KR101413824B1

KR101413824B1 - 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법

Info

Publication number: KR101413824B1
Application number: KR1020137032663A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 아사노이; 나오 무라카미; 히로유키 요시미
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2014-07-01
Also published as: TWI437289B; TW201142378A; EP2518540A1; KR20140009549A; US20120219707A1; WO2011078055A1; KR101381026B1; KR20120096038A

Abstract

반사 대역폭이 300 ㎚ 이상인 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법으로서, 간략화된 공정으로 이루어짐과 함께, 황변이 없는 양호한 외관을 갖는 광대역 콜레스테릭 액정 필름을 제조할 수 있는, 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제조 방법은, 반사 대역폭이 300 ㎚ 이상인 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법으로서, 중합성 메소겐 화합물 (a), 중합성 카이럴제 (b), 및 열중합 개시제 (c) 를 함유하는 액정 조성물을 배향 기재 상에 도포하는 공정과, 그 액정 조성물의 열중합에 의한 광대역화 공정을 포함하고, 하기 (ⅰ) 또는 (ⅱ) 이다. (ⅰ) 그 액정 조성물 중의 그 열중합 개시제 (c) 의 함유 비율이, 중합성 메소겐 화합물 (a) 및 중합성 카이럴제 (b) 의 합계 100 중량부에 대해 0.2 ∼ 4 중량부이다. (ⅱ) 그 열중합을, 가열 온도가 70 ∼ 150 ℃ 에 있어서, 산소 농도 5 체적％ 이하의 산소를 함유하는 불활성 가스 분위기하에서 실시한다.

Description

광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCTION OF BROAD-BAND CHOLESTERIC LIQUID CRYSTAL FILM}

본 발명은, 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 반사 대역폭이 300 ㎚ 이상인 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

원편광 분리 기능을 갖는 콜레스테릭 액정은, 액정의 나선의 회전 방향과 원편광 방향이 일치하고, 파장이 액정의 나선 피치인 원편광의 광만을 반사하는 선택 반사 특성을 갖는다. 이 선택 반사 특성에 의해, 콜레스테릭 액정은 휘도 향상 필름이나 컬러 필터에 이용되고 있다.

그러나, 콜레스테릭 액정의 선택 반사 특성은 특정 파장 대역에만 한정되어, 가시광선 전역의 커버를 실시하는 것은 곤란하다.

콜레스테릭 액정의 선택 반사 파장 영역폭 △λ 는,

△λ ＝ 2 λ·(ne － no)/(ne ＋ no)

no : 콜레스테릭 액정 분자의 정상광에 대한 굴절률

ne : 콜레스테릭 액정 분자의 이상광에 대한 굴절률

λ : 선택 반사의 중심 파장

으로 나타내고, 콜레스테릭 액정 그 자체의 분자 구조에 의존한다.

상기 식으로부터, ne － no 를 크게 하면 선택 반사 파장 영역폭 △λ 는 넓어지는데, ne － no 는 통상적으로 0.3 이하이다. 이 값을 크게 하면 액정으로서의 다른 기능 (배향 특성, 액정 온도 등) 이 불충분해져 실용이 곤란해진다. 따라서, 현실적으로는, 선택 반사 파장 영역폭 △λ 는 가장 커도 150 ㎚ 정도가 된다. 콜레스테릭 액정으로서 실용 가능한 것의 대부분은, 현상, 30 ∼ 100 ㎚ 정도이다.

또, 선택 반사 중심 파장 λ 는,

λ ＝ (ne ＋ no)P/2

P : 콜레스테릭 액정 1 회전 비틀림에 필요로 하는 나선 피치 길이

로 나타내며, 피치 일정이면 액정 분자의 평균 굴절률과 피치 길이에 의존한다.

