JP6155520B2 - 液晶組成物 - Google Patents

Description

本発明は、液晶組成物、液晶フィルム及びディスプレイ装置に関する。

ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）またはＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などをさらに薄くて、軽くて、大面積で製造することは、持続的に存在する要求であり、また、さらに高品質の画像を具現するために、画面均一化、コントラスト比及び視野角などを向上させようとする研究が進行されている。

輝度向上フィルム、位相差フィルムまたは視野角補償フィルムなどを含む光学フィルムは、ディスプレイ装置の色相の変化を減らし、視野角を確保し、輝度を向上させる用途などに使用されることができる。

このような光学フィルムには、高分子フィルムを延伸し、光学異方性を付与した延伸フィルムが知られており、反応性液晶化合物を硬化させて製造される液晶フィルムの光学異方性を利用する方式が知られている。

特許文献１は、前記反応性液晶化合物を使用する技術を提案している。

液晶フィルムは、通常、ＲＭ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｍｅｓｏｇｅｎ）を溶媒に溶解したコーティング液を塗布して製造する。しかし、前記ＲＭに対して適切な溶解度を示す溶媒は、極めて制限的であり、そのため、コーティング後に溶媒乾燥時に適切時間の間に液体状態維持が不可能で、製造上の問題点が発生する。また、厚さの偏差によるむらが発生することがあり、溶解度が高い溶媒を使用しなければならないので、これによる基材浸食の問題がある。

大韓民国特許公開第２０１３−００９２８１６号公報

本発明は、液晶組成物、液晶フィルム及びディスプレイ装置を提供する。本発明は、多様な溶媒、特に通常のＲＭに対して低い溶解度を示すものと知られた溶媒に対しても優れた溶解度を示すことができる液晶組成物を提供することができ、これによって、大面積コーティングによる製造時にも厚さの偏差によるむら防止及び基材浸食の問題を防止し、優れた品質の液晶フィルムを提供する。

本発明の液晶組成物に関する。
例示的な液晶組成物は、反応性液晶化合物を含むことができる。本発明で用語「反応性液晶化合物」は、液晶性を示すことができる部位、例えば、メソゲン（ｍｅｓｏｇｅｎ）の骨格などを含み、また、反応性官能基を１つ以上含む化合物を意味することができ、例えば、メソゲンコアの骨格及び前記メソゲンコアに反応性官能基を連結しているスペイソを含む形態の液晶化合物を意味することができる。

本明細書で、用語「メソゲンコア」というのは、単量体性化合物である重合可能なメソゲンまたは液晶化合物を意味することができる。また、用語「スペーサー」というのは、柔軟性有機基を示し、この際、重合可能なメソゲンコアに前記反応性官能基を連結する化合物を意味することができる。また、用語「反応性官能基」というのは、重合可能な基を総称する意味であることができる。

前記液晶組成物は、第１反応性液晶化合物及び第２反応性液晶化合物を含むことができる。

前記第１反応性液晶化合物及び第２反応性液晶化合物は、下記化学式１の範疇に属する構造を有することができる。

［化学式１］

化学式１で、Ｍ_Ｃは、メソゲンコアであり、Ｘは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｌは、アルキレン基であり、Ｒは、アルケニル基、エポキシ基、カルボキシル基、シアノ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基であり、ｎは、２以上の数である。

また、前記第１反応性液晶化合物でのＸと第２反応性液晶化合物でのＸは、互いに異なっているか、または第１反応性液晶化合物でのＬのアルキレン基の炭素数と第２反応性液晶化合物でのＬのアルキレン基の炭素数は、互いに異なっている。

本明細書でアルキレン基としては、特に別途規定しない限り、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルキレン基が例示されることができる。前記アルキレン基は、直鎖、分岐鎖または環形であることができる。前記アルキレン基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。

また、本明細書でアルケニル基としては、特に別途規定しない限り、炭素数２〜２０、炭素数２〜１６、炭素数２〜１２、炭素数２〜８または炭素数２〜４のアルケニル基が例示されることができる。前記アルケニル基は、直鎖、分岐鎖または環形であることができる。また、前記アルケニル基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。

本明細書で任意の化合物または置換基に置換されることができる置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、エポキシ基、シアノ基、カルボキシル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基またはアリール基などが例示されることができるが、これに制限されるものではない。

