KR20050030153A - 배향막, 위상차판, 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

액정성 화합물의 배향에 사용되는 신규 배향막인, 하기 일반식 (I)∼(III) (식중, R¹ 및 R² 는 각각 수소 원자, 메틸기 등을 나타내고, P¹, P²¹ 및 P³¹ 은 -NR- (R 은 수소 원자 또는 알킬기) 등을 나타내고, L¹, L²¹, L²², L³¹ 및 L³² 는 각각 소정의 2 가의 연결기를 나타내고, X¹ 은, X² 및 X³ 은 수소 결합성기를 나타내고, n1, n2 및 n3 은 3 이하의 정수를 나타낸다) 중 어느 하나로 표현되는 구조 단위를 적어도 1 종 갖는 중합체를 함유하는 배향막을 개시한다. 또한, 수소 결합성기를 갖는 식량 110 이상의 구성 단위를 갖는 중합체를 함유하는 배향막과, 그 배향막에 의해 배향 제어된 막대형 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 위상차판을 개시한다.

일반식 (A)

일반식 (I)

일반식 (II)

일반식 (III)

Description

배향막, 위상차판, 및 그의 제조 방법 {ALIGNMENT FILM, RETARDER, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 신규 액정성 화합물의 배향막, 및 그것을 사용한 위상차판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 특정한 배향막에 의해 배향 제어된 막대형 액정성 분자 또는 디스코틱 액정성 분자로 형성된 광학 이방성층을 갖는 위상차판, 및 그 제작 방법에 관한 것이기도 하다. 또한, 본 발명은 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 시야각 특성이 우수한 수직 배향 네마틱형 액정 표시 장치에 관한 것이기도 하다.

액정 표시 장치는 통상, 액정셀 및 편광판을 포함한다. 편광판은 보호 필름과 편광막을 갖고, 통상, 폴리비닐알코올 필름으로 이루어지는 편광막을 요오드로 염색하고, 연신을 실시하고, 그 양면을 보호 필름으로 적층하여 얻어진다. 투과형 액정 표시 장치에서는 이 편광판을 액정셀의 양측에 부착하고, 나아가서는 1 장 이상의 광학 보상 시트를 배치하는 경우도 있다. 반사형 액정 표시 장치에서는 통상, 반사판, 액정셀, 1 장 이상의 광학 보상 시트 및 편광판이 차례로 배치되어 있다. 액정셀은 액정성 분자, 그것을 봉입하기 위한 2 장의 기판 및 액정성 분자에 전압을 가하기 위한 전극층으로 이루어진다. 액정셀은 액정성 분자의 배향 상태의 차이로 ONㆍOFF 를 표시하고, 투과 및 반사형 어느 것에나 적용할 수 있는, TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), OCB (Optically Compensatory Bend), VA (Vertically Aligned), ECB (Electrically Controlled Birefringence), STN (Super Twissted Nematic) 와 같은 표시 모드가 제안되어 있다.

광학 보상 시트는 화상착색을 해소하거나, 시야각을 확대하기 위해서, 여러가지 액정 표시 장치에서 사용되고 있다. 광학 보상 시트로서는 연신 복굴절 폴리머 필름이 종래부터 사용되고 있다. 또한, 연신 복굴절 폴리머 필름으로 이루어지는 광학 보상 시트 대신에, 투명 지지체 상에 저분자 또는 고분자 액정성 분자로 형성된 광학 이방성층을 갖는 광학 보상 시트를 사용하는 것이 제안되어 있다. 액정성 분자에는 다양한 배향 형태가 있기 때문에, 액정성 분자를 사용함으로써, 종래의 연신 복굴절 폴리머 필름에서는 얻을 수 없는 광학적 성질을 실현할 수 있다. 또한, 편광판의 보호막에 복굴절성을 부가함으로써, 보호막과 광학 보상 시트를 겸하는 구성도 제안되어 있다.

광학 보상 시트의 광학적 성질은 액정셀의 광학적 성질, 구체적으로는 상기한 바와 같은 표시 모드의 차이에 따라 결정한다. 액정성 분자를 사용하면, 액정셀의 여러가지 표시 모드에 대응하는 여러가지 광학적 성질을 갖는 광학 보상 시트를 제조할 수 있다. 액정성 분자를 사용한 광학 보상 시트에서는 여러가지 표시 모드에 대응하는 것이 이미 제안되어 있다. 예를 들어, TN 모드 액정셀용 광학 보상 시트는 전압인가에 의해 액정 분자가 뒤틀림 구조가 해소되면서 기판면에 경사진 배향 상태의 광학 보상을 실시하고, 흑색 표시시의 경사 방향의 광누출 방지에 의한 콘트라스트의 시각 특성을 향상시킨다 (일본 공개 특허 공보 평6-214116호 참조). 종래의 TN 모드 액정셀용 광학 보상 시트는 연신 복굴절 폴리머 필름 대신에 액정성 분자로 이루어지는 필름을 사용함으로써, 종래보다 정확히 액정셀을 광학적으로 보상하는 것을 가능하게 하고 있다 (일본 공개 특허 공보 평8-50206호 참조). 또한, 디스코틱 액정성 화합물을 하이브리드 배향 상태로 고정함으로써 제작된 위상차막을, TN 셀의 광학 보상를 위해 사용하는 것도 제안되어 있다 (일본 공개 특허 공보 평8-27284호). 상기 위상차막은 배향막의 표면에 중합성 디스코틱 액정성 화합물을 도포하고, 배향 제어하고, 배향막측의 틸트각과 공기계면측의 틸트각이 연속적으로 변화하고 있는 하이브리드 배향의 상태로 하여 이 배향 상태를 광중합에 의해 고정함으로써 얻어진다. 중합성 디스코틱 액정성 화합물을 하이브리드 배향시키기 위한 배향막의 재료로서 각종 재료가 제안되어 있다. (일본 공개 특허 공보 평9-152509호, 일본 공개 특허 공보 2003-57658호).

광학 이방성층의 광학적 성질은 액정셀의 광학적 성질, 구체적으로는 상기한 바와 같은 표시 모드의 차이에 따라 결정된다. 액정성 분자를 사용하면 액정셀의 여러가지 표시 모드에 대응하는 여러가지 광학적 성질을 갖는 광학 이방성층을 제조할 수 있다. 액정성 분자로서는 일반적으로, 막대형 액정성 분자 또는 디스코틱 액정성 분자가 사용되고 있다. 액정성 분자를 사용한 광학 이방성층에서는 여러가지 표시 모드에 대응하는 것이 이미 제안되어 있다. 예를 들어, TN 모드의 액정셀용 광학 이방성층은 일본 공개 특허 공보 평6-214116호, 미국 특허 5583679호, 미국 특허 5646703호, 및 독일 특허 공보 3911620A1호의 각 명세서에 기재되어 있다. 또한, IPS 모드 또는 FLC 모드의 액정셀용 광학 이방성층은 일본 공개 특허 공보 평9-292522호 및 일본 공개 특허 공보 평10-54982호에 기재되어 있다. 또한, OCB 모드 또는 HAN 모드의 액정셀용 광학 이방성층은 미국 특허 5805253호 및 국제특허출원 WO96/37804호의 각 명세서에 기재되어 있다. 나아가 또, STN 모드의 액정셀용 광학 이방성층은 일본 공개 특허 공보 평9-26572호에 기재되어 있다. 그리고, VA 모드의 액정셀용 광학 이방성층은 일본특허 제 2866372호에 기재되어 있다.

이들 다종다양의 표시 모드에 대응하기 위해서는 디스코틱 액정성 분자 및 막대형 액정성 분자를 원하는 배향 각도로 제어하는 배향막이 필수적이다. 그러나, 배향 각도에 따라서는 종래의 배향막을 사용하였다면 안정적인 배향 상태를 형성할 수 없는 경우도 있다. 예를 들어, VA 모드 등의 액정셀을 광학 보상하기 위한 광학 이방성층의 일례로서, 도 1 에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 막대형 액정성 화합물의 분자 (04) 가, 그 장축을 배향막 (02) 의 표면에 실시된 러빙 방향과 실질적으로 직교시켜 배향되고, 또한 그 배향 상태로 고정되어 이루어지는 광학 이방성층을 들 수 있다. 이와 같이 막대형 액정성 분자를 그 장축이 러빙 방향과 직교하도록 배향시키는 방법으로서는 예를 들어, 일본 공개 특허 공보 2002-62427호, 일본 공개 특허 공보 2002-90545호 및 일본 공개 특허 공보 2002-98836호에 기재된 바와 같이, 카르바졸환 등을 폴리머 주쇄에 치환시킨 배향막을 사용하는 방법, 및 폴리스티렌 등을 사용하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이들 배향막을 사용한 경우에도, 막대형 액정성 분자의 일부는 장축을 러빙 방향과 평행하게 하여 배향되어 버리는 것이 있어, 균일하게 불균일없이 직교하게 배향시키는 배향막이 요망되고 있었다.

그런데, 액정재료로 이루어지는 광학 이방성층을 연속적으로 제조하는 경우에는 통상, 장척의 지지체 상에 형성된 배향막을 연속적으로 러빙하여, 그 표면에 액정재료를 연속적으로 도포하여 제작한다. 상기 종래의 배향막에서는 예를 들어 러빙포로 연속적으로 러빙 처리를 실시하면, 러빙의 개시점과 종료점 (장척상의 필름의 일방의 선단부와 타방의 선단부) 에서는 러빙포 등의 마모 등에 의해, 러빙강도가 변화되어버린다. 이 때문에, 배향막의 배향 제어능이 불균일해지고, 영역에 따라서는 그 위에 적용된 액정성 화합물을 원하는 배향 상태로 배향 제어할 수 없게 되어, 예를 들어 광학 이방성층 중의 배향 결함 (휘점) 이 증가한다는 문제가 있다. 그래서, 장척상의 필름 상에 광학 이방성층을 연속적으로 제작하는 경우이더라도, 배향 결함이 적은 광학 이방성층을 안정적으로 제조하는 데에 기여하는 배향막이 요구되고 있다.

본 발명은 액정을 배향 상태로 고정하여 이루어지는 광학 이방성층을 안정적으로 제작하는 데에 기여하는 배향막을 제공하는 것을 과제로 한다. 특히, 상기 광학 이방성층을 장척상 필름 상에 연속적으로 형성하여 장척상의 위상차판을 제작하는 경우이더라도, 전체에 걸쳐 발생하는 배향 결함이 적은 광학 이방성층을 제조할 수 있는, 즉 안정적으로 제조하는 데에 기여하는 배향막을 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은 액정의 배향 결함에 기인하는 결함이 적은 위상차판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 막대형 액정성 분자를 그 장축을 러빙 방향에 대하여 불균일없이 실질적으로 직교하게 하여 배향시키는 방법, 그럼으로써 제작된 광학 이방성층을 제공하는 것이다. 또한, 이 광학 이방성층을 사용함으로써, 시야각 특성이 우수한 액정 표시 장치, 특히 수직 배향 네마틱형 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단은 다음과 같다.