그래서, 가시광 전역을 커버하기 위해, 상이한 선택 반사 중심 파장을 갖는 복수층을 적층하는 방법 (예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조) 이나, 특수한 조건하에서 자외선 중합함으로써 피치 길이를 두께 방향에서 연속 변화시켜 선택 반사 중심 파장 그 자체의 존재 분포를 형성하는 방법 (예를 들어, 특허문헌 3 참조) 이 제안되어 있다.

그러나, 상이한 선택 반사 중심 파장을 갖는 복수층을 적층하는 방법에서는, 공정 수가 많아진다는 문제나, 수율이 악화된다는 문제가 발생한다.

한편, 특수한 조건하에서 자외선 중합함으로써 피치 길이를 두께 방향에서 연속 변화시켜 선택 반사 중심 파장 그 자체의 존재 분포를 형성하는 방법은, 콜레스테릭 액정 조성물을 자외선 노광에 의해 경화시킬 때에, 노광면측과 출사면측의 노광 강도에 차이를 두고, 중합 속도에 차이를 둠으로써, 반응 속도가 상이한 액정 조성물의 조성비 변화를 두께 방향에서 형성한다는 것이다. 그러나, 이 방법에서는 장시간의 자외선 조사를 필요로 하거나, 반경화 상태에서 광대역화한 후에 고강도의 자외선 조사를 실시하는 본 경화 공정을 필요로 하거나, 자외선 조사에 의한 경화시에 있어서의 가열을 추가로 필요로 하는 등, 제조 공정이 복잡화된다는 문제가 발생한다. 또, 자외선 조사에 의해 얻어지는 필름에 황변이 일어나, 외관이 나빠진다는 문제가 발생한다.

일본 공개특허공보 2004-212909호 일본 공개특허공보 2004-258405호 일본 특허 제4133839호

본 발명의 목적은, 반사 대역폭이 300 ㎚ 이상인 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법으로서, 간략화된 공정으로 이루어짐과 함께, 황변이 없는 양호한 외관을 갖는 광대역 콜레스테릭 액정 필름을 제조할 수 있는, 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제조 방법은,

반사 대역폭이 300 ㎚ 이상인 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법으로서,

중합성 메소겐 화합물 (a), 중합성 카이럴제 (b), 및 열중합 개시제 (c) 를 함유하는 액정 조성물을 배향 기재 상에 도포하는 공정과, 그 액정 조성물의 열중합에 의한 광대역화 공정을 포함하고,

그 액정 조성물 중의 그 열중합 개시제 (c) 의 함유 비율이, 중합성 메소겐 화합물 (a) 및 중합성 카이럴제 (b) 의 합계 100 중량부에 대해 0.2 ∼ 4 중량부이다.

바람직한 실시형태에 있어서는, 상기 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 피치 길이가, 상기 배향 기재측으로부터 연속적으로 작아지도록 변화하고 있다.

본 발명의 제조 방법은, 또,

그 열중합을, 가열 온도가 70 ∼ 150 ℃ 에 있어서, 산소 농도 5 체적％ 이하의 산소를 함유하는 불활성 가스 분위기하에서 실시한다.

본 발명에 의하면, 반사 대역폭이 300 ㎚ 이상인 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법으로서, 간략화된 공정으로 이루어짐과 함께, 황변이 없는 양호한 외관을 갖는 광대역 콜레스테릭 액정 필름을 제조할 수 있는, 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 제조 방법은, 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법이다.

본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름은, 반사 대역폭이 300 ㎚ 이상으로, 매우 넓은 대역의 반사 대역폭을 갖는다. 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 반사 대역폭은, 바람직하게는 350 ㎚ 이상이며, 보다 바람직하게는 400 ∼ 800 ㎚ 이다.

본 발명의 제조 방법은, 중합성 메소겐 화합물 (a), 중합성 카이럴제 (b), 및 열중합 개시제 (c) 를 함유하는 액정 조성물을 배향 기재 상에 도포하는 공정과, 그 액정 혼합물의 열중합에 의한 광대역화 공정을 포함한다.

