(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とを含むカイラルディスコティックネマティック相を有する液晶組成物の共重合体からなるカイラルディスコティックネマティック相を有する光学異方性層を含む光学補償シートを備えたＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項２】
ディスコティック液晶性化合物のねじれの角度が、ＳＴＮ型液晶表示素子のＳＮＴ型液晶セルのねじれ角の±１０°の範囲の角度であることを特徴とする請求項１に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項３】
光学補償シートが、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物および重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物を含む塗布液を、支持体上に塗布し、加熱することにより、上記非カイラル性ディスコティック液晶性化合物をねじれ配向させ、次いでそのねじれ配向を維持しながら、該非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と該カイラル性非ディスコティック化合物とを共重合させることにより形成されたものであることを特徴とする請求項１もしくは２の内の何れかの項に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項４】
重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とが、前者対後者の重量比で９９．９：０．１乃至５５：４５の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至３の内の何れかの項に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項５】
重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物が、９０°乃至３６０°の範囲の角度でねじれ配向した状態で固定化されていることを特徴とする請求項１乃至４の内の何れかの項に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項６】
重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物が、トリフェニレン骨格を有する非カイラル性ディスコティック化合物であることを特徴とする請求項１乃至５の内の何れかの項に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項７】
トリフェニレン骨格を有する非カイラル性ディスコティック化合物が、下記一般式（１）：
【化１】
0003802988.tif 000032
［式中、
Ｒ1 は、［−（Ｌ1 ）a −Ａｒ−（Ｌ2 ）b−Ｚ1 ］を表す；
Ｌ1 およびＬ2 は、二価の連結基を表す；
Ａｒは、フェニル基もしくはシンナモイル基を表す；
Ｚ1 は、重合性基を表す；
ａおよびｂは、１〜２０の整数を表す］
で表わされる請求項６に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項８】
重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物が、下記一般式（２）：
Ｃ−［−（Ｌ3 ）m −Ｚ2 ］n
［式中、
Ｃは、光学的に不斉な構造を表す；
Ｌ3 は、二価の連結基を表す；
ｍは、０〜１０の整数を表す；
Ｚ2 は、重合性基を表す；
ｎは、１〜２０の整数を表す］
で表される請求項１乃至５の内の何れかの項に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項９】
一般式（２）のＬ3 が、エーテル基、カルボニル基、炭素原子数１〜２０のアルキレン基、炭素原子数１〜２０のアルケニレン基、炭素原子数２〜２０のポリオキシアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアリーレン基、チオエーテル基および二価のアミノ基からなる群より選ばれる連結基、あるいはエーテル基、カルボニル基、炭素原子数１〜２０のアルキレン基、炭素原子数１〜２０のアルケニレン基、炭素原子数２〜２０のポリオキシアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアリーレン基、チオエーテル基および二価のアミノ基からなる群より選ばれる連結基を組み合わせてなる連結基を表し、そして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アルケニルオキシ基、炭素原子数２〜１２のエポキシド基、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請求項８に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項１０】
ＳＴＮ型液晶表示素子のＳＮＴ型液晶セルが１８０°〜３６０°のねじれ角を有することを特徴とする請求項１に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【請求項１１】
ディスコティック液晶性化合物のねじれの角度が、ＳＴＮ型液晶表示素子のＳＮＴ型液晶セルのねじれ角の±１０°の範囲の角度であることを特徴とする請求項１０に記載のＳＴＮ型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学補償シートを用いたＳＴＮ型液晶表示素子に関する。
