KR101756563B1

KR101756563B1 - 중합성 액정 화합물, 액정 조성물, 고분자 재료와 그 제조 방법 및 필름

Info

Publication number: KR101756563B1
Application number: KR1020157006932A
Authority: KR
Inventors: 히로시 마츠야마; ?야 가토; 야 가토; 마사루 요시카와
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2017-07-26
Also published as: TWI586790B; WO2014050427A1; CN104684944A; CN104684944B; KR20150047530A; US20150191651A1; TW201418424A; JP2014198815A; JP5786000B2

Abstract

간편하게 합성할 수 있고, 결정화 억제의 성능이 높은 중합성 액정 화합물의 제공.
일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물

(A¹ 은 탄소 원자수 2 ∼ 18 의 알킬렌기를 나타내고, 그 알킬렌기 중의 1 개의 CH₂ 또는 인접하고 있지 않은 2 이상의 CH₂ 는 -O- 로 치환되어 있어도 되고；Z¹ 은 -CO-, -O-CO- 또는 단결합을 나타내고；Z² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고；R¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；R² 는 수소, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기 또는 페닐기, 알릴옥시기, 비닐기, 아크릴로일아미노기, 메타크릴로일아미노기, N-알릴옥시카바모일기, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기, N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기 또는 N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기를 나타내고；L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 탄소 원자수 2 ∼ 5 의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2 ∼ 4 의 아실기, 할로겐 원자 또는 수소 원자를 나타내고, L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 수소 원자 이외의 치환기를 나타낸다).

Description

중합성 액정 화합물, 액정 조성물, 고분자 재료와 그 제조 방법 및 필름 {POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTAL COMPOUND, LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, POLYMER MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND FILM}

본 발명은, 광학 이방성 필름, 차열 필름 등의 여러 가지 광학 부재의 재료를 비롯한, 다양한 용도에 유용한 중합성 액정 화합물, 그 중합성 액정 화합물을 사용한 액정 조성물, 그 액정 조성물을 사용한 고분자 재료의 제조 방법, 고분자 재료 및 필름에 관한 것이다.

액정 재료는 위상차판, 편광 소자, 선택 반사막, 컬러 필터, 반사 방지막, 시야각 보상막, 홀로그래피, 배향막 등의 많은 공업 분야에 이용되고 있다. 그 중에서도, 2 관능 액정성 (메트)아크릴레이트 화합물은 범용성이 높아, 많은 용도에 이용되고 있다.

그러나, 2 관능 액정성 (메트)아크릴레이트 화합물은 결정성이 매우 높고, 2 관능 액정성 (메트)아크릴레이트 화합물 단독 혹은 조성물은 도포 공정에서 용이하게 결정이 석출되어 버리는 것이 문제가 되고 있다. 그 때문에, 중합성 액정의 결정 석출 억제에 효과가 있는 첨가제의 개발이 요망되고 있다.

이에 대해, 목적으로 하는 중합성 액정에 대하여, 다른 중합성 액정 화합물을 혼합함으로써 융점이 내려가는 것이 알려져 있는 바, 특허문헌 1 에는, 또한 특정한 분자 구조의 중합성 액정 화합물을 혼합하면 결정화도 억제할 수 있는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 1 에는, 탄소수 4 이상의 치환기를 갖는 하이드로퀴논 코어에 탄소수 5 이상의 치환기를 갖는 2 관능 (메트)아크릴레이트 화합물을 액정 재료 중에 첨가함으로써, 그 배향성 및 경화성 등의 특성을 저하시키는 일 없이, 액정 상태를 실온까지 과냉각시켜도 결정화를 억제할 수 있는 것이 기재되어 있다. 그러나 특허문헌 1 에는 2 관능의 중합성 액정 화합물만이 기재되어 있어, 코어 부분의 별도 합성이 필요해지는 합성 적정이 낮은 분자 구조인 점에서 불만이 남는 것이었다.

한편, 비특허문헌 1 에는, 결정화 억제에 관한 기술은 없기는 하지만, 치환기를 갖는 하이드로퀴논 코어의 벤조산에스테르인 단관능의 중합성 액정 화합물이 기재되어 있다. 비특허문헌 1 에 기재된 단관능의 중합성 액정 화합물은, 메틸하이드로퀴논의 2 개의 상이한 벤조산에스테르로서, 일방에 (메트)아크릴레이트기를 갖는 벤조산에스테르를 갖고, 다른 일방에 탄소수 6 의 알콕시기를 측사슬에 갖는 벤조산에스테르를 갖는 화합물이었다. 또한, 비특허문헌 1 에서는, 상기 단관능의 중합성 액정 화합물 95 질량％ 와, 키랄제 5 질량％ 와, 중합 개시제를 포함하는 액정 조성물을 사용하여 콜레스테릭 액정막을 제조하고 있기 때문에, 비특허문헌 1 에는 상기 단관능의 중합성 액정 화합물을 결정화 억제를 위해서 첨가제로서 사용하는 것은 시사되어 있지 않았다.

또, 특허문헌 2 에도, 결정화 억제에 관한 기술은 없기는 하지만, 치환기를 갖는 하이드로퀴논 코어의 벤조산에스테르인 단관능의 중합성 액정 화합물을, 2 관능의 중합성 액정 화합물과의 랜덤 혼합물로서 제조하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 2 에 기재된 랜덤 혼합물에 포함되는 단관능의 중합성 액정 화합물은, 메틸하이드로퀴논의 2 개의 상이한 벤조산에스테르로서, 일방에 (메트)아크릴레이트기를 갖는 벤조산에스테르를 갖고, 다른 일방에 탄소수 4 의 알콕시기를 측사슬에 갖는 벤조산에스테르를 갖는 화합물이었다. 또한, 특허문헌 2 에도, 동 문헌에 기재된 화합물이 결정화 억제 효과를 발휘하는지 여부에 관하여, 개시도 시사도 없었다.

일본 공개특허공보 2009-184974호 일본 공표특허공보 2002-536529호

Molecular Crystals and Liquid Crystals (2010), 530 169-174

그러나, 목적으로 하는 중합성 액정에 대해, 다른 중합성 액정 화합물을 혼합함으로써 일반적으로 융점은 내려가는 것은 상기와 같이 알려져 있기는 했지만, 그 중에서 어떠한 분자 구조의 화합물을 첨가하면 결정화 억제 효과를 발휘하는지에 대해서는, 지금까지 충분한 지견은 없고, 예측하는 것이 어려운 것이 실정이었다.

이와 같은 상황 아래, 본 발명자들이 실제로 비특허문헌 1 에 기재된 단관능의 중합성 액정 화합물을 첨가제로서 사용하여 결정화 억제 효과를 실제로 시험한 결과, 결정화 억제 효과는 낮은 것을 알 수 있었다. 또, 마찬가지로 특허문헌 2 에 기재된 단관능의 중합성 액정 화합물을 첨가제로서 사용하여 결정화 억제 효과를 실제로 시험한 결과, 결정화 억제 효과는 낮은 것을 알 수 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간편하게 합성할 수 있고, 결정화 억제의 성능이 높은 중합성 액정 화합물을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명자가 예의 검토한 결과, 치환기를 갖는 하이드로퀴논 코어의 특정한 구조의 에스테르를 좌우 비대칭 구조의 단관능 화합물로 하고, 중합성기를 포함하지 않는 측의 페닐기로 치환되어 있는 치환기의 길이를 특허문헌 2 및 비특허문헌 1 에는 구체적으로 개시되어 있는 화합물보다 짧게 컨트롤한 중합성 액정 화합물은 결정성이 약해져, 다른 중합성 액정 화합물의 결정화를 강하게 억제할 수 있는 것을 알아내기에 이르렀다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단인 본 발명은 이하와 같다.

[1] 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 중합성 액정 화합물.

[화학식 1]

(일반식 (1) 중, A¹ 은 탄소 원자수 2 ∼ 18 의 알킬렌기를 나타내고, 그 알킬렌기 중의 1 개의 CH₂ 또는 인접하고 있지 않은 2 이상의 CH₂ 는 -O- 로 치환되어 있어도 되고；

Z¹ 은 -CO-, -O-CO- 또는 단결합을 나타내고；

Z² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고；

R¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；

R² 는 수소, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기, 페닐기, 알릴옥시기, 비닐기, 아크릴로일아미노기, 메타크릴로일아미노기, N-알릴옥시카바모일기, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기, N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기 또는 N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기를 나타내고；

L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 탄소 원자수 2 ∼ 5 의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2 ∼ 4 의 아실기, 할로겐 원자 또는 수소 원자를 나타내고, L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 수소 원자 이외의 치환기를 나타낸다.)

[2] [1] 에 기재된 중합성 액정 화합물은, 일반식 (1) 중, R² 는 수소, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기 또는 페닐기를 나타내는 것이 바람직하다.

[3] [1] 또는 [2] 에 기재된 중합성 액정 화합물은, L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 수소 원자를 나타내고, L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알킬기인 것이 바람직하다.