[1] 하기 일반식 (I), 일반식 (II) 및 일반식 (III) 중 어느 하나로 표현되는 구조 단위를 적어도 1 종 갖는 중합체를 함유하는 배향막:

일반식 (I)

식중, R¹ 은 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, P¹ 은 산소 원자, -CO- 또는 -NR¹²- 를 나타내고, R¹² 는 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L¹ 은 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X¹ 은 수소 결합성기를 나타내고, n1 은 1∼3 의 정수를 나타낸다;

일반식 (II)

식중, R² 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, L²¹ 은 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P²¹ 은 단결합 또는 -O-, -NR²¹-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R²¹ 은 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L²² 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X² 는 수소 결합성기를 나타내고, n2 는 0∼3 의 정수이다;

일반식 (III)

식중, L³¹ 은 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P³¹ 은 단결합 또는 -O-, -NR³¹-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R³¹ 은 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L³² 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X³ 은 수소 결합성기를 나타내고, n3 은 0∼3 의 정수이다.

[2] 상기 일반식 (I) 에 있어서, R¹ 이 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, P¹ 이 -NR¹²- 를 나타내고, R¹² 가 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 또는 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X¹ 이 수소 결합성기를 나타내고, n1 이 1∼3 의 정수인 [1] 의 배향막.

[3] 상기 일반식 (II) 에 있어서, R² 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, L²¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P²¹ 이 -O-, -NR²¹-, -CO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R²¹ 이 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L²² 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X² 가 수소 결합성기를 나타내고, n2 가 0∼3 의 정수인 [1] 의 배향막.

[4] 상기 일반식 (III) 에 있어서, L³¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P³¹ 이 -O-, -NR³¹- , -CO-, -SO²- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R³¹ 이 수소 원자 또는 치환 또는 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L³² 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 2 가의 연결기를 나타내고, X³ 이 수소 결합성기를 나타내고, n3 이 0∼3 의 정수인 [1] 의 배향막.

[5] 투명 지지체 상에, [1]∼[4] 중 어느 한 배향막과, 그 배향막에 의해 배향 제어되고, 또한 그 배향 상태로 고정된 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 위상차판.

[6] 상기 디스코틱 액정성 화합물이, 중합성기를 갖는 [5] 의 위상차판.

[7] 상기 디스코틱 액정성 화합물이, 광중합 반응에 의해 고정되어 있는 [6] 의 위상차판.

[8] 표면이 러빙 처리된 [1]∼[4] 중 어느 한 배향막의 러빙 처리면에, 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 도포하여, 디스코틱 액정성 분자를 배향시킴과 동시에, 그 배향 상태로 고정하여 광학 이방성층을 제작하는 공정을 포함하는 위상차판의 제조 방법.

[9] 지지체 상에, 하기 일반식 (A) 로 표현되는 적어도 1 종의 구성 단위를 갖는 중합체를 함유하는 배향막과, 그 배향막에 의해 배향 제어된 막대형 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 위상차판:

일반식 (A)

식중, Mp 는 L 과 n 개의 부위에서 결합하고 있는 (2+n) 가의 연결기를 나타내고, L 은 (1+n) 가의 연결기를 나타내고, n 은 1 또는 2 를 나타내고, X 는 수소 결합성기를 나타낸다. 단, 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위의 식량은 110 이상이다.

[10] 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 하기 일반식 (Ia), 일반식 (IIa) 및 일반식 (IIIa) 중 어느 하나로 표현되는 [9] 의 위상차판:

일반식 (Ia)

식중, R^1a 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, P^1a 는 산소 원자 또는 -NR^12a- 를 나타내고, R^12a 는 수소 원자, 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기, 또는 탄소 원자수 6 이상의 치환 또는 무치환의 아릴기를 나타내고, L^1a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^1a 는 수소 결합성기를 나타내고, n_1a 는 1 이상의 정수를 나타낸다;

일반식 (IIa)

식중, R^2a 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, L^21a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^21a 는 단결합, -O-, -NR^21a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^21a 는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^22a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^2a 는 수소 결합성기를 나타내고, n2 는 0 이상의 정수이다;

일반식 (IIIa)

식중, L^31a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^31a 는 단결합, -O-, -NR^31a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^31a 는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^32a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X³ 은 수소 결합성기를 나타내고, n_3a 는 0 이상의 정수이다.

[11] 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (Ia) 로 표현되고, 또한 식중 R^1a 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, P^1a 가 -NR^12a- 를 나타내고, R^12a 가 수소 원자 또는 수소 결합성기가 치환한 탄소 원자수 1∼6 의 알킬기를 나타내고, L¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^1a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_1a 가 1∼4 의 정수인 [10] 의 위상차판.

[12] 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (Ia) 로 표현되고, 또한 식중 R^1a 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, P^1a 가 -NH- 를 나타내고, L^1a 가 치환 또는 무치환의 2 가의 방향족기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^1a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_1a 가 1∼3 의 정수인 [10] 의 위상차판.

[13] 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (IIa) 로 표현되고, 또한 식중 R^2a 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, L^21a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^21a 가 -O-, -NR^21a-, -CO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^21a 가 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^22a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^2a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_2a 가 0∼3 의 정수인 [10] 의 위상차판.

[14] 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (IIIa) 로 표현되고, 또한 식중 L^31a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^31a 가 -O-, -NR^31a-, -CO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^31a 가 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^32a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^3a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_3a 가 0∼3 의 정수인 [10] 의 위상차판.

[15] X 가 -CO₂H, -SO₂NH₂ 및 -CONH₂ 에서 선택되는 어느 하나의 수소 결합성기인 [9] 의 위상차판.

[16] 상기 막대형 액정 화합물의 분자가 그 장축을, 상기 배향막의 러빙 방향과 실질적으로 직교하여 배향하고 있는 [9] 의 위상차판.

[17] 상기 지지체가 길이 방향을 갖고, 상기 배향막의 러빙 방향이 상기 지지체의 길이 방향과 실질적으로 평행하고, 또한 상기 막대형 액정 화합물의 분자가 그 장축을, 상기 지지체의 길이 방향과 실질적으로 직교시켜 배향하고 있는 [9] 의 위상차판.

[18] 길이 방향을 갖는 지지체의 표면에, [9] 중의 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위를 포함하는 중합체를 함유하는 조성물을 적용하여 층을 형성하고, 그 층의 표면을 상기 길이 방향과 실질적으로 평행하게 러빙하여 배향막을 형성하는 공정과, 상기 배향막의 러빙 처리면에, 막대형 액정성 화합물을 함유하는 조성물을 적용하여 막대형 액정성 화합물의 분자를 그 장축을 러빙 방향에 대하여 실질적으로 직교하게 하여 배향시켜, 그 배향 상태로 고정함으로써 광학 이방성층을 형성하는 공정을 포함하는 위상차판의 제작 방법.

[19] [9]∼[17] 중 어느 한 위상차판과 편광막을 갖는 편광판.

[20] 상기 광학 이방성층의 지상축과, 편광막의 흡수축이 실질적으로 직교하고 있는 [19] 의 편광판.

[21] 서로의 흡수축이 직교하고 있는 2 장의 편광막과, 상기 2 장의 편광막의 사이에, 한 쌍의 기판 및 그 기판 사이에 협지되는 액정성 분자로 이루어지는 액정층을 가짐과 동시에, 외부 전계가 인가되지 않는 비구동 상태에 있어서, 상기 액정성 분자가 상기 기판에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 배향하는 액정셀과, 광학적으로 양의 굴절률 이방성을 갖고, 가시광에 대하여 Re 가 40∼150㎚ 인 제 1 광학 이방성층의 적어도 1 층과, 광학적으로 음의 굴절률 이방성을 갖고, 가시광에 대하여 Re 가 0∼10㎚ 이고, 또한 Rth 가 60∼250㎚ 인 제 2 광학 이방성층의 적어도 1 층을 갖는 액정 표시 장치로서, 상기 제 1 광학 이방성층이 [9]∼[17] 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층인 액정 표시 장치.

[22] 상기 제 1 광학 이방성층 중, 막대형 액정성 분자가, 그 장축을 상기 2 장의 편광막의 흡수축의 일방에 대하여 실질적으로 직교시켜 수평 배향하고 있는 [21] 의 액정 표시 장치.

[23] 상기 제 2 광학 이방성층이, 실질적으로 수평 배향하고 있는 디스코틱 액정성 분자로 형성된 층인 [21] 또는 [22] 의 액정 표시 장치.

또, 본 명세서에 있어서, 각도에 관해서 「실질적으로」 란 엄밀한 각도 ±10°이하의 범위내인 것을 의미한다. 엄밀한 각도와의 오차는 5°이하인 것이 바람직하고, 3°이하인 것이 보다 바람직하다. 즉, 2 개의 축이 실질적으로 평행하다는 것은 일방의 축에 대하여 타방의 축이 이루는 각도가 0°이상 10°이하인 것을 의미하고, 5°이하인 것이 바람직하고, 3°이하인 것이 보다 바람직하다. 2 개의 축이 실질적으로 직교한다는 것은 일방의 축에 대하여 타방의 축이 이루는 각도가 80°이상 100°이하인 것을 의미하고, 85°이상 95°이하인 것이 바람직하고, 87°이상 93°이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 「지상축」 은 굴절률이 최대가 되는 방향을 의미한다. 또한 굴절률의 측정 파장은 특별한 언급이 없는 한, 가시광역의 λ= 550㎚ 에서의 값이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「가시광」 이란 400㎚∼700㎚ 의 것을 말하고, 또한 굴절률의 측정 파장은 특별한 언급이 없는 한, 가시광역의 λ= 550㎚ 에서의 값이다. 또한, 본 명세서에서는 「편광막」 및 「편광판」 을 구별하여 사용하지만, 「편광판」 은 「편광막」 의 적어도 편면에 그 편광막을 보호하는 투명 보호막을 갖는 적층체를 의미하는 것으로 한다. 또, 본 명세서에 있어서, 「(수치 1)∼(수치 2)」 라는 기재는 「(수치 1) 이상 (수치 2) 이하」라는 의미이다.

또한, 본 명세서에 있어서, Re, Rth 는 각각, 파장 λ 에 있어서의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re 는 KOBRA 21 ADH (오지 계측기기(주)제) 에 있어서 파장 589㎚ 의 빛을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. Rth 는 상기 Re, 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로 하여 필름 법선 방향에 대하여 +40°경사진 방향으로부터 파장 589㎚ 의 빛을 입사시켜 측정한 리타데이션치, 및 면내의 지상축을 경사축 (회전축) 으로 하여 필름 법선 방향에 대하여 -40°경사진 방향으로부터 파장 λ㎚ 의 빛을 입사시켜 측정한 리타데이션치의 계 3 방향에서 측정한 리타데이션치를 기초로 KOBRA 21ADH 가 산출한다. 여기서 평균 굴절률의 가정치는 폴리머 핸드북 (JOHN WILEY & SONS, INC), 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 평균 굴절률의 값이 이미 알려져 있는 것이 아닌 것에 관해서는 아베 굴절계로 측정할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다: 셀룰로스아실레이트 (1.48), 시클로올레핀폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49), 폴리스티렌 (1.59) 이다. 이들 평균 굴절률의 가정치와 막두께를 입력함으로써, KOBRA 21ADH 는 nx, ny, nz 를 산출한다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명에 관해서 상세히 설명한다.

