KR101958208B1 - 중합체, 조성물, 광학 필름 및 액정 표시 장치 - Google Patents

중합체, 조성물, 광학 필름 및 액정 표시 장치 Download PDF

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준 다케다
유키 마츠다
노부유키 아쿠타가와
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Abstract

면 형상이 양호하고, 뭉침, 배향 결함이 저감된 광학 필름을 제조할 수 있는 중합체, 조성물, 광학 필름 및 액정 표시 장치를 제공한다.
봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 액정 화합물에 유래하는 메소젠기, 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물을 라디칼 중합시켜 이루어지는 부분 구조를 포함하며, 분기상인 중합체, 이를 포함하는 조성물, 광학 필름, 및 액정 표시 장치.

Description

중합체, 조성물, 광학 필름 및 액정 표시 장치{POLYMER, COMPOSITION, OPTICAL FILM, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은, 중합체, 조성물, 광학 필름 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
폴리머 재료는, 최근 다분야에서 더욱더 이용되고 있다. 이에 수반하여, 각각의 분야에 따라, 매트릭스로서의 폴리머의 성상과 함께, 그 표면이나 계면의 특성이 중요해지고 있다. 예를 들면, 액정 표시 장치(LCD)에서는, 액정셀과 편광판의 사이에 배치하는 광학 보상 필름(위상차 판)으로서, 중합성의 액정 재료에 배향 처리를 실시한 후, 자외선 경화시켜 배향을 고정시킨 광학 이방체로 이루어지는 복굴절을 갖는 필름이 실용화되어 있다. 광학 보상 필름은, 배향막 상에 중합성 액정 재료를 도포하여 제작되는 경우가 있다. 이 경우, 배향막과 접하는 계면에서는 배향막의 배향 규제력이 작용하지만, 배향막과 접하고 있지 않는 공기와의 계면 부근에서는 배향 규제력이 작용하기 어려워, 배향 결함이 발생한다는 문제가 있다.
표면을 개질하는 방법의 하나로서, 예를 들면, 특허문헌 1에, 플루오로알킬기를 함유하는 폴리머를 중합성 액정 조성물에 첨가하는 것이 제안되어 있다. 이와 같은 폴리머를 이용함으로써, 공기 계면 근방에 있어서 배향 결함이 없는 광학 이방체를 제공할 수 있는 것이 개시되어 있다. 이 폴리머는, 라디칼 중합성 이중 결합을 갖는 모노머를 원료로 하고 있으며, 모노머의 예로서 일반식 (1)로 나타나는 모노(메트)아크릴레이트가 기재되어 있다.
또, 특허문헌 2에는, 배향막을 이용하지 않고 광학 이방성층을 갖는 위상차 판의 제작 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 2에서는, 단관능 모노머끼리를 라디칼 중합시킨 후, 말단 변환 반응 혹은 고분자 반응시킴으로써 이중 결합을 갖는 모노머를 제작하고, 이 모노머를 중합시킨 폴리머를 함유시킴으로써, 광학 이방성층을 형성하고 있다.
한편, 최근 덴드라이머나 고분기 폴리머 등, 이른바 3차원 수목상 폴리머(덴드리틱 폴리머라고도 칭함)는, 통상의 선상 폴리머와는 다른 성질을 갖고 있으며, 그 응용이 주목받고 있다. 다이바이닐 모노머를 포함하는 계(系)를 라디칼 중합시켜 덴드리틱 폴리머를 합성하고자 하면, 모노머가 가교해 버려, 불용·불융의 폴리머가 생성된다. 따라서, 비특허문헌 1 및 2에, 고농도의 라디칼 중합 개시제의 존재하에서 모노머를 중합시킴으로써, 폴리머 말단에 개시제가 도입된 고분기 폴리머를 얻는 방법, 이른바 개시제 도입 라디칼 중합이 제안되어 있다. 예로서 2개의 바이닐기를 갖는 스타이렌 화합물과 아조계 중합 개시제를 이용한 고분기 폴리머의 제조 방법이 기재되어 있다. 이와 같이 하여 얻어진 폴리머는, 저점도이고 용해성이 양호한 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2006-16599호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2005-257711호
비특허문헌 1: Tomohiro Hirano, Naoki Higashida, Hongwai Wang, Makiko Seno, Tsuneyuki Sato, J.Appl.Polym.Sci., 100, 664-670(2006) 비특허문헌 2: Tuneyuki Sato, 도쿠시마 다이가쿠, p 44-52, No.8, Vol.26, 8월호, 2006, 기능 재료
상기의 플루오로알킬기를 함유하는 폴리머와 같이 불소 원자를 함유하는 폴리머, 예를 들면, 불소계 계면활성제나 실리콘계의 계면활성제는, 그 소수성기를 이용하여 도막 표면에 편재시키고, 도막의 표면 장력을 저하시킨다. 또, 이와 같은 폴리머는 제작된 필름에도 잔존하기 때문에, 그 위에 추가로 상층을 도포 성막하여 적층 필름을 제작하고자 하면, 필름의 소수 표면에 대하여 도포액의 표면 장력이 부족하여, 도포 시에, 필름 표면에서 도포액이 뭉쳐 도포되지 않는, 이른바 뭉침(cissing)이 발생해 버린다.
뭉침의 방지 방법으로서는, 도포액의 점도를 높임으로써, 유동성을 억제하는 것이 생각된다. 그러나, 일반적으로, 점도가 높으면 균질의 도막을 형성하는 것은 어렵다.
또, 특허문헌 2에 기재된 폴리머에서는, 폴리머가 직쇄상이기 때문에, 도막용 조성물에 첨가한 경우, 상용성이 결여된다는 문제가 있다.
상기 사정을 감안하여, 본 발명은, 도포 성막에 이용되었을 때에, 점도가 낮아도 도포 시의 습윤성을 개선하여, 뭉침이 발생되기 어려운 신규 중합체를 제공하는 것을 과제로 한다. 또 이 중합체를 포함하는 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한 본 발명은, 적층 필름을 제작하기 위한 지지체 필름 등으로서 기능할 수 있는, 상층 형성용 도포액의 뭉침을 발생시키기 어려운 표면을 갖는 광학 필름, 나아가서는, 광학 필름을 구비한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의검토를 거듭한 결과, 종래 검토되지 않았던 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기를 분기상 구조로서 포함하는 중합체를 합성하고, 얻어진 중합체를 함유하는 조성물을 이용함으로써, 도포 불균일이나 뭉침, 배향 결함이 저감된 광학 필름이 얻어지는 것을 발견했다.
즉, 상기 과제는 이하의 수단에 의하여 해결되었다.
본 발명의 중합체는, 봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물을 라디칼 중합시켜 이루어지는 부분 구조를 포함하며, 분기상이다.
여기에서, 중합체가 "분기상이다"란, 3차원 가교 구조를 갖고, 중합 개시제 단편이 말단에 적어도 1개 도입되어 있는 것을 의미한다. 중합체를 중합시킬 때에 이용하는 중합 개시제 구조에 따라 중합 개시제 단편은 상이하지만, NMR(핵 자기 공명) 스펙트럼 측정이나 IR(적외) 스펙트럼 측정, 질량 분석 측정, 혹은 원소 분석 측정 등 방법에 의하여, 중합체에 중합체 단편이 도입되어 있는 것을 확인할 수 있다.
봉상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물은, 하기 일반식 (X)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112017007701210-pct00001
일반식 (X) 중, QX1 및 QX2는 각각 독립적으로 중합성기를 나타내고, LX1 및 LX4는 각각 독립적으로 2가의 연결기를 나타내며, LX2 및 LX3은 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, CyX1, CyX2 및 CyX3은 2가의 환상기를 나타내며, nx는 0~3의 정수를 나타낸다.
원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물은, 하기 일반식 (I)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112017007701210-pct00002
일반식 (I) 중, Y11, Y12 및 Y13은, 각각 독립적으로 치환되어 있어도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, L1, L2 및 L3은, 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내며, H1, H2 및 H3은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I-A) 또는 하기 일반식 (I-B)를 나타내고, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I-R)을 나타낸다.
[화학식 3]
Figure 112018100068075-pct00074
일반식 (I-A) 중, YA1 및 YA2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XA는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
[화학식 4]
Figure 112018100068075-pct00075
일반식 (I-B) 중, YB1 및 YB2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XB는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
[화학식 5]
Figure 112017007701210-pct00005
일반식 (I-R) 중, *는 일반식 (I)에 있어서의 H1~H3측과 결합하는 위치를 나타내고, Lr1은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내며, Q2는 적어도 1종류의 환상 구조를 갖는 2가의 기를 나타내고, n1은 0~4의 정수를 나타내며, Lr2 및 Lr3은 2가의 연결기를 각각 독립적으로 나타내고, Q1은 중합성기 또는 수소 원자를 나타낸다. 단, 복수 존재하는 Q1의 적어도 2개는 중합성기를 나타낸다.
본 발명의 중합체는, 불소 원자를 갖는 화합물을 중합 반응시켜 이루어지는 부분 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
불소 원자를 갖는 화합물은, 하기 일반식 (a)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 6]
Figure 112017007701210-pct00006
일반식 (a) 중, Ra1은 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 알킬기를 나타내고, Ra2는 적어도 하나의 탄소 원자가 불소 원자를 치환기로서 갖는, 탄소수 1~20의 알킬기 또는 탄소수 1~20의 알켄일기를 나타낸다.
본 발명의 중합체의 중량 평균 분자량은, 젤 침투 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스타이렌 환산으로 1,000~300,000이다.
본 발명의 조성물은, 본 발명의 중합체를 함유한다.
본 발명의 조성물은, 액정 화합물을 더 포함하는 것이어도 된다.
본 발명의 조성물에 있어서, 액정 화합물은, 중합성 액정 화합물이어도 된다.
본 발명의 중합성 액정 화합물은, 중합성 봉상 액정 화합물 및 중합성 원반상 액정 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 중합성 액정 화합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름은, 지지체 상에, 본 발명의 중합체를 함유하는 콜레스테릭 액정층을 구비하여 이루어지는 것이다.
본 발명의 광학 필름은, 복수의 콜레스테릭 액정층을 적층하여 이루어지는 적층 구조를 갖는 것이어도 된다.
여기에서, 콜레스테릭 액정층은, 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포 및 건조시킨 후, 경화시킴으로써, 액정 화합물의 상(相)이 콜레스테릭 배향으로 고정된 층을 의미한다.
복수의 콜레스테릭 액정층 중, 적어도 1층은 봉상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층이며, 적어도 1층은 원반상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름은, 봉상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층과, 원반상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층이 서로 접하고 있어도 된다.
본 발명의 액정 표시 장치는, 본 발명의 광학 필름을 구비한 백라이트 유닛과 액정셀을 적어도 포함하는 것이다.
본 발명의 중합체는, 봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물을 중합 반응시켜 이루어지는 부분 구조를 포함하고, 분기상인 것이며, 이러한 구성을 가짐으로써, 본 발명의 중합체를 도막액에 이용한 경우에, 그 도막액의 습윤성을 향상시켜, 뭉침이 발생하기 어렵다. 나아가서는, 그 도포막 표면에 있어서, 추가로 상층을 도포하는 경우에 도포액의 뭉침을 발생시키기 어렵다.
또, 본 발명의 중합체 또는 조성물을 이용함으로써, 상층 형성용 도포액의 뭉침을 발생시키기 어렵고, 나아가서는, 면 형상이 양호하며, 배향 결함이 저감된 광학 필름을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 일 실시형태의 광학 필름의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 액정 표시 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 액정 표시 장치에 있어서의 백라이트의 개략 단면도이다.
이하의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 이와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
[중합체]
본 발명의 중합체는, 봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물을 라디칼 중합시켜 이루어지는 부분 구조를 포함하며, 분기상이다. 본 발명의 중합체는, 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기를 분기상 구조로서 포함하는 중합체(이하, 함메소젠기 중합체라고 기재하는 경우가 있음)이기 때문에, 종래의 고분자 액정 폴리머와 비교하여 분자 중에 다수의 분기 구조를 갖기 때문에, 중합체의 분자쇄 간의 얽힘이 적고, 각종 용제와의 용해성이나, 매트릭스 수지와의 상용성이 높다. 이로 인하여, 본 발명의 함메소젠기 중합체를 포함하는 조성물을 이용함으로써 표면성이 우수한 도포막을 형성할 수 있다.
본 발명의 함메소젠기 중합체는 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기를 함유한다.
본 발명의 함메소젠기 중합체 중의 메소젠기를 형성하는 봉상 액정 화합물로서는, 아조메타인류, 아족시류, 사이아노바이페닐류, 사이아노페닐에스터류, 벤조산 에스터류, 사이클로헥세인카복실산 페닐에스터류, 사이아노페닐사이클로헥세인류, 사이아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐다이옥세인류, 톨란류 및 알켄일사이클로헥실벤조나이트릴류가 바람직하게 이용된다.
봉상 액정 화합물로서는, Makromol. Chem., 190권, 2255페이지(1989년), Advanced Materials 5권, 107페이지(1993년), 미국 특허 4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, WO95/22586호, 동 95/24455호, 동 97/00600호, 동 98/23580호, 동 98/52905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동 6-16616호, 동 7-110469호, 동 11-80081호, 및 일본 공개특허공보 2001-329873호 등에 기재된 화합물을 이용할 수 있다. 또, 봉상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기로서 하기 일반식 (X)로 나타나는 화합물을 유래로 하는 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure 112017007701210-pct00007
식 중, QX1 및 QX2는 각각 독립적으로 중합성기를 나타내고, LX1, 및 LX4는 각각 독립적으로 2가의 연결기를 나타내며, LX2 및 LX3은 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, CyX1, CyX2 및 CyX3은 2가의 환상기를 나타내며, nx는 0~3의 정수를 나타낸다.
이하에 추가로 일반식 (X)로 나타나는 봉상 액정 화합물에 대하여 설명한다.
식 중, QX1 및 QX2는 각각 독립적으로 중합성기이다. 중합성기의 중합 반응은, 부가 중합인 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 중합성기는, 부가 중합 반응이 가능한 관능기인 것이 바람직하다. 중합성기의 예로서 하기 식 (M-1)~(M-6)을 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112017007701210-pct00008
식 (M-3) 및 (M-4) 중, Rm은, 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 알킬기를 나타내며, 탄소수 1~7의 알킬기가 보다 바람직하고, 수소 원자 또는 메틸기가 가장 바람직하다.
상기 식 (M-1)~(M-6) 중에서도, (M-1) 또는 (M-2)가 바람직하고, (M-1)이 보다 바람직하다.
LX1 및 LX4는 각각 독립적으로 2가의 연결기이다. LX1 및 LX4는 각각 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -NRx1-, -C=N-, 2가의 쇄상기, 2가의 환상기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 연결기인 것이 바람직하다. Rx1은, 수소 원자 또는 탄소수가 1~7인 알킬기이다. 조합으로 이루어지는 2가의 연결기의 예를 이하에 나타낸다. 여기에서, 좌측이 Q(QX1 또는 QX2)에, 우측이 Cy(CyX1 또는 CyX3)에 결합한다.
Lx-1: -C(=O)O-2가의 쇄상기-O-
Lx-2: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)-
Lx-3: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)O-
Lx-4: -C(=O)O-2가의 쇄상기-O-2가의 환상기-
Lx-5: -C(=O)O-2가의 쇄상기-O-2가의 환상기-C(=O)O-
Lx-6: -C(=O)O-2가의 쇄상기-O-2가의 환상기-OC(=O)-
Lx-7: -C(=O)O-2가의 쇄상기-O-2가의 환상기-2가의 쇄상기-
Lx-8: -C(=O)O-2가의 쇄상기-O-2가의 환상기-2가의 쇄상기-C(=O)O-
Lx-9: -C(=O)O-2가의 쇄상기-O-2가의 환상기-2가의 쇄상기-OC(=O)-
Lx-10: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)-2가의 환상기-
Lx-11: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)-2가의 환상기-C(=O)O-
Lx-12: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)-2가의 환상기-OC(=O)-