【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。
【０００３】
従来から使用されている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液晶性化合物を含む光学異方性層を有する光学補償シートは実用化されている。光学異方性層は、ディスコティック液晶性化合物を配向させ、その配向状態を固定することにより形成する。ディスコティック液晶性化合物は、一般に大きな複屈折率を有する。そして、ディスコティック液晶性化合物には、多様な配向形態がある。ディスコティック液晶性化合物を用いることで、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。ディスコティック液晶性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】
ディスコティック液晶性化合物は、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性化合物を用いた光学補償シートを、棒状液晶化合物のねじれ配向を用いたＳＴＮ型、ＢＴＮ型等の液晶表示素子に利用することが考えられる。ＳＴＮ型液晶表示素子では、一般に１８０°〜３６０°ねじれ配向させた棒状液晶化合物を複屈折モードで用いる。このため、ディスコティック液晶性化合物を垂直に配向させる必要がある。好ましくは、さらに、棒状液晶化合物に対して逆方向に、同じ角度だけねじれ配向させる必要がある。ねじれ配向させる方法として、光学活性でないディスコティック化合物にカイラル化合物を導入する方法、または不斉炭素原子を有するディスコティック化合物を単独で用いる方法（Ｊ．Ｍａｌｔｈｅｔｅ，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，６４，２３３〜２３８（１９８１））が知られている。
【０００６】
カイラル化合物の導入によるねじれ配向（カイラルディスコティックネマティック相形成）の研究は、棒状液晶化合物においては広範に行われている。カイラル化合物を適当量、棒状液晶化合物に添加することによって、液晶相のねじれのピッチを制御することができる。ここで、カイラルディスコティックネマティック相（ディスコティックコレステリック相：ＮD*）とは、ディスコティック液晶におけるカイラルネマティック相を意味し、その詳細については、従来技術の文献に記載されている（Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ａ（１９８０）、７９Ａ（２−３）、１８９〜１９２）。
【０００７】
光学活性でないディスコティック化合物にカイラル化合物を導入する方法としては、エチニルベンゼン類と糖類との組み合わせ［Ａｎｔｏｎ  Ｈａｕｓｅｒ，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．，７，２２２３〜２２２９（１９９７）］、エチニルベンゼン類と光学活性なニトロフルオレノン類との組み合わせ［Ｋ．Ｐｅａｅｆｃｋｅ，Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，１６，５３〜６５（１９９４）］が知られている。
【０００８】
しかし、光学活性でないディスコティック化合物にカイラル化合物を導入して液晶相をねじれ配向させる方法については、光学活性でないトリフェニレン類と光学活性なトリフェニレン類との組み合わせ［Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅ，Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７９Ａ（２，３），１８９〜１９２（１９８０）および特開平９−２６５７２号公報の明細書］が開示されているのみである。但し、光学活性でないトリフェニレン類と光学活性なトリフェニレン類との組み合わせに関する上記の２例は、いずれも場合も、双方の化合物がその側鎖に重合性基を持たない。
【０００９】
ここで、光学補償シートの作製には、その光学補償シートを構成する分子全体を室温で統計的に一方向に並べ、かつ分子の液晶性を維持したまま分子の配向を固定することが必要である。しかし、上記に記載の組み合わせによっては、液晶相がねじれ配向するものの、実際に望ましい性質を備えた光学補償シートを作製することは困難であった。そこで、室温で安定に均一ねじれ配向した液晶相を有する光学補償シートの作製が強く望まれていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、安定なねじれ配向を有するカイラルディスコティックネマティック相を形成することが可能な、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とを含む液晶組成物を含む光学異方性層を有する光学補償シートを備えたＳＴＮ型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、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物との共重合体からなる光学異方性層を含む光学補償シートを備えたＳＴＮ型液晶表示素子が前記の課題を解決できることが判明した。
【００１２】
重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物との共重合体からなる光学異方性層を含む光学補償シートの好ましい態様は以下の通りである。
