JP3999400B2

JP3999400B2 - Cholesteric liquid crystal composition and liquid crystal display device

Info

Publication number: JP3999400B2
Application number: JP09116299A
Authority: JP
Inventors: 憲河田; 光芳市橋
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP2000281629A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、コレステリック液晶性組成物、コレステリック配向性光学薄膜、コレステリック偏光板、コレステリック反射型偏光板および液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コレステリック液晶性組成物から形成した光学薄膜が、特定の波長に対する選択反射を示すことは、よく知られている現象である（例えば、表面Vol. 22, 538(1984)記載）。選択反射波長の半値幅は、コレステリック液晶のΔｎに依存する。従来のコレステリック液晶のΔｎは一般に小さい値であるため、コレステリック液晶性組成物から形成した光学薄膜の選択反射波長の半値幅も、同様に狭い幅になっている。
光学薄膜を可視領域内のなるべく広い範囲で反射させるため、従来から様々な手段が提案されている。特開平１−２０７３２８号公報には、コレステリック反射膜を加熱し、その半値幅を広げる方法が提案されている。また、欧州特許６９０６９４０Ａ２号明細書には、重合固定処理において、コレステリック螺旋ピッチの幅を拡張する方法が開示されている。さらに、米国特許５４８６９３５号明細書には、Δｎが大きい値を示すコレステリック液晶として、シアノトランを用いることが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これまで提案されたコレステリック反射膜の半値幅を広げる手段は、処理が煩雑であったり、コストが高かったり、効果が不充分であったりして、実用化するには問題があった。そこで、狭い半値幅のコレステリック反射膜を多数積層する手段が提案され（R. Mauer, SID'90Digest記載）、実際に使用されている。多層膜には、製造コストと層の剥離の問題があるが、実用的な代替え手段が未だ提案されていない状況である。
本発明の目的は、Δｎが大きくコレステリック反射膜に利用可能な重合性棒状ネマチック液晶性化合物およびコレステリック液晶性組成物を提供することである。
また、本発明の目的は、半値幅が広いコレステリック配向性光学薄膜、コレステリック偏光板およびコレステリック反射型偏光板を提供することでもある。
さらに、本発明の目的は、光の利用効率が高い液晶表示装置を提供することでもある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記（１）〜（６）のコレステリック液晶性組成物、下記（７）〜（１１）のコレステリック配向性光学薄膜、下記（１２）〜（１３）のコレステリック偏光板、下記（１４）〜（１５）のコレステリック反射型偏光板および下記（１６）〜（１７）の液晶表示装置により達成された。
（１）下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物および光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物。
（Ｉ）Ｑ^１−Ｌ^１−Ａｒ^１−（Ｌ^２−Ａｒ^２）_ｍ−（Ｌ^３−Ａｒ^３）_ｎ−Ｌ^４−Ａｒ^４−Ｌ^５−Ｑ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ^１およびＱ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
（２）上記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物が、Δｎが０．３５乃至０．８０のネマチック相を示す（１）に記載のコレステリック液晶性組成物。
（３）Ｑ^１およびＱ^２の重合性基が、ビニル基またはイソプロペニル基である（１）に記載のコレステリック液晶性組成物。
【０００５】
（４）Ｌ ^１およびＬ ^５に含まれるアルキレン基が、１乃至１２の炭素原子数を有する（１）に記載のコレステリック液晶性組成物。
（５）光学活性化合物が、エチレン性不飽和重合性基を有する（１）に記載のコレステリック液晶性組成物。
（６）さらに光重合開始剤を含む（１）に記載のコレステリック液晶性組成物。
【０００６】
（７）下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物および光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
（８）下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物およびエチレン性不飽和重合性基を有する光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
（９）重合性棒状ネマチック液晶性化合物の繰り返し単位が、光学薄膜の面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している（７）または（８）に記載のコレステリック配向性光学薄膜。
（１０）光学薄膜に隣接して、重合性棒状ネマチック液晶性化合物を実質的に水平に配向させる機能を有する水平配向膜が設けられている（７）または（８）に記載のコレステリック配向性光学薄膜。
（１１）４００乃至８５０ｎｍの範囲内に選択反射波長領域を有する（７）または（８）に記載のコレステリック配向性光学薄膜。
【０００７】
（１２）下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物および光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜およびλ／４板を有するコレステリック偏光板。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
（１３）下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物およびエチレン性不飽和重合性基を有する光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜およびλ／４板を有するコレステリック偏光板。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
【０００８】
（１４）反射板、下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物および光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜およびλ／４板を、この順に有するコレステリック反射型偏光板。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
（１５）反射板、下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物およびエチレン性不飽和重合性基を有する光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜およびλ／４板を、この順に有するコレステリック反射型偏光板。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
【０００９】
（１６）反射板、下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物および光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜、λ／４板および液晶セルを、この順に有する液晶表示装置。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
