KR101855525B1

KR101855525B1 - 중합성 액정 조성물 및 광학 이방체

Info

Publication number: KR101855525B1
Application number: KR1020120008993A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 히라이
Original assignee: 제이엔씨 주식회사; 제이엔씨 석유 화학 주식회사
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR20120088587A

Abstract

(과제) 틸트각의 제어가 용이하고, 광범위한 액정상 발현 영역을 가지며, 큰 굴절률 이방성을 갖는 중합성 액정 조성물의 제공.
(해결 수단) 식 (1) 로 나타내는 신나메이트 결합과 플루오렌 골격을 갖는 플루오렌 유도체의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물과, 식 (2-1) ∼ (2-2) 로 나타내는 플루오렌 골격을 갖는 플루오렌 유도체의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물.

예를 들어, 식 (1) 에 있어서, W¹¹ 은 수소 또는 메틸이고, W¹² 는 수소이고, X¹ 은 수소이고, Y¹ 은 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬렌이다.
식 (2-1) 에 있어서, X^2A 는 수소이고, W^21A 는 수소 또는 메틸이고, W^22A 는 수소이고, n^2A 는 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고, Z^21A 는 단결합이다.

Description

중합성 액정 조성물 및 광학 이방체 {POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND OPTICAL ANISOTROPIC BODY}

본 발명은 중합성의 액정 화합물을 함유하는 액정 조성물을 중합시켜 얻어지는 중합체, 이 중합체를 사용하여 얻어지는 광학 이방성을 갖는 중합체 (광학 이방체), 및 이 광학 이방체를 함유하는 액정 표시 소자에 관한 것이다.

최근, 편광판, 편광 반사판, 위상차판 등의 광학 이방성체에 중합성의 액정 화합물이 이용되고 있다. 이 화합물이 액정 상태에 있어서 광학 이방성을 나타내고, 중합에 의해 이 이방성이 고정화되기 때문이다. 광학 이방체에 필요한 광학적 특성은 목적에 따라 상이하기 때문에, 목적에 맞는 특성을 갖는 화합물이 필요하다. 광학 이방체의 용도에 사용되는 화합물은 단독으로는 상기의 이방성을 제어하는 것이 곤란한 경우가 많기 때문에, 여러 가지의 화합물과 조합하여 조성물로서 이용되는 경우가 있다.

본 발명자들은 플루오렌 골격을 갖는 중합성 액정 화합물 (특허문헌 1 ∼ 3) 을 개발하고 있다. 이들 화합물을 사용한 중합성 액정 조성물은 그 도포성을 조정할 목적으로 유기 용제를 첨가한 잉크로서 사용되는 경우가 있다. 중합성 액정 조성물을 사용하여 광학 이방성을 갖는 필름을 제조하려면, 중합성 액정 화합물, 광 중합 개시제, 계면 활성제 등을 유기 용제에 용해시켜 용액 점도, 레벨링성 등을 조정한 잉크를 조제한다. 이 잉크를 배향 처리한 투명 기판 필름에 도포하고, 용제를 건조시켜, 중합성 액정 조성물을 기판 필름 상에 배향시킨다. 다음으로 자외선을 조사하여 중합시켜, 배향 상태를 고정화한다. 여기에서, 중합성 액정 조성물의 틸트각의 안정성이 부족한 경우에는 배향 결함에서 유래하는 산란이 발생하여, 외관이 투명한 광학 이방체를 얻을 수 없게 되는 경우가 있었다. 또한, 생산 공정의 관점에서, 용제 건조 후부터 중합까지의 사이에 상온에서 장시간 방치되는 경우, 재결정화가 발생하여 도포막의 외관 불량의 원인이 되는 경우가 있었다. 또한, 콜레스테릭 액정을 사용한 편광 반사판에 있어서는 휘도를 향상시키기 위하여 보다 베이스가 되는 중합성 액정 화합물에 큰 굴절률 이방성이 요구되게 되었다 (특허문헌 4). 이 경우의 베이스가 되는 중합성 액정 화합물은 광학 활성 부위를 구조 중에 포함하지 않는 중합성 액정 화합물이다. 이 중합성 액정 화합물이 균일하게 수평 배향되는 경우에 각종 결함의 발생을 저감시킬 수 있는 듯하다. 또한, 굴절률 이방성을 크게 하는 방법으로는 결합 부위에 불포화 결합을 도입하는 것이 생각된다. 플루오렌 골격을 갖는 중합성 액정 화합물의 결합 부위에 불포화 결합을 도입한 구체예는 특허문헌 5 에 기재되어 있다. 특허문헌 5 는 트립티센 골격을 갖는 중합성 화합물, 비스페놀 골격과 아민계 실란 커플링제를 갖는 화합물을 필수 성분으로 함으로써 호메오트로픽 배향성을 갖고, 굴절률 이방성을 작게 제어할 수 있는 중합성 액정 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하고 있는 것으로서, 본원 발명과는 조합이 상이하다.

일본 공개특허공보 2003-238491호 일본 공개특허공보 2005-60373호 국제 공개 2008/136265호 팜플렛 국제 공개 2009/41512호 팜플렛 일본 공개특허공보 2010-163600호

본 발명의 제 1 목적은 틸트각의 제어가 용이하고, 광범위한 액정상 발현 영역을 가지며, 실온에 방치한 경우에도 액정상을 나타낼 정도로 재결정화 온도가 낮은 중합성 액정 조성물을 제공하는 것이다. 제 2 목적은 중합성 액정 필름의 배향이 균일하고, 용도에 따른 광학 이방체를 제공하는 것이다. 제 3 목적은 이 광학 이방체를 함유하는 액정 표시 소자를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 신나메이트 부위와 플루오렌계 중합성 액정 화합물을 주성분으로 하는 중합성 액정 조성물을 사용함으로써, 상기의 과제 대부분이 해결되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명의 중합성 액정 조성물은 다음의 [1] 항에 나타내어진다.

[1] 식 (1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (A) 성분 및 식 (2-1) ∼ (2-2) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (B) 성분을 함유하는 중합성 액정 조성물.

식 (1) 에 있어서, W¹¹ 은 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고 ;

W¹² 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이고 ;

X¹ 은 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;

Y¹ 은 독립적으로 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -S-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다.

식 (2-1) 에 있어서,

X^2A 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;

W^21A 는 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고 ;

W^22A 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 알콕시이고 ;

n^2A 는 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

Z^21A 는 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 이고 ;

식 (2-2) 에 있어서,

X^2B 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;

W^21B 는 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고 ;

Z^23B 는 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CONH-, -NHCO-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;

Z^22B 는 독립적으로 단결합 또는 -O- 이고 ;

A^21B 는 독립적으로 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 피리딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일 또는 테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 염소, 시아노, 메틸, 에틸, 메톡시, 하이드록시, 포르밀, 아세톡시, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 디플루오로메틸 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 되고 ;

Y^2B 는 독립적으로 탄소수 2 ∼ 20 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다.

신나메이트 부위를 갖는 플루오렌계 중합성 액정 화합물인 식 (1) 의 화합물은 다른 액정 화합물과의 상용성이 우수하고, 큰 굴절률 이방성을 갖는 점에서 중합성 액정 조성물의 구성 성분으로서 유용하다. 본 발명의 중합체는, 예를 들어, 액정 표시 소자의 구성 요소인 위상차판, 편광 소자, 선택 반사막, 휘도 향상 필름 및 시야각 보상막에 이용할 수 있다.

도 1 은 실시예 1 에서 얻어진 액정 필름 (호모지니어스 배향) 의 리타데이션 측정 결과이다.
도 2 는 실시예 2 및 비교예 2 에서 얻어진 액정 필름 (호메오트로픽 배향) 의 리타데이션 측정 결과이다.

이 명세서에 있어서의 용어의 사용법은 다음과 같다. 액정 화합물은 액정상을 갖는 화합물, 및 액정상을 갖지 않지만 액정 조성물의 성분으로서 유용한 화합물의 총칭이다. 액정상은 네마틱상, 스멕틱상, 콜레스테릭상 등이고, 대부분의 경우 네마틱상을 의미한다. 중합성은 광, 열, 촉매 등의 수단에 의해 단량체가 중합되어, 중합체를 제공하는 능력을 의미한다. 식 (1) 로 나타내는 화합물을 화합물 (1) 이라고 표기하는 경우가 있다. 다른 식으로 나타내는 화합물에 대해서도 동일한 간략화법에 따라 칭하는 경우가 있다. 용어 「액정성」의 의미는 액정상을 갖는 것만으로 한정되지 않는다. 그 자체는 액정상을 갖지 않아도, 다른 액정 화합물과 혼합하였을 때에 액정 조성물의 성분으로서 사용할 수 있는 특성도 액정성의 의미에 포함된다. 화합물의 구조를 설명할 때에 사용하는 용어 「임의의」는 위치뿐만이 아니라 개수에 대해서도 임의인 것을 의미한다. 그리고, 예를 들어, 「임의의 A 는 B, C 또는 D 로 치환되어도 된다」라는 표현은, 임의의 A 가 B 로 치환되는 경우, 임의의 A 가 C 로 치환되는 경우 및 임의의 A 가 D 로 치환되는 경우에 더하여, 복수의 A 가 B ∼ D 의 적어도 2 개로 치환되는 경우도 포함하는 것을 의미한다. 단, 임의의 -CH₂- 가 -O- 로 치환되어도 된다고 하는 정의에는, 결과적으로 결합기 -O-O- 가 생성되는 것과 같은 치환은 포함되지 않는다. 또한, 임의의 -CH₂- 가 -CH=CH- 나 -C≡C- 로 치환되는 경우, 탄소수가 기재된 범위를 초과하는 경우는 없다. 예를 들어, 식 (1) 에 있어서의 Y¹ 은 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 -CH₂- 는 -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되지만, -CH=CH- 또는 -C≡C- 에서의 치환을 포함하는 알킬렌의 탄소수는 이 경우 20 을 초과하는 것은 아니다. 이 룰은 다른 정의에 대해서도 동일하다.

고리를 구성하는 탄소와의 결합 위치가 명확하지 않은 치환기는 그 결합 위치가 화학적으로 문제가 없는 범위 내에서 자유로운 것을 의미한다. 본 발명의 중합성 기를 갖는 광학 활성 화합물을, 중합성 광학 활성 화합물, 광학 활성 화합물 혹은 간단히 화합물이라고 하는 경우가 있다. 중합성 액정 조성물도 동일하게, 액정 조성물 혹은 간단히 조성물이라고 하는 경우가 있다. 화합물이 중합성 기를 1 개 갖는 경우를 단관능성이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 화합물이 중합성 기를 복수 갖는 경우에는, 다관능성, 혹은 중합성 기의 수에 대응한 호칭으로 부르는 경우가 있다. 본 발명에 있어서의 큰 굴절률 이방성 (Δn) 은 0.20 이상인 것으로 한다.

본 발명은 상기의 [1] 항과 하기의 [2] ∼ [16] 항으로 구성된다.

[2] 항 [1] 에 기재된 식 (1) 에 있어서,

W¹¹ 이 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 ;

W¹² 가 독립적으로 수소, 불소, 염소, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이고 ;

X¹ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

Y¹ 이 독립적으로 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되고 ;

항 [1] 에 기재된 식 (2-1) 에 있어서,

X^2A 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W^21A 가 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 ;

W^22A 가 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이고 ;

n^2A 가 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

Z^21A 가 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 이고 ;

항 [1] 에 기재된 식 (2-2) 에 있어서,

X^2B 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W^21B 가 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 ;

Z^23B 가 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;

Z^22B 가 독립적으로 단결합 또는 -O- 이고 ;

A^21B 가 독립적으로 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일 또는 테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 염소, 시아노, 메틸, 에틸, 메톡시, 디플루오로메틸 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 되고 ;

Y^2B 가 독립적으로 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되는 항 [1] 에 기재된 중합성 액정 조성물.

[3] 항 [1] 에 기재된 식 (1) 에 있어서,

W¹¹ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W¹² 가 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 메톡시이고 ;

X¹ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

Y¹ 이 독립적으로 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되고 ;

항 [1] 에 기재된 식 (2-1) 에 있어서,

X^2A 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W^21A 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W^22A 가 독립적으로 수소, 불소, 메틸 또는 메톡시이고 ;

n^2A 가 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

Z^21A 가 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 이고 ;

항 [1] 에 기재된 식 (2-2) 에 있어서,

X^2B 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W^21B 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

Z^23B 가 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;

Z^22B 가 독립적으로 단결합 또는 -O- 이고 ;

A^21B 가 독립적으로 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 메틸, 메톡시 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 되고 ;

Y^2B 가 독립적으로 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되는 항 [1] 에 기재된 중합성 액정 조성물.

