JP4219523B2

JP4219523B2 - Optically anisotropic sheet, STN type liquid crystal display device, and optically active triphenylene compound

Info

Publication number: JP4219523B2
Application number: JP2000047959A
Authority: JP
Inventors: 憲河田; 光進松岡; 茂樹横山
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2000347039A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、透明支持体上にディスコティック液晶性分子から形成された光学的異方性層を有する光学異方性シート、ＳＴＮ型液晶表示装置および光学活性トリフェニレン化合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ型液晶セル、二枚の偏光板およびＳＴＮ型液晶セルと偏光板との間に設けられる一枚または二枚の光学補償シート（位相差板）からなる。
液晶セルは、棒状液晶性分子、それを封入するための二枚の基板および棒状液晶性分子に電圧を加えるための電極層からなる。ＳＴＮ型液晶セルでは、棒状液晶性分子を配向させるための配向膜が、二枚の基板に設けられる。さらに、カイラル剤を用いて、棒状液晶性分子を１８０乃至３６０度にねじれ配向させる。
光学補償シートがないＳＴＮ型液晶表示装置では、棒状液晶分子の複屈折性のため、表示画像がブルーまたはイエローに着色する。表示画像の着色は、モノクロ表示でもカラー表示でも不都合である。光学補償シートは、このような着色を解消して、明るい鮮明な画像を得るために用いられる。光学補償シートにはまた、液晶セルの視野角を拡大する機能を付与する場合もある。光学補償シートとしては、延伸複屈折フイルムが従来から使用されている。延伸複屈折フイルムを用いたＳＴＮ型液晶表示装置用の光学補償シートについては、特開平７−１０４２８４号、同７−１３０２１号の各公報に記載がある。
【０００３】
延伸複屈折フイルムからなる光学補償シートに代えて、透明支持体上にディスコティック液晶性分子を含む光学的異方性層を有する光学異方性シートを、光学補償シートとして使用することが提案されている。光学的異方性層は、ディスコティック液晶性分子を配向させ、その配向状態を固定することにより形成する。ディスコティック液晶性分子は、一般に大きな複屈折率を有する。そして、ディスコティック液晶性分子には、多様な配向形態がある。ディスコティック液晶性分子を用いることで、従来の延伸複屈折フイルムでは得ることができない光学的性質を有する光学補償シートを製造することが可能になる。ディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートについては、特開平６−２１４１１６号公報、米国特許５５８３６７９号、同５６４６７０３号、ドイツ特許公報３９１１６２０Ａ１号の各明細書に記載がある。ただし、これらの光学補償シートは、主な用途としてＴＮ型液晶表示装置を想定して設計されている。
【０００４】
ディスコティック液晶性分子を用いた光学補償シートを、ＳＴＮ型液晶表示装置に利用することが考えられる。ＳＴＮ型液晶表示装置では、９０゜よりも大きく超ねじれ配向させた棒状液晶性分子を複屈折モードで用いる。ＳＴＮ型液晶表示装置には、能動素子（薄膜トランジスターやダイオード）がない単純マトリックス電極構造でも、時分割駆動によって大容量の鮮明な表示が可能であるとの特徴がある。
ディスコティック液晶性分子を用いてＳＴＮ型液晶セルを光学補償するためには、ディスコティック液晶性分子をねじれ配向させ、ねじれ角が９０乃至３６０度の範囲に設定する必要がある。ねじれ配向させたディスコティック液晶性分子は、カイラルディスコティック相を形成する。カイラルディスコティック相は、カイラルディスコティックネマティック（Ｎ_D*）相であることが好ましい。
ディスコティック液晶性分子は、さらに、５０乃至９０度の範囲の平均傾斜角で配向させることが好ましい。特開平９−２６５７２号公報には、ディスコティック液晶性分子をねじれ配向させた光学補償シートが開示されている。さらに同公報の図面には、ディスコティック液晶性分子を実質的に垂直に配向させた状態が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−２６５７２号公報に開示されている技術では、ディスコティック液晶性分子を、配向膜界面から空気界面まで均一かつ安定にねじれ配向（モノドメイン配向）させることは難しい。
ディスコティック液晶性分子を、ねじれ配向させるためには、光学活性化合物をカイラル剤として使用する。特開平９−２６５７２号公報に記載の発明では、ディスコティック液晶性分子に不斉炭素原子を導入して、ディスコティック液晶性分子をカイラル剤としても機能させていた。
【０００６】
本発明の目的は、特にＳＴＮ型液晶表示装置に適した光学補償シートを提供することである。
また、本発明の目的は、ディスコティック液晶性分子が均一（モノドメイン）安定にねじれ配向している光学異方性シートを提供することでもある。
さらに、本発明の目的は、表示画像の着色が解消され、高コントラストの鮮明な画像が得られるＳＴＮ型液晶表示装置を提供することでもある。
さらにまた、本発明の目的は、新規な光学活性トリフェニレン化合物を提供することでもある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記（１）〜（６）の光学異方性シート、下記（７）のＳＴＮ型液晶表示装置および下記（８）の光学活性トリフェニレン化合物により達成された。
（１）透明支持体およびディスコティック液晶性分子から形成された光学的異方性層を有する光学異方性シートであって、光学的異方性層がさらに後述する式（Ｉ）で表される光学活性トリフェニレン化合物を含み、ディスコティック液晶性分子がねじれ配向していることを特徴とする光学異方性シート。
【０００８】
（２）光学活性を有する一価の基が、後述する式（ＩＲ）で表される不斉炭素原子を含む一価の基である（１）に記載の光学異方性シート。
【０００９】
（３）光学活性トリフェニレン化合物が、後述する式（II）で表される（１）に記載の光学異方性シート。
【００１０】
（４）Ｒ ^１１、Ｒ ^１２、Ｒ ^１３、Ｒ ^１４、Ｒ ^１５およびＲ ^１６が、後述する式（ II Ｒ）で表される（３）に記載の光学異方性シート。
【００１１】
（５）ディスコティック液晶性分子が５０乃至９０度の範囲の平均傾斜角で配向している（１）に記載の光学異方性シート。
（６）光学活性トリフェニレン化合物の使用量がディスコティック液晶性分子の使用量の０．０１乃至２５重量％である（１）に記載の光学異方性シート。
（７）ＳＴＮ型液晶セル、その両側に配置された二枚の偏光板およびＳＴＮ型液晶セルと一方または両方の偏光板との間に配置された一枚または二枚の光学補償シートからなるＳＴＮ型液晶表示装置であって、光学補償シートが透明支持体およびディスコティック液晶性分子から形成された光学的異方性層を偏光板側からこの順に有し、光学的異方性層がさらに後述する式（Ｉ）で表される光学活性トリフェニレン化合物を含み、ディスコティック液晶性分子がねじれ配向しており、ねじれ角が９０乃至３６０度の範囲であることを特徴とするＳＴＮ型液晶表示装置。
（８）後述する式（II）で表される光学活性トリフェニレン化合物。
本明細書において、ディスコティック液晶性分子の平均傾斜角は、ディスコティック液晶性分子の円盤面と支持体の面（あるいは配向膜の面）との平均角度を意味する。そして、ディスコティック液晶性分子が５０乃至９０度の範囲の平均傾斜角で配向している状態を、ディスコティック液晶性分子が実質的に垂直に配向していると称する。
【００１２】
【発明の効果】
本発明者は研究の結果、上記式（Ｉ）で表される光学活性トリフェニレン化合物が、ディスコティック液晶性分子のカイラル剤として優れた機能を示すことを発見した。トリフェニレン化合物は、ディスコティック液晶性分子の一種であるが、ディスコティック液晶性分子とは別に、上記式（Ｉ）で表される光学活性トリフェニレン化合物をカイラル剤として使用すると、ディスコティック液晶性分子を均一かつ安定にねじれ配向させることができる。
ディスコティック液晶性分子を均一かつ安定にねじれ配向させる手段が得られたことで、ＳＴＮ型液晶表示装置に適した光学補償シートを製造することが可能になった。ディスコティック液晶性分子をねじれ配向させた（好ましくは、さらに実質的に垂直に配向させた）光学補償シートを用いることで、ＳＴＮ型液晶表示装置の表示画像の着色が解消され、高コントラストの鮮明な画像を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、ＳＴＮ型液晶表示装置の電圧無印加（ｏｆｆ）の画素部分における液晶セル内の棒状液晶性分子の配向状態と光学的異方性層内のディスコティック液晶性分子の配向状態とを模式的に示す断面図である。
図１に示すように、液晶セルは、上基板（１１）の下側の配向膜（１２）と下基板（１５）の上側の配向膜（１４）との間に、棒状液晶性分子（１３ａ〜ｅ）を封入して形成した液晶層を有する。配向膜（１２、１４）と液晶層に添加したカイラル剤との機能により、棒状液晶性分子（１３ａ〜ｅ）は、図１に示すように、ねじれ配向している。
なお、図１では省略したが、液晶セルの上基板（１１）と下基板（１５）は、それぞれ、電極層を有する。電極層は、棒状液晶性分子（１３ａ〜ｅ）に電圧を印加する機能を有する。
ＳＴＮ型液晶セルの印加電圧が０であると（電圧無印加時）、図１に示すように、棒状液晶性分子（１３ａ〜ｅ）は、配向膜（１２、１４）の面とほぼ平行（水平方向に）に配向している。そして、棒状液晶性分子（１３ａ〜ｅ）は、厚み方向に沿ってねじれながら、水平面内で螺旋を巻く（図１では、１３ａから１３ｅまで反時計回りにほぼ２４０゜）ような方向に配向している。
なお、ＳＴＮ型液晶セルの電圧印加（ｏｎ）時には、液晶セル内の中央部分の棒状液晶性分子（１３ｂ〜１３ｄ）は、電圧無印加（ｏｆｆ）時と比較して、より垂直に配向（電場方向と平行に再配列）する。配向膜（１２、１４）近傍の棒状液晶性分子（１３ａ、１３ｅ）の配向状態は、電圧を印加しても実質的に変化しない。
【００１４】
液晶セルの下側に、光学補償シートが配置されている。図１に示す光学補償シートは、透明支持体（２３）上に、配向膜（２２）および光学的異方性層をこの順で有する。光学的異方性層は、ディスコティック液晶性分子（２１ａ〜ｅ）を配向させ、その配向状態で分子を固定して得られた層である。
図１では、ディスコティック液晶性分子（２１ａ〜ｅ）の円盤面を、垂直配向膜（２２）の面に対して実質的に垂直に配向させる。そして、図１に示すように、ディスコティック液晶性分子（２１ａ〜ｅ）は、厚み方向に沿ってねじれながら、水平面内で螺旋を巻く（図１では、２１ａから２１ｅまで時計回りにほぼ２４０゜）ような方向に配向させることが好ましい。
図１では、棒状液晶性分子とディスコティック液晶性分子とが、１３ａと２１ｅ、１３ｂと２１ｄ、１３ｃと２１ｃ、１３ｄと２１ｂ、そして１３ｅと２１ａのそれぞれが対応する関係になっている。すなわち、棒状液晶性分子１３ａをディスコティック液晶性分子２１ｅが光学的に補償し、以下同様に、棒状液晶性分子１３ｅをディスコティック液晶性分子２１ａが光学的に補償する。それぞれの対応関係については、図２で説明する。
【００１５】
図２は、液晶セルの棒状液晶性分子と、それを光学補償する関係にある光学補償シートのディスコティック液晶性分子について、それぞれの屈折率楕円体を示す模式図である。
液晶セルの棒状液晶性分子の屈折率楕円体（１３）は、配向膜に平行な面内の屈折率（１３ｘ、１３ｙ）と液晶セルの厚み方向の屈折率（１３ｚ）により形成される。ＳＴＮ型液晶セルでは、配向膜に平行な面内の一方向の屈折率（１３ｘ）が大きな値となり、それに垂直な方向の面内の屈折率（１３ｙ）と液晶セルの厚み方向の屈折率（１３ｚ）は、小さな値となる。そのため、屈折率楕円体（１３）は、図２に示すようなラグビーボールを横に寝かせた形状になる。このように球状ではない屈折率楕円体を有する液晶セルでは、複屈折性に角度依存性が生じる。この角度依存性を、光学補償シートを用いて解消する。
【００１６】
この棒状液晶性分子を光学補償する関係にある光学補償シートのディスコティック液晶性分子の屈折率楕円体（２１）も、配向膜に平行な面内の屈折率（２１ｘ、２１ｙ）と光学的異方性層の厚み方向の屈折率（２１ｚ）により形成される。本発明では、ディスコティック液晶性分子を実質的に垂直に配向させることで、配向膜に平行な面内の一方向の屈折率（２１ｘ）が小さな値となり、それに垂直な方向の面内の屈折率（２１ｙ）と光学的異方性層の厚み方向の屈折率（２１ｚ）は、大きな値となる。そのため、屈折率楕円体（２１）は、図２に示すような円盤を立てた形状になる。
以上の関係から、液晶セル（１）に生じたレターデーションを、光学補償シート（２）により相殺することができる。すなわち、棒状液晶性分子の屈折率（１３ｘ、１３ｙ、１３ｚ）、ディスコティック液晶性分子の屈折率（２１ｘ、２１ｙ、２１ｚ）、ディレクターの方向が同じである棒状液晶性分子層の厚み（１３ｔ）およびディスコティック液晶性分子層の厚み（２１ｔ）を、以下の式を満足するように液晶表示装置を設計すれば、液晶セルの角度依存性を解消できる。
│（１３ｘ−１３ｙ）×１３ｔ│＝│（２１ｘ−２１ｙ）×２１ｔ│
│（１３ｘ−１３ｚ）×１３ｔ│＝│（２１ｘ−２１ｚ）×２１ｔ│
【００１７】
図３は、ＳＴＮ型液晶表示装置の層構成を示す模式図である。
図３の（ａ）に示す液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、下偏光板（３ａ）、下光学補償シート（２ａ）、ＳＴＮ型液晶セル（１）、そして上偏光板（３ｂ）の順に配置されている。
図３の（ｂ）に示す液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、下偏光板（３ａ）、下光学補償シート（２ａ）、上光学補償シート（２ｂ）、ＳＴＮ型液晶セル（１）、そして上偏光板（３ｂ）の順に配置されている。
図３の（ｃ）に示す液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、下偏光板（３ａ）、ＳＴＮ型液晶セル（１）、上光学補償シート（２ｂ）、そして上偏光板（３ｂ）の順に配置されている。
図３の（ｄ）に示す液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、下偏光板（３ａ）、ＳＴＮ型液晶セル（１）、下光学補償シート（２ａ）、上光学補償シート（２ｂ）、そして上偏光板（３ｂ）の順に配置されている。
図３の（ｅ）に示す液晶表示装置は、バックライト（ＢＬ）側から順に、下偏光板（３ａ）、下光学補償シート（２ａ）、ＳＴＮ型液晶セル（１）、上光学補償シート（２ｂ）、そして上偏光板（３ｂ）の順に配置されている。
図３には、矢印として、下偏光板（３ａ）の透過軸（ＴＡａ）、下光学補償シート（２ａ）の配向膜近傍のディスコティック液晶性分子の円盤面の法線（ディレクター）方向（ＤＤａ）、下光学補償シート（２ａ）の液晶セル近傍のディスコティック液晶性分子の円盤面の法線（ディレクター）方向（ＤＤｂ）、液晶セル（１）の下配向膜のラビング方向（ＲＤａ）、液晶セル（１）の上配向膜のラビング方向（ＲＤｂ）、上光学補償シート（２ｂ）の液晶セル近傍のディスコティック液晶性分子の円盤面の法線（ディレクター）方向（ＤＤｃ）、上光学補償シート（２ｂ）の配向膜近傍のディスコティック液晶性分子の円盤面の法線（ディレクター）方向（ＤＤｄ）、および上偏光板（３ｂ）の透過軸（ＴＡｂ）を示した。それぞれの正確な角度については、図４および図５において説明する。
【００１８】
図４は、ＳＴＮ型液晶表示装置の各要素について、好ましい光学的方向を示す平面図である。図４は、正面コントラストを重視した配置である。
図４の（ａ）は、図３の（ａ）に示すように、下偏光板とＳＴＮ型液晶セルとの間に光学補償シートを一枚有する場合である。
図４の（ｂ）は、図３の（ｂ）に示すように、下偏光板とＳＴＮ型液晶セルとの間に光学補償シートを二枚有する場合である。
図４の（ｃ）は、図３の（ｃ）に示すように、ＳＴＮ型液晶セルと上偏光板との間に光学補償シートを一枚有する場合である。
図４の（ｄ）は、図３の（ｄ）に示すように、ＳＴＮ型液晶セルと上偏光板との間に光学補償シートを二枚有する場合である。
図４の（ｅ）は、図３の（ｅ）に示すように、下偏光板とＳＴＮ型液晶セルとの間に光学補償シートを一枚およびＳＴＮ型液晶セルと上偏光板との間に光学補償シートを一枚の合計二枚有する場合である。
Ｘは基準（０゜）となる方向であり、それぞれの矢印の意味は、図３で説明した通りである。なお、下偏光板の透過軸（ＴＡａ）と上偏光板の透過軸（ＴＡｂ）とを入れ替えた配置にしてもよい。
【００１９】
図５は、ＳＴＮ型液晶表示装置の各要素について、別の好ましい光学的方向を示す平面図である。図５は、色味を重視した配置である。
図５の（ａ）は、図３の（ａ）に示すように、下偏光板とＳＴＮ型液晶セルとの間に光学補償シートを一枚有する場合である。
図５の（ｂ）は、図３の（ｂ）に示すように、下偏光板とＳＴＮ型液晶セルとの間に光学補償シートを二枚有する場合である。
図５の（ｃ）は、図３の（ｃ）に示すように、ＳＴＮ型液晶セルと上偏光板との間に光学補償シートを一枚有する場合である。
図５の（ｄ）は、図３の（ｄ）に示すように、ＳＴＮ型液晶セルと上偏光板との間に光学補償シートを二枚有する場合である。
図５の（ｅ）は、図３の（ｅ）に示すように、下偏光板とＳＴＮ型液晶セルとの間に光学補償シートを一枚およびＳＴＮ型液晶セルと上偏光板との間に光学補償シートを一枚の合計二枚有する場合である。
Ｘは基準（０゜）となる方向であり、それぞれの矢印の意味は、図３で説明した通りである。なお、下偏光板の透過軸（ＴＡａ）と上偏光板の透過軸（ＴＡｂ）とを入れ替えた配置にしてもよい。
【００２０】
［透明支持体］
光学異方性シートの透明支持体としては、光学的異方性が小さいポリマーフイルムを用いることが好ましい。支持体が透明であるとは、光透過率が８０％以上であることを意味する。光学的異方性が小さいとは、具体的には、面内レターデーション（Ｒｅ）が２０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、５ｎｍ以下であることが最も好ましい。また、厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３０ｎｍ以下であることが最も好ましい。面内レターデーション（Ｒｅ）と厚み方向のレターデーション（Ｒth）は、それぞれ下記式で定義される。
Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ
Ｒth＝［｛（ｎｘ＋ｎｙ）／２｝−ｎｚ］×ｄ
式中、ｎｘおよびｎｙは、透明支持体の面内屈折率であり、ｎｚは透明支持体の厚み方向の屈折率であり、そしてｄは透明支持体の厚さである。
【００２１】
ポリマーの例には、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレートおよびポリメタクリレートが含まれる。セルロースエステルが好ましく、アセチルセルロースがさらに好ましく、トリアセチルセルロースが最も好ましい。ポリマーフイルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。
透明支持体の厚さは、２０乃至５００μｍであることが好ましく、５０乃至２００μｍであることがさらに好ましい。
透明支持体とその上に設けられる層（接着層、垂直配向膜あるいは光学的異方性層）との接着を改善するため、透明支持体に表面処理（例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線（ＵＶ）処理、火炎処理）を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層（下塗り層）を設けてもよい。
【００２２】
［配向膜］
ディスコティック液晶性分子を実質的に垂直（ホモジニアス）に配向させるためには、配向膜の表面エネルギーを低下させることが重要である。具体的には、ポリマーの官能基により配向膜の表面エネルギーを低下させ、これによりディスコティック液晶性分子を立てた状態にする。配向膜の表面エネルギーを低下させる官能基としては、炭素原子数が１０以上の炭化水素基が有効である。炭化水素基を配向膜の表面に存在させるために、ポリマーの主鎖よりも側鎖に炭化水素基を導入することが好ましい。
炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基またはそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、アルキル基（シクロアルキル基であってもよい）またはアルケニル基（シクロアルケニル基であってもよい）であることが好ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は、１０乃至１００であることが好ましく、１０乃至６０であることがさらに好ましく、１０乃至４０であることが最も好ましい。
ポリマーの主鎖は、ポリイミド構造またはポリビニルアルコール構造を有することが好ましい。
【００２３】
ポリイミドは、一般にテトラカルボン酸とジアミンとの縮合反応により合成する。二種類以上のテトラカルボン酸あるいは二種類以上のジアミンを用いて、コポリマーに相当するポリイミドを合成してもよい。炭化水素基は、テトラカルボン酸起源の繰り返し単位に存在していても、ジアミン起源の繰り返し単位に存在していても、両方の繰り返し単位に存在していてもよい。
ポリイミドに炭化水素基を導入する場合、ポリイミドの主鎖または側鎖にステロイド構造を形成することが特に好ましい。側鎖に存在するステロイド構造は、炭素原子数が１０以上の炭化水素基に相当し、ディスコティック液晶性分子を実質的に垂直（ホモジニアス）に配向させる機能を有する。本明細書においてステロイド構造とは、シクロペンタノヒドロフェナントレン環構造またはその環の結合の一部が脂肪族環の範囲（芳香族環を形成しない範囲）で二重結合となっている環構造を意味する。
【００２４】
炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコールも、ディスコティック液晶性分子を実質的に垂直（ホモジニアス）に配向させることができる。炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基またはそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、アルキル基（シクロアルキル基であってもよい）またはアルケニル基（シクロアルケニル基であってもよい）であることが好ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は、１０乃至１００であることが好ましく、１０乃至６０であることがさらに好ましく、１０乃至４０であることが最も好ましい。
炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコールは、炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する繰り返し単位を２乃至８０モル％の範囲で含むことが好ましく、３乃至７０モル％含むことがさらに好ましい。
【００２５】
好ましい炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコールを、下記式（ＰＶ）で表す。
（ＰＶ）
−（ＶＡｌ）ｘ−（ＨｙＣ）ｙ−（ＶＡｃ）ｚ−
式中、ＶＡｌは、ビニルアルコール繰り返し単位であり；ＨｙＣは、炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する繰り返し単位であり；ＶＡｃは酢酸ビニル繰り返し単位であり；ｘは、２０乃至９５モル％（好ましくは２５乃至９０モル％）であり；ｙは、２乃至８０モル％（好ましくは３乃至７０モル％）であり；そして、ｚは０乃至３０モル％（好ましくは２乃至２０モル％）である。
好ましい炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する繰り返し単位（ＨｙＣ）を、下記式（ＨｙＣ−Ｉ）および（ＨｙＣ−II）で表す。
【００２６】
【化７】