（１７）反射板、下記式（Ｉ）で表される重合性棒状ネマチック液晶性化合物およびエチレン性不飽和重合性基を有する光学活性化合物を含むコレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られるコレステリック配向性光学薄膜、λ／４板および液晶セルを、この順に有する液晶表示装置。
（Ｉ）Ｑ ^１ −Ｌ ^１ −Ａｒ ^１ −（Ｌ ^２ −Ａｒ ^２） _ｍ −（Ｌ ^３ −Ａｒ ^３） _ｎ −Ｌ ^４ −Ａｒ ^４ −Ｌ ^５ −Ｑ ^２
式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３およびＡｒ^４は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環であり；Ｌ^１は、−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−であり；Ｌ ^５は、−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−ＣＯ−であり；Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４は、それぞれ独立に、単結合、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−であって、Ｌ^２、Ｌ^３およびＬ^４には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれ；ｍおよびｎは、０または１であり；そして、Ｑ ^１およびＱ ^２は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。
【００１０】
【発明の効果】
本発明者は研究の結果、少なくとも二つのエチニレン（−Ｃ≡Ｃ−）結合を含むトラン系化合物の両末端に二つの重合性基を導入して、重合性棒状ネマチック液晶性化合物を得ることに成功した。この化合物は、Δｎが大きくコレステリック反射膜に利用することができる。すなわち、この重合性棒状ネマチック液晶性化合物と光学活性化合物（カイラル剤）とを含むコレステリック液晶性組成物から、コレステリック反射膜として機能するコレステリック配向性光学薄膜が得られる。
得られるコレステリック反射膜は、単一層であっても半値幅が広い。従って、このコレステリック反射膜を利用したコレステリック偏光板あるいはコレステリック反射型偏光板として、優れた光学的機能を示す。さらに、このコレステリック反射型偏光板を用いた液晶表示装置は、光を選択的に反射するため、光の利用効率が高い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、コレステリック反射型偏光板を用いた液晶表示装置の断面模式図である。
図１（ａ）に示す透過型液晶表示装置は、反射板（ＲＰ）、バックライト（ＢＬ）、コレステリック配向性光学薄膜（１）、λ／４板（２）、下偏光板（３ａ）、液晶セル（４）および上偏光板（３ｂ）の順序の構成を有する。
図１（ｂ）に示す反射型液晶表示装置は、反射板（ＲＰ）、バックライト（ＢＲ）、コレステリック配向性光学薄膜（１）、λ／４板（２）、偏光板（３）および液晶セル（４）の順序の構成を有する。
バックライト（ＢＲ）を液晶表示装置の側面に配置して、光を導光板により側面からコレステリック配向性光学薄膜（１）の直下（図１のＢＬの位置）まで誘導してもよい。コレステリック配向性光学薄膜（１）とλ／４板（２）との間、あるいはλ／４板（２）と下偏光板（３ａ）または偏光板（３）との間に、光拡散板を設けてもよい。偏光板（３ａ、３ｂ、３）と液晶セル（４）との間に光学補償シートを挿入してもよい。
【００１２】
［重合性棒状ネマチック液晶性化合物］
重合性棒状ネマチック液晶性化合物は、下記式（Ｉ）で表される。
（Ｉ）Ｑ¹-Ｌ¹-Ａｒ¹-（Ｌ²-Ａｒ²）_m-（Ｌ³-Ａｒ³）_n-Ｌ⁴-Ａｒ⁴-Ｌ⁵-Ｑ²
式（Ｉ）において、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³およびＡｒ⁴は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環である。
芳香族環の例には、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、アズレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環、アセナフチレン環、ビフェニレン環、ナフタセン環、トリフェニレン環およびピレン環が含まれる。
芳香族性複素環は、一般に五員または六員の不飽和複素環である。複素環は最多二重結合を含むことが好ましい。芳香族性複素環に、他の複素環、芳香族環または脂肪族環が縮合していてもよい。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、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、インドール環、イソインドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、インドリジン環、クロメン環、キノリン環、イソキノリン環、キノリジン環、プリン環、インダゾール環、キナゾリン環、シンノリン環、キノキサリン環、フタラジン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環およびフェナントリジン環が含まれる。
【００１３】
芳香族性複素環よりも芳香族環の方が好ましく、ベンゼン環がさらに好ましい。−Ａｒ¹−、−Ａｒ²−、−Ａｒ³−および−Ａｒ⁴−は、ｐ−フェニレンであることが特に好ましい。
芳香族環および芳香族性複素環は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）、カルボキシル、シアノ、アルキル基、シクロアルキル基およびアルコキシ基が含まれる。
上記アルキル基は、分岐を有していてもよい。アルキル基の炭素原子数は、１乃至２０であることが好ましく、１乃至１５であることがより好ましく、１乃至１０であることがさらに好ましく、１乃至６であることが最も好ましい。
上記シクロアルキル基は、シクロヘキシルであることが好ましい。
上記アルコキシ基は、分岐を有していてもよい。アルコキシ基の炭素原子数は、１乃至２０であることが好ましく、１乃至１５であることがより好ましく、１乃至１０であることがさらに好ましく、１乃至６であることが最も好ましい。
【００１４】
式（Ｉ）において、Ｌ^１およびＬ^５は、それぞれ独立に、Ｑ−ＣＯ−Ｏ−アルキレン基−Ｏ−Ａｒである。Ｑは重合性基（Ｑ^１またはＱ^２）であり、Ａｒは最も重合性基に近い芳香族環または芳香族性複素環（Ａｒ^１またはＡｒ^４）である。
上記アルキレン基は、分岐または環状構造を有していてもよい。アルキレン基の炭素原子数は、１乃至３０であることが好ましく、１乃至２０であることがより好ましく、１乃至１５であることがさらに好ましく、１乃至１２であることが最も好ましい。
【００１５】
式（Ｉ）において、Ｌ²、Ｌ³およびＬ⁴は、それぞれ独立に、以下の例から選ばれる。ただし、Ｌ²、Ｌ³およびＬ⁴には少なくとも二つのエチニレン結合（−Ｃ≡Ｃ−）が含まれる。
（Ｌ−１０）単結合
（Ｌ−１１）−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−
（Ｌ−１２）−Ｃ≡Ｃ−
（Ｌ−１３）−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−
（Ｌ−１４）−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−
【００１６】
式（Ｉ）において、ｍおよびｎは、０または１である。ｍは０または１でｎは０（芳香族環または芳香族性複素環の数が２または３）であることが好ましく、ｍは１でｎは０（芳香族環または芳香族性複素環の数が３）であることが最も好ましい。
式（Ｉ）において、Ｑ¹およびＱ²は、それぞれ独立に、エチレン性不飽和重合性基である。重合性基（Ｑ）の例を以下に示す。
【００１７】
【化１】