[4] [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 메틸기 또는 수소 원자를 나타내고, L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 메틸기인 것이 바람직하다.

[5] [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 메틸기 또는 수소 원자를 나타내고, L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 메틸기가 1 개이고 수소 원자가 3 개인 것이 바람직하다.

[6] [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, Z¹ 이 단결합을 나타내는 것이 바람직하다.

[7] [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, A¹ 이 탄소 원자수 3 ∼ 6 의 메틸렌기인 것이 바람직하다.

[8] [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, A¹ 이 탄소 원자수 4 의 메틸렌기인 것이 바람직하다.

[9] [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, Z² 가 -CO- 를 나타내는 것이 바람직하다.

[10] [1] ∼ [9] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, R¹ 이 수소 원자를 나타내는 것이 바람직하다.

[11] [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, R² 가 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 페닐기, 아크릴로일아미노기 또는 메타크릴로일아미노기를 나타내는 것이 바람직하다.

[12] [1] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물은, R² 가 페닐기, 아크릴로일아미노기 또는 메타크릴로일아미노기를 나타내는 것이 바람직하다.

[13] 적어도 1 개의 하기 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물과,

적어도 1 개의 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물을 함유하는 액정 조성물.

[화학식 2]

Z¹ 은 -CO-, -O-CO- 또는 단결합을 나타내고；

Z² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고；

R¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；

[화학식 3]

(일반식 (3) 중,

n1 및 n2 는 각각 독립적으로 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고；

R³ 및 R⁴ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)

[14] [13] 에 기재된 액정 조성물은, 일반식 (1) 중, R² 는 수소, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기 또는 페닐기를 나타내는 것이 바람직하다.

[15] [13] 또는 [14] 에 기재된 액정 조성물은,

일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물이 하기 일반식 (2) 로 나타내는 중합성 액정 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 4]

(일반식 (2) 중,

n11 은 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고；

R¹¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；

Z¹² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고；

R¹² 는 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기 또는 페닐기, 알릴옥시기, 비닐기, 아크릴로일아미노기, 메타크릴로일아미노기, N-알릴옥시카바모일기, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기, N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기 또는 N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기를 나타낸다.)

[16] [15] 에 기재된 액정 조성물은, n11 이 4 인 것이 바람직하다.

[17] [15] 또는 [16] 에 기재된 액정 조성물은, R¹¹ 이 수소 원자를 나타내는 것이 바람직하다.

[18] [15] ∼ [17] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물은, Z¹² 가 -CO- 를 나타내는 것이 바람직하다.

[19] [15] ∼ [18] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물은, R¹² 가 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기 또는 페닐기를 나타내는 것이 바람직하다.

[20] [15] ∼ [19] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물은, R² 가 페닐기를 나타내는 것이 바람직하다.

[21] [13] ∼ [20] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물은, 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물에 대해, 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물을 3 ∼ 50 질량％ 포함하는 것이 바람직하다.

[22] [13] ∼ [22] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물은, 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물에 대해, 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물을 5 ∼ 40 질량％ 포함하는 것이 바람직하다.

[23] [13] ∼ [22] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물은, 적어도 1 종의 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다.

[24] [13] ∼ [23] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물은, 적어도 1 종의 키랄 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.

[25] [1] ∼ [12] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물 또는 [13] ∼ [24] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물을 중합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 재료의 제조 방법.

[26] [25] 에 기재된 고분자 재료의 제조 방법은, 자외선을 조사함으로써 중합을 실시하는 것이 바람직하다.

[27] [1] ∼ [12] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물 또는 [13] ∼ [24] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물을 중합시켜 이루어지는 고분자 재료.

[28] [27] 에 기재된 고분자 재료가 적어도 1 종을 함유하는 필름.

[29] [1] ∼ [12] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 화합물 또는 [13] ∼ [24] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물 중의 액정 화합물의 배향을 고정하여 이루어지는 광학 이방성층을 갖는 필름.

[30] [29] 에 기재된 필름은, 광학 이방성층이 액정 화합물의 콜레스테릭 배향을 고정하여 이루어지는 것이 바람직하다.

[31] [30] 에 기재된 필름은, 선택 반사 특성을 나타내는 것이 바람직하다.

[32] [30] 또는 [31] 에 기재된 필름은, 적외선 파장역에 선택 반사 특성을 나타내는 것이 바람직하다.

[33] [29] 에 기재된 필름은, 광학 이방성층이 액정 화합물의 호모지니어스 배향을 고정하여 이루어지는 것이 바람직하다.

[34] [29] 에 기재된 필름은, 광학 이방성층이 액정 화합물의 호메오트로픽 배향을 고정하여 이루어지는 것이 바람직하다.

[35] [33] 또는 [34] 에 기재된 필름과, 편광막을 포함하는 편광판.

[36] [35] 에 기재된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.

본 발명에 의하면, 간편하게 합성할 수 있고, 결정화 억제의 성능이 높은 중합성 액정 화합물을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성 요건의 설명은 본 발명의 대표적인 실시양태나 구체예에 기초하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시양태나 구체예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서 「∼」 를 사용하여 나타내는 수치 범위는 「∼」 의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

또한, 본 명세서 중, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 함께 포함하는 군을 의미한다.

[중합성 액정 화합물]

본 발명의 중합성 액정 화합물은 하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 한다.

[화학식 5]

(일반식 (1) 중, A¹ 은 탄소 원자수 2 ∼ 18 의 메틸렌기를 나타내고, 그 메틸렌기 중의 1 개의 CH₂ 또는 인접하고 있지 않은 2 이상의 CH₂ 는 -O- 로 치환되어 있어도 되고；

Z¹ 은 -CO-, -O-CO- 또는 단결합을 나타내고；

Z² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고；

R¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；

이와 같은 구조의 본 발명의 중합성 액정 화합물은 간편하게 합성할 수 있고, 결정화 억제의 성능이 높다.

상기 A¹ 은 탄소 원자수 2 ∼ 18 의 알킬렌기를 나타내고, 그 알킬렌기 중의 1 개의 CH₂ 또는 인접하고 있지 않은 2 이상의 CH₂ 는 -O- 로 치환되어 있어도 된다.

상기 A¹ 은 탄소 원자수 2 ∼ 7의 메틸렌기를 나타내는 것이 바람직하고, 상기 A¹ 이 탄소 원자수 3 ∼ 6 의 메틸렌기인 것이 보다 바람직하며, 상기 A¹ 이 탄소 원자수 4 의 메틸렌기인 것이 특히 바람직하다. 단, 그 메틸렌기 중의 1 개의 CH₂ 또는 인접하고 있지 않은 2 이상의 CH₂ 는 -O- 로 치환되어 있어도 되지만, 그 메틸렌기 중에 포함되는 -O- 로 치환되어 있는 CH₂ 는 0 ∼ 2 개인 것이 바람직하고, 0 또는 1 개인 것이 보다 바람직하고, 0 개인 것이 특히 바람직하다.

상기 Z¹ 은 -CO-, -O-CO- 또는 단결합을 나타내고, 단결합을 나타내는 것이 바람직하다.

상기 Z² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고, -CO- 를 나타내는 것이 바람직하다.

상기 R¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 수소 원자를 나타내는 것이 바람직하다.

상기 R² 는 수소, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기, 페닐기, 알릴옥시기, 비닐기, 아크릴로일아미노기, 메타크릴로일아미노기, N-알릴옥시카바모일기, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기, N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기 또는 N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기를 나타내고, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 페닐기, 아크릴로일아미노기 또는 메타크릴로일아미노기를 나타내는 것이 바람직하고, 페닐기, 아크릴로일아미노기 또는 메타크릴로일아미노기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

상기 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기의 탄소 원자수는 1 ∼ 3 인 것이 바람직하고, 2 인 것이 보다 바람직하다.

상기 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기의 탄소 원자수는 1 인 것이 바람직하다.

알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기의 탄소 원자수는 2 ∼ 4 인 것이 바람직하다.

본 발명의 중합성 액정 화합물은, 상기 LL¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 수소 원자를 나타내고, 상기 L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알킬기인 것이 바람직하다.

상기 L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 직사슬상의 탄소 원자수 1 또는 2 의 알킬기 또는 수소 원자를 나타내고, 상기 L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 탄소 원자수 1 또는 2 의 알킬기인 것이 보다 바람직하다.

상기 L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 메틸기 또는 수소 원자를 나타내고, 상기 L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 메틸기인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 중합성 액정 화합물은, 상기 L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 메틸기 또는 수소 원자를 나타내고, 상기 L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 메틸기가 1 개이고 수소 원자가 3 개인 것이 보다 특히 바람직하다.

본 발명의 중합성 액정 화합물은, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 중합성 액정 화합물인 것이 바람직하다.

[화학식 6]

(일반식 (2) 중,

n11 은 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고；

R¹¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；

Z¹² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고；

R¹² 는 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기, 페닐기, 알릴옥시기, 비닐기, 아크릴로일아미노기, 메타크릴로일아미노기, N-알릴옥시카바모일기, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기, N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기 또는 N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기를 나타낸다.)