【００２７】
式中、Ｌ¹は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ₂−、−ＮＨ−、アルキレン基、アリーレン基およびそれらの組み合わせから選ばれる二価の連結基であり；Ｌ²は、単結合あるいは−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ₂−、−ＮＨ−、アルキレン基、アリーレン基およびそれらの組み合わせから選ばれる二価の連結基であり；そしてＲ¹およびＲ²は、それぞれ炭素原子数が１０以上の炭化水素基である。
上記の組み合わせにより形成される二価の連結基の例を、以下に示す。
【００２８】
Ｌ１：−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ２：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−Ｏ−
Ｌ３：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−ＣＯ−ＮＨ−
Ｌ４：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−ＮＨ−ＳＯ₂−アリーレン基−Ｏ−
Ｌ５：−アリーレン基−ＮＨ−ＣＯ−
Ｌ６：−アリーレン基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ７：−アリーレン基−ＣＯ−ＮＨ−
Ｌ８：−アリーレン基−Ｏ−
Ｌ９：−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−アリーレン基−ＮＨ−ＣＯ−
【００２９】
配向膜に用いるポリマーの重合度は、２００乃至５０００であることが好ましく、３００乃至３０００であることが好ましい。ポリマーの分子量は、９０００乃至２０００００であることが好ましく、１３０００乃至１３００００であることがさらに好ましい。
二種類以上のポリマーを併用してもよい。
配向膜の形成において、ラビング処理を実施することが好ましい。ラビング処理は、上記のポリマーを含む膜の表面を、紙や布で一定方向に、数回こすることにより実施する。
なお、配向膜を用いてディスコティック液晶性分子を配向させてから、その配向状態のままディスコティック液晶性分子を固定して光学異方性層を形成し、光学異方性層のみをポリマーフイルム（または透明支持体）上に転写してもよい。配向状態で固定されたディスコティック液晶性分子は、配向膜がなくても配向状態を維持することができる。そのため、光学異方性シートでは、配向膜は（光学補償シートの製造において必須ではあるが）必須の要素ではない。
【００３０】
［光学的異方性層］
光学的異方性層はディスコティック液晶性分子およびカイラル剤を含む。
ＳＴＮ型液晶表示装置用の光学補償シートでは、上記の配向膜とカイラル剤とを用いて、ディスコティック液晶性分子の円盤面を、配向膜に対して、実質的に垂直（５０乃至９０度の範囲の平均傾斜角）かつねじれ配向させる。ディスコティック液晶性分子は、垂直（ホモジニアス）配向状態のまま光学的異方性層内で固定することが好ましい。ディスコティック液晶性分子は、重合反応により固定することがさらに好ましい。
【００３１】
ディスコティック液晶性分子は、様々な文献（C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981) ；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節(1994)；B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985)；J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994)）に記載されている。ディスコティック液晶性分子の重合については、特開平８−２７２８４公報に記載がある。
ディスコティック液晶性分子を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性分子の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、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。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。従って、重合性基を有するディスコティック液晶性分子は、下記式で表わされる化合物であることが好ましい。
【００３２】
Ｄ（−Ｌ−Ｑ）_n
式中、Ｄは円盤状コアであり；Ｌは二価の連結基であり；Ｑは重合性基であり；そして、ｎは４乃至１２の整数である。
上記式の円盤状コア（Ｄ）の例を以下に示す。以下の各例において、ＬＱ（またはＱＬ）は、二価の連結基（Ｌ）と重合性基（Ｑ）との組み合わせを意味する。トリフェニレン（Ｄ４）が特に好ましい。
【００３３】
【化８】