【００１３】
１）カイラルディスコティックネマティック相を有する光学異方性層がカイラルディスコティックネマティック相を有する液晶組成物の共重合体からなることを特徴とする光学補償シート。
【００１４】
２）重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物および重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とを含む塗布液を、支持体上に塗布し、加熱することにより、上記非カイラル性ディスコティック液晶性化合物をねじれ配向させ、次いでそのねじれ配向を維持しながら、該非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と該カイラル性非ディスコティック化合物とを共重合させることにより形成されたものであることを特徴とする光学補償シート。
【００１５】
３）重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とが、前者対後者の重量比で９９．１：０．１乃至５５：４５の範囲にあることを特徴とする光学補償シート。
【００１６】
４）重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物が、９０°〜３６０°の範囲の角度でねじれ配向した状態で固定化されていることを特徴とする光学補償シート。
【００１７】
５）重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物が、トリフェニレン骨格を有する非カイラル性ディスコティック化合物であることを特徴とする光学補償シート。
【００１８】
トリフェニレン骨格を有する非カイラル性ディスコティック化合物は、好ましくは、下記一般式（１）で表される化合物である。
【００１９】
【化２】
0003802988.tif 000002
【００２０】
式中、Ｒ1 は、［−（Ｌ1 ）a −Ａｒ−（Ｌ2 ）b −Ｚ1 ］を表す。
Ｌ1 およびＬ2 は、二価の連結基を表す。
Ａｒは、フェニル基もしくはシンナモイル基を表す。
Ｚ1 は、重合性基を表す。
ａおよびｂは、１〜２０の整数を表す。
【００２１】
６）重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物が、下記一般式（２）：
Ｃ−［−（Ｌ3 ）m −Ｚ2 ］n
で表される光学補償シート。
式中、Ｃは、光学的に不斉な構造を表す。
Ｌ3 は、二価の連結基を表す。
ｍは、０〜１０の整数を表す。
Ｚ2 は、重合性基を表す。
ｎは、１〜２０の整数を表す。
【００２２】
７）一般式（２）のＬ3 が、エーテル基、カルボニル基、炭素原子数１〜２０のアルキレン基、炭素原子数１〜２０のアルケニレン基、炭素原子数２〜２０のポリオキシアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアリーレン基、チオエーテル基および二価のアミノ基からなる群より選ばれる連結基、あるいはエーテル基、カルボニル基、炭素原子数１〜２０のアルキレン基、炭素原子数１〜２０のアルケニレン基、炭素原子数２〜２０のポリオキシアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアリーレン基、チオエーテル基および二価のアミノ基からなる群より選ばれる連結基を組み合わせてなる連結基を表し、そして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アルケニルオキシ基、炭素原子数２〜１２のエポキシド基、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光学補償シート。
【００２３】
また、液晶組成物の好ましい態様は、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物および重合開始剤を含み、カイラルディスコティックネマティック相を有することを特徴とする液晶組成物である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明では、重合性基を有するカイラルディスコティック液晶性化合物を単独で用いる代わりに、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とを含む液晶組成物を用いることによって、安定な均一ねじれ配向を有するカイラルディスコティックネマティック相を形成させる。
【００２５】
以下、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物について説明する。
【００２６】
重合性基を有しない非カイラル性ディスコティック液晶性化合物は、様々な文献（Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｒ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖｏｌ．７１，ｐａｇｅ  １１１（１９８１）；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節( １９９４) ；Ｂ．Ｋｏｈｎｅ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，ｐａｇｅ  １７９４（１９８５）；Ｊ．Ｚｈａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１６，ｐａｇｅ  ２６５５（１９９４））に記載がある。
