JP2004053981A - Optical compensation sheet - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new optical compensation sheet with a superior optical compensating function, an optical compensation sheet which especially contributes to improvement of the viewing angle of a liquid crystal display device of a TN mode etc. <P>SOLUTION: The optical compensation sheet has a transparent base and an optical anisotropic layer. The optical anisotropic layer has hybrid alignment of discotic liquid crystal wherein the tilt angle increases from the base toward the other surface. The optical anisotropic layer contains at least one kind of compounds represented by general formulas (Ia) and (Ib). Here, Hb and Hc are alkyl groups, Bu and BU<SP>1</SP>substituents including two or more ring structures, L a bond group with a valence (m+n), L<SP>1</SP>a bond group with a valence (p), and L<SP>2</SP>a single-bond or divalent bond group. Further, m and n are independently integers between 1 and 12 and p is an integer between 2 and 12. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明支持体、配向膜および光学異方性層がこの順に積層されてなる光学補償シートに関する。さらに本発明は、光学補償シートを用いた偏光板および液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光学異方性層が透明支持体との距離に伴って傾斜角が変化するように配向(ハイブリッド配向)している光学補償シートは、TN(Twisted Nematic)モード等の液晶表示装置の視野角の拡大に有用である。米国特許第5,583,679号明細書および同5,646,703号明細書には、5〜50度の傾斜角で配向させたディスコティック液晶からなる光学異方性層を有する光学補償シートが開示されている。特開2000−344734号公報および特開2002−20363号公報には、疎水性排除体積効果を有する化合物を添加することによって、ディスコティック液晶性が垂直配向した光学異方性層が開示されている。更に、特開2000−344734号公報には、ディスコティック液晶が垂直配向した光学補償シートを用いることによって、STN型液晶表示装置の視野角が改善されることが記載されている。しかし、ディスコティック液晶が垂直配向した光学補償シートでは、棒状液晶性化合物がホメオトロピック配向したTNモードやOCBモードの液晶表示装置の視野角を改善することができない。
【0003】
また、ハイブリッド配向した光学補償シートであっても、偏光板の斜め方向からの光漏れが認められ、視野角が充分に拡大しないものがある。光学補償機能が不充分になる理由として、ディスコティック液晶の傾斜角が小さいということが挙げられ、ディスコティック液晶の傾斜角を増加させることが望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、透明支持体から他方の面に向かって傾斜角が増加しているようにハイブリッド配向している液晶性分子の傾斜角を増加させることを課題とする。さらに本発明は、光学補償機能に優れた新規な光学補償シート、特にTNモードやOCBモードの液晶表示装置の視野角の改善に寄与する光学補償シートを提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記(1)〜(7)の光学補償シート下記(8)の液晶表示装置により達成された。
(1) 透明支持体および光学異方性層を有する光学補償シートであって、前記光学異方性層において、ディスコティック液晶が前記透明支持体から他方の面に向かって傾斜角が増加するようにハイブリッド配向しており、かつ前記光学異方性層が下記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物の少なくとも一種を含む光学補償シート。
【0006】
一般式(Ia)
【化3】

Figure 2004053981
【0007】
式中、Hbはアルキル基を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは(m+n)価の連結基を表し、mおよびnは各々独立に1〜12のいずれかの整数を表す。
【0008】
一般式(Ib)
【化4】
Figure 2004053981
【0009】
式中、Hcはアルキル基を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは(p)価の連結基を表し、Lは単結合または2価の連結基を表し、pは2〜12の整数を表す。
【0010】
(2) 前記光学異方性層が、配向膜上に形成されており、該配向膜が前記ディスコティック液晶の配向膜側の傾斜角を20度以下に制御する機能を有する前記(1)に記載の光学補償シート。
(3) 前記配向膜が、アルキル変性ポリビニルアルコールおよびその誘導体からなる前記(2)に記載の光学補償シート。
(4) 前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物において、LおよびLが1,3,5−トリアジン環またはベンゼン環である前記(1)〜(3)のいずれかに記載の光学補償シート。
(5) 前記一般式(Ia)で表される化合物が下記一般式(Ic)で表される化合物である前記(1)〜(3)のいずれかに記載の光学補償シート。
【0011】
一般式(Ic)
【化5】
Figure 2004053981
【0012】
[式中、Hbはアルキル基を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表す。]
【0013】
(6)前記Buが下記式で表される前記(1)〜(5)のいずれかに記載の光学補償シート。
【0014】
【化6】
Figure 2004053981
【0015】
(7)前記一般式(Ib)で表される化合物が下記一般式(Id)または(Ie)で表される化合物である前記(1)〜(3)のいずれかに記載の光学補償シート。
【0016】
一般式(Id)
【化7】
Figure 2004053981
【0017】
[式中、Xは、−NH−、−NHCO−、−NHSO−、−CO−、−OCO−、−O−または−S−を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは単結合または二価の連結基を表し、Hcはアルキル基を表す。]
【0018】
一般式(Ie)
【化8】
Figure 2004053981
【0019】
[式中、Xは、−NH−、−NHCO−、−NHSO−、−CO−、−OCO−、−O−、または−S−を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは単結合または二価の連結基を表し、Hcはアルキル基を表す。]
【0020】
(8)前記(1)〜(7)のいずれかに記載の光学補償シートを有するTNまたはOCBモードの液晶表示装置。
【0021】
なお、本発明における「ハイブリッド配向」は、液晶分子の長軸方向(例えば、ディスコティック液晶分子の場合はコアの円盤面)と液晶層の水平面(例えば液晶層が透明支持体上に形成されている場合は透明支持体の表面)とのなす角度(以下、「傾斜角」という)が、透明支持体から他方の面(空気界面を含む)に向かって増加する配向をいう。本明細書では、傾斜角の増加の態様には、連続的増加および間欠的増加のいずれも含まれるものとする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
[光学補償シート]
本発明の光学補償シートは、透明支持体と、その上方に液晶性化合物が透明支持体から他方の面に向かって傾斜角が増加するようにハイブリッド配向してなる光学異方性層とを有し、前記光学異方性層が下記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物を含有することを特徴とする。本発明では、液晶性化合物を、下記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物の存在化でハイブリッド配向させることにより、液晶性化合物の傾斜角を増加させ、光学補償機能を格段に改良している。
【0023】
本発明の好ましい実施形態は、前記光学異方性層において、ディスコティック液晶性化合物が透明支持体から他方の面に向かって傾斜角が増加するようにハイブリッド配向してなる光学補償シートである。前記ディスコティック液晶の好ましい例は、特開平8−50206号公報に記載と同様である。また、ディスコティック液晶の重合については、特開平8−27284公報に記載の方法および材料などを参考にできる。
【0024】
ディスコティック液晶を重合により固定するためには、ディスコティック液晶の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。但し、円盤状コア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傾向にある。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入することが好ましく、重合性基を有する好ましいディスコティック液晶は、下記式(II)で表わされる。
【0025】
一般式(II)
【化9】
Figure 2004053981
【0026】
式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、そして、nは2〜12のいずれかの整数である。ディスコティック液晶についてもWO01/88574A1の58頁6行〜65頁8行に記載されている。
【0027】
本実施形態では、前記ディスコティック液晶は、円盤状構造単位の面が、透明支持体表面に対して傾き、且つ円盤状構造単位の面と透明支持体表面とのなす角度が、光学異方性層の深さ方向に増加している。
円盤状構造単位の面の角度(傾斜角)は、一般に、光学異方性層の深さ方向でかつ光学異方性層の底面からの距離の増加と共に増加している。傾斜角は、距離の増加と共に増加することが好ましい。さらに、傾斜角の変化としては、連続的増加および間欠的増加を挙げることができる。間欠的変化は、厚さ方向の途中で傾斜角が変化しない領域を含んでいる。傾斜角は、傾斜角が変化しない領域を含んでいても、全体として増加していることが好ましい。特に連続的に増加していることが好ましい。
【0028】
本実施の形態において、前記ディスコティック液晶の円盤面と透明支持体表面とのなすプレチルト角度が0度以上20度以下であることが好ましく、5度以上20度以下であることがより好ましく、10度以上20度以下であることが特に好ましい。また、空気界面表面とのなすプレチルト角度は50度以上90度以下であることが好ましく、60度以上90度以下であることがより好ましく、60度以上80度以下であることが特に好ましい。
【0029】
支持体側の円盤状単位の傾斜角は、一般にディスコティック液晶あるいは配向膜の材料を選択することにより、またはラビング処理方法の選択することにより、調整することができる。また、表面側(空気側)の円盤状単位の傾斜角は、一般にディスコティック液晶あるいはディスコティック液晶とともに使用する他の化合物(例えば、本発明の一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物)を選択することにより調整することができる。ディスコティック液晶とともに使用する化合物の例としては、可塑剤、界面活性剤、重合性モノマーおよびポリマーなどを挙げることができる。更に、傾斜角の変化の程度も、上記と同様の選択により調整できる。
【0030】
なお、光学異方性層に用いる液晶性化合物として、ディスコティック液晶性化合物の例を示したが、他の種類の液晶性化合物を用いてもよい。また、液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶性化合物)は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。
【0031】
本発明においては、光学異方性層は、液晶性化合物とともに下記一般式(Ia)、または(Ib)で表される化合物を含有する。下記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物は、液晶性化合物を安定的に、傾斜角の大きなハイブリッド配向状態とするのに寄与する。また、下記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物を用いることによって、液晶層(光学異方性層)と支持体との濡れ性が改善される(ハジキが防止できる)などの効果も得られる。
【0032】
一般式(Ia)
【化10】
Figure 2004053981
【0033】
式中、Hbはアルキル基を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは(m+n)価の連結基を表し、mおよびnは各々独立に1〜12の整数を表す。
【0034】
前記一般式(Ia)中、Hbで表されるアルキル基は環状構造もしくは分岐構造を有していてもよく、炭素数6〜60のアルキル基が好ましく、炭素数7〜50のアルキル基がより好ましく、炭素数8〜40のアルキル基がさらに好ましく、炭素数9〜30のアルキル基が特に好ましく、炭素数10〜20のアルキル基が最も好ましい。Hbで表されるアルキル基は、可能であれば後述の置換基群Dとして例示された基によって置換されていてもよい。置換基としてはハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。以下に、Hbの例を示す。
【0035】
【化11】
Figure 2004053981
【0036】
前記一般式(Ia)中、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表す。2個以上含まれる環状構造は同一であっても異なっていてもよい。前記環状構造には、脂肪族環、芳香族環および複素環が含まれる。環状構造の環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、6員環であることが最も好ましい。2つの環状構造の関係には、縮合環形成、スピロ結合、単結合および二価の連結基を介する結合の態様のいずれも含まれ、縮合環形成、単結合および二価の連結基を介する結合の態様が好ましい。2個以上の環状構造が縮合環を形成する場合は、二環式縮合環、三環式縮合環または四環式縮合環であることが好ましい。
以下に置換基Buの例を示す。
【0037】
【化12】
Figure 2004053981
【0038】
Buが、二価の連結基を介して2個以上の環状構造を結合した置換基を表す場合、前記二価の連結基の例には、−O−、−CO−、−アルキレン−、ビニレン(−CH=CH−)、エチニレン(−C三C−)およびこれらの組合せが含まれる。前記二価の連結基は、ビニレン結合またはエチニレン結合であることが好ましく、エチニレン結合であることがさらに好ましい。
【0039】
前記Buに含まれる環は、後述の置換基群Dとして例示された基によって置換されていてもよい。置換基の例としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、アルキル基(好ましくは、炭素原子数が1〜5のアルキル基)、置換アルキル基(例えば、カルボキシアルキル基、アルコキシアルキル基)、アルコキシ基、置換アルコキシ基(例えば、オリゴアルコキシ基)、アルケニルオキシ基(例、ビニルオキシ)、アシル基(例、アクリロイル、メタクリロイル)、アシルオキシ基(例、アクリロイルオキシ、ベンゾイルオキシ)およびエポキシ基(例、エポキシエチル)が好ましく、
【0040】
【化13】
Figure 2004053981
【0041】
の群から選ばれる置換基であることがより好ましい。
【0042】
前記一般式(Ia)中、Lは(m+n)価の連結基を表す。前記一般式(Ia)において、mおよびnはそれぞれ独立に1〜12のいずれかの整数を表す。mは2〜8であることが好ましく、4〜6であることがより好ましい。nは1〜8であることが好ましく、1〜6であることがより好ましく、1〜4であることがさらに好ましく、1〜3であることが最も好ましい。前記一般式(Ia)において、mおよびnがそれぞれ1である場合、Lは−アリール基−、−アルキレン基−、−O−、−CO−、−NR−、−SO−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記Rは、水素原子またはアルキル基を表す。
【0043】
Lは、極性基(−アリール基−およびアルキレン基−以外の基)を少なくとも一つ含むことが好ましい。上記アリール基の炭素原子数は、6〜30であることが好ましく、6〜20であることが特に好ましく、6〜12であることが最も好ましい。上記アルキレン基の炭素原子数は、1〜40であることが好ましく、1〜30であることがより好ましく、1〜20であることがさらに好ましく、1〜15であることがさらにまた好ましく、1〜12であることが最も好ましい。上記アルキル基の炭素原子数は、1〜40であることが好ましく、1〜30であることがより好ましく、1〜20であることがさらに好ましく、1〜15であることがさらにまた好ましく、1〜12であることが最も好ましい。
【0044】
mが2以上の場合、複数のHbは異なっていてもよい。nが2以上の場合、複数のBuは、異なっていてもよい。mまたはnが2以上の場合、連結基(L)は鎖状構造または環状構造を形成できる。連結基(L)が鎖状構造の場合、複数のHbまたは複数のBuは、主鎖である連結基(L)に側鎖として結合できる。連結基(L)が環状構造の場合、複数のHbまたは複数のBuは、環状構造の連結基(L)に置換基として結合できる。mまたはnの少なくとも一つが、2〜12の整数である場合、Lは環状構造を含む連結基であることが好ましい。以下に、連結基(L)の例を示す。二価の連結基である(L−1)〜(L−13)では、左側がHbに結合し、右側がBuに結合する。多価の連結基である(L−14)〜(L−19)には、HbとBuを表示する。
【0045】
(L−1):−SO−N(n−C)−C−O−CO−O−
(L−2):−SO−N(n−C)−C−O−CO−NH−
(L−3):−SO−N(n−C)−C−O−CO−O−CH
(L−4):−SO−NH−C−O−CO−NH−
(L−5):−SO−NH−C−O−CO−O−
(L−6):−CO−NH−C−O−CO−O−
(L−7):−CO−NH−
(L−8):−NH−C−O−CO−O−
(L−9):−CO−NH−C−O−CO−NH−
(L−10):−SO−N(n−C)−C12−O−CO−NH−
(L−11):−C−O−CO−O−
(L−12):−SO−N(n−C)−C−O−
(L−13):−CO−N(n−C)−C−O−
【0046】
【化14】
Figure 2004053981
【0047】
前記一般式(Ia)または後に詳細に説明する一般式(Ib)中の各基は、可能な場合は、さらに1以上の置換基によって置換されていてもよい。該置換基は、以下の置換基からなる置換基群Dから選択することができる。置換基群Dとしては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、2−ブテニル基、3−ペンテニル基などが挙げられる)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜12、特に好ましくは炭素数2〜8のアルキニル基であり、例えば、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えば、フェニル基、p−メチルフェニル基、ナフチル基などが挙げられる)、置換もしくは無置換のアミノ基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜10、特に好ましくは炭素数0〜6のアミノ基であり、例えば、無置換アミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、アニリノ基などが挙げられる)、