【００３４】
【化９】

【００３５】
【化１０】

【００３６】
【化１１】

【００３７】
【化１２】

【００３８】
【化１３】

【００３９】
【化１４】

【００４０】
【化１５】

【００４１】
【化１６】

【００４２】
前記式において、二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−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。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた基であることがさらに好ましい。二価の連結基（Ｌ）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−および−Ｏ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた基であることが最も好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、１乃至１２であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、２乃至１２であることが好ましい。アリーレン基の炭素原子数は、６乃至１０であることが好ましい。アルキレン基、アルケニレン基およびアリーレン基は、置換基（例、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ、アルコキシ基、アシルオキシ基）を有していてもよい。
二価の連結基（Ｌ）の例を以下に示す。左側が円盤状コア（Ｄ）に結合し、右側が重合性基（Ｑ）に結合する。ＡＬはアルキレン基またはアルケニレン基を意味し、ＡＲはアリーレン基を意味する。
【００４３】
Ｌ１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ10：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ11：−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ12：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ13：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
【００４４】
Ｌ14：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ15：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ16：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ17：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−
Ｌ18：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ19：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ20：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ21：−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ22：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ23：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ24：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ25：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−
【００４５】
前記式の重合性基（Ｑ）は、重合反応の種類に応じて決定する。重合性基（Ｑ）の例を以下に示す。
【００４６】
【化１７】

【００４７】
【化１８】

【００４８】
重合性基（Ｑ）は、不飽和重合性基（Ｑ１〜Ｑ７）、エポキシ基（Ｑ８）またはアジリジニル基（Ｑ９）であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基（Ｑ１〜Ｑ６）であることが最も好ましい。
【００４９】
前記式において、ｎは４乃至１２の整数である。具体的な数字は、ディスコティックコア（Ｄ）の種類に応じて決定される。なお、複数のＬとＱの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
二種類以上のディスコティック液晶性分子を併用してもよい。例えば、重合性基（Ｑ）を有する分子と有していない分子（前記式（Ｉ）においてＱの代わりに水素原子またはアルキル基を有する分子）を併用してもよい。
【００５０】
本発明では、ディスコティック液晶性分子をねじれ配向させるため、下記式（Ｉ）で表される光学活性トリフェニレン化合物をカイラル剤として光学的異方性層に添加する。
【００５１】
【化１９】

【００５２】
式（Ｉ）において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁶は、それぞれ独立に、光学活性を有する一価の基である。Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁶は、同一の基であることが好ましい。光学活性は、ＳとＲのいずれでもよい。
光学活性は、不斉炭素原子、軸性不斉構造または面性不斉構造により得られる。軸性または面性の不斉構造の例には、アレン構造、ビナフチル構造、ヘリセン構造およびパラシクロファン構造が含まれる。不斉炭素原子によって、光学活性を得ることが好ましい。
不斉炭素原子を含む一価の基は、下記式（ＩＲ）で表されることが好ましい。
【００５３】
【化２０】

【００５４】
式（ＩＲ）において、Ｌは、単結合または二価の連結基である。Ｌは、単結合であるか、あるいはアルキレン基、−Ｏ−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。
式（ＩＲ）において、Ｒ⁷、Ｒ⁸およびＲ⁹は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル、シアノ、炭素原子数が１乃至６のアルキル基、炭素原子数が１乃至６のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が６乃至２６のアリール基、炭素原子数が１乃至６のアルコキシ基または炭素原子数が１乃至６のアシルオキシ基であって、Ｒ⁷、Ｒ⁸およびＲ⁹が互いに異なるか、あるいはＲ⁷およびＲ⁸が結合して環を形成する。上記アルキル基、ハロゲン置換アルキル基、アルコキシ基およびアシルオキシ基は、さらに不斉炭素原子を含んでいてもよい。また、Ｒ⁷およびＲ⁸が結合して形成する環も、さらに不斉炭素原子を含んでいてもよい。Ｒ⁷、Ｒ⁸およびＲ⁹は、水素原子、ハロゲン原子または炭素原子数が１乃至６のアルキル基であって、Ｒ⁷、Ｒ⁸およびＲ⁹が互いに異なるか、あるいはＲ⁷およびＲ⁸が結合して飽和脂肪族環を形成することが好ましい。
光学活性トリフェニレン化合物は、下記式（II）で表されることが好ましい。
【００５５】
【化２１】

【００５６】
式（II）において、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、それぞれ独立に、少なくとも一つの不斉炭素原子を含む炭素原子数４乃至４０のアルキル基またはシクロアルキル基である。Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、同一の基であることが好ましい。光学活性は、ＳとＲのいずれでもよい。
Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵およびＲ¹⁶は、下記式（IIＲ）で表されることが好ましい。
【００５７】
【化２２】

【００５８】
式（IIＲ）において、Ｌは、単結合または二価の連結基である。Ｌは、単結合であることが好ましい。
式（IIＲ）において、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸およびＲ¹⁹は、水素原子または炭素原子数が１乃至６のアルキル基であって、Ｒ¹⁷、Ｒ¹⁸およびＲ¹⁹が互いに異なるか、あるいはＲ¹⁷およびＲ¹⁸が結合して飽和脂肪族環を形成する。上記アルキル基は、さらに不斉炭素原子を含んでいてもよい。また、Ｒ⁷およびＲ⁸が結合して形成する飽和脂肪族環も、さらに不斉炭素原子を含んでいてもよい。飽和脂肪族環は、シクロヘキサン環であることが好ましい。
【００５９】
以下に、光学活性トリフェニレン化合物の具体例を示す。以下の各例に示す複数のＲは同一の基を意味する。Ｒの定義は、具体例番号と共に示す。＊印を付けた炭素原子（Ｃ）は、不斉炭素原子である。なお、具体例（４３）は、面性不斉構造による光学活性であって、不斉炭素原子は含まれない。
【００６０】
【化２３】

【００６１】
（１）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（２）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₃−Ｈ
（３）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（４）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₅−Ｈ
（５）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₆−Ｈ
（６）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₇−Ｈ
（７）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₈−Ｈ
（８）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−ＣＨ₂−Ｏ−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（９）−Ｃ＊ＨＣＨ₃−ＣＯ−Ｏ−（ＣＨ₂）₃−Ｈ
【００６２】
（１０）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（１１）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₃−Ｈ
（１２）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（１３）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₅−Ｈ
（１４）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₆−Ｈ
（１５）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₇−Ｈ
（１６）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣ₂Ｈ₅−（ＣＨ₂）₃−Ｈ
（１７）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣ₂Ｈ₅−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（１８）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣ₃Ｈ₇−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（１９）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣ₂Ｈ₅−Ｏ−ＣＨ₃
（２０）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣ₄Ｈ₉−Ｏ−ＣＨ₃
（２１）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−Ｏ−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（２２）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣ₂Ｈ₅−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ₃
（２３）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣ₄Ｈ₉−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ₃
（２４）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＦ−Ｏ−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（２５）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＦ−Ｏ−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（２６）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣｌ−Ｏ−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（２７）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣｌ−Ｏ−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（２８）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＮ−Ｏ−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（２９）−ＣＨ₂−Ｃ＊ＨＣＮ−Ｏ−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
【００６３】
（３０）−（ＣＨ₂）₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（３１）−（ＣＨ₂）₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₃−Ｈ
（３２）−（ＣＨ₂）₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（３３）−（ＣＨ₂）₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₅−Ｈ
（３４）−（ＣＨ₂）₂−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₆−Ｈ
（３５）−（ＣＨ₂）₃−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（３６）−（ＣＨ₂）₃−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₃−Ｈ
（３７）−（ＣＨ₂）₃−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
（３８）−（ＣＨ₂）₃−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₅−Ｈ
（３９）−（ＣＨ₂）₄−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₂−Ｈ
（４０）−（ＣＨ₂）₄−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₃−Ｈ
（４１）−（ＣＨ₂）₄−Ｃ＊ＨＣＨ₃−（ＣＨ₂）₄−Ｈ
【００６４】
【化２４】

【００６５】
【化２５】

【００６６】
二種類以上の光学活性トリフェニレン化合物をカイラル剤として併用してもよい。
光学活性トリフェニレン化合物は、ディスコティック液晶性分子の使用量の０．０１乃至２５重量％の範囲で使用することが好ましく、０．１乃至１０重量％の範囲で使用することがさらに好ましい。
光学活性トリフェニレン化合物の合成例を以下に示す。他の化合物も同様の方法で合成できる。
【００６７】
［合成例１］
２，３，６，７，１０，１１−ヘキサ−｛（ｓ）−２−オクチルオキシカルボニルオキシ｝トリフェニレンの合成
【００６８】
【化２６】

【００６９】
２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン４．８６ｇ（１５ミリモル）とクロロ炭酸−（ｓ）−２−オクチル１３５ミリモルのＴＦＴ溶液を氷冷下攪拌した。ピリジン４０ｍｌをゆっくり滴下し、滴下終了後、反応系を５０分かけて室温に昇温した。反応系を希塩酸にあけ、酢酸エチルで抽出した。有機相を、希塩酸、水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去したのち、得られた褐色油状物（２６．２ｇ）を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１）で精製したところ、標記光学活性トリフェニレン化合物（５）を、室温では無色の油状物として１３．７５ｇ得た。収率は、６９％であった。
ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃／ｐｐｍ）
０．９１（１８Ｈ、ｔ）
１．３２（６０Ｈ、ｂｓ）
１．３９（１８Ｈ、ｄ）
１．７２（６Ｈ、ｍ）
１．８０（６Ｈ、ｍ）
４．９０（６Ｈ、ｄｔ）
８．３９（６Ｈ、ｓ）
Mass spectra (Fab (pos.)) 1261(M+H)⁺
【００７０】
［合成例２］
２，３，６，７，１０，１１−ヘキサ−［（Ｒ）−｛２−（ｓ）−イソプロピル−５−（Ｒ）−メチルシクロへキシル｝オキシカルボニルオキシ｝トリフェニレンの合成
【００７１】
【化２７】