前記第１反応性液晶化合物及び第２反応性液晶化合物に含まれた前記メソゲンコア（Ｍｅｓｏｇｅｎ ｃｏｒｅ）の骨格は、同一であることができる。本明細書で用語「メソゲンコアの骨格が同一」というのは、メソゲンコアを構成するｒｉｇｉｄ ｐａｒｔが同一であるという意味、すなわち例えば芳香族残基とそれを連結するｌｉｎｋｅｒの同一を意味することができ、芳香族残基に置換基が一部異なっている場合には、それを含む意味であることができる。

本発明の液晶組成物は、メソゲンコアの骨格が同一であり、且つ第１反応性液晶化合物及び第２反応性液晶化合物を含んで多様な溶剤に対して高い溶解度を示し、これによって、大面積にコーティングによって液晶層を形成する場合にも、厚さの差などに起因するむらが発生しない液晶層を形成することができ、また、低い溶解度を有する溶媒でも適切な溶解度を示すことができるものであって、溶剤に対する浸食性を示す基材層上にも液晶層を形成することができる。

前記メソゲンコアは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−で連結されている２個以上または３個以上のベンゼン環構造を含むことができる。前記メソゲンコアは、好ましくは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−で連結されている２個以上〜５個以下、２個以上〜４個以下または２個以上〜３個以下のベンゼン環構造を含むことができる。

本発明の液晶組成物は、前記化学式１で、ｎが２〜１０、２〜８、２〜６または２〜５の範囲内の数であることができる。

１つの例示で、前記メソゲンコアは、下記化学式２で表示されることができる。

［化学式２］

化学式２で、Ｗは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｒ_１〜Ｒ_１０は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基または下記化学式３の置換基であり、且つＲ_１〜Ｒ_１０のうちｎ個の置換基は、化学式１のＸと連結されるラジカルを形成するか、あるいはＲ_１〜Ｒ_１０のうちｍ個の置換基は、化学式１のＸと連結されるラジカルを形成し、ｐ個の置換基は、下記化学式３の置換基と連結されるラジカルを形成する（但し、前記ｍ及びｐは、ｍ＋ｐ＝ｎを満足させる任意の数である。）：

［化学式３］

化学式３で、Ｂは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｒ_１１〜Ｒ_１５は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基またはニトロ基であり、且つＲ_１１〜Ｒ_１５のうちｐ個の置換基は、化学式１のＸと連結されるラジカルを形成する。

本明細書でハロゲンとしては、塩素、臭素またはヨードなどが例示されることができる。

本明細書でアルキル基としては、特に別途規定しない限り、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４の直鎖または分岐鎖アルキル基または炭素数３〜２０、炭素数３〜１６、炭素数３〜１２、炭素数３〜８または炭素数３〜６のシクロアルキル基が例示されることができる。前記アルキル基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。

本明細書でアルコキシ基としては、特に別途規定しない限り、炭素数１〜２０、炭素数１〜１６、炭素数１〜１２、炭素数１〜８または炭素数１〜４のアルコキシ基が例示されることができる。前記アルコキシ基は、直鎖、分岐鎖または環形であることができる。また、前記アルコキシ基は、任意的に１つ以上の置換基によって置換されることができる。

また、本明細書で、符号「

」は、その部位が母化合物（ｍｏｔｈｅｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）に連結されることを意味することができる。例えば、前記化学式２で、Ｂの左側の「

」は、Ｂが化学式１のベンゼンに直接連結されることを意味することができる。

本明細書で用語「単一結合」は、当該部位に別途の原子または原子団が存在しないことを意味することができる。例えば、前記化学式１〜３で用語「単一結合」は、ＡまたはＢで表示される部分に別途の原子が存在しない場合を意味する。例えば、化学式２でＷが単一結合の場合、Ｗの両側のベンゼンが直接連結され、ビフェニル（ｂｉｐｈｅｎｙｌ）構造を形成することができる。

本発明の液晶組成物に含まれる前記メソゲンコアは、前記化学式２の定義で、例えば、Ｗは、好ましくは、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−であることができ、Ｒ_１〜Ｒ_１０は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、シアノ基または前記化学式３の置換基であることができ、前記Ｒ_１〜Ｒ_１０のうちＲ_３及びＲ_８の位置がＸと連結されるか、または前記化学式３の置換基と連結されることができる。