[4] 식 (4) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (D) 성분을 추가로 함유하는 항 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물.

X⁴ 는 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;

R⁴ 는 시아노, -OCF₃, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

W⁴¹ 은 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

Z⁴¹ 은 단결합, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO- 이고 ;

Z⁴² 는 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;

n⁴¹ 은 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

n⁴² 는 1 ∼ 2 의 정수이다.

[5] 항 [4] 에 기재된 식 (4) 에 있어서,

X⁴ 가 수소 또는 메틸이고 ;

R⁴ 가 시아노, -OCF₃, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시이고 ;

W⁴¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 염소, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

Z⁴¹ 이 단결합, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO- 이고 ;

Z⁴² 가 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;

n⁴¹ 이 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

n⁴² 가 1 ∼ 2 의 정수인 항 [4] 에 기재된 중합성 액정 조성물.

[6] 항 [4] 에 기재된 식 (4) 에 있어서,

X⁴ 가 수소 또는 메틸이고 ;

W⁴¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

Z⁴¹ 이 단결합, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO- 이고 ;

Z⁴² 가 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -CH₂CH₂-COO- 또는 -C≡C- 이고 ;

n⁴¹ 이 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

[7] 식 (3) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (C) 성분을 추가로 함유하는 항 [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물.

식 (3) 에 있어서,

X³ 은 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;

W³¹ 은 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

r 은 0 ∼ 4 의 정수이고 ;

W³² 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

n³¹ 은 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

n³² 는 1 ∼ 3 의 정수이고 ;

Z³¹ 은 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-, -OCO-CH=CH-COO- 또는 -OCOO- 이고 ;

Z³² 는 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 또는 -CH=CH- 이다.

[8] 항 [7] 에 기재된 식 (3) 에 있어서,

X³ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W³¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 염소, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

r 이 0 ∼ 2 의 정수이고 ;

W³² 가 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

n³¹ 이 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

n³² 가 1 ∼ 3 의 정수이고 ;

Z³¹ 이 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-, -OCO-CH=CH-COO- 또는 -OCOO- 이고 ;

Z³² 가 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 또는 -CH=CH- 인 항 [7] 에 기재된 중합성 액정 조성물.

[9] 항 [7] 에 기재된 식 (3) 에 있어서,

X³ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;

W³¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 시아노, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

r 이 0 ∼ 2 의 정수이고 ;

W³² 가 독립적으로 수소, 불소, 시아노, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;

n³¹ 이 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;

n³² 가 1 ∼ 3 의 정수이고 ;

[10] 비이온성 계면 활성제를 추가로 함유하는 항 [1] ∼ [9] 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물.

[11] 비이온성 계면 활성제가 불소계, 실리콘계 또는 탄화수소계의 비이온성 계면 활성제인 항 [10] 에 기재된 중합성 액정 조성물.

[12] (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하는 비율로, (A) 성분이 1 ∼ 99 중량％ 이고, (B) 성분이 1 ∼ 99 중량％ 이며, (C) 성분이 0 ∼ 98 중량％ 이고, 그리고 (D) 성분이 0 ∼ 70 중량％ 인 항 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물.

[13] (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하는 비율로, (A) 성분이 3 ∼ 95 중량％ 이고, (B) 성분이 3 ∼ 95 중량％ 이며, (C) 성분이 0 ∼ 94 중량％ 이고, 그리고 (D) 성분이 0 ∼ 50 중량％ 인 항 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물.

[14] (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하는 비율로, (A) 성분이 5 ∼ 90 중량％ 이고, (B) 성분이 5 ∼ 90 중량％ 이며, (C) 성분이 0 ∼ 90 중량％ 이고, 그리고 (D) 성분이 0 ∼ 40 중량％ 인 항 [1] ∼ [11] 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물.

[15] 항 [1] ∼ [14] 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물의 적어도 1 개를 중합시켜 얻어지는 광학 이방체.

[16] 항 [15] 에 기재된 광학 이방체를 갖는 액정 표시 소자.

본 발명의 조성물은 식 (1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물을 (A) 성분으로서 함유한다.

식 (1) 에 있어서,

W¹¹ 은 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고, 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이며, 보다 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

W¹² 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이고, 바람직하게는 수소, 불소, 염소, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 보다 바람직하게는 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 메톡시이다.

X¹ 은 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

Y¹ 은 독립적으로 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -S-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다. 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다. 보다 바람직하게는, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다.

본 발명의 조성물은 식 (2-1) ∼ (2-2) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물을 (B) 성분으로서 함유한다.

식 (2-1) 에 있어서,

X^2A 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

W^21A 는 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고, 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이며, 보다 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

W^22A 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이다. 바람직하게는 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 보다 바람직하게는 수소, 불소, 메틸 또는 메톡시이다.

n^2A 는 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이다.

Z^21A 는 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 이다.

식 (2-2) 에 있어서,

X^2B 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

W^21B 는 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고, 바람직하게는 수소, 메틸 또는 에틸이며, 보다 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

Z^23B 는 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CONH-, -NHCO-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이다. 바람직하게는 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이다. 보다 바람직하게는 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이다.

Z^22B 는 독립적으로 단결합 또는 -O- 이다.

A^21B 는 독립적으로 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 피리딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 또는 테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 염소, 시아노, 메틸, 에틸, 메톡시, 하이드록시, 포르밀, 아세톡시, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 디플루오로메틸, 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 된다. 바람직하게는 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일 또는 테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 염소, 시아노, 메틸, 에틸, 메톡시, 디플루오로메틸 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 된다. 보다 바람직하게는 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌 또는 1,3-페닐렌이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 메틸, 메톡시 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 된다.

Y^2B 는 독립적으로 탄소수 2 ∼ 20 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다. 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다. 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다.

본 발명의 조성물은 식 (4) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물을 (D) 성분으로서 추가로 함유해도 된다.

식 (4) 에 있어서,

X⁴ 는 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

R⁴ 는 시아노, -OCF₃, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다. 바람직하게는 시아노, -OCF₃, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시이다.

W⁴¹ 은 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다. 바람직하게는 수소, 불소, 염소, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다. 보다 바람직하게는 수소, 불소, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다.

Z⁴¹ 은 단결합, -O-, -COO-, -OCO-, 또는 -OCOO- 이다.

Z⁴² 는 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이다.

n⁴¹ 은 2 ∼ 10 의 정수이다.

n⁴² 는 1 ∼ 2 의 정수이다.

본 발명의 조성물은 식 (3) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물을 (C) 성분으로서 추가로 함유해도 된다.

식 (3-1) 에 있어서,

X³ 은 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, 바람직하게는 수소 또는 메틸이다.

W³¹ 은 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다. 바람직하게는 수소, 불소, 염소, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다. 보다 바람직하게는, 수소, 불소, 시아노, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다.

r 은 0 ∼ 4 의 정수이며, 바람직하게는 0 ∼ 2 의 정수이다.

W³² 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 또는 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다. 바람직하게는 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다. 보다 바람직하게는 수소, 불소, 시아노, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 된다.

n³¹ 은 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이다.

n³² 는 독립적으로 1 ∼ 3 의 정수이다.

Z³¹ 은 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-, -OCO-CH=CH-COO- 또는 -OCOO- 이다.

Z³² 는 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 또는 -CH=CH- 이다.

본 발명의 조성물은 (C) 성분과 (D) 성분을 각각 단독으로 함유해도 되고, 이들 성분을 함께 함유해도 된다.

본 발명의 조성물은 추가로 비이온성 계면 활성제를 함유해도 된다. 비이온성 계면 활성제의 예는 불소계, 실리콘계 또는 탄화수소계이다. 비이온성 계면 활성제는 도포막의 평활성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 조성물은 실온에서 네마틱상이나 스멕틱상의 액정상을 갖는다. 본 발명의 조성물을 용매에 용해시킨 용액을, 러빙 처리 등의 배향 처리가 이루어져 있는 플라스틱 기판 상이나 플라스틱의 박막으로 표면이 피복된 지지 기판 상에 도포하여 막제조하는 경우, 호모지니어스 배향이나 하이브리드 배향이 된다. 또한, 본 발명의 조성물에 비중합성 혹은 중합성의 광학 활성 화합물을 첨가한 경우에는 트위스트 배향이 된다. 본 발명의 조성물에 비스페놀 골격을 갖는 화합물과 단관능의 중합성 액정 화합물을 첨가하면 호메오트로픽 배향이 얻어지기 쉬워진다.

본 발명의 조성물에 사용하는 화합물에 대하여 설명한다.

화합물 (1) 은 플루오렌 고리를 중심으로 하는 특정 구조의 골격과 2 개의 중합성 기를 갖는다. 이 화합물은 액정성을 나타내고, 이 중합성 액정 화합물의 중합체는 3 차원 구조가 되기 때문에, 1 개의 중합성 기를 갖는 화합물과 비교하여 딱딱한 중합체가 된다. 또한, 불포화 결합 부위인 신나메이트 부위를 갖기 때문에 비교적 큰 광학 이방성을 나타낸다.

화합물 (2-1) ∼ (2-2) 는 플루오렌 고리를 중심으로 하는 2 개의 중합성 기를 갖는 화합물이지만, 화합물 (1) 과 상이한 결합 부위를 갖는다. 이 중합성 화합물의 중합체는 3 차원 구조가 되기 때문에, 1 개의 중합성 기를 갖는 화합물과 비교하여 딱딱한 중합체가 된다. 이 화합물은 액정성을 나타내도 되고 나타내지 않아도 된다. 이 화합물은 화합물 (1) 과 공통의 중심 골격을 갖고 있기 때문에, 중합성 액정 조성물의 융점을 낮추는 작용이 있다. 이후, 화합물 (2-1) ∼ (2-2) 나 이들로부터 파생되는 화합물의 총칭으로서 화합물 (2) 라고 하는 경우가 있다.

화합물 (4) 는 페닐렌 골격 및 1 개의 중합성 기를 갖는다. 이 화합물은 다른 액정 분자의 틸트각을 크게 하는 성질이나 융점을 낮추는 성질을 갖는다. 화합물 (4) 로부터 파생되는 화합물은, 상기 화합물 (2) 와 동일하게, 이후 총칭으로서 화합물 (4) 라고 하는 경우가 있다.

화합물 (3) 은 페닐렌 골격 및 2 개의 중합성 기를 갖는다. 이 화합물은 지지 기판, 첨가물 등의 조건에 의존하지만, 측사슬이 없는 배향막 폴리머가 형성된 러빙 처리 기판에 도포하는 경우나 비이온성 계면 활성제가 액정 조성물에 첨가되어 있는 경우에, 호모지니어스로 배향되기 쉽다. 또한, 넓은 온도 범위에서 액정상을 나타내는 경향이 있다. 화합물 (3) 으로부터 파생되는 화합물은, 상기 화합물 (2) 와 동일하게, 이후 총칭으로서 화합물 (3) 이라고 하는 경우가 있다.

본 발명의 조성물은 화합물 (1), (2-1) ∼ (2-2), (3), (4) 및 비이온성 계면 활성제와는 상이한 그 밖의 중합성 화합물을 함유해도 된다. 이 조성물은 도포막과 지지 기재의 밀착성을 향상시키기 위하여 실란 커플링제를 함유해도 된다. 이 조성물은 중합 반응에 적합한 중합 개시제, 광 증감제 등의 첨가물을 함유해도 된다. 이 조성물은 중합체의 특성을 향상시키기 위하여 자외선 흡수제, 산화 방지제, 라디칼 포착제, 광 안정제, 연쇄 이동제 등의 첨가물을 함유해도 된다. 이 조성물은 유기 용제를 함유해도 된다. 유기 용제는 균일한 두께의 도포막을 생성시키는 데에 유용하다.

본 발명의 조성물에 있어서의 각 성분의 비율에 대하여 설명한다.

(A) 성분의 바람직한 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하여 1 ∼ 99 중량％ 이다. 보다 바람직한 비율은 3 ∼ 95 중량％ 이다. 더욱 바람직한 비율은 5 ∼ 90 중량％ 이다.

(B) 성분의 바람직한 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하여 1 ∼ 99 중량％ 이다. 보다 바람직한 비율은 3 ∼ 95 중량％ 이다. 더욱 바람직한 비율은 5 ∼ 90 중량％ 이다.

(D) 성분의 바람직한 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하여 0 ∼ 70 중량％ 이다. 보다 바람직한 비율은 0 ∼ 50 중량％ 이다. 더욱 바람직한 비율은 0 ∼ 40 중량％ 이다.

(C) 성분의 바람직한 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하여 0 ∼ 98 중량％ 이다. 보다 바람직한 비율은 0 ∼ 94 중량％ 이다. 더욱 바람직한 비율은 0 ∼ 90 중량％ 이다.