【００７２】
２，３，６，７，１０，１１−ヘキサヒドロキシトリフェニレン１．６２ｇ（５ミリモル）を３０ｍｌのＤＭＦに溶解し、室温にて攪拌した。クロロ炭酸−（−）−メンチル１１．０ｇ（５０．３ミリモル）を滴下し、氷冷下攪拌した。ピリジン１０ｍｌを、内温１１℃以下で滴下した。滴下終了後、反応系を室温にて攪拌し、そのまま一晩放置した。翌日、析出した結晶を濾過し、アセトニトリルで洗浄した。得られた粗結晶を少量の酢酸エチルに溶解し、シリカゲル相を通した。これを濃縮し、アセトニトリル−酢酸エチルで再結晶することにより、標記光学活性トリフェニレン化合物（４２）を、無色結晶として５．６３ｇ得た。収率は、７９％であった。
ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃／ｐｐｍ）
０．８９（１８Ｈ、ｄ）
０．９４（３６Ｈ、ｄ）
１．１６（１２Ｈ、ｍ）
１．５０（１２Ｈ、ｂｔ）
１．５５（６Ｈ、ｂｓ）
２．０１（６Ｈ、ｍ）
２．２６（６Ｈ、ｂｄ）
４．６６（６Ｈ、ｄｔ）
８．４０（６Ｈ、ｓ）
Mass spectra (Fab (pos.)) 1418(M+H)⁺
【００７３】
ディスコティック液晶性分子を空気界面側においても、実質的に垂直（ホモジニアス）かつ均一にねじれ配向させるため、セルロースエステルを光学的異方性層に添加することが好ましい。
セルロースエステルとしては、セルロースの低級脂肪酸エステルを用いることが好ましい。セルロースの低級脂肪酸エステルにおける「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。炭素原子数は、２乃至５であることが好ましく、２乃至４であることがさらに好ましい。脂肪酸には置換基（例、ヒドロキシ）が結合していてもよい。二種類以上の脂肪酸がセルロースとエステルを形成していてもよい。セルロースの低級脂肪酸エステルの例には、セルロースアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースヒドロキシプロピオネート、セルロースアセテートプロピオネートおよびセルロースアセテートブチレートが含まれる。セルロースアセテートブチレートが特に好ましい。セルロースアセテートブチレートのブチリル化度は、３０％以上であることが好ましく、３０乃至８０％であることがさらに好ましい。セルロースアセテートブチレートのアセチル化度は、３０％以下であることが好ましく、１乃至３０％であることがさらに好ましい。
セルロースエステルは、０．００５乃至０．５ｇ／ｍ²の範囲の量で使用することが好ましく、０．０１乃至０．４５ｇ／ｍ²の範囲であることがより好ましく、０．０２乃至０．４／ｍ²の範囲であることがさらに好ましく、０．０３乃至０．３５／ｍ²の範囲であることが最も好ましい。また、ディスコティック液晶性分子の量の０．１乃至５重量％の量で、セルロースエステルを使用することも好ましい。
【００７４】
光学的異方性層は、ディスコティック液晶性分子および光学活性トリフェニレン化合物、さらに必要に応じてセルロースエステル、あるいは下記の重合開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、垂直配向膜の上に塗布することで形成する。
塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。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）、ヘテロ環化合物（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）、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。
塗布液の塗布は、公知の方法（例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法）により実施できる。
実質的に垂直（ホモジニアス）配向させたディスコティック液晶性分子は、配向状態を維持して固定する。固定化は、ディスコティック液晶性分子に導入した重合性基（Ｑ）の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合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。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。
【００７５】
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１乃至２０重量％であることが好ましく、０．５乃至５重量％であることがさらに好ましい。
ディスコティック液晶性分子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／ｃｍ² 乃至５０Ｊ／ｃｍ² であることが好ましく、１００乃至８００ｍＪ／ｃｍ² であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
光学的異方性層の厚さは、０．１乃至５０μｍであることが好ましく、１乃至３０μｍであることがさらに好ましく、５乃至２０μｍであることが最も好ましい。なお、液晶表示装置に光学補償シートを二枚用いる場合は、一枚使用する場合に必要とされる光学的異方性層の厚さの半分の厚さでよい。
光学的異方性層内のディスコティック液晶性分子の平均傾斜角度は、５０乃至９０度である。傾斜角度は、なるべく均一であることが好ましい。ただし、傾斜角度が光学的異方性層の厚み方向に沿って連続して変化しているならば、若干の変動があっても問題ない。
【００７６】
ディスコティック液晶性分子のねじれの角度（ツイスト角）は、ＳＴＮ型液晶セルのツイスト角（一般に１８０乃至３６０゜、好ましくは１８０゜を越えて２７０゜まで）に応じて、類似（なるべく±１０゜以内）の角度となるように調整することが好ましい。液晶表示装置に光学補償シートを一枚用いる場合は、ディスコティック液晶性分子のねじれ角は、１８０乃至３６０度の範囲であることが好ましい。液晶表示装置に光学補償シートを二枚枚用いる場合は、ディスコティック液晶性分子のねじれ角は、９０乃至１８０度の範囲であることが好ましい。光学異方性シートを、ＳＴＮ型液晶表示装置の光学補償シートとして用いる場合、光学的異方性層の複屈折率の波長依存性（Δｎ（λ））は、ＳＴＮ型液晶セルの液晶の複屈折率の波長依存性に近い値であることが好ましい。
【００７７】
［液晶表示装置］
本発明の光学異方性シートは、ＳＴＮ型液晶セルを用いる液晶表示装置の光学補償シートとして特に有効である。
ＳＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ型液晶セル、液晶セルの両側に配置された一対の光学補償シートまたは液晶セルの片側に配置された光学補償シートおよびそれらの両側に配置された一対の偏光板からなる。
液晶セルの棒状液晶性分子の配向方向とディスコティック液晶性分子の配向方向との関係は、光学補償シートに最も近い液晶セルの棒状液晶性分子のディレクタ（棒状分子の長軸方向）と、液晶セルに最も近い光学補償シートのディスコティック液晶性分子のディレクタ（円盤状コア平面の法線方向）とが、液晶セルの法線方向から見て、実質的に同じ向き（±１０゜未満）になるように配置することが好ましい。
光学補償シートの透明支持体を、偏光膜の液晶セル側の保護膜としても機能させることができる。その場合は、透明支持体の遅相軸（屈折率が最大となる方向）と偏光膜の透過軸とが実質的に垂直または実質的に平行（±１０゜未満）になるように配置することが好ましい。
【００７８】
【実施例】
［予備実験１］
（カイラル剤としての機能の確認）
合成例２で合成した光学活性トリフェニレン化合物（４２）と、下記のディスコティック液晶性（ＤＬＣ）化合物とを、下記第１表に示す混合比で混合した。得られた混合物を加熱しながら、偏光顕微鏡にて液晶相の変化を観察した。その結果、混合物は、下記第１表に示す温度範囲で、カイラルディスコティックネマティック（Ｎ_D*）相を形成した。液晶相の平面組織は、カイラルディスコティックネマティック（Ｎ_D*）相に特有なオイリーストリクスを示した。
【００７９】
【化２８】

【００８０】
【表１】
第１表
────────────────────────────────────
カイラル剤使用量ＤＬＣ使用量Ｎ_D*相形成温度
────────────────────────────────────
２重量部９８重量部１２９℃−１８６℃
５重量部９５重量部１１７℃−１８２℃
１０重量部９０重量部１１８℃−１７９℃
８０重量部２０重量部１１０℃−１６７℃
────────────────────────────────────
【００８１】
［実施例１］
（光学異方性シートの作製）
厚さ１００μｍのトリアセチルセルロースフイルム（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。
下記のポリイミドを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ブトキシエタノールおよびメチルエチルケトンの混合溶媒に溶解して得られた４重量％溶液を、＃３のバーコーターを用いて透明支持体の上に塗布した。塗布層を、１４０℃で２分間乾燥し、さらに６２℃で５分間加熱して、配向膜を形成した。配向膜の厚さは、０．５１μｍであった。
【００８２】
【化２９】

【００８３】
ラビング処理を行った配向膜の上に、以下の組成の塗布液をスピンコーターを用いて塗布し、１３０℃で１０分間加熱して、ディスコティック液晶性化合物を配向させた。
【００８４】