중합성 메소겐 화합물 (a) 로는, 임의의 적절한 중합성 메소겐 화합물이 채용될 수 있다. 예를 들어, 일본 공표특허공보 2002-533742 (WO00/37585), EP358208 (US5211877), EP66137 (US4388453), WO93/22397, EP0261712, DE19504224, DE4408171, 및 GB2280445 등에 기재된 중합성 메소겐 화합물을 사용할 수 있다. 이와 같은 중합성 메소겐 화합물의 구체예로는, 예를 들어, BASF 사의 상품명 LC242, Merck 사의 상품명 E7, Wacker-Chem 사의 상품명 LC-Sillicon-CC3767 을 들 수 있다.

중합성 메소겐 화합물 (a) 로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-287623호의 단락 0035 ∼ 0047 에 기재된 액정 모노머를 바람직하게 사용할 수 있다. 중합성 메소겐 화합물 (a) 는, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 액정 조성물 중에 있어서의 중합성 메소겐 화합물 (a) 의 함유 비율은, 바람직하게는 75 ∼ 98 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 80 ∼ 98.5 중량％ 이며, 더욱 바람직하게는 85 ∼ 98 중량％ 이다. 상기 액정 조성물 중에 있어서의 중합성 메소겐 화합물 (a) 의 함유 비율이 75 중량％ 미만인 경우에는, 조성물이 액정 상태를 충분히 나타내지 않고, 결과적으로, 콜레스테릭 배향이 충분히 형성되지 않는 경우가 있다. 상기 액정 조성물 중에 있어서의 중합성 메소겐 화합물 (a) 의 함유 비율이 98 중량％ 를 초과하는 경우에는, 중합성 카이럴제 (b) 의 함유량이 적어져 비틀림이 충분히 부여되지 않기 때문에, 콜레스테릭 배향이 충분히 형성되지 않는 경우가 있다.

중합성 카이럴제 (b) 로는, 액정 재료를 원하는 콜레스테릭 구조로 배향할 수 있는 임의의 적절한 재료가 채용될 수 있다. 예를 들어, 이와 같은 카이럴제의 비틀림력은, 바람직하게는 1 × 10^-6 ㎚^-1·(wt％)^-1 이상이고, 더욱 바람직하게는 1 × 10^-5 ㎚^-1·(wt％)^-1∼ 1 × 10^-2 ㎚^-1·(wt％)^- ¹이며, 가장 바람직하게는 1 × 10^-4 ㎚^-1·(wt％)^-1∼ 1 × 10^-3 ㎚^-1·(wt％)^- ¹이다. 이와 같은 비틀림력을 갖는 중합성 카이럴제를 사용함으로써, 콜레스테릭 배향 고화층의 나선 피치를 원하는 범위로 제어할 수 있고, 그 결과, 선택 반사의 파장역을 원하는 범위로 제어할 수 있다.

중합성 카이럴제 (b) 로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-287623호의 단락 0048 ∼ 0056 에 기재된 카이럴제를 바람직하게 사용할 수 있다. 중합성 카이럴제 (b) 는, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 액정 조성물 중에 있어서의 중합성 카이럴제 (b) 의 함유 비율은, 바람직하게는 1 ∼ 20 중량％ 이고, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 15 중량％ 이며, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 10 중량％ 이다. 상기 액정 조성물 중에 있어서의 중합성 카이럴제 (b) 의 함유 비율이 1 중량％ 미만인 경우에는, 비틀림이 충분히 부여되지 않게 되기 때문에, 콜레스테릭 배향이 충분히 형성되지 않는 경우가 있다. 상기 액정 조성물 중에 있어서의 중합성 카이럴제 (b) 의 함유 비율이 20 중량％ 를 초과하는 경우에는, 액정 상태를 나타내는 온도 범위가 매우 좁아진다.