1. 배향막

본 발명의 배향막은 하기 일반식 (I), 일반식 (II) 및 일반식 (III) 중 어느 하나로 표현되는 반복 단위를 적어도 1 종 갖는 중합체 (이하,「배향막용 폴리머」 라고 하는 경우가 있다) 를 포함한다. 이하, 일반식 (I)∼(III) 에 관해 상세히 설명한다.

일반식 (I)

식중, R¹ 은 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 또는 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다. P¹ 은 산소 원자, -CO- 또는 -NR¹²- 를 나타낸다. R¹² 는 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타낸다. 상기 알킬기는 직쇄상, 분기상 및 고리형 중 어느 것이어도 된다. 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1∼4 인 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 또는 에틸기이다.

L¹ 은 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타낸다. 알킬렌기로서는 탄소 원자수가 1∼10 인 알킬렌기가 바람직하고, 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬렌기가 보다 바람직하다. 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기 등을 들 수 있다. 2 가의 고리형 지방족기로서는 시클로헥산-1,2-디일, 1,4-시클로헥산-1,4-디일, 시클로부탄-1,3-디일이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1,4-시클로헥산-1,4-디일, 시클로부탄-1,3-디일이다. 2 가의 방향족기의 방향족 고리로서는 벤젠환, 인덴환, 나프탈렌환, 플루오렌환, 페난트렌환, 안트라센환이 포함되지만, 벤젠환, 나프탈렌환이 바람직하다. 2 가의 방향족기로서는 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1,2-페닐렌, 1,2-나프틸렌, 1,3-나프틸렌, 1,4-나프틸렌, 1,5-나프틸렌, 1,8-나프틸렌, 2,6-나프틸렌이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1,4-나프틸렌, 1,5-나프틸렌, 2,6-나프틸렌이다. 2 가의 헤테로환기의 헤테로환으로서는 5 원, 6 원 또는 7 원의 헤테로환이 바람직하고, 5 원환 또는 6 원환이 더욱 바람직하다. 헤테로환을 구성하는 헤테로원자로서는 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자 중 어느 하나가 바람직하다. 헤테로환의 예로서는 푸란환, 티오펜환, 피롤환, 피롤리딘환, 옥사디아졸환, 이소옥사디아졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 이미다졸린환, 이미다졸리딘환, 피라졸환, 피라졸린환, 피라졸리딘환, 트리아졸환, 푸라잔환, 피란환, 티안환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 피리딘환, 피페리딘환, 옥사진환, 모르폴린환, 티아진환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환, 피페라진환, 및 트리아진환이 포함된다. 2 가의 헤테로환기로서는 피리딘-2,5-디일, 피리딘-2,4-디일, 피리미딘-2,5-디일, 피리미딘-2,4-디일, 1,3,5-트리아진-2,4-디일이 바람직하다.

L¹ 로 표현되는 알킬렌기, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 예에는 지방족기, 방향족기, 헤테로환기, 할로겐 원자, 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 메톡시에톡시), 아릴옥시기 (예를 들어 페녹시), 아릴아조기 (예를 들어 페닐아조), 알킬티오기 (예를 들어, 메틸티오, 에틸티오, 프로필티오), 알킬아미노기 (예를 들어, 메틸아미노, 프로필아미노), 아릴아미노기 (예를 들어, 페닐아미노), 아실기 (예를 들어, 포르밀, 아세틸, 프로파노일, 옥타노일, 벤조일), 아실옥시기 (예를 들어, 아세톡시, 피발로일옥시, 벤조일옥시), 히드록시기, 메르캅토기, 아미노기, 카르복실기, 술포기, 카르바모일기, 술파모일기, 우레이도기가 포함된다.

X¹ 은 수소 결합성기를 나타낸다. 수소 결합성기로서는 히드록실기, 카르복실기, 카르바모일기, 술파모일기, 우레이도기, 아실아미노기 및 술포기가 바람직하고, 카르복실기, 카르바모일기, 술파모일기, 우레이도기가 보다 바람직하다.

n1 은 1∼3 의 정수를 나타낸다.

다음에 일반식 (II) 에 관해서 설명한다.

일반식 (II)

식 (II) 중, R² 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타낸다. L²¹ 은 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, 상기 일반식 (I) 중의 L¹ 로 표현되는 2 가의 방향족기 및 2 가의 헤테로환기와 각각 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. P²¹ 은 단결합 또는 -O-, -NR²¹, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R²¹ 은 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, 상기 일반식 (I) 중의 R¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. L²² 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타낸다. L²² 는 상기 일반식 (I) 중의 L¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. X² 는 수소 결합성기를 나타내고, 상기 일반식 (I) 중의 X¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. n2 는 0∼3 의 정수이다.

다음에, 일반식 (III) 에 대해 설명한다.

일반식 (III)

상기 일반식 (III) 중, L³¹ 은 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, 상기 일반식 (I) 의 L¹ 의 2 가의 방향족기 및 2 가의 헤테로환기와 각각 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. P³¹ 은 단결합 또는 -O-, -NR³¹-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R³¹ 은 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, 상기 일반식 (I) 중의 R¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. L³² 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, L³² 는 상기 일반식 (I) 의 L¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. X³ 은 수소 결합성기를 나타내고, 상기 일반식 (I) 중의 X¹ 과 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. n3 은 0∼3 의 정수이다.

이하에 본 발명의 일반식 (I), 일반식 (II) 또는 일반식 (III) 으로 표현되는 반복 단위의 구체예를 나타내겠지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 배향막은 일반식 (I), (II) 및 (III) 중 어느 하나로 표현되는 1 종의 구성 단위로만 이루어지는 단독중합체이어도 되고, 일반식 (I), (II) 및 (III) 중 어느 하나로 표현되는 구성 단위의 2 종 이상으로 이루어지는 공중합체이어도 되고, 또는 일반식 (I), (II) 및 (III) 중 어느 하나로 표현되는 구성 단위의 1 종 이상과, 그 이외의 구성 단위의 일종 이상과의 공중합체이어도 된다. 일반식 (I), (II) 또는 (III) 으로 표현되는 구성 단위 이외의 구성 단위에 관해서는 특별한 제한이 없지만, 바람직한 공중합 구성 단위로서는 예를 들어, 비닐계 모노머 (예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산에스테르류, 메타크릴산에스테르류, 아크릴산아미드류, 메타크릴산아미드류, 비닐알코올, 아실옥시비닐류, 스티렌류, 말레산, 말레산에스테르류, 말레인아미드류, 아크릴로니트릴, 및 비닐알킬케톤류 등) 를 순차적으로 중합하여 얻어지는 구성 단위; 및 하기 일반식 (IV-A) 또는 일반식 (IV-B) 로 표현되는 구성 단위를 들 수 있다.

일반식 (IV-A) 일반식 (IV-B)

상기 일반식 (IV-A) 중, R⁴¹ 은 상기 일반식 (I) 중의 R¹ 과 동일한 의미이고, 그 바람직한 범위도 동일하다. L⁴¹ 은 단결합, -COO-, -OCO- 또는 -CONHR⁴²- 를 나타내고, R⁴² 는 수소 원자, 탄소 원자수 1∼10 의 탄화수소기 또는 탄소 원자수 4∼10 의 헤테로환기를 나타낸다. 탄화수소기로서는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 페닐 등이 바람직하다. 헤테로환기로서는 상기 일반식 (I) 중의 L¹ 의 헤테로환기로서 나타난 기를 바람직한 기로서 들 수 있다. 이들의 기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 일반식 (IV-A) 및 (IV-B) 중의 Z 는 수소 원자, 할로겐 원자 (예를 들어, 클로로 원자 등), 알킬기 (예를 들어, 메틸기, 에틸기 등), 아릴기 (예를 들어, 페닐기, 나프틸기 등), -OR^1', -NR^2'R^3', -SR^4', -PR^5'R^6', -SiR^7'R^8'R^9', -C(=O)R^10', -C(=O)OR^11', -C(=O)NR^12'R^13', -OC(=O)OR^14' , -OC(=O)NR^15'R^16', -NR^17'C(=O)NR^18'R^19'-, -N⁺R^21'R^22'R ^23' 등을 나타낸다. 또, 상기 R^1'∼R^23' 은 상기 R⁴² 로 표현되는 기와 동일한 의미이다.

일반식 (I), (II) 및 (III) 중 어느 하나로 표현되는 구성 단위를 갖는 폴리머는 수용성기 (예를 들어, 히드록실기, 카르복실기, 술포기, 4 급 암모늄기, 아미노기, 포스포기 등) 를 갖고 있는 것이 바람직하다. 특히, 히드록실기 또는 카르복실기를 갖는 폴리머가 바람직하다. 이들 수용성 치환기는 일반식 (I), (II) 및 (III) 중 어느 하나로 표현되는 구성 단위 중의 치환기이어도, 그 이외의 구성 단위중의 치환기이어도 된다.

이하에, 상기 일반식 (IV-A) 또는 일반식 (IV-B) 로 표현되는 구성 단위의 구체예를 도시하겠지만, 본 발명은 이하의 구체예에 의해 전혀 제한되는 것이 아니다.

상기 배향막용 폴리머 중에서의 상기 일반식 (I), (II) 또는 (III) 으로 표현되는 구성 단위의 합계의 함률은 1 질량%∼100 질량% 가 바람직하고, 10질량%∼100질량% 가 보다 바람직하고, 20 질량%∼100 질량% 가 더욱 바람직하다.

상기 배향막용 폴리머는 추가로 가교성기를 갖는 구성 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 배향막용 폴리머가 중합성기를 포함하면, 예를 들어 중합성기를 갖는 액정성 화합물을 본 발명의 배향막 상에서 배향시키고, 중합에 의해 배향 상태로 고정할 때에, 배향막층과 고정된 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층의 밀착성이 개선되는 경우가 많아 바람직하다. 상기 가교성기는 부가, 축합, 치환반응성기 등 어느 것이어도 되고, 특별한 제한은 없다. 한편, 액정성 화합물로서는 아크릴로일기, 메타크릴로일기 등 에틸렌성 불포화기를 갖는 재료를 사용하여 광라디칼 중합개시제의 존재 하에서 자외선 조사에 의해 고정하는 것이 바람직하고, 따라서 상기 배향막용 폴리머도 자외선 조사에 의해, 가교반응할 수 있는 가교성기를 갖는 것이 바람직하다. 자외선 조사에 의해 가교할 수 있는 반응의 바람직한 예로서, 자외선 조사에 의해 양이온을 발생하는 화합물을 병용한 에폭시환, 옥세탄환 등의 헤테로고리형 화합물의 개환 중합 반응과 자외선 조사에 의해 라디칼을 발생하는 화합물을 병용한 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물의 라디칼 중합 반응을 들 수 있다. 이들 중 상기 배향막용 폴리머 중에 포함되는 가장 바람직한 가교성기는 에틸렌성 불포화기 (예를 들어, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 스티릴기 등) 이다. 또한, 상기 배향막용 폴리머 중으로의 가교성기 도입방법으로서는 특별한 제한은 없다.