【００８５】
塗布層を１３０℃に加熱した状態で、高圧水銀灯を用いて５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を５秒間照射し、ディスコティック液晶性化合物の末端ビニル基を重合させ、配向状態を固定した。このようにして、ディスコティック液晶性化合物が垂直（ホモジニアス）で、ねじれて配向している光学的異方性層を形成し、光学異方性シートを作製した。
得られた光学異方性シートのΔｎｄを波長５５０ｎｍにおいて測定したところ、４４０ｎｍであった。また、ディスコティック液晶性分子のツイスト角は１２０゜であった。
さらに、ディスコティック液晶性分子の配向状態を偏光顕微鏡で確認したところ、全ての分子が均一に（モノドメイン）ねじれ配向していた。
【００８６】
［実施例２］
（液晶表示装置の作製）
ツイスト角が２４０゜、Δｎｄが８８０ｎｍのＳＴＮ液晶セルの下側に、実施例１で作製した光学異方性シートを光学補償シートとして２枚、光学的異方性層側を向かい合わせ、光学的異方性層のディスコティック液晶性分子のディレクター（ディスコティック液晶性分子の円盤面の法線方向）が一致するように貼り合わせた。この光学補償シートと液晶セルを貼り合わせる面において、ディスコティック液晶性分子と液晶セルの棒状液晶性分子のディレクターが一致するように、光学補償シートを液晶セルに取り付けた。さらに、一対の偏光板をクロスニコル配置で取り付け、ＳＴＮ型液晶表示装置を作製した。
作製したＳＴＮ型液晶表示装置と、光学補償シートを取り付けなかったＳＴＮ型液晶表示装置とを比較したところ、光学補償シートによる顕著な視野角改善効果が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＳＴＮ型液晶表示装置の電圧無印加（ｏｆｆ）の画素部分における液晶セル内の棒状液晶性分子の配向状態と光学的異方性層内のディスコティック液晶性分子の配向状態とを模式的に示す断面図である。
【図２】液晶セルの棒状液晶性分子と、それを光学補償する関係にある光学補償シートのディスコティック液晶性分子について、それぞれの屈折率楕円体を示す模式図である。
【図３】ＳＴＮ型液晶表示装置の層構成を示す模式図である。
【図４】ＳＴＮ型液晶表示装置の各要素について、好ましい光学的方向を示す平面図である。
【図５】ＳＴＮ型液晶表示装置の各要素について、別の好ましい光学的方向を示す平面図である。
【符号の説明】
１液晶セル
２、２ａ、２ｂ光学補償シート
３、３ａ、３ｂ偏光板
１１液晶セルの上基板
１２、１４液晶セルの配向膜
１３棒状液晶性分子の屈折率楕円体
１３ａ〜１３ｅ棒状液晶性分子
１３ｔ棒状液晶性分子層の厚み
１３ｘ、１３ｙ棒状液晶性分子の配向膜に平行な面内の屈折率
１３ｚ棒状液晶性分子の厚み方向の屈折率
１５液晶セルの下基板
２１ディスコティック液晶性分子の屈折率楕円体
２１ａ〜２１ｅディスコティック液晶性分子
２１ｔディスコティック液晶性分子層の厚み
２１ｘ、２１ｙディスコティック液晶性分子の配向膜に平行な面内の屈折率
２１ｚディスコティック液晶性分子の厚み方向の屈折率
２２配向膜
２３透明支持体
ＢＬバックライト
ＤＤａ、ＤＤｂ、ＤＤｃ、ＤＤｄディスコティック液晶性分子の円盤面の法線方向
ＲＤａ、ＲＤｂ液晶セルの配向膜のラビング方向
ＴＡａ、ＴＡｂ偏光板の透過軸
Ｘ基準となる方向[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an optically anisotropic sheet having an optically anisotropic layer formed of discotic liquid crystalline molecules on a transparent support, an STN type liquid crystal display device, and an optically active triphenylene compound.
[0002]
[Prior art]
The STN type liquid crystal display device includes an STN type liquid crystal cell, two polarizing plates, and one or two optical compensation sheets (retardation plates) provided between the STN type liquid crystal cell and the polarizing plate.
The liquid crystal cell is composed of a rod-like liquid crystal molecule, two substrates for enclosing it, and an electrode layer for applying a voltage to the rod-like liquid crystal molecule. In the STN type liquid crystal cell, an alignment film for aligning rod-like liquid crystalline molecules is provided on two substrates. Further, the rod-like liquid crystalline molecules are twisted and aligned at 180 to 360 degrees using a chiral agent.
In an STN type liquid crystal display device without an optical compensation sheet, the display image is colored blue or yellow due to the birefringence of rod-like liquid crystal molecules. The coloring of the display image is inconvenient for both monochrome display and color display. The optical compensation sheet is used for eliminating such coloring and obtaining a bright and clear image. The optical compensation sheet may also be given a function of expanding the viewing angle of the liquid crystal cell. As the optical compensation sheet, a stretched birefringent film has been conventionally used. An optical compensation sheet for an STN type liquid crystal display device using a stretched birefringent film is described in JP-A-7-104284 and JP-A-7-13021.
[0003]
It has been proposed to use an optically anisotropic sheet having an optically anisotropic layer containing discotic liquid crystalline molecules on a transparent support as an optical compensation sheet instead of an optical compensation sheet comprising a stretched birefringent film. ing. The optically anisotropic layer is formed by aligning discotic liquid crystal molecules and fixing the alignment state. Discotic liquid crystalline molecules generally have a large birefringence. Discotic liquid crystal molecules have various alignment forms. By using discotic liquid crystalline molecules, it is possible to produce an optical compensation sheet having optical properties that cannot be obtained by a conventional stretched birefringent film. Optical compensation sheets using discotic liquid crystalline molecules are described in JP-A-6-214116, US Pat. Nos. 5,583,679, 5,646,703 and German Patent 3,911,620A1. However, these optical compensation sheets are designed assuming a TN type liquid crystal display device as a main application.
[0004]
It is conceivable to use an optical compensation sheet using discotic liquid crystal molecules in an STN type liquid crystal display device. In the STN type liquid crystal display device, rod-like liquid crystalline molecules that are super twisted to be larger than 90 ° are used in the birefringence mode. The STN type liquid crystal display device is characterized in that a large-capacity clear display is possible by time-division driving even with a simple matrix electrode structure without active elements (thin film transistors and diodes).
In order to optically compensate an STN type liquid crystal cell using discotic liquid crystal molecules, it is necessary to twist the discotic liquid crystal molecules and set the twist angle in the range of 90 to 360 degrees. The discotic liquid crystal molecules that are twist-aligned form a chiral discotic phase. The chiral discotic phase is the chiral discotic nematic (N_D*) Preferably in phase.
The discotic liquid crystalline molecules are preferably aligned with an average inclination angle in the range of 50 to 90 degrees. JP-A-9-26572 discloses an optical compensation sheet in which discotic liquid crystalline molecules are twisted and aligned. Furthermore, the drawing of this publication shows a state in which the discotic liquid crystal molecules are aligned substantially vertically.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
With the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-26572, it is difficult to uniformly and stably twist (monodomain alignment) the discotic liquid crystalline molecules from the alignment film interface to the air interface.
An optically active compound is used as a chiral agent to twist and align the discotic liquid crystalline molecules. In the invention described in JP-A-9-26572, an asymmetric carbon atom is introduced into a discotic liquid crystalline molecule so that the discotic liquid crystalline molecule also functions as a chiral agent.
[0006]
An object of the present invention is to provide an optical compensation sheet particularly suitable for an STN type liquid crystal display device.
Another object of the present invention is to provide an optically anisotropic sheet in which discotic liquid crystalline molecules are twisted and oriented uniformly (monodomain) stably.
Furthermore, an object of the present invention is to provide an STN type liquid crystal display device in which coloring of a display image is eliminated and a clear image with high contrast can be obtained.
Still another object of the present invention is to provide a novel optically active triphenylene compound.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The object of the present invention is the following (1) to(6)Optically anisotropic sheet, below(7)STN type liquid crystal display device and(8)Of the optically active triphenylene compound.
  (1) An optically anisotropic sheet having an optically anisotropic layer formed from a transparent support and discotic liquid crystalline molecules, the optically anisotropic layer furtherTo be described laterAn optically anisotropic sheet comprising an optically active triphenylene compound represented by the formula (I), wherein discotic liquid crystalline molecules are twisted.
[0008]
(2) The optically anisotropic sheet according to (1), wherein the monovalent group having optical activity is a monovalent group containing an asymmetric carbon atom represented by the formula (IR) described later.
[0009]
(3)An optically active triphenylene compoundTo be described laterRepresented by formula (II)(1)An optically anisotropic sheet as described in 1.
[0010]
(4) R ¹¹ , R ¹² , R ¹³ , R ¹⁴ , R ¹⁵ And R ¹⁶ Is the expression ( II The optically anisotropic sheet according to (3) represented by R).
[0011]
(5)The optically anisotropic sheet according to (1), wherein the discotic liquid crystalline molecules are oriented at an average inclination angle in the range of 50 to 90 degrees.
(6) The optically anisotropic sheet according to (1), wherein the amount of the optically active triphenylene compound used is 0.01 to 25% by weight of the amount of the discotic liquid crystalline molecules used.
  (7)STN type liquid crystal display comprising STN type liquid crystal cell, two polarizing plates arranged on both sides thereof, and one or two optical compensation sheets arranged between STN type liquid crystal cell and one or both polarizing plates The optical compensation sheet has an optically anisotropic layer formed from a transparent support and discotic liquid crystalline molecules in this order from the polarizing plate side, and the optically anisotropic layer further comprisesTo be described laterAn STN liquid crystal display device comprising an optically active triphenylene compound represented by the formula (I), wherein discotic liquid crystal molecules are twisted and the twist angle is in the range of 90 to 360 degrees.
  (8) described laterAn optically active triphenylene compound represented by the formula (II).
  In the present specification, the average tilt angle of the discotic liquid crystal molecules means the average angle between the disc surface of the discotic liquid crystal molecules and the surface of the support (or the surface of the alignment film). A state in which the discotic liquid crystal molecules are aligned with an average inclination angle in the range of 50 to 90 degrees is referred to as the discotic liquid crystal molecules being aligned substantially vertically.
[0012]
【The invention's effect】
As a result of research, the present inventor has discovered that the optically active triphenylene compound represented by the above formula (I) exhibits an excellent function as a chiral agent for discotic liquid crystalline molecules. The triphenylene compound is a kind of discotic liquid crystalline molecule. In addition to the discotic liquid crystalline molecule, when the optically active triphenylene compound represented by the above formula (I) is used as a chiral agent, the discotic liquid crystalline molecule is converted into a discotic liquid crystalline molecule. Uniform and stable twist orientation can be achieved.
By obtaining means for uniformly and stably twisting and aligning discotic liquid crystalline molecules, it is possible to produce an optical compensation sheet suitable for an STN type liquid crystal display device. By using an optical compensation sheet in which the discotic liquid crystal molecules are twisted and aligned (preferably, more substantially vertically aligned), coloring of the display image of the STN type liquid crystal display device is eliminated, and high contrast is clear. Can be obtained.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the alignment state of rod-like liquid crystal molecules in a liquid crystal cell and the alignment state of discotic liquid crystal molecules in an optically anisotropic layer in a pixel portion where no voltage is applied (off) in an STN type liquid crystal display device. It is sectional drawing shown typically.
As shown in FIG. 1, the liquid crystal cell has a rod-like liquid crystal molecule (13a) between the lower alignment film (12) of the upper substrate (11) and the upper alignment film (14) of the lower substrate (15). To e). Due to the functions of the alignment films (12, 14) and the chiral agent added to the liquid crystal layer, the rod-like liquid crystal molecules (13a to 13e) are twisted and aligned as shown in FIG.
Although omitted in FIG. 1, each of the upper substrate (11) and the lower substrate (15) of the liquid crystal cell has an electrode layer. The electrode layer has a function of applying a voltage to the rod-like liquid crystal molecules (13a to e).
When the applied voltage of the STN type liquid crystal cell is 0 (when no voltage is applied), as shown in FIG. 1, the rod-like liquid crystal molecules (13a to 13e) are substantially parallel to the plane of the alignment films (12, 14) ( Oriented horizontally). The rod-like liquid crystal molecules (13a to 13e) are oriented in a direction in which they are twisted along the thickness direction and spiral in a horizontal plane (in FIG. 1, approximately 240 ° counterclockwise from 13a to 13e). ing.
When voltage is applied to the STN type liquid crystal cell (on), the rod-like liquid crystal molecules (13b to 13d) in the central portion of the liquid crystal cell are aligned more vertically (electric field) than when no voltage is applied (off). Rearrange parallel to the direction). The alignment state of the rod-like liquid crystalline molecules (13a, 13e) in the vicinity of the alignment films (12, 14) does not substantially change even when a voltage is applied.
[0014]
An optical compensation sheet is disposed below the liquid crystal cell. The optical compensation sheet shown in FIG. 1 has an alignment film (22) and an optically anisotropic layer in this order on a transparent support (23). The optically anisotropic layer is a layer obtained by aligning discotic liquid crystal molecules (21a to 21e) and fixing the molecules in the alignment state.
In FIG. 1, the disc surfaces of the discotic liquid crystal molecules (21a to 21e) are aligned substantially perpendicular to the surface of the vertical alignment film (22). As shown in FIG. 1, the discotic liquid crystalline molecules (21a to 21e) are spiraled in the horizontal plane while twisting along the thickness direction (in FIG. 1, approximately 240 ° clockwise from 21a to 21e). ) In such a direction.
In FIG. 1, rod-like liquid crystal molecules and discotic liquid crystal molecules have a relationship in which 13a and 21e, 13b and 21d, 13c and 21c, 13d and 21b, and 13e and 21a correspond to each other. That is, the discotic liquid crystalline molecules 21e are optically compensated for the rod-like liquid crystalline molecules 13a, and the discotic liquid crystalline molecules 21a are optically compensated for the rod-like liquid crystalline molecules 13e. Each correspondence will be described with reference to FIG.
[0015]
FIG. 2 is a schematic diagram showing refractive index ellipsoids of rod-like liquid crystalline molecules of a liquid crystal cell and discotic liquid crystalline molecules of an optical compensation sheet in a relationship for optical compensation thereof.
The refractive index ellipsoid (13) of rod-like liquid crystalline molecules of the liquid crystal cell is formed by an in-plane refractive index (13x, 13y) parallel to the alignment film and a refractive index (13z) in the thickness direction of the liquid crystal cell. In the STN type liquid crystal cell, the refractive index (13x) in one direction in the plane parallel to the alignment film has a large value, the refractive index (13y) in the plane perpendicular to it and the refractive index in the thickness direction of the liquid crystal cell ( 13z) is a small value. Therefore, the refractive index ellipsoid (13) has a shape in which a rugby ball is laid sideways as shown in FIG. In such a liquid crystal cell having a refractive index ellipsoid that is not spherical, an angle dependency occurs in the birefringence. This angle dependency is eliminated by using an optical compensation sheet.
[0016]
The refractive index ellipsoid (21) of the discotic liquid crystalline molecules of the optical compensation sheet having the relationship of optically compensating the rod-like liquid crystalline molecules is also different from the refractive index (21x, 21y) in the plane parallel to the alignment film. It is formed by the refractive index (21z) in the thickness direction of the isotropic layer. In the present invention, by aligning the discotic liquid crystalline molecules substantially perpendicularly, the refractive index (21x) in one direction in the plane parallel to the alignment film becomes a small value, and the in-plane refraction in the direction perpendicular to it. The refractive index (21z) and the refractive index (21z) in the thickness direction of the optically anisotropic layer are large values. Therefore, the refractive index ellipsoid (21) has a shape in which a disk as shown in FIG.
From the above relationship, the retardation generated in the liquid crystal cell (1) can be offset by the optical compensation sheet (2). That is, the refractive index (13x, 13y, 13z) of the rod-like liquid crystalline molecule, the refractive index (21x, 21y, 21z) of the discotic liquid crystalline molecule, and the thickness (13t) of the rod-like liquid crystalline molecule layer having the same director direction If the liquid crystal display device is designed so that the thickness (21t) of the discotic liquid crystalline molecular layer satisfies the following formula, the angle dependence of the liquid crystal cell can be eliminated.
│ (13x-13y) × 13t│ = │ (21x-21y) × 21t│
│ (13x-13z) × 13t│ = │ (21x-21z) × 21t│
[0017]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a layer structure of the STN type liquid crystal display device.
The liquid crystal display device shown in FIG. 3A has a lower polarizing plate (3a), a lower optical compensation sheet (2a), an STN type liquid crystal cell (1), and an upper polarizing plate (in order from the backlight (BL) side). 3b).
The liquid crystal display device shown in FIG. 3B has a lower polarizing plate (3a), a lower optical compensation sheet (2a), an upper optical compensation sheet (2b), an STN type liquid crystal cell (in order from the backlight (BL) side). 1) and the upper polarizing plate (3b).
The liquid crystal display device shown in (c) of FIG. 3 includes, in order from the backlight (BL) side, a lower polarizing plate (3a), an STN type liquid crystal cell (1), an upper optical compensation sheet (2b), and an upper polarizing plate ( 3b).
The liquid crystal display device shown in FIG. 3D has a lower polarizing plate (3a), an STN liquid crystal cell (1), a lower optical compensation sheet (2a), an upper optical compensation sheet (in order from the backlight (BL) side). 2b) and the upper polarizing plate (3b).
The liquid crystal display device shown in FIG. 3E has a lower polarizing plate (3a), a lower optical compensation sheet (2a), an STN liquid crystal cell (1), an upper optical compensation sheet (in order from the backlight (BL) side). 2b) and the upper polarizing plate (3b).
In FIG. 3, the transmission axis (TAa) of the lower polarizing plate (3a) and the normal (director) direction (DDa) of the disc surface of the discotic liquid crystalline molecules in the vicinity of the alignment film of the lower optical compensation sheet (2a) are shown as arrows. ), Normal (director) direction (DDb) of the disc surface of the discotic liquid crystalline molecules in the vicinity of the liquid crystal cell of the lower optical compensation sheet (2a), rubbing direction (RDa) of the lower alignment film of the liquid crystal cell (1), liquid crystal The rubbing direction (RDb) of the upper alignment film of the cell (1), the normal (director) direction (DDc) of the disc surface of the discotic liquid crystalline molecules in the vicinity of the liquid crystal cell of the upper optical compensation sheet (2b), the upper optical compensation sheet The normal (director) direction (DDd) of the disc surface of the discotic liquid crystal molecules in the vicinity of the alignment film (2b) and the transmission axis (TAb) of the upper polarizing plate (3b) are shown. The exact angle of each will be described in FIGS.
[0018]
FIG. 4 is a plan view showing a preferable optical direction for each element of the STN type liquid crystal display device. FIG. 4 shows an arrangement that emphasizes front contrast.
FIG. 4A shows a case where one optical compensation sheet is provided between the lower polarizing plate and the STN type liquid crystal cell, as shown in FIG.
FIG. 4B shows a case where two optical compensation sheets are provided between the lower polarizing plate and the STN type liquid crystal cell as shown in FIG.
FIG. 4C shows a case where one optical compensation sheet is provided between the STN type liquid crystal cell and the upper polarizing plate, as shown in FIG.
FIG. 4D shows a case where two optical compensation sheets are provided between the STN type liquid crystal cell and the upper polarizing plate, as shown in FIG.
4 (e) shows an optical compensation sheet between the lower polarizing plate and the STN type liquid crystal cell and between the STN type liquid crystal cell and the upper polarizing plate, as shown in FIG. This is a case where there are two optical compensation sheets in total.
X is a direction serving as a reference (0 °), and the meaning of each arrow is as described in FIG. Note that the transmission axis (TAa) of the lower polarizing plate and the transmission axis (TAb) of the upper polarizing plate may be interchanged.
[0019]
FIG. 5 is a plan view showing another preferable optical direction for each element of the STN type liquid crystal display device. FIG. 5 shows an arrangement that emphasizes color.
FIG. 5A shows a case where one optical compensation sheet is provided between the lower polarizing plate and the STN type liquid crystal cell, as shown in FIG.
FIG. 5B shows a case where two optical compensation sheets are provided between the lower polarizing plate and the STN type liquid crystal cell, as shown in FIG.
FIG. 5C shows a case where one optical compensation sheet is provided between the STN type liquid crystal cell and the upper polarizing plate, as shown in FIG.
FIG. 5D shows a case where two optical compensation sheets are provided between the STN type liquid crystal cell and the upper polarizing plate, as shown in FIG.
FIG. 5 (e) shows an optical compensation sheet between the lower polarizing plate and the STN type liquid crystal cell and between the STN type liquid crystal cell and the upper polarizing plate, as shown in FIG. This is a case where there are two optical compensation sheets in total.
X is a direction serving as a reference (0 °), and the meaning of each arrow is as described in FIG. Note that the transmission axis (TAa) of the lower polarizing plate and the transmission axis (TAb) of the upper polarizing plate may be interchanged.
[0020]
[Transparent support]
As the transparent support of the optically anisotropic sheet, it is preferable to use a polymer film having a small optical anisotropy. That the support is transparent means that the light transmittance is 80% or more. Specifically, the small optical anisotropy means that the in-plane retardation (Re) is preferably 20 nm or less, more preferably 10 nm or less, and most preferably 5 nm or less. The thickness direction retardation (Rth) is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and most preferably 30 nm or less. In-plane retardation (Re) and thickness direction retardation (Rth) are respectively defined by the following formulas.
Re = (nx−ny) × d
Rth = [{(nx + ny) / 2} -nz] × d
In the formula, nx and ny are in-plane refractive indexes of the transparent support, nz is the refractive index in the thickness direction of the transparent support, and d is the thickness of the transparent support.
[0021]
Examples of the polymer include cellulose ester, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate and polymethacrylate. Cellulose esters are preferred, acetyl cellulose is more preferred, and triacetyl cellulose is most preferred. The polymer film is preferably formed by a solvent cast method.
The thickness of the transparent support is preferably 20 to 500 μm, and more preferably 50 to 200 μm.
In order to improve adhesion between the transparent support and the layer (adhesive layer, vertical alignment film or optically anisotropic layer) provided thereon, surface treatment (eg, glow discharge treatment, corona discharge treatment, Ultraviolet (UV) treatment, flame treatment) may be performed. An adhesive layer (undercoat layer) may be provided on the transparent support.
[0022]
[Alignment film]
In order to align the discotic liquid crystal molecules substantially vertically (homogeneously), it is important to reduce the surface energy of the alignment film. Specifically, the surface energy of the alignment film is lowered by the functional group of the polymer, thereby bringing the discotic liquid crystalline molecules into an upright state. A hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms is effective as a functional group for reducing the surface energy of the alignment film. In order to make the hydrocarbon group exist on the surface of the alignment film, it is preferable to introduce the hydrocarbon group into the side chain rather than the main chain of the polymer.
The hydrocarbon group is an aliphatic group, an aromatic group, or a combination thereof. The aliphatic group may be cyclic, branched or linear. The aliphatic group is preferably an alkyl group (which may be a cycloalkyl group) or an alkenyl group (which may be a cycloalkenyl group). The hydrocarbon group may have a substituent that does not exhibit strong hydrophilicity, such as a halogen atom. The hydrocarbon group has preferably 10 to 100 carbon atoms, more preferably 10 to 60, and most preferably 10 to 40 carbon atoms.
The main chain of the polymer preferably has a polyimide structure or a polyvinyl alcohol structure.
[0023]
Polyimide is generally synthesized by a condensation reaction of tetracarboxylic acid and diamine. A polyimide corresponding to a copolymer may be synthesized using two or more kinds of tetracarboxylic acids or two or more kinds of diamines. The hydrocarbon group may be present in the repeating unit derived from the tetracarboxylic acid, may be present in the repeating unit derived from the diamine, or may be present in both repeating units.
When introducing a hydrocarbon group into polyimide, it is particularly preferable to form a steroid structure in the main chain or side chain of the polyimide. The steroid structure present in the side chain corresponds to a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms, and has a function of orienting the discotic liquid crystalline molecules substantially vertically (homogeneously). In this specification, the steroid structure is a cyclopentanohydrophenanthrene ring structure or a ring structure in which a part of the bond of the ring is an aliphatic ring (a range in which an aromatic ring is not formed) is a double bond. means.
[0024]
Modified polyvinyl alcohol having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms can also align the discotic liquid crystal molecules substantially vertically (homogeneously). The hydrocarbon group is an aliphatic group, an aromatic group, or a combination thereof. The aliphatic group may be cyclic, branched or linear. The aliphatic group is preferably an alkyl group (which may be a cycloalkyl group) or an alkenyl group (which may be a cycloalkenyl group). The hydrocarbon group may have a substituent that does not exhibit strong hydrophilicity, such as a halogen atom. The hydrocarbon group has preferably 10 to 100 carbon atoms, more preferably 10 to 60, and most preferably 10 to 40 carbon atoms.
The modified polyvinyl alcohol having a hydrocarbon group preferably contains a repeating unit having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms in the range of 2 to 80 mol%, and more preferably 3 to 70 mol%.
[0025]
A modified polyvinyl alcohol having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms is represented by the following formula (PV).
(PV)
-(VAl) x- (HyC) y- (VAc) z-
In the formula, VAl is a vinyl alcohol repeating unit; HyC is a repeating unit having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms; VAc is a vinyl acetate repeating unit; x is 20 to 95 mol%. (Preferably 25 to 90 mol%); y is 2 to 80 mol% (preferably 3 to 70 mol%); and z is 0 to 30 mol% (preferably 2 to 20 mol%) It is.
The repeating unit (HyC) having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms is represented by the following formulas (HyC-I) and (HyC-II).
[0026]
[Chemical 7]