【0048】
アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜12、特に好ましくは炭素数1〜8のアルコキシ基であり、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などが挙げられる)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールオキシ基であり、例えば、フェニルオキシ基、2−ナフチルオキシ基などが挙げられる)、アシル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12アシル基であり、例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基などが挙げられる)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12のアルコキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙げられる)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜10のアリールオキシカルボニル基であり、例えば、フェニルオキシカルボニル基などが挙げられる)、アシルオキシ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10のアシルオキシ基であり、例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基などが挙げられる)、
【0049】
アシルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜10のアシルアミノ基であり、例えばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる)、アルコキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜16、特に好ましくは炭素数2〜12のアルコキシカルボニルアミノ基であり、例えば、メトキシカルボニルアミノ基などが挙げられる)、アリールオキシカルボニルアミノ基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜16、特に好ましくは炭素数7〜12のアリールオキシカルボニルアミノ基であり、例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基などが挙げられる)、スルホニルアミノ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のスルホニルアミノ基であり、例えば、メタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げられる)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0〜20、より好ましくは炭素数0〜16、特に好ましくは炭素数0〜12のスルファモイル基であり、例えば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基などが挙げられる)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のカルバモイル基であり、例えば、無置換のカルバモイル基、メチルカルバモイル基、ジエチルカルバモイル基、フェニルカルバモイル基などが挙げられる)、
【0050】
アルキルチオ基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のアルキルチオ基であり、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基などが挙げられる)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜16、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールチオ基であり、例えば、フェニルチオ基などが挙げられる)、スルホニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のスルホニル基であり、例えば、メシル基、トシル基などが挙げられる)、スルフィニル基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のスルフィニル基であり、例えば、メタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基などが挙げられる)、ウレイド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のウレイド基であり、例えば、無置換のウレイド基、メチルウレイド基、フェニルウレイド基などが挙げられる)、リン酸アミド基(好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜16、特に好ましくは炭素数1〜12のリン酸アミド基であり、例えば、ジエチルリン酸アミド基、フェニルリン酸アミド基などが挙げられる)、ヒドロキシ基、メルカプト基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、シアノ基、スルホ基、カルボキシル基、ニトロ基、ヒドロキサム酸基、スルフィノ基、ヒドラジノ基、イミノ基、複素環基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは1〜12の複素環基であり、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を有する複素環基であり、例えば、イミダゾリル基、ピリジル基、キノリル基、フリル基、ピペリジル基、モルホリノ基、ベンゾオキサゾリル基、ベンズイミダゾリル基、ベンズチアゾリル基などが挙げられる)、シリル基(好ましくは、炭素数3〜40、より好ましくは炭素数3〜30、特に好ましくは、炭素数3〜24のシリル基であり、例えば、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる)が挙げられる。これらの置換基はさらにこれらの置換基によって置換されていてもよい。また、置換基を2つ以上有する場合は、同じでも異なってもよい。また、可能な場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
【0051】
本発明の前記一般式(Ia)で表される化合物は、以上述べたアルキル基(Hb)、置換基(Bu)および連結基(L)を組み合わせた化合物である。これらの組み合わせについて、特に制限はない。また、前記一般式(Ia)で表される化合物は、配向状態を固定化するために置換基として重合性基を有していてもよい。
以下に、前記一般式(Ia)で表される化合物の具体例を示す。各例におけるHb、BuおよびLは、前述した例示の番号である。例えば、以下に、化合物Ia−1の例を挙げて説明する。化合物(Ia−1)〔アルキル基(Hb−5)/連結基(L−1)/置換基(Bu−1)〕で示される化合物例は、下記構造式で表される。
【0052】
Ia−1:(Hb−5)−(L−1)−(Bu−1)
【化15】
Figure 2004053981
【0053】
なお、化合物(Ia−2)以降の化合物例についても同様な意味である。
【0054】
Ia−2:(Hb−5)−(L−2)−(Bu−2)
Ia−3:(Hb−5)−(L−1)−(Bu−3)
Ia−4:(Hb−5)−(L−1)−(Bu−4)
Ia−5:(Hb−5)−(L−3)−(Bu−5)
Ia−6:(Hb−5)−(L−1)−(Bu−7)
Ia−7:(Hb−5)−(L−1)−(Bu−9)
Ia−8:(Hb−5)−(L−3)−(Bu−1)
Ia−9:(Hb−5)−(L−4)−(Bu−2)
Ia−10:(Hb−5)−(L−5)−(Bu−10)
Ia−11:(Hb−5)−(L−2)−(Bu−11)
Ia−12:(Hb−5)−(L−5)−(Bu−12)
Ia−13:(Hb−5)−(L−6)−(Bu−13)
【0055】
Ia−14:(Hb−6)−(L−7)−(Bu−9)
Ia−15:(Hb−7)−(L−8)−(Bu−1)
Ia−16:(Hb−8)−(L−9)−(Bu−2)
Ia−17:(Hb−9)−(L−6)−(Bu−10)
Ia−18:(Hb−5)−(L−10)−(Bu−11)
Ia−19:(Hb−5)−(L−5)−(Bu−14)
Ia−20:(Hb−6)−(L−11)−(Bu−14)
Ia−21:(Hb−1)−(L−7)−(Bu−9)
【0056】
Ia−22:(Hb−1)−(L−14)−(Bu−1)
Ia−23:(Hb−5)−(L−15)−(Bu−1)
Ia−24:(Hb−9)−(L−7)−(Bu−2)
【0057】
次に、下記一般式(Ib)で表される化合物について詳しく説明する。
【0058】
一般式(Ib)
【化16】
Figure 2004053981
【0059】
式中、Hcはアルキル基を表し、Buは2以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは(p)価の連結基を表し、Lは単結合または2価の連結基を表し、pは2〜12の整数を表す。
【0060】
前記一般式(Ib)中、Hcで表されるアルキル基は、前記一般式(Ia)におけるHbと同義であり、その好ましい範囲も同一である。以下に、Hcの例を示す。
【0061】
【化17】
Figure 2004053981
【0062】
前記一般式(Ib)中、Lは(p)価の連結基を表す。前記一般式(Ib)において、pは2〜12のいずれかの整数を表す。pは2〜8であることが好ましく、2〜6であることがより好ましく、2〜4であることがさらに好ましく、3であることが最も好ましい。前記一般式(Ib)において、pが2である場合、Lは−アリール基−、−アルキレン基−、−O−、−CO−、−NR−、−SO−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記Rは、水素原子またはアルキル基である。Lは、極性基(−アリール基−およびアルキレン基−以外の基)を少なくとも一つ含むことが好ましい。上記アリール基の炭素原子数は、6〜30であることが好ましく、6〜20であることが特に好ましく、6〜12であることが最も好ましい。上記アルキレン基の炭素原子数は、1〜40であることが好ましく、1〜30であることがより好ましく、1〜20であることがさらに好ましく、1〜15であることがさらにまた好ましく、1〜12であることが最も好ましい。上記アルキル基の炭素原子数は、1〜40であることが好ましく、1〜30であることがより好ましく、1〜20であることがさらに好ましく、1〜15であることがさらにまた好ましく、1〜12であることが最も好ましい。
【0063】
pが3以上の場合、連結基(L)は鎖状構造または環状構造を形成できる。pが3以上の場合、Lは環状構造を含む(p)価の連結基であることが好ましい。Lは、芳香族環または複素環を含む連結基であることのが特に好ましい。前記芳香族環の例には、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環およびピレン環が含まれる。ベンゼン環およびナフタレン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。前記芳香族環は前述の置換基群Dとして例示された基によって置換されていてもよい。置換基の例には、脂肪族基、芳香族基、複素環基、ハロゲン原子、アルコキシ基(例、メトキシ、エトキシ、メトキシエトキシ)、アリールオキシ基(例、、フェノキシ)、アリールアゾ基(例、フェニルアゾ)、アルキルチオ基(例、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ)、アルキルアミノ基(例、メチルアミノ、プロピルアミノ)、アリールアミノ基(例、フェニルアミノ)、アシル基(例、アセチル、プロパノイル、オクタノイル、ベンゾイル)、アシルオキシ基(例、アセトキシ、ピバロイルオキシ、ベンゾイルオキシ)、ヒドロキシル、メルカプト、アミノ、カルボキシル、スルホ、カルバモイル、スルファモイルおよびウレイドを挙げることができる。
【0064】
前記複素環としては、5員、6員または7員の複素環を有することが好ましい。5員環または6員環がさらに好ましく、6員環が最も好ましい。複素環を構成する複素原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましい。複素環は、芳香族性複素環であることが好ましい。芳香族性複素環は、一般に不飽和複素環である。最多二重結合を有する不飽和複素環がさらに好ましい。前記複素環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環およびトリアジン環が含まれる。中でも、トリアジン環が好ましく、1,3,5−トリアジン環が特に好ましい。複素環に他の複素環、脂肪族環または芳香族環が縮合していてもよいが、単環式複素環が好ましい。
以下に、Lの例を示す。
【0065】
【化18】
Figure 2004053981
【0066】
【化19】
Figure 2004053981
【0067】
前記一般式(Ib)において、Lは単結合または二価の連結基を表す。二価の連結基としては、アルキレン基−、−フッ素置換アルキレン基−、−O−、−S−、−CO−、−NR−、−SO−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基が好ましい。Rは水素原子または炭素原子数が1〜20のアルキル基である。Lは−アルキレン基−、−O−、−S−、−CO−、−NR−、−SO−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。Rは、水素原子または炭素原子数が1〜20のアルキル基であることが好ましく、水素原子または炭素原子数が1〜15のアルキル基であることがさらに好ましく、水素原子または炭素原子数が1〜12のアルキル基であることが最も好ましい。
上記アルキレン基またはフッ素置換アルキレン基の炭素原子数は、1〜40であることが好ましく、1〜30であることがより好ましく、1〜20であることがさらに好ましく、1〜15であることがさらにまた好ましく、1〜12であることが最も好ましい。
以下に、Lの例を示す。左側がBuに結合し、右側がHcに結合するものとする。
【0068】
−1:単結合
−2:−O−
−3:−O−CO−
−4:−O−C−CO−
−5:−O−C−O−C−O−
−6:−S−
−7:−N(n−C1225)−
−8:−O−CHCH−N(n−C)−SO
【0069】
前記一般式(Ib)中、Buで表される2個以上の環状構造を含む置換基については、一般式(Ia)におけるBuと同義であり、その好ましい範囲も同一である。以下に、Buの例を示す。
【0070】
【化20】
Figure 2004053981
【0071】
本発明の一般式(Ib)で表される化合物は、以上述べたアルキル基(Hc)、置換基(Bu)および連結基(L、L)を組み合わせた化合物である。これらの組み合わせについては、特に制限はない。また、前記一般式(Ib)で表される化合物は、配向状態を固定化するために置換基として重合性基を有していてもよい。
以下に、前記一般式(Ib)で表される化合物の具体例を示す。各例におけるHc、Bu、LおよびLは、前述した例示の番号である。例えば、以下に、化合物(Ib−1)の例を挙げて説明する。化合物(Ib−1)〔連結基(L−1)/置換基(Bu−1)/連結基(L−8)/アルキル基(Hc−5)〕で示される化合物例は、下記構造式で示される。
【0072】
Ib−1:(L−1){(Bu−1)−(L−8)−(Hc−5)}
【化21】
Figure 2004053981
【0073】
なお、化合物(Ib−2)以降の化合物例についても同様な意味である。
【0074】
Ib−2:(L−3){(Bu−8)−(L−2)−(Hc−4)}
Ib−3:(L−7){(Bu−1)−(L−8)−(Hc−5)}
Ib−4:(L−7){(Bu−1)−(L−2)−(Hc−4)}
Ib−5:(L−7){(Bu−4)−(L−8)−(Hc−5)}
Ib−6:(L−7){(Bu1−5)−(L−8)−(Hc−5)}
Ib−7:(L−7){(Bu−6)−(L−8)−(Hc−5)}
Ib−8:(L−7){(Bu−8)−(L−8)−(Hc−5)}
Ib−9:(L−7){(Bu−8)−(L−8)−(Hc−4)}
Ib−10:(L−7){(Bu−8)−(L−2)−(Hc−10)}Ib−11:(L−7){(Bu−8)−(L−2)−(Hc−1)}
Ib−12:(L−10){(Bu−1)−(L−8)−(Hc−5)}Ib−13:(L−11){(Bu−1)−(L−8)−(Hc−5)}Ib−14:(L−11){(Bu−1)−(L−2)−(Hc−1)}Ib−15:(L−11){(Bu−8)−(L−2)−(Hc−4)}
【0075】
前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物は、特開2000−344734号または特開2002−20363号等の各公報に記載の方法に基づいて、容易に合成することができる。
【0076】
前記光学異方性層において、液晶性化合物の含有量は1〜50質量%が好ましく、10〜50質量%がより好ましく、20〜40質量%がさらに好ましい。また、前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物の含有量は、液晶性化合物の含有量に対して、0.01〜20質量%が好ましく、0.05〜10質量%が特に好ましく、0.1〜5質量%が最も好ましい。
なお、液晶性化合物および前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物を、各々単独で用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。
【0077】
また、前記光学異方性層の厚さは、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜15μmであることがさらに好ましく、1〜10μmであることが最も好ましい。
【0078】
光学異方性層中には、前述した様に、さらに傾斜角を拡大すること等を目的として、前記液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶性化合物)および前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物とともに、可塑剤、界面活性剤および重合性モノマー等の他の成分を含有させることができる。使用可能な可塑剤、界面活性剤および重合性モノマーとしては、液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶)と相溶性を有し、液晶に傾斜角の変化を与えられるか、あるいは配向を阻害しない限り、どのような化合物も使用することができる。これらの中で、重合性モノマー(例、ビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基を有する化合物)が好ましい。上記化合物の添加量は、ディスコティック液晶に対して一般に1〜50質量%の範囲にあり、5〜30質量%の範囲にあることが好ましい。また反応性官能基数が2個以上のモノマーを混合して用いることで配向膜と光学異方性層間の密着性を高めることができる。
【0079】
本発明において、光学異方性層に添加可能なポリマーとしては、液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶)と相溶性を有し、液晶性化合物に傾斜角の変化を与えられる限り、どのようなポリマーでも使用することができる。ポリマーの例としては、セルロースエステルを挙げることができる。セルロースエステルの好ましい例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。
上記ポリマーの添加量は、液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶)に対して、一般的には0.1〜10質量%であるのが好ましく、0.1〜8質量%であるのがより好ましく、0.1〜5質量%であるのがさらに好ましい。
【0080】
前記光学異方性層の作製方法の好ましい態様は以下の通りである。