이하에 가교성기를 포함하는 구성 단위의 바람직한 구체예를 나타내겠지만, 본 발명은 이하의 구체예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 사용되는 배향막용 폴리머는 부가, 축합, 치환 반응 등 여러 가지 방법에 의해 제조할 수 있다. 상기 일반식 (I)∼(III) 의 어느 하나로 표현되는 구성 단위가 되는 에틸렌성 불포화 화합물의 라디칼 중합 반응에 의해 제조하는 것이 가장 간편하고 바람직하다. 한편, 상기 배향막용 폴리머가, 가교성기를 갖는 구성 단위를 포함하는 경우, 그 폴리머는 (a) 대응하는 모노머 (즉, 가교성기가 되는 치환기를 갖는 모노머) 를 중합하여, 직접 에틸렌성 불포화기를 도입하는 수법; 또는 (b) 임의의 관능기를 갖는 모노머를 중합하여 얻어진 폴리머에, 고분자반응에 의해 에틸렌성 불포화기를 도입하는 수법; 에 의해 합성할 수 있다. (b) 방법이 바람직하다. 상기 고분자 반응은, I) 예를 들어 2-클로로에틸기로부터 염산을 탈리시키는 에틸렌성 불포화기를 전구체화한 관능기를 포함하는 폴리머를 생성시킨 후에, 관능기 변환 (탈리 반응, 산화 반응, 환원 반응, 탈보호 반응 등)에 의해 에틸렌성 불포화기로 유도하는 방법; 및 II) 임의의 관능기를 포함하는 폴리머를 생성시킨 후에, 그 폴리머 중의 관능기와 결합 생성 반응이 진행하여, 공유결합을 생성할 수 있는 관능기와 에틸렌성 불포화기의 양방을 갖는 화합물 (이후, 「반응성 모노머」 라고 한다.) 을 반응시키는 방법을 들 수 있다.

또한 상기 I) 및 II) 방법을 조합하여 상기 폴리머를 합성해도 된다. 여기서 말하는 결합 형성 반응이란 일반적으로 유기 합성 분야에서 사용되는 결합 생성 반응 중에서 공유 결합을 형성하는 반응이면 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 한편으로, 폴리머에 포함되는 에틸렌성 불포화기가 반응 중에 열중합하여, 겔화되어버리는 경우가 있으므로, 될 수 있는 한 저온 (바람직하게는 60 ℃ 이하, 특히 바람직하게는 실온 이하) 에서 반응이 진행되는 것이 바람직하다. 또한 반응의 진행을 촉진시킬 목적으로 촉매를 사용해도 되고, 겔화를 억제할 목적으로 중합금지제를 사용해도 된다.

상기 배향막용 폴리머가, 가교성기를 갖는 구성 단위를 포함하는 경우, 그 구성 단위의 비율은 0.1 질량%∼60 질량% 가 바람직하고, 0.3질량%∼50질량% 가 보다 바람직하고, 0.5 질량%∼40 질량% 가 더욱 바람직하다.

상기 배향막용 폴리머의 바람직한 분자량 범위는 분량 평균 분자량으로 1000 이상 100만 이하, 더욱 바람직하게는 2000 이상 20만 이하이다. 가장 바람직하게는 3000 이상 10만 이하이다.

이하에, 디스코틱 액정성 분자의 배향에 사용되는 배향막용 폴리머로서 바람직한 예를 표 1 에 나타내겠지만, 본 발명은 이하의 구체예에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 일반식 (I), (II) 또는 (III) 으로 표현되는 구성 단위, 및 가교성 치환기를 포함하는 구성 단위에 관해서는 전술한 구체예의 번호에 의해 나타내고, 공중합 조성비는 질량% 로 부기하였다.

본 발명에 사용되는 배향막의 합성은 기지의 방법을 적용하여 용이하게 얻을 수 있다. 이하에 본 발명에 사용되는 폴리머의 구체적 합성예를 기재하겠지만, 합성예는 이에 한정되는 것은 아니다.

(AL-1) 의 합성예

500mL 의 3 구 플라스크에 N,N-디메틸아세트아미드 (300ml) 를 첨가하고, 4-아미노벤조산 (40.3g, 0.294mol) 을 용해하여, 0℃ 로 냉각한 곳에, 아크릴산클로리드 (30.0g, 0.331mol) 을 천천히 적하하였다. 적하종료 후, 반응액을 40℃ 까지 가온하고, 추가로 2 시간 가열교반 후, 반응액을 물 3L 에 첨가하고, 석출된 고체를 감압여과에 의해 여과분리하고, 송풍건조시켜 (중간체 A) 를 정량적으로 얻었다. 100mL 의 3 구 플라스크에 N,N-디메틸포름아미드 (10ml) 를 넣고, 질소를 35ml/분의 유량으로 흐르게 하면서 65℃ 로 가열한 곳에, 개시제 (와코쥰야쿠(주)제 V-65, 7.5mg) 의 N,N-디메틸포름아미드 (4 ml) 용액을 첨가하였다. 10 분 후에, 중간체 A (7.5g: 0.039mol) 및 개시제 ((와코쥰야쿠(주)제 V-65, 18.5mg) 의 N,N-디메틸포름아미드 (20 ml) 용액을 3 시간에 걸쳐 적하하였다. 적하종료 후, 개시제 ((와코쥰야쿠(주)제 V-65, 3.8mg) 의 N,N-디메틸포름아미드 (2mL) 용액을 첨가하여 그대로의 온도에서 3 시간 반응시켰다. 그 후, 반응계를 실온으로 되돌린 후, 교반된 물 (800mL) 중에 천천히 주입하고, 석출된 폴리머를 흡인여과에 의해서 취출하고, 추가로 수세하였다. 얻어진 웨트의 폴리머는 8.9g 이었다. 이 폴리머를 건조시킴으로써, 배향막용 폴리머 AL-1 을 6.9g 얻었다. 얻어진 고체가 폴리머인 것은 ¹H-NMR 로부터 확인하였다.

본 발명의 배향막은 상기 배향막용 폴리머를 용매에 용해하여 조제한 도포액을, 지지체 표면에 도포하여 25℃∼140℃ 에서 도포액 중에 함유되는 용매를 건조제거함으로써 제작할 수 있다. 또한, 가능하다면 증착에 의해 형성할 수도 있지만, 도포에 의한 형성이 보다 바람직하다. 이렇게 하여 형성된 배향막의 두께는 0.01∼5㎛ 인 것이 바람직하고, 0.05∼2㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

상기 배향막 형성용 도포액의 조제에 사용되는 용매로서는 예를 들어, 물, 알코올류 (예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등), 아미드류 (예를 들어, N,N-디메틸포름아미드 등), 아세토니트릴, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세트산에틸 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 물, 알코올류 및 이들의 혼합용매이다. 상기 도포액 중의 배향막용 폴리머의 농도는 0.1 질량%∼40 질량% 인 것이 바람직하고, 0.5 질량%∼20 질량% 인 것이 보다 바람직하고, 2 질량%∼10 질량% 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 도포액의 점도는 0.1cp∼100cp 인 것이 바람직하고, 0.5cp∼50cp 인 것이 보다 바람직하다.

상기 도포액 중에는 상기 배향막용 폴리머 이외에도, 적절히 첨가제를 첨가해도 된다. 예를 들어, 상기 배향막용 폴리머가 수용성의 용매에 용해되기 어려운 경우에는 염기성화합물 (예를 들어, 수산화나트륨, 수산화리튬, 트리에틸아민등) 이나, 산성화합물 (예를 들어, 염산, 아세트산, 숙신산 등) 을 첨가하여 용해를 촉진시켜도 된다.

상기 방법에 의해 형성된 배향막은 그 표면이 러빙 처리되어 액정 배향성이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 러빙 처리로서는 폴리머 도포층의 표면을, 종이나 포로 일정 방향 (통상은 길이 방향) 으로, 수회 문지르는 것에 의해 실시할 수 있다. 또한, 러빙이외의 방법으로서는 전기장의 부여, 자기장의 부여 또는 광조사에 의해 액정 배향성을 부여할 수도 있다. 액정 배향성을 부여하는 방법으로서는 폴리머의 러빙 처리에 의해 형성하는 배향막이 특히 바람직하다.

본 발명의 배향막은 액정성 화합물, 특히 디스코틱 액정성 화합물을 배향시키는 데에 적합한다. 본 발명의 배향막을 이용함으로써, 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층 및 그것을 갖는 위상차판을 안정적으로 제작할 수 있다. 이하, 본 발명의 위상차판에 관해서 상세히 설명한다.

2. 위상차판

본 발명의 위상차판은 지지체 상에 배향막과, 그 배향막에 의해 배향 제어되고, 또한 그 배향 상태로 고정된 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 광학 이방성층에 함유되는 액정성 화합물에 관해서는 특별히 제한되지 않는다. 이하에, 본 발명의 바람직한 제 1 및 제 2 태양의 위상차판에 대해 설명한다. 제 1 태양의 위상차판은 액정성 화합물로서 원반형 화합물을 함유하고, 제 2 태양의 위상차판은 액정성 화합물로서 막대형 화합물을 함유한다.

2-1 제 1 태양의 위상차판

본 발명의 위상차판의 제 1 태양은 지지체 상에 본 발명의 배향막과, 그 배향막에 의해 배향 제어되고, 또한 그 배향 상태로 고정된 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 태양의 위상차판에서는 배향막은 상기 표 1 중의 폴리머로 이루어지는 배향막을 사용하는 것이 바람직하다.

(1) 광학 이방성층

상기 광학 이방성층은 배향 상태로 고정된 디스코틱 액정성 화합물을 함유한다. 상기 광학 이방성층은 디스코틱 액정성 화합물, 및 원하는 바에 따라 중합성 개시제나 다른 첨가제를 함유하는 도포액을, 예를 들어 지지체 상에 형성된 본 발명의 배향막의 표면에 도포하여 디스코틱 액정성 화합물을 배향, 고정화함으로써 형성할 수 있다. 액정성 화합물을 배향 및 고정화한 후에는 지지체를 박리해도 된다.

(1)-a 형성방법

상기 광학 이방성층은 액정성 화합물을 가용할 수 있는 용매에 용해하여 조제한 도포액을, 상기와 같이 지지체 상에 형성되고 또한 배향성이 부여된 본 발명의 배향막 상에 도포함으로써 제작할 수 있다. 또한, 가능하다면 증착에 의한 형성이어도 되지만, 도포에 의한 형성이 바람직하게 사용된다. 도포방법으로서는 커튼 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 인쇄 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 코팅, 롤 코팅, 슬라이드 코팅, 블레이드 코팅, 그라비아 코팅, 와이어 바법 등의 공지된 도포방법을 들 수 있다. 이어서, 25℃∼130℃ 에서 사용한 용매를 건조시키는 동시에, 액정성 화합물을 배향시키고, 추가로 자외선 조사 등에 의해 고정화함으로써, 액정성 화합물에 의한 광학 이방성층이 형성된다. 중합을 위한 광조사는 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 조사에너지는 20mJ/㎠∼50J/㎠ 인 것이 바람직하고, 100∼800mJ/㎠ 인 것이 더욱 바람직하다. 광중합 반응을 촉진하기 위해 가열조건 하에서 광조사를 실시해도 된다. 이렇게 하여 형성된 광학 이방성층의 두께는 광학 보상 등의 용도에 따라, 최적의 리터데이션의 값에 따라 달라지지만, 0.1∼10㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5∼5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

(1)-b 광학 이방성층의 형성에 사용되는 재료

디스코틱 액정성 화합물은 저분자 화합물이어도, 고분자 화합물이어도 된다. 본 발명에 사용하는 디스코틱 액정성 화합물로서, 중합성기를 갖는 원반형 액정성 화합물이 바람직하다. 원반형 액정성 화합물은 여러가지 문헌 (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., vol. 71, page 111 (1981); 닛폰 화학회편, 키칸 화학총설, No. 22, 액정의 화학, 제 5 장, 제 10 장 제 2 절 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem, Soc. Chem. Comm., page 1794 (1985); J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., vol. 116, page 2655 (1994)) 에 기재되어 있다. 원반형 액정성 화합물의 중합에 관해서는 일본 공개 특허 공보 평8-27284호에 기재되어 있다.