Lx-13: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)-2가의 환상기-2가의 쇄상기-
Lx-14: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)-2가의 환상기-2가의 쇄상기-C(=O)O-
Lx-15: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)-2가의 환상기-2가의 쇄상기-OC(=O)-
Lx-16: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)O-2가의 환상기-
Lx-17: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)O-2가의 환상기-C(=O)O-
Lx-18: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)O-2가의 환상기-OC(=O)-
Lx-19: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)O-2가의 환상기-2가의 쇄상기-
Lx-20: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)O-2가의 환상기-2가의 쇄상기-C(=O)O-
Lx-21: -C(=O)O-2가의 쇄상기-OC(=O)O-2가의 환상기-2가의 쇄상기-OC(=O)-
2가의 쇄상기는, 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알켄일렌기, 치환 알켄일렌기, 알카인일렌기, 치환 알카인일렌기를 의미한다. 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알켄일렌기, 치환 알켄일렌기가 바람직하고, 알킬렌기 및 알켄일렌기가 더 바람직하다.
알킬렌기는, 분기를 갖고 있어도 된다. 알킬렌기의 탄소수는 1~12인 것이 바람직하고, 2~10인 것이 더 바람직하며, 2~8인 것이 가장 바람직하다.
치환 알킬렌기의 알킬렌 부분은, 상기 알킬렌기와 동일하다. 치환기의 예로서는 할로젠 원자가 포함된다.
알켄일렌기는, 분기를 갖고 있어도 된다. 알켄일렌기의 탄소수는 2~12인 것이 바람직하고, 2~10인 것이 더 바람직하며, 2~8인 것이 가장 바람직하다.
치환 알켄일렌기의 알켄일렌 부분은, 상기 알켄일렌기와 동일하다. 치환기의 예로서는 할로젠 원자가 포함된다.
알카인일렌기는, 분기를 갖고 있어도 된다. 알카인일렌기의 탄소수는 2~12인 것이 바람직하고, 2~10인 것이 더 바람직하며, 2~8인 것이 가장 바람직하다.
치환 알카인일렌기의 알카인일렌 부분은, 상기 알카인일렌기와 동일하다. 치환기의 예로서는 할로젠 원자가 포함된다.
2가의 쇄상기의 구체예로서는, 에틸렌, 트라이메틸렌, 프로필렌, 테트라메틸렌, 2-메틸-테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 옥타메틸렌, 2-뷰텐일렌, 2-뷰타인일렌 등을 들 수 있다.
2가의 환상기의 정의 및 예는, 후술하는 CyX1, CyX2 및 CyX3의 정의 및 예와 동일하다.
LX2 또는 LX3은 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기이다. LX2 및 LX3은 각각 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -NRx2-, -C=N-, 2가의 쇄상기, 2가의 환상기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 연결기 또는 단결합인 것이 바람직하다. 상기 Rx2는, 수소 원자 또는 탄소수가 1~7인 알킬기이며, 수소 원자 또는 탄소수 1~4의 알킬기인 것이 바람직하고, 수소 원자, 메틸기, 또는 에틸기인 것이 더 바람직하며, 수소 원자인 것이 가장 바람직하다. 2가의 쇄상기, 및 2가의 환상기에 대해서는 LX1 및 LX4에 있어서의 정의와 동의이다.
LX2 또는 LX3으로서 바람직한 2가의 연결기로서는, -C(=O)O-, -OC(=O)-, -OC(=O)O-, -OC(=O)NRx2-, -COS-, -SCO-, -CONRx2-, -NRx2CO-, -(CRxaRxb)jx-, -C=C-C(=O)O-, -C=N-, -C=N-N=C- 등을 들 수 있다.
여기에서, Rxa 및 Rxb는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기(예를 들면 탄소수 1~3의 알킬기, 바람직하게는 메틸기)를 나타내고, jx는 1 이상의 정수를 나타내며, 1~3의 범위의 정수인 것이 바람직하다.
일반식 (X)로 나타나는 화합물에 있어서, nx는 0, 1, 2, 또는 3을 나타낸다. nx가 2 또는 3인 경우, 복수 존재하는 LX3은 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수 존재하는 CyX2도 동일해도 되고 상이해도 된다. nx는 1 또는 2인 것이 바람직하고, 1인 것이 더 바람직하다.
일반식 (X)로 나타나는 화합물에 있어서, CyX1, CyX2 및 CyX3은, 각각 독립적으로, 2가의 환상기이다. 2가의 환상기에 포함되는 환은 5원환, 6원환, 또는 7원환인 것이 바람직하고, 5원환 또는 6원환인 것이 더 바람직하며, 6원환인 것이 가장 바람직하다. 환상기에 포함되는 환은, 축합환이어도 된다. 단, 축합환보다 단환인 것이 보다 바람직하다.
환상기에 포함되는 환은, 방향족환, 지방족환, 및 복소환 중 어느 것이어도 된다. 방향족환의 예에는, 벤젠환 및 나프탈렌환이 포함된다. 지방족환의 예에는, 사이클로헥세인환이 포함된다. 복소환의 예에는, 피리딘환 및 피리미딘환이 포함된다.
벤젠환을 갖는 환상기로서는, 1,4-페닐렌이 바람직하다. 나프탈렌환을 갖는 환상기로서는, 나프탈렌-1,5-다이일 및 나프탈렌-2,6-다이일이 바람직하다. 사이클로헥세인환을 갖는 환상기로서는 1,4-사이클로헥실렌인 것이 바람직하다. 피리딘환을 갖는 환상기로서는 피리딘-2,5-다이일이 바람직하다. 피리미딘환을 갖는 환상기로서는, 피리미딘-2,5-다이일이 바람직하다.
환상기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예에는, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 탄소수가 1~5인 알킬기, 탄소수가 1~5인 할로젠 치환 알킬기, 탄소수가 1~5인 알콕시기, 탄소수가 1~5인 알킬싸이오기, 탄소수가 2~6인 아실옥시기, 탄소수가 2~6인 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수가 2~6인 알킬 치환 카바모일기 및 탄소수가 2~6인 아실아미노기가 포함된다.
일반식 (X)로 나타나는 화합물을 유래로 하는 구조로서는, 하기 일반식 (X-I)로 나타나는 화합물 및 하기 일반식 (X-II)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 가장 바람직하다.
[화학식 9]
Figure 112017007701210-pct00009
일반식 (X-I) 및 일반식 (X-II) 중, R101~R104는, 각각 독립적으로 중합성기를 나타내고, X101 및 Y101은 각각 독립적으로, 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 할로젠기, 불화 알킬기, 또는 알데하이드기를 나타낸다. 할로젠기로서는 염소 원자, 브로민 원자를 들 수 있다.
R101~R104의 정의는 QX1 및 Qx4의 정의와 동의이지만, -(CH2)ny-O(O=)C-CH=C(RxcRxd)로 나타나는 기인 것이 바람직하다. 여기에서, Rxc 및 Rxd는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기(예를 들면 탄소수 1~3의 알킬기, 바람직하게는 메틸기)를 나타내고, ny는 2~8의 정수인 것이 바람직하다.
결정 석출을 억제하는 관점에서, 일반식 (X-I) 또는 (X-II)에 있어서, X101 및 Y101이 메틸기를 나타내는 것이 바람직하다. 액정으로서의 성질을 나타내는 관점에서, ny는 4~8의 정수인 것이 바람직하다.
이하에, 일반식 (X)로 나타나는 화합물의 예를 나타낸다. 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 10]
Figure 112017007701210-pct00010
[화학식 11]
Figure 112017007701210-pct00011
[화학식 12]
Figure 112017007701210-pct00012
[화학식 13]
Figure 112017007701210-pct00013
원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기로서, 하기 일반식 (I)로 나타나는 화합물을 유래로 하는 구조를 포함하는 것도 바람직하다.
[화학식 14]
Figure 112017007701210-pct00014
일반식 (I) 중, Y11, Y12 및 Y13은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, L1, L2 및 L3은, 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내며, H1, H2 및 H3은, 각각 독립적으로 일반식 (I-A) 또는 (I-B)의 기를 나타낸다.
[화학식 15]
Figure 112018100068075-pct00076
일반식 (I-A) 중, YA1 및 YA2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XA는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
[화학식 16]
Figure 112018100068075-pct00077
일반식 (I-B) 중, YB1 및 YB2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XB는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I-R)을 나타낸다.
[화학식 17]
Figure 112017007701210-pct00017
일반식 (I-R) 중, *는, 일반식 (I)에 있어서의 H1~H3측과 결합하는 위치를 나타내고, Lr1은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내며, Q2는 적어도 1종류의 환상 구조를 갖는 2가의 기(환상기)를 나타내고, n1은 0~4의 정수를 나타내며, Lr2 및 Lr3은 2가의 연결기를 각각 독립적으로 나타내고, Q1은 중합성기 또는 수소 원자를 나타내지만, 복수 존재하는 Q1 중 적어도 2개는 중합성기를 나타낸다.
일반식 (I) 중, Y11, Y12 및 Y13은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내며, 치환기를 가져도 되는 메타인이 바람직하고, 메타인은 무치환인 것이 보다 바람직하다.
메타인이 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 알킬기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카보닐아미노기, 알킬싸이오기, 아릴싸이오기, 할로젠 원자 및 사이아노기를 바람직한 예로서 들 수 있다. 이들 치환기 중에서는, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 아실옥시기, 할로젠 원자 및 사이아노기가 더 바람직하고, 탄소수 1~12의 알킬기, 탄소수 1~12의 알콕시기, 탄소수 2~12의 알콕시카보닐기, 탄소수 2~12의 아실옥시기, 할로젠 원자 및 사이아노기가 보다 바람직하다.
L1, L2 및 L3은, 각각 독립적으로 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.
L1, L2 및 L3이 2가의 연결기인 경우, 각각 독립적으로, -O-, -S-, -C(=O)-, -NR7-, -CH=CH-, -C≡C-, 2가의 환상기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 연결기인 것이 바람직하다. 상기 R7은, 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기이며, 수소 원자 또는 탄소수 1~4의 알킬기인 것이 바람직하고, 수소 원자, 메틸기, 또는 에틸기인 것이 더 바람직하며, 수소 원자인 것이 가장 바람직하다.
L1, L2 및 L3에 있어서의 2가의 환상기란, 적어도 1종류의 환상 구조를 갖는 2가의 연결기(이하, 환상기라고 부르는 경우가 있음)이다. 환상기는 5원환, 6원환, 또는 7원환인 것이 바람직하고, 5원환 또는 6원환인 것이 더 바람직하며, 6원환인 것이 가장 바람직하다. 환상기에 포함되는 환은, 축합환이어도 된다. 단, 축합환보다 단환인 것이 보다 바람직하다. 또, 환상기에 포함되는 환은, 방향족환, 지방족환, 및 복소환 중 어느 것이어도 된다. 방향족환으로서는, 벤젠환 및 나프탈렌환을 바람직한 예로서 들 수 있다. 지방족환으로서는, 사이클로헥세인환을 바람직한 예로서 들 수 있다. 복소환으로서는, 황 원자, 질소 원자 또는 산소 원자를 적어도 하나 포함하는 환이 바람직하고, 피리딘환, 피리미딘환 및 옥사다이아졸환을 바람직한 예로서 들 수 있다. 환상기는, 방향족환 및 복소환이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 2가의 환상기는, 환상 구조만(단, 치환기를 포함함)으로 이루어지는 2가의 연결기인 것이 보다 바람직하다(이하, 동일).
L1, L2 및 L3으로 나타나는 2가의 환상기 중, 벤젠환을 갖는 환상기로서는, 1,4-페닐렌기가 바람직하다. 나프탈렌환을 갖는 환상기로서는, 나프탈렌-1,5-다이일기 및 나프탈렌-2,6-다이일기가 바람직하다. 사이클로헥세인환을 갖는 환상기로서는 1,4-사이클로헥실렌기인 것이 바람직하다. 피리딘환을 갖는 환상기로서는 피리딘-2,5-다이일기가 바람직하다. 피리미딘환을 갖는 환상기로서는, 피리미딘-2,5-다이일기가 바람직하다. 옥사다이아졸환을 갖는 환상기로서는, 1,2,4-옥사다이아졸-3,5-다이일기가 바람직하다.
L1, L2 및 L3으로 나타나는 2가의 환상기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로서는, 할로젠 원자(바람직하게는, 불소 원자, 염소 원자), 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~16의 알킬기, 탄소수 2~16의 알켄일기, 탄소수 2~16의 알카인일기, 탄소수 1~16의 할로젠 치환 알킬기, 탄소수 1~16의 알콕시기, 탄소수 2~16의 아실기, 탄소수 1~16의 알킬싸이오기, 탄소수 2~16의 아실옥시기, 탄소수 2~16의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~16의 알킬기로 치환된 카바모일기 및 탄소수 2~16의 아실아미노기가 포함된다.
L1, L2 및 L3으로서는, 단결합, *-O-C(=O)-, *-C(=O)-O-, *-CH=CH-, *-C≡C-, *-2가의 환상기-, *-O-C(=O)-2가의 환상기-, *-C(=O)-O-2가의 환상기-, *-CH=CH-2가의 환상기-, *-C≡C-2가의 환상기-, *-2가의 환상기-O-C(=O)-, *-2가의 환상기-C(=O)-O-, *-2가의 환상기-CH=CH- 및 *-2가의 환상기-C≡C-가 바람직하다. 특히, 단결합, *-CH=CH-, *-C≡C-, *-CH=CH-2가의 환상기- 및 *-C≡C-2가의 환상기-가 바람직하고, 단결합이 가장 바람직하다. 여기에서, *는 일반식 (I) 중의 Y11, Y12 및 Y13을 포함하는 6원환측에 결합되는 위치를 나타낸다.
일반식 (I) 중, H1, H2 및 H3은, 각각 독립적으로 일반식 (I-A) 또는 (I-B)의 기를 나타낸다.
[화학식 18]
Figure 112018100068075-pct00078
일반식 (I-A) 중, YA1 및 YA2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XA는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
[화학식 19]
Figure 112018100068075-pct00079
일반식 (I-B) 중, YB1 및 YB2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XB는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I-R)을 나타낸다.
[화학식 20]
Figure 112017007701210-pct00020
일반식 (I-R) 중, *는, 일반식 (I)에 있어서의 H1~H3측과 결합하는 위치를 나타낸다. Lr1은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. Q2는 적어도 1종류의 환상 구조를 갖는 2가의 기(환상기)를 나타낸다.
Lr1은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. Lr1이 2가의 연결기인 경우, -O-, -S-, -C(=O)-, -NR7-, -CH=CH- 및 -C≡C- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 연결기인 것이 바람직하다. 상기 R7은 수소 원자 또는 탄소수 1~7의 알킬기이며, 수소 원자 또는 탄소수 1~4의 알킬기인 것이 바람직하고, 수소 원자, 메틸기, 또는 에틸기인 것이 더 바람직하며, 수소 원자인 것이 가장 바람직하다.
Lr1은 단결합, ***-O-CO-, ***-CO-O-, ***-CH=CH- 및 ***-C≡C-(여기에서, ***는 일반식 (I-R) 중의 *측을 나타냄) 중 어느 하나가 바람직하고, 단결합이 보다 바람직하다.
Q2는 적어도 1종류의 환상 구조를 갖는 2가의 기(환상기)를 나타낸다. 이와 같은 환상기로서는, 5원환, 6원환, 또는 7원환을 갖는 환상기가 바람직하고, 5원환 또는 6원환을 갖는 환상기가 보다 바람직하며, 6원환을 갖는 환상기가 더 바람직하다. 상기 환상기에 포함되는 환상 구조는, 축합환이어도 된다. 단, 축합환보다 단환인 것이 보다 바람직하다. 또, 환상기에 포함되는 환은, 방향족환, 지방족환, 및 복소환 중 어느 것이어도 된다. 방향족환으로서는, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 페난트렌환을 바람직한 예로서 들 수 있다. 지방족환으로서는, 사이클로헥세인환을 바람직한 예로서 들 수 있다. 복소환으로서는, 질소 원자 또는 산소 원자를 적어도 하나 갖는 것이 바람직하고, 피리딘환 및 피리미딘환, 옥사다이아졸환을 바람직한 예로서 들 수 있다.
상기 Q2 중, 벤젠환을 갖는 환상기로서는, 1,4-페닐렌기가 바람직하다. 나프탈렌환을 갖는 환상기로서는, 나프탈렌-1,4-다이일기, 나프탈렌-1,5-다이일기, 나프탈렌-1,6-다이일기, 나프탈렌-2,5-다이일기, 나프탈렌-2,6-다이일기, 나프탈렌-2,7-다이일기가 바람직하다. 사이클로헥세인환을 갖는 환상기로서는 1,4-사이클로헥실렌기인 것이 바람직하다. 피리딘환을 갖는 환상기로서는 피리딘-2,5-다이일기가 바람직하다. 피리미딘환을 갖는 환상기로서는, 피리미딘-2,5-다이일기가 바람직하다. 옥사다이아졸환으로서는, 1,2,4-옥사다이아졸-3,5-다이일기가 바람직하다. 이들 중에서도, 특히, 1,4-페닐렌기, 나프탈렌-2,6-다이일기 및 1,4-사이클로헥실렌기, 1,2,4-옥사다이아졸-3,5-다이일기가 바람직하다.