液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶性化合物)、前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物、および適宜光学異方性層の形成に必要な化合物を塗布溶剤に溶解し、光学異方性層形成用塗布液を調製する塗布液調製工程と、前記塗布液を透明支持体の上に形成された配向膜上に塗布した後、乾燥して塗布層を形成する塗布層形成工程と、前記塗布層を、ネマテイック配向状態(好ましくはディスコティックネマチック配向状態)をとる温度範囲まで昇温し、液晶性化合物がハイブリッド配向状態になるまで加熱する配向工程と、液晶性化合物をハイブリッド配向状態に固定する{好ましくは、UV光の照射等により前記塗布液中の重合性成分(例えば、その他の成分として添加される重合性モノマー、重合性基を有するディスコティック液晶性化合物等)を重合し、固定する}固定化工程とを含む作製方法である。この作製方法によれば、ディスコティック液晶性化合物は配向膜の界面では配向膜の傾斜角で配向し、空気との界面では空気界面の傾斜角で配向する。従って、本発明の一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物を併用すれば、塗布後、ディスコティック液晶を均一配向させることで、配向膜界面から空気界面に向けて、ディスコティック液晶の傾斜角が連続的に増加するようにハイブリッド配向してなる光学異方性層を作製できる。
【0081】
前記塗布液調製工程において、塗布液の調製に用いる溶媒としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、複素環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、ベンゼン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロエタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
【0082】
前記塗布液調製工程において調製する塗布液は、光学異方性層を構成することになるので、塗布液中のディスコティック液晶性化合物および前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物の含有量は、形成される光学異方性層中の最終的な各成分の含有量と同一とする。即ち、前記塗布液中のディスコティック液晶性化合物の含有量は、1〜50質量%が好ましく、10〜50質量%がより好ましく、20〜40質量%がさらに好ましい。また、塗布液中の前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物の含有量は、液晶性化合物の含有量に対して、0.01〜20質量%が好ましく、0.05〜10質量%が特に好ましく、0.1〜5質量%が最も好ましい。
【0083】
塗布液の塗布は、公知の方法(例、ワイヤーバーコーティング法、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、リバース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。
【0084】
前記配向工程において、ディスコティック液晶をハイブリッド配向させるために加熱する際の温度としては、50〜200℃が好ましく、70〜200℃が特に好ましく、90〜150℃が最も好ましい。
【0085】
前記固定化工程において、ハイブリッド配向させたディスコティック液晶を、配向状態を維持して固定する。固定化は、重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれるが、光重合反応が好ましい。
光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)が含まれる。
【0086】
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%の範囲にあることが好ましく、0.5〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。液晶性化合物の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/cm〜50J/cmの範囲にあることが好ましく、20〜5000mJ/cmの範囲にあることがより好ましく、100〜800mJ/cmの範囲にあることがさらに好ましい。また、光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
【0087】
本発明において、前記光学異方性層は、配向膜上に形成するのが好ましい。配向膜は本発明で用いる液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶)を塗布時に一定の方向に配向させる働きをする。従って、配向膜は本発明の好ましい態様を実現する上では必須である。しかし、液晶性化合物を配向させた後に、その配向状態を固定してしまえば、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。すなわち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光膜などに転写して本発明の光学補償シートを作製することも可能である。
【0088】
前記配向膜は、液晶性化合物(好ましくはディスコティック液晶性化合物)の配向方向を規定する機能を有する。配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
【0089】
配向膜は、ポリマーのラビング処理により形成することが好ましい。ポリビニルアルコールが好ましく、疎水性基が結合している変性ポリビニルアルコールが特に好ましい。なお、本明細書においては、変性とは重合性基が連結している形態を意味する。配向膜についてはWO01/88574A1号43頁24行〜49頁8行の記載を参照することができる。
【0090】
本発明において、透明支持体としては、光透過率が80%以上である支持体を用いるのが好ましく、ポリマーフィルムを用いるのがさらに好ましい。フィルムを構成するポリマーの例には、セルロースエステル(例、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート)、ノルボルネン系ポリマー、ポリメチルメタクリレートが含まれる。市販のポリマー(ノルボルネン系ポリマーでは、アートン、ゼオネックス)を用いてもよい。このうちセルロースエステルが好ましく、セルロースの低級脂肪酸エステルがさらに好ましい。低級脂肪酸とは、炭素原子数が6以下の脂肪酸を意味する。脂肪酸の炭素原子数は、2(セルロースアセテート)、3(セルロースプロピオネート)または4(セルロースブチレート)であることが好ましい。セルローストリアセテートが特に好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのような混合脂肪酸エステルを用いてもよい。また、従来公知のポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマー、およびWO00/26705号明細書に記載の分子を修飾することで該発現性を低下させたものを用いることもできる。
【0091】
前記ポリマーフィルムとしては、酢化度が55.0〜62.5%であるセルロースアセテートを使用することが好ましい。特に酢化度が57.0〜62.0%であることが好ましい。酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等の試験法)におけるアセチル化度の測定および計算に従う。セルロースエステルの粘度平均重合度(DP)は、250以上であることが好ましく、290以上であることがさらに好ましい。また、本発明に使用するセルロースエステルは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるMw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値としては、1.0〜1.7であることが好ましく、1.3〜1.65であることがさらに好ましく、1.4〜1.6であることが最も好ましい。
【0092】
セルロースエステルでは、セルロースの2位、3位、6位の水酸基が全体の置換度の1/3ずつに均等に分配されるわけではなく、6位水酸基の置換度が小さくなる傾向がある。本発明ではセルロースの6位水酸基の置換度が、2位、3位に比べて多いほうが好ましい。全体の置換度に対して6位の水酸基が30%以上40%以下の範囲でアシル基によって置換されていることが好ましく、更には31%以上、特に32%以上であることが好ましい。6位の置換度は、0.88以上であることが好ましい。6位水酸基は、アセチル基以外に炭素数3以上のアシル基(例、プロピオニル、ブチリル、バレロイル、ベンゾイル、アクリロイル)で置換されていてもよい。各位置の置換度の測定は、NMRによって求めることができる。6位水酸基の置換度が高いセルロースエステルは、特開平11−5851号公報の段落番号0043〜0044に記載の合成例1、段落番号0048〜0049に記載の合成例2、そして段落番号0051〜0052に記載の合成例3の方法を参照して合成することができる。
【0093】
セルロースエステルフィルムの厚み方向のレターデーション値は、厚み方向の複屈折率にフィルムの厚みを乗じた値である。具体的には、測定光の入射方向をフィルム膜面に対して鉛直方向として、遅相軸を基準とする面内レターデーションの測定結果と、入射方向をフィルム膜面に対する鉛直方向に対して傾斜させた測定結果から外挿して求めることができる。測定は、エリプソメーター(例えば、M−150:日本分光(株)製)を用いて実施できる。厚み方向のレターデーション値(Rth)と面内レターデーション値(Re)とは、それぞれ下記式(1)および(2)に従って算出することができる。
式(1)
厚み方向のレターテ゛ーション値(Rth)={(nx+ny)/2−nz}×d
式(2)
面内レターテ゛ーション値(Re)=(nx−ny)×d
式中、nxはフィルム平面内のx方向の屈折率であり、nyはフィルム平面内のy方向の屈折率であり、nzはフィルム面に垂直な方向の屈折率であり、そしてdはフィルムの厚み(nm)である。
【0094】
透明支持体に用いるポリマー基材は、Reレターデーション値が20〜70nm、Rthレターデーション値が70〜400nmの範囲であるのが好ましい。液晶表示装置に二枚の光学的異方性層を使用する場合、基材のRthレターデーション値は70〜250nmであるのが好ましい。
液晶表示装置に一枚の光学的異方性層を使用する場合、基材のRthレターデーション値は150〜400nmであるのが好ましい。
なお、基材フィルムの複屈折率(Δn:nx−ny)は、0.00028〜0.020の範囲にあることが好ましい。また、厚み方向の複屈折率{(nx+ny)/2−nz}は、0.001〜0.04の範囲にあることが好ましい。
【0095】
本発明において、透明支持体として用いるポリマーフィルム、特にセルロースアセテートフィルムのレターデーションを調整するために、2個以上の芳香族環(芳香族炭化水素環および芳香族性複素環)を有する芳香族化合物をレターデーション上昇剤として使用することが好ましい。前記芳香族化合物は、セルロースアセテート100質量部に対して、0.01〜20質量部の範囲で使用するのが好ましい。前記芳香族化合物は、セルロースアセテート100質量部に対して、0.05〜15質量部の範囲で使用することが好ましく、0.1〜10質量部の範囲で使用することがさらに好ましい。二種類以上の芳香族化合物を併用してもよい。
【0096】
芳香族炭化水素環は、6員環(すなわち、ベンゼン環)であることが特に好ましい。
芳香族性複素環は一般に、不飽和複素環である。芳香族性複素環は、5員環、6員環または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましい。芳香族性複素環は一般に、最多の二重結合を有する。ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましく、窒素原子が特に好ましい。芳香族性複素環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、トリアゾール環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環が含まれる。
【0097】
前記芳香族化合物としては、ベンゼン環、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、トリアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環および1,3,5−トリアジン環から選ばれる芳香族環を含んでいるのが好ましく、ベンゼン環および1,3,5−トリアジン環を含んでいるのがさらに好ましい。
前記芳香族化合物は、少なくとも一つの1,3,5−トリアジン環を有することが特に好ましい。
【0098】
前記芳香族化合物が有する芳香族環の数は、2〜20であることが好ましく、2〜12であることがより好ましく、2〜8であることがさらに好ましく、2〜6であることが最も好ましい。
2つの芳香族環の結合関係は、(a)縮合環を形成する場合、(b)単結合で直結する場合および(c)連結基を介して結合する場合に分類できる(芳香族環のため、スピロ結合は形成できない)。結合関係は、(a)〜(c)のいずれでもよい。この様なレターデーション上昇剤については、WO01/88574A1、WO00/2619A1、特開2000−111914号、同2000−275434号各公報、特願2002−70009号明細書等に記載されている。
【0099】
透明支持体として使用可能なセルロースアセテートフィルムは、調製されたセルロースアセテート溶液(ドープ)を用いて、ソルベントキャスト法により製造することが好ましい。ドープには、前記芳香族化合物であるレターデーション上昇剤を添加することが好ましい。
ドープをドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成することができる。流延前のドープは、固形分量が18〜35%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。ソルベントキャスト法における流延および乾燥方法については、米国特許2336310号、同2367603号、同2492078号、同2492977号、同2492978号、同2607704号、同2739069号、同2739070号、英国特許640731号、同736892号の各明細書、特公昭45−4554号、同49−5614号、特開昭60−176834号、同60−203430号、同62−115035号の各公報に記載がある。
ドープは、表面温度が10℃以下のドラムまたはバンド上に流延することが好ましい。流延してから2秒以上風に当てて乾燥することが好ましい。得られたフィルムをドラムまたはバンドから剥ぎ取り、さらに100〜160℃まで逐次温度を変えた高温風で乾燥して、残留溶剤を蒸発させることもできる。以上の方法は、特公平5−17844号公報に記載がある。この方法によると、流延から剥ぎ取りまでの時間を短縮することが可能である。この方法を実施するためには、流延時のドラムまたはバンドの表面温度において、ドープがゲル化することが必要である。
【0100】
調製したセルロースアセテート溶液(ドープ)を用いて、ドープを2層以上流延することによりフィルム化することもできる。2層以上とする場合も、ドープをドラムまたはバンド上に流延し、溶媒を蒸発させてフィルムを形成することができる。流延前のドープは、固形分量が10〜40%となるように濃度を調整することが好ましい。ドラムまたはバンドの表面は、鏡面状態に仕上げておくことが好ましい。
複数のセルロースアセテート溶液を流延する場合、支持体の進行方向に間隔をおいて設けた複数の流延口から、セルロースアセテートを含む溶液をそれぞれ流延させて、それらを積層させながらフィルムを作製してもよい。例えば、特開昭61−158414号、特開平1−122419号、および特開平11−198285号の各公報に記載の方法を用いることができる。また、2つの流延口からセルロースアセテート溶液を流延することによりフィルム化してもよい。例えば、特公昭60−27562号、特開昭61−94724号、特開昭61−947245号、特開昭61−104813号、特開昭61−158413号、および特開平6−134933号の各公報に記載の方法を用いることができる。また、特開昭56−162617号公報に記載の、高粘度セルロースアセテート溶液の流れを低粘度のセルロースアセテート溶液で包み込み、高粘度および低粘度のセルロースアセテート溶液を同時に押出すセルロースアセテートフィルムの流延方法を用いてもよい。
【0101】
セルロースアセテートフィルムは、さらに延伸処理によりレターデーションを調整することができる。延伸倍率は、3〜100%の範囲にあることが好ましい。セルロースアセテートフィルムを延伸する場合には、テンター延伸によるのが好ましく、遅相軸を高精度に制御するために、テンター延伸時に、左右のテンタークリップ速度および離脱タイミング等の差を、できる限り小さくすることが好ましい。
【0102】
本発明において、透明支持体として使用するセルロースエステルフィルムには、機械的物性を改良するため、または乾燥速度を向上するために、可塑剤を添加することができる。可塑剤としては、リン酸エステルまたはカルボン酸エステルが用いられる。リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート(TPP)およびトリクレジルホスフェート(TCP)が含まれる。カルボン酸エステルとしては、フタル酸エステルおよびクエン酸エステルが代表的である。フタル酸エステルの例には、ジメチルフタレート(DMP)、ジエチルフタレート(DEP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジオクチルフタレート(DOP)、ジフェニルフタレート(DPP)およびジエチルヘキシルフタレート(DEHP)が含まれる。クエン酸エステルの例には、O−アセチルクエン酸トリエチル(OACTE)およびO−アセチルクエン酸トリブチル(OACTB)が含まれる。その他のカルボン酸エステルの例には、オレイン酸ブチル、リシノール酸メチルアセチル、セバシン酸ジブチル、種々のトリメリット酸エステルが含まれる。フタル酸エステル系可塑剤(DMP、DEP、DBP、DOP、DPP、DEHP)が好ましく用いられる。DEPおよびDPPが特に好ましい。可塑剤の添加量は、セルロースエステルの量の0.1〜25質量%であることが好ましく、1〜20質量%であることがさらに好ましく、3〜15質量%であることが最も好ましい。
【0103】
透明支持体として用いるセルロースエステルフィルムには、劣化防止剤(例、酸化防止剤、過酸化物分解剤、ラジカル禁止剤、金属不活性化剤、酸捕獲剤、アミン)や紫外線防止剤を添加してもよい。劣化防止剤については、特開平3−199201号、同5−1907073号、同5−194789号、同5−271471号、同6−107854号の各公報に記載がある。劣化防止剤の添加量は、調製する溶液(ドープ)の0.01〜1質量%であることが好ましく、0.01〜0.2質量%であることがさらに好ましい。添加量が0.01質量%未満であると、劣化防止剤の効果がほとんど認められない。添加量が1質量%を越えると、フィルム表面への劣化防止剤のブリードアウト(滲み出し)が認められる場合がある。
特に好ましい劣化防止剤の例としては、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を挙げることができる。紫外線防止剤については、特開平7−11056号公報に記載がある。
【0104】
透明支持体として用いるセルロースアセテートフィルムには、表面処理を施すことが好ましい。具体的方法としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理または紫外線照射処理が挙げられる。また、特開平7−333433号公報に記載のように、下塗り層を設けることも好ましく利用される。
フィルムの平面性を保持する観点から、これら処理においてセルロースアセテートフィルムの温度をTg(ガラス転移温度)以下、具体的には150℃以下とすることが好ましい。
【0105】
セルロースアセテートフィルムの表面処理は、偏光膜との接着性の観点から、酸処理またはアルカリ処理、すなわちセルロースアセテートに対するケン化処理を実施することが特に好ましい。
表面エネルギーは55mN/m以上であることが好ましく、60〜75mN/mの範囲にあることが更に好ましい。以下、アルカリ鹸化処理を例に、具体的に説明する。
アルカリ鹸化処理は、フィルム表面をアルカリ溶液に浸漬した後、酸性溶液で中和し、水洗して乾燥するサイクルで行われることが好ましい。
アルカリ溶液としては、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液が挙げられる。水酸化イオンの規定濃度は、0.1〜3.0mol/Lの範囲にあることが好ましく、0.5〜2.0mol/Lの範囲にあることがさらに好ましい。アルカリ溶液温度は、室温〜90℃の範囲にあることが好ましく、40〜70℃の範囲にあることがさらに好ましい。
【0106】