상기 n11 은 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고, 4 인 것이 바람직하다.

상기 Z¹² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고, -CO- 를 나타내는 것이 바람직하다.

상기 R¹² 는 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기, 페닐기, 알릴옥시기, 비닐기, 아크릴로일아미노기, 메타크릴로일아미노기, N-알릴옥시카바모일기, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기, N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기 또는 N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기를 나타내고, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 페닐기, 아크릴로일아미노기 또는 메타크릴로일아미노기를 나타내는 것이 바람직하고, 페닐기, 아크릴로일아미노기 또는 메타크릴로일아미노기를 나타내는 것이 보다 바람직하다.

이하에, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이하의 예에 의해 한정적으로 되는 것은 아니다.

[화학식 7]

[화학식 8]

[화학식 9]

[화학식 10]

[화학식 11]

[화학식 12]

[화학식 13]

[화학식 14]

[화학식 15]

[화학식 16]

[화학식 17]

[화학식 18]

[화학식 19]

[화학식 20]

[화학식 21]

상기 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물의 제조 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 일본 공표특허공보 2002-536529호나 Molecular Crystals and Liquid Crystals (2010), 530 169-174 등에 기재된 방법에 기초하여 제조할 수 있다.

[액정 조성물]

본 발명의 액정 조성물은 적어도 1 개의 하기 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물과, 적어도 1 개의 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

[화학식 22]

Z¹ 은 -CO-, -O-CO- 또는 단결합을 나타내고；

Z² 는 -CO- 또는 -CO-C=C- 를 나타내고；

R¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；

[화학식 23]

(일반식 (3) 중,

n1 및 n2 는 각각 독립적으로 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고；

(일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물)

본 발명의 액정 조성물은 적어도 1 개의 상기 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물, 즉 본 발명의 중합성 액정 화합물을 함유한다.

본 발명의 액정 조성물에 사용되는 상기 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물의 바람직한 범위는 본 발명의 중합성 액정 화합물의 설명에 있어서의 상기 일반식 (1) 및 일반식 (2) 의 바람직한 범위와 동일하다.

(일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물)

본 발명의 액정 조성물은 적어도 1 개의 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물을 함유한다.

[화학식 24]

일반식 (3) 중, n1 및 n2 는 각각 독립적으로 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고, 상기 n1 및 n2 가 4 인 것이 바람직하다.

일반식 (3) 중, R³ 및 R⁴ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 상기 R³ 및 R⁴ 가 수소 원자를 나타내는 것이 바람직하다.

이하에, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이하의 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[화학식 25]

[화학식 26]

상기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물의 제조 방법으로는, 특별히 제한은 없고, 일본 공개특허공보 2009-184975호 등에 기재된 방법에 기초하여 제조할 수 있다.

(중합성 액정 화합물의 조성비)

본 발명의 액정 조성물은, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물에 대해, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물을 3 ∼ 50 질량％ 포함하는 것이 바람직하고, 5 ∼ 40 질량％ 포함하는 것이 보다 바람직하며, 10 ∼ 30 질량％ 포함하는 것이 특히 바람직하다.

(액정 조성물의 특성)

본 발명의 액정 조성물의 네마틱-Iso 상전이 온도는 80 ∼ 160 ℃ 인 것이 바람직하고, 90 ∼ 150 ℃ 인 것이 보다 바람직하다.

[고분자 재료, 필름]

본 발명의 고분자 재료 및 필름은, 각각, 본 발명의 중합성 액정 화합물 또는 본 발명의 액정 조성물 중의 액정 화합물의 배향 (예를 들어, 수평 배향, 수직 배향, 콜레스테릭 배향, 하이브리드 배향 등) 을 고정하여 이루어지는 광학 이방성층을 갖고, 광학 이방성을 나타내는 고분자 재료 및 필름이다. 이 때, 상기 광학 이방성층은 2 층 이상 갖고 있어도 된다. 당해 필름은 예를 들어 TN 모드, IPS 모드 등의 액정 표시 장치의 광학 보상 필름이나 1/2 파장 필름, 1/4 파장 필름, 위상차 필름으로서의 이용, 나아가서는 콜레스테릭 배향의 선택 반사를 이용한 반사 필름에 이용할 수 있다. 본 발명의 필름으로서 보다 바람직하게는, 상기 광학 이방성층이 액정 화합물의 콜레스테릭 배향을 고정하여 이루어지는 필름이며, 본 발명의 중합성 액정 화합물 또는 본 발명의 액정 조성물 중의 액정 화합물의 콜레스테릭 배향을 고정하여 이루어지는 필름이다.

따라서, 본 발명의 액정 조성물에는, 용도에 따라 각종 첨가제를 배합하는 것이 바람직하다. 이하, 첨가제에 대하여 서술한다.

(다른 첨가제)

본 발명의 액정 조성물을, 예를 들어, 콜레스테릭 배향의 선택 반사를 이용한 반사 필름에 이용하는 경우, 액정 조성물은, 중합성 액정 외에, 필요에 따라 용매, 부제 탄소 원자를 포함하는 화합물 혹은 중합 개시제나 다른 첨가제 (예를 들어, 셀룰로오스에스테르) 를 포함할 수 있다.

광학 활성 화합물 (키랄제)：

상기 액정 조성물은 콜레스테릭 액정상을 나타내는 것이어도 되고, 그를 위해서는, 광학 활성 화합물을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 단, 상기 봉상 액정 화합물이 부제 탄소 원자를 갖는 분자인 경우에는, 광학 활성 화합물을 첨가하지 않아도, 콜레스테릭 액정상을 안정적으로 형성 가능한 경우도 있다. 상기 광학 활성 화합물은 공지된 여러 가지 키랄제 (예를 들어, 액정 디바이스 핸드북, 제 3 장 4-3 항, TN, STN 용 카이랄제, 199 페이지, 일본 학술 진흥회 제 1 42 위원회 편, 1989 에 기재) 에서 선택할 수 있다. 광학 활성 화합물은 일반적으로 부제 탄소 원자를 포함하지만, 부제 탄소 원자를 포함하지 않는 축성 부제 화합물 혹은 면성 부제 화합물도 카이랄제로서 사용할 수 있다. 축성 부제 화합물 또는 면성 부제 화합물의 예에는, 비나프틸, 헬리센, 파라시클로판 및 이들의 유도체가 포함된다. 광학 활성 화합물 (키랄제) 은 중합성기를 갖고 있어도 된다. 광학 활성 화합물이 중합성기를 가짐과 함께, 병용하는 봉상 액정 화합물도 중합성기를 갖는 경우에는, 중합성 광학 활성 화합물과 중합성 봉상 액정 합물의 중합 반응에 의해, 봉상 액정 화합물로부터 유도되는 반복 단위와, 광학 활성 화합물로부터 유도되는 반복 단위를 갖는 폴리머를 형성할 수 있다. 이 양태에서는, 중합성 광학 활성 화합물이 갖는 중합성기는 중합성 봉상 액정 화합물이 갖는 중합성기와 동종의 기인 것이 바람직하다. 따라서, 광학 활성 화합물의 중합성기도 불포화 중합성기, 에폭시기 또는 아지리디닐기인 것이 바람직하고, 불포화 중합성기인 것이 더욱 바람직하며, 에틸렌성 불포화 중합성기인 것이 특히 바람직하다.

또, 광학 활성 화합물은 액정 화합물이어도 된다.

상기 액정 조성물 중의 광학 활성 화합물은 병용되는 액정 화합물에 대해 1 ∼ 30 몰％ 인 것이 바람직하다. 광학 활성 화합물의 사용량은 보다 적게 한 쪽이 액정성에 영향을 미치지 않는 경우가 많기 때문에 선호된다. 따라서, 키랄제로서 사용되는 광학 활성 화합물은, 소량으로도 원하는 나선 피치의 비틀림 배향을 달성 가능하도록, 강한 비틀림력이 있는 화합물이 바람직하다. 이와 같은, 강한 비틀림력을 나타내는 키랄제로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2003-287623호에 기재된 키랄제를 들 수 있으며, 본 발명에 바람직하게 사용할 수 있다.

중합 개시제：

중합 개시제에는, 열 중합 개시제와 광 중합 개시제가 포함되고, 광 중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하다.

광 중합 개시제의 예에는, α-카르보닐 화합물 (미국 특허 2367661호, 미국 특허 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에테르 (미국 특허 2448828호 명세서 기재), α-탄화수소 치환 방향족 아실로인 화합물 (미국 특허 2722512호 명세서 기재), 다핵 퀴논 화합물 (미국 특허 3046127호, 미국 특허 2951758호의 각 명세서 기재), 트리아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합 (미국 특허 3549367호 명세서 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물 (일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허 4239850호 명세서 기재), 옥사디아졸 화합물 (미국 특허 4212970호 명세서 기재), 아실포스핀옥사이드 화합물 (일본 특허공보 소63-40799호, 일본 특허공보 평5-29234호, 일본 공개특허공보 평10-95788호, 일본 공개특허공보 평10-29997호 기재) 이 포함된다.