[0027]
Where L¹Are —O—, —CO—, and —SO.₂A divalent linking group selected from-, -NH-, an alkylene group, an arylene group, and combinations thereof;²Is a single bond or -O-, -CO-, -SO₂A divalent linking group selected from-, -NH-, an alkylene group, an arylene group and combinations thereof; and R¹And R²Are hydrocarbon groups each having 10 or more carbon atoms.
Examples of the divalent linking group formed by the above combination are shown below.
[0028]
L1: -O-CO-
L2: -O-CO-alkylene group -O-
L3: -O-CO-alkylene group -CO-NH-
L4: -O-CO-alkylene group -NH-SO₂-Arylene group-O-
L5: -Arylene group -NH-CO-
L6: -Arylene group -CO-O-
L7: -Arylene group -CO-NH-
L8: -Arylene group -O-
L9: -O-CO-NH-arylene group -NH-CO-
[0029]
The polymerization degree of the polymer used for the alignment film is preferably 200 to 5000, and more preferably 300 to 3000. The molecular weight of the polymer is preferably 9000 to 200000, more preferably 13000 to 130,000.
Two or more kinds of polymers may be used in combination.
In the formation of the alignment film, it is preferable to perform a rubbing treatment. The rubbing treatment is performed by rubbing the surface of the film containing the polymer several times in a certain direction with paper or cloth.
In addition, after aligning the discotic liquid crystalline molecules using the alignment film, the optically anisotropic layer is formed by fixing the discotic liquid crystalline molecules in the aligned state, and only the optically anisotropic layer is polymer film. It may be transferred onto (or a transparent support). The discotic liquid crystalline molecules fixed in the alignment state can maintain the alignment state even without the alignment film. Therefore, in the optically anisotropic sheet, the alignment film is not an essential element (although it is essential in the production of the optical compensation sheet).
[0030]
[Optically anisotropic layer]
The optically anisotropic layer includes a discotic liquid crystal molecule and a chiral agent.
In an optical compensation sheet for an STN type liquid crystal display device, the disc surface of the discotic liquid crystalline molecules is substantially perpendicular (50 to 90 degrees) to the alignment film using the alignment film and the chiral agent. (Range average tilt angle) and twist orientation. The discotic liquid crystalline molecules are preferably fixed in the optically anisotropic layer while maintaining a vertical (homogeneous) alignment state. More preferably, the discotic liquid crystalline molecules are fixed by a polymerization reaction.
[0031]
Discotic liquid crystalline molecules are described in various documents (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981); edited by the Chemical Society of Japan, Quarterly Chemical Review, No. 22, Liquid Crystal Chemistry, Chapter 5, Chapter 10, Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794 (1985); J. Zhang et al., J Am. Chem. Soc., Vol. 116, page 2655 (1994)). The polymerization of discotic liquid crystalline molecules is described in JP-A-8-27284.
In order to fix the discotic liquid crystalline molecules by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline molecules. However, when the polymerizable group is directly connected to the disc-shaped core, it becomes difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, a linking group is introduced between the discotic core and the polymerizable group. Accordingly, the discotic liquid crystalline molecule having a polymerizable group is preferably a compound represented by the following formula.
[0032]
D (-LQ)_n
Where D is a discotic core; L is a divalent linking group; Q is a polymerizable group; and n is an integer from 4 to 12.
Examples of the disk-shaped core (D) of the above formula are shown below. In each of the following examples, LQ (or QL) means a combination of a divalent linking group (L) and a polymerizable group (Q). Triphenylene (D4) is particularly preferred.
[0033]
[Chemical 8]

[0034]
[Chemical 9]

[0035]
[Chemical Formula 10]

[0036]
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[0037]
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[0038]
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[0039]
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[0040]
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[0041]
Embedded image

[0042]
In the above formula, the divalent linking group (L) is a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, —CO—, —NH—, —O—, —S—, and combinations thereof. The linking group is preferably. The divalent linking group (L) is a combination of at least two divalent groups selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO-, -NH-, -O-, and -S-. More preferably, it is a group. The divalent linking group (L) is most preferably a group obtained by combining at least two divalent groups selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO- and -O-. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms. The number of carbon atoms in the arylene group is preferably 6 to 10. The alkylene group, alkenylene group and arylene group may have a substituent (eg, alkyl group, halogen atom, cyano, alkoxy group, acyloxy group).
Examples of the divalent linking group (L) are shown below. The left side is bonded to the discotic core (D), and the right side is bonded to the polymerizable group (Q). AL represents an alkylene group or an alkenylene group, and AR represents an arylene group.
[0043]
L1: -AL-CO-O-AL-
L2: -AL-CO-O-AL-O-
L3: -AL-CO-O-AL-O-AL-
L4: -AL-CO-O-AL-O-CO-
L5: -CO-AR-O-AL-
L6: -CO-AR-O-AL-O-
L7: -CO-AR-O-AL-O-CO-
L8: -CO-NH-AL-
L9: -NH-AL-O-
L10: -NH-AL-O-CO-
L11: -O-AL-
L12: -O-AL-O-
L13: -O-AL-O-CO-
[0044]
L14: -O-AL-O-CO-NH-AL-
L15: -O-AL-S-AL-
L16: -O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-
L17: -O-CO-AR-O-AL-CO-
L18: -O-CO-AR-O-AL-O-CO-
L19: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-
L20: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-
L21: -S-AL-
L22: -S-AL-O-
L23: -S-AL-O-CO-
L24: -S-AL-S-AL-
L25: -S-AR-AL-
[0045]
The polymerizable group (Q) of the above formula is determined according to the type of polymerization reaction. Examples of the polymerizable group (Q) are shown below.
[0046]
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[0047]
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[0048]
The polymerizable group (Q) is preferably an unsaturated polymerizable group (Q1 to Q7), an epoxy group (Q8) or an aziridinyl group (Q9), more preferably an unsaturated polymerizable group, and an ethylenic group. Most preferably, it is an unsaturated polymerizable group (Q1 to Q6).
[0049]
In the above formula, n is an integer of 4 to 12. A specific number is determined according to the type of discotic core (D). In addition, although the combination of several L and Q may differ, it is preferable that it is the same.
Two or more kinds of discotic liquid crystal molecules may be used in combination. For example, a molecule having a polymerizable group (Q) and a molecule not having one (a molecule having a hydrogen atom or an alkyl group in place of Q in the formula (I)) may be used in combination.
[0050]
In the present invention, in order to twist and align the discotic liquid crystalline molecules, an optically active triphenylene compound represented by the following formula (I) is added as a chiral agent to the optically anisotropic layer.
[0051]
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[0052]
In formula (I), R¹, R², R^Three, R^Four, R^FiveAnd R⁶Are each independently a monovalent group having optical activity. R¹, R², R^Three, R^Four, R^FiveAnd R⁶Are preferably the same group. The optical activity may be either S or R.
Optical activity is obtained by an asymmetric carbon atom, an axially asymmetric structure, or a planar asymmetric structure. Examples of the axial or planar asymmetric structure include an allene structure, a binaphthyl structure, a helicene structure, and a paracyclophane structure. It is preferable to obtain optical activity by an asymmetric carbon atom.
The monovalent group containing an asymmetric carbon atom is preferably represented by the following formula (IR).
[0053]
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[0054]
In the formula (IR), L is a single bond or a divalent linking group. L is preferably a single bond or a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, —O—, and a combination thereof.
In the formula (IR), R⁷, R⁸And R⁹Is a hydrogen atom, a halogen atom, hydroxyl, cyano, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 26 carbon atoms, or the number of carbon atoms Is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms or an acyloxy group having 1 to 6 carbon atoms, and R⁷, R⁸And R⁹Are different from each other or R⁷And R⁸Combine to form a ring. The alkyl group, halogen-substituted alkyl group, alkoxy group and acyloxy group may further contain an asymmetric carbon atom. R⁷And R⁸The ring formed by bonding may further contain an asymmetric carbon atom. R⁷, R⁸And R⁹Is a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,⁷, R⁸And R⁹Are different from each other or R⁷And R⁸Are preferably bonded to form a saturated aliphatic ring.
The optically active triphenylene compound is preferably represented by the following formula (II).
[0055]
Embedded image