비이온성 계면 활성제를 첨가하는 경우의 바람직한 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량에 대한 중량비로 0.0001 ∼ 0.03 이다.

실란 커플링제를 첨가하는 경우의 바람직한 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량에 대한 중량비로 0.01 ∼ 0.15 이다. 보다 바람직한 중량비의 범위는 0.03 ∼ 0.10 이다.

그 밖의 중합성 화합물을 첨가할 때, 그 바람직한 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량에 대한 중량비로 0.01 ∼ 0.50 이고, 보다 바람직하게는 0.03 ∼ 0.30 이다. 중합 개시제 등의 첨가물을 사용할 때, 그 사용량은 목적을 달성하는 최소량이면 된다.

본 발명의 조성물에 있어서의 각 성분의 조합에 대하여 설명한다.

호모지니어스 배향을 형성하는 경우에는,

(A) 성분, (B) 성분 및 (C) 성분의 조합,

(A) 성분, (B) 성분 및 (D) 성분의 조합,

(A) 성분, (B) 성분, (C) 성분, 및 (D) 성분의 조합이 바람직하다.

배향 균일성이나 도포 균일성을 조정하는 경우에는, 비이온성 계면 활성제와 조합해도 된다. 지지 기재와의 밀착성을 향상시키는 경우에는, 실란 커플링제와 조합해도 된다. 또한, 각각의 조합에 대하여, 그 밖의 중합성 화합물을 추가로 조합해도 된다.

다음으로, 화합물의 합성법을 설명한다. 본 발명에 사용되는 화합물은 후벤·바일 (Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart), 오가닉·리액션즈 (Organic Reactions, John Wily & Sons Inc.), 오가닉·신더시즈 (Organic Syntheses, John Wily & Sons, Inc.), 컴프리헨시브·오가닉·신더시즈 (Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press), 신실험 화학 강좌 (마루젠) 등에 기재된, 유기 화학에 있어서의 합성 방법을 조합함으로써 합성할 수 있다.

화합물 (1) 의 합성 방법은 미국 특허 제5770107호 명세서에 기재된 방법을 참고로 할 수 있다.

화합물 (2-1) ∼ (2-2) 의 합성 방법은 일본 공개특허공보 2003-238491호, 일본 공개특허공보 2006-307150호 및 국제 공개 2008/136265호 팜플렛에 기재되어 있다.

화합물 (4) 는 Macromolecules, 26, 6132-6134 (1993), 독일 특허 제19504224호 명세서, 국제 공개 1997/00600호 팜플렛 등에 기재된 방법으로 합성할 수 있다.

화합물 (3) 의 합성 방법은 Makromol. Chem., 190, 3201-3215 (1989), Makromol. Chem., 190, 2255-2268 (1989), 국제 공개 97/00600호 팜플렛, 미국 특허 제5770107호 명세서, 일본 공개특허공보 2004-231638호 등에 기재되어 있다.

다음으로, 성분 화합물을 예시한다. 화합물 (1) 의 바람직한 예를 다음에 나타낸다.

식 (1-1) ∼ (1-6) 에 있어서, X¹ 은 독립적으로 수소, 염소, 메틸, 또는 트리플루오로메틸이고, n 은 독립적으로 2 ∼ 20 의 정수이다.

화합물 (2-1) 의 바람직한 예를 다음에 나타낸다.

식 (2-1-A) ∼ (2-1-D) 에 있어서, X^2A 는 독립적으로 수소, 메틸, 또는 트리플루오로메틸이고, n^2A 는 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이다.

화합물 (2-2) 의 바람직한 예를 다음에 나타낸다.

식 (2-2-1) ∼ (2-2-36) 에 있어서, X^2B 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, n^2B 는 독립적으로 2 ∼ 15 의 정수이다.

화합물 (4) 의 바람직한 예를 다음에 나타낸다.

식 (4-1) ∼ (4-13) 에 있어서, X⁴ 는 독립적으로 수소 또는 메틸이고, W⁴¹ 은 독립적으로 수소 또는 불소이며, R⁴ 는 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬, 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시 또는 -OCF₃ 이며, n⁴¹ 은 2 ∼ 10 의 정수이다.

화합물 (3) 의 바람직한 예를 다음에 나타낸다.

식 (3-1) ∼ (3-11) 에 있어서, X³ 은 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고, W³² 는 독립적으로 수소 또는 불소이며, n³¹ 은 2 ∼ 10 의 정수이다.

화합물 (1), (2-1) ∼ (2-2), (4) 및 (3) 의 구체예를 다음에 나타낸다.

다음으로 비이온성 계면 활성제를 예시한다.

실리콘계의 비이온성 계면 활성제의 예는 미변성 실리콘 혹은 변성 실리콘을 주성분으로 한 쿄에이샤 화학 (주) 제조의 폴리플로우 ATF-2, 글라노르 100, 글라노르 115, 글라노르 400, 글라노르 410, 글라노르 435, 글라노르 440, 글라노르 450, 글라노르 B-1484, 폴리플로우 KL-250, 폴리플로우 KL-260, 폴리플로우 KL-270, 폴리플로우 KL-280, BYK-300, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-315, BYK-320, BYK-322, BYK-323, BYK-325, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-337, BYK-341, BYK-342, BYK-344, BYK-345, BYK-346, BYK-347, BYK-348, BYK-370, BYK-375, BYK-377, BYK-378, BYK-3500, BYK-3510, 및 BYK-3570 이다.

불소계의 비이온성 계면 활성제의 예는 BYK-340, 프터젠트 251, 프터젠트 221MH, 프터젠트 250, FTX-215M, FTX-218M, FTX-233M, FTX-245M, FTX-290M, FTX-209F, FTX-213F, 프터젠트 222F, FTX-233F, FTX-245F, FTX-208G, FTX-218G, FTX-240G, FTX-206D, 프터젠트 212D, FTX-218, FTX-220D, FTX-230D, FTX-240D, FTX-720C, FTX-740C, FTX-207S, FTX-211S, FTX-220S, FTX-230S, KB-L82, KB-L85, KB-L97, KB-L109, KB-L110, KB-F2L, KB-F2M, KB-F2S, KB-F3M, 및 KB-FaM 이다.

탄화수소계의 비이온성 계면 활성제의 예는 아크릴계 폴리머를 주성분으로 한 폴리플로우 No.3, 폴리플로우 No.50EHF, 폴리플로우 No.54N, 폴리플로우 No.75, 폴리플로우 No.77, 폴리플로우 No.85HF, 폴리플로우 No.90, 폴리플로우 No.95, 폴리플로우 No.99C, BYK-350, BYK-352, BYK-354, BYK-355, BYK-358N, BYK-361N, BYK-380N, BYK-381, BYK-392, 및 BYK-Silclean3700 이다.

또한, 상기의 폴리플로우 및 글라노르는 모두 쿄에이샤 화학 (주) 에서 판매되고 있는 상품의 명칭이다. BYK 는 빅케미·재팬 (주) 에서 판매되고 있는 상품의 명칭이다. 프터젠트, FTX 및 KB 는 (주) 네오스에서 판매되고 있는 상품의 명칭이다.

상기의 계면 활성제는 단독으로 사용해도 되고, 2 개 이상을 혼합하여 사용해도 된다.

다음으로, 그 밖의 중합성 화합물, 첨가물, 유기 용제를 예시한다. 이들 화합물은 시판품이어도 된다. 그 밖의 중합성 화합물의 예는 중합성 기를 1 개 갖는 화합물, 중합성 기를 2 개 갖는 화합물 및 중합성 기를 3 개 이상 갖는 다관능 화합물이다.

중합성 기를 1 개 갖는 화합물의 예는 스티렌, 핵 치환 스티렌, 아크릴로니트릴, 염화비닐, 염화비닐리덴, 비닐피리딘, N-비닐피롤리돈, 비닐술폰산, 지방산 비닐 (예 : 아세트산비닐), α,β-에틸렌성 불포화 카르복실산 (예 : 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸말산, 이타콘산 등), (메트)아크릴산의 알킬에스테르 (알킬의 탄소수 1 ∼ 18), (메트)아크릴산의 하이드록시알킬에스테르 (하이드록시알킬의 탄소수 1 ∼ 18), (메트)아크릴산의 아미노알킬에스테르 (아미노알킬의 탄소수 1 ∼ 18), (메트)아크릴산의 에테르 산소 함유 알킬에스테르 (에테르 산소 함유 알킬의 탄소수 3 ∼ 18, 예 : 메톡시에틸에스테르, 에톡시에틸에스테르, 메톡시프로필에스테르, 메틸카르빌에스테르, 에틸카르빌에스테르, 및 부틸카르빌에스테르), N-비닐아세트아미드, p-t-부틸벤조산비닐, N,N-디메틸아미노벤조산비닐, 벤조산비닐, 피발산비닐, 2,2-디메틸부탄산비닐, 2,2-디메틸펜탄산비닐, 2-메틸-2-부탄산비닐, 프로피온산비닐, 스테아르산비닐, 2-에틸-2-메틸부탄산비닐, 디시클로펜타닐옥실에틸(메트)아크릴레이트, 이소보르닐옥실에틸(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 아다만틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아다만틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-아크릴로일옥시에틸헥사하이드로프탈산, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-아크릴로일옥시에틸-2-하이드록시에틸프탈산, 2-아크릴로일옥시에틸애시드포스페이트, 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트, 중합도 1 ∼ 100 의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 공중합체 등의 폴리알킬렌글리콜의 모노(메트)아크릴산에스테르 또는 디(메트)아크릴산에스테르, 혹은 말단이 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기에 의해 캡된 중합도 1 ∼ 100 의 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 및 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 공중합체 등의 폴리알킬렌글리콜의 모노(메트)아크릴산에스테르이다.

중합성 기를 2 개 갖는 화합물의 예는 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 디메틸올트리시클로데칸디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 비스페놀 A EO 부가 디아크릴레이트, 비스페놀 A 글리시딜 디아크릴레이트 (비스코트 V＃700), 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 및 이들 화합물의 메타크릴레이트 화합물, 식 (α-1) ∼ (α-6) 으로 나타내는 카르도 구조를 갖는 중합성 비스페놀플루오렌 유도체이다. 이들 화합물은 중합체의 경화도를 더욱 높이는 데에 적합하다.

중합성 기를 3 개 이상 갖는 화합물의 예는 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올 EO 부가 트리(메트)아크릴레이트, 트리스(메트)아크릴로일옥시에틸포스페이트, 트리스((메트)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 알킬 변성 디펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, EO 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, PO 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노하이드록시펜타(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 비스코트 V＃802 (관능기수 = 8), 비스코트 V＃1000 (관능기수 = 평균 14) 이다. 「비스코트」는 오사카 유기 화학 주식회사의 상품명이다. 관능기가 16 이상인 것은 Perstorp Specialty Chemicals 가 판매하고 있는 Boltorn H20 (16 관능), Boltorn H30 (32 관능), Boltorn H40 (64 관능) 을 원료로 그것들을 아크릴화함으로써 얻어진다.

중합성 액정 조성물의 중합 속도를 최적화하기 위하여, 공지된 광 라디칼 중합 개시제를 사용해도 된다. 광 라디칼 중합 개시제의 바람직한 첨가량은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량에 대한 중량비로 0.0001 ∼ 0.20 이다. 이 중량비의 보다 바람직한 범위는 0.001 ∼ 0.15 이다. 더욱 바람직한 범위는 0.01 ∼ 0.15 이다. 광 라디칼 중합 개시제의 예는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 (다로큐어 1173), 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 (이르가큐어 651), 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (이르가큐어 184), 이르가큐어 127, 이르가큐어 500 (이르가큐어 184 와 벤조페논의 혼합물), 이르가큐어 2959, 이르가큐어 907, 이르가큐어 369, 이르가큐어 379, 이르가큐어 754, 이르가큐어 1300, 이르가큐어 819, 이르가큐어 1700, 이르가큐어 1800, 이르가큐어 1850, 이르가큐어 1870, 다로큐어 4265, 다로큐어 MBF, 다로큐어 TPO, 이르가큐어 784, 이르가큐어 754, 이르가큐어 OXE01, 및 이르가큐어 OXE02 이다. 상기의 다로큐어 및 이르가큐어는 모두 BASF 재팬 (주) 에서 판매되고 있는 상품의 명칭이다. 이들에 공지된 증감제 (이소프로필티오크산톤, 디에틸티오크산톤, 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트 (다로큐어 EDB), 2-에틸헥실-4-디메틸아미노벤조에이트 (다로큐어 EHA) 등) 를 첨가해도 된다.