また、前記化学式３の定義で、例えば、Ｂは、好ましくは−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−であり、Ｒ_１１〜Ｒ_１５は、ｎ個を除いて、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基またはシアノ基であることができ、Ｒ_１１〜Ｒ_１５のうちＲ_１４位置が化学式１のＸと連結されるラジカルを形成する位置であることができる。

また、前記化学式２または３の定義で、好ましくは、ｍが１〜４の範囲内の数であり、ｐは、１または２であることができる。

本発明の液晶組成物で、前記第１及び第２反応性液晶化合物の配合の比率は、目的する効果を考慮して特別な制限なしに適正範囲で選択することができ、例えば、第１反応性液晶化合物１００重量部に対して第２反応性液晶化合物は１重量部〜１，０００、１０重量部〜５００、２５重量部〜２５０重量部または５０重量部〜１５０重量部の比率で液晶組成物に含まれることができる。本明細書で特に別途規定しない限り、単位「重量部」は、各成分間の重量比率を意味することができる。

本発明の液晶組成物は、目的する効果を考慮して前述した第１及び第２反応性液晶化合物以外に追加的な反応性液晶化合物、例えば第３または第４反応性液晶化合物などを含むことができ、前記追加的な反応性液晶化合物は、前述した第１及び第２反応性液晶化合物とメソゲンコアの骨格が同一であることができる。本発明の液晶組成物は、メソゲンコアの骨格が同一の液晶化合物のみを２種以上含み、後述するように、低い溶解度を有する溶媒でも適切な溶解度を示すことができるものであって、溶剤に対する浸食性を示す基材層上にも液晶層を形成することができる。

本発明の液晶組成物は、また、重合開始剤を含むことができ、特に制限されるものではないが、前記重合開始剤は、例えば、光重合開始剤であることができる。

前記光重合開始剤は、例えば、光の照射によって反応性液晶化合物の重合を開始させることができる。本明細書で用語「光の照射」は、例えばマイクロ波（ｍｉｃｒｏｗａｖｅｓ）、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、Ｘ線及びガンマ線などの電磁気波やアルファ−粒子線（ａｌｐｈａ−ｐａｒｔｉｃｌｅ ｂｅａｍ）、プロトンビーム（ｐｒｏｔｏｎ ｂｅａｍ）、中性子ビーム（ｎｅｕｔｒｏｎ ｂｅａｍ）または電子線（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）のような粒子ビームなどの照射を意味することができる。

光重合開始剤の種類は、特に制限されず、目的によって適切な種類が選択及び使用されることができる。光重合開始剤としては、ベンジル（ビベンゾイルとも言う）、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４'−メチルジフェニルスルフィド、ベンジルメチルケタル、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−メチルアミノ安息香酸イソアミル、３−３'−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルホルマート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２、４−ジエチルチオキサントンまたは１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどが例示されることができ、必要に応じて、前記光重合開始剤は、適切な増感剤と併用してもよい。

光重合開始剤の具体的なの比率は、特に制限されず、目的によって適切な比率が選択されることができる。例えば、光重合開始剤は、液晶化合物１００重量部に対して１重量部〜１０重量部の比率で含まれることができるが、これに制限されるものではない。光重合開始剤の比率が過度に低ければ、適切な重合が誘導されないことがあり、反対に、過度に高ければ、液晶層の形成後に残存の開始剤に起因して物性が悪くなることができるので、これを考慮して適切な比率が選択されることができる。

液晶組成物は、界面活性剤をさらに含むことができる。前記界面活性剤としては、例えば、フルオロカーボン系またはシリコン系の界面活性剤が例示されることができる。フルオロカーボン系の界面活性剤としては、米国の３Ｍ社のフロラード（Ｆｌｕｏｒａｄ）ＦＣ４４３０、フロラードＦＣ４４３２、フロラードＦＣ４４３４または米国のＤｕｐｏｎｔ社のゾニル（Ｚｏｎｙｌ）などが例示されることができ、シリコン系の界面活性剤としては、ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ社のＢＹＫなどが例示されることができるが、これに制限されるものではない。

