化１】
2004182678.tif 000018
〔式中、Ｒ１  、Ｒ２  は同一又は異なり、それぞれ下記化２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２】
2004182678.tif 000019
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、
【化３】
2004182678.tif 000020
Ｚ１  、Ｚ２  は同一又は異なり、それぞれ水素、メチル基、又はエチル基を表す。〕
【請求項２】
発光性を有することを特徴とする請求項１記載の重合性液晶化合物。
【請求項３】
請求項１又は２記載の重合性液晶化合物を含有する液晶性組成物。
【請求項４】
請求項１又は２記載の重合性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５】
請求項１又は２記載の重合性液晶化合物、又は請求項３又は４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６】
請求項１又は２記載の重合性液晶化合物とキ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７】
請求項１又は２記載の重合性液晶化合物、液晶性化合物、及びキ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８】
請求項６又は７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】
請求項５記載の光学フィルム及び／又は請求項８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１０】
請求項５、８、又は９記載の光学フィルムを組み込んだ画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規の重合性液晶化合物、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】
現在、最も一般的な透過型の液晶表示装置にはＴＮ（Ｔｗｉｓｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶が用いられているが、これらはいずれも通常液晶セルの上下に偏光板を必要とする。従来の二色性物質を用いた偏光板では光源から入射した光のうち少なくとも５０％、現実には５５  〜６０％の光量が吸収され、大きな光エネルギーの損失を伴う。そこで、予め入射光を偏光にすることにより、偏光板を一枚省略することができ、さらに光エネルギーの損失を抑制し、表示装置の薄型化も達成することができる。
【０００３】
入射光を偏光にする手段としては、蛍光物質をポリマーに分散し延伸することにより蛍光物質を発光させその蛍光物質を励起することにより偏光を得る方法（特許文献１、２）や、蛍光物質を液晶分子に混合し電界によって液晶を配向させると同時に電界発光させることによって偏光発光を得る方法（特許文献３）が知られている。
【０００４】
また、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。
【０００５】
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４〜６）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。
【０００６】
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７）。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。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１７４８０９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７４６３６号公報
【特許文献３】
特開平１１−２４１０６９号公報
【特許文献４】
特開平３−２８８２２号公報
【特許文献５】
特開平４−５５８１３号公報
【特許文献６】
特開平５−２７２３５号公報
【特許文献７】
特開平３−１４０２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１〜３記載の方法では延伸を必要とすることにより製造工程を複雑化したり、液晶配向と電界発光のための電圧を共有しているため分子設計や装置の設計が複雑化し、また電圧印加に伴う熱により液晶の配向状態が不安定化したり、使用環境での耐熱性が懸念される。
【０００８】
また、高分子フィルムに延伸処理を施した複屈折フィルムは、高分子フィルムのガラス転移点を越える温度では配向状態が破壊されてしまうために、使用温度がガラス転移点によって制限されるという欠点があった。
【０００９】
また、特許文献４〜６記載の方法も使用温度はガラス転移点によって制限される。
【００１０】
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が、選択反射波長域△λは屈折率異方性材料の複屈折率△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△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。
【００１１】
