(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（３）：
【化１】
0004067665.tif 000029
［式中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、およびＲ６は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよいが、いずれも、［−（Ｌ１）ｋ−Ｄｉｎａ−（Ｌ２）ｐ−Ｚ］で表される置換基を意味する；
Ｌ１は、炭素原子数１〜３のオキシアルキレン基およびオキシカルボニル基からなる群より選ばれる置換基を表す；
Ｄｉｎａは、ハロゲン原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、および炭素原子数１〜１２のオキシアルキル基からなる群より選ばれる置換基を１〜６個有していてもよい３，４−ジヒドロナフタレン環を表す；
Ｌ２は、炭素原子数１〜２０のオキシアルキレン基、炭素原子数２〜４０のポリオキシアルキレン基、および炭素原子数１〜２０のチオアルキレン基からなる群より選ばれる置換基を表す；
ｋは、０もしくは１を表す；
ｐは、０もしくは１を表す；
Ｚは、α位に二重結合を有する炭素原子数１〜１２のアルケニルカルボニルオキシ基、α位に二重結合を有する炭素原子数１〜１２のアルケニルオキシ基、炭素原子数２〜１２のエポキシ基、アジリジン基、イソシアナート基、チオイソシアナート基、エチニル基、およびホルミル基からなる群より選ばれる置換基を表す］
で表されるディスコティック化合物。
【請求項２】
一般式（３）のＺが、α位に二重結合を有する炭素原子数１〜１２のアルケニルカルボニルオキシ基、α位に二重結合を有する炭素原子数１〜１２のアルケニルオキシ基、および炭素原子数２〜１２のエポキシ基からなる群より選ばれる置換基を表す請求項１に記載のディスコティック化合物。
【請求項３】
請求項１もしくは２に記載のディスコティック化合物および重合開始剤を含むことを特徴とする液晶組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学補償シート、その光学補償シートを用いた液晶表示素子、その光学補償シートの光学異方性層の形成に特に有用なディスコティック化合物、そしてそのディスコティック化合物を含む液晶組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、液晶セル、二枚の偏光板、および液晶セルと二枚の偏光板との間に設けられる一枚または二枚の光学補償シート（位相差板）からなる。
液晶セルは、液晶分子、それを封入するための二枚の基板、および液晶分子に電圧を加えるための電極層からなる。
液晶表示装置では、液晶分子の複屈折性のため、表示画像がイエローグリーンまたはイエローに着色する。表示画像の着色は、白黒表示でもカラー表示でも不都合である。光学補償シートは、このような着色を解消して、明るい鮮明な画像を得るために用いられる。光学補償シートにはまた、液晶セルの視野角を拡大する機能を付与する場合もある。光学補償シートとしては、延伸複屈折フイルムが従来から使用されていた。
【０００３】
一方、延伸複屈折フイルムからなる光学補償シートに代えて、透明支持体上にディスコティック化合物等の液晶性化合物を含む光学的異方性層を有する光学補償シートを使用することが提案され、既にディスコティック化合物を含む光学的異方性層を有する光学補償シートは実用化されている。光学的異方性層は、ディスコティック化合物を配向させ、その配向状態を固定することにより形成する。ディスコティック化合物は、一般に大きな複屈折率を有する。そして、ディスコティック化合物には、多様な配向形態がある。ディスコティック化合物を用いることで、従来の延伸複屈折フイルムでは得ることができない光学的性質を有する光学補償シートを製造することが可能になる。ディスコティック化合物を用いた光学補償シートについては、特開平６−２１４１１６号公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３号、ドイツ特許公報３９１１６２０Ａ１号の各明細書に記載がある。
【０００４】
ディスコティック化合物は、様々な文献［Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅらの研究報告、Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．、７１巻、１１１頁（１９８１年）；Ｂ．Ｋｏｈｎｅらの研究報告、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．、９６巻、７０頁（１９８４年）；Ｊ．Ｍ．Ｌｅｈｎらの報告、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．、１７９４頁（１９８５年）；Ｊ．Ｚｈａｎｇ、Ｊ．Ｓ．Ｍｏｏｒｅらの報告；Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、１１６巻、２６５５頁（１９９４年）］に記載されている。
【０００５】