固体の表面エネルギーは、「ぬれの基礎と応用」(リアライズ社、1989.12.10発行)に記載のように接触角法、湿潤熱法、および吸着法により求めることができる。本発明のセルロースアセテートフィルムの場合、接触角法を用いることが好ましい。
具体的には、表面エネルギーが既知である2種の溶液をセルロースアセテートフィルムに滴下し、液滴の表面とフィルム表面との交点において、液滴に引いた接線とフィルム表面のなす角で、液滴を含む方の角を接触角と定義し、計算によりフィルムの表面エネルギーを算出できる。
【0107】
透明支持体として用いるセルロースアセテートフィルムの厚さは、使用目的によって異なるが、通常5〜500μmの範囲であり、さらに20〜250μmの範囲が好ましく、特に30〜180μmの範囲が最も好ましい。なお、光学用途としては30〜110μmの範囲が特に好ましい。
【0108】
本発明の光学補償シートでは、光学異方性層の上に保護層を設けてもよい。またマット層(バック層)を透明支持体の光学異方性層とは反対の面に設けてもよい。
【0109】
本発明の光学補償シートは、偏光膜と組み合わせて楕円偏光板の用途に供することができる。さらに、透過型液晶表示装置に、偏光膜と組み合わせて適用することにより、視野角の拡大に寄与する。
以下に、本発明の光学補償シートを利用した楕円偏光板および液晶表示装置について説明する。
【0110】
[楕円偏光板]
本発明の光学補償シートと偏光膜とを積層することによって楕円偏光板を作製することができる。本発明の光学補償シートを利用することにより、液晶表示装置の視野角を拡大し得る楕円偏光板を提供することができる。
本発明に使用可能な偏光膜としては、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜およびポリエン系偏光膜が挙げられる。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造することができる。偏光膜の偏光軸は、フィルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
【0111】
偏光膜は前記光学補償シートの光学異方性層側に積層する。偏光膜の光学補償シートを積層した側と反対側の面に透明保護膜を形成することが好ましい。透明保護膜は、光透過率が80%以上であるのが好ましい。透明保護膜としては、一般にセルロースエステルフィルム、好ましくはトリアセチルセルロースフィルムが用いられる。セルロースエステルフィルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。透明保護膜の厚さは、20〜500μmであることが好ましく、50〜200μmであることがさらに好ましい。
【0112】
[液晶表示装置]
本発明の光学補償シートを利用することにより、視野角が拡大された液晶表示装置を提供することができる。
本発明の光学補償シートは、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Super Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)およびHAN(Hybrid Aligned Nematic)モードなど、種々のモードで駆動される液晶セルと組み合わせて、液晶表示装置に適用することができる。本発明の光学補償シートは、TNまたはOCBモードの液晶表示装置において特に効果がある。
【0113】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作などは本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。
[実施例1]
(光学補償シートの作製)
厚さ100μm、サイズ270mm×100mmのトリアセチルセルロースフィルム(フジタック、富士写真フイルム(株)製)を透明支持体として用いた。透明支持体上にアルキル変性ポリビニルアルコール(MP−203、クラレ(株)製)を0.5μmの厚さに塗布、乾燥し、その表面をラビング処理して、配向膜を形成した。配向膜の上に、以下の組成の塗布液をバーコーターを用いて塗布した。
【0114】
Figure 2004053981
【0115】
ディスコティック液晶性化合物(1)
【化22】
Figure 2004053981
【0116】
以下に本発明の配向方法を示す。
まず、上記塗布層を約20秒間で120℃まで加熱した。同温度にて更に100秒間加熱した後、80℃まで冷却し、400mJの紫外線を照射して光学異方性層の配向状態を固定した。形成した光学異方性層の厚さは1.75μmであった。以上の如く光学異方性層を形成し、光学補償シートを作製した。
【0117】
(光学補償シートの評価)
光学異方性層の配向膜近傍における液晶分子の傾斜角、空気界面近傍の傾斜角および平均傾斜角は、エリプソメーター(APE−100、島津製作所(株)製)を用いて観察角度を変えてレターデーションを測定し、屈折率楕円体モデルと仮想し、Designing Concepts of the Discotic Negative Birefringence Compensation Films SID98 DIGEST に記載されている手法にて算出した。測定波長は632.8nmであり、結果を第1表に示す。
【0118】
[実施例2〜6、比較例1]
実施例1で用いた例示化合物(Ia−22)を、第1表の如く変更した以外は、実施例1と同様にして光学補償シートを作製し、同様に傾斜角を測定した。
結果を第1表に示す。
【0119】
第1表
【表1】
Figure 2004053981
【0120】
上記第1表に示した実施例1〜6および比較例1の結果からわかる様に、本発明に係る前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物を含有する光学異方性層は、液晶分子の傾斜角、特に空気界面側の傾斜角が大きいハイブリッド配向を実現している。
【0121】
次に、液晶表示装置としての応用例を示す。
[実施例7]
(透明支持体の作製)
下記の成分をミキシングタンクに投入し、加熱攪拌して、セルロースアセテート溶液(ドープ)を調製した。
【0122】
セルロースアセテート溶液組成
酢化度60.9%のセルロースアセテート        100質量部
トリフェニルホスフェート               6.5質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート           5.2質量部
下記のレターデーション上昇剤(1)          0.1質量部
下記のレターデーション上昇剤(2)          0.2質量部
メチレンクロライド               310.25質量部
メタノール                    54.75質量部
1−ブタノール                  10.95質量部
【0123】
レターデーション上昇剤(1)
【化23】
Figure 2004053981
【0124】
レターデーション上昇剤(2)
【化24】
Figure 2004053981
【0125】
得られたドープを、流延口から0℃に冷却したドラム上に流延した。溶媒含有率70質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をピンテンターで固定し、溶媒含有率が3〜5質量%の領域で、幅方向(機械方向に垂直な方向)の延伸率が3%となる間隔を保ちつつ、乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、120℃を越える領域で機械方向の延伸率が実質0%、(剥ぎ取り時に機械方向に4%延伸することを考慮して)幅方向の延伸率と機械方向の延伸率との比が0.75となるように調整して、厚さ100μmのセルロースアセテートフィルムを作製した。作製したフィルムのレターデーションを波長632.8nmで測定したところ、厚み方向のレターデーションが40nm、面内のレターデーションが4nmであった。作製したセルロースアセテートフィルムを透明支持体として用いた。
【0126】
(第1下塗り層の形成)
透明支持体の上に、下記の組成の塗布液を28mL/m塗布し、乾燥し、第1下塗り層を形成した。
【0127】
第1下塗り層塗布液組成
ゼラチン                       5.42質量部
ホルムアルデヒド                   1.36質量部
サ                          1.60質量部
アセトン                        391質量部
メタノール                       158質量部
メチレンクロライド                   406質量部
水                            12質量部
【0128】
(第2下塗り層の形成)
第1下塗り層の上に、下記の組成の塗布液を7mL/m塗布し、乾燥して、第2下塗り層を形成した。
【0129】
第2下塗り層塗布液組成
下記のアニオン性ポリマー              0.79質量部
クエン酸モノエチルエステル             10.1質量部
アセトン                       200質量部
メタノール                      877質量部
水                         40.5質量部
【0130】
アニオン性ポリマー
【化25】
Figure 2004053981
【0131】
(バック層の形成)
透明支持体の反対側の面に、下記の組成の塗布液を25mL/m塗布し、乾燥して、バック層を形成した。
【0132】
バック層塗布液組成
酢化度55%のセルロースジアセテート        6.56質量部
シリカ系マット剤(平均粒径:1μm)        0.65質量部
アセトン                       679質量部
メタノール                      104質量部
【0133】
(配向膜の形成)
第2下塗り層の上に、長鎖アルキル変性ポリビニルアルコール(MP−203;クラレ(株)製)の水溶液を塗布し、60℃の温風で90秒間乾燥した後、ラビング処理を行い、配向膜を形成した。配向膜のラビング方向は、透明支持体の流延方向と平行であった。
【0134】
(光学異方性層の形成)
配向膜の上に、前記実施例1にて示した光学異方性層塗布液を、#4のワイヤーバーを用いて塗布した。形成した光学異方性層の厚さは1.74μmであった。
【0135】
塗布層を130℃の恒温槽中で30秒間かけて膜面温度120℃まで加熱した。さらに同温度にて100秒間加熱した後、80℃まで冷却し、120W/cmの高圧水銀灯を用いて、1分間紫外線照射し、ハイブリッド配向したディスコティック液晶を重合させ、配向状態を固定した。室温まで放冷して、光学補償シートを作製した。作製した光学補償シートについて、実施例1の方法と同様にして、光学補償シート全体の平均傾斜角(β)を測定した。
結果は第2表に示す。
【0136】
(液晶表示装置の作製)
ITO透明電極が設けられたガラス基板上に、ポリイミド配向膜を設け、ラビング処理を行った。5μmのスペーサーを介して、二枚の基板を配向膜が向き合うように重ねた。二枚の基板を、配向膜のラビング方向が直交するように配置した。基板の間隙に、棒状液晶性分子(ZL4792、メルク社製)を注入し、棒状液晶層を形成した。棒状液晶性分子のΔnは0.0969であった。以上の様にして作製したTN液晶セルの両側に、作製した光学補償シート二枚を光学異方性層が液晶セルの基板と対面するように貼り付けた。さらに、それらの外側に、偏光板二枚を貼り付けて液晶表示装置を作製した。光学補償シートの配向膜のラビング方向と、それに隣接する液晶セルの配向膜のラビング方向とは、反平行になるように配置した。また、偏光板の吸収軸と液晶セルのラビング方向とが、平行になるように配置した。液晶表示装置の液晶セルに電圧を印加し、白表示2V、黒表示5Vにおける白表示と黒表示との透過率をコントラスト比として、上下左右でコントラスト比10、かつ階調反転のない領域を視野角として測定した。
結果を第2表に示す。
【0137】
[実施例8〜12、比較例2]
実施例で用いた例示化合物(Ia−22)を第2表の如く変更した以外は、実施例7と同様にして、光学補償シートを作製した。
結果を第2表に示す。
【0138】
第2表
【表2】
Figure 2004053981
【0139】
表2に示した実施例7〜12と比較例2の結果からわかる様に、本発明に係る前記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物を含有する光学異方性層を有する光学補償シートは、液晶表示装置の視野角の拡大に大きく寄与する。これは、実施例の光学補償シートでは、光学異方性層において、液晶分子の平均傾斜角が増加しているためと考えられる。
【0140】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、液晶性化合物と特定の構造の化合物とを併用することによって、液晶性化合物が傾斜角、特に空気界面側の傾斜角が大きいハイブリッド配向状態にある光学異方性層を有する光学補償シートを作製することができる。その結果、光学補償機能に優れた光学補償シートを提供することができる。また、本発明によれば、画像表示装置に適用した場合に、光学異方性層の視野角を拡大し得る新規な光学補償シートを提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical compensation sheet in which a transparent support, an alignment film, and an optically anisotropic layer are laminated in this order. Furthermore, the present invention relates to a polarizing plate and a liquid crystal display device using an optical compensation sheet.
[0002]
[Prior art]
The optical compensation sheet in which the optically anisotropic layer is oriented (hybrid orientation) so that the tilt angle changes with the distance from the transparent support is a viewing angle of a liquid crystal display device such as a TN (Twisted Nematic) mode. Useful for expansion. US Pat. Nos. 5,583,679 and 5,646,703 disclose an optical compensation sheet having an optically anisotropic layer made of a discotic liquid crystal aligned at an inclination angle of 5 to 50 degrees. Is disclosed. JP 2000-344734 A and JP 2002-20363 A disclose an optically anisotropic layer in which discotic liquid crystallinity is vertically aligned by adding a compound having a hydrophobic excluded volume effect. . Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-344734 describes that the viewing angle of an STN type liquid crystal display device is improved by using an optical compensation sheet in which discotic liquid crystals are vertically aligned. However, the optical compensation sheet in which the discotic liquid crystal is vertically aligned cannot improve the viewing angle of the liquid crystal display device of TN mode or OCB mode in which the rod-like liquid crystal compound is homeotropically aligned.
[0003]
Further, even in the case of an optical compensation sheet that is hybrid-oriented, there is a sheet in which light leakage from an oblique direction of the polarizing plate is recognized and the viewing angle is not sufficiently expanded. The reason why the optical compensation function becomes insufficient is that the tilt angle of the discotic liquid crystal is small, and it is desired to increase the tilt angle of the discotic liquid crystal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to increase the tilt angle of liquid crystal molecules that are hybrid-aligned so that the tilt angle increases from the transparent support toward the other surface. It is another object of the present invention to provide a novel optical compensation sheet having an excellent optical compensation function, particularly an optical compensation sheet that contributes to improving the viewing angle of a TN mode or OCB mode liquid crystal display device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention was achieved by the following (1) to (7) optical compensation sheet and the following (8) liquid crystal display device.
(1) An optical compensation sheet having a transparent support and an optically anisotropic layer, wherein the tilt angle of the discotic liquid crystal increases from the transparent support toward the other surface in the optically anisotropic layer. An optical compensation sheet that is hybrid-oriented and contains at least one compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib).
[0006]
Formula (Ia)
[Chemical 3]
Figure 2004053981
[0007]
In the formula, Hb represents an alkyl group, Bu represents a substituent containing two or more cyclic structures, L represents an (m + n) -valent linking group, and m and n are each independently any one of 1 to 12 Represents an integer.