【００１８】
【化２】

【００１９】
【化３】

【００２０】
以下に、重合性棒状ネマチック液晶性化合物の具体例を示す。具体例（１）〜（８）、（１３）〜（１８）および（２１）〜（２３）が本願発明の定義を満足する。
【００２１】
【化４】

【００２２】
【化５】

【００２３】
【化６】

【００２４】
【化７】

【００２５】
【化８】

【００２６】
【化９】

【００２７】
【化１０】

【００２８】
【化１１】

【００２９】
【化１２】

【００３０】
【化１３】

【００３１】
【化１４】

【００３２】
【化１５】

【００３３】
【化１６】

【００３４】
【化１７】

【００３５】
【化１８】

【００３６】
【化１９】

【００３７】
【化２０】

【００３８】
【化２１】

【００３９】
【化２２】

【００４０】
【化２３】

【００４１】
【化２４】

【００４２】
【化２５】

【００４３】
【化２６】

【００４４】
重合性棒状ネマチック液晶性化合物は、Δｎが０．２５以上のネマティック相を示すことが好ましく、Δｎが０．３５乃至０．８０のネマティック相を示すことがさらに好ましい。
重合性基のない棒状ネマチック液晶性化合物については、様々な文献（例えば、Y. Goto et.al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1995, Vol. 260, pp.23-28）に記載がある。重合性基（Ｑ¹およびＱ²）は、公知の方法で棒状ネマチック液晶性化合物に導入できる。
二種類以上の重合性棒状ネマチック液晶性化合物を併用してもよい。二種類以上の重合性棒状ネマチック液晶性化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
【００４５】
［コレステリック液晶性組成物］
重合性棒状ネマチック液晶性化合物と光学活性化合物（カイラル剤）とを混合することによりコレステリック液晶性組成物が得られる。光学活性化合物としては公知のカイラル剤（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４−３項、ＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）を用いることができる。光学活性化合物は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もカイラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。
光学活性化合物（カイラル剤）は、重合性基を有していてもよい。光学活性化合物が重合性基を有する場合は、重合性棒状ネマチック液晶性化合物の重合反応により、棒状ネマチック液晶性繰り返し単位と光学活性構造とを有するポリマーを形成することができる。光学活性化合物の重合性基は、重合性棒状ネマチック液晶性化合物の重合性基と同様の基であることが好ましい。従って、光学活性化合物の重合性基も、エチレン性不飽和重合性基（Ｑ−１〜Ｑ−６）であることが最も好ましい。
光学活性化合物の使用量は、重合性棒状ネマチック液晶性化合物の量の０．０１乃至２００モル％であることが好ましい。
【００４６】
コレステリック液晶性組成物には、重合反応のための重合開始剤を添加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。
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。
【００４７】
［コレステリック配向性光学薄膜］
コレステリック配向性光学薄膜は、コレステリック液晶性組成物を配向および重合させることにより得られる。コレステリック液晶性組成物を、支持体上の水平配向膜の上に塗布して水平配向させ、さらに重合させることにより、コレステリック配向性光学薄膜を製造することが好ましい。
【００４８】
支持体としては、光学的異方性が小さい透明支持体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。
【００４９】
支持体の材料としては、ガラスまたはポリマーが用いられる。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。支持体として用いる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。
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。
支持体とその上に設けられる層との接着を改善するため、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。支持体の上に、接着層（下塗り層）を設けてもよい。
【００５０】
水平配向膜は、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。ポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙や布で一定方向に、数回こすることにより実施する。
【００５１】
配向膜上へのコレステリック液晶性組成物の塗布は、公知の方法（例、カーテンコーティング法、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、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法）により実施できる。
塗布したコレステリック液晶性組成物を加熱することにより、液晶性組成物を配向させる。加熱温度は、２００℃以下であることが好ましく、１３０℃以下であることがさらに好ましい。
配向処理により、重合性棒状ネマチック液晶性化合物が、光学薄膜の面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している光学薄膜が得られる。
【００５２】
配向させた重合性棒状ネマチック液晶性化合物は、さらに重合させる。熱重合よりも光重合の方が好ましい。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。
重合反応により、下記式（II）で表される棒状ネマチック液晶性繰り返し単位を有するポリマーと光学活性化合物とを含むコレステリック配向性光学薄膜（光学活性化合物が重合性基を有しない場合）、あるいは、下記式（II）で表される棒状ネマチック液晶性繰り返し単位と光学活性構造とを有するポリマーを含むコレステリック配向性光学薄膜（光学活性化合物が重合性基を有する場合）が得られる。
【００５３】
（II）-Ｌ¹-Ａｒ¹-（Ｌ²-Ａｒ²）_m-（Ｌ³-Ａｒ³）_n-Ｌ⁴-Ａｒ⁴-Ｌ⁵-
式（II）において、Ａｒ¹、Ａｒ²、Ａｒ³およびＡｒ⁴は、それぞれ独立に、芳香族環または芳香族性複素環である。芳香族環および芳香族性複素環の定義および例は、式（Ｉ）と同様である。
式（II）において、Ｌ¹およびＬ⁵は、それぞれ独立に、単結合あるいは−Ｏ−、−ＣＯ−、−アルキレン基−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る。Ｌ¹およびＬ⁵は、式（Ｉ）のＬ¹およびＬ⁵に、Ｑ¹およびＱ²の重合性基が変化した連結基（重合性基エチレン性不飽和基ならばアルキレン基、エポキシ基ならばアルキレンオキシ基）が結合したものに相当する。
式（II）において、Ｌ²、Ｌ³およびＬ⁴は、それぞれ独立に、単結合、−アルケニレン基−または−アルキニレン基−であって、Ｌ²、Ｌ³およびＬ⁴には少なくとも二つのエチニレン結合が含まれる。Ｌ²、Ｌ³およびＬ⁴の定義および例は、式（Ｉ）のＬ²、Ｌ³およびＬ⁴と同様である。
式（II）において、ｍおよびｎは、０または１である。式（Ｉ）と同様に、ｍは０または１でｎは０（芳香族環または芳香族性複素環の数が２または３）であることが好ましく、ｍは１でｎは０（芳香族環または芳香族性複素環の数が３）であることが最も好ましい。
【００５４】
コレステリック配向性光学薄膜の厚さは、０．１乃至５０μｍであることが好ましく、０．５乃至１０μｍであることがより好ましく、１乃至５μｍであることがさらに好ましく、２乃至５μｍであることがさらにまた好ましく、３乃至５μｍであることが最も好ましい。
コレステリック配向性光学薄膜は、４００乃至８５０ｎｍの範囲内に選択反射波長領域を有することが好ましく、４００乃至７００ｎｍの範囲内に選択反射波長領域を有することがさらに好ましい。
【００５５】
［コレステリック配向性光学薄膜］
コレステリック配向性光学薄膜とλ／４板とを積層することによりコレステリック偏光板が得られる。
λ／４板については、特開平８−１４６１６号、同１０−６８８１６号、同１０−９０５２１号の各公報に記載がある。
【００５６】
［コレステリック反射型偏光板］
コレステリック配向性光学薄膜に反射板を設けることで、コレステリック反射型偏光板が得られる。
反射板としては、金属板または金属箔で覆ったポリマーフイルムが一般に用いられる。
【００５７】
［液晶表示装置］
コレステリック反射型偏光板は、様々な表示モード、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）、ＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＳＴＮ（Supper Twisted Nematic）、ＶＡ（Vertically Aligned）あるいはＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）の液晶表示装置に用いることができる。
透過型液晶表示装置では液晶セルの両側に二枚、反射型液晶表示装置では、液晶セルと反射板との間に一枚の偏光板を設ける。
偏光板は、一般に偏光膜と保護膜からなる。
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。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イルムを用いて製造する。
保護膜は偏光膜の両面に設けられる。光学補償シートの透明支持体を、偏光膜の一方の側の保護膜としても機能させることができる。それ以外の偏光膜の保護膜としては、光学的等方性が高いセルロースエステルフイルム、特にトリアセチルセルロースフイルムを用いることが好ましい。
【００５８】
【実施例】
［実施例１］
ガラス板上に、スピンコート法で厚さ０．５μｍのポリイミド系水平配向膜を形成した。配向膜の表面をラビング処理して、重合性棒状ネマチック液晶性化合物（４）および下記の光学活性化合物（カイラル剤）のメチルエチルケトン溶液（コレステリック液晶性組成物）をスピンコート法で塗布し、厚さ１．５μｍの薄膜を形成した。重合性棒状ネマチック液晶性化合物（４）のΔｎは、０．３８であった。
【００５９】
【化２７】