광 라디칼 중합 개시제로서 이하의 광 라디칼 중합 개시제도 사용할 수 있다.

p-메톡시페닐-2,4-비스(트리클로로메틸)트리아진, 2-(p-부톡시스티릴)-5-트리클로로메틸-1,3,4-옥사디아졸, 9-페닐아크리딘, 9,10-벤즈페나진, 벤조페논/미힐러케톤 혼합물, 헥사아릴비이미다졸/메르캅토벤즈이미다졸 혼합물, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2,4-디에틸크산톤/p-디메틸아미노벤조산메틸 혼합물, 벤조페논/메틸트리에탄올아민 혼합물이다.

1 종 또는 2 종 이상의 연쇄 이동제를 중합성 액정 조성물에 첨가하여, 중합체의 기계 특성을 제어할 수 있다. 연쇄 이동제를 사용함으로써 폴리머 사슬의 길이 또는 폴리머 필름에 있어서의 2 개의 가교 폴리머 사슬의 길이를 제어할 수 있다. 이들의 길이를 동시에 제어할 수도 있다. 연쇄 이동제의 양을 증대시키면, 폴리머 사슬의 길이는 감소된다. 바람직한 연쇄 이동제는 티올 화합물이다. 단관능성 티올의 예는 도데칸티올, 2-에틸헥실-(3-메르캅토프로피오네이트)이다. 다관능성 티올의 예는 트리메틸올프로판트리스(3-메르캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 1,4-비스(3-메르캅토부티릴옥시)부탄 (카렌즈 MT BD1), 펜타에리트리톨테트라키스(3-메르캅토부틸레이트) (카렌즈 MT PE1), 및 1,3,5-트리스(3-메르캅토부틸옥시에틸)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온 (카렌즈 MT NR1) 이다. 「카렌즈」는 쇼와 전공 주식회사의 상품명이다.

중합성 액정 조성물에는, 보존시의 중합 개시를 방지하기 위하여 중합 방지제를 첨가할 수 있다. 공지된 중합 방지제를 사용할 수 있지만, 그 바람직한 예는 2,5-디(t-부틸)하이드록시톨루엔 (BHT), 하이드로퀴논, 메틸블루, 디페닐피크르산하이드라지드 (DPPH), 벤조티아진, 4-니트로소디메틸아닐린 (NIDI), o-하이드록시벤조페논이다.

중합성 액정 조성물의 보존성을 향상시키기 위하여, 중합 저해제를 첨가할 수도 있다. 조성물이나 조성물 용액 내에서 라디칼이 발생한 경우에는, 중합성 화합물의 중합 반응이 촉진된다. 이것을 방지할 목적으로 중합 저해제를 첨가하는 것이 바람직하다. 중합 저해제로는, 페놀계 산화 방지제, 황계 산화 방지제, 인산계 산화 방지제를 이용할 수 있다.

중합성 액정 조성물의 내후성을 더욱 향상시키기 위하여, 자외선 흡수제, 광 안정제 (라디칼 포착제) 및 산화 방지제 등을 첨가해도 된다. 자외선 흡수제의 예는 티누빈 PS, 티누빈 P, 티누빈 99-2, 티누빈 109, 티누빈 213, 티누빈 234, 티누빈 326, 티누빈 328, 티누빈 329, 티누빈 384-2, 티누빈 571, 티누빈 900, 티누빈 928, 티누빈 1130, 티누빈 400, 티누빈 405, 티누빈 460, 티누빈 479, 티누빈 5236, 아데카스타브 LA-32, 아데카스타브 LA-34, 아데카스타브 LA-36, 아데카스타브 LA-31, 아데카스타브 1413, 및 아데카스타브 LA-51 이다. 「티누빈」은 BASF 재팬 (주) 의 상품명이고, 「아데카스타브」는 아사히 전화 (주) 의 상품명이다.

광 안정제의 예는 티누빈 111FDL, 티누빈 123, 티누빈 144, 티누빈 152, 티누빈 292, 티누빈 622, 티누빈 770, 티누빈 765, 티누빈 780, 티누빈 905, 티누빈 5100, 티누빈 5050, 5060, 티누빈 5151, 키마소르브 119FL, 키마소르브 944FL, 키마소르브 944LD, 아데카스타브 LA-52, 아데카스타브 LA-57, 아데카스타브 LA-62, 아데카스타브 LA-67, 아데카스타브 LA-63P, 아데카스타브 LA-68LD, 아데카스타브 LA-77, 아데카스타브 LA-82, 아데카스타브 LA-87, 사이테크사 제조의 사이아소르브 UV-3346, 및 굿 리치사의 굿 라이트 UV-3034 이다. 「키마소르브」는 BASF 재팬 (주) 의 상품명이다.

산화 방지제의 예는 아사히 전화사 제조의 아데카스타브 AO-20, AO-30, AO-40, AO-50, AO-60, AO-80, 스미토모 화학 (주) 에서 판매되고 있는 스미라이저 BHT, 스미라이저 BBM-S, 및 스미라이저 GA-80, 그리고 BASF 재팬 (주) 에서 판매되고 있는 Irganox 1076, Irganox 1010, Irganox 3114, 및 Irganox 245 이다. 이들 시판품을 사용해도 된다.

중합성 액정 조성물에는, 기판과의 밀착성을 제어하기 위하여, 실란 커플링제를 추가로 첨가해도 된다. 구체적으로는, 비닐트리알콕시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리알콕시실란, N-(1,3-디메틸부틸리덴)-3-(트리알콕시실릴)-1-프로판아민, 3-글리시독시프로필트리알콕시실란, 3-클로로트리알콕시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리알콕시실란 등이다. 다른 예는, 이들 화합물에 있어서, 알콕시기 (3 개) 중 1 개를 메틸로 치환된 디알콕시메틸실란이다.

중합성 액정 조성물은 그대로 기판면에 도포되는 경우도 있다. 그러나, 통상적으로는 도포를 용이하게 하기 위하여, 용제를 사용하여 중합성 액정 조성물을 희석하거나, 또는 용제에 중합성 액정 조성물의 각 성분을 용해시켜, 중합성 액정 조성물과 용제로 이루어지는 중합성 액정 조성물의 용액이 조제되고, 이 용액을 도포한다. 이 용제는 단독으로 사용할 수 있고, 또한 2 개 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 용제의 예는 에스테르계 용제, 아미드계 용제, 알코올계 용제, 에테르계 용제, 글리콜모노알킬에테르계 용제, 방향족 탄화수소계 용제, 할로겐화 방향족 탄화수소계 용제, 지방족 탄화수소계 용제, 할로겐화 지방족 탄화수소계 용제, 지환식 탄화수소계 용제, 케톤계 용제, 및 아세테이트계 용제이다.

에스테르계 용제의 바람직한 예는 아세트산알킬 (예 : 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소프로필, 아세트산부틸, 아세트산3-메톡시 부틸, 아세트산이소부틸, 아세트산펜틸 및 아세트산이소펜틸), 트리플루오로아세트산에틸, 프로피온산알킬 (예 : 프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 프로피온산프로필 및 프로피온산부틸), 부티르산알킬 (예 : 부티르산메틸, 부티르산에틸, 부티르산부틸, 부티르산이소부틸 및 부티르산프로필), 말론산디알킬 (예 : 말론산디에틸), 글리콜산알킬 (예 : 글리콜산메틸 및 글리콜산에틸), 락트산알킬 (예 : 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산이소프로필, 락트산n-프로필, 락트산부틸 및 락트산에틸헥실), 모노아세틴, γ-부티로락톤 및 γ-발레로락톤이다.

아미드계 용제의 바람직한 예는 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸프로피온아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디에틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드디메틸아세탈, N-메틸카프로락탐 및 디메틸이미다졸리디논이다.

알코올계 용제의 바람직한 예는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-메톡시-2-프로판올, t-부틸알코올, sec-부틸알코올, 부탄올, 2-에틸부탄올, n-헥산올, n-헵탄올, n-옥탄올, 1-도데칸올, 에틸헥산올, 3,5,5-트리메틸헥산올, n-아밀알코올, 헥사플루오로-2-프로판올, 글리세린, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 헥실렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,4-펜탄디올, 2,5-헥산디올, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 시클로헥산올 및 메틸시클로헥산올이다.

에테르계 용제의 바람직한 예는 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 비스(2-프로필)에테르, 1,4-디옥산 및 테트라하이드로푸란 (THF) 이다.

글리콜모노알킬에테르계 용제의 바람직한 예는 에틸렌글리콜모노알킬에테르 (예 : 에틸렌글리콜모노메틸에테르 및 에틸렌글리콜모노부틸에테르), 디에틸렌글리콜모노알킬에테르 (예 : 디에틸렌글리콜모노에틸에테르), 트리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 프로필렌글리콜모노알킬에테르 (예 : 프로필렌글리콜모노부틸에테르), 디프로필렌글리콜모노알킬에테르 (예 : 디프로필렌글리콜모노메틸에테르), 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트 (예 : 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트), 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트 (예 : 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트), 트리에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트 (예 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 및 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트), 디프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트 (예 : 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트), 및 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르이다.

방향족 탄화수소계 용제의 바람직한 예는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌, 에틸벤젠, 디에틸벤젠, i-프로필벤젠, n-프로필벤젠, t-부틸벤젠, s-부틸벤젠, n-부틸벤젠, 및 테트랄린이다. 할로겐화 방향족 탄화수소계 용제의 바람직한 예는 클로로벤젠이다. 지방족 탄화수소계 용제의 바람직한 예는 헥산 및 헵탄이다. 할로겐화 지방족 탄화수소계 용제의 바람직한 예는 클로로포름, 디클로로메탄, 사염화탄소, 디클로로에탄, 트리클로로에틸렌 및 테트라클로로에틸렌이다. 지환식 탄화수소계 용제의 바람직한 예는 시클로헥산 및 데칼린이다.

케톤계 용제의 바람직한 예는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 및 메틸프로필케톤이다.

아세테이트계 용제의 바람직한 예는 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 아세토아세트산메틸, 및 1-메톡시-2-프로필아세테이트이다.

중합성 액정 화합물의 용해성의 관점에서는, 아미드계 용제, 방향족 탄화수소계, 케톤계 용제의 사용이 바람직하고, 용제의 비점을 고려하면, 에스테르계 용제, 알코올계 용제, 에테르계 용제, 글리콜모노알킬에테르계 용제의 병용도 바람직하다. 용제의 선택에 관하여 특별히 제한은 없지만, 지지 기재로서 플라스틱 기판을 사용하는 경우에는, 기판의 변형을 방지하기 위하여 건조 온도를 낮게 할 것, 및 용제가 기판을 침식시키지 않게 할 필요가 있다. 이와 같은 경우에 바람직하게 사용되는 용제로는, 방향족 탄화수소계 용제, 케톤계 용제, 에스테르계 용제, 에테르계 용제, 알코올계 용제, 아세테이트계 용제, 글리콜모노알킬에테르계 용제이다.

중합성 액정 조성물의 용액에 있어서의 용제의 비율은 이 용액의 전체 중량을 기준으로 하여 50 ∼ 95 ％ 이다. 이 범위의 하한은 중합성 액정 화합물의 용해성 및 이 용액을 도포할 때의 그 최적 점도를 고려한 수치이다. 그리고 그 상한은 용제 비용 및 용제를 증발시킬 때의 시간이나 열량과 같은 경제적 관점을 고려한 수치이다. 이 비율의 바람직한 범위는 60 ∼ 90 ％ 이고, 보다 바람직한 범위는 70 ∼ 85 ％ 이다.

이하의 설명에서는, 중합성 액정 조성물을 중합하여 얻어지는 중합체 (광학 이방체) 를 액정 필름이라고 하는 경우가 있다. 액정 필름은 다음과 같이 하여 얻을 수 있다. 먼저, 중합성 액정 조성물의 용액을 지지 기판 상에 도포하고, 이것을 건조시켜 도포막을 형성시킨다. 그 도포막에 광 조사하여 중합성 액정 조성물을 중합시켜, 도포막 중의 조성물이 액정 상태로 형성되는 네마틱 배향을 고정화한다. 사용할 수 있는 지지 기판은 유리 및 플라스틱 필름이다. 플라스틱 필름의 예는 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리케톤술파이드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 아크릴 수지, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 및 그 부분 비누화물, 에폭시 수지, 페놀 수지, 및 시클로올레핀계 수지 등의 필름이다.