열중합 개시제 (c) 로는, 임의의 적절한 열중합 개시제가 채용될 수 있다. 예를 들어, 2,2-아조비스이소부티로니트릴, 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조계 화합물 ; 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 디숙신산퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드 ; 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드 등의 디알킬퍼옥사이드 ; t-부틸퍼옥시아세테이트, t-부틸퍼옥시피발레이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, t-부틸말레산헤미퍼에스테르 등의 퍼옥시에스테르 ; t-부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드 등의 하이드로퍼옥사이드 ; 메틸에틸케톤퍼옥사이드 등의 케톤퍼옥사이드 ; 등의 유기 과산화물을 들 수 있다.

상기 액정 조성물 중에 있어서의 열중합 개시제 (c) 의 함유 비율은, 중합성 메소겐 화합물 (a) 및 중합성 카이럴제 (b) 의 합계 100 중량부에 대해, 바람직하게는 0.2 ∼ 4 중량부이고, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 4 중량부이며, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 3.5 중량부이고, 특히 바람직하게는 0.5 ∼ 3 중량부이다. 중합성 메소겐 화합물 (a) 및 중합성 카이럴제 (b) 의 합계 100 중량부에 대해 열중합 개시제 (c) 의 함유 비율이 0.2 중량부 미만인 경우에는, 가열시의 라디칼의 발생량이 불충분하기 때문에, 경화가 진행되지 않을 우려가 있다. 중합성 메소겐 화합물 (a) 및 중합성 카이럴제 (b) 의 합계 100 중량부에 대해 열중합 개시제 (c) 의 함유 비율이 4 중량부를 초과하는 경우에는, 액정 상태를 나타내는 온도 범위가 좁아지고, 백탁되기 쉬운 데다가, 라디칼 발생량이 증대되기 때문에 경화 속도가 빨라져, 광대역화에 필요한 모노머의 확산이 불충분해질 우려가 있다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 열중합에 의해 콜레스테릭 액정을 발현시키기 때문에, 자외선 조사에 의한 중합을 실시할 필요가 없다. 따라서, 상기 액정 조성물은 광중합 개시제를 함유하지 않는다.

상기 액정 조성물은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 임의의 적절한 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 첨가제로는, 예를 들어, 노화 방지제, 변성제, 계면 활성제, 염료, 안료, 변색 방지제, 자외선 흡수제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 보다 구체적으로는, 상기 노화 방지제로는, 예를 들어, 페놀계 화합물, 아민계 화합물, 유기 황계 화합물, 포스핀계 화합물을 들 수 있다. 상기 변성제로는, 예를 들어, 글리콜류, 실리콘류나 알코올류를 들 수 있다. 상기 계면 활성제는, 예를 들어, 광학 보상층의 표면을 평활하게 하기 위해 첨가되며, 예를 들어, 실리콘계, 아크릴계, 불소계의 계면 활성제를 들 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 상기 액정 조성물은, 그대로 배향 기재 상에 도포해도 되고, 용매에 용해 또는 분산시켜 배향 기재 상에 도포해도 된다. 이와 같은 용매로는, 예를 들어, 클로로포름, 디클로로메탄, 사염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄, 염화메틸렌, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류, 페놀, p-클로로페놀, o-클로로페놀, m-크레졸, o-크레졸, p-크레졸 등의 페놀류, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메톡시벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 아세톤, 메틸에틸케톤 (MEK), 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤계 용매, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용매, t-부틸알코올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 2-메틸-2,4-펜탄디올과 같은 알코올계 용매, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드와 같은 아미드계 용매, 아세토니트릴, 부티로니트릴과 같은 니트릴계 용매, 디에틸에테르, 디부틸에테르, 테트라하이드로푸란, 디옥산과 같은 에테르계 용매, 혹은 이황화탄소, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등을 들 수 있다. 이들 용매는, 1 종만 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 배향 기재로는, 액정을 배향시킬 수 있는 임의의 적절한 기재가 채용될 수 있다. 대표적으로는, 각종 플라스틱 필름을 들 수 있다. 플라스틱으로는, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜텐-1) 등의 폴리올레핀, 폴리이미드, 폴리이미드아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리케톤술파이드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 아크릴 수지, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 셀룰로오스계 플라스틱스, 에폭시 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 이들 플라스틱을 연신시킨 것도 들 수 있다. 또, 알루미늄, 구리, 철 등의 금속제 기판, 세라믹제 기판, 유리제 기판 등의 표면에, 상기와 같은 플라스틱 필름이나 시트를 배치한 것도 들 수 있다. 또, 상기 기재 혹은 상기 플라스틱 필름 또는 시트의 표면에 SiO₂ 사방 (斜方) 증착막을 형성한 것도 들 수 있다. 배향 기재의 두께는, 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 500 ㎛ 이고, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ ∼ 200 ㎛ 이며, 가장 바람직하게는 15 ㎛ ∼ 150 ㎛ 이다. 이와 같은 두께이면, 기재로서 충분한 강도를 갖기 때문에, 예를 들어, 제조시에 파단되거나 하는 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 있어서, 배향 기재 상으로의 상기 액정 조성물의 도포는, 임의의 적절한 도포 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 캐스트법 등을 들 수 있다.