[0008]
Formula (Ib)
[Formula 4]
Figure 2004053981
[0009]
In the formula, Hc represents an alkyl group, Bu1Represents a substituent containing two or more cyclic structures, and L1Represents a (p) -valent linking group and L2Represents a single bond or a divalent linking group, and p represents an integer of 2 to 12.
[0010]
(2) In the above (1), the optically anisotropic layer is formed on an alignment film, and the alignment film has a function of controlling the tilt angle of the discotic liquid crystal on the alignment film side to 20 degrees or less. The optical compensation sheet as described.
(3) The optical compensation sheet according to (2), wherein the alignment film is made of alkyl-modified polyvinyl alcohol and derivatives thereof.
(4) In the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib), L and L1The optical compensation sheet according to any one of (1) to (3), wherein is a 1,3,5-triazine ring or a benzene ring.
(5) The optical compensation sheet according to any one of (1) to (3), wherein the compound represented by the general formula (Ia) is a compound represented by the following general formula (Ic).
[0011]
Formula (Ic)
[Chemical formula 5]
Figure 2004053981
[0012]
[Wherein, Hb represents an alkyl group, and Bu represents a substituent containing two or more cyclic structures. ]
[0013]
(6) The optical compensation sheet according to any one of (1) to (5), wherein the Bu is represented by the following formula.
[0014]
[Chemical 6]
Figure 2004053981
[0015]
(7) The optical compensation sheet according to any one of (1) to (3), wherein the compound represented by the general formula (Ib) is a compound represented by the following general formula (Id) or (Ie).
[0016]
Formula (Id)
[Chemical 7]
Figure 2004053981
[0017]
[In the formula, X represents —NH—, —NHCO—, —NHSO;2-, -CO2-, -OCO-, -O- or -S-1Represents a substituent containing two or more cyclic structures, and L2Represents a single bond or a divalent linking group, and Hc represents an alkyl group. ]
[0018]
Formula (Ie)
[Chemical 8]
Figure 2004053981
[0019]
[In the formula, X represents —NH—, —NHCO—, —NHSO;2-, -CO2-, -OCO-, -O-, or -S-1Represents a substituent containing two or more cyclic structures, and L2Represents a single bond or a divalent linking group, and Hc represents an alkyl group. ]
[0020]
(8) A TN or OCB mode liquid crystal display device having the optical compensation sheet according to any one of (1) to (7).
[0021]
The “hybrid alignment” in the present invention refers to the long axis direction of liquid crystal molecules (for example, the disk surface of the core in the case of discotic liquid crystal molecules) and the horizontal plane of the liquid crystal layer (for example, the liquid crystal layer is formed on a transparent support. The angle formed with the surface of the transparent support (hereinafter referred to as “inclination angle”) increases from the transparent support toward the other surface (including the air interface). In this specification, the aspect of the increase in the tilt angle includes both continuous increase and intermittent increase.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Optical compensation sheet]
The optical compensation sheet of the present invention has a transparent support and an optically anisotropic layer formed thereon in a hybrid orientation so that the tilt angle increases from the transparent support toward the other surface. The optically anisotropic layer contains a compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib). In the present invention, the liquid crystal compound is hybrid-aligned in the presence of the compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib), thereby increasing the tilt angle of the liquid crystal compound and significantly improving the optical compensation function. It is improved.
[0023]
In a preferred embodiment of the present invention, there is provided an optical compensation sheet in which the discotic liquid crystalline compound is hybrid-aligned in the optically anisotropic layer so that the inclination angle increases from the transparent support toward the other surface. Preferred examples of the discotic liquid crystal are the same as those described in JP-A-8-50206. Regarding the polymerization of the discotic liquid crystal, the methods and materials described in JP-A-8-27284 can be referred to.
[0024]
In order to fix the discotic liquid crystal by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystal. However, when a polymerizable group is directly connected to the disk-shaped core, it tends to be difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, it is preferable to introduce a linking group between the discotic core and the polymerizable group, and a preferable discotic liquid crystal having a polymerizable group is represented by the following formula (II).
[0025]
Formula (II)
[Chemical 9]
Figure 2004053981
[0026]
In the formula, D is a discotic core, L is a divalent linking group, P is a polymerizable group, and n is an integer of 2 to 12. Discotic liquid crystals are also described in WO01 / 88574A1 on page 58, line 6 to page 65, line 8.
[0027]
In the present embodiment, the discotic liquid crystal has an optical anisotropy in which the surface of the disk-shaped structural unit is inclined with respect to the transparent support surface, and the angle formed by the surface of the disk-shaped structural unit and the transparent support surface is It increases in the depth direction of the layer.
In general, the angle (tilt angle) of the surface of the disk-like structural unit increases as the distance from the bottom surface of the optically anisotropic layer increases in the depth direction of the optically anisotropic layer. The tilt angle preferably increases with increasing distance. Furthermore, the change in the tilt angle can include a continuous increase and an intermittent increase. The intermittent change includes a region where the inclination angle does not change in the middle of the thickness direction. Even if the tilt angle includes a region where the tilt angle does not change, the tilt angle preferably increases as a whole. In particular, it is preferably increased continuously.
[0028]
In the present embodiment, the pretilt angle formed by the disc surface of the discotic liquid crystal and the surface of the transparent support is preferably 0 ° or more and 20 ° or less, more preferably 5 ° or more and 20 ° or less. It is particularly preferable that the angle is not less than 20 degrees and not more than 20 degrees. The pretilt angle formed with the air interface surface is preferably 50 degrees or more and 90 degrees or less, more preferably 60 degrees or more and 90 degrees or less, and particularly preferably 60 degrees or more and 80 degrees or less.
[0029]
The inclination angle of the disk-shaped unit on the support side can be adjusted by generally selecting a discotic liquid crystal or an alignment film material, or selecting a rubbing treatment method. Further, the inclination angle of the disk-like unit on the surface side (air side) is generally represented by a discotic liquid crystal or another compound used together with the discotic liquid crystal (for example, the general formula (Ia) or (Ib) of the present invention). It can be adjusted by selecting a compound. Examples of the compound used with the discotic liquid crystal include a plasticizer, a surfactant, a polymerizable monomer and a polymer. Further, the degree of change in the tilt angle can be adjusted by the same selection as described above.
[0030]
In addition, although the example of the discotic liquid crystalline compound was shown as a liquid crystalline compound used for an optically anisotropic layer, you may use another kind of liquid crystalline compound. In addition, the liquid crystal compound (preferably a discotic liquid crystal compound) may be a high molecular liquid crystal or a low molecular liquid crystal, and further includes a liquid crystal compound in which the low molecular liquid crystal is cross-linked and no longer exhibits liquid crystallinity.
[0031]
In the present invention, the optically anisotropic layer contains a compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib) together with the liquid crystalline compound. The compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib) contributes to making the liquid crystal compound stably in a hybrid alignment state having a large tilt angle. Further, by using the compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib), the wettability between the liquid crystal layer (optically anisotropic layer) and the support is improved (repellency can be prevented). An effect is also obtained.
[0032]
Formula (Ia)
Embedded image
Figure 2004053981
[0033]
In the formula, Hb represents an alkyl group, Bu represents a substituent containing two or more cyclic structures, L represents an (m + n) -valent linking group, and m and n each independently represents an integer of 1 to 12. Represent.
[0034]
In the general formula (Ia), the alkyl group represented by Hb may have a cyclic structure or a branched structure, preferably an alkyl group having 6 to 60 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 7 to 50 carbon atoms. Preferably, an alkyl group having 8 to 40 carbon atoms is more preferable, an alkyl group having 9 to 30 carbon atoms is particularly preferable, and an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms is most preferable. The alkyl group represented by Hb may be substituted with a group exemplified as Substituent Group D described later if possible. As the substituent, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable. An example of Hb is shown below.
[0035]
Embedded image
Figure 2004053981
[0036]
In the general formula (Ia), Bu represents a substituent containing two or more cyclic structures. Two or more cyclic structures may be the same or different. The cyclic structure includes an aliphatic ring, an aromatic ring, and a heterocyclic ring. The ring of the cyclic structure is preferably a 5-membered ring, 6-membered ring or 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or 6-membered ring, and most preferably a 6-membered ring. The relationship between the two cyclic structures includes any of condensed ring formation, spiro bond, single bond and bond through a divalent linking group, and fused ring formation, single bond and bond through a divalent linking group. This embodiment is preferred. When two or more cyclic structures form a condensed ring, it is preferably a bicyclic condensed ring, a tricyclic condensed ring or a tetracyclic condensed ring.
Examples of the substituent Bu are shown below.
[0037]
Embedded image
Figure 2004053981
[0038]
When Bu represents a substituent having two or more cyclic structures bonded through a divalent linking group, examples of the divalent linking group include -O-, -CO-, -alkylene-, vinylene. (—CH═CH—), ethynylene (—C 3 C—) and combinations thereof are included. The divalent linking group is preferably a vinylene bond or an ethynylene bond, and more preferably an ethynylene bond.
[0039]
The ring contained in Bu may be substituted with a group exemplified as the substituent group D described later. Examples of the substituent include a halogen atom, hydroxyl, cyano, nitro, an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms), a substituted alkyl group (for example, carboxyalkyl group, alkoxyalkyl group), alkoxy Groups, substituted alkoxy groups (eg, oligoalkoxy groups), alkenyloxy groups (eg, vinyloxy), acyl groups (eg, acryloyl, methacryloyl), acyloxy groups (eg, acryloyloxy, benzoyloxy) and epoxy groups (eg, epoxy) Ethyl) is preferred,
[0040]
Embedded image
Figure 2004053981
[0041]
It is more preferably a substituent selected from the group of
[0042]
In the general formula (Ia), L represents an (m + n) -valent linking group. In the said general formula (Ia), m and n represent the integer in any one of 1-12 each independently. m is preferably from 2 to 8, and more preferably from 4 to 6. n is preferably 1 to 8, more preferably 1 to 6, still more preferably 1 to 4, and most preferably 1 to 3. In the general formula (Ia), when m and n are each 1, L is -aryl group-, -alkylene group-, -O-, -CO-, -NR-, -SO.2It is preferably a divalent linking group selected from the group consisting of-and combinations thereof. R represents a hydrogen atom or an alkyl group.
[0043]
L preferably contains at least one polar group (a group other than -aryl group- and alkylene group-). The number of carbon atoms in the aryl group is preferably 6-30, particularly preferably 6-20, and most preferably 6-12. The alkylene group preferably has 1 to 40 carbon atoms, more preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 15, and still more preferably 1 to 1. Most preferably, it is ~ 12. The alkyl group preferably has 1 to 40 carbon atoms, more preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 15, and still more preferably 1 to 1. Most preferably, it is ~ 12.
[0044]
When m is 2 or more, the plurality of Hb may be different. When n is 2 or more, the plurality of Bu may be different. When m or n is 2 or more, the linking group (L) can form a chain structure or a cyclic structure. When the linking group (L) has a chain structure, a plurality of Hb or a plurality of Bu can be bonded as side chains to the linking group (L) that is the main chain. When the linking group (L) has a cyclic structure, a plurality of Hb or a plurality of Bu can be bonded as a substituent to the linking group (L) having a cyclic structure. When at least one of m or n is an integer of 2 to 12, L is preferably a linking group containing a cyclic structure. Examples of the linking group (L) are shown below. In (L-1) to (L-13) which are divalent linking groups, the left side is bonded to Hb and the right side is bonded to Bu. Hb and Bu are displayed in (L-14) to (L-19) which are multivalent linking groups.
[0045]
(L-1): -SO2-N (n-C3H7-C2H4-O-CO-O-
(L-2): -SO2-N (n-C3H7-C2H4-O-CO-NH-
(L-3): -SO2-N (n-C3H7-C2H4-O-CO-O-CH2
(L-4): -SO2-NH-C2H4-O-CO-NH-
(L-5): -SO2-NH-C2H4-O-CO-O-
(L-6): —CO—NH—C2H4-O-CO-O-
(L-7): —CO—NH—
(L-8): —NH—C2H4-O-CO-O-
(L-9): —CO—NH—C2H4-O-CO-NH-
(L-10): -SO2-N (n-C3H7-C6H12-O-CO-NH-
(L-11): -C2H4-O-CO-O-
(L-12): -SO2-N (n-C3H7-C2H4-O-
(L-13): -CO-N (n-C3H7-C2H4-O-
[0046]
Embedded image
Figure 2004053981
[0047]
When possible, each group in the general formula (Ia) or the general formula (Ib) described in detail later may be further substituted with one or more substituents. The substituent can be selected from the substituent group D consisting of the following substituents. As the substituent group D, an alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, particularly preferably 1 to 8 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group). Group, tert-butyl group, n-octyl group, n-decyl group, n-hexadecyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like, alkenyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably). Is an alkenyl group having 2 to 12 carbon atoms, particularly preferably 2 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a 2-butenyl group, and a 3-pentenyl group, and an alkynyl group (preferably a carbon atom). An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 8 carbon atoms, such as a propargyl group, A tinyl group), an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as a phenyl group and p-methyl group). A phenyl group, a naphthyl group, etc.), a substituted or unsubstituted amino group (preferably a carbon number of 0-20, more preferably a carbon number of 0-10, particularly preferably a carbon number of 0-6, For example, an unsubstituted amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, a diethylamino group, an anilino group, etc.)