광 중합 개시제의 사용량은 상기 액정 조성물 중의 고형분의 0.01 ∼ 20 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

(용매)

액정 조성물의 용매로는, 유기 용매가 바람직하게 사용된다. 유기 용매의 예에는, 아미드 (예, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드 (예, 디메틸술폭시드), 헤테로 고리 화합물 (예, 피리딘), 탄화수소 (예, 벤젠, 헥산), 알킬할라이드 (예, 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르 (예, 아세트산메틸, 아세트산부틸), 케톤 (예, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논), 에테르 (예, 테트라하이드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 가 포함된다. 알킬할라이드 및 케톤이 바람직하다. 2 종류 이상의 유기 용매를 병용해도 된다.

또, 본 발명의 액정 조성물을 액정 표시 장치의 광학 보상 필름에 이용하는 경우, 중합성 개시제, 상기 서술한 용매 외에, 배향 제어제, 계면 활성제, 불소계 폴리머 등을 포함할 수 있다.

(중합 개시제)

중합 개시제로는, 액정 조성물의 중합 반응 촉진을 위해서, 상기 서술한 광 중합 개시제의 복수 종을 조합해도 된다. 예를 들어, 2 종의 광 중합 개시제 중 일방의 광 중합 개시제를 증감제로서 사용해도 된다.

(배향 제어제)

본 발명에 있어서의 배향 제어제란, 예를 들어, 본 발명의 액정 조성물의 도포액에 첨가되어, 도포 후에 액정 조성물의 층의 표면, 즉, 공기 계면측에 편재함으로써, 공기 계면측에서의 액정 조성물의 배향을 제어할 수 있는 화합물 (공기 계면 배향제) 을 나타낸다.

배향 제어제로는, 예를 들어, 저분자의 배향 제어제나 고분자의 배향 제어제를 사용할 수 있다. 저분자의 배향 제어제로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-20363호의 단락 0009 ∼ 0083, 일본 공개특허공보 2012-211306호의 단락 0021 ∼ 0029의 기재를 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 삽입된다. 또, 고분자의 배향 제어제로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2005-97377호의 단락 0101 ∼ 0105 의 기재를 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 삽입된다.

배향 제어제의 사용량은 본 발명의 액정 조성물의 도포액의 고형분의 0.01 ∼ 10 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

이와 같은 배향 제어제나 배향막을 사용함으로써 본 발명의 액정 화합물은 층의 표면과 병행으로 배향한 호모지니어스 배향 상태로 할 수 있다.

또, 배향 제어제로서 오늄염 등을 사용하면, 액정 화합물의 계면에 있어서의 호메오트로픽 배향을 촉진시킬 수 있다. 이 수직 배향제로서 작용하는 오늄염으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2006-106662호의 단락 0052 ∼ 0108 의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본원 명세서에 삽입된다.

오늄염의 사용량은 본 발명의 액정 조성물의 도포액의 고형분의 0.01 ∼ 10 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

(계면 활성제)

계면 활성제로는, 종래 공지된 화합물을 들 수 있지만, 특히 불소계 화합물이 바람직하다. 계면 활성제로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-330725호의 단락 0028 ∼ 0056 에 기재된 화합물 및 일본 공개특허공보 2006-106662호의 단락 0199 ∼ 0207 에 기재된 화합물을 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본원 명세서에 삽입된다.

계면 활성제의 사용량은 본 발명의 액정 조성물의 도포액의 고형분의 0.01 ∼ 10 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 5 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다.

(광학 보상 필름 용도의 기타 첨가제)

광학 보상 필름 용도의 기타 첨가제로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2005-97377호의 단락 0099 ∼ 0101 에 기재된 화합물을 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 삽입된다.

본 발명의 액정 조성물을 도포 등의 방법에 의해 막제조함으로써 본 발명의 필름을 형성할 수 있다. 본 발명의 필름의 작성 방법으로는, 본 발명의 액정 조성물을 적어도 함유하는 조성물을 지지체의 표면 또는 그 위에 형성된 배향막 표면에 도포하고, 액정 조성물을 원하는 배향 상태로 하여, 중합에 의해 경화시키고, 액정 조성물의 배향 상태를 고정하여 형성하는 것이 바람직하다.

액정 조성물의 도포는 공지된 방법 (예, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비아 코팅법, 리버스 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 스핀 코트법) 에 의해 실시할 수 있다. 액정성 분자는 배향 상태를 유지하여 고정하는 것이 바람직하다. 고정화는 액정성 분자에 도입한 중합성기의 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다.

중합 반응에는, 열 중합 개시제를 사용하는 열 중합 반응과 광 중합 개시제를 사용하는 광 중합 반응이 포함된다. 광 중합 반응이 바람직하다.

디스코틱 액정성 분자의 중합을 위한 광 조사는 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는 20 mJ/㎠ ∼ 50 J/㎠ 인 것이 바람직하고, 100 ∼ 800 mJ/㎠ 인 것이 더욱 바람직하다. 광 중합 반응을 촉진하기 위해서, 가열 조건하에서 광 조사를 실시해도 된다.

본 발명에서는, 자외선을 조사함으로써 상기 중합을 실시하는 것이 바람직하다.

액정 조성물로 이루어지는 광학 이방성층의 두께는 0.1 ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 30 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

특히, 액정 화합물의 콜레스테릭 배향을 고정하여 이루어지는 필름에 있어서 선택 반사성을 이용하는 경우에는, 1 ∼ 30 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하고, 2 ∼ 20 ㎛ 인 것이 가장 바람직하다. 액정층 중의 상기 일반식 (1) 로 나타내는 화합물과 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 화합물의 합계 도포량 (액정 배향 촉진제의 도포량) 은 0.1 ∼ 500 ㎎/㎡ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 450 ㎎/㎡ 인 것이 보다 바람직하고, 0.75 ∼ 400 ㎎/㎡ 인 것이 더욱 바람직하며, 1.0 ∼ 350 ㎎/㎡ 인 것이 가장 바람직하다.

한편, 광학 보상 필름 (예를 들어, 호모지니어스 배향 상태를 고정한 A-플레이트나 호메오트로픽 배향 상태를 고정한 C-플레이트) 으로서 사용하는 경우, 광학 이방성층의 두께는 0.1 ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 30 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

상기 배향막은 유기 화합물 (바람직하게는 폴리머) 의 러빙 처리, 무기 화합물의 사방 증착, 마이크로 그루브를 갖는 층의 형성, 혹은 랭뮤어·블로젯법 (LB 막) 에 의한 유기 화합물 (예, ω-트리코산산, 디옥타데실메틸암모늄클로라이드, 스테아릴산메틸) 의 누적과 같은 수단으로 형성할 수 있다. 또한, 전기장의 부여, 자장의 부여 혹은 광 조사에 의해, 배향 기능이 발생하는 배향막도 알려져 있다. 폴리머의 러빙 처리에 의해 형성하는 배향막이 특히 바람직하다. 러빙 처리는 폴리머층의 표면을 종이나 천으로 일정 방향으로 수 회 문지름으로써 실시한다. 배향막에 사용하는 폴리머의 종류는 액정성 분자의 배향 (특히 평균 경사각) 에 따라 결정한다. 액정성 분자를 수평 (평균 경사각：0 ∼ 50°) 으로 배향시키기 위해서는, 배향막의 표면 에너지를 저하시키지 않는 폴리머 (통상적인 배향막용 폴리머) 를 사용한다. 액정성 분자를 수직 (평균 경사각：50 ∼ 90°) 으로 배향시키기 위해서는, 배향막의 표면 에너지를 저하시키는 폴리머를 사용한다. 배향막의 표면 에너지를 저하시키기 위해서는, 폴리머의 측사슬에 탄소수가 10 ∼ 100 인 탄화수소기를 도입하는 것이 바람직하다.

구체적인 폴리머의 종류에 대해서는, 다양한 표시 모드에 대응하는 액정성 분자를 사용한 광학 보상 시트에 관한 문헌에 기재가 있다.

배향막의 두께는 0.01 ∼ 5 ㎛ 인 것이 바람직하고, 0.05 ∼ 1 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 배향막을 사용하여, 광학 이방성층의 액정성 분자를 배향시키고 나서, 액정층을 투명 지지체 상에 전사해도 된다. 배향 상태로 고정된 액정성 분자는 배향막이 없어도 배향 상태를 유지할 수 있다. 또, 평균 경사각이 5°미만인 배향의 경우에는, 러빙 처리를 할 필요는 없고, 배향막도 불필요하다. 단, 액정성 분자와 투명 지지체의 밀착성을 개선할 목적으로, 계면에서 액정성 분자와 화학 결합을 형성하는 배향막 (일본 공개특허공보 평9-152509호 기재) 을 사용해도 된다. 밀착성 개선의 목적으로 배향막을 사용하는 경우에는, 러빙 처리를 실시하지 않아도 되다. 2 종류의 액정층을 투명 지지체의 동일 측에 형성하는 경우, 투명 지지체 상에 형성한 액정층을, 그 위에 형성하는 액정층의 배향막으로서 기능시키는 것도 가능하다.