시클로올레핀계 수지로서 노르보르넨계 수지, 디시클로펜타디엔계 수지 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되지 않는다. 이들 중에서, 불포화 결합을 갖지 않거나, 또는 불포화 결합이 수소 첨가된 것이 바람직하게 사용된다. 예를 들어, 1 종 또는 2 종 이상의 노르보르넨계 모노머의 개환 (공)중합체 의 수소 첨가물, 1 종 또는 2 종 이상의 노르보르넨계 모노머의 부가 (공)중합체, 노르보르넨계 모노머와 올레핀계 모노머 (에틸렌, α-올레핀 등) 의 부가 공중합체, 노르보르넨계 모노머와 시클로올레핀계 모노머 (시클로펜텐, 시클로옥텐, 5,6-디하이드로디시클로펜타디엔 등) 의 부가 공중합체, 및 이들의 변성물 등을 들 수 있고, 구체적으로는 ZEONEX, ZEONOR (닛폰 제온사 제조), ARTON (JSR 사 제조), TOPAS (티코나사 제조), APEL (미츠이 화학사 제조), 에스시나 (세키스이 화학 공업사 제조), OPTOREZ (히타치 화성사 제조) 를 들 수 있다.

이들 플라스틱 필름은 1 축 연신 필름이어도 되고, 2 축 연신 필름이어도 된다. 이들 플라스틱 필름은, 예를 들어, 코로나 처리나 플라스마 처리 등의 친수화 처리, 혹은 소수화 처리 등의 표면 처리를 실시한 것이어도 된다. 친수화 처리의 방법은 특별히 제한은 없지만, 코로나 처리 혹은 플라스마 처리가 바람직하고, 특히 바람직한 방법은 플라스마 처리이다. 플라스마 처리는 일본 공개특허공보 2002-226616호, 일본 공개특허공보 2002-121648호 등에 기재되어 있는 방법을 사용해도 된다. 또한, 액정 필름과 플라스틱 필름의 밀착성을 개량하기 위하여 앵커 코트층을 형성시켜도 된다. 이와 같은 앵커 코트층은 액정 필름과 플라스틱 필름의 밀착성을 높이는 것이면, 무기계, 유기계의 어느 재료이어도 아무런 문제는 없다. 또한, 플라스틱 필름은 적층 필름이어도 된다. 플라스틱 필름 대신에, 표면에 슬릿 형상의 홈을 형성한 알루미늄, 철, 구리 등의 금속 기판이나, 표면을 슬릿 형상으로 에칭 가공한 알칼리 유리, 붕규산 유리, 플린트 유리 등의 유리 기판 등을 사용할 수도 있다.

이들 유리, 플라스틱 필름 등의 지지 기판에는, 중합성 액정 조성물의 도포막 형성에 앞서, 호모지니어스 배향 및 하이브리드 배향의 액정 필름을 형성하는 경우에는, 러빙 등에 의한 물리적, 기계적 표면 처리를 실시한다. 호메오트로픽 배향의 액정 필름을 형성하는 경우에는 러빙 등의 표면 처리를 실시하지 않는 경우가 많지만, 배향 결함 등을 방지하는 점에서 러빙 처리를 실시해도 된다. 러빙 처리에는 임의의 방법을 채용할 수 있지만, 통상적으로는 레이온, 면, 폴리아미드 등의 소재로 이루어지는 러빙천을 금속 롤 등에 감고, 지지 기판 또는 중합체 피막에 접한 상태에서 롤을 회전시키면서 이동시키는 방법, 롤을 고정한 채로 지지 기판측을 이동시키는 방법 등이 채용된다. 러빙 처리는 지지 기판에 직접 실시되어 있어도 되고, 또는 지지 기판 상에 미리 중합체 피막을 형성하고, 그 중합체 피막에 러빙 처리를 실시해도 된다. 러빙 처리의 방법은 전술한 바와 같다. 지지 기판의 종류에 따라서는, 그 표면에 산화규소를 경사 증착하여 배향능을 부여할 수도 있다.

중합성 액정 조성물 또는 그 용액을 도포할 때, 균일한 막두께를 얻기 위한 도포 방법의 예는 스핀 코트법, 마이크로 그라비아 코트법, 그라비아 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 스프레이 코트법, 메니스커스 코트법 및 다이 코트법이다. 특히, 도포시에 액정 조성물에 전단 응력이 가해지는 와이어 바 코트법 등을, 러빙 등에 의한 기판의 표면 처리를 실시하지 않고 액정 조성물의 배향을 제어하는 경우에 사용해도 된다.

본 발명의 중합성 액정 조성물의 용액을 도포할 때에는, 도포 후에 용제를 제거하여, 지지 기판 상에 막두께가 균일한 중합성 액정층, 즉 중합성 액정 조성물의 층을 형성시킨다. 용제 제거의 조건은 특별히 한정되지 않는다. 용제가 대강 제거되어, 중합성 액정 조성물의 도포막의 유동성이 없어질 때까지 건조시키면 된다. 실온에서의 풍건, 핫 플레이트에서의 건조, 건조로에서의 건조, 온풍이나 열풍의 분사 등을 이용하여 용제를 제거할 수 있다. 중합성 액정 조성물에 사용하는 화합물의 종류와 조성비에 따라서는, 도포막을 건조시키는 과정에서 도포막 중의 중합성 액정 조성물의 네마틱 배향이 완료되어 있는 경우가 있다. 따라서, 건조 공정을 거친 도포막은 후술하는 열처리 공정을 경유하지 않고, 중합 공정에 제공할 수 있다.

도포막을 열처리할 때의 온도 및 시간, 광 조사에 사용되는 광의 파장, 광원으로부터 조사하는 광의 양 등은 중합성 액정 조성물에 사용하는 화합물의 종류와 조성비, 광 중합 개시제의 첨가의 유무나 그 첨가량 등에 따라 바람직한 범위가 상이하다. 따라서, 이하에 설명하는 도포막의 열처리의 온도 및 시간, 광 조사에 사용되는 광의 파장, 및 광원으로부터 조사하는 광의 양에 대한 조건은 어디까지나 대략의 범위를 나타내는 것이다.

도포막의 열처리는 용제가 제거되어 중합성 액정의 균일 배향성이 얻어지는 조건에서 실시하는 것이 바람직하다. 중합성 액정 조성물의 액정상 전이점 이상에서 실시해도 된다. 열처리 방법의 일례는 상기 중합성 액정 조성물이 네마틱 액정상을 나타내는 온도까지 도포막을 가온하여, 도포막 중의 중합성 액정 조성물에 네마틱 배향을 형성시키는 방법이다. 중합성 액정 조성물이 네마틱 액정상을 나타내는 온도 범위 내에서, 도포막의 온도를 변화시킴으로써 네마틱 배향을 형성시켜도 된다. 이 방법은 상기 온도 범위의 고온영역까지 도포막을 가온함으로써 도포막 중에 네마틱 배향을 대강 완성시키고, 이어서 온도를 낮춤으로써 더욱 질서 잡힌 배향으로 하는 방법이다. 상기의 어느 열처리 방법을 채용하는 경우라도, 열처리 온도는 실온 ∼ 120 ℃ 이다. 이 온도의 바람직한 범위는 실온 ∼ 100 ℃ 이고, 보다 바람직한 범위는 실온 ∼ 90 ℃, 더욱 바람직한 범위는 실온 ∼ 85 ℃ 이다. 열처리 시간은 5 초 ∼ 2 시간이다. 이 시간의 바람직한 범위는 10 초 ∼ 40 분이고, 보다 바람직한 범위는 20 초 ∼ 20 분이다. 중합성 액정 조성물로 이루어지는 층의 온도를 소정의 온도까지 상승시키기 위해서는, 열처리 시간을 5 초 이상으로 하는 것이 바람직하다. 생산성을 저하시키지 않기 위해서는, 열처리 시간을 2 시간 이내로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 본 발명의 중합성 액정층이 얻어진다.

중합성 액정층 중에 형성된 중합성 액정 화합물의 네마틱 배향 상태는 이 중합성 액정 화합물을 광 조사에 의해 중합시킴으로써 고정화된다. 광 조사에 사용되는 광의 파장은 특별히 한정되지 않는다. 전자선, 자외선, 가시광선, 적외선 (열선) 등을 이용할 수 있다. 통상적으로는, 자외선 또는 가시광선을 사용하면 된다. 파장의 범위는 150 ∼ 500 ㎚ 이다. 바람직한 범위는 250 ∼ 450 ㎚ 이고, 보다 바람직한 범위는 300 ∼ 400 ㎚ 이다. 광원의 예는 저압 수은 램프 (살균 램프, 형광 케미컬 램프, 블랙 라이트), 고압 방전 램프 (고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프), 쇼트 아크 방전 램프 (초고압 수은 램프, 크세논 램프, 수은 크세논 램프) 이다. 광원의 바람직한 예는 메탈 할라이드 램프나 크세논 램프, 초고압 수은 램프 및 고압 수은 램프이다. 광원과 중합성 액정층 사이에 필터 등을 설치하여 특정의 파장 영역만을 통과시킴으로써, 조사 광원의 파장 영역을 선택해도 된다. 광원으로부터 조사하는 광량은 도포막면 도달시에 2 ∼ 5000 mJ/㎠ 이다. 광량의 바람직한 범위는 10 ∼ 3000 mJ/㎠ 이고, 보다 바람직한 범위는 100 ∼ 2000 mJ/㎠ 이다. 광 조사시의 온도 조건은 상기의 열처리 온도와 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 중합 환경의 분위기는 질소 분위기, 불활성 가스 분위기, 공기 분위기 중 어디이어도 되지만, 질소 분위기 혹은 불활성 가스 분위기가 경화성을 향상시키는 관점에서 바람직하다.

본 발명의 중합성 액정층, 및 이것을 광이나 열 등에 의해 중합시킨 액정 필름을 여러 가지 광학 소자에 사용하는 경우, 또는 액정 표시 장치에 사용하는 광학 보상 소자로서 적용하는 경우에는, 두께 방향에 있어서의 틸트각 분포의 제어가 매우 중요해진다.

틸트각을 제어하는 방법 중 하나는 중합성 액정 조성물에 사용하는 액정 화합물의 종류나 조성비 등을 조정하는 방법이다. 이 중합성 액정 화합물에 다른 성분을 첨가하는 것에 의해서도 틸트각을 제어할 수 있다. 액정 필름의 틸트각은 중합성 액정 조성물 중의 용제의 종류나 용질 농도, 다른 성분의 하나로서 첨가하는 계면 활성제의 종류나 첨가량 등에 의해서도 제어할 수 있다. 지지 기판 또는 중합체 피막의 종류나 러빙 조건, 중합성 액정 조성물의 도포막의 건조 조건이나 열처리 조건 등에 의해서도, 액정 필름의 틸트각을 제어할 수 있다. 또한, 배향 후의 광 중합 공정에서의 조사 분위기나 조사시의 온도 등도 액정 필름의 틸트각에 영향을 준다. 즉, 액정 필름의 제조 프로세스에 있어서의 거의 모든 조건이 다소나마 틸트각에 영향을 준다고 생각하면 된다. 따라서, 중합성 액정 조성물의 최적화와 함께, 액정 필름의 제조 프로세스의 제반 조건을 적절히 선택함으로써, 임의의 틸트각으로 할 수 있다.

호모지니어스 배향은 틸트각이 기판 계면으로부터 자유 계면에 걸쳐 일률적으로 0 도에 가깝게, 특히 0 ∼ 5 도에 분포되어 있다. 이 배향 상태는 (A) 성분, (B) 성분 및 비이온성 계면 활성제를 성분으로 하는 본 발명의 중합성 액정 조성물을, 러빙 등의 표면 처리를 실시한 지지 기판 표면에 도포하여, 도포막을 형성시킴으로써 얻어진다.

이하의 설명에 있어서의 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 비율을 나타내는 중량％ 는 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하는 것이다. 본 발명에 있어서 균일한 호모지니어스 배향을 얻기 위해서는, (A) 성분의 사용 비율을 1 ∼ 99 중량％ 로 하는 것이 바람직하다. 이 비율의 보다 바람직한 범위는 3 ∼ 95 중량％ 이다. 더욱 바람직한 범위는 5 ∼ 90 중량％ 이다. 화합물 (1) 의 바람직한 예는 화합물 (1-1-1) ∼ (1-2-6) 이다. 화합물 (1) 로 나타내는 화합물을 복수 조합하여 사용해도 된다.

(B) 성분의 사용 비율은 1 ∼ 99 중량％ 로 하는 것이 바람직하다. 이 비율의 보다 바람직한 범위는 3 ∼ 95 중량％ 이다. 더욱 바람직한 범위는 5 ∼ 90 중량％ 이다. 화합물 (2) 의 바람직한 예는 화합물 (2-1-A1) ∼ (2-1-D5), 화합물 (2-2-1-1) ∼ (2-2-10-2), 화합물 (2-2-13-1) ∼ (2-2-36-1) 이다. 또한, 화합물 (2) 로 나타내는 화합물을 복수 조합하여 사용해도 된다.