Q2는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예에는, 할로젠 원자(불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자), 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~16의 알킬기, 탄소수 2~16의 알켄일기, 탄소수 2~16의 알카인일기, 탄소수 1~16의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~16의 알콕시기, 탄소수 2~16의 아실기, 탄소수 1~16의 알킬싸이오기, 탄소수 2~16의 아실옥시기, 탄소수 2~16의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~16의 알킬 치환 카바모일기 및 탄소수 2~16의 아실아미노기가 포함된다. 이들 중에서도, 할로젠 원자, 사이아노기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기가 바람직하고, 할로젠 원자, 탄소수 1~4의 알킬기, 탄소수 1~4의 할로젠으로 치환된 알킬기가 보다 바람직하며, 할로젠 원자, 탄소수가 1~3인 알킬기, 트라이플루오로메틸기가 더 바람직하다.
n1은, 0~4의 정수를 나타낸다. n1로서는, 1~3의 정수가 바람직하고, 1 또는 2가 더 바람직하다.
Lr2는, **-O-, **-O-C(=O)-, **-C(=O)-O-, **-O-C(=O)-O-, **-S-, **-NH-, **-SO2-, **-CH2-, **-CH=CH- 또는 **-C≡C-를 나타내고, **는 Q2와 결합되는 위치를 나타낸다.
Lr2는, 바람직하게는, **-O-, **-O-C(=O)-, **-C(=O)-O-, **-O-C(=O)-O-, **-CH2-, **-CH=CH-, **-C≡C-이며, 보다 바람직하게는, **-O-, **-O-C(=O)-, **-O-C(=O)-O-, **-CH2-이다.
Lr2가 수소 원자를 포함하는 기일 때는, 이 수소 원자는 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이와 같은 치환기로서 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기, 탄소수 2~6의 아실기, 탄소수 1~6의 알킬싸이오기, 탄소수 2~6의 아실옥시기, 탄소수 2~6의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~6의 알킬로 치환된 카바모일기 및 탄소수 2~6의 아실아미노기를 바람직한 예로서 들 수 있으며, 할로젠 원자, 탄소수 1~6의 알킬기가 보다 바람직하다.
Lr3은, -O-, -S-, -C(=O)-, -SO2-, -NH-, -CH2-, -CH=CH- 및 -C≡C- 또한 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 연결기를 나타낸다. 여기에서, -NH-, -CH2-, -CH=CH-의 수소 원자는, 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이와 같은 치환기로서, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기, 탄소수 2~6의 아실기, 탄소수 1~6의 알킬싸이오기, 탄소수 2~6의 아실옥시기, 탄소수 2~6의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~6의 알킬로 치환된 카바모일기 및 탄소수 2~6의 아실아미노기를 바람직한 예로서 들 수 있으며, 할로젠 원자, 탄소수 1~6의 알킬기가 보다 바람직하다. 이들 치환기로 치환됨으로써, 본 발명의 액정성 화합물로부터 액정성 조성물을 조제할 때에, 사용하는 용매에 대한 용해성을 향상시킬 수 있다.
Lr3은, -O-, -C(=O)-, -CH2-, -CH=CH- 및 -C≡C- 또한 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. Lr3은, 탄소 원자를 1~20개 함유하는 것이 바람직하고, 탄소 원자를 2~14개를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 또한, Lr3은, -CH2-를 1~16개 함유하는 것이 바람직하고, -CH2-를 2~12개 함유하는 것이 더 바람직하다.
Q1은 중합성기 또는 수소 원자를 나타내고, 복수 존재하는 Q1 중 적어도 2개는 중합성기를 나타낸다. 또, 복수 존재하는 Q1이 모두 중합성기인 것이 바람직하다. Q1의 정의는 QX1 및 Qx4의 정의와 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
일반식 (I)의 화합물 중에서도, 하기 일반식 (I')로 나타나는 화합물이 보다 바람직하다.
[화학식 21]
Figure 112017007701210-pct00021
일반식 (I') 중, Y11, Y12 및 Y13은 일반식 (I) 중의 Y11, Y12 및 Y13과 동의이며, R11, R12 및 R13은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I'-A), 하기 일반식 (I'-B) 또는 하기 일반식 (I'-C)를 나타낸다.
[화학식 22]
Figure 112017007701210-pct00022
일반식 (I'-A) 중, A11, A12, A13, A14, A15 및 A16은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, X1은, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, L11 및 L12는 각각 독립적으로 2가의 연결기를 나타내고, Q11은 중합성기 또는 수소 원자를 나타낸다.
[화학식 23]
Figure 112017007701210-pct00023
일반식 (I'-B) 중, A21, A22, A23, A24, A25 및 A26은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, X2는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, L21 및 L22는 각각 독립적으로 2가의 연결기를 나타내고, Q21은 중합성기 또는 수소 원자를 나타낸다.
[화학식 24]
Figure 112017007701210-pct00024
일반식 (I'-C) 중, A31, A32, A33, A34, A35 및 A36은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, X3은, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, L31 및 L32는 각각 독립적으로 2가의 연결기를 나타내고, Q31은 중합성기 또는 수소 원자를 나타낸다.
단, Q11, Q21 및 Q31 중 적어도 2개는 중합성기를 나타낸다.
일반식 (I') 중, Y11, Y12 및 Y13은 일반식 (I) 중의 Y11, Y12 및 Y13과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다.
R11, R12 및 R13은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I'-A), 하기 일반식 (I'-B) 또는 하기 일반식 (I'-C)를 나타낸다. 고유 복굴절의 파장 분산성을 작게 하고자 하는 경우, 일반식 (I'-A) 또는 일반식 (I'-C)가 바람직하고, 일반식 (I'-A)가 보다 바람직하다. R11, R12 및 R13은, R11=R12=R13인 것이 바람직하다.
[화학식 25]
Figure 112017007701210-pct00025
일반식 (I'-A) 중, A11, A12, A13, A14, A15 및 A16은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타낸다.
A11 및 A12는, 적어도 한쪽이 질소 원자인 것이 바람직하고, 양쪽 모두가 질소 원자인 것이 보다 바람직하다.
A13, A14, A15 및 A16은, 이들 중, 적어도 3개가 치환기를 가져도 되는 메타인인 것이 바람직하고, 모두 치환기를 가져도 되는 메타인인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 메타인은 무치환인 것이 바람직하다.
A11, A12, A13, A14, A15 또는 A16이 치환기를 가져도 되는 메타인인 경우의 치환기의 예에는, 할로젠 원자(불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자), 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~16의 알킬기, 탄소수 2~16의 알켄일기, 탄소수 2~16의 알카인일기, 탄소수 1~16의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~16의 알콕시기, 탄소수 2~16의 아실기, 탄소수 1~16의 알킬싸이오기, 탄소수 2~16의 아실옥시기, 탄소수 2~16의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~16의 알킬 치환 카바모일기 및 탄소수 2~16의 아실아미노기가 포함된다. 이들 중에서도, 할로젠 원자, 사이아노기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기가 바람직하고, 할로젠 원자, 탄소수 1~4의 알킬기, 탄소수 1~4의 할로젠으로 치환된 알킬기가 보다 바람직하며, 할로젠 원자, 탄소수가 1~3인 알킬기, 트라이플루오로메틸기가 더 바람직하다.
X1은, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내고, 산소 원자가 바람직하다.
[화학식 26]
Figure 112017007701210-pct00026
일반식 (I'-B) 중, A21, A22, A23, A24, A25 및 A26은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타낸다.
A21 및 A22는, 적어도 한쪽이 질소 원자인 것이 바람직하고, 양쪽 모두가 질소 원자인 것이 보다 바람직하다.
A23, A24, A25 및 A26은, 이들 중, 적어도 3개가 치환기를 가져도 되는 메타인인 것이 바람직하고, 모두 치환기를 가져도 되는 메타인인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 메타인은 무치환인 것이 바람직하다.
A21, A22, A23, A24, A25 또는 A26이 치환기를 가져도 되는 메타인인 경우의 치환기의 예에는, 할로젠 원자(불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자), 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~16의 알킬기, 탄소수 2~16의 알켄일기, 탄소수 2~16의 알카인일기, 탄소수 1~16의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~16의 알콕시기, 탄소수 2~16의 아실기, 탄소수 1~16의 알킬싸이오기, 탄소수 2~16의 아실옥시기, 탄소수 2~16의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~16의 알킬 치환 카바모일기 및 탄소수 2~16의 아실아미노기가 포함된다. 이들 중에서도, 할로젠 원자, 사이아노기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기가 바람직하고, 할로젠 원자, 탄소수 1~4의 알킬기, 탄소수 1~4의 할로젠으로 치환된 알킬기가 보다 바람직하며, 할로젠 원자, 탄소수가 1~3인 알킬기, 트라이플루오로메틸기가 더 바람직하다.
X2는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내고, 산소 원자가 바람직하다.
[화학식 27]
Figure 112017007701210-pct00027
일반식 (I'-C) 중, A31, A32, A33, A34, A35 및 A36은, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타낸다.
A31 및 A32는, 적어도 한쪽이 질소 원자인 것이 바람직하고, 양쪽 모두가 질소 원자인 것이 보다 바람직하다.
A33, A34, A35 및 A36은, 적어도 3개가 치환기를 가져도 되는 메타인인 것이 바람직하고, 모두 치환기를 가져도 되는 메타인인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 메타인은 무치환인 것이 바람직하다.
A31, A32, A33, A34, A35 또는 A36이 치환기를 가져도 되는 메타인인 경우, 메타인은 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예에는, 할로젠 원자(불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자), 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~16의 알킬기, 탄소수 2~16의 알켄일기, 탄소수 2~16의 알카인일기, 탄소수 1~16의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~16의 알콕시기, 탄소수 2~16의 아실기, 탄소수 1~16의 알킬싸이오기, 탄소수 2~16의 아실옥시기, 탄소수 2~16의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~16의 알킬 치환 카바모일기 및 탄소수 2~16의 아실아미노기가 포함된다. 이들 중에서도, 할로젠 원자, 사이아노기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기가 바람직하고, 할로젠 원자, 탄소수 1~4의 알킬기, 탄소수 1~4의 할로젠으로 치환된 알킬기가 보다 바람직하며, 할로젠 원자, 탄소수가 1~3인 알킬기, 트라이플루오로메틸기가 더 바람직하다.
X3은, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내고, 산소 원자가 바람직하다.
일반식 (I'-A) 중의 L11, 일반식 (I'-B) 중의 L21, 일반식 (I'-C) 중의 L31은 각각 독립적으로, -O-, -C(=O)-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -S-, -NH-, -SO2-, -CH2-, -CH=CH- 또는 C≡C-를 나타낸다. 바람직하게는, -O-, -C(=O)-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -CH2-, -CH=CH-, -C≡C-이며, 보다 바람직하게는, -O-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -C≡C-이다. 특히, 작은 고유 복굴절의 파장 분산성을 기대할 수 있는, 일반식 (I'-A) 중의 L11은, -O-, -C(=O)-O-, -C≡C-가 특히 바람직하고, 이 중에서도 -C(=O)-O-가, 보다 고온에서 디스코틱 네마틱상을 발현할 수 있기 때문에, 바람직하다. 상술한 기가 수소 원자를 포함하는 기일 때에는, 이 수소 원자는 치환기로 치환되어도 된다. 이와 같은 치환기로서, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기, 탄소수 2~6의 아실기, 탄소수 1~6의 알킬싸이오기, 탄소수 2~6의 아실옥시기, 탄소수 2~6의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~6의 알킬로 치환된 카바모일기 및 탄소수 2~6의 아실아미노기를 바람직한 예로서 들 수 있으며, 할로젠 원자, 탄소수 1~6의 알킬기가 보다 바람직하다.
일반식 (I'-A) 중의 L12, 일반식 (I'-B) 중의 L22, 일반식 (I'-C) 중의 L32는 각각 독립적으로, -O-, -S-, -C(=O)-, -SO2-, -NH-, -CH2-, -CH=CH- 및 C≡C- 또한 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 연결기를 나타낸다. 여기에서, -NH-, -CH2-, -CH=CH-의 수소 원자는, 치환기로 치환되어 있어도 된다. 이와 같은 치환기로서, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 수산기, 카복실기, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 할로젠으로 치환된 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기, 탄소수 2~6의 아실기, 탄소수 1~6의 알킬싸이오기, 탄소수 2~6의 아실옥시기, 탄소수 2~6의 알콕시카보닐기, 카바모일기, 탄소수 2~6의 알킬로 치환된 카바모일기 및 탄소수 2~6의 아실아미노기를 바람직한 예로서 들 수 있으며, 할로젠 원자, 수산기, 탄소수 1~6의 알킬기가 보다 바람직하고, 특히 할로젠 원자, 메틸기, 에틸기가 바람직하다.
L12, L22, L32는 각각 독립적으로, -O-, -C(=O)-, -CH2-, -CH=CH- 및 C≡C- 또한 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
L12, L22, L32는 각각 독립적으로, 탄소수 1~20인 것이 바람직하고, 탄소수 2~14인 것이 보다 바람직하다. 탄소수 2~14가 바람직하고, -CH2-를 1~16개 갖는 것이 보다 바람직하고, -CH2-를 2~12개 갖는 것이 더 바람직하다.
L12, L22, L32를 구성하는 탄소수는, 액정의 상전이 온도와 화합물의 용매에 대한 용해성에 영향을 미친다. 일반적으로 탄소수가 많아질수록, 디스코틱 네마틱상(ND상)에서 등방성 액체로의 전이 온도가 저하되는 경향이 있다. 또, 용매에 대한 용해성은, 일반적으로 탄소수가 많아질수록 향상되는 경향이 있다.
일반식 (I'-A) 중의 Q11, 일반식 (I'-B) 중의 Q21, 일반식 (I'-C) 중의 Q31은 각각 독립적으로 중합성기 또는 수소 원자를 나타내고, 적어도 2개는 중합성기를 나타낸다. 또, Q11, Q21, Q31은 모두 중합성기인 것이 바람직하다. 중합성기의 예에 대해서는, 일반식 (X) 중의 QX1 또는 QX2로 나타나는 중합기와 동의이며, 바람직한 예도 마찬가지이다.
일반식 (I)로 나타나는 화합물의 구체예에는, 일본 공개특허공보 2010-244038호의 단락 [0068]~[0077]에 기재된 예시 화합물, 및 일본 공개특허공보 2007-2220호의 단락 [0040]~[0063]에 기재된 예시 화합물이 포함된다. 단, 이들 화합물에 한정되는 것은 아니다.
상기 화합물은, 다양한 방법에 의하여 합성할 수 있으며, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2007-2220호의 [0064]~[0070]에 기재된 방법에 의하여 합성될 수 있다.
디스코틱 액정 화합물은, 액정상으로서, 컬럼상 및 디스코틱 네마틱상(ND상)을 나타내는 것이 바람직하고, 이들 액정상 중에서는, 양호한 모노도메인성을 나타내는 디스코틱 네마틱상(ND상)이 바람직하다.
본 발명의 함메소젠기 중합체 중의 메소젠기를 형성하는 원반상 액정 화합물로서 하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물을 유래로 하는 구조를 포함하는 것도 바람직하다.
[화학식 28]
Figure 112017007701210-pct00028
식 중, D41은 원반상 코어를 나타내고, L41은 2가의 연결기를 나타내며, Q41은 중합성기를 나타내고, n41은 2~12 중 어느 정수를 나타낸다.
상기 식의 원반상 코어(D41)의 예를 이하에 나타낸다. L은 2가의 연결기를 나타내고, Q는 중합성기를 나타낸다.
[화학식 29]
Figure 112017007701210-pct00029
[화학식 30]
Figure 112017007701210-pct00030
[화학식 31]
Figure 112017007701210-pct00031
[화학식 32]
Figure 112017007701210-pct00032
[화학식 33]
Figure 112017007701210-pct00033