본 발명의 필름이나 본 발명의 필름을 갖는 광학 이방성 소자는 투명 지지체를 갖고 있어도 된다. 투명 지지체로서, 유리판 또는 폴리머 필름, 바람직하게는 폴리머 필름이 사용된다. 지지체가 투명하다는 것은 광 투과율이 80 ％ 이상인 것을 의미한다. 투명 지지체로서, 일반적으로는, 광학 등방성의 폴리머 필름이 사용되고 있다. 광학 등방성이란, 구체적으로는, 면내 리타데이션 (Re) 이 10 ㎚ 미만인 것이 바람직하고, 5 ㎚ 미만인 것이 더욱 바람직하다. 또, 광학 등방성 투명 지지체에서는, 두께 방향의 리타데이션 (Rth) 도 10 ㎚ 미만인 것이 바람직하고, 5 ㎚ 미만인 것이 더욱 바람직하다.

(선택 반사 특성)

본 발명의 필름은 본 발명의 액정 조성물의 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지며, 선택 반사 특성을 나타내는 것이 바람직하고, 적외선 파장 영역에 선택 반사 특성을 나타내는 것이 보다 바람직하다. 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 광 반사층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2011-107178호 및 일본 공개특허공보 2011-018037호에 기재된 방법에 상세한 내용이 기재되어 있으며, 본 발명에서도 바람직하게 사용할 수 있다.

(적층체)

본 발명의 필름은 본 발명의 액정 조성물의 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층을 복수 적층하여 이루어지는 적층체로 하는 것도 바람직하다. 본 발명의 액정 조성물은 적층성도 양호하기 때문에, 이와 같은 적층체를 용이하게 형성할 수 있다.

(광학 보상 필름)

본 발명의 필름은 광학 보상 필름으로서도 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 필름은 정의 A 플레이트로서 사용할 수 있다. 여기서, 정의 A 플레이트란, 지상축의 굴절률이 두께 방향의 굴절률보다 큰 1 축성의 복굴절층을 의미한다. 정의 A 플레이트는, 예를 들어, 본 발명의 액정 조성물 (예를 들어 봉상 액정) 의 수평 배향에 의해 얻을 수 있다.

본 발명의 필름을 광학 보상 필름으로서 사용하는 경우, 광학 보상 필름에 있어서의 상기 광학 이방성층의 광학적 성질은 액정 셀의 광학적 성질, 구체적으로는 표시 모드의 차이에 따라 결정한다. 본 발명의 액정 조성물을 사용하면, 액정 셀의 다양한 표시 모드에 대응하는 다양한 광학적 성질을 갖는 광학 이방성층을 제조할 수 있다.

예를 들어, TN 모드의 액정 셀용 광학 이방성층은 일본 공개특허공보 평6-214116호, 미국 특허 5583679호, 미국 특허 5646703호 및 독일 특허공보 3911620 A1호의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본원 명세서에 삽입된다. 또, IPS 모드 또는 FLC 모드의 액정 셀용 광학 이방성층은 일본 공개특허공보 평9-292522호 및 일본 공개특허공보 평10-54982호의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본원 명세서에 삽입된다. 또, OCB 모드 또는 HAN 모드의 액정 셀용 광학 이방성층은 미국 특허 5805253호 및 국제 특허출원 WO96/37804호의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본원 명세서에 삽입된다. 또, STN 모드의 액정 셀용 광학 이방성층은 일본 공개특허공보 평9-26572호의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본원 명세서에 삽입된다. 또, VA 모드의 액정 셀용 광학 이방성층은 일본 특허공보 제2866372호의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본원 명세서에 삽입된다.

특히, 본 발명에서는, IPS 모드의 액정 셀용 광학 이방성층으로서 적합하게 사용할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 액정 화합물을 호모지니어스 배향시킨 광학 이방성층을 갖는 필름은 A 플레이트로서 사용할 수 있다. 여기서, A 플레이트란, 지상축의 굴절률이 두께 방향의 굴절률보다 큰 1 축성의 복굴절층을 의미한다. 본 발명의 필름이 A 플레이트인 경우, 550 ㎚ 에 있어서의 면내의 위상차 (Re) 가 200 ㎚ ∼ 350 ㎚ 로 한 광학 이방성층에 의해 단층으로 보상을 실시할 수 있다.

또, 본 발명의 액정 화합물을 호메오트로픽 배향시킨 광학 이방성층을 갖는 필름은 정의 C 플레이트로서 사용할 수 있고, 2 축 필름 등과 조합하여 사용할 수 있다. 여기서, 정의 C 플레이트란, 두께 방향의 굴절률이 면내의 굴절률보다 큰 1 축성의 복굴절층을 의미한다. 본 발명의 필름이 정의 C 플레이트인 경우, 조합하는 2 축 필름의 광학 특성에 따르지만, 예를 들어, 550 ㎚ 에 있어서의 면내의 위상차 (Re) 가 －10 ㎚ ∼ 10 ㎚, 550 ㎚ 에 있어서의 두께 방향의 위상차 (Rth) 가 －250 ∼ －50 ㎚ 인 것이 각각 바람직하다.

[편광판]

본 발명은 상기 광학 이방성층을 갖는 필름 (광학 보상 필름) 과, 편광막을 적어도 갖는 편광판에도 관한 것이다. 상기 광학 이방성층은, 편광막과 그 적어도 일방의 측에 배치된 보호 필름을 갖는 편광판에 있어서, 그 보호 필름으로서 사용할 수 있다.

또, 편광판의 구성으로서, 편광막의 양면에 보호 필름을 배치하는 형태에 있어서는, 상기 광학 이방성층은 일방의 보호 필름으로서 사용할 수도 있다.

편광막에는, 요오드계 편광막, 이색성 염료를 사용하는 염료계 편광막이나 폴리엔계 편광막이 있다. 요오드계 편광막 및 염료계 편광막은 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름을 사용하여 제조할 수 있다.

편광막의 두께에 대해서는, 특별히 제한은 없지만, 편광막의 두께가 얇은 쪽이, 편광판 및 그것을 장착하는 액정 표시 장치를 더욱 박형화할 수 있다. 이 관점에서는, 편광막의 두께는 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 편광막의 막두께의 하한값은, 편광막 내에서의 광로가 광의 파장보다 큰 것이 필요하기 때문에, 0.7 ㎛ 이상, 실질적으로는 1 ㎛ 이상이며, 일반적으로는 3 ㎛ 보다 두꺼운 것이 바람직하다.

[액정 표시 장치]

본 발명은 상기 편광판을 갖는 액정 표시 장치에도 관한 것이다. 액정 표시 장치의 배향 모드에 대해서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, TN 모드, IPS 모드, FLC 모드, OCB 모드, HAN 모드, VA 모드를 이용한 액정 표시 장치여도 된다. 예를 들어, VA 모드를 이용한 액정 표시 장치에 대해서는, 일본 공개특허공보 2005-128503호의 단락 0109 ∼ 0129 의 기재를 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 삽입된다. 또, IPS 모드를 이용한 액정 표시 장치에 대해서는, 일본 공개특허공보 2006-106662호의 단락 0027 ∼ 0050 의 기재를 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 삽입된다.

본 발명의 액정 표시 장치에는, 예를 들어, 상기 서술한 A 플레이트나 C 플레이트를 사용할 수 있다.

상기 광학 이방성층은 편광막과 첩합한 편광판 상태로 액정 표시 장치에 장착되어 있어도 된다. 또, 상기 광학 이방성층 단독으로, 혹은 다른 위상차층과의 적층체로서, 시야각 보상 필름으로서 장착되어 있어도 된다. 조합하는 다른 위상차 층은 시야각 보상의 대상인 액정 셀의 배향 모드 등에 따라 선택할 수 있다.

상기 광학 이방성층은 액정 셀과 시인측 편광막 사이에 배치되어도 되고, 액정 셀과 백라이트측 편광막 사이에 배치되어 있어도 된다.

또한, 본 명세서에 있어서, Re (λ), Rth (λ) 는 각각 파장 λ 에 있어서의 면내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re (λ) 는 KOBRA 21ADH 또는 WR (오지 계측 기기 (주) 제조) 에 있어서 파장 λ ㎚ 의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정 파장 λ ㎚ 의 선택에 있어서는, 파장 선택 필터를 매뉴얼로 교환하거나, 또는 측정값을 프로그램 등으로 변환하여 측정할 수 있다.

측정되는 필름이 1 축 또는 2 축의 굴절률 타원체로 나타내는 것인 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth (λ) 는 산출된다.