(D) 성분은 반드시 필요하지는 않지만, 융점의 조정 등으로 사용하는 경우의 사용 비율은 1 ∼ 70 중량％, 바람직하게는 1 ∼ 50 중량％ 이다. 더욱 바람직하게는 1 ∼ 40 중량％ 이다. 화합물 (4) 의 바람직한 예는 화합물 (4-1-1) ∼ (4-13-2) 이다. 또한, 화합물 (4) 로 나타내는 화합물을 복수 조합하여 사용해도 된다.

(C) 성분은 광학 이방성의 조정 등으로 사용하는 경우가 있지만, 반드시 필요하지는 않다. (C) 성분을 사용할 때의 바람직한 비율은 1 ∼ 98 중량％ 이다. 이 비율의 보다 바람직한 범위는 1 ∼ 94 중량％ 이고, 더욱 바람직한 범위는 1 ∼ 90 중량％ 이다.

화합물 (3) 의 바람직한 예는 화합물 (3-4-1) ∼ (3-4-6), 화합물 (3-5-1) ∼ (3-5-6), 화합물 (3-6-1) ∼ (3-11-4) 이다. 또한, 화합물 (3) 으로 나타내는 화합물을 복수 조합하여 사용해도 된다.

비이온성 계면 활성제의 사용 비율은 (A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량에 대한 중량비로 0.0001 ∼ 0.03 의 범위이다. 비이온성 계면 활성제는 복수 조합하여 사용해도 된다.

균일한 호모지니어스 배향이 잘 형성되지 않는 경우에는 틸트 배향성이 강한 것으로 생각되기 때문에, (C) 성분을 증량하거나, (D) 성분을 최소량으로 하거나, 또는 비이온성 계면 활성제를 증량하는 등의 최적화에 의해, 균일한 호모지니어스 배향이 얻어진다.

본 발명의 조성물에는 중합성 기를 갖지 않는 액정성 화합물을 함유해도 된다. 이와 같은 비중합성의 액정성 화합물의 예는 액정성 화합물의 데이터베이스인 리크리스트 (LiqCryst, LCI Publisher GmbH, Hamburg, Germany) 등에 기재되어 있다. 중합성 기를 갖지 않는 액정성 화합물의 구체예로는, 일본 공개특허공보 2011-148762호 p.66 ∼ 69 에 기재되어 있다. 본 발명의 중합성 액정 조성물은 다른 액정성 화합물과의 양호한 상용성을 갖는다. 이와 같은 중합성 액정 조성물은 이색성 색소나 형광 색소 등의 첨가물을 추가로 함유해도 된다. 이 중합성 액정 조성물을 중합시킴으로써, 중합성 기를 갖지 않는 액정성 화합물과의 복합 재료 (composite materials) 를 얻을 수 있다.

본 발명의 조성물에는 광학 활성 화합물을 첨가해도 된다. 광학 활성 화합물의 바람직한 예는 식 (Op-1) ∼ (Op-25) 로 나타내는 화합물이다. 이들 식에 있어서, Ak 는 탄소수 1 ∼ 15 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 15 의 알콕시를, Me, Et 및 Ph 는 각각, 메틸, 에틸 및 페닐을 나타낸다. P² 는 중합성의 기이고, (메트)아크릴로일옥시, 비닐옥시, 옥시라닐, 또는 옥세타닐을 함유하는 기인 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물은 이하에 설명하는 중합체의 원료로서 사용하는 것 외에, 액정 표시 소자의 구성 요소인 액정으로서 사용해도 된다.

구체예로서 일본 공개특허공보 2011-148762호의 p.70 의 단락 0159 ∼ p.81의 단락 0170 에 기재된 것이 있다.

광학 활성을 갖는 화합물을 적당량 함유한 중합성 액정 조성물, 또는 광학 활성을 갖는 중합성 화합물을 적당량 함유한 중합성 액정 조성물을, 배향 처리한 기판 상에 도포하여 중합함으로써, 나선 구조 (트위스트 구조) 를 나타내는 위상차 필름이 얻어진다. 중합성 액정 조성물의 중합에 의해, 이 나선 구조가 고정된다. 얻어지는 액정 필름의 특성은 얻어진 나선 구조의 나선 피치에 의존한다. 이 나선 피치 길이는 광학 활성 화합물의 종류 및 첨가량에 의해 조정할 수 있다. 첨가하는 광학 활성 화합물은 1 개이어도 되지만, 나선 피치의 온도 의존성을 상쇄할 목적으로 복수의 광학 활성 화합물을 사용해도 된다. 또한, 중합성 액정 조성물에는, 광학 활성 화합물 외에, 그 밖의 중합성 화합물이 함유되어도 된다.

상기와 같은 액정 필름의 특성인 가시광의 선택 반사는, 나선 구조가 입사광에 작용하여, 원 편광이나 타원 편광을 반사시키는 것이다. 선택 반사 특성은 λ = n·Pitch (λ 는 선택 반사의 중심 파장, n 은 평균 굴절률, Pitch 는 나선 피치) 로 나타내어지기 때문에, n 또는 Pitch 를 바꿈으로써 중심 파장 (λ) 및 파장폭 (Δλ) 을 적절히 조정할 수 있다. 색 순도를 양호하게 하려면 파장폭 (Δλ) 을 작게 하면 되고, 광대역의 반사를 원할 때에는 파장폭 (Δλ) 을 크게 하면 된다. 또한 이 선택 반사는 중합체 두께의 영향도 크게 받는다. 색 순도를 유지하기 위해서는, 두께가 지나치게 작아지지 않도록 해야 한다. 균일한 배향성을 유지하기 위해서는, 두께가 지나치게 커지지 않도록 해야 한다. 따라서, 적당한 두께의 조정이 필요하고, 0.5 ∼ 25 ㎛ 가 바람직하고, 1 ∼ 10 ㎛ 가 보다 바람직하다.

나선 피치를 가시광보다 더욱 짧게 함으로써, W. H. de Jeu, Physical Properties of Liquid Crystalline Materials, Gordon and Breach, New York (1980) 에 기재된 네거티브형 C 플레이트 (Negative C plate) 를 조제할 수 있다. 나선 피치를 짧게 하기 위해서는, 비틀림력 (HTP : 헬리컬·트위스팅·파워) 이 큰 광학 활성 화합물을 사용하고, 추가로 그 첨가량을 늘림으로써 달성할 수 있다. 구체적으로는 λ 를 350 ㎚ 이하, 바람직하게는 200 ㎚ 이하로 함으로써, 네거티브형 C 플레이트를 조제할 수 있다. 이 네거티브형 C 플레이트는 액정 표시 소자 중 VAN 형, VAC 형, OCB 형 등의 표시 소자에 적합한 광학 보상막이 된다.

액정 필름은 나선 피치를 가시광보다 길게 함으로써 일본 공개특허공보 2004-333671호에 기재되어 있는 바와 같은 반사 파장 영역을 근적외 (파장 800 ∼ 2500 ㎚) 에 설정한 반사 필름에 사용할 수 있다. 나선 피치를 길게 하기 위해서는, 비틀림력이 작은 광학 활성 화합물을 사용하거나, 광학 활성 화합물의 첨가량을 줄임으로써 달성할 수 있다.

상기 광학 활성 화합물은 나선 구조를 야기시키고, 베이스가 되는 중합성 액정 조성물과 적절히 혼합될 수 있으면, 어느 광학 활성 화합물을 사용해도 된다. 또한, 중합성 화합물이나 비중합성 화합물의 어느 것이어도 되고, 목적에 따라 최적인 화합물을 첨가할 수 있다. 내열성 및 내용매성을 고려한 경우, 중합성 화합물인 편이 바람직하다.

또한 상기 광학 활성 화합물 중에서도, 비틀림력 (HTP : 헬리컬·트위스팅·파워) 이 큰 것은 나선 피치를 짧게 하는 데에 있어서 바람직하다. 비틀림력이 큰 화합물의 대표예가 GB2298202호 공보, DE10221751호 공보에 개시되어 있다.

액정 필름의 두께 (막두께) 는 목적으로 하는 소자에 따른 리타데이션이나 액정 필름의 복굴절률 (광학 이방성의 값) 에 따라 적당한 두께가 상이하다. 따라서, 두께의 범위는 목적마다 상이하지만, 기준으로서 0.05 ∼ 100 ㎛ 이다. 보다 바람직한 범위는 0.1 ∼ 50 ㎛ 이고, 더욱 바람직한 범위는 0.5 ∼ 20 ㎛ 이다. 액정 필름의 바람직한 헤이즈값은 1.5 ％ 이하이고, 바람직한 투과율은 80 ％ 이상이다. 보다 바람직한 헤이즈값은 1.0 ％ 이하이고, 보다 바람직한 투과율은 95 ％ 이상이다. 투과율에 대해서는, 가시광 영역에서 이들 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.

액정 필름은 액정 표시 소자 (특히, 액티브 매트릭스형 및 패시브 매트릭스형의 액정 표시 소자) 에 적용하는 광학 보상 소자로서 유효하다. 이 액정 필름을 광학 보상막으로서 사용하기에 적합한 액정 표시 소자 형태의 예는 IPS 형 (인·플레인·스위칭), OCB 형 (광학적으로 보상된 복굴절), TN 형 (트위스티드·네마틱), STN 형 (슈퍼·트위스티드·네마틱), ECB 형 (전기적으로 제어된 복굴절), DAP 형 (정렬상의 변형 효과), CSH 형 (컬러·슈퍼·호메오트로픽), VAN/VAC 형 (수직 배향된 네마틱/콜레스테릭), OMI 형 (광학 모드 간섭), SBE 형 (초복굴절 효과) 등이다. 또한 게스트-호스트형, 강유전성형, 반강유전성형 등의 표시 소자용의 위상 리타더로서 이 액정 필름을 사용할 수도 있다. 또한, 액정 필름에 요구되는 틸트각의 두께 방향의 분포나 두께 등의 파라미터의 최적값은 보상해야 할 액정 표시 소자의 종류와 그 광학 파라미터에 강하게 의존하기 때문에, 소자의 종류에 따라 상이하다.

액정 필름은 편광판 등과 일체화된 광학 소자로서도 사용할 수 있고, 이 경우에는 액정 셀의 외측에 배치된다. 한편, 광학 보상 소자로서의 액정 필름은 셀에 충전된 액정에 대한 불순물의 용출이 없거나 또는 적기 때문에, 액정 셀의 내부에 배치시킬 수도 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-01943호에 개시되어 있는 방법을 응용하면, 컬러 필터 상에 본 발명의 중합성 액정층을 형성함으로써 컬러 필터의 기능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. 이색성 색소와 복합화된 호모지니어스 배향의 액정 필름은 흡수형 편광판으로서도 사용할 수 있다. 또한, 형광 색소와 복합화된 호모지니어스 배향의 액정 필름은 편광 발광형 필름으로서도 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 실시예에 있어서의 평가법을 다음에 나타낸다.

＜중합 조건＞

질소 분위기 하에서, 실온에서 250 W 의 초고압 수은등을 사용하여 30 mW/㎠ (365 ㎚) 의 강도의 광을 30 초간 조사하였다.

＜호모지니어스 배향의 평가＞

(1) 러빙 처리가 완료된 배향막 부착 유리 기판의 제작

두께 1.1 ㎜ 의 유리 기판에, 저프레틸트각 (수평 배향 모드) 용 폴리아믹산 (릭손 얼라이너 : PIA-5370 JNC (주) 제조) 을 스핀 코트하고, 용매를 80 ℃ 의 핫 플레이트 상에서 건조 후, 230 ℃ 에서 30 분간 오븐에서 소성한 것을 레이온천을 사용하여 러빙 처리하였다.

(2) 액정 배향 균일성의 확인

액정 필름 부착 기판을 크로스 니콜로 배치한 2 장의 편광판 사이에 넣고, 이 필름을 암시야의 상태로 하였을 때의, 광 누출 (미세한 광의 투과) 의 유무를 관찰하였다. 광 누출은 액정의 배향에 결함이 있는 경우에 발생한다. 광 누출이 없을 때, 배향이 균일하다고 판단하였다.

＜호메오트로픽 배향의 평가＞

상기 기재된 배향막 부착 기판을 러빙 처리없이 그대로 사용하였다.

크로스 니콜로 배치한 2 장의 편광판 내에 얻어진 액정 필름 부착 기판을 협지하고, 기판을 정면에서 관찰하면 암시야이고, 상하 좌우의 방향에서 관찰하면 명시야인 것이 확인되었다면, 액정 골격의 배향 벡터가 유리 기판에 대하여 수직인 것을 나타내기 때문에, 호메오트로픽 배향이라고 판단하였다. 호메오트로픽 배향의 균일성은, 2 장의 편광판을 크로스 니콜 상태로 하고, 그 사이에 액정 필름 부착 기판을 넣고, 정면에서 관찰한 경우에, 액정의 배향 결함 유래의 광 누출이 육안으로 확인되지 않을 때 (암시야) 를 균일 배향 상태로 하였다.