상기 액정 조성물의 도포 두께는, 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 두께로서, 바람직하게는 3 ∼ 20 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 3 ∼ 15 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 10 ㎛ 이고, 특히 바람직하게는 4 ∼ 10 ㎛ 이다. 상기 두께가 3 ㎛ 보다 얇으면, 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름에 있어서 반사 대역폭을 300 ㎚ 이상으로 하는 만큼의 나선 피치를 형성할 수 없을 우려가 있다. 상기 두께가 20 ㎛ 보다 두꺼우면, 배향 규제력을 충분히 작용시킬 수 없어 배향 불량이 발생할 우려가 있다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상기 액정 조성물의 열중합에 의한 광대역화 공정을 포함한다.

상기 열중합에 있어서의 가열 온도는, 바람직하게는 70 ∼ 150 ℃ 이고, 보다 바람직하게는 80 ∼ 140 ℃ 이며, 더욱 바람직하게는 80 ∼ 130 ℃ 이다. 상기 열중합에 있어서의 가열 온도가 70 ℃ 보다 낮으면, 열중합 개시제에 의한 라디칼의 발생이 적어, 경화가 진행되지 않을 우려가 있다. 상기 열중합에 있어서의 가열 온도가 150 ℃ 보다 높으면, 액정이 등방상 (等方相) 으로 상전이하여, 선택 반사를 발현하지 않을 우려가 있다.

상기 열중합의 가열 시간은 바람직하게는 2 분 이상이고, 보다 바람직하게는 2 ∼ 30 분이며, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 20 분이다. 상기 열중합에 있어서의 가열 시간이 2 분보다 짧으면, 열중합 개시제로부터의 라디칼 발생량이 불충분해질 우려가 있다. 또, 상기 열중합에 있어서의 가열 시간이 지나치게 길면, 제조 공정이 길어져 롤 투 롤에 적합하지 않을 우려가 있다.

상기 열중합은, 바람직하게는 산소 농도 5 체적％ 이하의 산소를 함유하는 불활성 가스 분위기하에서 실시한다. 이 산소 농도는, 보다 바람직하게는 4 체적％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 3 체적％ 이하이며, 특히 바람직하게는 2.5 체적％ 이하이고, 가장 바람직하게는 2 체적％ 이하이다. 이 산소 농도의 하한은, 바람직하게는 0 체적％ 를 초과한 값이다. 상기 산소 농도가 5 체적％ 를 초과하면, 열중합 개시제로부터 발생한 라디칼이 산소에 포착되어 경화가 진행되지 않을 우려가 있다. 한편, 상기 산소 농도가 0 체적％ 인 경우, 공기면에서의 산소 저해가 없기 때문에, 기재면과의 반응 속도 차이가 나기 어려워 광대역화가 일어나지 않을 우려가 있다.