界面活性剤の比率は、特に制限されず、例えば、水平配向液晶化合物１００重量部に対して０．０５〜５重量部程度で含まれることができる。界面活性剤の比率が過度に低ければ、液晶層の表面状態が不良になることができ、過度に高ければ、界面活性剤によるむらが発生することができるので、これを考慮して適切な比率が選択されることができる。

本発明の液晶組成物は、また、溶媒をさらに含むことができる。
前記溶媒としては、特に制限されるものではないが、例えば、下記化学式４の反応性液晶化合物に対する常温での溶解度が１０以下の溶媒であることができる。

［化学式４］

本明細書で用語「溶解度」というのは、通常的に使用される意味、例えば、一定の温度で溶媒１００ｇにとけることができる溶質の最大量であって、溶質のグラム数（ｇ）を意味することができ、単位としては、「ｇ／（溶媒）１００ｇ」または前記単位を省略して示すことができ、本明細書では、単位を省略して示した。また、本明細書で前記溶質は、前述した液晶化合物を意味することができる。また、本明細書で用語「常温」は、加熱するか、または冷却しない自然そのままの気温であって、例えば約１０℃〜約３０℃、約１５℃〜約３０℃または約２５℃の温度を意味することができる。

前記溶媒の溶解度が低いほど、本発明では多様な溶媒の選択が可能なので、下限は、特に制限されず、例えば、前記溶媒の溶解度は、常温で前記化学式４の反応性液晶化合物に対して９、８、７、６または５であることができる。また、前記溶媒の溶解度は、具体的な溶媒の種類によって異なることができるが、例えば、常温で前記化学式４の反応性液晶化合物に対して１０以下、１５以下または２０以下であることができる。

本発明の液晶組成物は、低い溶解度を有する溶媒でも適切な溶解度を示すことができるものであって、溶剤に対する浸食性を示す基材層上にも液晶層を形成することができる。

前記溶媒は、具体的に、メチルエチルケトンまたはメチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒；エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテルまたはプロピレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒；クロロホルム、塩化メチレン、１、２−ジクロロエタン、１、１、１−トリクロロエタン、１、１、２−トリクロロエタンまたは１、１、２−トリクロロエテンなどのハロゲン化溶媒；ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンまたはキシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロパノール、プロパノール、ブタノールまたはｔ−ブタノールなどのアルコール系溶媒；プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、エチレングリコールアセテート、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、ブチルアセテートなどのアセテート系溶媒；またはメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブなどよりなる群から１種以上を混合して使用することができる。前記溶媒は、混合溶媒の形態で含まれることが好ましく、前記混合溶媒に含まれるそれぞれの溶媒間の混合比率は、特に制限されるのではないが、目的する効果、例えば、コーティング性などの物性を考慮して適切な比率で混合されることができる。

液晶組成物は、前記以外にも、必要に応じて公知された添加剤、例えば、安定剤または非重合性非液晶化合物などをさらに含むことができる。

本発明は、また、液晶フィルムに関するものである。
例示的な液晶フィルムは、前記液晶組成物によって形成された液晶層を含むことができる。

図１は、本発明の液晶フィルムを例示的に示すものである。図１に示されたように、前記液晶フィルムは、例えば、基材層２０；前記基材層２０上に存在する配向膜３０及び前記配向膜３０上に存在する液晶層４０を含むことができる。

前記液晶フィルムに含まれる基材層としては、例えば、プラスチック基材層であって、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）またはＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）のようなセルロース基材層；ノルボルネン誘導体などのような環形オレフィンポリマー（ＣＯＰ；ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）基材層；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などのようなアクリル基材層；ポリカーボネート（ＰＣ、ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）基材層；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）またはＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などのようなポリオレフィン基材層；ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）基材層；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ、ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）基材層；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）基材層；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ、ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）基材層；ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）基材層；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）などのようなポリエステル基材層；ポリイミド（ＰＩ、ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）基材層；ポリスルホン（ＰＳＦ、ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）基材層；または非晶質フッ素樹脂などのようなフッ素ポリマー基材層などが例示されることができる。１つの例示では、液晶フィルムの基材層としては、ポリカーボネート基材層を使用することができる。

前記液晶フィルムにおいて基材層と液晶層との間に存在する配向膜は、種類に制限なしに公知の配向膜、例えば光配向膜を使用することができ、これは、ラビング重合などのその他公知の方法で形成することができる。