そのため、液晶ディスプレイの薄型化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。
【００１２】
本発明の目的は、液晶ディスプレイ等の画像表示装置の薄型化、軽量化、高輝度化、及び低消費電力化を実現しうる新規の重合性液晶化合物を提供することにある。また、該重合性液晶化合物を用いた液晶性組成物、コレステリック液晶化合物、光学フィルム、及び画像表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前述の課題を解決するために、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。
【００１４】
即ち、本発明は下記一般式（１）で表される重合性液晶化合物、に関する。
【００１５】
【化４】
2004182678.tif 000002
〔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】
2004182678.tif 000003
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】
2004182678.tif 000004
Ｚ１  、Ｚ２  は同一又は異なり、それぞれ水素、メチル基、又はエチル基を表す。〕
上記一般式（１）で表される重合性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、低消費電力化が可能である。
【００１６】
本発明の重合性液晶化合物は、発光性を有することにより偏光発光フィルムの材料として利用することができる。
【００１７】
また本発明は、前記重合性液晶化合物を含有する液晶性組成物、及び前記重合性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。
【００１８】
本発明の光学フィルムは、前記重合性液晶化合物又は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。
【００１９】
また本発明のコレステリック液晶組成物は、前記重合性液晶化合物とキラル化合物とを含有し、又は前記重合性液晶化合物、液晶性化合物、及びキラル化合物を含有する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
【発明の実施の形態】
上記一般式（１）で表される重合性液晶化合物の合成法は特に制限されず、例えば、重合性液晶化合物（Ａ−１）は以下に示す方法により合成することができる。
【００２４】
即ち、下記化７に記載されているＳｃｈｅｍｅ１に示すように、まず４−ブロモフェノールと６−クロロヘキサノ−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２−メチル−３−ブチン−２−オールとをパラジウム／銅触媒及び塩基の存在下で反応させることにより化合物（ｂ）を合成し、さらに塩基により化合物（ｃ）とする。
【００２５】
一方、フルオレンを臭化銅（ＩＩ）とアルミナの混合物中で反応させることにより化合物（ｄ）とし、さらに化合物（ｄ）を触媒及び塩基の存在下、ヨウ化メチルを用いてメチル化することにより化合物（ｅ）を得る。
【００２６】
合成した化合物（ｃ）と化合物（ｅ）をパラジウム／銅触媒及び塩基の存在下で反応させることにより化合物（ｆ）とし、さらに塩基の存在下、アクリル酸クロライドと反応させることにより重合性液晶化合物（Ａ−１）を合成する。
【００２７】
【化７】
2004182678.tif 000005
本発明の重合性液晶化合物は、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△ｎを有する。したがって、この重合性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。
【００２８】
本発明においては、上記一般式（１）で表される重合性液晶化合物のＲ１  及びＲ２  がアクリロイルオキシ基であり、Ｘ１  及びＸ２  が−（ＣＨ２  ）６  −Ｏ−であり、Ｙ１  及びＹ２  がｐ−フェニレン基であり、かつＺ１  及びＺ２  がメチル基又はエチル基であることが好ましい。
【００２９】
本発明の液晶性組成物は、一般式（１）で表される重合性液晶化合物を含有する。
【００３０】
また、本発明の液晶性組成物は、一般式（１）で表される重合性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、公知の重合性液晶化合物、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ＺＬＩ−１５６５、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などが挙げられる。
【００３１】
【化８】
2004182678.tif 000006
液晶性組成物中の一般式（１）で表される重合性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、複屈折率△ｎが低減し、フィルム厚を薄くするという利点が損なわれる傾向にある。
【００３２】
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４０重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０重量％以下である。４０重量％を超える場合には、重合した際に硬化が不十分であったり、配向の固定が困難となる傾向にある。
【００３３】