Rth (λ) 는 상기 Re (λ) 를, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로서 (지상축이 없는 경우에는 필름 면내의 임의의 방향을 회전축으로 한다) 의 필름 법선 방향에 대해 법선 방향으로부터 편측 50 도까지 10 도 단계로 각각 그 경사진 방향으로부터 파장 λ ㎚ 의 광을 입사시켜 전부 6 점 측정하고, 그 측정된 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다.

상기에 있어서, 법선 방향으로부터 면내의 지상축을 회전축으로 하여, 어느 경사 각도에 리타데이션의 값이 제로가 되는 방향을 갖는 필름의 경우에는, 그 경사 각도보다 큰 경사 각도에서의 리타데이션값은 그 부호를 부로 변경한 후, KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다.

또한, 지상축을 경사축 (회전축) 으로 하여 (지상축이 없는 경우에는 필름 면내의 임의의 방향을 회전축으로 한다), 임의의 경사진 2 방향으로부터 리타데이션값을 측정하고, 그 값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로, 이하의 식 (1) 및 식 (2) 로부터 Rth 를 산출할 수도 있다.

[수학식 1]

식 (2)

Rth = {(nx ＋ ny) / 2 － nz} × d

상기 식 중, Re (θ) 는 법선 방향으로부터 각도 θ 경사진 방향에 있어서의 리타데이션값을 나타내고, nx 는 면내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny 는 면내에 있어서 nx 에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz 는 nx 및 ny 에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. d 는 막두께이다.

측정되는 필름이 1 축이나 2 축의 굴절률 타원체로 표현할 수 없는 것, 이른바 광학 축 (optic axis) 이 없는 필름의 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth (λ) 는 산출된다.

Rth (λ) 는 상기 Re (λ) 를, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH 또는 WR 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로 하여 필름 법선 방향에 대해 －50 도에서 ＋50 도까지 10 도 단계로 각각 그 경사진 방향으로부터 파장 λ ㎚ 의 광을 입사시켜 11 점 측정하고, 그 측정된 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR 이 산출한다.

상기 측정에 있어서, 평균 굴절률의 가정값은 폴리머 핸드북 (JOHN WILEY ＆ SONS, INC), 각종 광학 보상 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 평균 굴절률의 값이 이미 알려진 것이 아닌 것에 대해서는 아베 굴절계로 측정할 수 있다. 주된 광학 보상 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다：셀룰로오스아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49), 폴리스티렌 (1.59) 이다. 이들 평균 굴절률의 가정값과 막두께를 입력함으로써, KOBRA 21ADH 또는 WR 은 nx, ny, nz 를 산출한다. 이 산출된 nx, ny, nz 로부터 Nz = (nx － nz) / (nx － ny) 가 또한 산출된다.

또한, 본 명세서에서는, 특별히 부기가 없는 한은 굴절률의 측정 파장은 550 ㎚ 로 한다.

실시예

이하에 실시예와 비교예를 들어 본 발명의 특징을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어야 할 것은 아니다.

＜본 발명의 중합성 액정 화합물의 합성＞

[실시예 1]

이하의 스킴에 따라, 화합물 (1) 을 합성하였다.

[화학식 27]

메탄술포닐클로라이드 (10.22 g) 의 테트라하이드로푸란 (THF) 용액 (20 ㎖) 에 BHT (37 ㎎) 를 첨가하고, 내온을 －5 ℃ 까지 냉각시켰다. 거기에, 1-I (31.5 m㏖, 8.33 g) 와 디이소프로필에틸아민 (17.6 ㎖) 의 THF 용액 (50 ㎖) 을 내온이 0 ℃ 이상으로 상승하지 않도록 적하하였다. －5 ℃ 에서 30 분 교반한 후, 디이소프로필에틸아민 (16.7 ㎖), 1-II 의 THF 용액 (20 ㎖), 4-디메틸아미노피리딘 (DMAP) (스패출러 가득) 을 첨가하였다. 그 후, 실온에서 4 시간 교반하였다. 메탄올 (5 ㎖) 을 첨가하여 반응을 정지한 후에, 물과 아세트산에틸을 첨가하였다. 아세트산에틸로 추출한 유기층을, 로터리 이배퍼레이터로 용매를 제거하고, 실리카 겔을 사용한 칼럼 크로마토그래피에 의한 생성을 실시하고, 1-III 을 얻었다.

메탄술포닐클로라이드 (355 ㎎) 의 THF 용액 (10 ㎖) 에 BHT (3 ㎎) 를 첨가하고, 내온을 －5 ℃ 까지 냉각시켰다. 거기에, 카르복실산 1-IV (404 ㎎) 와 디이소프로필에틸아민 (472 ㎕) 을 내온이 0 ℃ 이상으로 상승하지 않도록 적하하였다. －5 ℃ 에서 30 분 교반한 후, 디이소프로필에틸아민 (472 ㎕), 페놀 1-III (1.0 g) 의 THF 용액 (2 ㎖), DMAP (스패출러 가득) 를 첨가하였다. 그 후, 실온에서 2 시간 교반하였다. 메탄올 (5 ㎖) 을 첨가하여 반응을 정지한 후에, 물과 아세트산에틸을 첨가하였다. 아세트산에틸로 추출한 유기층을, 로터리 이배퍼레이터로 용매를 제거하고, 화합물 (1) 의 미정제 생성물을 얻었다. 실리카 겔을 사용한 칼럼 크로마토그래피에 의한 생성을 실시하고, 화합물 (1) 을 58 ％ 의 수율로 얻었다.

얻어진 화합물 (1) 의 상전이 온도를 편광 현미경에 의한 텍스처 관찰에 의해 구한 결과, 83 ℃ 에서 결정상으로부터 네마틱 액정상으로 바뀌고, 135 ℃ 를 초과하면, 등방성 액체상으로 바뀌었다.

[실시예 2]

p-에틸벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (2) 를 얻었다. 화합물 (2) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 28]

[실시예 3]

p-노르말프로필벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (3) 을 얻었다. 화합물 (3) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 29]

[실시예 4]

p-노르말부틸벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (4) 를 얻었다. 화합물 (4) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 30]

[실시예 5]

p-메톡시벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (5) 를 얻었다. 화합물 (5) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 31]

[실시예 6]

p-에톡시벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (6) 을 얻었다. 화합물 (6) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 32]

[실시예 7]

p-페닐벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (7) 을 얻었다. 화합물 (7) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 33]

[실시예 8]

p-메톡시계피산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (8) 을 얻었다. 화합물 (8) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 34]

[실시예 9]

계피산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (9) 를 얻었다. 화합물 (9) 도, 화합물 (1) 과 마찬가지로 네마틱 액정성을 나타내었다.

[화학식 35]

[실시예 11]

＜본 발명의 액정 조성물의 조제＞

실시예 1 에서 합성한 화합물 (1) 을 사용하여, 하기 방법에 따라 액정 조성물을 조제하였다.

하기 조성의 액정 조성물 도포액 (A) 를 조제하고, 이것을 실시예 11 의 액정 조성물로 하였다.

상기 화합물 (1) 30 질량부

하기 2 관능의 중합성 액정 화합물 (1-A) 70 질량부

MEK 233 질량부

[화학식 36]

＜필름의 제조＞

다음으로, 얻어진 실시예 11 의 액정 조성물을 사용하여, 이하의 방법에 따라 실시예 11 의 필름을 제조하였다.

세정한 유리 기판 상에 닛산 화학사 제조 폴리이미드 배향막 SE-130 을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 건조 후에 250 ℃ 에서 1 시간 소성하였다. 이것을 러빙 처리하여 배향막이 부착된 기판을 제조하였다. 이 기판의 배향막의 러빙 처리면 상에, 실시예 11 의 액정 조성물인 액정성 조성물 도포액 (A) 를 스핀 코트법에 의해 실온에서 도포하고, 실온에서 30 분 정치하였다.

(결정 석출 억제의 평가)

편광 현미경을 사용하여, 얻어진 실시예 11 의 필름의 액정막 표면의 임의의 영역에 대해, 결정 석출률을 육안으로 측정한 결과, 10 ％ 였다.

[실시예 12 ∼ 19 및 비교예 21 ∼ 26]

실시예 1 에서 제조한 화합물 (1) 대신에 하기 표 1 에 기재되는 화합물을 사용한 점을 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 액정 조성물 도포액을 조제하고, 그들을 각 실시예 및 비교예의 액정 조성물로 하였다.

실시예 11 의 액정 조성물 대신에 각 실시예 및 비교예의 액정 조성물을 사용한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여, 각 실시예 및 비교예의 필름을 제조하였다.

얻어진 각 실시예 및 비교예의 필름의 결정 석출률을 측정하였다. 결과는 하기 표 1 에 나타내는 바와 같았다.

상기 표 1 중, 결정 석출성은, 육안의 필름 상에서의 결정 석출 면적이 0 ∼ 20 ％ 인 경우에는 3, 20 ％ 를 초과하여 50 ％ 이하인 경우에는 2, 50 ％ 를 초과하는 경우에는 1 로 하였다.