前記液晶フィルムにおいて前記配向膜上に形成されることができる液晶層は、例えば、前述した液晶組成物またはそれを使用して製造されるコーティング液を前記配向膜上にコーティング、配向及び硬化させて製造することができる。

液晶層は、例えば、前記配向膜上に前記液晶組成物を塗布し、前記液晶化合物を配向及び重合させて形成することができる。液晶組成物は、例えば、重合性液晶化合物を適切な溶媒に溶解させて製造することができる。具体的に、液晶組成物は、重合性液晶化合物と光開始剤を溶媒に溶解させて製造することができる。

液晶組成物には、前記成分以外にも液晶分子の配向を妨害しない範囲でキラル剤、界面活性剤、重合性モノマー及びポリマーなどがさらに配合されることができる。

液晶組成物の製造時には、例えばクロロホルム、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、シメン、メトキシベンゼン及び１、２−ジメトキシベンゼンなどの芳香族炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンまたはシクロペンタノンなどのケトン；イソプロピルアルコールまたはｎ−ブタノールなどのアルコール；メチルセロソルブ、エチルセロソルブまたはブチルセロソルブなどのセロソルブなどの溶媒が使用されることができる。

配向膜上に重合性液晶化合物を含む液晶組成物を塗布し、乾燥させた後、配向及び重合させることができる。乾燥は、約２５℃〜１２０℃の温度で１分以上行うことができる。乾燥温度は、液晶の配向に影響を及ぼすことができる因子であり、前記範囲で液晶分子の適正な配向を誘導し、むらなどを防止することができる。

乾燥過程に引き続いて、塗布層に光、例えば、紫外線を照射し、液晶化合物を重合させる。このような重合は、紫外線領域の波長を吸収する光開始剤の存在下で行われることができる。また、前記光の照射によっても、前述した配向膜内での架橋反応が誘導されることができる。

紫外線の照射は、大気中で、あるいは反応効率を高めるために酸素を遮断した窒素雰囲気下で進行することができる。紫外線照射器としては、一般的に８０ｗ／ｃｍ以上の強さの重圧あるいは高圧水銀紫外線ランプまたはメタルハライドランプを使用して行うことができる。必要な場合、紫外線の照射時に液晶層の表面温度が液晶状態を有する温度範囲になり得るように基材層と紫外線ランプとの間にコールドミラーまたはその他冷却装置を設置することができる。

前記液晶フィルムは、例えば、ディスプレイ装置用位相差フィルムまたは視野角補償フィルムや、偏光子の保護フィルムなどに使用されることができる。

また、前記前述した内容以外に必要な液晶フィルムの製造方法は、公知の方式を採用することができ、特に制限されるものではない。

本発明は、また、液晶ディスプレイ装置などのようなディスプレイ装置に関するものである。例示的な液晶ディスプレイ装置は、前記液晶フィルムを含むことができる。

前記液晶フィルムは、例えば、液晶ディスプレイ装置用光学補償基材層として有用であることができ、これによって、前記液晶フィルムは、光学補償基材層として前記装置に含まれることができる。また、前記フィルムは、例えば、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔ Ｎｅｍａｔｉｃ）ＬＣＤ、ＴＦＴ−ＴＮ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）ＬＣＤ、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）ＬＣＤまたはＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ＬＣＤなどの位相差フィルム；λ／２波長板；λ／４波長板；逆波長分散特性フィルム；光学補償フィルム；カラーフィルター；偏光板または偏光子との積層フィルム；偏光板補償フィルムなどに使用されることができる。

前記液晶フィルムを含む液晶ディスプレイ装置を例示的に説明すれば、下記の通りである。

すなわち前記液晶ディスプレイ装置は、液晶パネル及び前記液晶パネルの両面にそれぞれ配置された第１及び第２偏光板を含み、前記液晶フィルムは、前記液晶パネルと前記第１偏光板の間及び／または前記液晶パネルと前記第２偏光板の間に配置されることができる。