원반형 액정성 화합물은 중합에 의해 고정가능하도록, 중합성기를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 원반형 액정성 화합물의 원반형 코어에, 치환기로서 중합성기를 결합시킨 구조를 생각할 수 있지만, 단, 원반형 코어에 중합성기를 직결시키면, 중합 반응에 있어서 배향 상태를 유지하는 것이 어려워진다. 그래서, 원반형 코어와 중합성기 사이에 연결기를 갖는 구조가 바람직하다. 즉, 중합성기를 갖는 원반형 액정성 화합물은 하기 식 (V) 로 표현되는 화합물인 것이 바람직하다.

식 (V) D(-L-P)_n

식중, D 는 원반형 코어이고, L 은 2 가의 연결기이고, P 는 중합성기이고, n 은 4∼12 의 정수이다.

상기 식 (V) 중의 원반형 코어 (D), 2 가의 연결기 (L) 및 중합성기 (P) 의 바람직한 구체예는 각각, 일본 공개 특허 공보 2001-4837호에 기재된 (D1)∼(D15), (L1)∼(L25), (P1)∼(P18) 이고, 동 공보에 기재된 내용을 바람직하게 사용할 수 있다. 디스코틱 액정성 화합물의 구체예로서는 WO01/88574 A1호의 58 페이지 6 행∼65 페이지 8 행에 기재되어 있는 것도 바람직하다.

이들 액정성 화합물은 광학 이방성층 중에서는 실질적으로 균일하게 배향하고 있는 것이 바람직하고, 실질적으로 균일하게 배향하고 있는 상태에서 고정되어 있는 것이 더욱 바람직하고, 중합 반응에 의해 액정성 화합물이 고정되어 있는 것이 가장 바람직하다.

상기 광학 이방성층은 액정성 화합물, 바람직하게는 상기 원반형 액정성 화합물, 및 원하는 바에 따라 하기 중합개시제, 다른 첨가제 등을 함유하는 도포액을 본 발명의 배향막 상에 도포함으로써 형성하는 것이 바람직하다. 이하, 도포액 중에 첨가가능한 액정성 화합물 이외의 재료에 관해서 설명한다.

액정성 분자는 배향 상태를 유지하여 고정하는 것이 바람직하고, 고정화는 액정성 분자에 도입한 중합성기 (일반식 (V) 로 나타내는 곳의 P) 의 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 상기 도포액 중에는 중합개시제를 함유시키는 것이 바람직하다. 중합 반응에는 열중합개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합개시제를 사용하는 광중합 반응, 및 전자선을 사용하는 EB 경화가 포함된다. 이 중, 광중합 반응 (광경화) 및 EB 경화가 바람직하다. 빛의 작용에 의해 라디칼을 발생시키는 중합 개시제의 예로서는 α-카르보닐 화합물 (미국 특허 2367661호, 동 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에테르 (미국 특허 2448828호 명세서 기재), α-탄화수소 치환 방향족 아실로인 화합물 (미국 특허 2722512호 명세서 기재), 다핵퀴논화합물 (미국 특허 3046127호, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트리아릴이미다졸 이량체와 p-아미노페닐케톤의 조합 (미국 특허 3549367호 명세서 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물 (일본 공개 특허 공보 소60-105667호, 미국 특허 4239850호 명세서 기재) 및 옥사디아졸 화합물 (미국 특허 4212970호 명세서 기재), 아세토페논계 화합물, 벤조인에테르계 화합물, 벤질계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물 등이 바람직하다. 아세토페논계 화합물로서는 예를 들어, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-히드록시메틸-1-페닐프로판-1-온, 4'-이소프로필-2-히드록시-2-메틸-프로피오페논, 2-히드록시-2-메틸-프로피오페논, p-디메틸아미노아세톤, p-tert-부틸디클로로아세토페논, p-tert-부틸트리클로로아세토페논, p-아지드벤잘아세토페톤 등을 들 수 있다. 벤질계 화합물로서는 예를 들어, 벤질, 벤질디메틸케탈, 벤질-β-메톡시에틸아세탈, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등을 들 수 있다. 벤조인에테르계 화합물로서는 예를 들어, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인-n-프로필에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다. 벤조페논계 화합물로서는 예를 들어, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 미힐러즈 (michler's) 케톤, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페톤, 4,4'-디클로로벤조페논 등을 들 수 있다. 티오크산톤계 화합물로서는 예를 들어, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤 등을 들 수 있다. 이러한 방향족케톤류로 이루어지는 감광성 라디칼 중합개시제 중에서도, 아세토페논계 화합물 및 벤질계 화합물이 경화특성, 보존안정성, 악취 등의 면에서 특히 바람직하다. 이들 방향족케톤류로 이루어지는 감광성 라디칼 중합개시제는 1종 또는 2 종 이상의 것을 원하는 성능에 따라 배합하여 사용할 수 있다. 또 감도를 높이는 목적에서 중합개시제에 추가하여, 증감제를 사용할 수도 있다. 증감제의 예에는 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀 및 티오크산톤 등이 포함된다.

광중합개시제는 복수종을 조합할 수도 있고, 사용량은 도포액의 고형분의 0.01∼20 질량% 인 것이 바람직하고, 0.5∼5 질량% 인 것이 더욱 바람직하다. 광중합개시제의 사용량은, 도포액의 고형분의 0.01∼20 질량% 인 것이 바람직하고, 0.05∼5 질량% 인 것이 더욱 바람직하다. 액정성 분자의 중합을 위한 광조사는 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 광학 이방성층 형성용 도포액 중에는, 상기 광중합개시제 이외에도 적절하게 첨가제를 첨가할 수도 있다. 예컨대 가소제, 모노머, 계면활성제, 셀룰로오스에스테르, 배향 제어제 및 키랄제 등을 들 수 있다. 이하에 배향 제어제에 대해 상세하게 설명한다. 본 발명에서의 배향 제어제란, 액정성 화합물의 도포액에 첨가되어, 도포 후에 액정성 화합물의 층의 표면, 즉, 공기계면측에 편재함으로써, 공기계면측에서의 액정성 화합물의 배향을 제어할 수 있는 화합물을 나타낸다. 이 배향 제어제의 구조에 따라서는, 액정성 화합물을 공기계면측에서 대략 수직으로 배향시키거나, 반대로 대략 수평으로 배향시킬 수도 있다. 예컨대 디스코틱 액정성 화합물의 경우에는 일본 공개 특허 공보 2000-344734호 등에 기재된 하기 일반식 (VI) 로 표현되는 바와 같은 화합물을 들 수 있다.

일반식 (VI) (Hb-L²-)_nB¹

식 (VI) 중, Hb 는 탄소 원자수가 6∼40 인 지방족기 또는 탄소수 6∼40 인 지방족 치환 올리고실록사녹시기를 나타내고, L² 는 -O-, -S-, -CO-, -NR⁵-, -SO₂ -, 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 연결기를 나타내고, R⁵ 는 수소 원자 또는 탄소수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, n 은 2∼12 중 어느 하나의 정수를 나타내고, B¹ 은 적어도 3개의 환구조를 포함하는 n가의 기를 나타낸다. 일반식 (VI) 의 Hb, L², B¹ 및 n 의 상세에 대해서는, 각각 일본 공개 특허 공보 2002-129612호에 기재되어 있고, 본 발명에 사용되는 배향 제어제에 대해서도 동일하다.

또 배향 제어제는 이하에 나타내는 바와 같은 고분자 화합물일 수도 있다. 첨가되는 고분자 배향 제어제는, 광학 이방성층 형성용의 도포액 중에 용해될 수 있는 폴리머이면 특별히 제한은 없다. 바람직한 고분자 배향 제어제의 일례를 이하에 나타낸다.

폴리프로필렌옥시드

폴리테트라메틸렌옥시드

폴리-ε-카프로락톤

폴리-ε-카프로락톤 디올

폴리-ε-카프로락톤 트리올

폴리비닐아세테이트

폴리멜라민

폴리(에틸렌 아디페이트)

폴리(1,4-부틸렌 아디페이트)

폴리(1,4-부틸렌 글루탈레이트)

폴리(1,2-부틸렌 글리콜)

폴리(1,4-부틸렌 숙시네이트)

폴리(1,4-부틸렌 테레프탈레이트)

폴리(에틸렌테레프탈레이트)

폴리(2-메틸-1,3-프로필렌아디페이트)

폴리(2-메틸-1,3-프로필렌 글루탈레이트)

폴리(네오펜틸글리콜아디페이트)

폴리(네오펜틸글리콜 세바케이트)

폴리(1,3-프로필렌 아디페이트)

폴리(1,3-프로필렌 글루탈레이트)

폴리비닐부티랄

폴리비닐포르말

폴리비닐아세탈

폴리비닐프로파날

폴리비닐헥사날

폴리비닐피롤리돈

폴리아크릴산에스테르

폴리메타크릴산에스테르

폴리(3-히드록시부틸릭애시드)

배향 제어제의 첨가량은 액정성 화합물에 대해 0.01 질량%∼10 질량% 인 것이 바람직하고, 0.05 질량%∼5 질량% 인 것이 보다 바람직하다.

광학 이방성층 형성용의 도포액의 조제에 사용하는 용매로는 유기 용매가 바람직하다. 유기 용매의 예에는 아미드 (예, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드 (예, 디메틸술폭시드), 헤테로환 화합물 (예, 피리딘), 탄화수소 (예, 톨루엔, 헥산)알킬할라이드 (예, 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르 (예: 아세트산메틸, 아세트산부틸), 케톤 (예: 아세톤, 2-부타논, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논), 에테르 (예, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 등이 포함된다. 이 중에서도 알킬할라이드, 케톤이 바람직하다. 2 종류 이상의 유기용제를 병용할 수도 있다.

도포액 중의 액정성 화합물 및 그 외의 첨가제의 고형분 농도로는 0.1 질량%∼60 질량% 가 바람직하고, 0.5 질량∼50 질량% 가 보다 바람직하며, 2 질량%∼40 질량% 가 더욱 바람직하다. 또 도포액의 점도는 0.01cp∼100cp 가 바람직하고, 0.1cp∼50cp 가 보다 바람직하다.