상기 표 1 중의 비교예 화합물 (1') ∼ (6') 의 구조를 이하에 나타낸다. 또한, 비교예 화합물 (2') 는 일본 공표특허공보 2002-536529호에 기재된 화합물이며, 비교예 화합물 (3') 는 Molecular Crystals and Liquid Crystals (2010), 530 169-174 에 기재된 화합물이다.

[화학식 37]

비교예 화합물 (1') ∼ (6') 는 2 개의 이성체의 혼합물이고,

상기 표 1 의 실시예 11 ∼ 19 및 비교예 21 ∼ 26 의 결과로부터, 실시예 1 ∼ 9 에서 합성한 본 발명의 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물의 첨가는, 종래의 일반식 (1) 의 범위 외인 단관능의 중합성 액정 화합물의 첨가의 경우와 비교하여, 중합성 액정 화합물 (1-A) 의 결정 석출의 대폭적인 억제를 달성할 수 있는 것이 나타났다.

[실시예 31 ∼ 39 및 비교예 41 ∼ 45]

실시예 11 의 액정 조성물을 하기 조성비의 액정 조성물로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일한 방법에 의해 액정 조성물을 조제하고, 그들을 각 실시예 및 비교예의 액정 조성물로 하였다.

얻어진 각 실시예 및 비교예의 필름의 결정 석출률을 측정하였다. 결과는 하기 표 2 에 나타내는 바와 같았다.

상기 화합물 (1) ∼ (9) 20 질량부

상기 중합성 액정 화합물 (1-A) 80 질량부

MEK 233 질량부

상기 표 2 중, 결정 석출성은, 육안의 필름 상에서의 결정 석출 면적이 0 ∼ 20 ％ 인 경우에는 3, 20 ％ 를 초과하여 50 ％ 이하인 경우에는 2, 50 ％ 를 초과하는 경우에는 1 로 하였다.

상기 표 2 에 나타낸 실시예 31 ∼ 39 의 결과로부터, 본 발명의 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물 (1) ∼ (9) 중, 특히 화합물 (2) 와 (7) 이 높은 결정 석출 억제성을 갖는 것을 알 수 있었다. 어떠한 이론에 구애받는 것도 아니지만, 화합물 (7) 이 높은 결정 석출 억제성을 갖는 이유는, 액정 조성물의 결정 석출시의 결정형이 잘 석출되지 않는 결정형이 되기 때문이다.

[실시예 78]

4-(아크릴로일아미노)벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (1K) 를 얻었다.

[화학식 38]

[실시예 79]

4-(메타크릴로일아미노)벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (2K) 를 얻었다.

[화학식 39]

[실시예 80]

4-(알릴옥시카바모일)벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (3K) 를 얻었다.

[화학식 40]

[실시예 81]

4-알릴옥시벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (6K) 를 얻었다.

[화학식 41]

[실시예 82]

4-비닐벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (7K) 를 얻었다.

[화학식 42]

[실시예 83]

4-[N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시]벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (8K) 를 얻었다.

[화학식 43]

[실시예 84]

4-[N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시]벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (9K) 를 얻었다.

[화학식 44]

[실시예 85]

4-(에틸옥시카바모일)벤조산을 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 합성법에 의해, 화합물 (4K) 를 얻었다.

[화학식 45]

[실시예 86 ∼ 93]

실시예 11 의 액정 조성물을, 화합물 (1K) ∼ (4K), (6K) ∼ (9K) 를 포함하는 하기 조성비의 액정 조성물로 변경한 것 이외에는, 실시예 11 과 동일한 방법에 의해 액정 조성물을 조제하고, 그들을 각 실시예의 액정 조성물로 하였다.

실시예 11 의 액정 조성물 대신에 각 실시예 및 비교예의 액정 조성물을 사용한 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 하여, 각 실시예의 필름을 제조하였다.

얻어진 각 실시예의 필름의 결정 석출률을 측정하였다. 결과는 하기 표 3 에 나타내는 바와 같았다.

표 3 중, 결정 석출성은, 육안의 필름 상에서의 결정 석출 면적이 0 ∼ 20 ％ 인 경우에는 3, 20 ％ 를 초과하여 50 ％ 이하인 경우에는 2, 50 ％ 를 초과하는 경우에는 1 로 하였다.

상기 표 3 에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 일반식 (1) 로 나타내는 중합성 액정 화합물 중, 특히 화합물 (1K), (2K) 및 (6K) 가 높은 결정 석출 억제성을 갖는 것을 알 수 있었다.

[실시예 51]

화합물 (1) 을 사용하여, 하기 방법에 따라 액정 조성물 (B) 를 조제하였다.

화합물 (1) 20 질량부

중합성 액정 화합물 (1-A) 80 질량부

키랄제 Paliocolor LC756 (BASF 사 제조) 3 질량부

공기 계면 배향제 (X1-1) 0.04 질량부

중합 개시제 IRGACURE819 (BASF 사 제조) 3 질량부

용매 클로로포름 300 질량부

[화학식 46]

실시예 11 과 동일하게 하여 제조한 배향막이 부착된 기판의 배향막 표면에, 액정 조성물 (B) 를 스핀 코트법에 의해 실온에서 도포하고, 120 ℃ 에서 3 분간 배향 숙성을 실시한 후에, 실온에서 UV 의 단파장 성분을 제거한 고압 수은 램프를 사용하여 10 초간 광 조사하여 배향을 고정하고 선택 반사막을 얻었다. 도포 후에 가열할 때까지 동안에, 도포막에 결정의 석출은 보이지 않았다.

얻어진 선택 반사막을 편광 현미경으로 관찰한 결과, 배향 결함이 없이 균일하게 배향하고 있는 것을 확인하였다. 또한 이 막을 시마즈사 제조의 분광 광도계 UV-300PC 로 투과 스펙트럼을 측정한 결과, 적외 영역에 선택 반사 피크가 있었다.

[실시예 52 ∼ 59]

화합물 (1) 대신에 화합물 (2) ∼ 화합물 (9) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 51 과 동일하게 하여, 액정성 조성물 도포액을 각각 조제하였다. 이들 도포액을 각각 사용하여, 실시예 51 과 동일하게 하여 선택 반사막을 각각 형성하였다. 이들 선택 반사막은 모두 양호한 배향성을 나타내었다. 또, 분광 광도계 UV-3100PC 로 투과 스펙트럼을 측정한 결과, 적외 영역에 선택 반사 피크가 있었다.

[실시예 94 ∼ 98]

화합물 (1) 대신에 화합물 (1K) ∼ (3K), (6K), (8K) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 51 과 동일하게 하여, 액정성 조성물 도포액을 각각 조제하였다. 이들 도포액을 각각 사용하여, 실시예 51 과 동일하게 하여 선택 반사막을 각각 형성하였다. 이들 선택 반사막은 모두 양호한 배향성을 나타내었다. 또, 분광 광도계 UV-3100PC 로 투과 스펙트럼을 측정한 결과, 적외 영역에 선택 반사 피크가 있었다.

[실시예 60]

＜광학 보상 필름의 작성 (1)＞

화합물 (1) 을 사용하여 하기 방법에 따라 액정성 조성물 도포액 (C) 를 조제하였다.

화합물 (1) 20 질량부

중합성 화합물 (1-A) 80 질량부

중합 개시제 IRGACURE819 (BASF 사 제조) 3 질량부

공기 계면 배향제 (X1-2) 0.1 질량부

용매 메틸에틸케톤 400 질량부

[화학식 47]

[화학식 48]

세정한 유리 기판 상에 닛산 화학사 제조 폴리이미드 배향막 SE-130 을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 건조 후에 250 ℃ 에서 1 시간 소성하였다. 이것을 러빙 처리하여 배향막이 부착된 기판을 제조하였다. 이 기판 표면에 액정성 조성물 도포액 (C) 를 스핀 코트법에 의해 실온에서 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 배향 숙성을 실시한 후에, 실온에서 UV 의 단파장 성분을 제거한 고압 수은 램프를 이용하여 10 초간 광 조사하여 배향을 고정하고 광학 이방성층을 형성하였다. 또한, 도포 후에 가열할 때까지 동안에, 도포막에 결정의 석출은 보이지 않았다.

얻어진 광학 보상 필름을 편광 현미경으로 관찰한 결과, 배향 결함이 없이 균일하게 배향하고 있는 것을 확인하였다.

다음으로, AXOMETRICS 사의 AxoScan (뮐러매트릭스·폴라리미터) 을 사용하여 얻어진 광학 보상 필름의 리타데이션 (Re) 을 측정한 결과, 550 ㎚ 에 있어서의 Re 는 162.4 ㎚ 였다.