前記第１及び／または第２偏光板は一面または両面に保護フィルムを含むことができる。保護フィルムとしては、ＴＡＣフィルム、ＲＯＭＰ（ｒｉｎｇ ｏｐｅｎｉｎｇ ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）で製造されたポリノルボルネンフィルム、開環重合されたＣＯＰ（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）をさらに水素添加して製造されたＨＲＯＭＰ（ｒｉｎｇ ｏｐｅｎｉｎｇ ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）重合体、ポリエステルフィルム、または付加重合（ａｄｄｉｔｉｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）で製造されたポリノルボルネン系フィルムなどであることができ、その他、透明な高分子材料で製造されたフィルム、保護フィルムなどが使用されることができるが、これらにのみ限定されるものではない。

本発明による液晶組成物は、大面積にコーティングによって液晶層を形成する場合にも、厚さの差などに起因するむらが発生しない液晶層を形成することができ、また、低い溶解度を有する溶媒でも適切な溶解度を示すことができるものであって、溶剤に対する浸食性を示す基材層上にも液晶層を形成することができる液晶組成物が提供されることができる。

図１は、本発明の１つの例示による液晶フィルムの構造を模式的に示す図である。

以下、本発明による実施例及び本発明によらない比較例を通じて本発明を詳しく説明するが、本発明の範囲が下記提示された実施例によって制限されるものではない。

以下、実施例及び比較例での物性は、下記の方式で評価した。

１．溶解度測定
実施例及び比較例で製造された液晶組成物を−８℃の温度で２４時間冷凍保管した後、前記投入された液晶組成物が析出されたか否かを目視で観察し、下記評価基準によって評価した。
〈評価基準〉
○：液晶組成物の析出が観察されない。
△：液晶組成物の析出が一部だけ観察される。
×：液晶組成物の析出が顕著に観察される。

２．輝点の個数測定
実施例１、実施例４、比較例１及び比較例５で製造された液晶フィルムに対する輝点個数を測定するために、バックライトの上に偏光板の吸収軸が９０度角度を成す２個の偏光板の間に液晶フィルムを位置させ、前記液晶フィルムの光軸を２個の偏光板のうち１つの吸収軸と一致させた後、目視で明るく輝く点（輝点）の個数を１ｍ^２を基準として測定した。

３．位相差むらの程度
実施例１、実施例４、比較例１及び比較例５で製造された液晶フィルムに対する位相差むらの程度を測定するために、バックライトの上に偏光板の吸収軸が９０度角度を成す２個の偏光板の間に液晶フィルムを位置させ、前記液晶フィルムの光軸を２個の偏光板吸収軸と４５度角度を成すように位置させる。この場合、前記液晶フィルムの位相差によってバックライトの光透過量が変わるようになり、これによって、前記液晶フィルムの位相差による差異は、透過した光の差（位相差むら）として現われる。厚さが２μｍの場合、各液晶フィルムに現われる前記位相差むらの程度を目視で観察し、下記評価基準によって評価した。
〈評価基準〉
○：液晶フィルムに現われたむらがほとんど観察されない。
×：液晶フィルムに現われたむらが目視で顕著に観察される。

実施例１
液晶組成物の製造
下記化学式Ａの液晶化合物である２−メチル−１、４−フェニレンビス（４−（（（４−（アクリロイルオキシ）ブトキシ）カルボニル）オキシ）ベンゾエート）（２−ｍｅｔｈｙｌ−１、４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｂｉｓ（４−（（（４−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｂｕｔｏｘｙ）ｃａｒｂｏｎｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ、ＬＣ２４２、ＢＡＳＦ社製）及び下記化学式Ｂの液晶化合物である２−メチル−１、４−フェニレンビス（４−（３−（アクリロイルオキシ）プロポキシ）ベンゾエート）（２−ｍｅｔｈｙｌ−１、４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｂｉｓ（４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ、ＲＭ２５７、ＭＥＲＣＫ社製）をそれぞれ１：１の重量比率で配合した。そして、さらにその混合物をシクロヘキサン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ａ）に２５重量％の濃度となるように投入し、開始剤としてＩｒｇａｃｕｒｅ ９０７（ＢＡＳＦ社製）を固形分１００重量部に対して２重量部添加し、溶液形態の液晶組成物（Ａ１）を製造した。