【００２７】
ディスコティック液晶性化合物を重合により固定するためには、当該ディスコティック液晶性化合物の母核部分に、置換基として重合性基を結合させる必要がある。但し、母核部分に重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、母核部分と重合性基との間に連結基を導入する。このような重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物としては、公知の文献（特開平７−３０６３１７号公報、特開平９−１０４８６６号公報等）に記載されている。当該ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載されている。
【００２８】
母核部分は、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、もしくはフェニルアセチレンマクロサイクロ環である。また、、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。さらに、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良い。好ましくは、ディスコティックネマティック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。母核部分の例を以下に示す。Ｒは、側鎖を表す。Ｒは、互いに同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
【００２９】
【化３】
0003802988.tif 000003
【００３０】
【化４】
0003802988.tif 000004
【００３１】
【化５】
0003802988.tif 000005
【００３２】
【化６】
0003802988.tif 000006
【００３３】
【化７】
0003802988.tif 000007
【００３４】
【化８】
0003802988.tif 000008
【００３５】
【化９】
0003802988.tif 000009
【００３６】
【化１０】
0003802988.tif 000010
【００３７】
従って、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物は、トリフェニレン骨格を有する非カイラル性ディスコティック化合物であることが好ましい。
【００３８】
トリフェニレン骨格を有する非カイラル性ディスコティック化合物は、下記一般式（１）で表される化合物（特開平９−１０４８６６号公報に記載の化合物および該化合物のベンゾイル基をシンナモイル基に置き換えた化合物）であることが好ましい。
【００３９】
【化１１】
0003802988.tif 000011
【００４０】
上記式において、Ｒ1 は、［−（Ｌ1 ）a −Ａｒ−（Ｌ2 ）b−Ｚ1 ］を表す。Ｒ1 は、同一でも異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
【００４１】
Ｌ1 は、炭素原子数１〜２５個の二価の連結基を表す。Ｌ1 は、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 −、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ0 −、−ＯＣ（Ｏ）ＯＮＲ0 −、−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連結基が好ましい。さらに、この連結基がハロゲン原子、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良い。Ｌ1 の好ましい例を以下に示す。
【００４２】
【化１２】
0003802988.tif 000012
【００４３】
Ａｒは、フェニル基もしくはシンナモイル基であることが好ましい。下記式で示す他のアリーレン基も好ましく用いられる。
【００４４】
【化１３】
0003802988.tif 000013
【００４５】
【化１４】
0003802988.tif 000014
【００４６】
Ｌ2 は、炭素原子数１〜２５個の二価の連結基を表す。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。
【００４７】
Ｚ1 は、重合性基を表す。Ｚ1 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のエポキシド基、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を挙げることができる。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のエポキシド基であり、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。好ましく用いられるＺ1 を下記式に示す。
【００４８】
【化１５】
0003802988.tif 000015
【００４９】
ａおよびｂは、それぞれ、１〜２０の整数を表す。
【００５０】
重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物について説明する。
【００５１】