＜편광 해석 장치에 의한 측정 : 배향 형태의 확인＞

신테크 (주) 제조의 OPTIPRO 편광 해석 장치를 사용하여, 액정 필름 부착 기판에 파장이 550 ㎚ 인 광을 조사하였다. 이 광의 입사 각도를 필름면에 대하여 90 도에서부터 감소시키면서 리타데이션을 측정하여, 배향 형태를 확인하였다. 조사를 기울이는 방향은 러빙 방향 (액정 분자의 장축 방향) 에 일치시켰다. 수직 방향으로부터의 리타데이션이 최대일 때, 배향은 호모지니어스라고 판단하였다. 호모지니어스 배향에서는, 액정 분자의 배향 벡터가 지지 기판과 평행이다. 한편, 수직 방향으로부터의 리타데이션이 최소일 때, 배향은 호메오트로픽이라고 판단하였다. 호메오트로픽 배향에서는, 액정 분자의 배향 벡터가 지지 기판과 수직이다.

리타데이션 (retardation ; 위상 지연) 은 Δn × d 로 나타내어진다. 기호 Δn 은 굴절률 이방성이고, 기호 d 는 중합체 필름의 두께 (막두께) 이다.

＜막두께 측정＞

액정 필름 부착 유리 기판의 액정 필름의 층을 깎아내고, 그 단차를 미세 형상 측정 장치 (KLA TENCOR (주) 제조 알파스텝 IQ) 를 사용하여 측정하였다.

＜광학 이방성 (Δn) 의 평가＞

호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름에 대하여 구한 리타데이션과 막두께값으로부터, 리타데이션/막두께로 하여 산출하였다.

실시예 및 비교예에서 사용한 화합물을 이하에 나타낸다.

화합물 (1-1-3) 은 이하의 방법으로 합성하였다.

(제 1 단계)

trans-p-쿠마르산 2470 mmol 및 진한 황산 10 ㎖ 를 메탄올 1200 ㎖ 에 첨가하고, 가열 환류 하에서 5 시간 교반하였다. 감압 하에서 용제를 증류 제거하였다. 얻어진 잔류물을 빙수에 쏟아 붓고, 아세트산에틸을 첨가하여 추출하였다. 유기층을 포화 탄산수소나트륨수, 이어서 물로 세정하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 감압 하에서 용제를 증류 제거하였다. 잔류물을 에탄올로 재결정시킴으로써, 화합물 (ex-1) 2157 mmol 을 얻었다.

(제 2 단계)

화합물 (ex-1) 561 mmol, 수산화나트륨 617 mmol 및 요오드화나트륨 56 mmol 을, N,N-디메틸포름아미드 (DMF) 1000 ㎖ 에 첨가하고, 질소 분위기 하에 60 ℃ 에서 교반하였다. 거기에, 6-클로로헥산올 617 mmol 을 적하하였다. 적하 후, 80 ℃ 에서 8 시간 교반하였다. 반응액에 아세트산에틸 및 물을 첨가하여 추출하였다. 얻어진 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 감압 하에서 용제를 증류 제거하였다. 얻어진 잔류물, 수산화나트륨 617 mmol 을 물 500 ㎖ 및 메탄올 500 ㎖ 의 혼합 용액에 첨가하고, 가열 환류 하에서 3 시간 교반하였다. 감압 하에서 용제를 증류 제거하고, 얻어진 잔류물을 3 N 염산에 쏟아 부어 재침전화하였다. 결정을 여과 분리하여, 에탄올로 재결정시킴으로써, 화합물 (ex-2) 356 mmol 을 얻었다.

(제 3 단계)

화합물 (ex-2) 290 mmol, 디메틸아닐린 551 mmol 을 톨루엔 400 ㎖ 에 첨가하고, 실온에서 질소 분위기 하에 교반하였다. 거기에, 아크릴산클로라이드 348 mmol 을 적하하였다. 적하 후, 50 ℃ 에서 4 시간 교반하였다. 반응액을 빙수에 쏟아 붓고, 아세트산에틸을 첨가하여 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 감압 하에서 용제를 증류 제거하였다. 얻어진 잔류물을 톨루엔으로 재결정시킴으로써, 화합물 (ex-3) 118 mmol 을 얻었다.

(제 4 단계)

화합물 (ex-3) 63 mmol, 9-메틸-2,7-디하이드록시플루오렌 31 mmol 및 4-디메틸아미노피리딘 (DMAP) 13 mmol 을, 디클로로메탄 200 ㎖ 에 첨가하고, 질소 분위기 하에서 교반하였다. 거기에, 1,3-디시클로헥실카르보디이미드 (DCC) 66 mmol 의 디클로로메탄 용액 30 ㎖ 를 적하하였다. 적하 후, 실온에서 8 시간 교반하였다. 석출된 침전물을 여과 분리하고, 유기층을 물로 세정하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 감압 하에서 용제를 증류 제거하고, 잔류물을 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 에탄올로 재결정시킴으로써, 상기 화합물 (1-1-3) 20 mmol 을 얻었다. 얻어진 화합물 (1-1-3) 의 상전이 온도는 이하와 같다.

상전이 온도 : C 74 N 250 ＜ I

화합물 (2-1-C3), 화합물 (2-1-D3), 화합물 (2-1-A4) 는 일본 공개특허공보 2003-238491호, 일본 공개특허공보 2006-307150호에 기재된 방법에 따라 합성하였다.

화합물 (2-2-1-2) 및 화합물 (2-2-26-2) 는 국제 공개 2008/136265호 팜플렛에 기재된 방법에 따라 합성하였다.

화합물 (3-4-3) 은 Makromol. Chem., 190, 2255-2268 (1989) 에 기재된 방법으로 합성하였다. 화합물 (3-7-2) 는 이하의 방법에 따라 합성하였다.

(제 1 단계)

메틸하이드로퀴논 322 mmol, 4-하이드록시벤조산 644 mmol, 붕산 10 mmol 및 진한 황산 1 ㎖ 를, 톨루엔 400 ㎖ 에 첨가하고, Dean-Stark 를 사용하여 가열 환류 하에서 탈수하면서 8 시간 교반하였다. 결정을 여과 분리하고, 에탄올로 재결정시킴으로써, 화합물 (ex-4) 280 mmol 을 얻었다.

(제 2 단계)

화합물 (ex-4) 16 mmol 및 트리에틸아민 113 mmol 을, 아세톤 40 ㎖ 에 첨가하고, 질소 분위기 하에 5 ℃ 에서 냉각 교반하였다. 거기에, 푸마르산클로라이드 65 mmol 의 톨루엔 용액 50 ㎖ 를 적하하였다. 적하 후, 실온에서 1 시간 교반하였다. 거기에 추가로 4-하이드록시부틸아크릴레이트 79 mmol 의 톨루엔 용액 20 ㎖ 를 적하하였다. 적하 후, 실온에서 2 시간 교반하였다. 반응액에 2 N 염산수를 첨가하여 유기층을 추출하였다. 유기층을 포화 탄산수소나트륨수, 이어서 물로 세정하고, 무수 황산마그네슘으로 건조시켰다. 감압 하에서 용제를 증류 제거하였다. 잔류물을 칼럼 크로마토그래피로 정제하고, 에탄올로 재결정시킴으로써, 상기 화합물 (3-7-2) 6 mmol 을 얻었다. 얻어진 화합물 (A) 의 상전이 온도는 이하와 같다.

상전이 온도 : C 84 N 250 ＜ I

화합물 (3-9-2) 는 미국 특허 제5770107호 명세서 및 일본 공개특허공보 2004-231638호에 기재된 방법에 따라 합성하였다.

화합물 (3-10-2) 및 화합물 (3-11-2) 는 일본 공개특허공보 2006-225607호 및 일본 공개특허공보 2007-16213호에 기재된 방법에 준거하여 합성하였다.

화합물 (4-1-2) 는 Macromolecules, 3938-3943, (23), 1990. 에 기재된 방법으로 합성하였다.

화합물 (4-4-1) 및 화합물 (4-4-2) 는 Makromol. Chem. 183, 2311-2321, (1982) 에 기재된 방법으로 합성하였다.

[실시예 1]

[중합성 액정 조성물 (1) 의 조제]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (4-1-2) = 35 : 30 : 35 의 중량비로 이들 화합물을 혼합하였다. 이 조성물을 MIX1 로 한다. 이 MIX1 에 중량비 0.06 의 중합 개시제 이르가큐어 Oxe01 (BASF 재팬 제조), 및 중량비 0.01 의 불소계의 비이온성 계면 활성제 FTX-218 ((주) 네오스 제조) 을 첨가하였다. 이 조성물에 톨루엔/2-프로판올 = 9/1 (중량비) 을 첨가하여, MIX1 이 16 중량％ 인 중합성 액정 조성물 (1) 로 하였다.

다음으로, 유리 기판 (마츠나미 슬라이드 유리 : S-1112) 상에 저프레틸트각 (수평 배향 모드) 용 폴리아믹산 (릭손 얼라이너 : PIA-5370 JNC (주) 제조) 을 도포하고, 80 ℃ 에서 3 분간 건조 후, 230 ℃ 에서 30 분간 소성하고, 레이온 제조의 러빙천으로 러빙 처리하였다. 다음으로, 중합성 액정 조성물 (1) 을, 러빙 처리한 폴리아믹산 피막 부착 유리 기판 상에 스핀 코트에 의해 도포하였다. 이 기판을 80 ℃ 에서 2 분간 가열, 실온에서 2 분간 냉각시키고, 용제가 제거된 도포막을 자외선에 의해 질소 기류 하에서 중합시켜 액정 필름을 얻었다. 얻어진 액정 필름 부착 기판을 크로스 니콜로 배치한 2 장의 편광판 사이에 넣고, 기판을 암시야 상태로 한 결과 광 누출이 없는 것을 확인하여, 배향이 균일하다고 판단하였다. 이 액정 필름 부착 기판의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 같은 결과이며, 수직 방향으로부터의 리타데이션이 최대였기 때문에 배향은 호모지니어스라고 판단하였다. 또한, 필름면에 대하여 90 도의 리타데이션 측정값은 135 ㎚ 이며, 막두께는 563 ㎚ 였던 점에서 Δn 은 0.24 로 산출되었다.

[비교예 1]

이하의 화합물 (β) 를 일본 공개특허공보 2006-111571호에 기재된 방법으로 합성하였다.

화합물 (3-4-3) : 화합물 (4-1-2) : 화합물 (β) = 40 : 35 : 25 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 화합물을 혼합하였다. 이 조성물을 MIX2 로 한다. 이 MIX2 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (2) 를 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과, 실시예 1 과 동일한 호모지니어스 배향이 얻어졌지만, 실시예 1 과 동일하게 하여 Δn 을 산출한 결과 0.15 여서, 큰 굴절률 이방성이 되지 않았다.

상기의 결과로부터, 화합물 (1) 및 (2) 를 이용하면, 큰 굴절률 이방성을 용이하게 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

[실시예 2]

실시예 1 에 기재된 MIX1 에 중량비 0.10 의 화합물 (α-2), 중량비 0.10 의 3-아미노프로필트리에톡시실란 (JNC 주식회사 제조, 상품명 : 사일라에이스 S-330) 및 중량비 0.03 의 중합 개시제 이르가큐어 Oxe01 (BASF 재팬 제조) 을 혼합하고, 톨루엔/2-프로판올 = 9/1 (중량비) 을 첨가하여, MIX1 이 20 중량％ 인 중합성 액정 조성물 (3) 을 조제하였다.

유리 기판 (마츠나미 슬라이드 유리 : S-1112) 상에 저프레틸트각 (수평 배향 모드) 용 폴리아믹산 (릭손 얼라이너 : PIA-5370 JNC (주) 제조) 을 도포하고, 80 ℃ 에서 3 분간 건조 후, 230 ℃ 에서 30 분간 소성한 것을 평가용 기판으로 하였다. 그리고, 중합성 액정 조성물 (3) 을, 폴리아믹산 피막 부착 유리 기판 상에 스핀 코트에 의해 도포하였다. 이 기판을 80 ℃ 에서 2 분간 가열, 실온에서 2 분간 냉각시키고, 용제가 제거된 도포막을 자외선에 의해 질소 기류하에서 중합시켜 액정 필름을 얻었다. 얻어진 액정 필름 부착 기판을 크로스 니콜로 배치한 2 장의 편광판 사이에 넣고, 기판을 암시야 상태로 한 결과 광 누출이 없는 것을 확인하여, 배향이 균일하다고 판단하였다. 이 액정 필름 부착 기판의 리타데이션을 측정한 결과, 도 2 와 같은 결과이며, 수직 방향으로부터의 리타데이션이 최소였기 때문에 배향은 호메오트로픽이라고 판단하였다. 또한, 필름면에 대하여 45 도의 리타데이션 측정값은 51 ㎚ 이며, 막두께는 약 1.6 ㎛ 였다.