ディスコティック液晶相は、円盤状分子の中心コアが分子間力で柱状に積み重なった柱状相、円盤状分子が乱雑に凝集したディスコティックネマティック（ＮD ）相、およびＮD 相に光学活性物質を添加することでねじれを導入したカイラルディスコティックネマティック（ＮD*）相に分類される。しかし、Ｗ．Ｈ．ｄｅ  ｊｅｕ著のＰｈｙｓｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｇｏｒｄｏｎ  ａｎｄ  Ｂｒｅａｃｈ、Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１９８０年）に記載のように、柱状相はしばしば見出されるが、ディスコティックネマティック相は稀にしか見出されていない。
【０００６】
ディスコティック化合物の中で、トリフェニレン系ディスコティック化合物が負の複屈折を有することは、Ｂ．Ｍｏｕｒｅｙらの報告［Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．、８４巻、１９３頁（１９８２年）］で明らかにされている。この性質を光学補償シートとして応用するためには、その薄膜を構成する分子全体を均一に配向させる必要がある。均一な配向のためには、良好なドメイン合一性を示すことが望ましい。しかし、従来のディスコティック化合物を用いて形成される薄膜は、配向時にドメイン同士の境界に配向欠陥を生じ、光学補償シートに利用できるほどの好ましい光学的性質を示さないことが多かった。ディスコティック化合物の化学構造は、光学的性質を変化させる要因となるので、多くの種類のディスコティック化合物を開発することが必要である。
【０００７】
光学補償シートの光学異方性層の形成のために、ディスコティック化合物の例として、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサ［４−（４−アクリロイルオキシヘキシルオキシ）ベンゾイルオキシ］トリフェニレンが開示されている（特開平７−３０６３１７号公報および特開平９−１０４８６６号公報に記載）。
【０００８】
一方、光学補償シートの面内レターデーション（△ｎｄ）は、補償しようとする液晶セルに合わせる必要がある。ここで、面内レターデーション（△ｎｄ）は、光学異方性層の複屈折率（△ｎ）と膜厚（ｄ）との積で表される。
例えば、ＳＴＮ型液晶表示装置に適した光学補償シートは、一般に面内レターデーション（△ｎｄ）が８８０ｎｍであることが必要とされている。しかし、光学補償シートを形成する光学異方性層の複屈折率（△ｎ）が小さい場合、膜厚は非常に厚くなり、現行技術でこの膜厚を達成することは困難である。よって、大きな複屈折率（△ｎ）が求められることになる。複屈折率（△ｎ）が大きければ、膜厚（ｄ）は薄くて足りる。膜厚が薄いほど、光学補償シートに適した分子配向状態を得ることができ、また光学異方性層を形成するディスコティック化合物の使用量を抑えることができる。
しかし、前記のトリフェニレン類から形成される光学補償シートは、必ずしも充分に大きな複屈折率（△ｎ）を有するとは言い難く、より大きな複屈折率（△ｎ）を発現するディスコティック化合物の開発が求められていた。
【０００９】
また、後に、本発明者は、より大きな複屈折率（△ｎ）を発現するディスコティック化合物として、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサ［４−（４−アクリロイルオキシブチルオキシ）シンナモイルオキシ）トリフェニレン（特開平７−３０９８１３号公報に記載）を見出しているが、この化合物は、光重合の際に紫外線照射によってトランス体からシス体への異性化反応を起こすという問題点を持つことが分かった。そのため、この化合物は光重合により配向固定を行うことが困難であった。さらに、特定の波長下での紫外線照射、あるいは特定の重合開始剤の使用により、上記問題を解決できることが分かったが、紫外線に対して充分に安定であるとは言い難く、より安定なディスコティック化合物が求められていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、光重合によって安定な新規なディスコティック化合物であり、かつその化合物から形成される光学補償シートが大きな複屈折率（△ｎ）を有することにある。またそのディスコティック化合物の液晶組成物、それを用いた光学補償シートおよび液晶表示素子を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者の研究により、一般式（１）および一般式（２）、特に一般式（３）で表される化学構造を持つ新規なディスコティック化合物が、前記の課題を解決できることが判明した。従って、本発明は、一般式（１）および一般式（２）、特に一般式（３）で表される化学構造を持つディスコティック化合物、液晶組成物、光学補償シート、および液晶表示素子にある。一般式（１）は、下記式で表される。
【００１２】
【化２】
0004067665.tif 000002
【００１３】
ただし、上記式（１）において、各記号の意味は次のとおりである。
【００１４】
［Ｘ］m および［−（Ｌ1 ）k −Ｔ］n は、それぞれＤに結合している置換基を表す。
【００１５】
Ｄは、母核部分を表す。
【００１６】
Ｘは、ハロゲン原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のアルキルチオ基、炭素原子数２〜１３のアシルオキシ基、および炭素原子数２〜１３のアルコキシカルボニル基からなる群より選ばれる置換基を表す。
【００１７】
Ｌ1 は、二価の連結基を表す。特に好ましくは、炭素原子数１〜３のオキシアルキレン基もしくはオキシカルボニル基である。