カイラル性非ディスコティック化合物とは、円盤状以外の構造を有し、その側鎖部分に光学的に不斉な構造を有する化合物であり、液晶性を有していてもいなくてもよい。重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物は、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と共に重合により固定されることが好ましい。カイラル性非ディスコティック化合物を重合により固定するためには、該化合物が重合性基を有することが好ましい。また、該化合物は、液晶性を有していても有していなくてもよい。即ち、重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物は、下記式（２）で表わされる化合物であることが好ましい。
【００５２】
Ｃ−［−（Ｌ3 ）m −Ｚ2 ］n
【００５３】
［−（Ｌ3 ）m −Ｚ2 ］は、Ｃと結合している置換基を表し、同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
【００５４】
Ｃは、光学的に不斉な構造を表す。光学的に不斉な構造としては、不斉炭素原子を有する基を含む構造、あるいは軸性もしくは面性不斉な構造がある。不斉炭素原子を有する基を含む化合物としては、アミノ酸、糖類、テルペン類もしくはそれらの誘導体、酵素法等の半合成法による化合物、または光学分割を含む不斉合成によって合成された化合物等を挙げることができる。軸性もしくは面性不斉の構造を有する化合物としては、アレン、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン誘導体等を挙げることができる。
【００５５】
Ｌ3 は、二価の連結基を表す。Ｌ3 は、エーテル基、カルボニル基、炭素原子数１〜２０のアルキレン基、炭素原子数１〜２０のアルケニレン基、炭素原子数２〜２０のポリオキシアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアリーレン基、チオエーテル基および二価のアミノ基からなる群より選ばれる連結基であることが好ましい。あるいは、エーテル基、カルボニル基、炭素原子数１〜２０のアルキレン基、炭素原子数１〜２０のアルケニレン基、炭素原子数２〜２０のポリオキシアルキレン基、置換基を有していてもよい炭素原子数１〜２０のアリーレン基、チオエーテル基および二価のアミノ基からなる群より選ばれる連結基を組み合わせてなる連結基であってもよい。Ｌ3 の好ましい例を示す。
【００５６】
【化１６】
0003802988.tif 000016
【００５７】
【化１７】
0003802988.tif 000017
【００５８】
但し、ｘは、２〜８の整数を表す。
【００５９】
ｍは、０〜１０の整数を表す。
【００６０】
Ｚ2 は、重合性基を表す。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アルケニルオキシ基、炭素原子数２〜１２のエポキシド基、アジリジン基、イソシアナート基、チオイソシアナート基、チエ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ことが好ましい。さらに好ましく用いられるＺ2 を以下に示す。
【００６１】
【化１８】
0003802988.tif 000018
【００６２】
非カイラル性ディスコティック液晶性化合物が有する重合性基（Ｚ1 ）とカイラル性非ディスコティック化合物が有する重合性基（Ｚ2 ）とは、同一であることが好ましい。
【００６３】
ｎは、１〜２０の整数を表す。１〜１０の整数であることが好ましい。
【００６４】
以下、一般式（２）で表される重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物を平面構造式で示すが、これらは、それぞれ光学活性体のジアステレオマーの内の何れであってもよい。但し、Ｙは、［−（Ｌ3 ）m −Ｚ2 ］で表される置換基である。Ｙは、同一であっても異なっていてもよいが、すべて同一であることが好ましい。
【００６５】
【化１９】
0003802988.tif 000019
【００６６】
【化２０】
0003802988.tif 000020
【００６７】
【化２１】
0003802988.tif 000021
【００６８】
【化２２】
0003802988.tif 000022
【００６９】
【化２３】
0003802988.tif 000023
【００７０】
【化２４】
0003802988.tif 000024
【００７１】
【化２５】
0003802988.tif 000025
【００７２】
【化２６】
0003802988.tif 000026
【００７３】
但し、Ｒ2 は、炭素原子数１〜１５のアルキル基であり、メチル基もしくはエチル基であることが好ましい。Ｒ3 は、水素原子もしくは炭素原子数１〜１５のアルキル基であり、水素原子もしくは炭素原子数３〜１３のアルキル基であることが好ましい。
【００７４】
さらに、軸性もしくは面性不斉の構造によって光学活性が発現する重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物の具体例を下記に示す。
【００７５】
【化２７】
0003802988.tif 000027
【００７６】
上記記載のＹは、前記記載と同様の意味を有する。
【００７７】
光学異方性層は、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物、重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物および必要に応じて下記の重合開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、支持体上に形成された配向膜上に塗布し、加熱することにより、該ディスコティック液晶性化合物の配向状態を維持したまま光学異方性層内で固定することにより形成される。固定は、カイラルディスコティックネマティック相を有する液晶組成物の重合反応により行われ、反応後の該ディスコティック液晶性化合物と該カイラル性非ディスコティック化合物は、共重合体を形成していると考えられる。