本発明のコレステリック液晶組成物は、一般式（１）で表される重合性液晶化合物とキラル化合物とを含有する。
【００３４】
また、本発明のコレステリック液晶組成物は、一般式（１）で表される重合性液晶化合物、液晶性化合物、及びキラル化合物を含有するものであってもよい。
【００３５】
該重合性液晶化合物は、ネマチック液晶性の化合物であるから、この化合物にキラル化合物を混合させることによりコレステリック相を発現させることができる。
【００３６】
添加するキラル化合物は光学活性基を有し、前記重合性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。キラル化合物は、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。また、キ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。
【００３７】
（メタ）  アクリロイルオキシ基を有するキラル化合物として具体的には以下の一般式（２）  ：
【化９】
2004182678.tif 000007
（式中、Ｒ２２は水素原子またはメチル基を示す。Ｌ３  は−（ＣＨ２  ）ｊ  −（但し、ｊは０〜１０の整数である），−（ＣＨ２  ）ｋ  Ｏ−（但し、ｋは０〜１０の整数である），−（ＣＨ２  ＣＨ２  Ｏ）ｌ  −（但し、ｌは０〜３の整数である）を示し、Ｊ，Ｋはパラ置換環状置換基を示す。Ｐ３  は−ＣＯ２  −，−Ｏ−，−ＯＣＯ−，−ＣＨ＝ＣＨ−，−Ｃ≡Ｃ−または単結合を示す。Ｍは、−ＣＯ−Ｒ２３または−Ｒ２４である。）で表される（メタ）アクリレート化合物が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
上記Ｊ，Ｋのパラ置換環状置換基は、下記化１０
【化１０】
2004182678.tif 000008
で表されるものを例示できる。
【００３９】
上記Ｒ２３は、下記化１１、
【化１１】
2004182678.tif 000009
で表されるものを例示できる。
【００４０】
上記Ｒ２４は、下記化１２、
【化１２】
2004182678.tif 000010
で表され、Ｒ２４中のＲ２５は、下記化１３、
【化１３】
2004182678.tif 000011
で表されるものを例示できる。
【００４１】
またキラル化合物として、以下の一般式（３）：
【化１４】
2004182678.tif 000012
（式中、Ｒ２６は水素原子またはメチル基を示す。ｒ，ｕ，ｗ，ｘ，ｙ，ｚは０〜１０の整数を示し、ｒ＋ｕ＋ｗ＞２、ｘ＋ｙ＋ｚ＞２  である。α，βは０または１である。Ｄは光学活性炭素を含有する２  価の有機基を示す）で表されるジ（メタ）アクリレート化合物も好適に使用できる。
【００４２】
光学活性炭素を含有する２価の有機基Ｄとしては例えば、下記化１５、
【化１５】
2004182678.tif 000013
が挙げられるが、これに限定されるものではない。上記例示した化合物以外のものであっても、光学活性基を有する（メタ）アクリレート化合物であれば前記例示の化合物と同様に本発明のコレステリック液晶組成物の構成要素として混合することができる。なお、前記例示のキラル化合物中の＊は不斉炭素原子である。
【００４３】
キ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。キ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、キラル化合物を多量に添加すると本発明の重合性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、キラル化合物の配合量は、該重合性液晶化合物１００重量部に対し、１５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キ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３重量部以上とするのがより好ましい。
【００４４】
また、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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、及びポリエーテルスルホン等のプラスチックからなるフィルムやガラス板が用いられる。
【００４８】
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。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。
【００４９】
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、硬化手法としては活性エネルギー線照射により硬化させるのが好ましい。活性エネルギー光線としては紫外線、電子線等が用いられるが、特に紫外線が好ましい。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。
【００５０】
光重合開始剤は特に限定されないが、例えば、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類などが挙げられる。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０．１〜１０重量％、さらに好ましくは０．３〜５重量％である。０．１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。