【００１８】
Ｔは、下記式で表される基を表す。
【００１９】
【化３】
0004067665.tif 000003
【００２０】
ただし、上記式Ｔにおいて、各記号の意味は次のとおりである。
【００２１】
Ａは、ハロゲン原子、水素原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、および炭素原子数１〜１２のアルコキシ基からなる群より選ばれる置換基を表す。
【００２２】
Ｌ2 は、二価の連結基を表す。特に好ましくは、炭素原子数１〜２０のオキシアルキレン基、炭素原子数２〜４０のポリオキシアルキレン基、もしくは炭素原子数１〜２０のチオアルキレン基である。
【００２３】
Ｌ3 は、二価の連結基を表す。
【００２４】
Ｚは、反応性基を表す。特に好ましくは、アクリロイル基、ビニルオキシ基、もしくはエチレンエポキシ基である。
【００２５】
Ｑは、ハロゲン原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数２〜２４のポリオキシアルキレン基、炭素原子数２〜１３のアシル基、および炭素原子数２〜１３のアシルオキシ基からなる群より選ばれる置換基を表す。特に好ましくは、メチル基である。
【００２６】
ｋは、０もしくは１を表す。
ｐは、０もしくは１を表す。
ｑは、０もしくは１を表す。
ｍは、０〜１００の整数を表す。
ｎは、１〜１００の整数を表す。
ただし、ｍとｎの和は１００を越えることはない。
【００２７】
ｘは、１〜４の整数を表す。
ｙは、０〜３の整数を表す。
ただし、ｘとｙの和は４を越えることはない。
【００２８】
一般式（１）は、好ましくは下記一般式（２）で表される。
【００２９】
【化４】
0004067665.tif 000004
【００３０】
［Ｘ］m および［−（Ｌ1 ）k −Ｄｉｎａ−（Ｌ2 ）p −Ｚ］n は、それぞれＤに結合している置換基を表す。
【００３１】
Ｄｉｎａは、置換基を有していてもよい３，４−ジヒドロナフタレン環を表す。特に好ましい置換基は、メチル基、メトキシ基、フッ素原子、もしくは塩素原子である。
【００３２】
一般式（１）は、特に好ましくは下記一般式（３）で表される。
【００３３】
【化５】
0004067665.tif 000005
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の化合物は、下記一般式（１）：
［Ｘ］m −Ｄ−［−（Ｌ1 ）k −Ｔ］n
好ましくは、下記一般式（２）：
［Ｘ］m −Ｄ−［−（Ｌ1 ）k −Ｄｉｎａ−（Ｌ2 ）p −Ｚ］n
で表される新規なディスコティック化合物である。
【００３５】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
【００３６】
Ｄは、ベンゼン環、トリフェニレン環、トルキセン環、フタロシアニン環、ポルフィリン環、アントラセン環、アザクラウン環、シクロヘキサン環、ヘキサエチニルベンゼン環、ジベンゾピレン環、コロネン環、およびフェニルアセチレンマクロサイクロ環からなる群より選ばれる母核部分である。さらに、日本化学会編、「化学総説Ｎｏ．１５  新しい芳香族の化学」（１９７１年、東京大学出版会刊）に記載の環状化合物およびこれらの複素原子置換等電子構造体を挙げることができる。また、β−ジケトン系金属錯体のように、水素結合、配位結合等により複数の分子の集合体を形成してディスコティック化合物となるものでもよい。好ましくは、ディスコティックネマティック（ＮD ）相を形成するものであり、より好ましくはベンゼン環、トリフェニレン環、あるいはトルキセン環であり、特に好ましくはトリフェニレン環である。
【００３７】
ｎは、１〜１００の整数であるが、２〜８０であることが好ましく、４〜５０であることがより好ましく、６〜２０であることがさらに好ましい。
【００３８】
Ｄは、後述する置換基［−（Ｌ1 ）k −Ｔ］n 、もしくは［−（Ｌ1 ）k −Ｄｉｎａ−（Ｌ2 ）p −Ｚ］n 以外に、置換基［Ｘ］m を有していてもよい。
【００３９】
Ｘは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のアルキルチオ基、炭素原子数２〜１３のアシルオキシ基、炭素原子数２〜１３アルコキシカルボニル基からなる群より選ばれる置換基を挙げることができ、アリール基、複素環基を含んでいてもよい。さらに、スルホキシド基、スルホニル基、アミド基等の官能基を有していてもよい。
【００４０】
ｍは、０〜１００の整数である。ただし、ｍとｎとの和は１００を越えることはないが、ｍは、好ましくは０である。
【００４１】
Ｌ1 は、１〜２５個の炭素原子を有する二価の連結基を表す。あるいは、ＤがＤｉｎａと直接結合していてもよい。例えば、炭素原子数１〜１２のアルキレン基、炭素原子数２〜１２のポリオキシアルキレン基、オキシカルボニル基、カルボニル基、エーテル基、チオエーテル基、チオカルボニルチオエーテル基、オキシカルボニルエーテル基、ジカルボニルエーテル基、−ＮＲ0 −、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ0 −、−ＮＲ0 −Ｃ（Ｏ）−ＮＲ0 −（Ｒ0 は水素原子もしくは炭素原子数１〜６のアルキレン基である）からなる群より選ばれる置換基を挙げることができる。