【００６０】
薄膜を１２０℃に加熱し、コレステリックモノドメイン相を形成した。さらに６００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し、重合性棒状ネマチック液晶性化合物（４）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、コレステリック配向性光学薄膜を作製した。
コレステリック配向性光学薄膜の透過率を測定した。測定結果を図２に示す。半値幅は、ほぼ１００ｎｍであった。
【００６１】
［比較例１］
ガラス板上に、スピンコート法で厚さ０．５μｍのポリイミド系水平配向膜を形成した。配向膜の表面をラビング処理して、下記の重合性棒状ネマチック液晶性化合物（ｘ）および下記の光学活性化合物（カイラル剤）のメチルエチルケトン溶液（コレステリック液晶性組成物）をスピンコート法で塗布し、厚さ１．５μｍの薄膜を形成した。重合性棒状ネマチック液晶性化合物（ｘ）のΔｎは、０．４６であった。
【００６２】
【化２８】

【００６３】
薄膜を１２０℃に加熱し、コレステリック相を形成した。さらに６００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し、重合性棒状ネマチック液晶性化合物（ｘ）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、コレステリック配向性光学薄膜を作製した。
コレステリック配向性光学薄膜の透過率を測定したところ、ほとんど選択反射を示さなかった。
【００６４】
［実施例２］
ガラス板上に、スピンコート法で厚さ０．５μｍのポリイミド系水平配向膜を形成した。配向膜の表面をラビング処理して、重合性棒状ネマチック液晶性化合物（４）および実施例１で用いた光学活性化合物（カイラル剤）のメチルエチルケトン溶液（コレステリック液晶性組成物）をスピンコート法で塗布し、厚さ４．５μｍの薄膜を形成した。
薄膜を１４５℃に加熱し、コレステリックモノドメイン相を形成した。さらに６００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し、重合性棒状ネマチック液晶性化合物（４）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、コレステリック配向性光学薄膜を作製した。
コレステリック配向性光学薄膜の透過率を測定した。測定結果を図３に示す。半値幅は、ほぼ２５０ｎｍであった。
【００６５】
［実施例３］
ガラス板上に、スピンコート法で厚さ０．５μｍのポリイミド系水平配向膜を形成した。配向膜の表面をラビング処理して、重合性棒状ネマチック液晶性化合物（４）および下記の重合性光学活性化合物（カイラル剤）のメチルエチルケトン溶液（コレステリック液晶性組成物）をスピンコート法で塗布し、厚さ１．５μｍの薄膜を形成した。
【００６６】
【化２９】