상기 일반식 (1)에 있어서, 2가의 연결기(L41)는, 알킬렌기, 알켄일렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O-, -S- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 연결기인 것이 바람직하다. 2가의 연결기(L41)는, 알킬렌기, 알켄일렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O- 및 -S-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 기를 적어도 2개 조합한 기인 것이 더 바람직하다. 2가의 연결기(L41)는, 알킬렌기, 알켄일렌기, 아릴렌기, -CO- 및 -O-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 기를 적어도 2개 조합한 기인 것이 가장 바람직하다. 알킬렌기의 탄소수는, 1~12인 것이 바람직하다. 알켄일렌기의 탄소수는, 2~12인 것이 바람직하다. 아릴렌기의 탄소수는, 6~10인 것이 바람직하다. 알킬렌기, 알켄일렌기 및 아릴렌기는, 치환기(예, 알킬기, 할로젠 원자, 사이아노, 알콕시기, 아실옥시기)를 갖고 있어도 된다. 2가의 연결기(L41)의 예를 이하에 나타낸다. *가 원반상 코어(D41)에 결합되고, **가 중합성기(Q41)에 결합한다. AL은 알킬렌기 또는 알켄일렌기를 의미하고, AR은 아릴렌기를 의미한다.
L41-1: *-AL-CO-O-AL-**
L41-2: *-AL-CO-O-AL-O-**
L41-3: *-AL-CO-O-AL-O-AL-**
L41-4: *-AL-CO-O-AL-O-CO-**
L41-5: *-CO-AR-O-AL-**
L41-6: *-CO-AR-O-AL-O-**
L41-7: *-CO-AR-O-AL-O-CO-**
L41-8: *-CO-NH-AL-**
L41-9: *-NH-AL-O-**
L41-10: *-NH-AL-O-CO-**
L41-11: *-O-AL-**
L41-12: *-O-AL-O-**
L41-13: *-O-AL-O-CO-**
L41-14: *-O-AL-O-CO-NH-AL-**
L41-15: *-O-AL-S-AL-**
L41-16: *-O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-**
L41-17: *-O-CO-AR-O-AL-CO-**
L41-18: *-O-CO-AR-O-AL-O-CO-**
L41-19: *-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-**
L41-20: *-O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-**
L41-21: *-S-AL-**
L41-22: *-S-AL-O-**
L41-23: *-S-AL-O-CO-**
L41-24: *-S-AL-S-AL-**
L41-25: *-S-AR-AL-**
Q41은 중합성기를 나타내고, 일반식 (X) 중의 QX1 또는 QX2가 나타내는 중합기와 동의이다. 또한, n41이 2 이상인 경우에 복수 존재하는 L41과 Q41의 조합은, 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.
일반식 (1)로 나타나는 화합물을 유래로 하는 구조로서는, 일본 공개특허공보 평7-306317호에 기재된 일반식 (1)~(3)으로 나타나는 트라이페닐렌 유도체, 일본 공개특허공보 평7-309813호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 트라이페닐렌 유도체, 및 일본 공개특허공보 2001-100028호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 트라이페닐렌 유도체가 바람직하다. 트라이페닐렌 유도체 중에서도, 트라이페닐렌 구조와 중합성기의 사이에 연결기를 갖는 하기의 화합물이 가장 바람직하다.
[화학식 34]
Figure 112017007701210-pct00034
본 발명의 함메소젠기 중합체는, 일반식 (X)로 나타나는 화합물과는 상이한 봉상 액정 화합물이나, 일반식 (I)로 나타나는 화합물과는 상이한 원반상 액정 화합물을 유래로 하는 메소젠기를 포함해도 되고, 예를 들어, 중합성기가 하나인 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기를 포함해도 된다.
또, 본 발명의 함메소젠기 중합체는, 동일 분자 중에 봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기를 포함해도 된다.
상용성(相溶性)의 관점에서는, 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물 중 어느 하나에 유래하는 메소젠기를 포함하는 것이 바람직하고, 일반식 (X)로 나타나는 화합물과는 상이한 봉상 액정 화합물이나, 일반식 (I)로 나타나는 화합물과는 상이한 원반상 액정 화합물을 유래로 하는 메소젠기를 포함하는 경우는, 이들 메소젠기가 일반식 (X)로 나타나는 화합물이나 일반식 (I)로 나타나는 화합물과 유사한 것이 바람직하다.
본 발명의 함메소젠기 중합체는, 불소 원자를 갖는 화합물에 유래하는 구조를 포함하는 중합체(이하, 함불소계 메소젠기 중합체라고 기재함), 또는 실록세인 결합을 갖는 화합물에 유래하는 구조를 포함하는 중합체인 것이 바람직하다. 이와 같은 함불소계 메소젠기 중합체 또는 실록세인 결합을 갖는 화합물에 유래하는 구조를 포함하는 중합체로 함으로써, 본 발명의 중합체의 표면 편재성을 높일 수 있고, 예를 들면 광학 필름 등의 표면 개질이 가능해진다.
불소 원자를 갖는 화합물에 유래하는 부분 구조는, 일반식 (a)로 나타나는 화합물을 중합시켜 얻어지는 구조인 것이 바람직하고, 일반식 (b)로 나타나는 화합물을 중합시켜 얻어지는 구조인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 35]
Figure 112017007701210-pct00035
일반식 (a) 중, Ra1은 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 알킬기를 나타내고, Ra2는 적어도 하나의 탄소 원자가 불소 원자를 치환기로서 갖는 탄소수 1~20의 알킬기 혹은 탄소수 2~20의 알켄일기를 나타낸다.
함메소젠기 중합체를 포함하는 액정층 제작용 조성물의 표면 에너지를 저하시키고, 본 발명의 효과를 높인다는 관점에서, 일반식 (a)에 있어서, Ra2는 적어도 하나의 탄소 원자가 불소 원자를 치환기로서 갖는 탄소수 1~10의 알킬기 혹은 탄소수 2~10의 알켄일렌기가 바람직하고, 탄소수 1~10의 알킬기인 것이 보다 바람직하며, Ra2에 포함되는 반수 이상의 탄소 원자가 불소 원자를 치환기로서 갖는 것이 특히 바람직하다.
[화학식 36]
Figure 112017007701210-pct00036
일반식 (b) 중, Ra1은 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 알킬기를 나타내고, ma 및 na는 0 이상의 정수를 나타내며, X는 수소 원자 또는 불소 원자를 나타낸다. ma는 1 이상 10 이하의 정수인 것이 바람직하고, na는 4 이상 12 이하가 바람직하다.
예를 들면 2,2,2-트라이플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로뷰틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로옥틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-3-메틸뷰틸)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-5-메틸헥실)에틸(메트)아크릴레이트, 2-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)에틸(메트)아크릴레이트, 1H,1H,3H-테트라플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 1H,1H,5H-옥타플루오로펜틸(메트)아크릴레이트, 1H,1H,7H-도데카플루오로헵틸(메트)아크릴레이트, 1H,1H,9H-헥사데카플루오로노닐(메트)아크릴레이트, 1H-1-(트라이플루오로메틸)트라이플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 1H,1H,3H-헥사플루오로뷰틸(메트)아크릴레이트, 3-퍼플루오로뷰틸-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-퍼플루오로헥실-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-퍼플루오로옥틸-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-(퍼플루오로-3-메틸뷰틸)-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-(퍼플루오로-5-메틸헥실)-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-(퍼플루오로-7-메틸옥틸)-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 플루오로알킬기 함유 모노머를 공중합시키는 비율은, 반응성이나 표면 개질 효과의 관점에서 바람직하게는, 분자 내에 봉상 액정 화합물 혹은 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기를 함유하고, 또한 2개 이상의 중합성기를 갖는 모노머(이하, 함메소젠기 모노머라고 기재하는 경우가 있음) 1몰에 대하여, 0.01~100몰, 특히 바람직하게는 0.1~50몰이며, 1~30몰이 가장 바람직하다.
실록세인 결합을 갖는 화합물에 유래하는 구조는, -Si(Ra3)(Ra4)O-로 나타나는 반복 단위를 갖는 구조이면 되고, 적어도 분자의 일부를 구성하고 있으면 된다. 폴리실록세인 구조가 폴리머의 측쇄에 도입된 그래프트 공중합체인 것이 바람직하고, 상기 일반식 (a)에 있어서, Ra2가, -Si(Ra3)(Ra4)O-를 포함하는 것이 바람직하며, 하기 일반식 (c)로 나타나는 화합물을 중합시켜 얻어지는 구조인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 37]
Figure 112017007701210-pct00037
Ra3 및 Ra4는, 각각 알킬기(탄소수 1~10의 알킬기가 바람직하다. 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 헥실기 등), 할로알킬기(탄소수 1~10의 불소화 알킬기가 바람직하다. 예를 들면 트라이플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기 등) 또는 아릴기(탄소수 6~20이 바람직하다. 예를 들면 페닐기, 나프틸기 등)를 나타내고, 바람직하게는 메틸기, 트라이플루오로메틸기, 또는 페닐기이며, 특히 바람직하게는 메틸기이다. Ra1은 일반식 (a)에 있어서의 Ra1과 동의이며, 바람직한 범위도 동일하다. Ra5는, 탄소수 1~12의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~4가 보다 바람직하다.
nn은, 10~1000이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20~500이며, 특히 바람직하게는 30~200이다. 상기 반복 단위는 단일이어도 되고 복수에 의하여 구성되어 있어도 된다. nm은, 1~12가 바람직하고, 1~6이 보다 바람직하다.
그래프트 공중합체로서, 편말단 (메트)아크릴로일기 함유 폴리실록세인 매크로머(예를 들면, 사일라플레인 0721, 동 0725(이상, 상품명, 치소(주)사제), AK-5, AK-30, AK-32(이상, 상품명, 도아 고세이(주)사제), KF-100T, X-22-169AS, KF-102, X-22-3701IE, X-22-164B, X-22-164C, X-22-5002, X-22-173B, X-22-174D, X-22-167B, X-22-161AS(이상, 상품명, 신에쓰 가가쿠 고교(주)제) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 실록세인 결합을 갖는 화합물을 공중합시키는 비율은, 반응성이나 표면 개질 효과의 관점에서 바람직하게는, 분자 내에 봉상 액정 화합물 혹은 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기를 함유하고, 또한 2개 이상의 중합성기를 갖는 모노머(이하, 함메소젠기 모노머라고 기재하는 경우가 있음) 1몰에 대하여, 0.1~50몰, 특히 바람직하게는 0.5~30몰이다.
<함메소젠기 중합체의 합성 방법>
본 발명의 함메소젠기 중합체는, 상술한 메소젠기를 형성하는 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물에 대하여, 혹은 상술한 메소젠기를 형성하는 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물 및 상술한 불소 원자를 갖는 화합물 또는 실록세인 결합을 갖는 화합물에 대하여 소정량의 중합 개시제의 존재하에서 중합시켜 얻어지고, 이 중합 방법으로서는 공지의 방법, 예를 들면 용액 중합, 분산 중합, 침전 중합, 및 괴상(塊狀) 중합 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 용액 중합 또는 침전 중합이 바람직하다. 특히 분자량 제어의 점에서, 유기 용매 중에서의 용액 중합에 의하여 반응을 실시하는 것이 바람직하다. 이 때 이용되는 유기 용매로서는, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 테트랄린 등의 방향족 탄화 수소계 용매; n-헥세인, n-헵테인, 미네랄 스피릿, 사이클로헥세인 등의 지방족 또는 지방환식 탄화 수소계 용매; 염화 메틸, 브로민화 메틸, 아이오딘화 메틸, 메틸렌 다이클로라이드, 클로로폼, 사염화 탄소, 트라이클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 오쏘다이클로로벤젠 등의 할로젠계 용매; 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸, 메톡시뷰틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트 등의 에스터계 또는 에스터에터계 용매; 다이에틸에터, 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥세인, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 뷰틸셀로솔브, 프로필렌글라이콜모노메틸에터 등의 에터계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸아이소뷰틸케톤, 다이-n-뷰틸케톤, 사이클로헥산온 등의 케톤계 용매; 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 아이소프로판올, n-뷰탄올, 아이소뷰탄올, tert-뷰탄올, 2-에틸헥실알코올, 벤질알코올 등의 알코올계 용매; N,N-다이메틸폼아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드 등의 아마이드계 용매; 다이메틸설폭사이드 등의 설폭사이드계 용매, N-메틸-2-피롤리돈 등의 복소환식 화합물계 용매, 및 이들의 2종 이상의 혼합 용매를 들 수 있다.
이들 중 바람직한 것은, 방향족 탄화 수소계 용매, 할로젠계 용매, 에스터계 용매, 에터계 용매, 케톤계 용매, 알코올계 용매, 아마이드계 용매, 설폭사이드계 용매 등이며, 특히 바람직한 것은 톨루엔, 자일렌, 오쏘다이클로로벤젠, 아세트산 뷰틸, 프로필렌글라이콜모노메틸에터아세테이트, 프로필렌글라이콜모노메틸에터, 1,4-다이옥세인, 메틸셀로솔브, 메틸아이소뷰틸케톤, N,N-다이메틸폼아마이드, N,N-다이메틸아세트아마이드 등이다.
상기 중합 반응을 유기 용매의 존재하에서 행하는 경우, 중합 반응물 전체에 있어서의 유기 용매의 함량은, 상술한 메소젠기를 형성하는 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물의 1질량부에 대하여, 바람직하게는 0.5~100질량부, 더 바람직하게는 1~50질량부이다.
중합 반응은 상압, 가압 밀폐하, 또는 감압하에서 행해지지만, 장치 및 조작의 간편함으로부터 상압하에서 행하는 것이 바람직하다. 또, N2 등의 불활성 가스 분위기하에서 행하는 것이 바람직하다. 중합 반응의 온도는 바람직하게는 50~200℃, 더 바람직하게는 70~150℃이다. 보다 바람직하게는, 중합 반응의 온도는 중합 개시제의 10시간 반감기 온도보다 10℃ 이상 높은 온도에서 실시되고, 보다 구체적으로는, 상술한 메소젠기를 형성하는 봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물, 상술한 불소 원자를 갖는 화합물 혹은 실록세인 결합을 갖는 화합물, 후술하는 중합 개시제 및 유기 용매를 포함하는 용액을, 이 중합 개시제의 10시간 반감기 온도보다 10℃ 이상 높은 온도로 유지된 유기 용매 중에 적하함으로써, 중합 반응을 행하는 것이 바람직하다. 중합 반응의 종료 후, 얻어진 함메소젠기 중합체를 임의의 방법으로 회수하고, 필요에 따라 세정 등의 후처리를 행한다. 반응 용액으로부터 고분자를 회수하는 방법으로서는, 재침전 등의 방법을 들 수 있다.
얻어진 함메소젠기 중합체의 중량 평균 분자량(이하 Mw라고 약기(略記))은, 젤 침투 크로마토그래피(GPC)에 의한 폴리스타이렌 환산으로 바람직하게는 1,000~300,000, 보다 바람직하게는 1,000~200,000, 더 바람직하게는 1,000~100,000이며, 2,000~6,000이 가장 바람직하다. 이와 같은 값으로 함으로써, 함메소젠기 중합체를 포함하는 조성물 혹은 액정층 제작용 조성물의 점도를 적절한 값으로 조정할 수 있어, 본 발명의 효과를 높일 수 있다.
본 발명에 있어서의 중합 개시제로서는, 바람직하게는 아조계 중합 개시제가 이용된다. 아조계 중합 개시제로서는, 예를 들면 이하의 (1)~(6)에 나타내는 화합물을 들 수 있다.
(1) 아조나이트릴 화합물:
2,2'-아조비스아이소뷰티로나이트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸뷰티로나이트릴), 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸발레로나이트릴), 1,1'-아조비스(1-사이클로헥세인카보나이트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-다이메틸발레로나이트릴), 2-(카바모일아조)아이소뷰티로나이트릴 등;
(2) 아조아마이드 화합물:
2,2'-아조비스{2-메틸-N-[1,1-비스(하이드록시메틸)-2-하이드록시에틸]프로피온아마이드}, 2,2'-아조비스{2-메틸-N-[2-(1-하이드록시뷰틸)]프로피온아마이드}, 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(2-하이드록시에틸)프로피온아마이드], 2,2'-아조비스[N-(2-프로펜일)-2-메틸프로피온아마이드], 2,2'-아조비스(N-뷰틸-2-메틸프로피온아마이드), 2,2'-아조비스(N-사이클로헥실-2-메틸프로피온아마이드) 등;
(3) 환상 아조아미딘 화합물:
2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인]다이하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인]다이설페이트다이하이드레이트, 2,2'-아조비스[2-[1-(2-하이드록시에틸)-2-이미다졸린-2-일]프로페인]다이하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로페인], 2,2'-아조비스(1-이미노-1-피롤리디노-2-메틸프로페인)다이하이드로클로라이드 등;
(4) 아조아미딘 화합물:
2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)다이하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스[N-(2-카복시에틸)-2-메틸프로피온아미딘]테트라하이드레이트 등;
(5) 그 외:
2,2'-아조비스아이소뷰티르산 다이메틸, 4,4'-아조비스-4-사이아노발레르산, 2,2'-아조비스(2,4,4-트라이메틸펜테인), 1,1'-아조비스(1-아세톡시-1-페닐에테인), 다이메틸-1,1'-아조비스(1-사이클로헥세인카복실레이트), 4,4'-아조비스(4-사이아노펜탄산) 등;
(6) 플루오로알킬기 함유 아조계 중합 개시제:
4,4'-아조비스(4-사이아노펜탄산-2-(퍼플루오로메틸)에틸), 4,4'-아조비스(4-사이아노펜탄산-2-(퍼플루오로뷰틸)에틸), 4,4'-아조비스(4-사이아노펜탄산-2-(퍼플루오로헥실)에틸) 등.
상기 아조계 중합 개시제 중에서도, 얻어지는 함메소젠기 중합체의 표면 에너지의 관점에서, 극성이 비교적 낮은 치환기를 갖는 것이 바람직하고, 특히 2,2'-아조비스아이소뷰티르산 다이메틸 또는 2,2'-아조비스(2,4,4-트라이메틸펜테인)이 바람직하다. 또, 플루오로알킬기 함유 아조계 중합 개시제인 4,4'-아조비스(4-사이아노펜탄산-2-(퍼플루오로메틸)에틸), 4,4'-아조비스(4-사이아노펜탄산-2-(퍼플루오로헥실)에틸)를 적합하게 사용할 수 있다.
중합 개시제는, 함메소젠기 모노머에 대하여 1~50몰 당량이 바람직하고, 1~40몰 당량이 보다 바람직하며, 2~30몰 당량이 가장 바람직하다.
함메소젠기 중합체의 합성에 있어서, 분자량 제어의 관점에서 중합 반응은 라디칼 중합 반응이다.
라디칼 중합 반응으로 얻어진 함메소젠 중합체에 있어서의 이중 결합 잔존율은, 폴리머 1몰에 대하여 0.05몰% 이하가 바람직하고, 0.01몰% 이하가 보다 바람직하며, 가장 바람직하게는, 0.001몰% 이하이다. 0.05몰% 이하로 함으로써, 광조사에 의하여, 모노머가 도포막의 공기 계면에 편재되는 경우가 없기 때문에, 그 상층의 도포성이 양호하다. 또한, 이중 결합 잔존율은, NMR(핵 자기 공명) 측정에 의한 피크 강도로부터 간편하게 산출할 수 있다.
이하에 본 발명의 함메소젠기 중합체의 바람직한 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 38]
Figure 112017007701210-pct00038
[화학식 39]
Figure 112017007701210-pct00039
[화학식 40]
Figure 112017007701210-pct00040
[화학식 41]
Figure 112017007701210-pct00041
[화학식 42]
Figure 112017007701210-pct00042
[화학식 43]
Figure 112017007701210-pct00043
[광학 필름]
도 1을 참조하여, 본 발명에 관한 일 실시형태의 광학 필름에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 광학 필름의 개략 단면도이다. 도 1에서는, 시인하기 쉽게 하기 위하여 각 부의 축척은 적절히 변경하여 나타내고 있다. 광학 필름(10)은, 지지체(11) 상에, λ/4층(12)과, 서로 인접하는 액정층(13)과, 액정층(14)을 구비하여 이루어지고, 액정층(13)은 본 발명의 중합체를 함유하는 액정층, 또는 본 발명의 중합체를 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 액정층(이하, "액정층"이라고 하는 경우가 있음)을 포함한다. 광학 필름은 이들의 액정층만으로 이루어지는 것이어도 되고, 또한 액정층을 마련해도 되며, 액정층 외에 다른 층을 포함하는 것이어도 된다. 다른 층으로서는, 배향층, 표면 보호층 등을 들 수 있다. 또, 본 발명의 중합체를 포함하는 조성물로 형성된 액정층 이외의 액정층을 더 갖고 있어도 된다.
또, 광학 필름(10)은, 콜레스테릭 액정상을 고정시켜 이루어지는 층을 포함하는 것이 바람직하고, 액정층(13)은 콜레스테릭 액정상을 고정시켜 이루어지는 층인 것도 바람직하다.
광학 필름(10)은, 도 1에 나타나는 바와 같이, 지지체(11)에 근접한 액정층을 하층(액정층(13))으로 하고 그 표면에 상층으로서, 본 발명의 중합체와 액정 성분과 용제를 포함하는 조성물을 도포하여 형성된 액정층(14)을 구비한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이때의 조성물의 용제는 상기에서 예시한 유기 용제로부터 선택할 수 있다. 액정층(14)의 표면에 동일하게 층이 더 형성된 구조도 바람직하고, 광학 필름(10)은 동일하게 형성된 액정층의 3~10층의 적층 필름이어도 된다.
광학 필름(10)에 있어서, 액정층(13) 및 액정층(14) 중 어느 한쪽이, 봉상 액정 화합물을 포함하는 조성물로 형성된 층이며, 다른 한쪽이 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물로 형성된 층인 것도 바람직하다. 또한, 액정층(13) 및 액정층(14) 중 어느 한쪽이, 중합성의 봉상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층이며, 다른 한쪽이 중합성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층인 것도 바람직하다. 액정층(13)이, 원반상 액정 화합물을 포함하는 층이며, 액정층(14)이 봉상 액정 화합물을 포함하는 층인 것이 보다 바람직하다.
광학 필름(10)의 용도는 특별히 한정되지 않는다. 광학 필름의 예로서는, 위상차 필름, 반사 필름, 광 흡수 필름 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 액정 표시 장치 등에 이용되는 광학 보상 필름, 편광 필름 및 휘도 향상 필름, 차열 필름, 투영용 필름 등을 들 수 있다.
본 발명의 중합체를 이용하여 제작되는 광학 필름은, 상기 실시형태의 광학 필름(10)의 양태 이외에, 적층 필름을 제작하기 위한 지지체 필름이어도 된다. 지지체 필름은, 상기의 하층(액정층(13))을 포함한다. 지지체 필름은, 액정층(13)을 최외층으로 하여 포함하고 있거나, 또는 액정층(13)의 외측에 래미네이트 필름 등의 용이하게 박리 가능한 필름만을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 지지체 필름에 있어서의 액정층(13)은 액정층인 것이 바람직하다. 지지체 필름에 있어서의 액정층(13)은 중합성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 조성물의 경화에 의하여 형성된 층인 것이 더 바람직하다. 지지체 필름은 액정층(13) 외에 지지체, 배향층, 다른 액정층 등의 층을 포함하고 있어도 된다.
(지지체)
지지체(11)로서는, 유리나 폴리머 필름을 이용할 수 있다. 지지체로서 이용되는 폴리머 필름의 재료의 예에는, 셀룰로스아실레이트 필름(예를 들면, 셀룰로스트라이아세테이트 필름(굴절률 1.48), 셀룰로스다이아세테이트 필름, 셀룰로스아세테이트뷰틸레이트 필름, 셀룰로스아세테이트프로피오네이트 필름), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 수지 필름, 폴리에터설폰 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 폴리아크릴계 수지 필름, 폴리유레테인계 수지 필름, 폴리에스터 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리설폰 필름, 폴리에터 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리에터케톤 필름, (메트)아크릴나이트릴 필름, 폴리올레핀, 지환식 구조를 갖는 폴리머((노보넨계 수지(상품명 "아톤", JSR사제)), 비정질 폴리올레핀(상품명 "제오넥스", 닛폰 제온사제)) 등을 들 수 있다. 이 중 트라이아세틸셀룰로스, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 지환식 구조를 갖는 폴리머가 바람직하고, 특히 트라이아세틸셀룰로스가 바람직하다.
지지체는 액정층의 형성 후 박리되어 광학 필름에 포함되지 않는 가지지체여도 된다.
지지체의 막두께로서는, 5μm~1000μm 정도면 되고, 바람직하게는 10μm~250μm이며, 보다 바람직하게는 15μm~90μm이다.
(배향층)
광학 필름은 배향층을 포함하고 있어도 된다. 배향층은, 액정 화합물을 포함하는 층의 형성 시에, 액정층 제작용 조성물 중의 액정 화합물의 분자를 배향시키기 위하여 이용된다.
배향층은 액정층 등의 층의 형성 시에 이용되고, 광학 필름에 있어서는, 배향층이 포함되어 있지 않아도 된다.
배향층은, 유기 화합물(바람직하게는 폴리머)의 러빙 처리, SiO 등의 무기 화합물의 사방(斜方) 증착, 마이크로그루브를 갖는 층의 형성 등의 수단으로 마련할 수 있다. 나아가서는, 전기장의 부여, 자기장의 부여, 혹은 광조사에 의하여 배향 기능이 발생하는 배향층도 알려져 있다.
지지체, 액정층 등의 하층의 재료에 따라서는, 배향층을 마련하지 않아도, 하층을 직접 배향 처리(예를 들면, 러빙 처리)함으로써, 배향층으로서 기능시킬 수도 있다. 이와 같은 하층이 되는 지지체의 일례로서는, PET를 들 수 있다.
또, 액정층 위에 직접 층을 적층하는 경우, 하층의 액정층이 배향층으로서 작동하여 상층의 제작을 위한 액정 화합물을 배향시킬 수 있는 경우도 있다. 이와 같은 경우, 배향층을 마련하지 않아도, 또 특별한 배향 처리(예를 들면, 러빙 처리)를 실시하지 않아도 상층의 액정 화합물을 배향시킬 수 있다.
이하, 바람직한 예로서 표면을 러빙 처리하여 이용되는 러빙 처리 배향층 및 광배향층을 설명한다.
-러빙 처리 배향층-
러빙 처리 배향층에 이용할 수 있는 폴리머의 예에는, 예를 들면 일본 공개특허공보 평8-338913호 중 단락 번호 [0022]에 기재된 메타크릴레이트계 공중합체, 스타이렌계 공중합체, 폴리올레핀, 폴리바이닐알코올 및 변성 폴리바이닐알코올, 폴리(N-메틸올아크릴아마이드), 폴리에스터, 폴리이미드, 아세트산 바이닐 공중합체, 카복시메틸셀룰로스, 폴리카보네이트 등이 포함된다. 실레인 커플링제를 폴리머로서 이용할 수 있다. 수용성 폴리머(예, 폴리(N-메틸올아크릴아마이드), 카복시메틸셀룰로스, 젤라틴, 폴리바이닐알코올, 변성 폴리바이닐알코올)가 바람직하고, 젤라틴, 폴리바이닐알코올 및 변성 폴리바이닐알코올이 더 바람직하며, 폴리바이닐알코올 및 변성 폴리바이닐알코올이 가장 바람직하다.
배향층의 러빙 처리면에 상술한 조성물을 도포하여, 액정 화합물의 분자를 배향시킨다. 그 후, 필요에 따라, 배향층 폴리머와 광학 이방성층에 포함되는 다관능 모노머를 반응시키거나, 혹은 가교제를 이용하여 배향층 폴리머를 가교시킴으로써, 상술한 광학 이방성층을 형성할 수 있다.
배향층의 막두께는, 0.1~10μm의 범위에 있는 것이 바람직하다.
-러빙 처리-
액정층 제작용 조성물이 도포되는, 배향층, 지지체, 또는 그 외의 층의 표면은, 필요에 따라 러빙 처리를 해도 된다. 러빙 처리는, 일반적으로는 폴리머를 주 성분으로 하는 막의 표면을, 종이나 천으로 일정 방향으로 문지름으로써 실시할 수 있다. 러빙 처리의 일반적인 방법에 대해서는, 예를 들면, "액정 편람"(마루젠사 발행, 헤이세이 12년 10월 30일)에 기재되어 있다.
러빙 밀도를 변경하는 방법으로서는, "액정 편람"(마루젠사 발행)에 기재되어 있는 방법을 이용할 수 있다. 러빙 밀도(L)는, 하기 식 (A)로 정량화되어 있다.
식 (A) L=Nl(1+2πrn/60v)
식 (A) 중, N은 러빙 회수, l은 러빙 롤러의 접촉 길이, r은 롤러의 반경, n은 롤러의 회전수(rpm), v는 스테이지 이동 속도(초속)이다.
러빙 밀도를 높게 하기 위해서는, 러빙 회수를 늘리고, 러빙 롤러의 접촉 길이를 길게 하며, 롤러의 반경을 크게 하고, 롤러의 회전수를 크게 하며, 스테이지 이동 속도를 느리게 하면 되고, 한편, 러빙 밀도를 낮게 하기 위해서는, 이 반대로 하면 된다. 또, 러빙 처리 시의 조건으로서는, 일본 특허공보 4052558호의 기재를 참조할 수도 있다.
-광배향층-
광조사에 의하여 형성되는 광배향층에 이용되는 광배향 재료로서는, 다수의 문헌 등에 기재가 있다. 예를 들면, 일본 공개특허공보 2006-285197호, 일본 공개특허공보 2007-76839호, 일본 공개특허공보 2007-138138호, 일본 공개특허공보 2007-94071호, 일본 공개특허공보 2007-121721호, 일본 공개특허공보 2007-140465호, 일본 공개특허공보 2007-156439호, 일본 공개특허공보 2007-133184호, 일본 공개특허공보 2009-109831호, 일본 특허공보 제3883848호, 일본 특허공보 제4151746호에 기재된 아조 화합물, 일본 공개특허공보 2002-229039호에 기재된 방향족 에스터 화합물, 일본 공개특허공보 2002-265541호, 일본 공개특허공보 2002-317013호에 기재된 광배향성 단위를 갖는 말레이미드 및/또는 알켄일 치환 나드이미드(nadimide) 화합물, 일본 특허공보 제4205195호, 일본 특허공보 제4205198호에 기재된 광가교성 실레인 유도체, 일본 공표특허공보 2003-520878호, 일본 공표특허공보 2004-529220호, 일본 특허공보 제4162850호에 기재된 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 또는 에스터를 바람직한 예로서 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 아조 화합물, 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 또는 에스터이다.
상기 재료로 형성한 광배향층에, 직선 편광 또는 비편광 조사를 실시하여, 광배향층을 제조한다.
본 명세서에 있어서, "직선 편광 조사"란, 광배향 재료에 광 반응을 발생시키기 위한 조작이다. 이용하는 광의 파장은, 이용하는 광배향 재료에 따라 상이하며, 그 광 반응에 필요한 파장이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는, 광조사에 이용하는 광의 피크 파장이 200nm~700nm이며, 보다 바람직하게는 광의 피크 파장이 400nm 이하인 자외광이다.
광조사에 이용하는 광원은, 통상 사용되는 광원, 예를 들면 텅스텐 램프, 할로젠 램프, 제논 램프, 제논 플래시 램프, 수은 램프, 수은 제논 램프, 카본 아크 램프 등의 램프, 각종의 레이저(예, 반도체 레이저, 헬륨 네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨 카드뮴 레이저, YAG 레이저), 발광 다이오드, 음극선관 등을 들 수 있다.
직선 편광을 얻는 수단으로서는, 편광판(예, 아이오딘 편광판, 2색 색소 편광판, 와이어 그리드 편광판)을 이용하는 방법, 프리즘계 소자(예, 글랜 톰슨 프리즘)나 브루스터각을 이용한 반사형 편광자를 이용하는 방법, 또는 편광을 갖는 레이저 광원으로부터 출사되는 광을 이용하는 방법을 채용할 수 있다. 또, 필터나 파장 변환 소자 등을 이용하여 필요로 하는 파장의 광만을 선택적으로 조사해도 된다.
조사하는 광은, 직선 편광의 경우, 배향층에 대하여 상면, 또는 이면으로부터 배향층 표면에 대하여 수직, 또는 비스듬하게 광을 조사하는 방법이 채용된다. 광의 입사 각도는, 광배향 재료에 따라 상이하지만, 예를 들면, 0~90°(수직), 바람직하게는 40~90°이다.
비편광을 이용하는 경우에는, 비스듬한 방향으로부터 비편광을 조사한다. 그 입사 각도는, 10~80°, 바람직하게는 20~60°, 특히 바람직하게는 30~50°이다.
조사 시간은 바람직하게는 1분~60분, 더 바람직하게는 1분~10분이다.
[조성물]
본 발명의 조성물은, 본 발명의 함메소젠기 중합체를 포함한다. 본 발명의 조성물은, 액정 화합물을 더 포함하는 것이 바람직하다.
(액정층 제작용 조성물)
본 발명의 액정층 제작용 조성물은, 상술한 함메소젠기 중합체와 액정 화합물, 바람직하게는 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물이다. 본 발명에 의하여, 도포 시에 뭉침이 발생하기 어려운 액정층 제작용 조성물이 제공된다. 적합하게는, 액정층을 하층으로 하고, 그 표면에 상층을 도포 성막할 때, 상층 형성용 도포액의 도포 시에 뭉침을 발생시키기 어려운 액정 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 액정층 제작용 조성물을 이용하면, 상층 형성용 도포액의 도포 시에 뭉침을 발생시키기 어려운 액정층을 갖는 광학 필름을 제조할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명의 액정층 제작용 조성물을 이용하여, 다양한 기능을 갖는 적층 필름의 제조가 가능하다.
본 발명의 액정층 제작용 조성물은 함메소젠기 중합체를 포함한다. 액정층 제작용 조성물에 포함되는 함메소젠기 중합체는, 액정성 화합물에 대하여 0.0001질량%~10질량%이며, 0.001질량%~5질량%인 것이 바람직하고, 0.005질량%~3질량%인 것이 보다 바람직하다.
본 발명자들은, 상기와 같이 함메소젠기 중합체를 일정한 비율로 포함시킨 조성물은, 도포 시의 뭉침이 발생하기 어려움과 함께, 막면이 균일하여 편차가 없는 액정층을 제작할 수 있는 것을 발견했다. 특히, 적층 필름 제작에 있어서의 과제인 상층 형성 시의 뭉침도 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 메커니즘은 명확하지 않지만, 이하와 같이 추정하고 있다. 즉, 도포 시에는 기재, 특히 액정층과의 극성이 가깝고, 젖음 확산되기 쉽기 때문에 뭉침을 방지할 수 있다. 또, 함불소 모노머와의 공중합체로 했을 때에는, 표면 이행성이 향상되고, 도포액의 표면 장력이 저하됨으로써, 면 형상 평활화(레벨링) 기능을 발현하게 된다. 또, 주변 환경인 바람에 대한 내성이 향상되고, 광학 편차를 발생시키기 어렵게 하며, 나아가서는 뭉침이 억제되고 있는 것이라고 생각된다.
(용제)
본 발명의 조성물은 용제를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 용제는 저표면 장력 용제여도 되고, 표준 표면 장력 용제여도 된다. 그 중에서도, 액정층을 형성하기 위한 조성물에는, 저표면 장력 용제를 함유하는 것이 바람직하다.
저표면 장력 용제의 표면 장력은 10~22mN/m(10~22dyn/cm)이며, 15~21mN/m인 것이 바람직하고, 18~20mN/m인 것이 보다 바람직하다. 표준 표면 장력 용제의 표면 장력은 22mN/m보다 크며, 23~50mN/m인 것이 바람직하고, 23~40mN/m인 것이 보다 바람직하다.
또, 저표면 장력 용제의 표면 장력과 표준 표면 장력 용제의 표면 장력의 차는, 2mN/m 이상인 것이 바람직하고, 3mN/m 이상인 것이 보다 바람직하며, 4~20mN/m 이상인 것이 더 바람직하고, 5~15mN/m인 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서, 용제의 표면 장력은, 용제 핸드북(고단샤, 1976년 발행)에 기재된 값이다. 용제의 표면 장력은, 예를 들면, 교와 가이멘 가가쿠 가부시키가이샤제 자동 표면 장력계 CBVP-A3에 의하여 측정할 수 있는 물성값이다. 측정은 25℃의 조건으로 행하면 된다.
용제로서는, 유기 용제가 바람직하게 이용되며, 이 중에서, 저표면 장력 용제와 표준 표면 장력 용제를 선택할 수 있다. 유기 용제의 예에는, 알코올(예, 에탄올, tert-뷰틸알코올), 아마이드(예, N,N-다이메틸폼아마이드), 설폭사이드(예, 다이메틸설폭사이드), 헤테로환 화합물(예, 피리딘), 탄화 수소(예, 헵테인, 사이클로펜테인, 톨루엔, 헥세인, 테트라플루오로에틸렌), 알킬할라이드(예, 클로로폼, 다이클로로메테인), 에스터(예, 아세트산 메틸, 아세트산 뷰틸, 아세트산 아이소프로필), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온), 에터(예, 테트라하이드로퓨란, 1,2-다이메톡시에테인), 아민(예, 트라이에틸아민)을 들 수 있다. 2종류 이상의 유기 용제를 병용해도 된다. 이들 용제는, 중합 시의 용제로서 이용한 것을, 제거하지 않고 그대로 조성물의 용제로서 이용할 수도 있다. 예를 들어 톨루엔을 들 수 있다.