上記のＬ1 は、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、および炭素原子数２〜７のアシルオキシ基からなる群より選ばれる置換基を有していてもよい。また、Ｌ1 が複数連結してなる連結基でもよい。Ｄに複数のＬ1 が連結している場合、これらのＬ1 はそれぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合していてもよい。
Ｌ1 は、好ましくは、炭素原子数１〜６のアルキレン基、炭素原子数１〜６のオキシアルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、オキシカルボニルエーテル基、ジカルボニルエーテル基であり、さらに好ましくは、炭素原子数１〜３のオキシメチレン基、エーテル基、オキシカルボニル基であり、特に好ましくは、オキシメチレン基、オキシカルボニル基である。
【００４２】
Ｔは、下記式で表される基を表す。
【００４３】
【化６】
0004067665.tif 000006
【００４４】
Ａは、ハロゲン原子、水素原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、および炭素原子数１〜１２のアルコキシ基からなる群より選ばれる置換基である。好ましくは、水素原子、もしくは炭素原子数１〜１２のアルキル基である。より好ましくは、メチル基、もしくはエチル基であり、特に好ましくは、メチル基である。
【００４５】
Ｑは、ハロゲン原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数２〜２４のポリオキシアルキレン基、炭素原子数２〜１３のアシル基、および炭素原子数２〜１３のアシルオキシ基からなる群より選ばれる置換基である。好ましくは、炭素原子数１〜１２のアルキル基である。より好ましくは、炭素原子数１〜３のアルキル基である。特に好ましくは、メチル基である。
【００４６】
ｙは、０〜３の整数である。好ましくは、０、もしくは１である。ｙが、２もしくは３のとき、Ｑは、互いに同一でも異なっていてもよい。隣接するＱが、互いに、あるいは同一分子内の別のＱと互いに環を形成していてもよい。
【００４７】
Ｌ2 は、１〜２５個の炭素原子を含む二価の連結基である。あるいは、ＤｉｎａがＺと直接結合してもよい。Ｌ2 としては、炭素原子数１〜２０のオキシアルキレン基、炭素原子数２〜４０のポリオキシアルキレン基、炭素原子数１〜２０のチオアルキレン基、炭素原子数１〜２０のジオキシアルキレン基、炭素原子数１〜２０のスルホニルアルキレン基、炭素原子数３〜２３の末端にビニル基を有するオキシアルキレン基、炭素原子数１〜２０のアルキレンチオメチレン基、炭素原子数４〜１２の２−アルキレンチオエチレン基、炭素原子数４〜１２の２−アルキルチオエトキシメチレン基、炭素原子数４〜１２の２−アルコキシエトキシメチレン基、炭素原子数４〜１２の２−アルコキシカルボニルエチレン基、炭素原子数８〜２７の４−アルキレンオキシベンゾイル基、炭素原子数８〜２７の４−アルキレンオキシベンゾイルオキシ基、炭素原子数８〜２７の４−アルキレンベンゾイルオキシ基、炭素原子数９〜２８の２−（４−アルキレンフェニル）エチニル基、炭素原子数７〜２６の４−アルキレンオキシフェニル基、炭素原子数８〜２７の４−アルキレンオキシフェノキシカルボニル基からなる群より選ばれる置換基を挙げることができる。好ましくは、炭素原子数１〜２０のオキシアルキレン基、炭素原子数２〜４０のポリオキシアルキレン基、および炭素原子数１〜２０のチオアルキレン基である。
【００４８】
前記のフェニル基の代わりに、ナフチル基、フェナントリル基、アントラセン基、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、トリアゾリル基、チアゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアジアリル基、オキサジアゾリル基、キノリル基、イソキノリル基からなる群より選ばれる基に置き換えてもよい。
【００４９】
ディスコティック液晶分子を重合により固定するためには、Ｄに結合している置換基の末端に反応性基（Ｚ）を結合させなければならない。
Ｚは、α位に二重結合を有する１〜１２のアルケニルカルボニルオキシ基、α位に二重結合を有する１〜１２のアルケニルオキシ基、炭素原子数２〜１２のエポキシ基、炭素原子数２〜１２のアジリジン基、イソシアナート基、チオイソシアナート基、エチニル基、およびホルミル基からなる群より選ばれる置換基である。好ましくは、α位に二重結合を有する炭素原子数１〜９のアルケニルカルボニルオキシ基、α位に二重結合を有する１〜６のアルケニルオキシ基、および炭素原子数２〜４のエポキシ基であり、より好ましくは、アクリロイル基、ビニルオキシ基、およびエチレンエポキシ基である。
【００５０】
ｘは、１〜４の整数である。好ましくは、１である。
【００５１】
Ｌ3 は、１〜２５個の炭素原子を含む二価の連結基である。好ましくは、炭素原子数１〜２０のアルキレン基、炭素原子数１〜２０のオキシアルキレン基、−Ｏ−、および−Ｓ−である。より好ましくは、炭素原子数１もしくは２のアルキル基で置換されていてもよい炭素原子数１〜４のアルキレン基である。特に好ましくは、炭素原子数１もしくは２のアルキル基で置換されていてもよいエチレン基である。
【００５２】
ｋ、ｐ、およびｑは、共に０もしくは１である。好ましくは、１である。
【００５３】