[0056]
In the formula (II), R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵And R¹⁶Are each independently an alkyl or cycloalkyl group having from 4 to 40 carbon atoms containing at least one asymmetric carbon atom. R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵And R¹⁶Are preferably the same group. The optical activity may be either S or R.
R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵And R¹⁶Is preferably represented by the following formula (IIR).
[0057]
Embedded image

[0058]
In the formula (IIR), L is a single bond or a divalent linking group. L is preferably a single bond.
In the formula (IIR), R¹⁷, R¹⁸And R¹⁹Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R¹⁷, R¹⁸And R¹⁹Are different from each other or R¹⁷And R¹⁸Combine to form a saturated aliphatic ring. The alkyl group may further contain an asymmetric carbon atom. R⁷And R⁸The saturated aliphatic ring formed by bonding may further contain an asymmetric carbon atom. The saturated aliphatic ring is preferably a cyclohexane ring.
[0059]
Specific examples of the optically active triphenylene compound are shown below. A plurality of R shown in the following examples means the same group. The definition of R is shown together with a specific example number. The carbon atom (C) marked with * is an asymmetric carbon atom. In addition, the specific example (43) is an optical activity having a planar asymmetric structure and does not include an asymmetric carbon atom.
[0060]
Embedded image

[0061]
(1) -C * HCH_Three-(CH₂)₂-H
(2) -C * HCH_Three-(CH₂)_Three-H
(3) -C * HCH_Three-(CH₂)_Four-H
(4) -C * HCH_Three-(CH₂)_Five-H
(5) -C * HCH_Three-(CH₂)₆-H
(6) -C * HCH_Three-(CH₂)₇-H
(7) -C * HCH_Three-(CH₂)₈-H
(8) -C * HCH_Three-CH₂-O- (CH₂)₂-H
(9) -C * HCH_Three-CO-O- (CH₂)_Three-H
[0062]
(10) -CH₂-C * HCH_Three-(CH₂)₂-H
(11) -CH₂-C * HCH_Three-(CH₂)_Three-H
(12) -CH₂-C * HCH_Three-(CH₂)_Four-H
(13) -CH₂-C * HCH_Three-(CH₂)_Five-H
(14) -CH₂-C * HCH_Three-(CH₂)₆-H
(15) -CH₂-C * HCH_Three-(CH₂)₇-H
(16) -CH₂-C * HC₂H_Five-(CH₂)_Three-H
(17) -CH₂-C * HC₂H_Five-(CH₂)_Four-H
(18) -CH₂-C * HC_ThreeH₇-(CH₂)_Four-H
(19) -CH₂-C * HC₂H_Five-O-CH_Three
(20) -CH₂-C * HC_FourH₉-O-CH_Three
(21) -CH₂-C * HCH_Three-O- (CH₂)₂-H
(22) -CH₂-C * HC₂H_Five-O-CO-CH_Three
(23) -CH₂-C * HC_FourH₉-O-CO-CH_Three
(24) -CH₂-C * HF-O- (CH₂)₂-H
(25) -CH₂-C * HF-O- (CH₂)_Four-H
(26) -CH₂-C * HCl-O- (CH₂)₂-H
(27) -CH₂-C * HCl-O- (CH₂)_Four-H
(28) -CH₂-C * HCN-O- (CH₂)₂-H
(29) -CH₂-C * HCN-O- (CH₂)_Four-H
[0063]
(30)-(CH₂)₂-C * HCH_Three-(CH₂)₂-H
(31)-(CH₂)₂-C * HCH_Three-(CH₂)_Three-H
(32)-(CH₂)₂-C * HCH_Three-(CH₂)_Four-H
(33)-(CH₂)₂-C * HCH_Three-(CH₂)_Five-H
(34)-(CH₂)₂-C * HCH_Three-(CH₂)₆-H
(35)-(CH₂)_Three-C * HCH_Three-(CH₂)₂-H
(36)-(CH₂)_Three-C * HCH_Three-(CH₂)_Three-H
(37)-(CH₂)_Three-C * HCH_Three-(CH₂)_Four-H
(38)-(CH₂)_Three-C * HCH_Three-(CH₂)_Five-H
(39)-(CH₂)_Four-C * HCH_Three-(CH₂)₂-H
(40)-(CH₂)_Four-C * HCH_Three-(CH₂)_Three-H
(41)-(CH₂)_Four-C * HCH_Three-(CH₂)_Four-H
[0064]
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[0065]
Embedded image

[0066]
Two or more optically active triphenylene compounds may be used in combination as a chiral agent.
The optically active triphenylene compound is preferably used in the range of 0.01 to 25% by weight, more preferably in the range of 0.1 to 10% by weight, based on the amount of the discotic liquid crystalline molecules used.
Synthesis examples of optically active triphenylene compounds are shown below. Other compounds can be synthesized in the same manner.
[0067]
[Synthesis Example 1]
Synthesis of 2,3,6,7,10,11-hexa-{(s) -2-octyloxycarbonyloxy} triphenylene
[0068]
Embedded image

[0069]
A TFT solution of 4.86 g (15 mmol) of 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene and 135 mmol of chlorocarbonate- (s) -2-octyl was stirred under ice cooling. 40 ml of pyridine was slowly added dropwise, and after completion of the addition, the reaction system was heated to room temperature over 50 minutes. The reaction system was poured into dilute hydrochloric acid and extracted with ethyl acetate. The organic phase was washed with dilute hydrochloric acid, water and saturated brine, and dried over anhydrous magnesium sulfate. After the solvent was distilled off, the resulting brown oil (26.2 g) was purified by silica gel column chromatography (hexane: ethyl acetate = 10: 1). Gave 13.75 g as a colorless oil. The yield was 69%.
NMR (CDCl_Three/ Ppm)
0.91 (18H, t)
1.32 (60H, bs)
1.39 (18H, d)
1.72 (6H, m)
1.80 (6H, m)
4.90 (6H, dt)
8.39 (6H, s)
Mass spectra (Fab (pos.)) 1261 (M + H)⁺
[0070]
[Synthesis Example 2]
Synthesis of 2,3,6,7,10,11-hexa-[(R)-{2- (s) -isopropyl-5- (R) -methylcyclohexyl} oxycarbonyloxy} triphenylene
[0071]
Embedded image

[0072]
1.63 g (5 mmol) of 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene was dissolved in 30 ml of DMF and stirred at room temperature. 11.0 g (50.3 mmol) of chlorocarbonic acid-(-)-menthyl was added dropwise and stirred under ice cooling. 10 ml of pyridine was added dropwise at an internal temperature of 11 ° C. or lower. After completion of the dropping, the reaction system was stirred at room temperature and left as it was overnight. The next day, the precipitated crystals were filtered and washed with acetonitrile. The obtained crude crystals were dissolved in a small amount of ethyl acetate and passed through a silica gel phase. This was concentrated and recrystallized from acetonitrile-ethyl acetate to obtain 5.63 g of the title optically active triphenylene compound (42) as colorless crystals. The yield was 79%.
NMR (CDCl_Three/ Ppm)
0.89 (18H, d)
0.94 (36H, d)
1.16 (12H, m)
1.50 (12H, bt)
1.55 (6H, bs)
2.01 (6H, m)
2.26 (6H, bd)
4.66 (6H, dt)
8.40 (6H, s)
Mass spectra (Fab (pos.)) 1418 (M + H)⁺
[0073]
It is preferable to add a cellulose ester to the optically anisotropic layer so that the discotic liquid crystalline molecules are substantially vertically (homogeneous) and uniformly twisted even on the air interface side.
As the cellulose ester, it is preferable to use a lower fatty acid ester of cellulose. The “lower fatty acid” in the lower fatty acid ester of cellulose means a fatty acid having 6 or less carbon atoms. The number of carbon atoms is preferably 2 to 5, and more preferably 2 to 4. A substituent (eg, hydroxy) may be bonded to the fatty acid. Two or more types of fatty acids may form an ester with cellulose. Examples of lower fatty acid esters of cellulose include cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose hydroxypropionate, cellulose acetate propionate, and cellulose acetate butyrate. Cellulose acetate butyrate is particularly preferred. The degree of butyrylation of cellulose acetate butyrate is preferably 30% or more, and more preferably 30 to 80%. The degree of acetylation of cellulose acetate butyrate is preferably 30% or less, and more preferably 1 to 30%.
Cellulose ester is 0.005 to 0.5 g / m²Is preferably used in an amount in the range of 0.01 to 0.45 g / m.²Is more preferably in the range of 0.02 to 0.4 / m.²Is more preferably in the range of 0.03 to 0.35 / m.²Most preferably, it is in the range. It is also preferable to use the cellulose ester in an amount of 0.1 to 5% by weight of the amount of discotic liquid crystalline molecules.
[0074]
The optically anisotropic layer is formed by applying a coating liquid containing discotic liquid crystalline molecules and an optically active triphenylene compound and, if necessary, a cellulose ester, or the following polymerization initiator and other additives onto the vertical alignment film. It is formed by coating.
As the solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. 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), 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.
The coating liquid can be applied by a known method (eg, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method, bar coating method).
The discotic liquid crystal molecules that are substantially vertically (homogeneously) aligned are fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction of the polymerizable group (Q) introduced into the discotic liquid crystalline molecule. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. 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).
[0075]
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, based on the solid content of the coating solution.
Light irradiation for polymerization of discotic liquid crystalline molecules is preferably performed using ultraviolet rays.
Irradiation energy is 20mJ / cm² ~ 50J / cm² Preferably, 100 to 800 mJ / cm² More preferably. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.
The thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 1 to 30 μm, and most preferably 5 to 20 μm. When two optical compensation sheets are used in the liquid crystal display device, the thickness may be half the thickness of the optically anisotropic layer required when one optical compensation sheet is used.
The average tilt angle of the discotic liquid crystalline molecules in the optically anisotropic layer is 50 to 90 degrees. The inclination angle is preferably as uniform as possible. However, if the tilt angle changes continuously along the thickness direction of the optically anisotropic layer, there is no problem even if there is a slight variation.
[0076]
The twist angle (twist angle) of the discotic liquid crystal molecules is similar (preferably ± 10 °) depending on the twist angle of the STN type liquid crystal cell (generally 180 to 360 °, preferably more than 180 ° to 270 °). The angle is preferably adjusted so that the angle is within the range of When one optical compensation sheet is used in the liquid crystal display device, the twist angle of the discotic liquid crystalline molecules is preferably in the range of 180 to 360 degrees. When two optical compensation sheets are used in the liquid crystal display device, the twist angle of the discotic liquid crystal molecules is preferably in the range of 90 to 180 degrees. When the optically anisotropic sheet is used as an optical compensation sheet for an STN type liquid crystal display device, the wavelength dependence (Δn (λ)) of the birefringence of the optically anisotropic layer is determined based on the liquid crystal of the STN type liquid crystal cell. A value close to the wavelength dependency of the refractive index is preferable.
[0077]
[Liquid Crystal Display]
The optically anisotropic sheet of the present invention is particularly effective as an optical compensation sheet for liquid crystal display devices using STN type liquid crystal cells.
The STN type liquid crystal display device includes an STN type liquid crystal cell, a pair of optical compensation sheets disposed on both sides of the liquid crystal cell, an optical compensation sheet disposed on one side of the liquid crystal cell, and a pair of polarizing plates disposed on both sides thereof. Become.
The relationship between the orientation direction of the rod-like liquid crystal molecules in the liquid crystal cell and the orientation direction of the discotic liquid crystal molecules is as follows: the director of the rod-like liquid crystal molecules in the liquid crystal cell closest to the optical compensation sheet (the major axis direction of the rod-like molecules) The director of the discotic liquid crystal molecule (normal direction of the disk-shaped core plane) of the optical compensation sheet closest to the cell is substantially the same (less than ± 10 °) when viewed from the normal direction of the liquid crystal cell. It is preferable to arrange so that.
The transparent support of the optical compensation sheet can also function as a protective film on the liquid crystal cell side of the polarizing film. In that case, arrange so that the slow axis (direction in which the refractive index is maximum) of the transparent support and the transmission axis of the polarizing film are substantially perpendicular or substantially parallel (less than ± 10 °). Is preferred.
[0078]
【Example】
[Preliminary experiment 1]
(Confirmation of function as a chiral agent)
The optically active triphenylene compound (42) synthesized in Synthesis Example 2 and the following discotic liquid crystal (DLC) compound were mixed at a mixing ratio shown in Table 1 below. While heating the obtained mixture, the change of the liquid crystal phase was observed with a polarizing microscope. As a result, the mixture had a chiral discotic nematic (N_D*) A phase was formed. The planar structure of the liquid crystal phase is chiral discotic nematic (N_D*) The oily stream specific to the phase was shown.
[0079]
Embedded image