［化学式Ａ］

［化学式Ｂ］

液晶フィルムの製造
ＴＡＣ基材層の一面に公知の方式で配向膜を形成した後、前記液晶組成物を乾燥後の厚さが約１μｍとなるようにコーティングし、６０℃のオーブンで２分間加熱し、コーティング膜内部の溶媒を除去した。引き続いて、乾燥したコーティング膜に紫外線（光源：３００ｍＪ／ｃｍ^２強さの高圧水銀灯使用）を照射して硬化させた後、液晶フィルムを製造した。

実施例２
実施例１において溶媒（Ａ）の代わりにメチルエチルケトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｂ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、実施例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

実施例３
実施例１において溶媒（Ａ）の代わりにトルエン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｃ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、実施例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

実施例４
液晶化合物として前記化学式Ａの液晶化合物、前記化学式Ｂの液晶化合物及び下記化学式Ｃの液晶化合物である２−メチル−１、４−フェニレンビス（４−（３−（アクリロイルオキシ）ブトキシ）ベンゾエート）（２−ｍｅｔｈｙｌ−１、４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｂｉｓ（４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｂｕｔｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ、ＴＲＭ２４）をそれぞれ１：１：１の重量比率で配合したことを除いて、実施例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

［化学式Ｃ］

実施例５
実施例４において溶媒（Ａ）の代わりにメチルエチルケトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｂ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、実施例４と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

実施例６
実施例４において溶媒（Ａ）の代わりにトルエン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｃ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、実施例４と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

実施例７
実施例４において溶媒（Ａ）の代わりにプロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを６：４の重量比率で混合した溶媒（Ｄ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、実施例４と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

比較例１
液晶化合物として化学式Ａの液晶化合物である２−メチル−１、４−フェニレンビス（４−（（（４−（アクリロイルオキシ）ブトキシ）カルボニル）オキシ）ベンゾエート）（２−ｍｅｔｈｙｌ−１、４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｂｉｓ（４−（（（４−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｂｕｔｏｘｙ）ｃａｒｂｏｎｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ、ＬＣ２４２、ＢＡＳＦ社製）のみを１００％使用したことを除いて、実施例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

比較例２
比較例１において溶媒（Ａ）の代わりにメチルエチルケトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｂ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、比較例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

比較例３
比較例１において溶媒（Ａ）の代わりにトルエン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｃ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、比較例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

比較例４
比較例１において溶媒（Ａ）の代わりにプロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを６：４の重量比率で混合した溶媒（Ｄ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、比較例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

比較例５
液晶化合物として前記化学式Ａの液晶化合物である２−メチル−１、４−フェニレンビス（４−（（（４−（アクリロイルオキシ）ブトキシ）カルボニル）オキシ）ベンゾエート）（２−ｍｅｔｈｙｌ−１、４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｂｉｓ（４−（（（４−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｂｕｔｏｘｙ）ｃａｒｂｏｎｙｌ）ｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ、ＬＣ２４２、ＢＡＳＦ社製）及び下記化学式Ｂの液晶化合物である２−メチル−１、４−フェニレンビス（４−（３−（アクリロイルオキシ）プロポキシ）ベンゾエート）（２−ｍｅｔｈｙｌ−１、４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｂｉｓ（４−（３−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｐｒｏｐｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ、ＲＭ２５７、ＭＥＲＣＫ社製）及び下記化学式Ｄの液晶化合物である４−シアノフェニル４−（４−（アクリロイルオキシ）ブトキシ）ベンゾエート（４−ｃｙａｎｏｐｈｅｎｙｌ４−（４−（ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙ）ｂｕｔｏｘｙ）ｂｅｎｚｏａｔｅ、ＲＭ２３）をそれぞれ１：１：１の重量比率で配合したことを除いて、実施例１と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

［化学式Ｄ］

比較例６
比較例５において溶媒（Ａ）の代わりにメチルエチルケトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｂ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、比較例５と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

比較例７
比較例５において溶媒（Ａ）の代わりにトルエン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを４：２：４の重量比率で混合した溶媒（Ｃ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、比較例５と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

比較例８
比較例５において溶媒（Ａ）の代わりにプロピレングリコールメチルエーテルアセテート及び２−ブトキシエタノールを６：４の重量比率で混合した溶媒（Ｄ）を２５重量％の濃度となるように投入したことを除いて、比較例５と同一の方式で液晶組成物及び液晶フィルムを製造した。