【００６７】
薄膜を１２０℃に加熱し、コレステリックモノドメイン相を形成した。さらに６００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し、重合性棒状ネマチック液晶性化合物（４）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、コレステリック配向性光学薄膜を作製した。
コレステリック配向性光学薄膜の透過率の半値幅は、ほぼ１００ｎｍであった。
【００６８】
［実施例４］
実施例１で作製したコレステリック配向性光学薄膜を用いて、図１の（ａ）に示す構成の透過型液晶表示装置を作成した。得られた液晶表示装置は、比較的少ない光量でも、明るい画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】コレステリック反射型偏光板を用いた液晶表示装置の断面模式図である。
【図２】実施例１で作製したコレステリック配向性光学薄膜の透過率を示すグラフである。
【図３】実施例２で作製したコレステリック配向性光学薄膜の透過率を示すグラフである。
【符号の説明】
１コレステリック配向性光学薄膜
２ λ／４板
３、３ａ、３ｂ偏光板
４液晶セル
ＢＬバックライト
ＲＰ反射板[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is co cholesteric liquid crystal composition, a cholesteric orientation optical thin film, a cholesteric polarizer, relates cholesteric reflective polarizer and a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
It is a well-known phenomenon that an optical thin film formed from a cholesteric liquid crystalline composition exhibits selective reflection with respect to a specific wavelength (for example, described in Surface Vol. 22, 538 (1984)). The half width of the selective reflection wavelength depends on Δn of the cholesteric liquid crystal. Since Δn of the conventional cholesteric liquid crystal is generally a small value, the half-value width of the selective reflection wavelength of the optical thin film formed from the cholesteric liquid crystalline composition is similarly narrow.
Various means have been proposed in the past for reflecting an optical thin film in as wide a range as possible in the visible region. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-207328 proposes a method of heating a cholesteric reflective film to widen its half width. European Patent No. 6906940A2 discloses a method for expanding the width of the cholesteric helical pitch in the polymerization fixing process. Further, US Pat. No. 5,486,935 proposes using cyanotolane as a cholesteric liquid crystal exhibiting a large value of Δn.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The means for expanding the half-value width of the cholesteric reflective film proposed so far have a problem in practical use because the processing is complicated, the cost is high, and the effect is insufficient. Therefore, a means for laminating a large number of cholesteric reflective films having a narrow half-value width has been proposed (described in R. Mauer, SID '90 Digest) and actually used. Although the multilayer film has problems of manufacturing cost and delamination, a practical alternative has not yet been proposed.
An object of the present invention is to provide a polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound and a cholesteric liquid crystalline composition which have a large Δn and can be used for a cholesteric reflective film.
Another object of the present invention is to provide a cholesteric alignment optical thin film, a cholesteric polarizing plate, and a cholesteric reflective polarizing plate having a wide half width.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with high light utilization efficiency.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The objects of the present invention are the following cholesteric liquid crystalline compositions (1) to (6 ), cholesteric alignment optical thin films (7) to (11) below, cholesteric polarizing plates (12) to (13) below, This was achieved by the cholesteric reflective polarizing plates of (14) to (15) and the liquid crystal display devices of (16) to (17) below.
(1) A cholesteric liquid crystalline composition comprising a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound .
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds; m And n is 0 or 1; and Q ¹ and Q ² are each independently an ethylenically unsaturated polymerizable group.
(2) The cholesteric liquid crystalline composition according to (1), wherein the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound represented by the formula (I) exhibits a nematic phase having an Δn of 0.35 to 0.80 .
(3) The cholesteric liquid crystalline composition according to (1) , wherein the polymerizable group of Q ¹ and Q ² is a vinyl group or an isopropenyl group .
[0005]
(4) The cholesteric liquid crystalline composition according to (1), wherein the alkylene group contained in L ¹ and L ⁵ has 1 to 12 carbon atoms .
(5) The cholesteric liquid crystalline composition according to (1) , wherein the optically active compound has an ethylenically unsaturated polymerizable group.
(6) The cholesteric liquid crystal composition according to (1) , further comprising a photopolymerization initiator .
[0006]
(7) A cholesteric alignment optical thin film obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystal composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
(8) Cholesteric alignment obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group Optical thin film.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
(9) The repeating unit of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound is twisted and oriented so as to have a helical axis in a direction substantially perpendicular to the surface of the optical thin film. Cholesteric oriented optical thin film.
(10) The cholesteric alignment optics according to (7) or (8), wherein a horizontal alignment film having a function of aligning the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound substantially horizontally is provided adjacent to the optical thin film. Thin film.
(11) The cholesteric alignment optical thin film according to (7) or (8), which has a selective reflection wavelength region within a range of 400 to 850 nm.
[0007]
(12) A cholesteric alignment optical thin film and a λ / 4 plate obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound Cholesteric polarizing plate.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
(13) A cholesteric alignment obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group Cholesteric polarizing plate having a conductive optical thin film and a λ / 4 plate.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
[0008]
(14) A cholesteric alignment optical thin film obtained by aligning and polymerizing a reflector, a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound, and λ / A cholesteric reflective polarizing plate having four plates in this order.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
(15) Obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition comprising a reflector, a polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group cholesteric orientation optical thin film and lambda / 4 plate, a cholesteric reflective polarizer having in this order is.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