[0080]
[Table 1]
Table 1
────────────────────────────────────
Chiral agent usage DLC usage N_D* Phase formation temperature
────────────────────────────────────
2 parts by weight 98 parts by weight 129 ° C.-186 ° C.
5 parts by weight 95 parts by weight 117 ° C.-182 ° C.
10 parts by weight 90 parts by weight 118 ° C.-179 ° C.
80 parts by weight 20 parts by weight 110 ° C.-167 ° C.
────────────────────────────────────
[0081]
[Example 1]
(Production of optically anisotropic sheet)
A triacetylcellulose film (Fujitack, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm was used as a transparent support.
A 4 wt% solution obtained by dissolving the following polyimide in a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone, butoxyethanol and methyl ethyl ketone was coated on a transparent support using a # 3 bar coater. The coating layer was dried at 140 ° C. for 2 minutes and further heated at 62 ° C. for 5 minutes to form an alignment film. The thickness of the alignment film was 0.51 μm.
[0082]
Embedded image

[0083]
On the alignment film subjected to the rubbing treatment, a coating solution having the following composition was applied using a spin coater and heated at 130 ° C. for 10 minutes to align the discotic liquid crystalline compound.
[0084]

[0085]
500 mJ / cm using a high-pressure mercury lamp with the coating layer heated to 130 ° C.²Was irradiated for 5 seconds to polymerize the terminal vinyl group of the discotic liquid crystalline compound to fix the alignment state. In this way, an optically anisotropic layer in which the discotic liquid crystalline compound is perpendicular (homogeneous) and twisted is formed to produce an optically anisotropic sheet.
When Δnd of the obtained optically anisotropic sheet was measured at a wavelength of 550 nm, it was 440 nm. The twist angle of the discotic liquid crystalline molecule was 120 °.
Furthermore, when the orientation state of the discotic liquid crystalline molecules was confirmed with a polarizing microscope, all the molecules were uniformly (monodomain) twisted.
[0086]
[Example 2]
(Production of liquid crystal display device)
Two optically anisotropic sheets prepared in Example 1 are used as optical compensation sheets on the lower side of the STN liquid crystal cell having a twist angle of 240 ° and Δnd of 880 nm. The anisotropic layers were bonded so that the directors of the discotic liquid crystal molecules (the normal direction of the disc surface of the discotic liquid crystal molecules) coincided. The optical compensation sheet was attached to the liquid crystal cell so that the director of the discotic liquid crystalline molecule and the rod-like liquid crystalline molecule of the liquid crystal cell coincided with each other on the surface where the optical compensation sheet and the liquid crystal cell were bonded. Furthermore, a pair of polarizing plates were attached in a crossed Nicol arrangement to produce an STN type liquid crystal display device.
When the manufactured STN type liquid crystal display device was compared with the STN type liquid crystal display device to which no optical compensation sheet was attached, a remarkable viewing angle improvement effect was recognized by the optical compensation sheet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the alignment state of rod-like liquid crystal molecules in a liquid crystal cell and the alignment state of discotic liquid crystal molecules in an optically anisotropic layer in a pixel portion where no voltage is applied (off) in an STN type liquid crystal display device. It is sectional drawing shown typically.
FIG. 2 is a schematic diagram showing refractive index ellipsoids of rod-like liquid crystalline molecules of a liquid crystal cell and discotic liquid crystalline molecules of an optical compensation sheet in a relationship for optical compensation thereof.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a layer structure of an STN type liquid crystal display device.
FIG. 4 is a plan view showing a preferable optical direction for each element of the STN type liquid crystal display device.
FIG. 5 is a plan view showing another preferable optical direction for each element of the STN type liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 Liquid crystal cell
2, 2a, 2b Optical compensation sheet
3, 3a, 3b Polarizing plate
11 Upper substrate of liquid crystal cell
12, 14 Alignment film for liquid crystal cell
13 Refractive index ellipsoid of rod-like liquid crystalline molecules
13a-13e Rod-like liquid crystalline molecules
13t Thickness of rod-like liquid crystalline molecular layer
13x, 13y In-plane refractive index parallel to alignment film of rod-like liquid crystalline molecules
13z Refractive index in the thickness direction of rod-like liquid crystalline molecules
15 Lower substrate of liquid crystal cell
21 Index ellipsoid of discotic liquid crystalline molecules
21a-21e discotic liquid crystalline molecules
21t Discotic liquid crystalline molecular layer thickness
21x, 21y In-plane refractive index parallel to the alignment film of discotic liquid crystalline molecules
21z Refractive index in the thickness direction of discotic liquid crystalline molecules
22 Alignment film
23 Transparent support
BL backlight
DDa, DDb, DDc, DDd Normal direction of disc surface of discotic liquid crystalline molecules
RDa, RDb Rubbing direction of alignment film of liquid crystal cell
TAa, TAb Polarization axis of polarizing plate
X Reference direction

Claims

透明支持体およびディスコティック液晶性分子から形成された光学的異方性層を有する光学異方性シートであって、光学的異方性層がさらに下記式（Ｉ）で表される光学活性トリフェニレン化合物を含み、ディスコティック液晶性分子がねじれ配向していることを特徴とする光学異方性シート。

式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５およびＲ^６は、それぞれ独立に、光学活性を有する一価の基である。An optically anisotropic sheet having an optically anisotropic layer formed from a transparent support and discotic liquid crystalline molecules, wherein the optically anisotropic layer is further represented by the following formula (I) An optically anisotropic sheet comprising a compound, wherein discotic liquid crystalline molecules are twisted and oriented.

In the formula, R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ and R ⁶ are each independently a monovalent group having optical activity.

光学活性を有する一価の基が、下記式（ＩＲ）で表される不斉炭素原子を含む一価の基である請求項１に記載の光学異方性シート。

式中、Ｌは、単結合であるか、あるいはアルキレン基、−Ｏ−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り：そして、Ｒ ^７、Ｒ ^８およびＲ ^９は、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル、シアノ、炭素原子数が１乃至６のアルキル基、炭素原子数が１乃至６のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が６乃至２６のアリール基、炭素原子数が１乃至６のアルコキシ基または炭素原子数が１乃至６のアシルオキシ基であって、Ｒ ^７、Ｒ ^８およびＲ ^９が互いに異なるか、あるいはＲ ^７およびＲ ^８が結合して環を形成する。 The optically anisotropic sheet according to claim 1, wherein the monovalent group having optical activity is a monovalent group containing an asymmetric carbon atom represented by the following formula (IR) .

Wherein L is a single bond or a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, —O— and combinations thereof: and R ⁷ , R ⁸ and R ⁹ are hydrogen Atoms, halogen atoms, hydroxyl, cyano, alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, halogen-substituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, aryl groups having 6 to 26 carbon atoms, 1 to 1 carbon atoms 6 is an alkoxy group having 6 to 6 carbon atoms, and R ⁷ , R ⁸ and R ⁹ are different from each other, or R ⁷ and R ⁸ are bonded to form a ring.

光学活性トリフェニレン化合物が、下記式（ II ）で表される請求項１に記載の光学異方性シート。

式中、Ｒ ^１１、Ｒ ^１２、Ｒ ^１３、Ｒ ^１４、Ｒ ^１５およびＲ ^１６は、それぞれ独立に、少なくとも一つの不斉炭素原子を含む炭素原子数４乃至４０のアルキル基またはシクロアルキル基である。 The optically anisotropic sheet according to claim 1, wherein the optically active triphenylene compound is represented by the following formula ( II ) .

In the formula, R ¹¹ , R ¹² , R ¹³ , R ¹⁴ , R ^15, and R ¹⁶ are each independently an alkyl or cycloalkyl group having 4 to 40 carbon atoms containing at least one asymmetric carbon atom. .

Ｒ ^１１、Ｒ ^１２、Ｒ ^１３、Ｒ ^１４、Ｒ ^１５およびＲ ^１６が、下記式（ II Ｒ）で表される請求項３に記載の光学異方性シート。

式中、Ｌは、単結合またはアルキレン基であり：Ｒ ^１７、Ｒ ^１８およびＲ ^１９は、水素原子または炭素原子数が１乃至６のアルキル基であって、Ｒ ^１７、Ｒ ^１８およびＲ ^１９が互いに異なるか、あるいはＲ ^１７およびＲ ^１８が結合して飽和脂肪族環を形成する。 The optically anisotropic sheet according to claim 3, wherein R ¹¹ , R ¹² , R ¹³ , R ¹⁴ , R ¹⁵ and R ¹⁶ are represented by the following formula ( II R) .

In the formula, L is a single bond or an alkylene group: R ¹⁷ , R ¹⁸ and R ¹⁹ are a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R ¹⁷ , R ¹⁸ and R ¹⁹ are They are different from each other or R ¹⁷ and R ¹⁸ are combined to form a saturated aliphatic ring.

ディスコティック液晶性分子が５０乃至９０度の範囲の平均傾斜角で配向している請求項１に記載の光学異方性シート。 The optically anisotropic sheet according to claim 1, wherein the discotic liquid crystalline molecules are oriented with an average inclination angle in the range of 50 to 90 degrees.

光学活性トリフェニレン化合物の使用量がディスコティック液晶性分子の使用量の０．０１乃至２５重量％である請求項１に記載の光学異方性シート。 The optically anisotropic sheet according to claim 1, wherein the amount of the optically active triphenylene compound used is 0.01 to 25% by weight of the amount of the discotic liquid crystalline molecules used.

ＳＴＮ型液晶セル、その両側に配置された二枚の偏光板およびＳＴＮ型液晶セルと一方または両方の偏光板との間に配置された一枚または二枚の光学補償シートからなるＳＴＮ型液晶表示装置であって、光学補償シートが透明支持体およびディスコティック液晶性分子から形成された光学的異方性層を偏光板側からこの順に有し、光学的異方性層がさらに下記式（Ｉ）で表される光学活性トリフェニレン化合物を含み、ディスコティック液晶性分子がねじれ配向しており、ねじれ角が９０乃至３６０度の範囲であることを特徴とするＳＴＮ型液晶表示装置。 STN type liquid crystal display comprising STN type liquid crystal cell, two polarizing plates arranged on both sides thereof, and one or two optical compensation sheets arranged between STN type liquid crystal cell and one or both polarizing plates The optical compensation sheet has an optically anisotropic layer formed from a transparent support and discotic liquid crystalline molecules in this order from the polarizing plate side, and the optically anisotropic layer further comprises the following formula (I And an optically active triphenylene compound, wherein the discotic liquid crystal molecules are twisted and the twist angle is in the range of 90 to 360 degrees.

式中、Ｒ Where R ^１1 、Ｒ, R ^２2 、Ｒ, R ^３3 、Ｒ, R ^４4 、Ｒ, R ^５5 およびＲAnd R ^６6 は、それぞれ独立に、光学活性を有する一価の基である。Are each independently a monovalent group having optical activity.

下記式（ The following formula ( IIII ）で表される光学活性トリフェニレン化合物。An optically active triphenylene compound represented by:

式中、Ｒ Where R ^１１11 、Ｒ, R ^１２12 、Ｒ, R ^１３13 、Ｒ, R ^１４14 、Ｒ, R ^１５15 およびＲAnd R ^１６16 は、それぞれ独立に、少なくとも一つの不斉炭素原子を含む炭素原子数４乃至４０のアルキル基またはシクロアルキル基である。Are each independently an alkyl or cycloalkyl group having from 4 to 40 carbon atoms containing at least one asymmetric carbon atom.