Ｄｉｎａは、ハロゲン原子、炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数２〜２４のポリオキシアルキレン基、炭素原子数２〜１３のアシル基、および炭素原子数２〜１３のアシルオキシ基からなる群より選ばれる置換基を１〜６個有していてもよい３，４−ジヒドロナフタレン環である。この置換基は、互いに同一でも異なっていてもよく、また隣接する置換基が互いにあるいは同一分子内の別の３，４−ジヒドロナフタレン環の置換基と互いに環を形成していてもよい。好ましい置換基としては、ハロゲン原子、炭素原子数１〜６のアルキル基、および炭素原子数１〜６のアルコキシ基であり、より好ましくはメチル基、メトキシ基、フッ素原子、および塩素原子である。
【００５４】
一般式（１）で表される化合物は、特に好ましくは、下記一般式（３）で表されるトリフェニレン環化合物である。
【００５５】
【化７】
0004067665.tif 000007
【００５６】
上記式において、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 、Ｒ5 、およびＲ6 は、それぞれ、互いに同一でも異なっていても良く、また互いに結合して環を形成していてもよいが、いずれも、［−（Ｌ1 ）k −Ｄｉｎａ−（Ｌ2 ）p −Ｚ］で表される置換基を意味する。また、Ｌ1 、Ｄｉｎａ、Ｌ2 、Ｚ、ｋ、およびｐは、一般式（２）の記載の意味を有する。
【００５７】
以下に、本発明のディスコティック化合物の具体例を示す。
【００５８】
【化８】
0004067665.tif 000008
【００５９】
【化９】
0004067665.tif 000009
【００６０】
【化１０】
0004067665.tif 000010
【００６１】
【化１１】
0004067665.tif 000011
【００６２】
【化１２】
0004067665.tif 000012
【００６３】
【化１３】
0004067665.tif 000013
【００６４】
【化１４】
0004067665.tif 000014
【００６５】
【化１５】
0004067665.tif 000015
【００６６】
【化１６】
0004067665.tif 000016
【００６７】
上記式中、＊印は光学活性を表すが、Ｒ、Ｓのいずれでもよい。
【００６８】
【化１７】
0004067665.tif 000017
【００６９】
上記式中、＊印は光学活性を表すが、Ｒ、Ｓのいずれでもよい。
【００７０】
以下、Ｒは、すべて同一の置換基を意味する。
【００７１】
【化１８】
0004067665.tif 000018
【００７２】
【化１９】
0004067665.tif 000019
【００７３】
【化２０】
0004067665.tif 000020
【００７４】
【化２１】
0004067665.tif 000021
【００７５】
【化２２】
0004067665.tif 000022
【００７６】
【化２３】
0004067665.tif 000023
【００７７】
【化２４】
0004067665.tif 000024
【００７８】
本発明の光学補償シートは、ディスコティック液晶化合物のみからなる光学異方性層で構成されていてもよいが、支持体上にディスコティック液晶化合物を含む光学異方性層が少なくとも一層塗設されていることが好ましい。用途に応じて液晶層の上下もしくは液晶層間に保護膜もしくは支持体が存在してもよい。
【００７９】
光学異方性層は、ディスコティック化合物を含む塗布液を、片方の界面が気相と接した状態で支持体上に塗布することが好ましい。これを乾燥後、ディスコティックネマティック相形成温度まで加熱し、その後配向状態を維持して冷却することにより得ることができる。あるいは、本光学異方性層は、ディスコティック化合物に重合開始剤を添加した組成物を支持体上に塗布し、乾燥後、ディスコティックネマティック相形成温度まで加熱した後、重合させ冷却することによって得ることができる。
【００８０】
本発明の組成物は、ディスコティック化合物に重合開始剤を添加した組成物に、さらに重合開始剤以外の他の化合物を添加してもよい。重合開始剤は、熱重合開始剤でもよいが、光重合開始剤がより好ましい。他の化合物を添加することにより、場合によっては、光学異方性層の複屈折率（△ｎ）および均一配向したディスコティック液晶分子の光学軸の傾斜角β等を変化させることができるからである。
【００８１】
ディスコティック化合物に混合される他の化合物は、ポリメチルメタクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、スチレン・無水マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、スチレン・ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、シリレート系ポリマー等を挙げることができる。上記の高分子化合物だけでなく、種々の低分子化合物を用いてもよい。低分子化合物としては、好ましくは、エチレングリコール−１，４−ジアクリレート、エチレングリコール−１，４−ジグリシジルエーテル、市販の紫外線硬化樹脂モノマーである。また、カチオン系、アニオン系、およびノニオン系の界面活性剤も好ましく用いられる。
【００８２】