저표면 장력 용제의 예로서는, tert-뷰틸알코올(19.5mN/m), 테트라플루오로에틸렌(TFE, 20.6mN/m), 트라이에틸아민(20.7mN/m), 사이클로펜테인(21.8mN/m), 헵테인(19.6mN/m) 및 이들 용제 중 어느 2종 이상의 조합으로 이루어지는 혼합 용제 등을 들 수 있다. 수치는 표면 장력을 나타낸다. 이들 중, tert-뷰틸알코올, 테트라플루오로에틸렌, 트라이에틸아민, 사이클로펜테인이, 안전성의 관점에서, 바람직하고, tert-뷰틸알코올 또는 테트라플루오로에틸렌이 보다 바람직하며, tert-뷰틸알코올이 더 바람직하다.
표준 표면 장력 용제의 예로서는, 메틸에틸케톤(MEK, 23.9mN/m), 아세트산 메틸(24.8mN/m), 메틸아이소뷰틸케톤(MIBK, 25.4mN/m), 사이클로헥산온(34.5mN/m), 아세톤(23.7mN/m), 아세트산 아이소프로필(22.1mN/m) 및 이들 용제 중 어느 2종 이상의 조합으로 이루어지는 혼합 용제 등을 들 수 있다. 수치는 표면 장력을 나타낸다. 이들 중, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온과 다른 하나의 용제의 혼합 용제, 아세트산 메틸과 메틸아이소뷰틸케톤의 혼합 용제 등이 바람직하다.
액정층 제작용 조성물 전체 질량에 대한 용제의 농도는, 95~50질량%인 것이 바람직하고, 93~60질량%인 것이 보다 바람직하며, 90~75질량%인 것이 더 바람직하다.
액정층 형성 시의 건조 공정에서는, 액정층 제작용 조성물의 용제는, 용제 전체량에 대하여, 95질량% 이상 제거되는 것이 바람직하고, 98질량% 이상 제거되는 것이 보다 바람직하며, 99질량% 이상 제거되는 것이 더 바람직하고, 실질적으로 100질량% 제거되는 것이 특히 바람직하다.
(액정 화합물)
액정 화합물에는, 저분자 액정 화합물이 포함된다. 본 발명에 있어서, 저분자란 중합도가 100 미만인 것을 가리킨다. 또, 액정 화합물로서는, 봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물이 포함된다.
(중합성 액정 화합물)
중합성 액정 화합물은, 중합성기를 갖는 액정 화합물을 나타낸다. 중합성기로서는, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 에폭시기, 바이닐기 등을 들 수 있다. 중합성 액정 화합물을 경화시킴으로써, 액정 화합물의 배향을 고정시킬 수 있어, 광학 보상막 등에 이용할 수 있다.
봉상 액정 화합물로서는, 아조메타인류, 아족시류, 사이아노바이페닐류, 사이아노페닐에스터류, 벤조산 에스터류, 사이클로헥세인카복실산 페닐에스터류, 사이아노페닐사이클로헥세인류, 사이아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐다이옥세인류, 톨란류 및 알켄일사이클로헥실벤조나이트릴류가 바람직하게 이용된다.
중합성 액정 화합물인 봉상 액정 화합물로서는, Makromol. Chem., 190권, 2255페이지(1989년), Advanced Materials 5권, 107페이지(1993년), 미국 특허 4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, WO95/22586호, 동 95/24455호, 동 97/00600호, 동 98/23580호, 동 98/52905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동 6-16616호, 동 7-110469호, 동 11-80081호, 및 일본 특허출원 2001-64627호의 각 공보 등에 기재된 화합물을 이용할 수 있다. 또한 봉상 액정 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공표특허공보 평11-513019호나 일본 공개특허공보 2007-279688호에 기재된 것도 바람직하게 이용할 수 있다.
원반상 액정 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2007-108732호나 일본 공개특허공보 2010-244038호에 기재된 화합물을 들 수 있다.
(중합 개시제)
중합성 화합물의 중합에 의한 조성물의 경화에 의하여 액정층이 형성되는 경우 등에 있어서, 액정 성분은 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다.
중합 개시제의 예에는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호 기재), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호 기재), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호 기재), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호, 동 2951758호 기재), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국 특허공보 제3549367호 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허공보 제4239850호 기재) 및 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호 기재), 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-40799호, 일본 공고특허공보 평5-29234호, 일본 공개특허공보 평10-95788호, 일본 공개특허공보 평10-29997호에 기재) 등을 들 수 있다.
(카이랄제)
액정층 제작용 조성물로 형성되는 액정층은 콜레스테릭 액정상을 고정시킨 층이어도 된다. 그 경우, 액정 성분은 카이랄제를 포함하는 것이 바람직하다.
카이랄제는, 공지의 다양한 카이랄제(예를 들면, 액정 디바이스 핸드북, 제3장 4-3항, TN, STN용 카이랄제, 199페이지, 일본 학술 진흥회 제142위원회 편, 1989에 기재)로부터 선택할 수 있다. 카이랄제는, 일반적으로 부제(不齊) 탄소 원자를 포함하지만, 부제 탄소 원자를 포함하지 않는 축성(軸性) 부제 화합물 혹은 면성(面性) 부제 화합물도 카이랄제로서 이용할 수 있다. 축성 부제 화합물 또는 면성 부제 화합물의 예에는, 바이나프틸, 헬리센, 파라사이클로페인 및 이들의 유도체가 포함된다. 카이랄제는, 중합성기를 갖고 있어도 된다. 카이랄제가 중합성기를 가짐과 함께, 병용하는 봉상 액정 화합물도 중합성기를 갖는 경우는, 중합성기를 갖는 카이랄제와 중합성 봉상 액정 화합물의 중합 반응에 의하여, 봉상 액정 화합물로부터 유도되는 반복 단위와, 카이랄제로부터 유도되는 반복 단위를 갖는 폴리머를 형성할 수 있다. 이 양태에서는, 중합성기를 갖는 카이랄제가 갖는 중합성기는, 중합성 봉상 액정 화합물이 갖는 중합성기와, 동종의 기인 것이 바람직하다. 따라서, 카이랄제의 중합성기도, 불포화 중합성기, 에폭시기 또는 아지리딘일기인 것이 바람직하고, 불포화 중합성기인 것이 더 바람직하고, 에틸렌성 불포화 중합성기인 것이 특히 바람직하다.
또, 카이랄제는, 액정 화합물이어도 된다.
강한 비틀림력을 나타내는 카이랄제로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2010-181852호, 일본 공개특허공보 2003-287623호, 일본 공개특허공보 2002-80851호, 일본 공개특허공보 2002-80478호, 일본 공개특허공보 2002-302487호에 기재된 카이랄제를 들 수 있으며, 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 이들의 공개 공보에 기재되어 있는 아이소소바이드(Isosorbide) 화합물류에 대해서는 대응하는 구조의 아이소만나이드(Isomannide) 화합물류를 이용할 수도 있으며, 이들의 공보에 기재되어 있는 아이소만나이드 화합물류에 대해서는 대응하는 구조의 아이소소바이드 화합물류를 이용할 수도 있다.
(불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제)
본 발명의 조성물에는 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제를 포함하고 있어도 된다. 액정층 제작용 조성물의 불소계 계면활성제 및 실리콘계 계면활성제의 함유량이, 조성물의 총 질량에 대하여 5질량% 이하인 것이 바람직하다.
불소계 계면활성제는, 불소를 포함하는 화합물로서, 액정층 제작용 조성물에 있어서 사용되는 용제 중에서 표면에 편재되는 화합물이다. 소수성 부분을 갖는 불소계 계면활성제의 예로서는, 일본 공개특허공보 2011-191582호의 단락 0028~0034에 기재된 배향 제어제로서 기재되는 화합물 중의 불소를 포함하는 것, 일본 특허공보 2841611호에 기재된 불소계 계면활성제, 일본 공개특허공보 2005-272560호의 단락 0017~0019에 기재된 불소계 계면활성제 등을 들 수 있다.
시판품의 불소계 계면활성제로서는, AGC 세이미 케미컬 가부시키가이샤제의 서프론이나, DIC 가부시키가이샤제의 메가팍을 들 수 있다.
실리콘계 계면활성제는, 실리콘을 포함하는 화합물로서, 액정층 제작용 조성물에 있어서 사용되는 용제 중에서 표면에 편재하는 화합물이다.
실리콘계 계면활성제로서는, 예를 들면, 폴리메틸페닐실록세인, 폴리에터 변성 실리콘 오일, 폴리에터 변성 다이메틸폴리실록세인, 다이메틸실리콘, 다이페닐실리콘, 하이드로젠 변성 폴리실록세인, 바이닐 변성 폴리실록세인, 하이드록시 변성 폴리실록세인, 아미노 변성 폴리실록세인, 카복실 변성 폴리실록세인, 클로로 변성 폴리실록세인, 에폭시 변성 폴리실록세인, 메타크릴옥시 변성 폴리실록세인, 머캅토 변성 폴리실록세인, 불소 변성 폴리실록세인, 장쇄 알킬 변성 폴리실록세인, 페닐 변성 폴리실록세인, 실리콘 변성 코폴리머 등의 규소 원자 함유의 저분자 화합물을 들 수 있다.
실리콘계 계면활성제의 시판품으로서는, 신에쓰 가가쿠사제의 KF-96, X-22-945, 도레이 실리콘 DC3PA, 동 DC7PA, 동 SH11PA, 동 SH21PA, 동 SH28PA, 동 SH29PA, 동 SH30PA, 동 FS-1265-300(이상, 도레이·다우코닝·실리콘(주)제), TSF-4300, 동 -4440, 동 -4445, 동 -4446, 동 -4452, 동 -4460(이상, GE 도시바 실리콘(주)제), 폴리실록세인 폴리머 KP341(신에쓰 가가쿠(주)제), BYK-301, BYK-302, BYK-307, BYK-325, BYK-331, BYK-333, BYK-341, BYK-345, BYK-346, BYK-348, BYK-375(빅케미·재팬(주)제), 아론 GS-30(도아 고세이 사제), 실리콘 L-75, 실리콘 L-76, 실리콘 L-77, 실리콘 L-78, 실리콘 L-79, 실리콘 L-520 및 실리콘 L-530(닛폰 유니카사제) 등을 들 수 있다.
<액정층의 형성>
액정층은 본 발명의 조성물로 이루어지는 도막으로 형성된다. 액정층은, 예를 들면, 지지체 상에 조성물을 도포하고, 얻어지는 도막을 건조함으로써 형성된 층이어도 되고, 또한 광조사 또는 가열 등에 의한 경화 공정을 행하여 형성된 층이어도 된다.
본 발명의 조성물의 도포는, 롤 코팅 방식이나 그라비어 인쇄 방식, 스핀 코트 방식 등의 적절한 방식으로 전개하는 방법 등에 의하여 행할 수 있다. 또한 와이어 바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이 코팅법 등의 다양한 방법에 의하여 행할 수 있다. 또, 잉크젯 장치를 이용하여, 조성물을 노즐로부터 토출시켜, 도포막을 형성할 수도 있다.
건조는 방치에 의하여 행해도 되고, 가열하여 행해도 된다. 건조의 공정에 있어서, 액정 성분에 유래하는 광학 기능이 발현되는 것이어도 된다. 예를 들면, 액정 성분이 액정 화합물을 포함하는 것인 경우, 건조에 의하여 용제가 제거되는 과정에서, 액정상을 형성시키고 있어도 된다. 액정상의 형성은, 가열에 의하여 액정상에 대한 전이 온도로 함으로써 행해도 된다. 예를 들면, 일단 등방성상(等方性相)의 온도까지 가열하고, 그 후, 액정상 전이 온도까지 냉각하는 등에 의하여, 안정적으로 액정상의 상태로 할 수 있다. 액정상 전이 온도는, 제조 적성 등의 면에서 10~250℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 10~150℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 10℃ 미만이면 액정상을 나타내는 온도 범위에까지 온도를 낮추기 위하여 냉각 공정 등이 필요해지는 경우가 있다. 또 250℃를 넘으면, 일단 액정상을 나타내는 온도 범위보다 더 고온의 등방성 액체 상태로 하기 위하여 고온을 필요로 하여, 열에너지의 낭비, 기판의 변형, 변질 등으로부터도 불리해진다.
예를 들면 액정 성분이 중합성 화합물을 포함하는 것인 경우, 상기 건조 후의 막을 경화하는 것이 바람직하다. 액정 성분이 중합성 액정 화합물을 포함하는 것인 경우, 경화에 의하여, 액정 화합물의 분자의 배향 상태를 유지하여 고정시킬 수 있다. 경화는, 중합성 화합물 중의 중합성기의 중합 반응에 의하여 실시할 수 있다.
중합 반응에는, 열중합 개시제를 이용하는 열중합 반응과 광중합 개시제를 이용하는 광중합 반응이 포함된다. 광중합 반응이 바람직하다. 중합성 화합물 특히 중합성 액정 화합물의 중합을 위한 광조사는, 자외선을 이용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는, 50mJ/cm2~1000mJ/cm2인 것이 바람직하고, 100~800mJ/cm2인 것이 더 바람직하다. 광중합 반응을 촉진하기 위하여, 가열 조건하에서 광조사를 실시해도 된다.
경화 반응을 촉진하기 위하여, 가열 조건하에서 자외선 조사를 실시해도 된다. 또, 분위기의 산소 농도는 중합도에 관여하기 때문에, 공기 중에서 원하는 중합도에 도달하지 않고, 막강도가 불충분한 경우에는, 질소 치환 등의 방법에 의하여, 분위기 중의 산소 농도를 저하시키는 것이 바람직하다. 바람직한 산소 농도로서는, 10% 이하가 바람직하고, 7% 이하가 더 바람직하며, 3% 이하가 가장 바람직하다.
자외선 조사에 의하여 진행되는 경화 반응(예를 들면 중합 반응)의 반응률은, 층의 기계적 강도의 유지 등이나 미반응물이 층으로부터 유출되는 것을 억제하는 등의 관점에서, 60% 이상인 것이 바람직하고, 70% 이상인 것이 보다 바람직하며, 80% 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 반응률을 향상시키기 위해서는 조사하는 자외선의 조사량을 증대시키는 방법이나 질소 분위기하 혹은 가열 조건하에서의 중합이 효과적이다. 또, 일단 중합시킨 후에, 중합 온도보다 고온 상태에서 유지하여 열중합 반응에 의하여 반응을 더 추진하는 방법이나, 재차 자외선을 조사하는 방법을 이용할 수도 있다. 반응률의 측정은 반응성기(예를 들면 중합성기)의 적외 진동 스펙트럼의 흡수 강도를, 반응 진행의 전후로 비교함으로써 행할 수 있다.
액정 성분으로서 액정 화합물을 이용한 액정층의 액정 화합물 분자의 배향에 근거하는 광학적 성질, 예를 들면, 콜레스테릭 액정상의 광학적 성질은, 층 중에 있어서 유지되고 있으면 충분하고, 경화 후의 액정층의 액정 조성물은 더 이상 액정성을 나타낼 필요는 없다. 예를 들면, 액정 화합물 분자가 경화 반응에 의하여 고분자량화되어, 더 이상 액정성을 갖고 있지 않아도 된다.
액정층은, 콜레스테릭 액정상을 고정시켜 이루어지는 콜레스테릭 액정층인 것도 바람직하다. 콜레스테릭 액정층 및 콜레스테릭 액정층의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 평1-133003호, 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 공개특허공보 평8-271731호의 기재를 참조할 수 있다.
<광학 필름의 제조 방법>
광학 필름은 지지체 상에, 상기와 같이 액정층을 형성시킴으로써, 제조할 수 있다. 지지체는 액정층의 형성 후 박리해도 된다.
본 명세서에 있어서, "지지체 상에"라고 할 때, "지지체 표면에 직접" 또는 "지지체 표면에 형성된 다른 층을 통하여"라는 의미를 나타낸다.
액정층은 앞서 형성된 다른 층의 표면에 형성해도 된다.
액정층의 표면에 상기와 같이 액정층을 더 형성하는 것도 바람직하다. 본 발명의 액정층 제작용 조성물로 형성되는 액정층은 뭉침을 발생시키기 어렵기 때문에, 다양한 적층형의 광학 필름의 제작이 가능하다. 본 발명의 조성물은 특히, 앞서 형성된 액정층의 표면 상에 직접 도포하는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물은 도포 성막될 때, 뭉침이 발생되기 어렵고, 면 형상이 우수하며, 나아가서는 배향 결함도 저감할 수 있다.
이하 본 발명의 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
[액정 표시 장치]
본 발명의 광학 필름은, 액정 표시 장치의 백라이트에 이용하는 휘도 향상 필름으로서 이용할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시형태인 액정 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 2는, 본 발명에 관한 일 실시형태인 액정 표시 장치(20)의 구성을 나타내는 개략도이다. 도 3은, 백라이트 유닛의 개략 단면도이다.
도 2에 나타나는 바와 같이, 액정 표시 장치(20)는, 한 쌍의 편광판(상측 편광판(21), 하측 편광판(28))과, 이들에 협지되어 이루어지는 액정셀(30)과, 하측 편광판(28)의 액정셀과는 반대의 면측에 백라이트 유닛(40)을 갖고 있으며, 액정셀(30)은, 액정(25)과 그 상하에 배치되어 이루어지는 액정셀 상전극 기판(23)과 액정셀 하전극 기판(26)을 갖고 있다. 또한, 백라이트 유닛(40)에 편광 발광 필름을 구비하고 있으므로, 하측 편광판(28)을 생략하는 것도 가능하다.
액정 표시 장치(20)를 투과형으로서 사용하는 경우, 상측 편광판(21)을 프론트측(시인측) 편광판, 하측 편광판(28)을 리어측(백라이트측) 편광판으로 하고, 도시하고 있지 않지만, 액정(25)과 상측 편광판(21)의 사이에 컬러 필터를 구비하는 양태가 된다. 도 2에 있어서, 22와 29는 서로 대략 직교한 각 편광판의 흡수축의 방향을 나타내고 있으며, 24와 27은 각 전극 기판의 배향 제어 방향을 나타내고 있다.
도 3에 나타나는 바와 같이, 백라이트 유닛(40)은, 일차광(청색광 LB)을 출사하는 광원(42)과, 광원(42)으로부터 출사된 일차광을 도광시켜 출사시키는 도광판(43)과, 도광판(43) 상에 구비되어 이루어지는 파장 변환 부재(44)와, 파장 변환 부재(44)를 사이에 두고 광원(42)과 대향 배치되는 휘도 향상 필름(45)과, 도광판(43)을 사이에 두고 파장 변환 부재(44)와 대향 배치되는 반사판(41)을 구비한다. 파장 변환 부재(44)는, 광원(42)으로부터 출사된 일차광(LB)의 적어도 일부를 여기광으로 하여 형광을 발광하고, 이 형광으로 이루어지는 이차광(LG, LR) 및 파장 변환 부재(44)를 투과한 일차광(LB)을 출사한다. 백라이트 유닛(40)은, 이차광(LG, LR) 및 파장 변환 부재(44)를 투과한 일차광(LB)에 의하여, 백색광(Lw)을 출사한다.
휘도 향상 필름(45)은, 본 발명의 광학 필름(10)을 갖는다.
광원(42)으로서, 430nm~480nm의 파장대역에 발광 중심 파장을 갖는 청색광을 발광하는 것, 예를 들면, 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드를 이용할 수 있다. 청색광을 발광하는 광원을 이용하는 경우, 파장 변환 부재(44)에는, 적어도, 여기광에 의하여 여기되어 적색광을 발광하는 양자 도트 R과, 녹색광을 발광하는 양자 도트 G가 포함되는 것이 바람직하다. 이로써, 광원으로부터 발광되어 파장 변환 부재를 투과한 청색광과, 파장 변환 부재로부터 발광되는 적색광 및 녹색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다.