【００７８】
固定前の重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物は、垂直に配向させることが必要である。好ましくは、さらに、ねじれ配向させることが必要である。該ディスコティック液晶性化合物および重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物を含む液晶組成物からなる光学異方性層を有する光学補償シートは、好ましくは、９０°〜３６０°の角度範囲のねじれ角を有するＳＴＮ型液晶セル等が補償の対象である。このとき、当該ディスコティック液晶性化合物のねじれの角度は、９０°〜３６０°となるように調整することが好ましい。特に、ＳＴＮ型液晶セルに、上記光学補償シートを装着する場合、当該ディスコティック液晶性化合物のねじれの角度は、ＳＴＮ型液晶セルのねじれ角（一般に、１８０°〜３６０°、好ましくは１８０°を越えて２７０°）に応じて、類似（なるべく±１０°）の角度となるように調整することが好ましい。
【００７９】
塗布液においては、重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とが、前者対後者の固形分の重量比で９９．９：０．１〜５５：４５の範囲にあることが好ましい。９９．９：０．１〜８０：２０の範囲にあることがさらに好ましい。
【００８０】
塗布液の調製に使用する溶媒は、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、ピリジン等のヘテロ環系溶媒、ヘキサン、ベンゼン等の炭化水素系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン等のハロゲン系溶媒、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン等のエーテル系溶媒を挙げることができる。塗布液の塗布法は、公知の方法（例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、ダイコーティング法）により実施できる。
【００８１】
重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物および重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物に導入した重合性基の重合反応により固定化されることが好ましい。このとき、該非カイラル性ディスコティック液晶性化合物は、塗布層での配向状態を維持して固定されることが好ましい。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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ〜５０Ｊ／ｃｍ2 であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ2 であることがさらに好ましい。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。
【００８５】
重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物は、Ｃと［−（Ｌ）m −Ｚ］とを縮合させることにより合成することが好ましい。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。
【００８６】
以下に、重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物の合成例を示す。
【００８７】
【実施例】
［合成例１］（１Ｓ，２Ｓ）−トランス−１，２−シクロヘキサン−ジ−［４−（６−アクリロイルオキシ）ブトキシ］ベンゾエートの合成
４−（６−アクリロイルオキシ）ブトキシ安息香酸（４．０ｇ、１５モリモル）に塩化メチレン５０ｍＬを加え、窒素気流下、室温にて攪拌した。ここに、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）１滴、続いてオキサリルクロリド（２．５４ｇ、２０ミリモル）をゆっくりと滴下した。滴下を始めると、穏やかに環流を始めた。滴下終了後、反応系を６０℃に加熱し、環流を続けた。２時間後、４−［（６−アクリロイルオキシ）ブトキシ］安息香酸の酸クロリドが生成したのを確認後、塩化メチレンを減圧下留去した。この酸クロリドに、ピリジン４０ｍＬ、続いて、（１Ｓ，２Ｓ）−トランス−１，２−シクロヘキサンジオール（０．７５ｇ、６．４６ミリモル）を加え、６０℃にて４時間攪拌し、さらに室温にて終夜放置した。翌日、反応液に酢酸エチルおよび希塩酸水溶液を加え、弱酸性にして酢酸エチルにて抽出を行った。酢酸エチル層を水、続いて塩化ナトリウム水溶液にて洗浄した後、硫酸マグネシウムにて乾燥した。酢酸エチル層を濃縮後、得られた油状物質（５．０９ｇ）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝３：１；体積比）で精製し、標題化合物（２．６３ｇ、４．３２ミリモル）を無色の結晶として得た。収率６７％。
【００８８】
合成例１の化合物を下記式に示す。
【００８９】
【化２８】
0003802988.tif 000028