상기 불활성 가스로는, 임의의 적절한 불활성 가스를 채용할 수 있다. 예를 들어, 질소, 아르곤, 헬륨, 네온, 크세논, 크립톤 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 질소가 가장 범용성이 높기 때문에 바람직하다.

본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름은, 바람직하게는, 그 피치 길이가 배향 기재측으로부터 연속적으로 작아지도록 변화하고 있다. 이 피치 길이는, 배향 기재측과 그 반대측의 차이가 바람직하게는 적어도 250 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 적어도 300 ㎚ 이다. 또한, 피치 길이는, 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 단면 TEM 상으로부터 판독할 수 있다.

본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름은, 상기와 같이, 바람직하게는 피치 길이가 일방의 측으로부터 연속적으로 좁아지도록 변화하고 있는 그랑장 (grandjean) 구조를 갖는다. 긴 피치 길이측에는 연속적 또는 불연속적으로, 적외 영역의 반사를 나타내는 피치 길이의 나선 구조 또는 나선이 거의 해소된 층을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름에 있어서, 긴 피치 길이의 나선 구조 또는 나선이 거의 해소된 층은, 정면으로부터의 입사광에 대해 광학적으로 50 ∼ 450 ㎚ 의 위상차값을 갖는 위상차층인 것이 바람직하다. 이와 같이, 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름은, 바람직하게는 그랑장 구조를 갖고, 콜레스테릭 액정으로서 가시 영역 (380 ∼ 780 ㎚) 에 있어서 선택 반사를 나타내는 부분을 가짐과 함께, 선택 반사를 나타내는 부분과는 전혀 상이한 피치의 층을 긴 피치 길이 측에 갖고 있다. 이 층은 광학적인 특성으로서 위상차층이 될 수 있다. 그 위상차값은, 바람직하게는 50 ∼ 450 ㎚ 의 사이에서 제어 가능하다. 예를 들어, 이 위상차값이 100 ∼ 160 ㎚ 가 될 때에는, 콜레스테릭 액정 필름을 통과하는 가시광역의 광은 직선 편광을 나타낼 수 있다. 한편, 위상차값이 200 ∼ 400 ㎚ 가 될 때에는, 콜레스테릭 액정을 투과한 원편광 상태와는 반대의 회전의 원편광 상태로 변환할 수 있다. 이로써, 광대역 콜레스테릭 액정 필름이 갖는 위상차층의 위상차값에 따라, 투과광의 편광 상태를 자유롭게 컨트롤하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름은, 사용하는 액정 디스플레이의 모드에 맞춘 편광판으로서 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예에 있어서의 평가 방법은 하기와 같다. 또, 특별히 명기하지 않는 한, 실시예에 있어서의 「부」및 「％」는 중량 기준이다.

＜반사 스펙트럼의 측정＞

얻어진 콜레스테릭 액정 필름을 유리에 전사하여 측정용 샘플로 하고, 히타치 하이테크사 제조의 U-4100 을 사용하여 측정하였다.

＜황변의 평가＞

히타치 하이테크사 제조의 U-4100 을 사용하여 YI 값을 측정하였다. YI 값이 1 이하인 경우를 황변 없음으로 판단하였다.

＜질소 가스 중의 산소 농도의 조정＞

금속제의 밀폐 가능한 용기의 개구부로부터 산소 농도계의 센서부를 끼워, 질소 가스를 봉입하면서 용기 내의 산소 농도를 측정하였다. 원하는 산소 농도까지 저하시킨 시점에서 센서를 뽑아, 질소 가스의 봉입을 멈추고 개구부를 닫았다.