[실시예 61 ∼ 68]

화합물 (1) 대신에 화합물 (2) ∼ 화합물 (9) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 60 과 동일하게 하여, 액정성 조성물 도포액을 각각 조제하였다. 이들 도포액을 각각 사용하여, 실시예 60 과 동일하게 하여 광학 보상 필름을 각각 형성하였다. 얻어진 광학 보상 필름을 각각 편광 현미경으로 관찰한 결과, 배향 결함이 없이 균일하게 배향하고 있는 것을 확인하였다. 또, 광학 보상 필름의 550 ㎚ 에 있어서의 Re 의 측정값 및 막두께는 이하와 같았다.

[실시예 99 ∼ 103]

화합물 (1) 대신에 화합물 (1K) ∼ (3K), (6K) ∼ (8K) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 60 과 동일하게 하여, 액정성 조성물 도포액을 각각 조제하였다. 이들 도포액을 각각 사용하여, 실시예 60 과 동일하게 하여 광학 보상 필름을 각각 형성하였다. 얻어진 광학 보상 필름을 각각 편광 현미경으로 관찰한 결과, 배향 결함이 없이 균일하게 배향하고 있는 것을 확인하였다. 또, 광학 보상 필름의 550 ㎚ 에 있어서의 Re 의 측정값 및 막두께는 이하와 같았다.

[실시예 69]

＜광학 보상 필름의 작성 (2)＞

화합물 (1) 을 사용하여, 하기 방법에 따라, 액정성 조성물 도포액 (D) 를 조제하였다.

화합물 (1) 20 질량부

중합성 화합물 (1-A) 80 질량부

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰 화약 (주) 제조) 1 질량부

공기 계면 배향제 (X1-3) 0.11 질량부

오늄염 (X1-4) 1.5 질량부

용매 메틸에틸케톤 300 질량부

[화학식 49]

[화학식 50]

배향막 도포액의 조성

하기의 변성 폴리비닐알코올 10 질량부

물 371 질량부

메탄올 119 질량부

글루타르알데히드 0.5 질량부

[화학식 51]

세정한 유리 기판 상에 상기의 배향막 도포액을 와이어 바 코터로 20 ㎖/㎡ 도포하였다. 60 ℃ 의 온풍으로 60 초, 추가로 100 ℃ 의 온풍으로 120 초 건조시키고, 배향막이 부착된 기판을 제조하였다. 이 기판 표면에 액정성 조성물 도포액 (D) 를 스핀 코트법에 의해 실온에서 도포하고, 60 ℃ 에서 1 분간 배향 숙성을 실시한 후에, 50 ℃ 에서 UV 의 단파장 성분을 제거한 고압 수은 램프를 사용하여 10 초간 광 조사하여 배향을 고정하고 광학 보상 필름을 형성하였다. 또한, 도포 후에 가열할 때까지 동안에, 도포막에 결정의 석출은 보이지 않았다.

다음으로, AXOMETRICS 사의 AxoScan (뮐러매트릭스·폴라리미터) 을 사용하여 얻어진 광학 보상 필름의 Rth 를 측정한 결과, 550 ㎚ 에 있어서의 Rth 는 －124.8 ㎚ 였다.

[실시예 70 ∼ 77]

화합물 (1) 대신에 화합물 (2) ∼ 화합물 (9) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 69 와 동일하게 하여, 액정성 조성물 도포액을 각각 조제하였다. 이들 도포액을 각각 사용하여, 실시예 69 과 동일하게 하여 광학 보상 필름을 각각 형성하였다. 얻어진 광학 보상 필름을 각각 편광 현미경으로 관찰한 결과, 배향 결함이 없이 균일하게 배향하고 있는 것을 확인하였다. 또, 광학 보상 필름의 550 ㎚ 에 있어서의 Rth 의 측정값 및 막두께는 이하와 같았다.

[실시예 104 ∼ 108]

화합물 (1) 대신에 화합물 (1K) ∼ (3K), (6K) ∼ (8K) 를 사용한 것 이외에는 실시예 69 와 동일하게 하여, 액정성 조성물 도포액을 각각 조제하였다. 이들 도포액을 각각 사용하여, 실시예 69 와 동일하게 하여 광학 보상 필름을 각각 형성하였다. 얻어진 광학 보상 필름을 각각 편광 현미경으로 관찰한 결과, 배향 결함이 없이 균일하게 배향하고 있는 것을 확인하였다. 또, 광학 보상 필름의 550 ㎚ 에 있어서의 Rth 의 측정값 및 막두께는 이하와 같았다.

Claims

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하기 일반식 (1) 로 나타내는 것을 특징으로 하는 중합성 액정 화합물.
[화학식 1]

일반식 (1) 중, A¹ 은 탄소 원자수 2 ∼ 18 의 알킬렌기를 나타내고, 상기 알킬렌기 중의 1 개의 CH₂ 또는 인접하고 있지 않은 2 이상의 CH₂ 는 -O- 로 치환되어 있어도 되고；
Z¹ 은 -CO-, -O-CO- 또는 단결합을 나타내고；
Z² 는 -CO- 또는 -CO-CH=CH- 를 나타내고；
R¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；
R² 는 페닐기, 아크릴로일아미노기 또는 메타크릴로일아미노기를 나타내고；
L¹, L², L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 탄소 원자수 2 ∼ 5 의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2 ∼ 4 의 아실기, 할로겐 원자 또는 수소 원자를 나타내고, L¹, L², L³ 및 L⁴ 중 적어도 1 개는 수소 원자 이외의 치환기를 나타낸다.
적어도 1 개의 하기 일반식 (2) 로 나타내는 중합성 액정 화합물과,
적어도 1 개의 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물을 함유하는 액정 조성물;
[화학식 4]

일반식 (2) 중,
n11 은 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고；
R¹¹ 은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고；
Z¹² 는 -CO- 를 나타내고；
R¹² 는 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기, 페닐기, 알릴옥시기, 비닐기, 아크릴로일아미노기, 메타크릴로일아미노기, N-알릴옥시카바모일기, 알킬기의 탄소수가 1 ∼ 4 인 N-알킬옥시카바모일기, N-(2-메타크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기 또는 N-(2-아크릴로일옥시에틸)카바모일옥시기를 나타낸다;
[화학식 3]

일반식 (3) 중,
n1 및 n2 는 각각 독립적으로 3 ∼ 6 의 정수를 나타내고；
R³ 및 R⁴ 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다;
상기 R¹¹ 및 R³ 이 동일하고, n11 및 n1 이 동일하다.
제 13 항에 있어서,
상기 일반식 (2) 중, R¹² 는 수소 원자, 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기, 탄소 원자수 1 또는 2 의 직사슬 알콕시기 또는 페닐기를 나타내는 액정 조성물.
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제 13 항에 있어서,
상기 n11 이 4 인 액정 조성물.
제 13 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 R¹¹ 이 수소 원자를 나타내는 액정 조성물.
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제 13 항에 있어서,
상기 R¹² 가 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 알킬기 또는 페닐기를 나타내는 액정 조성물.
제 13 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 R¹² 가 페닐기를 나타내는 액정 조성물.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물에 대해, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 중합성 액정 화합물을 3 ∼ 50 질량％ 포함하는 액정 조성물.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상기 일반식 (3) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물에 대해, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 중합성 액정 화합물을 5 ∼ 40 질량％ 포함하는 액정 조성물.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
적어도 1 종의 중합 개시제를 함유하는 액정 조성물.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
적어도 1 종의 키랄 화합물을 함유하는 액정 조성물.
제 13 항 또는 제 14 항에 기재된 액정 조성물을 중합시키는 공정을 포함하는 고분자 재료의 제조 방법.
제 25 항에 있어서,
자외선을 조사함으로써 상기 중합을 실시하는 고분자 재료의 제조 방법.
제 13 항 또는 제 14 항에 기재된 액정 조성물을 중합시켜 이루어지는 고분자 재료.
제 27 항에 기재된 고분자 재료의 적어도 1 종을 함유하는 필름.
제 13 항에 기재된 액정 조성물 중의 일반식 (2) 로 나타내는 액정 화합물 및 일반식 (3) 으로 나타내는 액정 화합물의 배향을 고정하여 이루어지는 광학 이방성층을 갖는 필름.
제 29 항에 있어서,
상기 광학 이방성층이 상기 일반식 (2) 로 나타내는 액정 화합물 및 일반식 (3) 으로 나타내는 액정 화합물의 콜레스테릭 배향을 고정하여 이루어지는 필름.
제 30 항에 있어서,
선택 반사 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 필름.
제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
적외선 파장역에 선택 반사 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 필름.
제 29 항에 있어서,
상기 광학 이방성층이 상기 일반식 (2) 로 나타내는 액정 화합물 및 일반식 (3) 으로 나타내는 액정 화합물의 호모지니어스 배향을 고정하여 이루어지는 필름.
제 29 항에 있어서,
상기 광학 이방성층이 상기 일반식 (2) 로 나타내는 액정 화합물 및 일반식 (3) 으로 나타내는 액정 화합물의 호메오트로픽 배향을 고정하여 이루어지는 필름.
제 33 항 또는 제 34 항에 기재된 필름과, 편광막을 포함하는 편광판.
제 35 항에 기재된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.