[0048]
An alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, particularly preferably 1 to 8 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, and a butoxy group). An aryloxy group (preferably an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 16 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a phenyloxy group and a 2-naphthyloxy group. An acyl group (preferably having a carbon number of 1-20, more preferably a carbon number of 1-16, particularly preferably a carbon number of 1-12, such as an acetyl group, a benzoyl group, a formyl group, a pivaloyl group, etc. An alkoxycarbonyl group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 2 carbon atoms). 2 alkoxycarbonyl groups, for example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group and the like, and aryloxycarbonyl groups (preferably having 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 16 carbon atoms, and particularly preferably carbon numbers). An aryloxycarbonyl group having 7 to 10 carbon atoms, such as a phenyloxycarbonyl group, an acyloxy group (preferably having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 2 carbon atoms). 10 acyloxy groups such as an acetoxy group and a benzoyloxy group)
[0049]
An acylamino group (preferably an acylamino group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, particularly preferably 2 to 10 carbon atoms, such as an acetylamino group and a benzoylamino group), alkoxycarbonyl An amino group (preferably an alkoxycarbonylamino group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 16 carbon atoms, particularly preferably 2 to 12 carbon atoms, such as a methoxycarbonylamino group), aryloxy Carbonylamino group (preferably an aryloxycarbonylamino group having 7 to 20 carbon atoms, more preferably 7 to 16 carbon atoms, particularly preferably 7 to 12 carbon atoms, such as a phenyloxycarbonylamino group) Sulfonylamino group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, more preferred Or a sulfonylamino group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a methanesulfonylamino group and a benzenesulfonylamino group, and a sulfamoyl group (preferably having a carbon number of 0 to 20). More preferably, it is a sulfamoyl group having 0 to 16 carbon atoms, particularly preferably 0 to 12 carbon atoms, and examples thereof include a sulfamoyl group, a methylsulfamoyl group, a dimethylsulfamoyl group, and a phenylsulfamoyl group. ), A carbamoyl group (preferably a carbamoyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 16 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 12 carbon atoms. For example, an unsubstituted carbamoyl group, a methylcarbamoyl group, diethylcarbamoyl group Group, phenylcarbamoyl group, etc.),
[0050]
An alkylthio group (preferably an alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably an alkylthio group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as a methylthio group and an ethylthio group), an arylthio group ( Preferably it is C6-C20, More preferably, it is C6-C16, Most preferably, it is C6-C12 arylthio group, for example, a phenylthio group etc. are mentioned, A sulfonyl group (preferably C1-C1). 20, more preferably a sulfonyl group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably a sulfonyl group having 1 to 12 carbon atoms, such as a mesyl group and a tosyl group, and a sulfinyl group (preferably having a carbon number of 1 to 20, more A sulfinyl group having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms is preferable. Zensulfinyl group and the like), ureido group (preferably a ureido group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, for example, an unsubstituted ureido group , Methylureido group, phenylureido group, etc.), phosphoric acid amide group (preferably having 1 to 20 carbon atoms, more preferably having 1 to 16 carbon atoms, particularly preferably having 1 to 12 carbon atoms). Yes, for example, diethyl phosphoric acid amide group, phenyl phosphoric acid amide group, etc.), hydroxy group, mercapto group, halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), cyano group, sulfo group, Carboxyl group, nitro group, hydroxamic acid group, sulfino group, hydrazino group, imino group, heterocyclic group (preferably having 1 to 3 carbon atoms) More preferably a heterocyclic group of 1 to 12, for example, a heterocyclic group having a heteroatom such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, such as an imidazolyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, a furyl group, Piperidyl group, morpholino group, benzoxazolyl group, benzimidazolyl group, benzthiazolyl group and the like), silyl group (preferably having 3 to 40 carbon atoms, more preferably 3 to 30 carbon atoms, particularly preferably carbon A silyl group of 3 to 24, and examples thereof include a trimethylsilyl group and a triphenylsilyl group). These substituents may be further substituted with these substituents. Moreover, when it has two or more substituents, they may be the same or different. If possible, they may be bonded to each other to form a ring.
[0051]
The compound represented by the general formula (Ia) of the present invention is a compound in which the above-described alkyl group (Hb), substituent (Bu) and linking group (L) are combined. There are no particular restrictions on these combinations. In addition, the compound represented by the general formula (Ia) may have a polymerizable group as a substituent in order to fix the orientation state.
Specific examples of the compound represented by the general formula (Ia) are shown below. Hb, Bu, and L in each example are the above-described example numbers. For example, an example of compound Ia-1 will be described below. A compound example represented by compound (Ia-1) [alkyl group (Hb-5) / linking group (L-1) / substituent (Bu-1)] is represented by the following structural formula.
[0052]
Ia-1: (Hb-5)-(L-1)-(Bu-1)
Embedded image
Figure 2004053981
[0053]
In addition, it is the same meaning also about the compound example after a compound (Ia-2).
[0054]
Ia-2: (Hb-5)-(L-2)-(Bu-2)
Ia-3: (Hb-5)-(L-1)-(Bu-3)
Ia-4: (Hb-5)-(L-1)-(Bu-4)
Ia-5: (Hb-5)-(L-3)-(Bu-5)
Ia-6: (Hb-5)-(L-1)-(Bu-7)
Ia-7: (Hb-5)-(L-1)-(Bu-9)
Ia-8: (Hb-5)-(L-3)-(Bu-1)
Ia-9: (Hb-5)-(L-4)-(Bu-2)
Ia-10: (Hb-5)-(L-5)-(Bu-10)
Ia-11: (Hb-5)-(L-2)-(Bu-11)
Ia-12: (Hb-5)-(L-5)-(Bu-12)
Ia-13: (Hb-5)-(L-6)-(Bu-13)
[0055]
Ia-14: (Hb-6)-(L-7)-(Bu-9)
Ia-15: (Hb-7)-(L-8)-(Bu-1)
Ia-16: (Hb-8)-(L-9)-(Bu-2)
Ia-17: (Hb-9)-(L-6)-(Bu-10)
Ia-18: (Hb-5)-(L-10)-(Bu-11)
Ia-19: (Hb-5)-(L-5)-(Bu-14)
Ia-20: (Hb-6)-(L-11)-(Bu-14)
Ia-21: (Hb-1)-(L-7)-(Bu-9)
[0056]
Ia-22: (Hb-1)4-(L-14)-(Bu-1)
Ia-23: (Hb-5)2-(L-15)-(Bu-1)
Ia-24: (Hb-9)-(L-7)-(Bu-2)
[0057]
Next, the compound represented by the following general formula (Ib) will be described in detail.
[0058]
Formula (Ib)
Embedded image
Figure 2004053981
[0059]
In the formula, Hc represents an alkyl group, Bu1Represents a substituent containing two or more cyclic structures, and L1Represents a (p) -valent linking group and L2Represents a single bond or a divalent linking group, and p represents an integer of 2 to 12.
[0060]
In the general formula (Ib), the alkyl group represented by Hc has the same meaning as Hb in the general formula (Ia), and its preferred range is also the same. An example of Hc is shown below.
[0061]
Embedded image
Figure 2004053981
[0062]
In the general formula (Ib), L1Represents a (p) -valent linking group. In the general formula (Ib), p represents any integer of 2 to 12. p is preferably 2 to 8, more preferably 2 to 6, further preferably 2 to 4, and most preferably 3. In the general formula (Ib), when p is 2, L1Are -aryl group-, -alkylene group-, -O-, -CO-, -NR-, -SO.2It is preferably a divalent linking group selected from the group consisting of-and combinations thereof. R is a hydrogen atom or an alkyl group. L1Preferably contains at least one polar group (a group other than -aryl group- and alkylene group-). The number of carbon atoms in the aryl group is preferably 6-30, particularly preferably 6-20, and most preferably 6-12. The alkylene group preferably has 1 to 40 carbon atoms, more preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 15, and still more preferably 1 to 1. Most preferably, it is ~ 12. The alkyl group preferably has 1 to 40 carbon atoms, more preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 15, and still more preferably 1 to 1. Most preferably, it is ~ 12.
[0063]
When p is 3 or more, a linking group (L1) Can form a chain structure or a cyclic structure. When p is 3 or more, L1Is preferably a (p) -valent linking group containing a cyclic structure. L1Is particularly preferably a linking group containing an aromatic ring or a heterocyclic ring. Examples of the aromatic ring include benzene ring, indene ring, naphthalene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring and pyrene ring. A benzene ring and a naphthalene ring are preferable, and a benzene ring is particularly preferable. The aromatic ring may be substituted with a group exemplified as the substituent group D described above. Examples of substituents include aliphatic groups, aromatic groups, heterocyclic groups, halogen atoms, alkoxy groups (eg, methoxy, ethoxy, methoxyethoxy), aryloxy groups (eg, phenoxy), arylazo groups (eg, Phenylazo), alkylthio group (eg, methylthio, ethylthio, propylthio), alkylamino group (eg, methylamino, propylamino), arylamino group (eg, phenylamino), acyl group (eg, acetyl, propanoyl, octanoyl, benzoyl) ), Acyloxy groups (eg, acetoxy, pivaloyloxy, benzoyloxy), hydroxyl, mercapto, amino, carboxyl, sulfo, carbamoyl, sulfamoyl and ureido.
[0064]
The heterocycle preferably has a 5-membered, 6-membered or 7-membered heterocycle. A 5-membered ring or a 6-membered ring is more preferable, and a 6-membered ring is most preferable. As the hetero atom constituting the heterocyclic ring, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable. The heterocycle is preferably an aromatic heterocycle. The aromatic heterocycle is generally an unsaturated heterocycle. An unsaturated heterocyclic ring having the most double bond is more preferable. Examples of the heterocyclic ring include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, pyrroline ring, pyrrolidine ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, imidazoline ring, imidazolidine ring, pyrazole ring, Pyrazoline ring, pyrazolidine ring, triazole ring, furazane ring, tetrazole ring, pyran ring, thiyne ring, pyridine ring, piperidine ring, oxazine ring, morpholine ring, thiazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperazine ring and triazine ring Is included. Among these, a triazine ring is preferable, and a 1,3,5-triazine ring is particularly preferable. The heterocycle may be condensed with another heterocycle, aliphatic ring or aromatic ring, but a monocyclic heterocycle is preferred.
Below, L1An example of
[0065]
Embedded image
Figure 2004053981
[0066]
Embedded image
Figure 2004053981
[0067]
In the general formula (Ib), L2Represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include alkylene group-, -fluorine-substituted alkylene group-, -O-, -S-, -CO-, -NR-, -SO.2A divalent linking group selected from the group consisting of-and combinations thereof is preferred. R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. L2Are -alkylene group-, -O-, -S-, -CO-, -NR-, -SO.2It is preferably a divalent linking group selected from the group consisting of-and combinations thereof. R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and a hydrogen atom or carbon number of 1 Most preferred is an alkyl group of ˜12.
The alkylene group or the fluorine-substituted alkylene group preferably has 1 to 40 carbon atoms, more preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 15. Furthermore, it is preferable and it is most preferable that it is 1-12.
Below, L2An example of Bu on the left1And the right side is bound to Hc.
[0068]
L2-1: Single bond
L2-2: -O-
L2-3: -O-CO-
L2-4: -O-C4H8-CO-
L2-5: -O-C2H4-OC2H4-O-
L2-6: -S-
L2-7: -N (n-C12H25) −
L2-8: -O-CH2CH2-N (n-C3H7-SO2
[0069]
In the general formula (Ib), Bu1In the general formula (Ia), the substituent containing two or more cyclic structures represented by the same meaning as Bu, and its preferred range is also the same. Below, Bu1An example of
[0070]
Embedded image
Figure 2004053981
[0071]
The compound represented by the general formula (Ib) of the present invention includes the alkyl group (Hc) and substituent (Bu) described above.1) And a linking group (L1, L2). These combinations are not particularly limited. Moreover, the compound represented by the general formula (Ib) may have a polymerizable group as a substituent in order to fix the alignment state.
Specific examples of the compound represented by the general formula (Ib) are shown below. Hc, Bu in each example1, L1And L2Is the example number described above. For example, an example of compound (Ib-1) will be described below. Compound (Ib-1) [linking group (L1-1) / Substituent (Bu1-1) / Linking group (L2−8) / Alkyl group (Hc-5)] is an example of a compound represented by the following structural formula.
[0072]
Ib-1: (L1-1) {(Bu1-1)-(L2-8)-(Hc-5)}3
Embedded image
Figure 2004053981
[0073]
In addition, it is the same meaning also about the compound example after a compound (Ib-2).
[0074]
Ib-2: (L1-3) {(Bu1-8)-(L2-2)-(Hc-4)}3
Ib-3: (L1-7) {(Bu1-1)-(L2-8)-(Hc-5)}3
Ib-4: (L1-7) {(Bu1-1)-(L2-2)-(Hc-4)}3
Ib-5: (L1-7) {(Bu1-4)-(L2-8)-(Hc-5)}3
Ib-6: (L1-7) {(Bu1-5)-(L2-8)-(Hc-5)}3
Ib-7: (L1-7) {(Bu1-6)-(L2-8)-(Hc-5)}3
Ib-8: (L1-7) {(Bu1-8)-(L2-8)-(Hc-5)}3
Ib-9: (L1-7) {(Bu1-8)-(L2-8)-(Hc-4)}3
Ib-10: (L1-7) {(Bu1-8)-(L2-2)-(Hc-10)}3Ib-11: (L1-7) {(Bu1-8)-(L2-2)-(Hc-1)}3
Ib-12: (L1-10) {(Bu1-1)-(L2-8)-(Hc-5)}2Ib-13: (L1-11) {(Bu1-1)-(L2-8)-(Hc-5)}2Ib-14: (L1-11) {(Bu1-1)-(L2-2)-(Hc-1)}2Ib-15: (L1-11) {(Bu1-8)-(L2-2)-(Hc-4)}2
[0075]
The compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) can be easily synthesized based on the methods described in JP-A Nos. 2000-344734 and 2002-20363.
[0076]
In the optically anisotropic layer, the content of the liquid crystalline compound is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, and further preferably 20 to 40% by mass. The content of the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) is preferably 0.01 to 20% by mass, and 0.05 to 10% by mass with respect to the content of the liquid crystal compound. Particularly preferred is 0.1 to 5% by mass.
In addition, the liquid crystalline compound and the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) may be used alone or in combination of two or more.
[0077]
The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and most preferably 1 to 10 μm.
[0078]
In the optically anisotropic layer, as described above, the liquid crystalline compound (preferably a discotic liquid crystalline compound) and the general formula (Ia) or (Ib) Other components such as a plasticizer, a surfactant and a polymerizable monomer can be contained together with the compound represented by Usable plasticizers, surfactants, and polymerizable monomers are compatible with liquid crystal compounds (preferably discotic liquid crystals) and can change the tilt angle of the liquid crystal or do not disturb the alignment. Any compound can be used. Among these, polymerizable monomers (eg, compounds having a vinyl group, a vinyloxy group, an acryloyl group, and a methacryloyl group) are preferable. The amount of the compound added is generally in the range of 1 to 50% by mass and preferably in the range of 5 to 30% by mass with respect to the discotic liquid crystal. Moreover, the adhesion between the alignment film and the optically anisotropic layer can be enhanced by using a mixture of monomers having two or more reactive functional groups.
[0079]
In the present invention, any polymer that can be added to the optically anisotropic layer is compatible with a liquid crystal compound (preferably a discotic liquid crystal), and any polymer can be used as long as it can change the tilt angle of the liquid crystal compound. Polymers can also be used. A cellulose ester can be mentioned as an example of a polymer. Preferable examples of the cellulose ester include cellulose acetate, cellulose acetate propionate, hydroxypropyl cellulose and cellulose acetate butyrate.
The amount of the polymer added is generally preferably 0.1 to 10% by mass and more preferably 0.1 to 8% by mass with respect to the liquid crystal compound (preferably a discotic liquid crystal). Preferably, it is 0.1-5 mass%.
[0080]
Preferred embodiments of the method for producing the optically anisotropic layer are as follows.