(2) 지지체

본 양태의 위상차판은 지지체를 갖는다. 지지체는 제작시에 사용되는 지지체와 반드시 동일하지 않아도 되고, 상기 광학 이방성층을 제작한 후, 제작시에 사용한 임시 지지체로부터 다른 지지체에 전사할 수도 있다. 본 발명의 위상차판에 사용되는 지지체는, 투명하고 광학 이방성이 작고, 파장분산이 작은 폴리머 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 여기에서 지지체가 투명하는 것은 광투과율이 80% 이상인 것을 의미한다. 파장분산이 작다는 것은 구체적으로는 Re400/Re700 의 비가 1.2 미만인 것이 바람직하다. 광학 이방성이 작다는 것은 구체적으로는 면내 리타데이션 (Re) 이 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 10㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 투명 지지체는 롤형 또는 직사각형의 시트형의 형상을 갖는 것이 바람직하고, 롤형의 투명 지지체를 사용하여, 광학 이방성층을 적층한 후, 필요한 크기로 절단하는 것이 바람직하다. 폴리머의 예에는 셀룰로오스아실레이트, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트가 포함된다. 셀룰로오스아실레이트가 바람직하고, 셀룰로오스아세테이트가 더욱 바람직하며, 트리아세틸셀룰로오스가 가장 바람직하다. 셀룰로오스아실레이트 필름을 비염소계 용매를 사용하여 제조하는 것에 대해, 발명협회 공개기보 2001-1745 호에 상세하게 기재되어 있고, 여기에 기재된 셀룰로오스아실레이트 필름도 본 발명에 바람직하게 사용할 수 있다.

지지체용의 폴리머 필름은, 솔벤트 캐스트법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 투명 지지체의 두께는 20∼500㎛ 인 것이 바람직하고, 30∼200㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 투명 지지체와 그 위에 형성되는 층 (접착층, 배향막 또는 광학 이방성층) 과의 접착을 개선하기 위해, 투명 지지체에 표면처리 (예, 글로방전처리, 코로나방전처리, 자외선 (UV) 처리, 화염처리, 비누화처리) 를 실시할 수도 있고, 투명 지지체 상에 접착층 (하도층) 을 형성할 수도 있다.

본 양태의 위상차판은 각종 용도에 이용된다. 액정 표시 장치의 광학 보상 시트나, 직선 편광막이나 투명 보호막과 적층하여 편광판으로 이용될 수 있다.

2-2 제 2 양태의 위상차판

본 발명의 위상차판의 제 2 양태는, 지지체 상에 후술하는 일반식 (A) 로 표현되는 적어도 1 종의 구성 단위를 함유하는 배향막용 폴리머를 함유하는 배향막과, 이 배향막에 의해 배향 제어되고, 또한 그 배향 상태로 고정된 막대형 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 것을 특징으로 한다. 도 2 는 본 양태의 위상차판의 일 실시형태를 모식적으로 나타낸 측면도 (a) (길이 방향에 수직인 방향에서 본 측면도) 및 상면도 (b) (광학 이방성층 (03) 측에서 본 상면도) 이다. 도 2 에 나타내는 위상차판 (05) 은, 투명 지지체 (01) 상에, 배향막 (02) 및 광학 이방성층 (03) 을 갖는다. 배향막 (02) 은 플라스틱 필름 등의 투명 지지체 (01) 의 표면에, 도포 또는 증착 등에 의해 형성할 수 있다. 배향막 (02) 의 표면을 러빙한 후, 막대형 액정성 화합물을 함유하는 조성물 (도포액) 을 러빙 처리면에 도포하면, 막대형 액정성 화합물의 분자 (04) 는 러빙 방향에 의해 배향 제어되어, 원하는 배향 각도로 배향된다. 그 후, 그 배향 상태로 액정성 분자를 고정하여, 광학 이방성층 (03) 을 형성하고, 위상차판 (05) 이 얻어진다. 본 양태에서는 배향막 (02) 의 재료로서 후술하는 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위를 갖는 중합체를 사용함으로써, 상면도 (b) 에 나타내는 바와 같이 막대형 액정성 분자 (04) 를, 그 장축이 러빙 방향에 대해 실질적으로 직교하도록, 편차없이 안정적으로 배향시킬 수 있다. 그 결과, VA 모드를 비롯한 각종 모드에 대응할 수 있는 광학 보상능을 갖고, 액정 표시 장치의 시야각의 개선에 기여하는 위상차판을 제공할 수 있다.

이하에 본 양태의 위상차판에 사용되는 배향막 및 광학 이방성층에 대해 상세하세 설명한다.

(1) 배향막

본 양태에서는 배향막은 하기 일반식 (A) 로 표현되는 적어도 1 종의 구성 단위를 갖는 중합체 (이하, 「배향막용 폴리머」라고 하는 경우가 있음) 를 함유한다.

일반식 (A)

식 중, Mp 는 L 과 n 개의 부위에서 결합되어 있는 (2+n) 가의 연결기를 나타내고, L 은 (1+n) 가의 연결기를 나타내고, n 은 1 또는 2 를 나타내고, X 는 수소 결합성기를 나타낸다. 단, 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위의 식량은 110 이상이다.

이하에 Mp, L 및 X 에 대해 상세하게 설명한다.

일반식 (A) 중의 Mp 는, 배향막을 형성하는 폴리머의 주쇄인 연결기이고, 수소 결합성기 X 와의 연결기인 L 과 n 개의 부위에서 결합되는 (2+n) 가의 연결기이다. 식 중, Mp 의 폴리머의 주쇄인 연결기로는 탄소-탄소 결합만으로 이루어지는 연결기 (예컨대 치환 또는 무치환의 에틸렌 연결기, 부틸렌 연결기, 비닐렌 연결기, 고리형 알킬렌 연결기, 페닐렌 연결기 등), 산소 원자를 함유하는 연결기 (예컨대 에테르 연결기, 아세탈 연결기, 에스테르 연결기, 카르보네이트 연결기 등), 질소 원자를 함유하는 연결기 (예컨대 아미노 연결기, 이미노 연결기, 아미드 연결기, 우레탄 연결기, 우레이드 연결기, 이미드 연결기, 이미다졸 연결기, 옥사졸 연결기, 피롤 연결기, 아닐리드 연결기, 말레이미드 연결기 등), 황 원자를 함유하는 연결기 (예컨대 술피드 연결기, 술폰 연결기, 티오펜 연결기 등), 인 원자를 함유하는 연결기 (예컨대 포스핀 연결기, 인산에스테르 연결기 등), 규소 원자를 함유하는 연결기 (예컨대 실록산 연결기 등) 등의 연결기, 및 이들을 2 종 이상 연결하여 형성되는 연결기를 들 수 있다. 또한 식 중의 Mp 는, n 개의 부위에서 L 과 결합 가능하도록, 이들 2 가의 연결기로부터 유도된 (2+n) 가의 연결기이다.

이하에 Mp 의 바람직한 구체예를 나타내는데, 본 양태는 이하의 구체예에 의해 조금도 제한되지 않는다. 또 이하의 구체예 중, * 로 표현되는 부위는 L 과 연결되는 부위를 나타낸다.

(2+n) 가의 연결기 Mp 로는 바람직하게는 탄소-탄소 결합만으로 이루어지는 연결기, 또는 질소 원자를 함유하는 연결기로부터 유도되는 기이고, 보다 바람직하게는 치환 또는 무치환의, 에틸렌 연결기 (예컨대, P-1, P-2 등), 이미드 연결기 (예컨대 P-13), 아미드 연결기 (예컨대 P-14) 또는 말레이미드 연결기 (예컨대 P-19) 로부터 유도되는 기이고, 가장 바람직하게는 치환 또는 무치환의 에틸렌 연결기인 P-1, P-2 또는 P-19 이다.

일반식 (A) 중의 Mp 와, 수소 결합성기 X 를 연결하는 (1+n) 가의 연결기 L 로는 치환 또는 무치환의 탄소수 1∼20 의 알킬렌기 (예컨대 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 이소프로필렌기 등), 치환 또는 무치환의 탄소수 2∼20 의 알케닐렌기 (예컨대 비닐렌기, 부텐기 등), 치환 또는 무치환의 아릴렌기 (예컨대 o-페닐렌기, m-페닐렌기, p-페닐렌기, 1,4-나프틸렌기 등), -O-, -NR¹-, -S-, -PR²-, -Si(R³)(R⁴)-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NR⁵-, -OC(=O)O-, -OC(=O)NR ⁶-, -NR⁷C(=O)NR⁸-, (-O)₂CH- 등을 들 수 있다. 또한 상기 R¹∼R ⁸ 은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 예컨대 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기 (시클로알킬기, 비시클로알킬기 등의 시클로알킬기를 함유함), 치환 또는 무치환의 알케닐기 (시클로알케닐기, 비시클로알케닐기 등의 시클로알케닐기를 함유함), 알키닐기, 아릴기, 헤테로환기, 시아노기, 히드록실기, 니트로기, 카르복실기, 알콕시기, 아릴옥시기, 실릴옥시기, 헤테로환옥시기, 아실옥시기, 카르바모일옥시기, 알콕시카르보닐옥시기, 아릴옥시카르보닐옥시, 아미노기 (아닐리노기를 함유함), 아실아미노기, 아미노카르보닐아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술파모일아미노기, 알킬 및 아릴술포닐아미노기, 메르캅토기, 알킬티오기, 아릴티오기, 헤테로환티오기, 술파모일기, 술포기, 알킬 및 아릴술피닐기, 알킬 및 아릴술포닐기, 아실기, 아릴옥시카르보닐기, 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 아릴 및 헤테로환 아조기, 이미드기, 포스피노기, 포스피닐기, 포스피닐옥시기, 포스피닐아미노기, 실릴기를 예로 들 수 있다. 또 이들의 연결기를 2 개 이상 연결시켜 형성되는, 이하에 나타내는 (1+n) 가의 연결기군 I 로부터 선택되는 어느 하나의 기일 수도 있다.

연결기군 I

상기 일반식 (A) 중, L 은 탄소수 1∼3 의 알킬렌기, 페닐렌기, -O-, -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NH-, (-O)₂CH-, -OC(=O)NH-, 상기 연결기군에서 선택되는 L-1 또는 L-2 인 것이 바람직하고, 페닐렌기, L-1 또는 L-2 인 것이 보다 바람직하다.

또 상기 일반식 (A) 중의 Mp 와 L 의 바람직한 조합으로는 Mp 가 P-1 또는 P-2 를 나타내는 경우에는, L 은 페닐렌기, -O-, -C(=O)O-, -C(=O)NH-, L-1 또는 L-2 가 바람직하고, P 가 P-19 를 나타내는 경우에는 L 은 페닐렌기가 바람직하다.

일반식 (A) 중의 수소 결합성기 X 로는 적어도 하나의 -OH기 또는 -NH기를 함유하는 기인 것이 바람직하고, 예컨대 히드록실기 (-OH), 카르복실기 (-COOH), 카르바모일기 (-CONHR), 술파모일기 (-SONHR), 우레이드기 (-NHCONHR), 아미노기 (-NHR), 우레탄기 (-NHCOOR), 아미드기 (-NHCOR) 이 보다 바람직하다. 단, R 은 수소 원자, 히드록시기, 아미노기, 탄소수 1∼10 의 알킬기, 탄소수 6∼15 의 아릴기 또는 헤테로환기를 나타내는데, 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다. 일반식 (A) 중의 수소 결합성기 X 로서 더욱 바람직하게는 히드록실기, 카르복실기, 카르바모일기, 술파모일기 또는 우레이드기이고, 가장 바람직하게는 카르복실기이다.