【００９０】
［合成例２］Ｌ−メントール［４−（６−アクリロイルオキシ）ブトキシ］ベンゾエートの合成
４−（６−アクリロイルオキシ）ブトキシ安息香酸（１３．２１ｇ、５０ミリモル）に塩化メチレン１００ｍＬを加え、窒素気流下、室温にて攪拌した。ここに、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２滴、続いてオキサリルクロリド（９．５２ｇ、７５ミリモル）をゆっくりと滴下した。滴下を始めると、穏やかに環流を始めた。滴下終了後、反応系を６０℃に加熱し、環流を続けた。２時間後、４−［（６−アクリロイルオキシ）ブトキシ］安息香酸の酸クロリドが生成したのを確認後、溶媒を減圧下留去した。この酸クロリドに、ピリジン１００ｍＬ、続いて、Ｌ−メントール（６．２５ｇ、４０ミリモル）を加え、６０℃にて２時間攪拌し、さらに室温にて終夜放置した。翌日、反応液の沈殿を濾別し、濾液を濃縮して得られた黄色油状物（２０．８２ｇ）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／酢酸エチル＝８：１；体積比）で精製し、標題化合物（１５．６７ｇ、３８．９ミリモル）を無色の粘ちょう油状物として得た。収率９７％。
【００９１】
合成例２の化合物を下記式に示す。
【００９２】
【化２９】
0003802988.tif 000029
【００９３】
［実施例１］重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とを含む液晶組成物の物性の確認
合成例１で得られた化合物（１Ｓ，２Ｓ）−トランス−１，２−シクロヘキサン−ジ−［４−（６−アクリロイルオキシ）ブトキシ］ベンゾエート（Ａ）と２，３，６，７，１０，１１−ヘキサ［４−（６−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（Ｂ）（下記式）とを、第１表に示す種々の重量比で混合して得られたそれぞれの混合物について、偏光顕微鏡にて液晶相の変化を観察した。その結果、これらの混合物は、それぞれ下記に示す温度範囲でカイラルディスコティックネマティック（ＮD*）相を形成した。これらの平面組織は、カイラルディスコティックネマティック（ＮD*）相に特有なオイリーストリクスを示した。
【００９４】
【化３０】
0003802988.tif 000030
【００９５】
【表１】
0003802988.tif 000031
【００９６】
［実施例２］光学補償シートの調製
表面にＳｉＯ2 をスパッタリングした二枚のガラス板（２０ｍｍ×２０ｍｍ）上に、実施例１の化合物ＡおよびＢを、４．３／９５．７の重量比で混合して得られた混合物（１００重量部）、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）０．２重量部およびメチルエチルケトン（８５重量部）とからなる塗布液をスピンコートした。乾燥後、１６０℃で２分間加熱して、化合物Ｂを垂直に配向させた。その温度で、４秒間紫外線を照射し、化合物Ａおよび化合物Ｂを重合させ、化合物Ｂの垂直配向状態を固定した。このようにして、化合物Ｂが垂直かつねじれて配向している光学異方性層を形成し、光学補償シートを作製した。蒸着方向に対して４５°の角度で、ガラス板側から光学補償シートに偏光を入射し、光学機器（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈａｎｅｌ  Ｐｈｏｔｏ  Ａｎａｌｉｚｅｒ、大塚電子（株）製）を用いて出射光の偏光解析を行い、ツイスト角を求めたところ、２３０°〜２５０°であった。
【００９７】
［実施例３］
実施例２で作成した光学補償シートを用いて、図１に示す構造のＳＴＮ型液晶表示装置を作成した。液晶セルと光学補償シートとが接する面で、液晶セルの棒状液晶性分子の配向方向と光学補償シートのディスコティック液晶性化合物（Ｂ）の配向方向とを一致させた。出射側偏光板の吸収軸と液晶セルの出射側の棒状液晶性分子の配向方向との角度は、４５゜に調節した。入射側偏光板の吸収軸と出射側偏光板の吸収軸とは直交するように配置した。
得られたＳＴＮ型液晶表示装置に電圧を印加したところ、ノーマリーブラックモードになった。視覚特性を測定したところ、コントラスト比が５以上の角度範囲が左右で１２０゜以上、上下で１５０゜以上得られ、本光学補償シートを用いない場合に比べ、大幅な視野角の改良が認められた。
【００９８】
【発明の効果】
本発明の重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とを含む液晶組成物は、カイラルディスコティックネマティック相を発現することができる。また、該非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と該カイラル性非ディスコティック化合物との共重合体からなる光学異方性層を有する光学補償シートは、特にＳＴＮ型液晶表示素子の視野特性の改善に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的なＳＴＮ型液晶表示装置の断面模式図である。
【符号の説明】
１  液晶セル
２  光学補償シート
３  偏光板
１１  液晶セルの上基板
１２、１４  液晶セルの配向膜
１３  棒状液晶性化合物
１５  液晶セルの下基板
２１  重合性基を有する非カイラル性ディスコティック液晶性化合物と重合性基を有するカイラル性非ディスコティック化合物とを含む液晶組成物
２２  垂直配向膜
２３  透明支持体
３１  偏光膜
３２  保護膜
ＢＬ  バックライト
【図１】
0003802988.tif 000033