【００５１】
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〜２０μｍ程度が好ましい。
【００５２】
光学フィルムの具体例としては、例えば、重合性液晶化合物にキ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キ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、キ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。
【００５３】
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。
【００５４】
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キラル化合物の添加により得られる。キ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、本発明の重合性液晶化合物は、高い△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。
【００５５】
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しているため、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
さらに、本発明の重合性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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
＜発明の効果＞
本発明の重合性液晶化合物は偏光を発する有機ＥＬ素子を作製することが可能である。
【０１０１】
また、液晶ディスプレイなどの薄型化、高輝度化、低消費電力化が可能である。さらに本発明の重合性液晶化合物を用いた各種光学フィルムは、従来のものよりも薄型化が可能で、かつ製造工程を簡略化することが可能である。
【０１０２】
【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。
【０１０３】
実施例１
２，７−ビス｛４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）フェニルエチニル｝−９，９−ジメチルフルオレン（Ａ−１）の合成
前記Ｓｃｈｅｍｅ１に示す反応経路で重合性液晶化合物（Ａ−１）の合成を行った。
〔化合物（ａ）の合成〕
４−ブロモフェノール（１２６．６ｇ、７３１．９ｍｍｏｌ）、及び６−クロロヘキサノ−ル（１０５．３ｇ、１当量）を５００ｍｌのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶かし、そこに炭酸カリウム（１２６．４ｇ、１．６当量）を加え、９５℃で２４時間加熱撹拌した。固形物をろ過除去し、ろ液をエバポレーターにてＤＭＦを可能な限り留去した。濃縮液を飽和食塩水と酢酸エチルで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。その後、溶媒を留去し、化合物（ａ）（１６０ｇ、収率８０％、茶褐色液体）を得た。
〔化合物（ｂ）の合成〕
反応器に化合物（ａ）（１２５ｇ、４５７．６ｍｍｏｌ）、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロライド（８．０３ｇ、０．０２５当量）、トリフェニルホスフィン（１２ｇ、０．１当量）、及びヨウ化銅（Ｉ）（２．１８ｇ、０．０２５当量）を加え窒素置換した。さらに、トリエチルアミン（２００ｍｌ）と２−メチル−３−ブチン−２−オール（７８．３４ｍｌ、１．５当量）を加え、８０℃で終夜還流した。原料消失を確認後、反応溶液をエーテルで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、溶媒を留去した。残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物（ｂ）（９０．８６ｇ、収率７１．１％）を得た。
〔化合物（ｃ）の合成〕
化合物（ｂ）（９０．８ｇ、３２８．５ｍｍｏｌ）をトルエン（５００ｍｌ）に溶かし、そこに水酸化ナトリウム（１３．１ｇ、１当量）を加え、１２０℃で３時間還流した。反応後、反応溶液をエーテルで抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、溶媒を留去した。残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物（ｃ）（２０ｇ、収率２２％、単黄色固体）を得た。
〔化合物（ｄ）の合成〕
フルオレン（１．５ｇ、９．０ｍｍｏｌ）を四塩化炭素（８０ｍｌ）に溶かし、そこに臭化銅（ＩＩ）とアルミナの混合物（１５ｇ）を加え、終夜還流した。反応溶液をろ過し、ろ液から溶媒を留去した。残渣をイソプロパノールで再結晶し、化合物（ｄ）（１．０７ｇ、３６％、淡黄色結晶）を得た。
〔化合物（ｅ）の合成〕