또 상기 일반식 (A) 중의 수소 결합성기 X 에 포함되는 수소 원자는 해리시켜 다른 카티온으로 치환해도 좋고, 바람직한 치환기로는 예컨대 알킬 금속 (Li, Na, K 등), 알킬 토금속 (Ca, Mg 등), 치환 또는 무치환의 암모늄 (예컨대 테트라메틸암모늄, 트리에틸암모늄, 디이소프로필에틸암모늄, 무치환 암모늄 등) 등을 들 수 있다.

또한 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위의 식량은 110 이상이다. 식량은 160∼1000 인 것이 바람직하고, 190∼700 인 것이 보다 바람직하다. 식량이 110 미만이면, 막대형 액정성 분자를 러빙 방향에 대해 직교방향으로 배향시키는 규제력이 약해져, 러빙 방향에 대해 평행방향으로 배향하려는 경향이 있으므로 바람직하지 않다.

본 양태에 있어서, 배향막용 폴리머는, 이하의 일반식 (Ia), 일반식 (IIa) 및 일반식 (IIIa) 중 어느 하나로 표현되는 구성 단위를 함유하는 것이 바람직하다.

일반식 (Ia)

식 중, R^1a 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, P^1a 는 산소 원자 또는 -NR^12a- 를 나타내고, R^12a 는 수소 원자, 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기, 또는 탄소 원자수 6 이상의 치환 또는 무치환의 아릴기를 나타내고, L^1a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^1a 는 수소 결합성기를 나타내고, n_1a 는 1 이상의 정수를 나타낸다;

일반식 (IIa)

식 중, R^2a 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, L^21a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^21a 는 단결합, -O-, -NR^21a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^21a 는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^22a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^2a 는 수소 결합성기를 나타내고, n2 는 0 이상의 정수이다;

일반식 (IIIa)

식 중, L^31a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^31a 는 단결합, -O-, -NR^31a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^31a 는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^32a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X³ 은 수소 결합성기를 나타내고, n_3a 는 0 이상의 정수이다.

이하에 상기 일반식 (Ia), 일반식 (IIa) 및 일반식 (IIIa) 에 대해 상세하게 설명한다. 먼저 일반식 (Ia) 에 대해 설명한다.

상기 일반식 (Ia) 중, R^1a 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 또는 할로겐 원자이고, 보다 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다. P^1a 는 산소 원자 또는 -NR^12a- 를 나타낸다. R^12a 는 수소 원자, 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기 또는 탄소 원자수 6 이상의 치환 또는 무치환의 아릴기를 나타내고, 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소 원자수가 1∼4 인 알킬기이고, 보다 바람직하게는 수소 원자, 메틸기 또는 에틸기이다.

L^1a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타낸다. 알킬렌기로는 탄소 원자수가 1∼10 인 알킬렌기가 바람직하고, 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬렌기가 보다 바람직하다. 예컨대 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기 등을 들 수 있다. 2 가의 고리형 지방족기로는, 시클로헥산-1,2-디일, 1,4-시클로헥산-1,4-디일, 시클로부탄-1,3-디일이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1,4-시클로헥산-1,4-디일, 시클로부탄-1,3-디일이다. 2 가의 방향족기에 포함되는 방향족환의 예에는, 벤젠환, 인덴환, 나프탈렌환, 플루오렌환, 페난트렌환 또는 안트라센환이 포함되지만, 벤젠환, 또는 나프탈렌환이 바람직하다. 2 가의 방향족기로는 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1,2-페닐렌, 1,2-나프틸렌, 1,3-나프틸렌, 1,4-나프틸렌, 1,5-나프틸렌, 1,8-나프틸렌, 2,6-나프틸렌이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌, 1,4-나프틸렌, 1,5-나프틸렌, 2,6-나프틸렌이다. 2 가의 헤테로환기에 포함되는 헤테로환으로는 5 원, 6 원 또는 7 원의 헤테로환이 바람직하고, 5 원환 또는 6 원환이 더욱 바람직하다. 헤테로환을 구성하는 헤테로 원자로는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자에서 선택되는 1 종 이상인 것이 바람직하다. 헤테로환의 예로는 푸란환, 티오펜환, 피롤환, 피롤리딘환, 옥사디아졸환, 이소옥사디아졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 이미다졸린환, 이미다졸리딘환, 피라졸환, 피라졸린환, 피라졸리딘환, 트리아졸환, 플라잔환, 피란환, 티인환, 옥사디아졸환, 티아디아졸환, 피리딘환, 피페리딘환, 옥사진환, 모르폴린환, 티아진환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진돤, 피페라진환 및 트리아진환이 포함되는, 2 가의 헤테로기로는 피리딘-2,5-디일, 피리딘-2,4-디일, 피리미딘-2,5-디일, 피리미딘-2,4-디일, 1,3,5-트리아진-2,4-디일이 바람직하다. 또한 상기 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기는 치환기를 가질 수도 있고, 치환기의 예에는, 지방족기, 방향족기, 헤테로환기, 할로겐 원자, 알콕시기 (예컨대 메톡시, 에톡시, 메톡시에톡시), 아릴옥시기 (예컨대 페녹시)아릴아조기 (예컨대 페닐아조), 알킬티오기 (예컨대 메틸티오, 에틸티오, 프로필티오), 알킬아미노기 (예컨대 메탈아미노, 프로필아미노), 아릴아미노기 (예컨대 페닐아미노), 아실기 (예컨대 포르밀, 아세틸, 포로파노일, 옥타노일, 벤조일), 아실옥시기 (예컨대 아세톡시, 피발로일옥시, 벤조일옥시), 알킬옥시카르보닐기 (예컨대 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, n-부톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (예컨대 페녹시카르보닐), 히드록시기, 메르캅토기, 아미노기, 카르복실기, 술포기, 카르바모일기, 술파모일기, 우레이드기가 포함된다.

또 바람직한 치환기로는 할로겐 원자, 알킬옥시카르보닐기, 알킬옥시기, 알킬기 및 페닐기이다.

상기 일반식 (Ia) 중, X^1a 는 상기 일반식 (A) 중의 X 로 표현되는 수소 결합성기와 동일하고, 바람직한 범위도 동일하다. n_1a 는 1 이상의 정수를 나타내는데, 1∼3 의 정수가 바람직하다.

다음으로 일반식 (IIa) 에 대해 설명한다.

상기 일반식 (IIa) 중, R^2a 는 상기 일반식 (Ia) 중의 R^1a 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. L^21a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, 상기 일반식 (Ia) 의 L^1a 가 나타내는 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. P^21a 는 단결합, -O-, -NR^21a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 연결기를 나타내고, R^21a 는 일반식 (Ia) 의 R^12a 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. L^22a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타낸다. L^22a 가 나타내는 각 기에 대해서는, 상기 일반식 (Ia) 의 L^1a 가 나타내는 각각의 기와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. X^2a 는 수소 결합성기를 나타내고, 일반식 (A) 의 X 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. n_2a 는 0 이상의 정수를 나타내는데, 0∼3 의 정수인 것이 바람직하다.

다음으로 일반식 (IIIa) 에 대해 설명한다.

상기 일반식 (IIIa) 중, L^31a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 아릴기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, 상기 일반식 (Ia) 의 L^1a 가 나타내는 2 가의 아릴기 또는 2 가의 헤테로환기와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. P^31a 는 단결합, -O-, -NR^31a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 연결기를 나타내고, R^31a 는 일반식 (I) 중의 R^12a 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. L^32a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, L^32a 가 나타내는 각 기는, 상기 일반식 (Ia) 중의 L^1a 가 나타내는 각각의 기와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. X^3a 는 수소 결합성기를 나타내고, 상기 일반식 (A) 중의 X 와 동일한 의미이고, 바람직한 범위도 동일하다. n_3a 는 0 이상의 정수를 나타내는데, 0∼3 의 정수인 것이 바람직하다.

일반식 (A) 의 바람직한 양태인 일반식 (Ia), 일반식 (IIa) 또는 일반식 (IIIa) 로 표현되는 반복 단위의 구체예로는, 상기 일반식 (I), 일반식 (II) 또는 일반식 (III) 로 표현되는 반복 단위의 구체예와 동일하다. 단, 본 양태는 상기한 구체예에 의해 조금도 한정되지 않는다.

본 양태에서는, 배향막용 폴리머로서 일반식 (A), 일반식 (Ia), 일반식 (IIa) 및 일반식 (IIIa) 중 어느 하나로 표현되는 구성 단위의 1 종만으로 이루어지는 호모폴리머를 사용할 수도 있고, 일반식 (A), 일반식 (Ia), (IIa) 및 일반식 (IIIa) 중 어느 하나로 표현되는 2 종 이상의 구성 단위의 조합으로 이루어지는 폴리머를 사용할 수도 있고, 또는 일반식 (A), 일반식 (Ia), (IIa) 및 일반식 (IIIa) 중 어느 하나로 표현되는 1 종 이상의 구성 단위와, 그 이외의 1 종 이상의 구성 단위의 조합으로 이루어지는 폴리머를 사용할 수도 있다. 일반식 (A), 일반식 (Ia), (IIa) 또는 (IIIa) 로 표현되는 구성 단위 이외의 구성 단위로는, 공중합 가능한 것이면 특별히 제한은 없지만, 바람직한 공중합 구성 단위로는 예컨대 비닐계 모노머 (예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산에스테르류, 메타크릴산에스테르류, 아크릴산아미드류, 메타크릴산아미드류, 비닐알코올, 아실옥시비닐류, 스티렌류, 말레산, 말레산에스테르류, 말레아미드류, 아크릴로니트릴 및 비닐알킬케톤류 등) 를 축차 중합하여 얻어지는 구성 단위, 및 상기 일반식 (IV-A) 또는 일반식 (IV-B) 로 표현되는 구성 단위를 들 수 있다. 상기 (IV-A) 또는 일반식 (IV-B) 에 관해서는 상기한 바와 같고, 바람직한 범위 및 구체에에 대해서도 상기와 동일하다.

본 양태에 있어서, 상기 배향막용 폴리머에서의, 상기 일반식 (A), 일반식 (Ia), (IIa) 또는 (IIIa) 로 표현되는 구성 단위의 합계 비율은 1 질량% 이상 100 질량% 이하인 것이 바람직하고, 10 질량%∼100 질량% 인 것이 보다 바람직하며, 20 질량%∼100 질량% 인 것이 더욱 바람직하다.

본 양태에 있어서, 상기 배향막용 폴리머는, 추가로 가교성기를 갖는 구성 단위를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 배향막용 폴리머가 중합성기를 포함하면, 예컨대 중합성기를 갖는 액정성 화합물을 본 양태의 배향막 상에서 배향시키고, 이 배향막 상에서 중합에 의해 배향 상태로 고정할 때에, 배향막층과 고정된 액정성 화합물로 이루어지는 광학 이방성층의 밀착성이 개선되는 경우가 많아 바람직하다. 상기 가교성기에 대해서는 상기와 동일하고, 바람직한 범위 및 구체예에 대해서도 동일하다. 또 가교성기를 포함하는 구성 단위의 바람직한 구체예에 대해서도 상기와 동일하다.