一般式（１）、（２）、もしくは（３）で表されるディスコティック化合物の組成物中の含有量は、好ましくは５０重量％以上、１００重量％未満であり、より好ましくは６０重量％以上、１００重量％未満である。
【００８３】
組成物の作製方法は、混合すべき化合物を乳鉢、ボールミール、ペイントシェーカーにて混合するか、あるいはこれらの化合物を加熱溶融した液体状態で攪拌混合する方法である。さらに、両者を溶媒に溶解後混合する方法も好ましく用いられる。溶媒としては、好ましくは、ベンゼンやヘキサンなどの炭化水素系溶媒、ジクロロメタンやクロロホルムなどのハロゲン系溶媒、酢酸メチルや酢酸ブチルなどのエステル系溶媒、アセトンやメチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、テトラヒドロフランや１，２−ジメトキシエタンなどのエーテル系溶媒が用いられ、これらの溶媒を混合して用いてもよい。
【００８４】
支持体の素材は、透過率が良好で、かつ光学的等方性に近いことが望ましい。従って、ガラスやゼオネックス（日本ゼオン（株）製）、アートン（ＡＲＴＯＮ、日本合成ゴム（株）製）、フジタック（富士写真フィルム（株）製）の商品名で売られている支持体が好ましい。また、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホンも好ましく用いられる。
【００８５】
保護膜の素材としては、ポリメチルメタアクリレート、アクリル酸・メタクリル酸共重合体、スチレン・無水マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコール、Ｎ−メチロールアクリルアミド、スチレン・ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル・塩化ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの高分子物質、およびシランカップリング剤等を挙げることができる。ω−トリコサン酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリドおよびステアリン酸メチルなどのラングミュア・ブロジェット（ＬＢ法）により形成される累積膜を使用することもできる。
【００８６】
予め支持体上に形成された保護膜は、ラビング処理をされて配向膜として、液晶形成時の分子配向に大ききな影響を与える。配向膜としては、ＳｉＯ2 蒸着膜、もしくはラビング処理したポリイミド膜が好ましく用いられる。ラビングした変性ポバール膜、ラビングしたシリル化剤で処理したガラス基板、ラビングしたゼラチン膜、もしくはラビングしたガラス基板も好ましく用いられる。
【００８７】
光学異方性層は、蒸着法、スピンコート、ディップコート、エクストルージョンコートなどの塗布法により支持体上に形成できる。特に、本発明のディスコティック液晶化合物では、塗布の段階で塗布の方向に光学軸が揃う傾向が認められる。
【００８８】
ディスコティック化合物は、配向状態を維持して固定する。固定化は、反応性基（Ｚ）の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合反応と光重合反応とが含まれるが、光重合反応が好ましい。光重合反応には、光重合開始剤を用いることが好ましい。
光重合開始剤としては、α−カルボニル化合物（米国特許２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書に記載）、アシロインエーテル（米国特許２４４８８２８号の明細書に記載）、α−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物（米国特許２７２２５１２号の明細書に記載）、多核キノン化合物（米国特許３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書に記載）、トリアリールイミダゾールダイマー／ｐ−アミノフェニルケトンの組み合わせ（米国特許３５４９３６７号の明細書に記載）、アクリジン化合物およびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許４２３９８５０号の各明細書に記載）、オキサジアゾール化合物（米国特許４２１２９７０号の明細書に記載）等を挙げることができる。
光重合開始剤の濃度については、塗布液の固形分の０．０１〜２０重量％であることが好ましく、０．５〜５重量％であることがより好ましい。
【００８９】
以下に好ましく用いられる光重合開始剤を示す。
【００９０】
【化２５】
0004067665.tif 000025
【００９１】
さらに、必要により種々の有機アミン化合物を併用することができる。有機アミン化合物としては、トリエタノールアミン、ジエタノールアニリン、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、ミヒラーケトンを挙げることができる。有機アミン化合物の添加量は、光重合開始剤の５０〜２００モル％の範囲が好ましい。また、本発明で用いる光重合開始剤に必要に応じて、Ｎ−フェニルグリシン、２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノ安息香酸アルキルエステル等の水素供与性化合物を添加することによって重合開始を促進できる。酸素による重合阻害を抑制するために、界面活性剤を少量添加してもよい。
【００９２】