[실시예 1-1]

중합성 메소겐 화합물 (a) 로서 LC242 (BASF 사 제조) 97.5 중량부, 중합성 카이럴제 (b) 로서 LC756 (BASF 사 제조) 2.5 중량부, 및 열중합 개시제 (c) 로서 V-65 (와코 순약 공업사 제조) 0.5 중량부로 이루어지는 혼합물의 시클로펜타논 용액 (30 중량％ 고체 함유량) 을 조제하였다.

상기 용액을 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재에 캐스트하고, 산소 농도 0.5 체적％ 의 산소를 함유하는 질소 가스 분위기하에서, 100 ℃ 에서 10 분간 열중합을 실시하여 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (1-1) 을 얻었다.

결과를 표 1 에 나타내었다.

[실시예 1-2]

열중합 개시제 (c) 의 양을 1.0 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (1-2) 를 얻었다.

결과를 표 1 에 나타내었다.

[실시예 1-3]

열중합 개시제 (c) 의 양을 2.0 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (1-3) 을 얻었다.

결과를 표 1 에 나타내었다.

[실시예 1-4]

열중합 개시제 (c) 의 양을 3.0 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (1-4) 를 얻었다.

결과를 표 1 에 나타내었다.

[비교예 1-1]

열중합 개시제 (c) 를 사용하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C1-1) 을 얻었다.

결과를 표 2 에 나타내었다.

[비교예 1-2]

열중합 개시제 (c) 의 양을 0.1 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C1-2) 를 얻었다.

결과를 표 2 에 나타내었다.

[비교예 1-3]

열중합 개시제 (c) 의 양을 5.0 중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C1-3) 을 얻었다.

결과를 표 2 에 나타내었다.

[비교예 1-4]

중합성 메소겐 화합물 (a) 로서 LC242 (BASF 사 제조) 97.5 중량부, 중합성 카이럴제 (b) 로서 LC756 (BASF 사 제조) 2.5 중량부, 및 광중합 개시제로서 IRGACURE907 (치바·재팬사 제조) 5.0 중량부로 이루어지는 혼합물의 시클로펜타논 용액 (30 중량％ 고체 함유량) 을 조제하였다.

상기 용액을 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재에 캐스트하고, 100 ℃ 에서 2 분간 건조시켜 용매를 제거하였다. 그 후, 100 ℃ 로 가열하면서, 배향 기재측으로부터 산소 농도 21 체적％ 의 산소를 함유하는 질소 가스 분위기하에서, 자외선을 6 ㎽/㎠ 로 5 분간 조사하여 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C1-4) 를 얻었다.

결과를 표 2 에 나타내었다.

[실시예 2-1]

중합성 메소겐 화합물 (a) 로서 LC242 (BASF 사 제조) 97.5 중량부, 중합성 카이럴제 (b) 로서 LC756 (BASF 사 제조) 2.5 중량부, 및 열중합 개시제 (c) 로서 V-65 (와코 순약 공업사 제조) 1.0 중량부로 이루어지는 혼합물의 시클로펜타논 용액 (30 중량％ 고체 함유량) 을 조제하였다.

상기 용액을 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재에 캐스트하고, 산소 농도 0.2 체적％ 의 산소를 함유하는 질소 가스 분위기하에서, 100 ℃ 에서 10 분간 열중합을 실시하여 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-1) 을 얻었다.

결과를 표 3 에 나타내었다.

[실시예 2-2]

질소 가스 중의 산소 농도를 0.5 체적％ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-2) 를 얻었다.

결과를 표 3 에 나타내었다.

[실시예 2-3]

질소 가스 중의 산소 농도를 1.0 체적％ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-3) 을 얻었다.

결과를 표 3 에 나타내었다.

[실시예 2-4]

질소 가스 중의 산소 농도를 0 체적％ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-4) 를 얻었다.

결과를 표 3 에 나타내었다.