化合物（ｄ）（５ｇ、１５．４ｍｍｏｌ）、テトラブチルアンモニウムヨージド（２８４ｍｇ、０．０５当量）をジメチルスルホキシド（５０ｍｌ）に溶かした。そこに室温にて５０ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液（２００ｍｌ）を滴下した。その後、ヨードメタン（５．７６ｇ、２．４当量）を滴下した。溶液は濃い紫色になり、固形物が大量に生成した。約２時間撹拌した後、反応溶液をエーテルで抽出し、飽和食塩水で洗浄した。その後、溶液を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を留去した。残渣をショートパスカラムに通した後、イソプロパノールで再結晶して化合物（ｅ）（４．３８ｇ、収率７４％）を得た。
〔化合物（ｆ）の合成〕
反応器に化合物（ｅ）（１．６６ｇ、４３．６２ｍｍｏｌ）、化合物（ｃ）（２．０ｇ、２．１当量）、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムジクロライド（１４６ｍｇ、０．０２５当量）、トリフェニルホスフィン（２１８ｍｇ、０．１当量）、及びヨウ化銅（Ｉ）（３９．６ｇ、０．０２５当量）を加え窒素置換した。そこにトリエチルアミン（１５ｍｌ）を加えて終夜還流した。反応後、反応溶液をジクロロメタンで抽出した。その後、溶液を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。残渣をカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物（ｆ）（１．２３ｇ、収率４３％）を得た。
〔重合性液晶化合物（Ａ−１）の合成〕
化合物（ｆ）（１ｇ、１．８３９ｍｍｏｌ）、ジ−ｔ−ブチルヒドロキシトルエン（１０ｍｇ）を反応容器に入れ、窒素置換した後、さらにピリジン（３５６μｌ）、脱水テトラヒドロフラン（２０ｍｌ）を加え、氷浴中にてアクリル酸クロライド（４００μｌ、２．４当量）を滴下した。１時間反応させた後、水を加え、反応溶液をジクロロメタンで抽出した。抽出溶液を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去した。残渣をショートパスカラムに通し、乾燥させることによって、重合性液晶化合物（Ａ−１）（８００ｍｇ、収率８０％）を得た。
【０１０４】
〔重合性液晶化合物（Ａ−１）の物性値〕
１  Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）：δ１．３５−１．７８（ｍ、２２Ｈ）、４．０１（ｔ、４Ｈ）、４．１２（ｔ、４Ｈ）、５．９３（ｄ、２Ｈ）、６．１７（ｄｄ、２Ｈ）、６．３２（ｄ、２Ｈ）、６．９８（ｄ、２Ｈ）、６．９８（ｄ、４Ｈ）、７．５０（ｔ、６Ｈ）、７．７５（ｓ、２Ｈ）、７．８９（ｄ、２Ｈ）
液晶転移温度（相転移温度）
【数１】
2004182678.tif 000014
実施例２
２，７−ビス｛４−（６−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）フェニルエチニル｝−９，９−ジエチルフルオレン（Ａ−２）の合成
【化１６】
2004182678.tif 000015
重合性液晶化合物（Ａ−２）の合成法はＳｃｈｅｍｅ１に示す反応経路中で、化合物（ｅ）の代わりに下記に示す化合物（ｅ２）を用い、同様の方法で得ることができる。
【０１０５】
【化１７】
2004182678.tif 000016
〔重合性液晶化合物（Ａ−２）の物性値〕
１  Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３  ）：δ０．３２（ｍ、６Ｈ）、１．４０−１．８５（ｍ、１６Ｈ）、２．０４（ｄ、４Ｈ）、３．９８（ｔ、４Ｈ）、４．１７（ｔ、４Ｈ）、５．８１（ｄ、２Ｈ）、６．１１（ｄｄ、２Ｈ）、６．３９（ｄ、２Ｈ）、６．８６（ｄ、４Ｈ）、７．４５（ｍ、８Ｈ）、７．６４（ｄ、２Ｈ）
液晶転移温度（相転移温度）
【数２】
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実施例３
（液晶性組成物の調製）
重合性液晶化合物（Ａ−２）１００重量部、光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュア９０７）３重量部をジクロロメタン（４００ｍｌ）に加えて液晶性組成物を調製した。
【０１０６】
（光学フィルムの作製）
トリアセチルセルロースフィルム上にポリビニルアルコールを０．１μｍ（乾燥後の厚み）に塗工した後、ラビング処理を行って配向膜を作成した。作成した配向膜上に前記液晶性組成物をバーコーターにより塗工し、８０℃で加熱処理して有機溶媒を乾燥し、その後３５℃に冷却することにより液晶性組成物の配向を行なった。その後、高圧水銀ランプにて１５００ｍＪ／ｃｍ２  の紫外線を液晶性組成物に照射して硬化させ、配向を固定することで位相差４３０ｎｍの位相差フィルム（厚さ：約１μｍ）を作製した。
【０１０７】
実施例４
（液晶性組成物の調製）
重合性液晶化合物（Ａ−２）９０重量部、液晶性化合物（メルク社製、ＺＬＩ−１５６５）１０重量部、光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュア９０７）３重量部をジクロロメタン（４００ｍｌ）に加えて液晶性組成物を調製した。
【０１０８】
（光学フィルムの作製）
実施例３と同様の方法により位相差４３０ｎｍの位相差フィルム（厚さ：約１．１μｍ）を作製した。
【０１０９】
比較例１
（光学フィルムの作製）
ポリカーボネートフィルムを延伸することによって位相差４３０ｎｍの位相差フィルム（厚さ：約４０μｍ）を作製した。
【０１１０】
実施例５
（コレステリック液晶組成物の調製）