또는 다른 양태에서는, 광원으로서, 300nm~430nm의 파장대역에 발광 중심 파장을 갖는 자외광을 발광하는 것, 예를 들면, 자외선 발광 다이오드를 이용할 수 있다. 이 경우, 파장 변환 부재(44)에는, 양자 도트 R, G와 함께, 여기광에 의하여 여기되어 청색광을 발광하는 양자 도트 B가 포함되는 것이 바람직하다. 이로써, 파장 변환 부재로부터 발광되는 적색광, 녹색광 및 청색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다.
또 다른 양태에서는, 발광 다이오드 대신에 레이저 광원을 사용할 수도 있다.
광원으로서는, 430~500nm의 파장대역에 발광 중심 파장을 갖는 청색광과, 500~600nm의 파장대역에 발광 중심 파장을 갖는 녹색광과, 600~700nm의 파장대역에 발광 강도의 피크의 적어도 일부를 갖는 적색광을 발광하는 광원을 구비하고 있으면 되기 때문에, 상기 이외의 광원의 양태로서, 백색 LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드) 등의 백색 광원이어도 된다.
백라이트 유닛(40)이 도광판(43)을 갖는 경우, 파장 변환 부재(44)는 도광판(43)으로부터 출사되는 광의 경로 상에 배치된다. 도광판(43)으로서는, 공지의 것을 아무런 제한 없이 사용할 수 있다. 또, 백라이트 유닛(40)은, 도광판(43)의 후부에, 반사 부재를 구비할 수도 있다. 이와 같은 반사 부재로서는 특별히 제한은 없으며, 공지의 것을 이용할 수 있고, 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 특허공보 4091978호, 일본 특허공보 3448626호 등에 기재되어 있으며, 이들 공보의 내용은 본 발명에 원용된다.
백라이트 유닛(40)은, 그 외, 공지의 확산판이나 확산 시트, 프리즘 시트(예를 들면, 스미토모 3M사제 BEF 시리즈 등), 도광기를 구비하고 있는 것도 바람직하다. 그 외의 부재에 대해서도, 일본 특허공보 3416302호, 일본 특허공보 3363565호, 일본 특허공보 4091978호, 일본 특허공보 3448626호 등에 기재되어 있으며, 이들 공보의 내용은 본 발명에 원용된다.
또한, 상기 백라이트 유닛이 구비되는 액정 표시 장치에 있어서, 액정셀의 구동 모드에 대해서는 특별히 제한은 없고, 트위스티드 네마틱(TN), 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN), 버티컬 얼라이먼트(VA), 인 플래인 스위칭(IPS), 옵티컬리 컴펜세이티드 벤드셀(OCB) 등의 다양한 모드를 이용할 수 있다. 액정셀은, VA 모드, OCB 모드, IPS 모드, 또는 TN 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. VA 모드의 액정 표시 장치의 구성으로서는, 일본 공개특허공보 2008-262161호의 도 2에 나타내는 구성을 일례로서 들 수 있다. 단, 액정 표시 장치의 구체적 구성에는 특별히 제한은 없고, 공지의 구성을 채용할 수 있다.
백라이트 유닛의 휘도 향상 필름이, 본 발명의 광학 필름을 구비함으로써, 특히 적색 및 녹색의 파장 변환 영역이 넓어져, 고휘도의 백라이트 및 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 조작 등은 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<합성예 1>
(중합체 101의 합성예)
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 및 질소 가스 도입관을 구비한 300밀리리터 삼구 플라스크에, 톨루엔 25.0g을 도입하고, 120℃까지 승온했다. 이어서, 2-(퍼플루오로데실)에틸아크릴레이트 4.2g(6.8밀리몰), 하기 식 (A)로 나타나는 2관능 봉상 액정 화합물 1.3g(2.1밀리몰), 톨루엔 25.0g 및 중합 개시제 "V-601"(와코 준야쿠(주)제) 4.7g으로 이루어지는 혼합 용액을, 30분으로 적하가 완료되도록 등속으로 적하했다. 적하 완료 후, 또한 2시간 교반을 계속한 후, 용매를 감압 증류 제거하고, 130℃에서 감압 건조하여, 본 발명의 중합체(101) 5.0g을 얻었다. 이 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 5,500(젤 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의하여 폴리스타이렌 환산으로 산출, 사용 칼럼은 TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, TSKgel SuperHZ200(도소사제))이었다. 중합체(101)가 분기상 구조인 것을 프로톤 NMR(핵 자기 공명) 스펙트럼 측정과 원소 분석 측정에 의하여 확인했다. 또, V-601을 이용했을 때의 중합 개시제 단편은 하기에서 나타나는 구조인 것을 프로톤 NMR 스펙트럼 측정과 질량 분석 측정에 의하여 확인했다.
[화학식 44]
Figure 112017007701210-pct00044
[화학식 45]
Figure 112017007701210-pct00045
[화학식 46]
Figure 112017007701210-pct00046
<합성예 2~12>
모노머, 조성비를 각각 표 1과 같이 변경한 것 이외에는, 합성예 1과 동일하게 하여 본 발명의 중합체 102~112를 합성했다.
(함메소젠기 모노머)
[화학식 47]
Figure 112017007701210-pct00047
[표 1]
Figure 112017007701210-pct00048
또한, 표 1 중의 약기호는 이하의 의미를 나타낸다.
C6FHA: 1H,1H,7H-도데카플루오로헵틸아크릴레이트
C6FA: 2-(퍼플루오로헥실)에틸아크릴레이트
C8FA: 2-(퍼플루오로옥틸)에틸아크릴레이트
C10FA: 2-(퍼플루오로데실)에틸아크릴레이트
<<광학 필름의 제작>>
상기에서 얻어진 101~112까지의 중합체를 이용한 실시예, 및 비교예의 광학 필름을 제작했다. 광학 필름은, 지지체 상에 배향층, λ/4층, 배향층, 액정층 1, 및 액정층 2를 순차 적층하여 형성했다. 각 층의 형성 방법 및 도포액을 이하에 설명한다.
<실시예 1>
(지지체: TD40UL)
지지체로서 시판 중인 셀룰로스아실레이트 필름 "TD40UL"(후지필름사제)을 이용했다. 이하, 지지체를 TD40UL이라고 기재한다.
(배향층 부착 TD40UL)
-알칼리 비누화 처리-
TD40UL을, 온도 60℃의 유전식 가열 롤을 통과시켜, 필름 표면 온도를 40℃로 승온한 후에, 필름의 편면에 하기에 나타내는 조성의 알칼리 용액을, 바 코터를 이용하여 도포량 14ml/m2로 도포하고, 110℃로 가열한 (주)노리타케 컴퍼니 리미티드제의 스팀식 원적외 히터 하에, 10초간 반송했다. 계속해서, 동일한 바 코터를 이용하여, 순수를 3ml/m2 도포했다. 이어서, 파운틴 코터에 의한 수세와 에어 나이프에 의한 탈수를 3회 반복한 후에, 70℃의 건조 존에 10초간 반송하여 건조하고, 알칼리 비누화 처리한 셀룰로스아실레이트 필름을 제작했다.
-알칼리 용액 조성-
수산화 칼륨 4.7질량부
물 15.8질량부
아이소프로판올 63.7질량부
계면활성제 SF-1: C14H29O(CH2CH2O)20H 1.0질량부
프로필렌글라이콜 14.8질량부
-배향층의 형성-
상기와 같이 비누화 처리한 장척 형상의 셀룰로스아세테이트 필름에, 하기 조성의 배향층 도포액을 #14의 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 60℃의 온풍으로 60초, 추가로 100℃의 온풍으로 120초 건조했다. 얻어진 도막에 연속적으로 러빙 처리를 실시하여, 배향층을 제작했다. 이 때, 장척 형상의 필름의 길이 방향과 반송 방향은 평행이며, 필름 길이 방향에 대하여, 러빙 롤러의 회전축은 시계 방향으로 45°의 방향으로 했다.
-배향층 도포액의 조성-
하기의 변성 폴리바이닐알코올 10질량부
물 371질량부
메탄올 119질량부
글루타르알데하이드 0.5질량부
광중합 개시제(이르가큐어 2959, BASF사제) 0.3질량부
배향층 도포액 중의 변성 폴리바이닐알코올의 구조식을 이하에 나타낸다. 하기 구조식 중, 비율은 몰비이다.
[화학식 48]
Figure 112017007701210-pct00049
(TD40UL+배향층+λ/4층)
상기 제작한 배향층 상에, 하기 조성의 원반상 액정 화합물을 포함하는 도포액 A1을 #3.6의 와이어 바로 연속적으로 도포했다. 필름의 반송 속도(V)는 20m/min으로 했다. 도포액의 용제의 건조 및 원반상 액정 화합물의 배향 숙성을 위하여, 80℃의 온풍으로 90초간 가열했다. 계속해서, 60℃에서 UV 조사를 행하여, 액정 화합물의 배향을 고정화하고 λ/4층을 형성했다. 이 때, UV 조사량은 230mJ/cm2로 했다.
-도포액 A1-
원반상 액정 화합물(화합물 301) 80질량부
원반상 액정 화합물(화합물 302) 20질량부
배향조제 1 0.9질량부
배향조제 2 0.1질량부
계면활성제 1(DIC사제 메가팍 F444) 0.12질량부
중합 개시제 1 3질량부
메틸에틸케톤 250질량부
tert-뷰탄올 50질량부
[화학식 49]
Figure 112017007701210-pct00050
상기 배향조제 1 및 2는, 각각 트라이메틸 치환의 벤젠환에 있어서의 메틸기의 치환 위치가 상이한 2종의 화합물의 혼합물(2종의 화합물의 혼합비 50:50(질량비))이다. 또, 계면활성제 1의 "a/b=98/2"라는 기재는, a는 98질량%, b는 2질량%인 것을 나타낸다.
(TD40UL+배향층+λ/4층+배향층)
λ/4층의 표면에 상기와 동일하게 배향층을 제작했다.
(TD40UL+배향층+λ/4층+배향층+액정층 1)
상술한 적층 구조(TD40UL+배향층+λ/4+배향층)의 표면에, 이하의 도포액 B1을, 3μm의 막두께가 되도록 조정하여, 연속적으로 도포했다. 계속해서, 용제를 70℃, 2분간 건조시키고, 용제를 기화시킨 후에 115℃에서 3분간 가열 숙성을 행하여, 균일한 배향 상태를 얻었다. 그 후 이 도포막을 45℃로 유지하고, 이것에 질소 분위기하에서 고압 수은등을 이용하여 자외선 조사하여, 콜레스테릭 액정층을 형성했다. 이 때, UV 조사량은 250mJ/cm2로 했다.
-도포액 B1-
원반상 액정 화합물(화합물 301) 80질량부
원반상 액정 화합물(화합물 302) 20질량부
중합성 모노머 10질량부
계면활성제 1(DIC사제 메가팍 F444) 0.18질량부
중합 개시제 1 3질량부
카이랄제 1 3.8질량부
메틸에틸케톤 290질량부
사이클로헥산온 50질량부
[화학식 50]
Figure 112017007701210-pct00051
(TD40UL+배향층+λ/4층+배향층+액정층 1+액정층 2)
상기 도포액 B1로부터 제작한 액정층 1의 표면 상에, 하기 조성의 봉상 액정 화합물을 포함하는 도포액 C1을 5μm의 막두께가 되도록 조정하여, 연속적으로 도포했다. 필름의 반송 속도는 20m/min으로 했다. 도포액의 용제의 건조 및 봉상 액정 화합물의 배향 숙성을 위하여, 85℃의 온풍으로 120초간 가열했다. 계속해서, 30℃에서 UV 조사를 행하고, 액정 화합물의 배향을 고정화시켜 광학 이방성층(액정층 2)을 형성했다. 이 때, UV 조사량은 300mJ/cm2로 했다.
-도포액 C1-
봉상 액정 화합물 201 83질량부
봉상 액정 화합물 202 15질량부
봉상 액정 화합물 203 2질량부
다관능 모노머 A-TMMT(신나카무라 가가쿠 고교(주)제) 1질량부
중합 개시제 IRGACURE 819(BASF사제) 4질량부
본 발명의 중합체 101 0.25질량부
카이랄제 LC756(BASF사제) 5.1질량부
톨루엔 165질량부
사이클로헥산온 10질량부
[화학식 51]
Figure 112017007701210-pct00052
<실시예 2~22>
상기 도포액 A1, B1, 및 C1과, 하기의 도포액 A2, B2, B3, 및 C2~C12를 이용하여, 표 2에 나타내는 구성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 광학 필름을 제작했다.
또한, 도포액 C2~C12는, 중합체 101 대신에 중합체 102~112를 이용하여, 첨가량을 표 2에 나타내는 것으로 한 것 이외에는, 도포액 C1의 처방과 동일하게 조제했다.
-도포액 A2-
원반상 액정 화합물(화합물 301) 80질량부
원반상 액정 화합물(화합물 302) 20질량부
배향조제 1 0.9질량부
배향조제 2 0.1질량부
중합성 모노머(오사카 유키 가가쿠사제 비스코트 #360) 10질량부
계면활성제(DIC사제 메가팍 F444) 0.12질량부
함불소 화합물 1 0.03질량부
중합 개시제 1 3질량부
메틸에틸케톤 218.7질량부
tert-뷰탄올 62.5질량부
사이클로헥산온 31.2질량부
-도포액 B2-
원반상 액정 화합물(화합물 301) 80질량부
원반상 액정 화합물(화합물 302) 20질량부
중합성 모노머 10질량부
계면활성제 1(DIC사제 메가팍 F444) 0.18질량부
본 발명의 중합체 101 0.05질량부
중합 개시제 1 3질량부
카이랄제 1 3.8질량부
메틸에틸케톤 290질량부
사이클로헥산온 50질량부
중합성 모노머는 도포액 B1에서 이용한 것과 동일하다.
-도포액 B3-
원반상 액정 화합물(화합물 301) 80질량부
원반상 액정 화합물(화합물 302) 20질량부
계면활성제(DIC사제 메가팍 F444) 0.18질량부
함불소 화합물 1 0.03질량부
중합 개시제 1 3질량부
카이랄제 1 5.1질량부
메틸에틸케톤 125.2질량부
tert-뷰탄올 38.5질량부
사이클로헥산온 28.9질량부
함불소 화합물 1은 이하의 구조이다.
[화학식 52]
Figure 112017007701210-pct00053
<비교 합성예 1>
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 및 질소 가스 도입관을 구비한 300밀리리터 삼구 플라스크에, 톨루엔 50.0g을 도입하고, 120℃까지 승온했다. 이어서, 2-(퍼플루오로헥실)에틸아크릴레이트 8.4g(20.0밀리몰), 다이바이닐벤젠 2.6g(20.0밀리몰), 톨루엔 50.0g 및 중합 개시제 "V-601"(와코우 준야쿠(주)제) 4.6g으로 이루어지는 혼합 용액을, 30분으로 적하가 완료되도록 등속으로 적하했다. 적하 완료 후, 또한 2시간 교반을 계속한 후, 용매를 감압 증류 제거하고, 120℃에서 감압 건조하여, 메틸에틸케톤 30g에 용해시켰다. 이 용액을 메탄올 100g에 재침전시켜, 비교예 화합물(H-101) 3.8g을 얻었다. 이 폴리머의 중량 평균 분자량(Mw)은 16,600(젤 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의하여 폴리스타이렌 환산으로 산출, 사용 칼럼은 TSKgel SuperHZM-H, TSKgel SuperHZ4000, TSKgel SuperHZ200(도소사제))이었다.
이하에 비교예 1~4에 이용한 화합물 (H-101)~(H-104)를 나타낸다.
[화학식 53]
Figure 112017007701210-pct00054
비교예 화합물(H-102)
F-552: 시판 불소계 표면 개질제(DIC(주)사제, 제품명: 메가팍 F-552)
일본 공개특허공보 2006-16599호〔0103〕 및 〔0120〕에 따라, 하기 비교예 화합물 H-103을 합성했다.
[화학식 54]
Figure 112017007701210-pct00055
[화학식 55]
Figure 112017007701210-pct00056
(비교예 도포액 CH1~CH4의 조제)
중합체 101 대신에 H-101~H-104를 이용하여, 표 2에 기재된 첨가량이 되도록 한 것 이외에는, 모두 도포액 C1의 처방으로 비교예 도포액 CH1~CH4를 조제했다.
<비교예 1~4>
액정층 2에 CH1~CH4를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 제작했다.
(도포액의 점도 측정)
도포액 C1~C12 및 CH1~CH4에 대하여, 세코닉사제 Vm-100(진동식 점도계)을 사용하여 점도를 측정한바, 모두 1.5~10mPa·s의 범위 내였다.
제작한 광학 필름에 대하여, 이하의 기준으로 평가했다. 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2 중, 하층이 액정층 1을 나타내며, 상층이 액정층 2를 나타낸다.
<뭉침>
각 실시예 및 비교예의 필름 15cm×20cm 중의, 각 조성물을 이용하여 형성한 층의 뭉침의 개수를 세었다. 여기에서, 하층의 표면 중에 있어서 상층이 형성되어 있지 않은 영역을 뭉침으로 했다. 그 결과를 바탕으로, 이하의 기준으로 평가했다. 평가 기준 A 또는 B이면, 생산 효율이 우수하고, 적합하게 이용할 수 있으며, 평가 기준 A인 것이 보다 바람직하다.
A: 뭉침이 1개 이하
B: 뭉침이 1~3개
C: 뭉침이 4~9개
D: 뭉침이 10개 초과
<면 형상>
도포 후의 층에 관하여, 육안으로 면 형상을 확인했다. 평가 기준 A~C 중 어느 하나의 평가인 것이 바람직하다. 평가 기준 A 또는 B이면, 생산 효율이 우수하고, 적합하게 이용할 수 있으며, 평가 기준 A인 것이 보다 바람직하다.
A: 건조 불균일이나 주름이 없는 면 형상임
B: 건조 불균일이 약간 보이지만 문제 없이 사용할 수 있음
C: 건조 불균일이나 요철이 B에 비하여 많지만 문제 없이 사용할 수 있음
D: 건조 불균일에 기인하는 뚜렷한 요철이 보여, 사용에 적합하지 않음
<배향>
액정 배향성의 우열은, 편광 현미경에 의하여 막을 관찰했을 때의 배향 결함의 유무에 의하여, 이하의 기준에 따라 결정했다. 평가 기준 A~C 중 어느 하나의 평가인 것이 바람직하다. 평가 기준 A 또는 B이면, 생산 효율이 우수하고, 적합하게 이용할 수 있으며, 평가 기준 A인 것이 보다 바람직하다.
A: 배향 불량 없음
B: 배향 불량 거의 없음
C: 일부에 약간의 배향 불량이 보임
D: 전체면에 배향 불량 있음
<<액정 표시 장치>>
시판 중인 액정 표시 장치(상품명 "TH-L42D2", 파나소닉사제)를 분해하고, 그 백라이트 유닛에 있는 휘도 향상 필름을 본 발명의 광학 필름으로 변경하여, 본 발명의 액정 표시 장치로 한바, 성능은 양호했다.
[표 2]
Figure 112017007701210-pct00057
표 2로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 중합체를 액정층 제작용 조성물에 이용하여 액정층을 형성한 실시예 1~22에 있어서, 뭉침, 면 형상, 배향의 모든 평가 항목에 있어서, C 이상의 평가를 얻을 수 있었다. 실시예 1~10, 14~22로부터 알 수 있듯이, 불소계의 계면활성제를 갖는 하층 위에 적층한 경우이더라도, 뭉침의 평가에 있어서 C 이상의 평가를 얻을 수 있었다. 또, 실시예 11 및 12로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 중합체를 포함하는 하층 상에 본 발명의 중합체를 포함하는 조성물을 도포한 경우이더라도, 모든 평가 항목에 있어서 A 평가를 얻을 수 있었다. 또, 실시예 13으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 중합체를 포함하는 하층 위에 불소계의 계면활성제를 포함하는 조성물을 도포한 경우이더라도, 모든 평가 항목에 있어서 B 이상의 평가를 얻을 수 있었다.
이중 결합의 잔존율이 0mol%인 실시예 21은, 이중 결합 잔존율 50mol%인 실시예 22와 비교하여, 뭉침 및 배향의 평가에 있어서 우수했다.
한편, 메소젠기를 갖지 않는 중합체를 함유하는 비교예 1 및 2, 중합성기를 하나만 갖는 비교예 3, 이중 결합의 잔존율이 100mol%인 비교예 4는, 성능 평가에 있어서 뒤떨어졌다.