[0009]
(16) A cholesteric alignment optical thin film obtained by aligning and polymerizing a reflector, a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound, λ / 4 plate and a liquid crystal cell, the liquid crystal display device that Yusuke in this order.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
(17) Obtained by aligning and polymerizing a reflector, a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group. It is cholesteric orientation optical thin layer, a lambda / 4 plate and a liquid crystal cell, a liquid crystal display device having in that order.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.
[0010]
【The invention's effect】
As a result of research, the present inventors have introduced a polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound by introducing two polymerizable groups at both ends of a tolan compound containing at least two ethynylene (—C≡C—) bonds. Successful. This compound has a large Δn and can be used for a cholesteric reflective film. That is, a cholesteric alignment optical thin film that functions as a cholesteric reflective film is obtained from a cholesteric liquid crystal composition containing this polymerizable rod-like nematic liquid crystal compound and an optically active compound (chiral agent).
The obtained cholesteric reflective film has a wide half-value width even if it is a single layer. Therefore, it exhibits an excellent optical function as a cholesteric polarizing plate or a cholesteric reflective polarizing plate using this cholesteric reflective film. Furthermore, since the liquid crystal display device using this cholesteric reflective polarizing plate selectively reflects light, the light use efficiency is high.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device using a cholesteric reflective polarizing plate.
The transmissive liquid crystal display device shown in FIG. 1A includes a reflector (RP), a backlight (BL), a cholesteric alignment optical thin film (1), a λ / 4 plate (2), a lower polarizing plate (3a), The liquid crystal cell (4) and the upper polarizing plate (3b) are in this order.
The reflective liquid crystal display device shown in FIG. 1B includes a reflective plate (RP), a backlight (BR), a cholesteric alignment optical thin film (1), a λ / 4 plate (2), a polarizing plate (3), and a liquid crystal. It has the configuration of the order of the cells (4).
A backlight (BR) may be disposed on the side surface of the liquid crystal display device, and light may be guided from the side surface to the position immediately below the cholesteric alignment optical thin film (1) (the position of BL in FIG. 1) by a light guide plate. A light diffusion plate is provided between the cholesteric alignment optical thin film (1) and the λ / 4 plate (2), or between the λ / 4 plate (2) and the lower polarizing plate (3a) or the polarizing plate (3). It may be provided. An optical compensation sheet may be inserted between the polarizing plates (3a, 3b, 3) and the liquid crystal cell (4).
[0012]
[Polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound]
The polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound is represented by the following formula (I).
(I) Q ¹ -L ¹ -Ar ^1- (L ² -Ar ² ) _m- (L ³ -Ar ³ ) _n -L ⁴ -Ar ⁴ -L ⁵ -Q ²
In the formula (I), Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring.
Examples of the aromatic ring include benzene ring, indene ring, naphthalene ring, azulene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, anthracene ring, acenaphthylene ring, biphenylene ring, naphthacene ring, triphenylene ring and pyrene ring.
Aromatic heterocycles are generally 5- or 6-membered unsaturated heterocycles. The heterocyclic ring preferably contains the most double bond. Another heterocyclic ring, aromatic ring or aliphatic ring may be condensed with the aromatic heterocyclic ring. Examples of aromatic heterocycle include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, furazane ring, pyran ring, pyridine ring, pyridazine ring , Pyrimidine ring, pyrazine ring, indole ring, isoindole ring, benzofuran ring, benzothiophene ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, indolizine ring, chromene ring, quinoline ring, isoquinoline ring, quinolidine ring, purine ring, indazole ring Quinazoline ring, cinnoline ring, quinoxaline ring, phthalazine ring, pteridine ring, carbazole ring, acridine ring and phenanthridine ring.
[0013]
An aromatic ring is preferable to an aromatic heterocyclic ring, and a benzene ring is more preferable. —Ar ¹ —, —Ar ² —, —Ar ³ —, and —Ar ⁴ — are particularly preferably p-phenylene.
The aromatic ring and the aromatic heterocyclic ring may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom (F, Cl, Br), carboxyl, cyano, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an alkoxy group.
The alkyl group may have a branch. The alkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, still more preferably 1 to 10 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
The cycloalkyl group is preferably cyclohexyl.
The alkoxy group may have a branch. The alkoxy group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms, still more preferably 1 to 10 carbon atoms, and most preferably 1 to 6 carbon atoms.
[0014]
In the formula (I), L ¹ and L ⁵ are each independently a Q—CO—O-alkylene group —O—Ar . Q is a polymerizable group (Q ¹ or Q ² ), and Ar is an aromatic ring or aromatic heterocyclic ring (Ar ¹ or Ar ⁴ ) closest to the polymerizable group.
Upper Symbol alkylene group may have a branched or cyclic structure. The alkylene group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, still more preferably 1 to 15 carbon atoms, and most preferably 1 to 12 carbon atoms.
[0015]
In the formula (I), L ² , L ³ and L ⁴ are each independently selected from the following examples . However, L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds (—C≡C—) .
(L-10) Single bond (L-11) -C≡C—C≡C—
(L-12) -C≡C-
(L-13) -C≡C—CH═CH—C≡C—
(L-14) -C≡C—C≡C—C≡C—
[0016]
In the formula (I), m and n are 0 or 1. m is preferably 0 or 1, and n is preferably 0 (the number of aromatic rings or aromatic heterocycles is 2 or 3), m is 1 and n is 0 (aromatic ring or aromatic heterocycle Most preferably the number is 3).
In formula (I), Q ¹ and Q ² are each independently an ethylenically unsaturated polymerizable group . Examples of heavy polymerizable group (Q) are shown below.
[0017]
[Chemical 1]