重合性液晶化合物（Ａ−２）１００重量部、重合性キラル化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ７５６）５重量部、及び前記光重合開始剤３．１５重量部をジクロロメタン（１０ｍｌ）に加えてコレステリック液晶組成物（Ａ）を調製した。
また、重合性液晶化合物（Ａ−２）１００重量部、重合性キラル化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ７５６）３重量部、及び前記光重合開始剤３．０９重量部をジクロロメタン（１０ｍｌ）に加えてコレステリック液晶組成物（Ｂ）を調製した。
また、重合性液晶化合物（Ａ−２）１００重量部、重合性キラル化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ７５６）７重量部、及び前記光重合開始剤３．０９重量部をジクロロメタン（１０ｍｌ）に加えてコレステリック液晶組成物（Ｃ）を調製した。
【０１１１】
（光学フィルムの作製）
調製したコレステリック液晶組成物（Ａ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝５７０ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は１４０ｎｍであった。
また、調製したコレステリック液晶組成物（Ｂ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝７００ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は１７０ｎｍであった。
また、調製したコレステリック液晶組成物（Ｃ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝４５０ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は１１０ｎｍであった。
作製した３枚の液晶配向フィルムを粘着剤で貼り合わせ、４２０〜８００ｎｍまでの広帯域選択反射フィルム（厚さ：３μｍ）を得た。
この広帯域選択反射フィルムに位相差１３５ｎｍの位相差フィルム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。このコレステリック偏光子を液晶ディスプレイ用バックライト上に設置し、さらにその上に偏光軸を平行にした偏光板を設置した。輝度計（ミノルタ製、ＢＭ−７）を用いて輝度を測定したところ、バックライト上に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。
【０１１２】
比較例２
（コレステリック液晶組成物の調製）
重合性液晶化合物（Ａ−２）の代わりに重合性液晶化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ２４２）を用いた以外は実施例５の組成物（Ａ）と同様の方法によりコレステリック液晶組成物（Ｄ）を調製した。また、重合性キラル化合物の重量部を５．７、４．６、４．１、３．８、３．５、又は３．２に変えることによりコレステリック液晶組成物（Ｅ）〜（Ｊ）を調製した。
【０１１３】
（光学フィルムの作製）
調製したコレステリック液晶組成物（Ｄ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝５２０ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は５０ｎｍであった。また、調製したコレステリック液晶組成物（Ｅ）〜（Ｊ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムをそれぞれ作製した。得られた液晶配向フィルムの選択反射中心波長（λ）はそれぞれ４６０、５５０、６１０、６６０、７２０、及び７８０ｎｍであった。また、選択反射波長帯域（△λ）はそれぞれ４５、５５、６０、６５、７０、及び７５ｎｍであった。
作製した選択反射波長の異なる７枚の液晶配向フィルムを粘着剤で貼り合わせ、４２０〜８００ｎｍまでの広帯域選択反射フィルム（厚さ：８μｍ）を得た。
【０１１４】
この広帯域選択反射フィルムに位相差１３５ｎｍの位相差フィルム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。このコレステリック偏光子を液晶ディスプレイ用バックライト上に設置し、さらにその上に偏光軸を平行にした偏光板を設置した。前記輝度計を用いて輝度を測定したところ、バックライト上に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。
【０１１５】
実施例６
（コレステリック液晶組成物の調製）
重合性液晶化合物（Ａ−２）９０重量部、液晶性化合物（メルク社製、ＺＬＩ−１５６５）１０重量部、重合性キラル化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ７５６）５重量部、及び前記光重合開始剤３重量部をジクロロメタン（４００ｍｌ）に加えてコレステリック液晶組成物（Ｋ）を調製した。
また、重合性液晶化合物（Ａ−２）９０重量部、液晶性化合物（メルク社製、ＺＬＩ−１５６５）１０重量部、重合性キラル化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ７５６）３重量部、及び前記光重合開始剤３重量部をジクロロメタン（４００ｍｌ）に加えてコレステリック液晶組成物（Ｌ）を調製した。