Claims (17)

  1. 봉상 액정 화합물 및 원반상 액정 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물을 라디칼 중합시켜 이루어지는 부분 구조와,
    불소 원자를 갖는 화합물을 중합 반응시켜 이루어지는 부분 구조
    를 포함하는,
    분기상인 중합체이며,
    상기 봉상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물이, 하기 일반식 (X-I)로 나타나는 화합물 및 하기 일반식 (X-II)로 나타나는 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이고,
    상기 원반상 액정 화합물에 유래하는 메소젠기 및 2개 이상의 중합성기를 갖는 화합물이, 하기 일반식 (I)로 나타나는 화합물이며,
    상기 불소 원자를 갖는 화합물이, 하기 일반식 (a)로 나타나는 화합물인, 중합체.

    Figure 112018100068075-pct00080

    일반식 (X-I) 및 일반식 (X-II) 중, R101~R104는, 각각 독립적으로, 하기 식(M-1) 내지 (M-6)에서 선택되는 중합성기, 및 -(CH2)ny-O(O=)C-CH=C(RxcRxd)으로 표시되는 기(여기서 Rxc 및 Rxd는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1∼3의 알킬기를 나타내고, ny는 2∼8의 정수이다)에서 선택되는 기를 나타낸다.
    Figure 112018100068075-pct00081

    식(M-3) 및 식(M-4) 중 Rm은 수소 원자 또는 탄소수 1∼20의 알킬기를 나타낸다.
    X101 및 Y101은 각각 독립적으로, 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 염소 원자, 브롬 원자, 불화 알킬기, 또는 알데하이드기를 나타낸다.

    Figure 112018100068075-pct00082

    일반식 (I) 중, Y11, Y12 및 Y13은, 각각 무치환의 메타인을 나타내고, L1, L2 및 L3은 단결합을 나타내며, H1, H2 및 H3은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I-A) 또는 하기 일반식 (I-B)를 나타내고, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 하기 일반식 (I-R)을 나타낸다.
    Figure 112018100068075-pct00083

    일반식 (I-A) 중, YA1 및 YA2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XA는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
    Figure 112018100068075-pct00084

    일반식 (I-B) 중, YB1 및 YB2는, 각각 독립적으로 치환기를 가져도 되는 메타인 또는 질소 원자를 나타내고, XB는, 산소 원자, 황 원자, 메틸렌 또는 이미노를 나타내며, *는 상기 일반식 (I)에 있어서의 L1~L3측과 결합하는 위치를 나타내고, **는 상기 일반식 (I)에 있어서의 R1~R3측과 결합하는 위치를 나타낸다.
    Figure 112018100068075-pct00085

    일반식 (I-R) 중, *는 일반식 (I)에 있어서의 H1~H3측과 결합하는 위치를 나타내고, Lr1은 단결합을 나타내며, Q2는 5원환, 6원환, 또는 7원환의 방향족환 또는 복소환에서 선택되는 적어도 1종류의 2가의 환상기를 나타내고, n1은 0∼4의 정수를 나타내며, Lr2는 **-O-, **-O-C(=O)-, **-O-C(=O)-O-, 또는 **-CH2-를 나타내고, **는 Q2와 결합하는 위치를 나타내며, Lr3은 -O-, -C(=O)-, -CH2-, -CH=CH-, 및 -C≡C-, 그리고 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되며 또한 탄소 원자를 1∼20개 함유하고, Q1은 중합성기 또는 수소 원자를 나타낸다. 단, 복수 존재하는 Q1의 적어도 2개는 중합성기를 나타낸다.
    Figure 112018100068075-pct00073

    일반식 (a) 중, Ra1은 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 알킬기를 나타내고, Ra2는 적어도 하나의 탄소 원자가 불소 원자를 치환기로서 갖는, 탄소수 1~20의 알킬기 또는 탄소수 1~20의 알켄일기를 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    중량 평균 분자량이 젤 침투 크로마토그래피에 의한 폴리스타이렌 환산으로 1,000~300,000인, 중합체.
  7. 청구항 1에 기재된 중합체를 함유하는 조성물.
  8. 청구항 7에 있어서,
    액정 화합물을 더 포함하는 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 액정 화합물이 중합성 액정 화합물인, 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물이, 중합성 봉상 액정 화합물 및 중합성 원반상 액정 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 중합성 액정 화합물인, 조성물.
  11. 지지체 상에, 청구항 1에 기재된 중합체를 함유하는 콜레스테릭 액정층을 구비하여 이루어지는 광학 필름.
  12. 청구항 11에 있어서,
    복수의 상기 콜레스테릭 액정층을 적층하여 이루어지는 적층 구조를 갖는 광학 필름.
  13. 청구항 12에 있어서,
    복수의 상기 콜레스테릭 액정층 중, 적어도 1층이 봉상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층이며, 적어도 1층이 원반상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층인 광학 필름.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 봉상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층과, 상기 원반상 액정 화합물을 포함하는 콜레스테릭 액정층이 서로 접하고 있는 광학 필름.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름을 구비한 백라이트 유닛과 액정셀을 적어도 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6571775B2 (ja) * 2015-07-16 2019-09-04 富士フイルム株式会社 液晶組成物、フィルム、投映像表示用ハーフミラー、およびフィルムの製造方法
CN108690634A (zh) * 2017-12-08 2018-10-23 华南师范大学 一种棒状液晶及其应用
CN109256452B (zh) * 2018-11-19 2020-10-30 合肥惠科金扬科技有限公司 Led器件的制作方法及led器件
JP7302974B2 (ja) * 2019-01-18 2023-07-04 住友化学株式会社 積層体、楕円偏光板および重合性液晶組成物
WO2021002333A1 (ja) * 2019-07-03 2021-01-07 富士フイルム株式会社 液晶組成物、液晶層、積層体および画像表示装置
CN110941120A (zh) * 2019-12-17 2020-03-31 Tcl华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板和液晶显示装置
US11048122B1 (en) 2019-12-17 2021-06-29 Tcl China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Liquid crystal display panel and liquid crystal display device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007023180A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Fujifilm Corp 液晶組成物及び位相差板
JP2007131740A (ja) 2005-11-10 2007-05-31 Fujifilm Corp 重合性組成物、光学異方性層及びその製造方法、光学補償素子、液晶表示装置及び液晶プロジェクタ
JP2010138283A (ja) 2008-12-11 2010-06-24 Fujifilm Corp 重合性液晶組成物、位相差フィルム、画像表示装置用基板、及び液晶表示装置
JP2012087197A (ja) 2010-10-19 2012-05-10 Fujifilm Corp アルカリ耐性向上剤、光硬化性液晶組成物、光学フィルム、偏光板、及び液晶表示装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0618864A (ja) * 1992-07-03 1994-01-28 Canon Inc 液晶素子および情報記憶装置
US7632540B2 (en) * 2003-07-01 2009-12-15 Transitions Optical, Inc. Alignment facilities for optical dyes
JP4335714B2 (ja) 2004-03-09 2009-09-30 富士フイルム株式会社 位相差板の製造方法、位相差板、画像表示装置
JP4385997B2 (ja) 2004-05-31 2009-12-16 Ｄｉｃ株式会社 重合性液晶組成物及び光学異方体
WO2005116165A1 (ja) 2004-05-31 2005-12-08 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. 重合性液晶組成物及び光学異方体
JP4738034B2 (ja) 2004-08-12 2011-08-03 富士フイルム株式会社 液晶性化合物、組成物および薄膜
JP4721747B2 (ja) * 2004-09-30 2011-07-13 富士フイルム株式会社 高分子膜、液晶配向膜、位相差板及び液晶表示装置
JP4894258B2 (ja) * 2005-03-29 2012-03-14 Ｊｎｃ株式会社 重合性液晶組成物および光学異方性薄膜
US7378135B2 (en) 2005-03-29 2008-05-27 Chisso Corporation Polymerizable liquid crystal composition and optically anisotropic thin film
JP2007231193A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Fujifilm Corp ポリマー、及びそれを含有する組成物、ならびにそれを用いた位相差板及び液晶表示装置
JP4708287B2 (ja) * 2006-08-25 2011-06-22 富士フイルム株式会社 光学フィルムの製造方法、光学フィルム、偏光板、転写材料、液晶表示装置、及び偏光紫外線露光装置
JP5221980B2 (ja) * 2007-03-14 2013-06-26 富士フイルム株式会社 液晶組成物、位相差板、液晶表示装置、及び位相差板の製造方法
JP5016568B2 (ja) 2007-08-20 2012-09-05 富士フイルム株式会社 光学補償フィルム、その製造方法、並びにそれを用いた偏光板及び液晶表示装置
JP5543097B2 (ja) 2008-11-07 2014-07-09 富士フイルム株式会社 偽造防止箔
GB2466621A (en) * 2008-12-23 2010-06-30 Buhler Sortex Ltd Sorting matter in a flow by comparing reflectance intensities at different wavelengths
US9475901B2 (en) 2009-12-08 2016-10-25 Transitions Optical, Inc. Photoalignment materials having improved adhesion
JP5728298B2 (ja) * 2010-06-10 2015-06-03 富士フイルム株式会社 光学フィルム、偏光板、及び画像表示装置
JP5880870B2 (ja) * 2010-12-01 2016-03-09 日産化学工業株式会社 重合性含フッ素高分岐ポリマー及びそれを含む硬化性組成物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007023180A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Fujifilm Corp 液晶組成物及び位相差板
JP2007131740A (ja) 2005-11-10 2007-05-31 Fujifilm Corp 重合性組成物、光学異方性層及びその製造方法、光学補償素子、液晶表示装置及び液晶プロジェクタ
JP2010138283A (ja) 2008-12-11 2010-06-24 Fujifilm Corp 重合性液晶組成物、位相差フィルム、画像表示装置用基板、及び液晶表示装置
JP2012087197A (ja) 2010-10-19 2012-05-10 Fujifilm Corp アルカリ耐性向上剤、光硬化性液晶組成物、光学フィルム、偏光板、及び液晶表示装置

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