重合用の光線としては、電子線、紫外線、可視光線、赤外線（熱線）が好ましく、より好ましくは紫外線である。紫外線による光重合開始剤を用いるラジカル重合やカチオン重合は、一般に極めて重合速度が大きく、製造工程おける生産性の点で好ましい。ラジカル光源としては、低圧水銀ランプ、高圧放電ランプ、およびショートアーク放電ランプが好ましく用いられ、高圧放電ランプがより好ましく用いられる。照射エネルギーは、２０〜５０ｍＪ／ｃｍ2 であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ2 であることがより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を行ってもよい。
【００９３】
特に、エポキシ基の重合は、紫外線によるカチオン重合が好ましい。紫外線活性化カチオン触媒として、アリルジアゾニウム塩（ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート）、ジアリルヨードニウム塩、ＶＩａ族アリロニウム塩が好ましく用いられる。
【００９４】
本発明の新規なディスコティック化合物は、Ｄで表される化合物と［−（Ｌ1 ）k −Ｄｉｎａ−（Ｌ2 ）p −Ｚ］で表される化合物とを縮合させることにより合成することができる。縮合は、一般的合成法に準じて行うことができるが、これに限定されるものではない。
【００９５】
次に、化合物の具体的合成例を示す。
【００９６】
【実施例】
［合成例１］２，３，６，７，１０，１１−ヘキサキス［６−（４−アクリロイルオキシブチルオキシ）−３，４−ジヒドロ−２−ナフトイルオキシ］トリフェニレンの合成
１）６−（４−ヒドロキシブチルオキシ）−３，４−ジヒドロ−２−ナフトエ酸の合成
６−メトキシ−１−テトラロンよりＰ．Ａ．Ｒｅｄｄｙらの研究報告（Ｉｎｄｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２０Ｂ巻、１００頁記載の方法）に従って合成した。
【００９７】
２）６−（４−アクリロイルオキシブチルオキシ）−３，４−ジヒドロ−２−ナフトエ酸の合成
上記１）で得た６−（４−ヒドロキシブチルオキシ）−３，４−ジヒドロ−２−ナフトエ酸（３．３３ｇ）にＮ，Ｎ−ジメチルアニリン（１．８５ｇ）、アクリル酸クロリド（１．２４ｍＬ）およびテトラヒドロフラン（２０ｍＬ）を加え、６０℃にて２時間攪拌した。冷却後、水（４００ｍＬ）に反応液を加え、析出した結晶を濾別した。得られた結晶を再結晶により精製して標題化合物（３．２８ｇ）を得た。収率８２％。
【００９８】
３）２，３，６，７，１０，１１−ヘキサキス［６−（４−アクリロイルオキシブチルオキシ）−３，４−ジヒドロ−２−ナフトイルオキシ］トリフェニレンの合成
上記２）で得た６−（４−アクリロイルオキシブチルオキシ）−３，４−ジヒドロ−２−ナフトエ酸（１．０ｇ）、塩化チオニル（０．６９ｍＬ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２滴およびトルエン（５ｍＬ）の混合溶液を４０℃で３０分間攪拌した。トルエンおよび過剰の塩化チオニルを減圧下で留去後、ピリジン（５ｍＬ）に溶解した。このピリジン溶液を、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン（１０２ｍｇ）のピリジン（５ｍＬ）溶液に加えた。６０℃にて１時間反応後、室温にて一晩放置した。そして、反応混合物にメタノール（３００ｍＬ）を滴下し、析出した結晶を濾別乾燥した。この白色結晶をＤＭＦ（１０ｍＬ）−トリエチルアミン（０．５ｍＬ）に溶解し、６０℃にて１時間攪拌した。ここに、メタノール（２００ｍＬ）を滴下し、析出した結晶を濾別乾燥後、カラムクロマトグラフィーにて精製を行い、標題化合物（０．５０ｇ）を得た。収率７５％。
【００９９】
1 Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ）δ：
１．８５（２４Ｈ、ｂｒｓ）
２．７０（２４Ｈ、ｍ）
４．０５（１２Ｈ、ｂｒｓ）
４．２５（１２Ｈ、ｂｒｓ）
５．８０（６Ｈ、ｄ）
６．１０（６Ｈ、ｄｄ）
６．４０（６Ｈ、ｄ）
６．６５（６Ｈ、ｄ）
７．０５（６Ｈ、ｄ）
７．７５（６Ｈ、ｓ）
８．４０（６Ｈ、ｓ）
【０１００】
［実施例１］ディスコティック化合物の物性の確認
本発明のディスコティック化合物である先に記載した合成例１の化合物について、ＤＳＣ（示差走査熱量計）および偏光顕微鏡にて液晶相の変化を観察した。その結果、ディスコティックネマティック相を形成する温度範囲は、１６２〜２４０℃であった。
【０１０１】
合成例１の化合物は、下記式の化合物である。
【０１０２】
【化２６】
0004067665.tif 000026
【０１０３】
［実施例２］ＵＶスペクトルの変化の測定
ポリビニルアルコールを下塗りした石英ガラスに、上記合成例１の化合物および下記式の比較化合物Ａを、それぞれスピンコーターにより塗布した。室温下で高圧水銀ランプを用いて、それぞれの塗布層に紫外線を照射し、それぞれの塗布層のＵＶスペクトルの変化を測定した。照射したエネルギーは、１０秒で４００ｍＪに相当するエネルギーである。３１０ｎｍ以下の紫外線を遮断するため、ガラスフィルターを塗布層の前方１０ｃｍの位置に設けた。
【０１０４】
【化２７】
0004067665.tif 000027
【０１０５】