[0018]
[Chemical 2]

[0019]
[Chemical 3]

[0020]
Hereinafter, specific examples of the heavy polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compounds. Specific examples (1) to (8), (13) to (18), and (21) to (23) satisfy the definition of the present invention.
[0021]
[Formula 4]

[0022]
[Chemical formula 5]

[0023]
[Chemical 6]

[0024]
[Chemical 7]

[0025]
[Chemical 8]

[0026]
[Chemical 9]

[0027]
[Chemical Formula 10]

[0028]
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[0029]
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[0030]
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[0031]
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[0032]
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[0033]
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[0034]
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[0035]
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[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]
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[0042]
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[0043]
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[0044]
The polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound preferably exhibits a nematic phase having Δn of 0.25 or more, and more preferably exhibits a nematic phase having Δn of 0.35 to 0.80.
The rod-like nematic liquid crystalline compound having no polymerizable group is described in various documents (for example, Y. Goto et.al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1995, Vol. 260, pp. 23-28). is there. The polymerizable group (Q ¹ and Q ² ) can be introduced into the rod-like nematic liquid crystalline compound by a known method.
Two or more kinds of polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compounds may be used in combination. When two or more kinds of polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compounds are used in combination, the alignment temperature can be lowered.
[0045]
[Cholesteric liquid crystalline composition]
A cholesteric liquid crystal composition can be obtained by mixing a polymerizable rod-like nematic liquid crystal compound and an optically active compound (chiral agent). As the optically active compound, a known chiral agent (for example, liquid crystal device handbook, Chapter 3-4-3, TN, chiral agent for STN, 199 pages, edited by Japan Society for the Promotion of Science, 142nd Committee, 1989) is used. be able to. The optically active compound generally contains an asymmetric carbon atom, but an axially asymmetric compound or a planar asymmetric compound that does not contain an asymmetric carbon atom can also be used as a chiral agent. Examples of the axial asymmetric compound or the planar asymmetric compound include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
The optically active compound (chiral agent) may have a polymerizable group. When the optically active compound has a polymerizable group, a polymer having a rod-like nematic liquid crystalline repeating unit and an optically active structure can be formed by a polymerization reaction of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound. The polymerizable group of the optically active compound is preferably the same group as the polymerizable group of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound. Therefore, the polymerizable group of the optically active compounds may, and most preferably e ethylenic unsaturated polymerizable group (Q-1~Q-6).
The amount of the optically active compound used is preferably 0.01 to 200 mol% of the amount of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound.
[0046]
It is preferable to add a polymerization initiator for the polymerization reaction to the cholesteric liquid crystalline composition. 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).
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.
[0047]
[Cholesteric alignment optical thin film]
A cholesteric alignment optical thin film can be obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition. It is preferable to produce a cholesteric alignment optical thin film by coating a cholesteric liquid crystalline composition on a horizontal alignment film on a support, horizontally aligning it, and further polymerizing it.
[0048]
As the support, a transparent support having a small optical anisotropy is preferably used. 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.
[0049]
Glass or polymer is used as the material for the support. 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 used as the support is preferably formed by a solvent cast method.
The thickness of the support is preferably 20 to 500 μm, and more preferably 50 to 200 μm.
In order to improve adhesion between the support and the layer provided thereon, the support may be subjected to surface treatment (eg, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet (UV) treatment, flame treatment). An adhesive layer (undercoat layer) may be provided on the support.
[0050]
The horizontal alignment film is an organic compound (eg, ω-tricosane) 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). Acid, 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. An alignment film formed by a polymer rubbing treatment is particularly preferable. The rubbing treatment is carried out by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth.
[0051]
The cholesteric liquid crystal composition is applied onto the alignment film by a known method (eg, curtain coating method, extrusion coating method, direct gravure coating method, die coating method, spin coating method, dip coating method, spray coating method, slide). (Coating method).
The applied cholesteric liquid crystalline composition is heated to align the liquid crystalline composition. The heating temperature is preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 130 ° C. or lower.
By the alignment treatment, an optical thin film in which the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound is twisted and aligned so as to have a helical axis in a direction substantially perpendicular to the surface of the optical thin film is obtained.
[0052]
The aligned polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound is further polymerized. Photopolymerization is preferred over thermal polymerization. It is preferable to use ultraviolet rays for light irradiation.
The irradiation energy is preferably 20 mJ / cm ^{2 to} 50 J / cm ² , and more preferably 100 to 800 mJ / cm ² . In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.
By a polymerization reaction, a cholesteric alignment optical thin film containing a polymer having a rod-like nematic liquid crystalline repeating unit represented by the following formula (II) and an optically active compound (when the optically active compound has no polymerizable group), or A cholesteric alignment optical thin film (when the optically active compound has a polymerizable group) containing a polymer having a rod-like nematic liquid crystalline repeating unit represented by the following formula (II) and an optically active structure is obtained.
[0053]
(II) -L ¹ -Ar ^1- (L ² -Ar ² ) _m- (L ³ -Ar ³ ) _n -L ⁴ -Ar ⁴ -L ^5-
In the formula (II), Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring. The definitions and examples of the aromatic ring and the aromatic heterocyclic ring are the same as those in the formula (I).
In the formula (II), L ¹ and L ⁵ are each independently a single bond or a divalent linking group selected from —O—, —CO—, an alkylene group, and combinations thereof. L ¹ and L ^5, the L ¹ and L ⁵ of the formula (I), if an alkylene group, an epoxy group if the linking group (polymerizable group an ethylenically unsaturated group polymerizable groups for Q ¹ and Q ² is changed For example, an alkyleneoxy group).
In the formula (II), L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, -alkenylene group- or -alkynylene group-, and at least two ethynylene are present in L ² , L ³ and L ^4. Includes bonds. The definition and examples of L ^2, L ³ and L ⁴ are the same as L ^2, L ³ and L ⁴ in the formula (I).
In the formula (II), m and n are 0 or 1. As in formula (I), m is preferably 0 or 1 and n is preferably 0 (the number of aromatic rings or aromatic heterocycles is 2 or 3), m is 1 and n is 0 (aromatic Most preferably, the number of rings or aromatic heterocycles is 3).
[0054]
The thickness of the cholesteric alignment optical thin film is preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 0.5 to 10 μm, further preferably 1 to 5 μm, and preferably 2 to 5 μm. Still more preferably, it is most preferably 3 to 5 μm.
The cholesteric alignment optical thin film preferably has a selective reflection wavelength region in the range of 400 to 850 nm, and more preferably has a selective reflection wavelength region in the range of 400 to 700 nm.
[0055]
[Cholesteric alignment optical thin film]
A cholesteric polarizing plate can be obtained by laminating a cholesteric alignment optical thin film and a λ / 4 plate.
The λ / 4 plate is described in JP-A-8-14616, JP-A-10-68816, and JP-A-10-90521.
[0056]
[Cholesteric reflective polarizing plate]
A cholesteric reflective polarizing plate can be obtained by providing a reflector on the cholesteric alignment optical thin film.
As the reflector, a polymer film covered with a metal plate or metal foil is generally used.
[0057]
[Liquid Crystal Display]
A cholesteric reflective polarizing plate has various display modes such as TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric Liquid Crystal), OCB (Optically Compensatory Bend), STN (Supper Twisted Nematic), VA. (Vertically Aligned) or HAN (Hybrid Aligned Nematic) liquid crystal display devices.
In the transmissive liquid crystal display device, two polarizing plates are provided on both sides of the liquid crystal cell. In the reflective liquid crystal display device, one polarizing plate is provided between the liquid crystal cell and the reflecting plate.
A polarizing plate generally comprises a polarizing film and a protective film.
Examples of the polarizing film include an iodine polarizing film, a dye polarizing film using a dichroic dye, and a polyene polarizing film. The iodine polarizing film and the dye polarizing film are generally manufactured using a polyvinyl alcohol film.
The protective film is provided on both surfaces of the polarizing film. The transparent support of the optical compensation sheet can also function as a protective film on one side of the polarizing film. As the other protective film of the polarizing film, it is preferable to use a cellulose ester film having a high optical isotropy, particularly a triacetyl cellulose film.
[0058]
【Example】
[Example 1]
A polyimide horizontal alignment film having a thickness of 0.5 μm was formed on a glass plate by spin coating. The surface of the alignment film is rubbed, a methyl ethyl ketone solution (cholesteric liquid crystalline composition) of a polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (4) and the following optically active compound (chiral agent) is applied by spin coating, and the thickness A 1.5 μm thin film was formed. Δn of the polymerizable rod-like nematic liquid crystal compound (4) was 0.38.
[0059]
Embedded image

[0060]
The thin film was heated to 120 ° C. to form a cholesteric monodomain phase. Further, irradiation with ultraviolet rays of 600 mJ / cm ² was performed to polymerize the terminal vinyl group of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (4), and the alignment state was fixed. In this way, a cholesteric alignment optical thin film was produced.
The transmittance of the cholesteric alignment optical thin film was measured. The measurement results are shown in FIG. The full width at half maximum was approximately 100 nm.
[0061]
[Comparative Example 1]
A polyimide horizontal alignment film having a thickness of 0.5 μm was formed on a glass plate by spin coating. The surface of the alignment film is rubbed and a methyl ethyl ketone solution (cholesteric liquid crystalline composition) of the following polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (x) and the following optically active compound (chiral agent) is applied by a spin coating method. A thin film having a thickness of 1.5 μm was formed. Δn of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (x) was 0.46.
[0062]
Embedded image