A liquid crystal compound (preferably a discotic liquid crystal compound), a compound represented by the general formula (Ia) or (Ib), and a compound necessary for the formation of an optically anisotropic layer are dissolved in a coating solvent to obtain an optical A coating solution preparing step for preparing a coating solution for forming an anisotropic layer, and a coating layer forming step for forming a coating layer by applying the coating solution onto an alignment film formed on a transparent support and then drying the coating layer And heating the coating layer to a temperature range that takes a nematic alignment state (preferably a discotic nematic alignment state) and heating the liquid crystalline compound to a hybrid alignment state; and hybrid aligning the liquid crystalline compound Fix to the state {Preferably, it has a polymerizable component (for example, a polymerizable monomer added as another component or a polymerizable group) in the coating liquid by irradiation with UV light or the like. Polymerizing the Isukotikku liquid crystal compound or the like), a fixed to} manufacturing method and a fixing step. According to this manufacturing method, the discotic liquid crystalline compound is aligned at the tilt angle of the alignment film at the interface of the alignment film, and is aligned at the tilt angle of the air interface at the interface with air. Therefore, if the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) of the present invention is used in combination, the discotic liquid crystal is uniformly oriented after coating, so that the discotic liquid crystal is directed from the alignment film interface toward the air interface. It is possible to produce an optically anisotropic layer formed by hybrid orientation so that the inclination angle increases continuously.
[0081]
In the coating solution preparation step, the solvent used for preparing the coating solution is preferably an organic solvent. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane, tetrachloroethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination.
[0082]
Since the coating liquid prepared in the coating liquid preparation step constitutes an optically anisotropic layer, the discotic liquid crystalline compound in the coating liquid and the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) The content of is the same as the final content of each component in the formed optically anisotropic layer. That is, the content of the discotic liquid crystalline compound in the coating solution is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 10 to 50% by mass, and still more preferably 20 to 40% by mass. In addition, the content of the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) in the coating solution is preferably 0.01 to 20% by mass with respect to the content of the liquid crystal compound, and 0.05 to 10 mass% is especially preferable and 0.1-5 mass% is the most preferable.
[0083]
The coating liquid can be applied by a known method (eg, wire bar coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).
[0084]
In the alignment step, the heating temperature for hybrid alignment of the discotic liquid crystal is preferably 50 to 200 ° C, particularly preferably 70 to 200 ° C, and most preferably 90 to 150 ° C.
[0085]
In the fixing step, the hybrid aligned discotic liquid crystal is fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator, and a photopolymerization reaction is preferred.
Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin. Compound (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (US Pat. No. 3,549,367) Acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (U.S. Pat. No. 4,212,970).
[0086]
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass, more preferably in the range of 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution. Light irradiation for the polymerization of the liquid crystalline compound is preferably performed using ultraviolet rays. Irradiation energy is 20mJ / cm2~ 50J / cm2Is preferably in the range of 20 to 5000 mJ / cm.2More preferably, it is in the range of 100 to 800 mJ / cm.2More preferably, it is in the range. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.
[0087]
In the present invention, the optically anisotropic layer is preferably formed on an alignment film. The alignment film functions to align the liquid crystalline compound (preferably discotic liquid crystal) used in the present invention in a certain direction during coating. Therefore, the alignment film is indispensable for realizing a preferred embodiment of the present invention. However, if the alignment state is fixed after aligning the liquid crystalline compound, it is not necessarily an essential component of the present invention. That is, it is also possible to produce the optical compensation sheet of the present invention by transferring only the optical anisotropic layer on the alignment film in which the alignment state is fixed to a polarizing film or the like.
[0088]
The alignment film has a function of defining the alignment direction of a liquid crystal compound (preferably a discotic liquid crystal compound). The alignment film is an organic compound (eg, ω-tricosanoic acid) formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroove, or Langmuir-Blodgett method (LB film). , Dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearylate). Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation is also known.
[0089]
The alignment film is preferably formed by polymer rubbing treatment. Polyvinyl alcohol is preferable, and modified polyvinyl alcohol to which a hydrophobic group is bonded is particularly preferable. In the present specification, “modification” means a form in which a polymerizable group is linked. Regarding the alignment film, reference can be made to WO01 / 88574A1, page 43, line 24 to page 49, line 8.
[0090]
In the present invention, as the transparent support, a support having a light transmittance of 80% or more is preferably used, and a polymer film is more preferably used. Examples of the polymer constituting the film include cellulose esters (eg, cellulose diacetate, cellulose triacetate), norbornene-based polymers, and polymethyl methacrylate. Commercially available polymers (for Norbornene polymers, Arton and Zeonex) may be used. Of these, cellulose esters are preferable, and lower fatty acid esters of cellulose are more preferable. Lower fatty acid means a fatty acid having 6 or less carbon atoms. The number of carbon atoms of the fatty acid is preferably 2 (cellulose acetate), 3 (cellulose propionate) or 4 (cellulose butyrate). Cellulose triacetate is particularly preferred. Mixed fatty acid esters such as cellulose acetate propionate and cellulose acetate butyrate may be used. In addition, conventionally known polymers such as polycarbonate and polysulfone, which easily develop birefringence, and those whose expression is lowered by modifying molecules described in WO00 / 26705 can also be used.
[0091]
As the polymer film, it is preferable to use cellulose acetate having an acetylation degree of 55.0 to 62.5%. In particular, the acetylation degree is preferably 57.0 to 62.0%. The degree of acetylation means the amount of bound acetic acid per unit mass of cellulose. The degree of acetylation follows the measurement and calculation of the degree of acetylation in ASTM: D-817-91 (test method for cellulose acetate and the like). The viscosity average polymerization degree (DP) of the cellulose ester is preferably 250 or more, and more preferably 290 or more. The cellulose ester used in the present invention preferably has a narrow molecular weight distribution of Mw / Mn (Mw is a mass average molecular weight, Mn is a number average molecular weight) by gel permeation chromatography. The specific value of Mw / Mn is preferably 1.0 to 1.7, more preferably 1.3 to 1.65, and most preferably 1.4 to 1.6. preferable.
[0092]
In the cellulose ester, the hydroxyl groups at the 2nd, 3rd and 6th positions of cellulose are not evenly distributed by 1/3 of the total substitution degree, and the substitution degree of the 6th hydroxyl group tends to be small. In the present invention, it is preferable that the substitution degree of the 6-position hydroxyl group of cellulose is larger than the 2-position and 3-position. The 6-position hydroxyl group is preferably substituted with an acyl group in the range of 30% to 40%, more preferably 31% or more, and particularly preferably 32% or more with respect to the total degree of substitution. The substitution degree at the 6-position is preferably 0.88 or more. The 6-position hydroxyl group may be substituted with an acyl group having 3 or more carbon atoms (eg, propionyl, butyryl, valeroyl, benzoyl, acryloyl) in addition to the acetyl group. The degree of substitution at each position can be determined by NMR. Cellulose esters having a high degree of substitution at the 6-position hydroxyl group include Synthesis Example 1 described in paragraph Nos. 0043 to 0044 of JP-A No. 11-5851, Synthesis Example 2 described in paragraph Nos. 0048 to 0049, and paragraph Nos. 0051 to 0052. It can synthesize | combine with reference to the method of the synthesis example 3 described in 1).
[0093]
The retardation value in the thickness direction of the cellulose ester film is a value obtained by multiplying the birefringence in the thickness direction by the thickness of the film. Specifically, the incident direction of the measurement light is the vertical direction with respect to the film film surface, the measurement result of the in-plane retardation with respect to the slow axis, and the incident direction is inclined with respect to the vertical direction with respect to the film film surface It can be obtained by extrapolation from the measured results. The measurement can be performed using an ellipsometer (for example, M-150: manufactured by JASCO Corporation). The retardation value (Rth) and the in-plane retardation value (Re) in the thickness direction can be calculated according to the following formulas (1) and (2), respectively.
Formula (1)
Thickness direction retardation value (Rth) = {(nx + ny) / 2−nz} × d
Formula (2)
In-plane letter value (Re) = (nx−ny) × d
Where nx is the refractive index in the x direction in the film plane, ny is the refractive index in the y direction in the film plane, nz is the refractive index in the direction perpendicular to the film plane, and d is the film refractive index. Thickness (nm).
[0094]
The polymer substrate used for the transparent support preferably has a Re retardation value of 20 to 70 nm and an Rth retardation value of 70 to 400 nm. When two optically anisotropic layers are used in the liquid crystal display device, the Rth retardation value of the substrate is preferably 70 to 250 nm.
When a single optically anisotropic layer is used in the liquid crystal display device, the Rth retardation value of the substrate is preferably 150 to 400 nm.
In addition, it is preferable that the birefringence ((DELTA) n: nx-ny) of a base film exists in the range of 0.00028-0.020. The birefringence index {(nx + ny) / 2−nz} in the thickness direction is preferably in the range of 0.001 to 0.04.
[0095]
In the present invention, an aromatic compound having two or more aromatic rings (aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocyclic ring) for adjusting the retardation of a polymer film used as a transparent support, particularly a cellulose acetate film Is preferably used as a retardation increasing agent. The aromatic compound is preferably used in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose acetate. The aromatic compound is preferably used in a range of 0.05 to 15 parts by mass, and more preferably in a range of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose acetate. Two or more aromatic compounds may be used in combination.
[0096]
The aromatic hydrocarbon ring is particularly preferably a 6-membered ring (that is, a benzene ring).
Aromatic heterocycles are generally unsaturated heterocycles. The aromatic heterocyclic ring is preferably a 5-membered ring, 6-membered ring or 7-membered ring, and more preferably a 5-membered ring or 6-membered ring. Aromatic heterocycles generally have the most double bonds. As the hetero atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable, and a nitrogen atom is particularly preferable. Examples of aromatic heterocyclic rings include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, furazane ring, triazole ring, pyran ring, pyridine ring , Pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring and 1,3,5-triazine ring.
[0097]
The aromatic compound is selected from benzene ring, furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, thiazole ring, imidazole ring, triazole ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring and 1,3,5-triazine ring. The aromatic ring is preferably included, and more preferably includes a benzene ring and a 1,3,5-triazine ring.
It is particularly preferable that the aromatic compound has at least one 1,3,5-triazine ring.
[0098]
The number of aromatic rings contained in the aromatic compound is preferably 2 to 20, more preferably 2 to 12, further preferably 2 to 8, and most preferably 2 to 6. preferable.
The bonding relationship between two aromatic rings can be classified into (a) when forming a condensed ring, (b) when directly connecting with a single bond, and (c) when connecting via a linking group (for aromatic rings). , Spiro bonds cannot be formed). The connection relationship may be any of (a) to (c). Such retardation increasing agents are described in WO01 / 88574A1, WO00 / 2619A1, JP-A Nos. 2000-1111914, 2000-275434, and Japanese Patent Application No. 2002-70009.
[0099]
The cellulose acetate film that can be used as a transparent support is preferably produced by a solvent cast method using the prepared cellulose acetate solution (dope). It is preferable to add the retardation increasing agent which is the said aromatic compound to dope.
The dope can be cast on a drum or band and the solvent evaporated to form a film. The concentration of the dope before casting is preferably adjusted so that the solid content is 18 to 35%. The surface of the drum or band is preferably finished in a mirror state. Regarding casting and drying methods in the solvent cast method, U.S. Pat. Nos. 2,336,310, 2,367,603, 2,429,078, 2,429,297, 2,429,978, 2,607,704, 2,739,69, U.S. 2,739,070, British Patent 6,407,331, No. 736892, JP-B Nos. 45-4554, 49-5614, JP-A-60-176834, No. 60-203430, and No. 62-1115035.
The dope is preferably cast on a drum or band having a surface temperature of 10 ° C. or less. After casting, it is preferable to dry it by applying air for 2 seconds or more. The obtained film can be peeled off from the drum or band and further dried with high-temperature air whose temperature is successively changed from 100 to 160 ° C. to evaporate the residual solvent. The above method is described in Japanese Patent Publication No. 5-17844. According to this method, it is possible to shorten the time from casting to stripping. In order to carry out this method, it is necessary for the dope to gel at the surface temperature of the drum or band during casting.
[0100]
It is also possible to form a film by casting two or more layers of dope using the prepared cellulose acetate solution (dope). Also in the case of two or more layers, the dope can be cast on a drum or a band, and the solvent can be evaporated to form a film. The dope before casting is preferably adjusted in concentration so that the solid content is 10 to 40%. The surface of the drum or band is preferably finished in a mirror state.
When casting a plurality of cellulose acetate solutions, the solution containing cellulose acetate is cast from a plurality of casting openings provided at intervals in the direction of travel of the support, and a film is produced while laminating them. May be. For example, the methods described in JP-A-61-158414, JP-A-1-122419, and JP-A-11-198285 can be used. Alternatively, the cellulose acetate solution may be cast from two casting ports to form a film. For example, each of JP-B-60-27562, JP-A-61-94724, JP-A-61-947245, JP-A-61-104413, JP-A-61-158413, and JP-A-6-134933. The method described in the publication can be used. Further, a cellulose acetate film casting method in which a flow of a high-viscosity cellulose acetate solution is wrapped with a low-viscosity cellulose acetate solution and the high-viscosity and low-viscosity cellulose acetate solutions are simultaneously extruded as described in JP-A-56-162617. A method may be used.
[0101]
The retardation of the cellulose acetate film can be further adjusted by stretching treatment. The draw ratio is preferably in the range of 3 to 100%. When the cellulose acetate film is stretched, it is preferable to use tenter stretching. In order to control the slow axis with high accuracy, the difference between the left and right tenter clip speeds and the separation timing is made as small as possible when stretching the tenter. It is preferable.
[0102]
In the present invention, a plasticizer can be added to the cellulose ester film used as a transparent support in order to improve mechanical properties or to improve the drying speed. As the plasticizer, phosphoric acid ester or carboxylic acid ester is used. Examples of phosphate esters include triphenyl phosphate (TPP) and tricresyl phosphate (TCP). Representative examples of the carboxylic acid ester include phthalic acid esters and citric acid esters. Examples of phthalic acid esters include dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), diphenyl phthalate (DPP) and diethylhexyl phthalate (DEHP). Examples of citrate esters include triethyl O-acetylcitrate (OACTE) and tributyl O-acetylcitrate (OACTB). Examples of other carboxylic acid esters include butyl oleate, methylacetyl ricinoleate, dibutyl sebacate, and various trimellitic acid esters. Phthalate plasticizers (DMP, DEP, DBP, DOP, DPP, DEHP) are preferably used. DEP and DPP are particularly preferred. The addition amount of the plasticizer is preferably 0.1 to 25% by mass of the amount of cellulose ester, more preferably 1 to 20% by mass, and most preferably 3 to 15% by mass.
[0103]
Degradation inhibitors (eg, antioxidants, peroxide decomposers, radical inhibitors, metal deactivators, acid scavengers, amines) and UV inhibitors are added to cellulose ester films used as transparent supports. May be. The deterioration preventing agents are described in JP-A-3-199201, JP-A-51907073, JP-A-5-194789, JP-A-5-271471, and JP-A-6-107854. The addition amount of the deterioration preventing agent is preferably 0.01 to 1% by mass of the solution (dope) to be prepared, and more preferably 0.01 to 0.2% by mass. When the addition amount is less than 0.01% by mass, the effect of the deterioration preventing agent is hardly recognized. When the addition amount exceeds 1% by mass, bleed-out (bleeding) of the deterioration preventing agent to the film surface may be observed.
As a particularly preferred example of the deterioration preventing agent, butylated hydroxytoluene (BHT) can be mentioned. The ultraviolet ray preventing agent is described in JP-A-7-11056.