合成例１の化合物および比較化合物ＡのＵＶスペクトルの変化を、それぞれ図１および図２に示す。図より、比較化合物Ａでは明らかにスペクトル吸収が減少したのに対して、合成例１の化合物ではほとんど変化しなかった。従って、この結果から、ＵＶ照射によって、比較化合物Ａは別の構造を有する化合物に変化し、合成例１の化合物はほとんど構造変化を起こさなかったことが分かる。
【０１０６】
以下、合成例１の化合物を含む液晶組成物の調製、および光学補償シートの作成法とその物性について説明する。
【０１０７】
［実施例３］ディスコティック化合物を含む組成物の調製、および光学補償シートの調製
合成例１の化合物、比較化合物Ａ、および下記式で表される比較化合物Ｂを、それぞれ、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を含むメチルエチルケトンに溶解し、８重量％の溶液を調製した。光重合開始剤は、これらの化合物に対して、それぞれ３重量％となるように予め調製しておいた。ディスコティック化合物と光重合開始剤とのこれらの組成物溶液をそれぞれ、Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩとした。
【０１０８】
【化２８】
0004067665.tif 000028
【０１０９】
厚さ０．７ｍｍガラス板を基板とし、０．１μｍのゼラチン下塗り層を設け、その上にポリビニルアルコール（ＰＶＡ−２０３、クラレ（株）製）を塗布し乾燥した。この塗布層をラビング機によりラビング処理して配向膜とした。次に、この組成物溶液Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩをそれぞれ、配向膜上にスピンコーターにより１０００ｒｐｍで塗布し、ディスコティック化合物の塗布層を形成させた。これを試料Ｓ−１、Ｓ−２およびＳ−３とした。
【０１１０】
光学補償シート（１）；表面温度１６０℃に加熱した金属ローラーに、試料Ｓ−１を支持体側にて５０秒間接触させ、次いで、紫外線照射装置（ＵＲＵＴＯＲＡ−ＶＩＯＬＥＴＰＲＯＤＵＣＴＳ（株）製ＵＶＬ−５８（１６Ｗ））を使用し、２秒間露光させることにより本発明の光学補償シートを得た。このシートを偏光顕微鏡で観察したところ、ディスコティックネマティック相起源の配向の固定が確認された。
このシートについて、エリプソメトリー（ＡＥＰ−１００、島津製作所（株）製）を用いて、面内レターデーション（△ｎｄ）を測定し、その角度依存性から光軸傾斜角度βを求めた。測定した面内レターデーション（△ｎｄ）と別途測定した膜厚（ｄ）より△ｎを求めた。ただし、△ｎｄが極小点においても０にならない場合には、極小点の角度を見かけの傾斜角βとした。測定の結果、見かけの傾斜角βは２０°、△ｎは０．１１であった。また、２００℃に再加熱しても相変化が見られなかった。
【０１１１】
光学補償シート（２）；金属ローラーの表面温度が１２０℃であること、および試料Ｓ−２を用いたこと以外は、光学補償シート（１）と同様にして光学補償シートを作成したが、このシートは光学的異方性を失っていた。
【０１１２】
光学補償シート（３）；金属ローラーの表面温度が１２０℃であること、および試料Ｓ−３を用いたこと以外は、光学補償シート（１）と同様にして光学補償シートを得た。エリプソメトリーの測定の結果、βは２０°、△ｎは０．０７であった。また、２００℃に再加熱しても相変化が見られなかった。
【０１１３】
上記の結果より、比較化合物１で代表されるシンナモイル基を有するトリフェニレン系のディスコティック化合物は、光重合反応における紫外線に不安定であり、比較化合物２で代表されるベンゾイル基を有するトリフェニレン系のディスコティック化合物は、紫外線に対しては安定であるものの光学異方性層の複屈折率（△ｎ）が小さいことが分かった。
従って、本発明のディスコティック化合物は、光学異方性層の複屈折率（△ｎ）が大きく、かつ紫外線を用いた重合反応にも充分に安定であることが判明し、本発明の課題を達成できた。
【０１１４】
次に、レターデーション（△ｎｄ）が４８０ｎｍで、ねじれ角が９０°のＴＮ型液晶セルに、光学補償シート（１）を装着し、０〜５Ｖの３０Ｈｚ矩形波における液晶セルに対するコントラストの角度依存性をＬＣＤ−５０００（大塚電子（株）製）によって測定した。コントラスト比１０以上の角度範囲が、左右で１００°以上、上下で７５°以上得られた。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明のディスコティック化合物は、紫外線照射に安定で、かつ本発明の化合物を含む光学異方性層は、大きな複屈折率（△ｎ）を有する。このため、配向固定が容易に行え、膜厚を薄くすることが可能となる。また、この光学補償シートを備えた液晶表示素子は、視野特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】合成例１の化合物の塗布層をＵＶ照射した時のＵＶスペクトルの変化を示す図である。
【図２】比較化合物Ａの塗布層をＵＶ照射した時のＵＶスペクトルの変化を示す図である。
【符号の説明】
１  ＵＶ照射しない場合のスペクトル
２  ＵＶ照射１０秒後のスペクトル
３  ＵＶ照射２０秒後のスペクトル
４  ＵＶ照射３０秒後のスペクトル
５  ＵＶ照射１分後のスペクトル
６  ＵＶ照射２分後のスペクトル
７  ＵＶ照射４分後のスペクトル
【図１】
0004067665.tif 000030
【図２】
0004067665.tif 000031