[비교예 2]

비교예 1 에 기재된 MIX2 를 사용한 것 이외에는 실시예 2 에 기재된 방법과 동일하게 하여, 중합성 액정 조성물 (4) 를 조정하여 액정 필름을 얻었다. 얻어진 액정 필름 부착 기판을 크로스 니콜로 배치한 2 장의 편광판 사이에 넣고, 기판을 암시야 상태로 한 결과 광 누출이 없는 것을 확인하여, 배향이 균일하다고 판단하였다. 이 액정 필름 부착 기판의 리타데이션을 측정한 결과, 도 2 와 같은 결과이며, 수직 방향으로부터의 리타데이션이 최소였기 때문에 배향은 호메오트로픽이라고 판단하였다. 또한, 필름면에 대하여 45 도의 리타데이션 측정값은 37 ㎚ 이며, 막두께는 약 1.6 ㎛ 였다. 이 점에서, 화합물 (1) 및 (2) 를 이용하면, 호메오트로픽 배향된 액정 필름의 리타데이션은 크게 얻어지는 것을 알 수 있다.

[실시예 3]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-D3) = 70 : 30 의 중량비로 이들 화합물을 혼합하여 MIX3 으로 하고, 용매를 시클로펜타논/프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (PGMEA) = 9/1 (중량비) 로 하여 MIX3 을 16 중량％ 로 한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (5) 를 조제하였다. 그리고 액정 필름을 실시예 1 과 동일한 방법으로 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.23 이었다.

[실시예 4]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-D3) : 화합물 (4-1-2) = 60 : 20 : 20 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (6) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.23 이었다.

[실시예 5]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (2-1-D3) = 60 : 20 : 20 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (7) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.24 였다.

[실시예 6]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) = 70 : 30 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (8) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.26 이었다.

[실시예 7]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) = 50 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (9) 를 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.24 였다.

[실시예 8]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-2-26-2) = 50 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (10) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.20 이었다.

[실시예 9]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-C-3) = 50 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (11) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.24 였다.

[실시예 10]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-2-1-2) = 50 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (12) 를 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.22 였다.

[실시예 11]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (4-1-2) = 50 : 25 : 25 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (13) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.24 였다.

[실시예 12]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (2-1-C3) : 화합물 (4-1-2) = 50 : 20 : 10 : 20 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (14) 를 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.20 이었다.

[실시예 13]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (4-4-2) = 50 : 20 : 30 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (15) 를 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.23 이었다.

[실시예 14]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (4-4-1) = 50 : 25 : 25 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (16) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.24 였다.

[실시예 15]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (3-11-2) = 30 : 20 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (17) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.26 이었다.

[실시예 16]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (3-10-2) = 30 : 20 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (18) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.24 였다.

[실시예 17]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (3-9-2) = 30 : 20 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (19) 를 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.23 이었다.

[실시예 18]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (3-7-2) = 30 : 20 : 50 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (20) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.23 이었다.

[실시예 19]

화합물 (1-1-3) : 화합물 (2-1-A4) : 화합물 (3-11-2) : 화합물 (4-1-2) = 40 : 20 : 20 : 20 의 중량비로 이들 화합물을 혼합한 것 이외에는 실시예 1 에 기재된 방법과 동일하게 하여 중합성 액정 조성물 (21) 을 조제하고, 액정 필름을 형성한 결과 균일한 호모지니어스 배향을 갖는 액정 필름을 얻었다. 이 필름의 리타데이션을 측정한 결과, 도 1 과 동일한 결과이며, Δn 을 산출한 결과 0.25 였다.

본 발명의 중합성 액정 조성물을 사용함으로써 균일한 호모지니어스 배향 형태나 호메오트로픽 배향 형태의 액정 필름을 얻을 수 있고, 얻어지는 액정 필름의 굴절률 이방성은 비교적 큰 것이 된다.

Claims

식 (1) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (A) 성분, 식 (2-1) ∼ (2-2) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (B) 성분 및 식 (3) 으로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (C) 성분을 함유하는 중합성 액정 조성물.

식 (1) 에 있어서, W¹¹ 은 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고 ;
W¹² 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이고 ;
X¹ 은 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;
Y¹ 은 독립적으로 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -S-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다.

식 (2-1) 에 있어서,
X^2A 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;
W^21A 는 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고 ;
W^22A 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이고 ;
n^2A 는 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
Z^21A 는 독립적으로 단결합 또는 -CH₂CH₂- 이고 ;
식 (2-2) 에 있어서,
X^2B 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;
W^21B 는 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 에틸이고 ;
Z^23B 는 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CONH-, -NHCO-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;
Z^22B 는 독립적으로 단결합 또는 -O- 이고 ;
A²¹ 는 독립적으로 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 피리딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일 또는 테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 염소, 시아노, 메틸, 에틸, 메톡시, 하이드록시, 포르밀, 아세톡시, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 디플루오로메틸 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 되고 ;
Y^2B 는 독립적으로 탄소수 2 ∼ 20 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 된다.

식 (3) 에 있어서,
X³ 은 독립적으로 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;
W³¹ 은 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
r 은 0 ∼ 4 의 정수이고 ;
W³² 는 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
n³¹ 은 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
n³² 는 1 ∼ 3 의 정수이고 ;
Z³¹ 은 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-, -OCO-CH=CH-COO- 또는 -OCOO- 이고 ;
Z³² 는 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 또는 -CH=CH- 이다.
제 1 항에 있어서,
제 1 항에 기재된 식 (1) 에 있어서,
W¹¹ 이 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 ;
W¹² 가 독립적으로 수소, 불소, 염소, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이고 ;
X¹ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
Y¹ 이 독립적으로 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되고 ;
제 1 항에 기재된 식 (2-1) 에 있어서,
X^2A 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W^21A 가 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 ;
W^22A 가 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이고 ;
n^2A 가 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
Z^21A 가 독립적으로 단결합 또는 -CH₂CH₂- 이고 ;
제 1 항에 기재된 식 (2-2) 에 있어서,
X^2B 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W^21B 가 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이고 ;
Z^23B 가 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -(CH₂)₄-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;
Z^22B 가 독립적으로 단결합 또는 -O- 이고 ;
A²¹ 가 독립적으로 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 나프탈렌-2,6-디일 또는 테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 염소, 시아노, 메틸, 에틸, 메톡시, 디플루오로메틸 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 되고 ;
Y^2B 가 독립적으로 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소 또는 염소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되는 중합성 액정 조성물.
제 1 항에 있어서,
제 1 항에 기재된 식 (1) 에 있어서,
W¹¹ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W¹² 가 독립적으로 수소, 불소, 염소, 메틸 또는 메톡시이고 ;
X¹ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
Y¹ 이 독립적으로 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되고 ;
제 1 항에 기재된 식 (2-1) 에 있어서,
X^2A 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W^21A 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W^22A 가 독립적으로 수소, 불소, 메틸 또는 메톡시이고 ;
n^2A 가 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
Z^21A 가 독립적으로 단결합 또는 -CH₂CH₂- 이고 ;
제 1 항에 기재된 식 (2-2) 에 있어서,
X^2B 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W^21B 가 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
Z^23B 가 독립적으로 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;
Z^22B 가 독립적으로 단결합 또는 -O- 이고 ;
A²¹ 가 독립적으로 1,4-시클로헥실렌, 1,4-페닐렌 또는 1,3-페닐렌이며, 이 1,3-페닐렌 및 1,4-페닐렌에 있어서 임의의 수소는 불소, 메틸, 메톡시 또는 트리플루오로메틸로 치환되어도 되고 ;
Y^2B 가 독립적으로 탄소수 2 ∼ 10 의 알킬렌이며, 이 알킬렌에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고, 임의의 -CH₂- 는 -O-, -COO-, -OCO-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 치환되어도 되는 중합성 액정 조성물.
제 1 항에 있어서,
식 (4) 로 나타내는 화합물의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 화합물인 (D) 성분을 추가로 함유하는 중합성 액정 조성물.

X⁴ 는 수소, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고 ;
R⁴ 는 시아노, -OCF₃, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
W⁴¹ 은 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 7 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 7 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
Z⁴¹ 은 단결합, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO- 이고 ;
Z⁴² 는 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;
n⁴¹ 은 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
n⁴² 는 1 ∼ 2 의 정수이다.
제 4 항에 있어서,
제 4 항에 기재된 식 (4) 에 있어서,
X⁴ 가 수소 또는 메틸이고 ;
R⁴ 가 시아노, -OCF₃, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시이고 ;
W⁴¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 염소, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
Z⁴¹ 이 단결합, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO- 이고 ;
Z⁴² 가 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -CH₂CH₂-COO-, -OCO-CH₂CH₂- 또는 -C≡C- 이고 ;
n⁴¹ 이 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
n⁴² 가 1 ∼ 2 의 정수인 중합성 액정 조성물.
제 4 항에 있어서,
제 4 항에 기재된 식 (4) 에 있어서,
X⁴ 가 수소 또는 메틸이고 ;
R⁴ 가 시아노, -OCF₃, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 10 의 알콕시이고 ;
W⁴¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
Z⁴¹ 이 단결합, -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCOO- 이고 ;
Z⁴² 가 단결합, -COO-, -OCO-, -CH=CH-COO-, -CH₂CH₂-COO- 또는 -C≡C- 이고 ;
n⁴¹ 이 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
n⁴² 가 1 ∼ 2 의 정수인 중합성 액정 조성물.
제 1 항에 있어서,
제 1 항에 기재된 식 (3) 에 있어서,
X³ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W³¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 염소, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
r 이 0 ∼ 2 의 정수이고 ;
W³² 가 독립적으로 수소, 할로겐, 니트로, 시아노, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬 또는 탄소수 1 ∼ 3 의 알콕시이며, 이 알킬 및 알콕시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
n³¹ 이 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
n³² 가 1 ∼ 3 의 정수이고 ;
Z³¹ 이 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-, -OCO-CH=CH-COO- 또는 -OCOO- 이고 ;
Z³² 가 독립적으로 단결합, -CH₂CH₂- 또는 -CH=CH- 인 중합성 액정 조성물.
제 1 항에 있어서,
제 1 항에 기재된 식 (3) 에 있어서,
X³ 이 독립적으로 수소 또는 메틸이고 ;
W³¹ 이 독립적으로 수소, 불소, 시아노, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
r 이 0 ∼ 2 의 정수이고 ;
W³² 가 독립적으로 수소, 불소, 시아노, 메틸 또는 메톡시이며, 이 메틸 및 메톡시에 있어서 임의의 수소는 불소로 치환되어도 되고 ;
n³¹ 이 독립적으로 2 ∼ 10 의 정수이고 ;
n³² 가 1 ∼ 3 의 정수이고 ;
Z³¹ 이 독립적으로 단결합, -O-, -CO-, -CH=CH-, -COO-, -OCO-, -OCO-CH=CH-COO- 또는 -OCOO- 이고 ;
Z³² 가 독립적으로 단결합, -CH₂CH_2- 또는 -CH=CH- 인 중합성 액정 조성물.
제 1 항에 있어서,
비이온성 계면 활성제를 추가로 함유하는 중합성 액정 조성물.
제 9 항에 있어서,
비이온성 계면 활성제가 불소계, 실리콘계 또는 탄화수소계의 비이온성 계면 활성제인 중합성 액정 조성물.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
(A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하는 비율로, (A) 성분이 1 ∼ 99 중량％ 이고, (B) 성분이 1 ∼ 99 중량％ 이며, (C) 성분이 0 ∼ 98 중량％ 이고, 그리고 (D) 성분이 0 ∼ 70 중량％ 인 중합성 액정 조성물.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
(A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하는 비율로, (A) 성분이 3 ∼ 95 중량％ 이고, (B) 성분이 3 ∼ 95 중량％ 이며, (C) 성분이 0 ∼ 94 중량％ 이고, 그리고 (D) 성분이 0 ∼ 50 중량％ 인 중합성 액정 조성물.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
(A) 성분 ∼ (D) 성분의 합계 중량을 기준으로 하는 비율로, (A) 성분이 5 ∼ 90 중량％ 이고, (B) 성분이 5 ∼ 90 중량％ 이며, (C) 성분이 0 ∼ 90 중량％ 이고, 그리고 (D) 성분이 0 ∼ 40 중량％ 인 중합성 액정 조성물.
제 1 항에 기재된 중합성 액정 조성물의 적어도 1 개를 중합시켜 얻어지는 광학 이방체.
제 14 항에 기재된 광학 이방체를 갖는 액정 표시 소자.
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