[0063]
The thin film was heated to 120 ° C. to form a cholesteric phase. Furthermore, ultraviolet rays of 600 mJ / cm ² were irradiated to polymerize the terminal vinyl group of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (x), and the alignment state was fixed. In this way, a cholesteric alignment optical thin film was produced.
When the transmittance of the cholesteric alignment optical thin film was measured, it showed almost no selective reflection.
[0064]
[Example 2]
A polyimide horizontal alignment film having a thickness of 0.5 μm was formed on a glass plate by spin coating. The surface of the alignment film is rubbed, and a polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (4) and a methyl ethyl ketone solution (cholesteric liquid crystalline composition) of the optically active compound (chiral agent) used in Example 1 are applied by spin coating. Then, a thin film having a thickness of 4.5 μm was formed.
The thin film was heated to 145 ° C. to form a cholesteric monodomain phase. Further, irradiation with ultraviolet rays of 600 mJ / cm ² was performed to polymerize the terminal vinyl group of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (4), and the alignment state was fixed. In this way, a cholesteric alignment optical thin film was produced.
The transmittance of the cholesteric alignment optical thin film was measured. The measurement results are shown in FIG. The full width at half maximum was approximately 250 nm.
[0065]
[Example 3]
A polyimide horizontal alignment film having a thickness of 0.5 μm was formed on a glass plate by spin coating. A rubbing treatment is performed on the surface of the alignment film, and a methyl ethyl ketone solution (cholesteric liquid crystal composition) of a polymerizable rod-like nematic liquid crystal compound (4) and the following polymerizable optically active compound (chiral agent) is applied by a spin coat method. A thin film having a thickness of 1.5 μm was formed.
[0066]
Embedded image

[0067]
The thin film was heated to 120 ° C. to form a cholesteric monodomain phase. Further, irradiation with ultraviolet rays of 600 mJ / cm ² was performed to polymerize the terminal vinyl group of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound (4), and the alignment state was fixed. In this way, a cholesteric alignment optical thin film was produced.
The full width at half maximum of the transmittance of the cholesteric alignment optical thin film was approximately 100 nm.
[0068]
[Example 4]
Using the cholesteric alignment optical thin film prepared in Example 1, a transmissive liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. The obtained liquid crystal display device obtained a bright image even with a relatively small amount of light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device using a cholesteric reflective polarizing plate.
2 is a graph showing the transmittance of the cholesteric alignment optical thin film produced in Example 1. FIG.
3 is a graph showing the transmittance of the cholesteric alignment optical thin film produced in Example 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Cholesteric Oriented Optical Thin Film 2 λ / 4

Plates

3, 3a, 3b Polarizer 4 Liquid Crystal Cell BL Backlight RP Reflector

Claims

A cholesteric liquid crystal composition comprising a polymerizable rod-like nematic liquid crystal compound represented by the following formula (I) and an optically active compound .
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds; m And n is 0 or 1; and Q ¹ and Q ² are each independently an ethylenically unsaturated polymerizable group.

The cholesteric liquid crystalline composition according to claim 1, wherein the polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the formula (I) exhibits a nematic phase having an Δn of 0.35 to 0.80 .

Polymerizable groups Q ¹ and Q ² are, the cholesteric liquid crystal composition according to claim 1 is a vinyl or isopropenyl group.

The cholesteric liquid crystal composition according to claim 1, wherein the alkylene group contained in L ¹ and L ⁵ has 1 to 12 carbon atoms .

The cholesteric liquid crystalline composition according to claim 1 , wherein the optically active compound has an ethylenically unsaturated polymerizable group.

Furthermore, the cholesteric liquid crystalline composition of Claim 1 containing a photoinitiator .

A cholesteric alignment optical thin film obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystal composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.

Cholesteric alignment optical thin film obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group .
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.

The cholesteric alignment optical thin film according to claim 7 or 8, wherein the repeating unit of the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound is twisted and aligned so as to have a helical axis in a direction substantially perpendicular to the surface of the optical thin film. .

The cholesteric alignment optical thin film according to claim 7 or 8, wherein a horizontal alignment film having a function of aligning the polymerizable rod-like nematic liquid crystalline compound substantially horizontally is provided adjacent to the optical thin film.

The cholesteric alignment optical thin film according to claim 7 or 8, which has a selective reflection wavelength region in a range of 400 to 850 nm.

Cholesteric polarized light having a cholesteric alignment optical thin film and a λ / 4 plate obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystal composition containing a polymerizable rod-like nematic liquid crystal compound represented by the following formula (I) and an optically active compound Board.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.

Cholesteric alignment optical thin film obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group And a cholesteric polarizing plate having a λ / 4 plate.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.

A cholesteric alignment optical thin film and a λ / 4 plate obtained by aligning and polymerizing a reflector, a cholesteric liquid crystal composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystal compound represented by the following formula (I) and an optically active compound A cholesteric reflective polarizing plate having this order.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.

Cholesteric alignment obtained by aligning and polymerizing a reflector, a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group Cholesteric reflective polarizing plate having a conducting optical thin film and a λ / 4 plate in this order.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.

A reflective plate, a cholesteric alignment optical thin film obtained by aligning and polymerizing a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound, a λ / 4 plate, and a liquid crystal cell, the liquid crystal display device that Yusuke in this order.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.

Cholesteric alignment obtained by aligning and polymerizing a reflector, a cholesteric liquid crystalline composition containing a polymerizable rod-shaped nematic liquid crystalline compound represented by the following formula (I) and an optically active compound having an ethylenically unsaturated polymerizable group Liquid crystal display device having a conductive optical thin film, a λ / 4 plate, and a liquid crystal cell in this order.
^{^{^{^{(I) Q 1 -L 1 -Ar}}}} 1 - (L 2 -Ar 2) m - (L 3 -Ar 3) n -L 4 -Ar 4 -L 5 -Q 2
Wherein Ar ¹ , Ar ² , Ar ³ and Ar ⁴ are each independently an aromatic ring or an aromatic heterocycle; L ¹ is a —CO—O-alkylene group —O—; L ⁵ is —O-alkylene group —O—CO— ; L ² , L ³ and L ⁴ are each independently a single bond, —C≡C—C≡C— , —C≡C—, — C≡C—CH═CH—C≡C— or —C≡C—C≡C—C≡C— , wherein L ² , L ³ and L ⁴ contain at least two ethynylene bonds ; m and n, than zero or 1 der; and, Q ¹ and Q ² each independently is an ethylenically unsaturated polymerizable group.