[실시예 2-5]

질소 가스 중의 산소 농도를 3.0 체적％ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-5) 를 얻었다.

결과를 표 3 에 나타내었다.

[실시예 2-6]

중합 온도를 80 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-3 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-6) 을 얻었다.

결과를 표 4 에 나타내었다.

[실시예 2-7]

중합 온도를 120 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-3 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-7) 을 얻었다.

결과를 표 4 에 나타내었다.

[실시예 2-8]

중합 온도를 80 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-5 와 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-8) 을 얻었다.

결과를 표 4 에 나타내었다.

[실시예 2-9]

중합 온도를 120 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-5 와 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (2-9) 를 얻었다.

결과를 표 4 에 나타내었다.

[비교예 2-1]

질소 가스 중의 산소 농도를 7.0 체적％ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-1) 을 얻었다.

결과를 표 5 에 나타내었다.

[비교예 2-2]

질소 가스 중의 산소 농도를 10 체적％ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-2) 를 얻었다.

결과를 표 5 에 나타내었다.

[비교예 2-3]

질소 가스 중의 산소 농도를 21 체적％ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-3) 을 얻었다.

결과를 표 5 에 나타내었다.

[비교예 2-4]

중합 온도를 50 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-3 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-4) 를 얻었다.

결과를 표 5 에 나타내었다.

[비교예 2-5]

중합 온도를 160 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-3 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-5) 를 얻었다.

결과를 표 5 에 나타내었다.

[비교예 2-6]

중합 온도를 50 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-5 와 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-6) 을 얻었다.

결과를 표 5 에 나타내었다.

[비교예 2-7]

중합 온도를 160 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-5 와 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-7) 을 얻었다.

결과를 표 6 에 나타내었다.

[비교예 2-8]

중합 온도를 50 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-4 와 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-8) 을 얻었다.

결과를 표 6 에 나타내었다.

[비교예 2-9]

중합 온도를 160 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-4 와 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-9) 를 얻었다.

결과를 표 6 에 나타내었다.

[비교예 2-10]

질소 가스 중의 산소 농도를 10 체적％ 로 하고, 중합 온도를 160 ℃ 로 한 것 이외에는, 실시예 2-1 과 동일하게 실시하여, 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-10) 을 얻었다.

결과를 표 6 에 나타내었다.

[비교예 2-11]

상기 용액을 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재에 캐스트하고, 100 ℃ 에서 2 분간 건조시켜 용매를 제거하였다. 그 후, 100 ℃ 로 가열하면서, 배향 기재측으로부터 산소 농도 21 체적％ 의 산소를 함유하는 질소 가스 분위기하에서, 자외선을 6 ㎽/㎠ 로 5 분간 조사하여 광대역 콜레스테릭 액정 필름 (C2-11) 을 얻었다.

결과를 표 6 에 나타내었다.

산업상 이용가능성

본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 광대역 콜레스테릭 액정 필름은, IR 필터, 밴드 패스 필터, UV 반사막, 휘도 향상 필름, 조광 필름, 위상차판, 노치 필터 등에 바람직하게 사용된다.

Claims

반사 대역폭이 300 ㎚ 이상인 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법으로서,
중합성 메소겐 화합물 (a), 중합성 카이럴제 (b), 및 열중합 개시제 (c) 를 함유하는 액정 조성물을 배향 기재 상에 도포하는 공정과, 상기 액정 조성물의 열중합에 의한 광대역화 공정을 포함하고,
상기 열중합을, 가열 온도가 70 ∼ 150 ℃ 에 있어서, 산소 농도가 0 체적% 초과 5 체적％ 이하의 산소를 함유하는 불활성 가스 분위기하에서 실시하고,
상기 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 피치 길이가, 상기 배향 기재측으로부터 연속적으로 작아지도록 변화하고 있는, 광대역 콜레스테릭 액정 필름의 제조 방법.
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