[0104]
The cellulose acetate film used as the transparent support is preferably subjected to a surface treatment. Specific examples include corona discharge treatment, glow discharge treatment, flame treatment, acid treatment, alkali treatment, and ultraviolet irradiation treatment. In addition, as described in JP-A-7-333433, it is preferable to provide an undercoat layer.
From the viewpoint of maintaining the flatness of the film, the temperature of the cellulose acetate film in these treatments is preferably Tg (glass transition temperature) or less, specifically 150 ° C. or less.
[0105]
The surface treatment of the cellulose acetate film is particularly preferably an acid treatment or an alkali treatment, that is, a saponification treatment for cellulose acetate, from the viewpoint of adhesion to the polarizing film.
The surface energy is preferably 55 mN / m or more, and more preferably in the range of 60 to 75 mN / m. Hereinafter, the alkali saponification treatment will be specifically described as an example.
The alkali saponification treatment is preferably performed in a cycle in which the film surface is immersed in an alkali solution, neutralized with an acidic solution, washed with water and dried.
Examples of the alkaline solution include potassium hydroxide solution and sodium hydroxide solution. The specified concentration of hydroxide ions is preferably in the range of 0.1 to 3.0 mol / L, and more preferably in the range of 0.5 to 2.0 mol / L. The alkaline solution temperature is preferably in the range of room temperature to 90 ° C, more preferably in the range of 40 to 70 ° C.
[0106]
The surface energy of the solid can be determined by a contact angle method, a wet heat method, and an adsorption method as described in “Basics and Applications of Wetting” (Realize, 1989.12.10). In the case of the cellulose acetate film of the present invention, it is preferable to use a contact angle method.
Specifically, two types of solutions having known surface energies are dropped on a cellulose acetate film, and at the intersection between the surface of the droplet and the surface of the film, the angle formed by the tangent line drawn on the droplet and the film surface The surface angle of the film can be calculated by defining the angle containing the droplet as the contact angle.
[0107]
The thickness of the cellulose acetate film used as the transparent support varies depending on the purpose of use, but is usually in the range of 5 to 500 μm, more preferably in the range of 20 to 250 μm, and most preferably in the range of 30 to 180 μm. In addition, as an optical use, the range of 30-110 micrometers is especially preferable.
[0108]
In the optical compensation sheet of the present invention, a protective layer may be provided on the optically anisotropic layer. A mat layer (back layer) may be provided on the surface of the transparent support opposite to the optically anisotropic layer.
[0109]
The optical compensation sheet of the present invention can be used for an elliptically polarizing plate in combination with a polarizing film. Furthermore, it contributes to the expansion of a viewing angle by applying to a transmissive liquid crystal display device in combination with a polarizing film.
The elliptically polarizing plate and liquid crystal display device using the optical compensation sheet of the present invention will be described below.
[0110]
[Elliptically polarizing plate]
An elliptically polarizing plate can be produced by laminating the optical compensation sheet of the present invention and a polarizing film. By using the optical compensation sheet of the present invention, an elliptically polarizing plate capable of expanding the viewing angle of a liquid crystal display device can be provided.
Examples of the polarizing film that can be used in the present invention include an iodine polarizing film, a dye polarizing film using a dichroic dye, and a polyene polarizing film. The iodine-based polarizing film and the dye-based polarizing film can be generally produced using a polyvinyl alcohol film. The polarization axis of the polarizing film corresponds to a direction perpendicular to the stretching direction of the film.
[0111]
The polarizing film is laminated on the optically anisotropic layer side of the optical compensation sheet. It is preferable to form a transparent protective film on the surface opposite to the side on which the optical compensation sheet of the polarizing film is laminated. The transparent protective film preferably has a light transmittance of 80% or more. As the transparent protective film, generally a cellulose ester film, preferably a triacetyl cellulose film is used. The cellulose ester film is preferably formed by a solvent cast method. The thickness of the transparent protective film is preferably 20 to 500 μm, and more preferably 50 to 200 μm.
[0112]
[Liquid Crystal Display]
By using the optical compensation sheet of the present invention, a liquid crystal display device having a wide viewing angle can be provided.
The optical compensation sheet of the present invention includes TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), OCB (Optical Compensatory Bend), STN (SuperTwistVN). It can be applied to a liquid crystal display device in combination with a liquid crystal cell driven in various modes such as a (Hybrid Aligned Nematic) mode. The optical compensation sheet of the present invention is particularly effective in a TN or OCB mode liquid crystal display device.
[0113]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The materials, reagents, ratios, operations and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
[Example 1]
(Production of optical compensation sheet)
A triacetyl cellulose film (Fujitac, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm and a size of 270 mm × 100 mm was used as a transparent support. On the transparent support, alkyl-modified polyvinyl alcohol (MP-203, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was applied to a thickness of 0.5 μm and dried, and the surface was rubbed to form an alignment film. On the alignment film, a coating liquid having the following composition was applied using a bar coater.
[0114]
Figure 2004053981
[0115]
Discotic liquid crystalline compounds (1)
Embedded image
Figure 2004053981
[0116]
The alignment method of the present invention is shown below.
First, the coating layer was heated to 120 ° C. for about 20 seconds. After further heating at the same temperature for 100 seconds, it was cooled to 80 ° C. and irradiated with 400 mJ ultraviolet rays to fix the alignment state of the optically anisotropic layer. The thickness of the formed optically anisotropic layer was 1.75 μm. As described above, an optically anisotropic layer was formed to produce an optical compensation sheet.
[0117]
(Evaluation of optical compensation sheet)
The tilt angle of the liquid crystal molecules near the alignment layer of the optically anisotropic layer, the tilt angle near the air interface, and the average tilt angle were changed by changing the observation angle using an ellipsometer (APE-100, manufactured by Shimadzu Corporation). Retardation was measured, calculated as a refractive index ellipsoid model, and calculated by the method described in Designing Concepts of the Discrete Birefringence Compensation Films SID98 DIGEST. The measurement wavelength is 632.8 nm, and the results are shown in Table 1.
[0118]
[Examples 2 to 6, Comparative Example 1]
An optical compensation sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the exemplified compound (Ia-22) used in Example 1 was changed as shown in Table 1, and the tilt angle was measured in the same manner.
The results are shown in Table 1.
[0119]
Table 1
[Table 1]
Figure 2004053981
[0120]
As can be seen from the results of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 shown in Table 1, the optically anisotropic layer containing the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) according to the present invention Realizes a hybrid alignment in which the tilt angle of liquid crystal molecules, particularly the tilt angle on the air interface side is large.
[0121]
Next, an application example as a liquid crystal display device will be described.
[Example 7]
(Preparation of transparent support)
The following components were put into a mixing tank and heated and stirred to prepare a cellulose acetate solution (dope).
[0122]
Cellulose acetate solution composition
Cellulose acetate with an acetylation degree of 60.9% 100 parts by mass
Triphenyl phosphate 6.5 parts by mass
Biphenyl diphenyl phosphate 5.2 parts by mass
The following retardation increasing agent (1) 0.1 parts by mass
The following retardation increasing agent (2) 0.2 parts by mass
Methylene chloride 310.25 parts by mass
Methanol 54.75 parts by mass
1-butanol 10.95 parts by mass
[0123]
Retardation raising agent (1)
Embedded image
Figure 2004053981
[0124]
Retardation increasing agent (2)
Embedded image
Figure 2004053981
[0125]
The obtained dope was cast on a drum cooled to 0 ° C. from the casting port. The film is peeled off at a solvent content of 70% by mass, both ends in the width direction of the film are fixed with a pin tenter, and the stretch rate in the width direction (direction perpendicular to the machine direction) is in the region where the solvent content is 3-5% by mass. Was dried while maintaining an interval of 3%. Then, it is further dried by transporting between the rolls of the heat treatment apparatus, and the stretching ratio in the machine direction is substantially 0% in the region exceeding 120 ° C. (in consideration of 4% stretching in the machine direction when stripping). A cellulose acetate film having a thickness of 100 μm was prepared by adjusting the ratio of the stretching ratio in the width direction to the stretching ratio in the machine direction to be 0.75. When the retardation of the produced film was measured at a wavelength of 632.8 nm, the retardation in the thickness direction was 40 nm, and the in-plane retardation was 4 nm. The produced cellulose acetate film was used as a transparent support.
[0126]
(Formation of first undercoat layer)
On a transparent support, a coating solution having the following composition was 28 mL / m.2It was applied and dried to form a first undercoat layer.
[0127]
First undercoat layer coating solution composition
Gelatin: 5.42 parts by mass
Formaldehyde 1.36 parts by mass
S.A. 1.60 parts by mass
Acetone 391 parts by mass
Methanol methanol 158 parts by mass
Methylene chloride, 406 parts by mass
Water 12 parts by mass of water
[0128]
(Formation of second undercoat layer)
On the first undercoat layer, a coating solution having the following composition is 7 mL / m.2It was applied and dried to form a second undercoat layer.
[0129]
Second undercoat layer coating solution composition
The following anionic polymer: 0.79 parts by mass
Citric acid monoethyl ester 10.1 parts by mass
Acetone 200 parts by mass
Methanol 877 parts by mass
Water 40.5 parts by mass of water
[0130]
Anionic polymer
Embedded image
Figure 2004053981
[0131]
(Formation of back layer)
On the opposite surface of the transparent support, a coating solution having the following composition is 25 mL / m.2It was applied and dried to form a back layer.
[0132]
Back layer coating composition
Cellulose diacetate with an acetylation degree of 55% 6.56 parts by mass
Silica-based matting agent (average particle size: 1 μm) 0.65 parts by mass
Acetone 679 parts by mass
Methanol 104 parts by mass
[0133]
(Formation of alignment film)
An aqueous solution of long-chain alkyl-modified polyvinyl alcohol (MP-203; manufactured by Kuraray Co., Ltd.) is applied on the second undercoat layer, dried with hot air at 60 ° C. for 90 seconds, and then subjected to rubbing treatment to obtain an alignment film. Formed. The rubbing direction of the alignment film was parallel to the casting direction of the transparent support.
[0134]
(Formation of optically anisotropic layer)
On the alignment film, the optically anisotropic layer coating solution shown in Example 1 was applied using a # 4 wire bar. The thickness of the formed optically anisotropic layer was 1.74 μm.
[0135]
The coating layer was heated to a film surface temperature of 120 ° C. in a thermostatic bath at 130 ° C. over 30 seconds. Furthermore, after heating at the same temperature for 100 seconds, it cooled to 80 degreeC and irradiated ultraviolet rays for 1 minute using a 120 W / cm high pressure mercury lamp, the discotic liquid crystal which carried out the hybrid alignment was polymerized, and the alignment state was fixed. After cooling to room temperature, an optical compensation sheet was produced. About the produced optical compensation sheet, it carried out similarly to the method of Example 1, and measured the average inclination angle ((beta)) of the whole optical compensation sheet.
The results are shown in Table 2.
[0136]
(Production of liquid crystal display device)
A polyimide alignment film was provided on a glass substrate provided with an ITO transparent electrode, and a rubbing treatment was performed. The two substrates were stacked with the alignment film facing each other through a 5 μm spacer. Two substrates were arranged so that the rubbing directions of the alignment films were orthogonal. A rod-like liquid crystal molecule (ZL4792, manufactured by Merck & Co., Inc.) was injected into the gap between the substrates to form a rod-like liquid crystal layer. The Δn of the rod-like liquid crystal molecule was 0.0969. Two optical compensation sheets thus prepared were attached to both sides of the TN liquid crystal cell produced as described above so that the optically anisotropic layer faces the substrate of the liquid crystal cell. Further, two polarizing plates were attached to the outside of them to produce a liquid crystal display device. The rubbing direction of the alignment film of the optical compensation sheet and the rubbing direction of the alignment film of the liquid crystal cell adjacent thereto were arranged to be antiparallel. Moreover, it arrange | positioned so that the absorption axis of a polarizing plate and the rubbing direction of a liquid crystal cell may become parallel. A voltage is applied to the liquid crystal cell of the liquid crystal display device, and the transmittance ratio between white display and black display in white display 2 V and black display 5 V is used as a contrast ratio, and a region with a contrast ratio of 10 in the vertical and horizontal directions and no gradation inversion is viewed. Measured as a corner.
The results are shown in Table 2.
[0137]
[Examples 8 to 12, Comparative Example 2]
An optical compensation sheet was produced in the same manner as in Example 7 except that the exemplified compound (Ia-22) used in the example was changed as shown in Table 2.
The results are shown in Table 2.
[0138]
Table 2
[Table 2]
Figure 2004053981
[0139]
As can be seen from the results of Examples 7 to 12 and Comparative Example 2 shown in Table 2, it has an optically anisotropic layer containing the compound represented by the general formula (Ia) or (Ib) according to the present invention. The optical compensation sheet greatly contributes to the expansion of the viewing angle of the liquid crystal display device. This is presumably because the average tilt angle of the liquid crystal molecules is increased in the optically anisotropic layer in the optical compensation sheet of the example.
[0140]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using a liquid crystal compound in combination with a compound having a specific structure, the liquid crystal compound is in a hybrid alignment state in which the tilt angle, particularly the tilt angle on the air interface side is large. An optical compensation sheet having an anisotropic layer can be produced. As a result, an optical compensation sheet excellent in optical compensation function can be provided. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a novel optical compensation sheet that can expand the viewing angle of the optically anisotropic layer when applied to an image display device.

Claims (1)

透明支持体および光学異方性層を有する光学補償シートであって、前記光学異方性層において、ディスコティック液晶が前記透明支持体から他方の面に向かって傾斜角が増加するようにハイブリッド配向しており、かつ前記光学異方性層が下記一般式(Ia)または(Ib)で表される化合物の少なくとも一種を含む光学補償シート。
一般式(Ia)
Figure 2004053981
[式中、Hbはアルキル基を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは(m+n)価の連結基を表し、mおよびnは各々独立に1〜12のいずれかの整数を表す。]
一般式(Ib)
Figure 2004053981
[式中、Hcはアルキル基を表し、Buは2個以上の環状構造を含む置換基を表し、Lは(p)価の連結基を表し、Lは単結合または2価の連結基を表し、pは2〜12のいずれかの整数を表す。]
An optical compensatory sheet having a transparent support and an optically anisotropic layer, wherein in the optically anisotropic layer, the discotic liquid crystal is hybrid aligned so that the tilt angle increases from the transparent support toward the other surface And an optically compensatory sheet containing at least one compound represented by the following general formula (Ia) or (Ib).
Formula (Ia)
Figure 2004053981
[Wherein, Hb represents an alkyl group, Bu represents a substituent containing two or more cyclic structures, L represents a (m + n) -valent linking group, and m and n are each independently any one of 1-12. Represents an integer. ]
Formula (Ib)
Figure 2004053981
[Wherein, Hc represents an alkyl group, Bu 1 represents a substituent containing two or more cyclic structures, L 1 represents a (p) valent linking group, and L 2 represents a single bond or a divalent linking group. Represents a group, and p represents an integer of 2 to 12. ]
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