前記各実施例及び比較例について測定した物性及び評価結果は、下記表１及び表２に示された通りである。

前記表１及び表２から明らかなように、本発明による液晶組成物は、低い溶解度を有する溶媒でも適切な溶解度を示すことができるものであって、溶剤に対する浸食性を示す基材層上にも液晶層を形成することができると共に、大面積にコーティングによって液晶層を形成する場合にも、厚さの差などに起因したむらが発生しない液晶層を形成することができることを確認した。

２０ 基材層
３０ 配向膜
４０ 液晶層

Claims (13)

1. それぞれ下記化学式１で表示される第１反応性液晶化合物及び第２反応性液晶化合物と、下記化学式４
   ［化学式４］
   

   

   の反応性液晶化合物に対する常温での溶解度が１０以下であって混合溶媒の状態で含まれる溶媒と、を含み、且つ前記第１及び第２反応性液晶化合物のメソゲンコア（Ｍｃ）の骨格は、同一であり、前記第１及び第２反応性液晶化合物とはメソゲンコアの骨格が異なる反応性液晶化合物は含まず、
   ［化学式１］
   

   

   化学式１で、Ｍ_Ｃは、メソゲンコアであり、Ｘは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｌは、アルキレン基であり、Ｒは、アルケニル基、エポキシ基、カルボキシル基、シアノ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アクリロイルオキシ基またはメタクリロイルオキシ基であり、ｎは、２以上の数であり、且つ第１反応性液晶化合物でのＸと第２反応性液晶化合物でのＸは、互いに異なっており、かつ第１反応性液晶化合物でのＬのアルキレン基の炭素数と第２反応性液晶化合物でのＬのアルキレン基の炭素数は、互いに異なっている、
   液晶組成物。
2. メソゲンコアは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−で連結されている２個以上のベンゼン環構造を含む、請求項１に記載の液晶組成物。
3. メソゲンコアは、３個以上のベンゼン環構造を含む、請求項２に記載の液晶組成物。
4. メソゲンコアは、下記化学式２で表示され、
   ［化学式２］
   

   

   化学式２で、Ｗは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｒ_１〜Ｒ_１０は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、ニトロ基または下記化学式３の置換基であり、且つＲ_１〜Ｒ_１０のうちｎ個の置換基は、化学式１のＸと連結されるラジカルを形成するか、あるいはＲ_１〜Ｒ_１０のうちｍ個の置換基は、化学式１のＸと連結されるラジカルを形成し、ｐ個の置換基は、下記化学式３の置換基と連結されるラジカルを形成し（但し、前記ｍ及びｐは、ｍ＋ｐ＝ｎを満足させる任意の数である）、
   ［化学式３］
   

   

   化学式３で、Ｂは、単一結合、−Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）−または−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）Ｏ−であり、Ｒ_１１〜Ｒ_１５は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基またはニトロ基であり、且つＲ_１１〜Ｒ_１５のうちｐ個の置換基は、化学式１のＸと連結されるラジカルを形成する、請求項１に記載の液晶組成物。
5. 化学式１で、ｎは、２〜５の範囲内の数である、請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶組成物。
6. 化学式２の定義で、ｍは、１〜４の範囲内の数であり、ｐは、１または２である、請求項４に記載の液晶組成物。
7. 第１反応性液晶化合物１００重量部に対して１重量部〜１，０００重量部で第２反応性液晶化合物を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶組成物。
8. 重合開始剤をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の液晶組成物。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の液晶組成物から形成された液晶層を含む液晶フィルム。
10. 基材層をさらに含み、液晶層が前記基材層の一面に形成されている、請求項９に記載の液晶フィルム。
11. 基材層は、セルロース基材；環形オレフィンポリマー基材；アクリル基材；ポリカーボネート基材；ポリオレフィン基材；ポリビニルアルコール基材；ポリエーテルスルホン基材；ポリエーテルエーテルケトン基材；ポリエーテルイミド基材；ポリエチレンナフタレート基材；ポリエステル基材；ポリイミド基材；ポリスルホン基材またはフッ素ポリマー基材である、請求項１０に記載の液晶フィルム。
12. 基材層と液晶層との間に存在する配向膜をさらに含む、請求項１０または１１に記載の液晶フィルム。
13. 請求項１１に記載の液晶フィルムを含むディスプレイ装置。

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