また、重合性液晶化合物（Ａ−２）９０重量部、液晶性化合物（メルク社製、ＺＬＩ−１５６５）１０重量部、重合性キラル化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ７５６）７重量部、及び前記光重合開始剤３重量部をジクロロメタン（４００ｍｌ）に加えてコレステリック液晶組成物（Ｍ）を調製した。
【０１１６】
（光学フィルムの作製）
調製したコレステリック液晶組成物（Ｋ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝５７０ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は１３５ｎｍであった。
また、調製したコレステリック液晶組成物（Ｌ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝６９０ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は１６０ｎｍであった。
また、調製したコレステリック液晶組成物（Ｍ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝４４０ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は１０５ｎｍであった。
作製した３枚の液晶配向フィルムを粘着剤で貼り合わせ、４２０〜８００ｎｍまでの広帯域選択反射フィルム（厚さ：３μｍ）を得た。
この広帯域選択反射フィルムに位相差１３５ｎｍの位相差フィルム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。このコレステリック偏光子を液晶ディスプレイ用バックライト上に設置し、さらにその上に偏光軸を平行にした偏光板を設置した。輝度計（ミノルタ製、ＢＭ−７）を用いて輝度を測定したところ、バックライト上に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。
【０１１７】
比較例３
（コレステリック液晶組成物の調製）
重合性液晶化合物（Ａ−２）の代わりに重合性液晶化合物（ビーエーエスエフ社製、ＬＣ２４２）を用いた以外は実施例６の組成物（Ｋ）と同様の方法によりコレステリック液晶組成物（Ｎ）を調製した。また、重合性キラル化合物の重量部を５．７、４．６、４．１、３．８、３．５、又は３．２に変えることによりコレステリック液晶組成物（Ｏ）〜（Ｔ）を調製した。
【０１１８】
（光学フィルムの作製）
調製したコレステリック液晶組成物（Ｎ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムを作製した。得られた液晶配向フィルムはλ＝５２０ｎｍの選択反射中心波長を示した。選択反射波長帯域（△λ）は５０ｎｍであった。また、調製したコレステリック液晶組成物（Ｏ）〜（Ｔ）を用い、実施例３と同様の方法により液晶配向フィルムをそれぞれ作製した。得られた液晶配向フィルムの選択反射中心波長（λ）はそれぞれ４６０、５５０、６１０、６６０、７２０、及び７８０ｎｍであった。また、選択反射波長帯域（△λ）はそれぞれ４５、５５、６０、６５、７０、及び７５ｎｍであった。
作製した選択反射波長の異なる７枚の液晶配向フィルムを粘着剤で貼り合わせ、４２０〜８００ｎｍまでの広帯域選択反射フィルム（厚さ：８μｍ）を得た。
【０１１９】
この広帯域選択反射フィルムに位相差１３５ｎｍの位相差フィルム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。このコレステリック偏光子を液晶ディスプレイ用バックライト上に設置し、さらにその上に偏光軸を平行にした偏光板を設置した。前記輝度計を用いて輝度を測定したところ、バックライト上に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。
【０１２０】
実施例７
（有機ＥＬ素子の作製）
基板として透明ガラス板を用い、この基板の片面に陽極としてＩＴＯ膜（膜厚１２０ｎｍ）をスパッタリング法により成膜した。そして、正孔輸送材料であるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）をスピンコート法により２５ｎｍの厚さに成膜した。次に、ポリイミド等からなる高分子膜を１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みで形成し、ラビング処理を行った。その後、光重合開始剤（３重量％）及び重合性液晶化合物（Ａ−２）（２重量％）を含む塩化メチレン溶液をスピンコート法により成膜（厚さ８０ｎｍ）した。次に、重合性液晶化合物（Ａ−２）をネマチック液晶温度にて光重合し硬化させた。このネマチック液晶ポリマー層（光学フィルム）は電子輸送材料かつ発光材料として使用される。更にその層上に、カルシウムとアルミニウムを蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子を得た。この有機ＥＬ素子は、１１Ｖの印加電圧で偏光板を使用しない状態で１００ｃｄ／ｃｍ２  の輝度を実現した。また偏光比は５であった。
【０１２１】
比較例４
重合性液晶化合物（Ａ−２）の代わりにビーエーエスエフ社製の汎用液晶モノマーＬＣ２４２を重合性液晶化合物として使用し、重合性液晶化合物（ＬＣ２４２）１００重量部に対して、発光材料であるクマリン６（１重量部）を塩化メチレン溶液に添加した以外は実施例７と同様の方法により有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子は発光しなかった。