본 양태에 있어서, 상기 배향막용 폴리머는, 부가, 축합, 치환반응 등 각종 방법에 의해 제조할 수 있다. 상기 일반식 (A), (Ia), (IIa) 및 (IIIa) 중 어느 하나로 표현되는 구성 단위가 되는 에틸렌성 불포화 화합물의 라디칼 중합 반응에 의해 제조하는 것이 가장 간편하여 바람직하다. 제조 방법에 대해서는 상기와 같고, 바람직한 양태도 상기와 동일하다.

상기 배향막용 폴리머가, 가교성기가 치환된 반복 단위를 포함하는 경우, 그 바람직한 비율은 0.1 질량% 이상 60 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.3 질량% 이상 50 질량% 이하이고, 특히 바람직하게는 0.5 질량% 이상 40 질량% 이하이다.

본 양태에 사용되는 배향막용 폴리머의 바람직한 분자량 범위는, 중량 평균 분자량으로 1000 이상 100만 이하이고, 더욱 바람직하게는 2000 이상 20만 이하이다. 가장 바람직하게는 3000 이상 10만 이하이다.

이하에 본 양태에 사용되는 배향막용 폴리머의 바람직한 예를 표 2 에 나타내는데, 본 양태는 이것에 한정되지 않는다. 또한 일반식 (A), 일반식 (Ia), (IIa) 또는 일반식 (IIIa) 로 표현되는 구성 단위, 및 가교성 치환기를 포함하는 구성 단위에 대해서는, 상기의 구체예의 번호로 표시하여, 공중합 조성비를 질량% 로 부기하였다.

본 양태에 있어서, 배향막의 제작 방법, 배향막 형성용 도포액의 조제방법, 이에 사용되는 용매 및 첨가제, 및 배향막의 두께 등에 대해서는, 상기한 것과 동일하고, 바람직한 범위도 동일하다.

상기 방법에 의해 형성된 배향막은, 그 표면이 러빙 처리되고, 액정 배향성이 부여되어 있는 것이 바람직하다. 러빙 처리로는 폴리머 도포층의 표면을, 종이나 천으로 일정방향 (통상은 길이 방향) 으로, 여러번 문지름으로써 실시할 수 있으나, 특히 본 양태에서는 「액정편람」(마루젠(주)) 에 기재되어 있는 방법에 의해 실행하는 것이 바람직하다. 장척 필름의 러빙 방법에 대해서는 일본 공개 특허 공보 평9-166784호의 단락번호 [0017]∼[0027] 에 기재된 방법도 바람직하다. 러빙 이외의 방법으로는 전기장의 부여, 자기장의 부여 또는 광조사에 의해 액정 배향성을 부여할 수도 있다. 액정 배향성을 부여하는 방법으로는 폴리머의 러빙 처리에 의해 형성하는 배향막이 특히 바람직하다.

이와 같이 하여 제작한 배향막은, 막대형 액정성 화합물을 배향시키는 데에 적합하다. 도 2(b) 에 모식적으로 나타낸 바와 같이 배향막 (02) 의 러빙 처리면 상에 막대형 액정성 화합물을 함유하는 조성물을 적용하면, 막대형 액정성 화합물의 분자 (04) 를, 그 장축을 배향막 (02) 의 표면에 실시된 러빙 방향과 실질적으로 직교하게 하여 안정적으로 배향시킬 수 있다. 그 결과, 이와 같은 배향 상태에 의해 실현되는 광학 이방성을 나타내는 광학 이방성층을 편차없이 안정적으로 제작할 수 있고, 예컨대 VA 모드의 액정셀을 광학 보상하기 위한 광학 이방성층을 안정적으로 제작할 수 있다.

(2) 광학 이방성층

상기 광학 이방성층은, 배향 상태로 고정된 막대형 액정성 화합물을 함유한다. 상기 광학 이방성층은, 막대형 액정성 화합물 및 필요에 따라 중합성 개시제나 다른 첨가제를 함유하는 도포액을, 예컨대 지지체 상에 형성된 상기 배향막의 표면에 도포하고, 막대형 액정성 화합물을 배향, 고정함으로써 형성할 수 있다. 액정성 화합물을 배향 및 고정화한 후에는 지지체를 박리할 수도 있다.

(2)-a 형성 방법

상기 광학 이방성층은, 막대형 액정성 화합물을 가용할 수 있는 용매에 용해하여 조제한 도포액을, 상기와 같이 지지체 상에 형성되고, 또한 배향성이 부여된 본 양태의 배향막 상에 도포함으로써 제작할 수 있다. 또 가능하면 증착에 의한 형성이어도 상관없지만, 도포에 의한 형성이 바람직하게 사용된다. 도포방법으로는 커튼 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅, 인쇄 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 코팅, 롤 코팅, 슬라이드 코팅, 블레이트 코팅, 그라비아 코팅, 와이어바법 등의 공지된 도포방법을 들 수 있다. 이어서, 25℃∼130℃ 에서 사용한 용매를 건조시킴과 동시에, 액정성 화합물을 배향시키고, 다시 자외선 조사 등에 의해 고정화함으로써, 액정성 화합물에 의한 광학 이방성층이 형성된다. 중합을 위한 광조사는, 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는 20mJ/㎠∼50mJ/㎠ 인 것이 바람직하고, 100∼800mJ/㎠ 인 것이 더욱 바람직하다. 광중합 반응을 촉진시키기 위해, 가열조건하에서 광조사를 실시할 수도 있다. 이와 같이 하여 형성된 광학 이방성층의 두께는, 광학 보상 등의 용도에 따라, 최적한 리타데이션의 값에 따라 다르지만, 0.1∼10㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5∼5㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

(2)-b 광학 이방성층의 형성에 사용되는 재료

상기 광학 이방성층의 형성에는, 막대형 액정성 화합물이 사용된다. 막대형 액정성 화합물의 분자는, 광학 이방성층 중에서 실질적으로 균일하게 배향되어 있는 것이 바람직하고, 실질적으로 균일하게 배향되어 있는 상태에서 고정되어 있는 것이 더욱 바람직하며, 중합 반응에 의해 액정성 분자가 고정되어 있는 것이 가장 바람직하다.

막대형 액정성 화합물로는, 아조메틴류, 아족시류, 시아노비페닐류, 시아노페닐에스테르류, 벤조산에스테르류, 시클로헥산카르복실산페닐에스테르류, 시아노페닐시클로헥산류, 시아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐디옥산류, 토란류 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴류가 바람직하게 사용된다. 이상과 같은 저분자 액정성 화합물뿐만 아니라, 고분자 액정성 화합물도 사용할 수 있다.

막대형 액정성 화합물을 중합에 의해 배향을 고정하는 것이 보다 바람직하고, 중합성 막대형 액정성 분자로는 Makromol. Chem., 190권, 2255 페이지 (1989년), Advanced Materials 5권, 107 페이지 (1993년), 미국 특허 4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, WO95/22586호, 동 95/24455호, 동 97/00600호, 동 98/23580호, 동 98/52905호, 일본 공개 특허 공보 평1-272551호, 동 6-16616호, 동 7-110469호, 동 11-80081호, 및 일본 특허출원 2001-64627호 등에 기재된 화합물을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 하기 일반식 (V) 로 표현되는 화합물이다.

(V) Q¹-L¹-Cy¹-L²-(Cy²-L³)_n-Cy ³-L⁴-Q²

식 중, Q¹ 및 Q² 는 각각 독립하여 중합성기이고, L¹ 및 L⁴ 는 각각 독립하여 2가의 연결기이고, L² 및 L³ 은 각각 독립하여 단결합 또는 2 가의 연결기이고, Cy¹, Cy² 및 Cy³ 은 각각 2 가의 환상기이고, n 은 0, 1 또는 2 이다.

이하, 상기 일반식 (V) 로 표현되는 중합성 막대형 액정성 화합물에 대해 설명한다. 식 중, Q¹ 및 Q² 는 각각 독립하여 중합성기이다. 중합성기의 중합 반응은, 부가 중합 (개환 중합을 포함) 또는 축합 중합인 것이 바람직하다. 즉, 중합성기는 부가 중합 반응 또는 축합 중합 반응이 가능한 관능기인 것이 바람직하다. 이하에 중합성기의 예를 나타낸다.

L¹ 및 L⁴ 는 각각 독립하여 2 가의 연결기이다. L¹ 및 L⁴ 는 각각 독립하여 -O-, -S-, -CO-, -NR²-, 2 가의 쇄상기, 2 가의 환상기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기인 것이 바람직하다. 상기 R² 는 탄소 원자수가 1∼7 인 알킬기 또는 수소 원자이다. R² 는 탄소 원자수 1∼4 의 알킬기 또는 수소 원자인 것이 바람직하고, 메틸기, 에틸기 또는 수소 원자인 것이 더욱 바람직하고, 수소 원자인 것이 가장 바람직하다. 조합으로 이루어지는 2 가의 연결기의 예를 이하에 나타낸다. 여기에서 좌측이 Q (Q¹ 또는 Q²) 에, 우측이 Cy (Cy¹ 또는 Cy³) 에 결합된다.

L-1: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-

L-2: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-

L-3: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-O-

L-4: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-2 가의 환상기-

L-5: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-2 가의 환상기-CO-O-

L-6: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-2 가의 환상기-O-CO-

L-7: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-

L-8: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-CO-O-

L-9: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-O-CO-

L-10: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-2 가의 환상기-

L-11: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-2 가의 환상기-CO-O-

L-12: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-2 가의 환상기-O-CO-

L-13: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-

L-14: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-CO-O-

L-15: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-O-CO-

L-16: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-O-2 가의 환상기-

L-17: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-O-2 가의 환상기-CO-O-

L-18: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-O-2 가의 환상기-O-CO-

L-19: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-O-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-

L-20: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-O-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-CO-O-

L-21: -CO-O- 2 가의 쇄상기 -O-CO-O-2 가의 환상기-2 가의 쇄상기-O-CO-

2 가의 쇄상기는, 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알케닐렌기, 치환 알케닐렌기, 알키닐렌기, 치환 알키닐렌기를 의미한다. 알킬렌기, 치환 알킬렌기, 알케닐렌기, 치환 알케닐렌기가 바람직하고, 알킬렌기 및 알케닐렌기가 더욱 바람직하다.

알킬렌기는 분기를 가질 수도 있다. 알킬렌기의 탄소수는 1∼12 인 것이 바람직하고, 2∼10 인 것이 더욱 바람직하며, 2∼8 인 것이 가장 바람직하다. 치환 알킬렌기의 알킬렌 부분은 상기 알킬렌기와 동일하다. 치환기의 예로는 할로겐 원자가 포함된다.

알케닐렌기는 분기를 가질 수도 있다. 알케닐렌기의 탄소수는 2∼12 인 것이 바람직하고, 2∼10 인 것이 더윽 바람직하며, 2∼8 인 것이 가장 바람직하다. 치환 알케닐렌기의 알케닐렌 부분은, 상기 알케닐렌기와 동일하다. 치환기의 예로는 할로겐 원자가 포함된다.

알키닐렌기는 분기를 가질 수도 있다. 알키닐렌기의 탄소수는 2∼12 인 것이 바람직하고, 2∼10 인 것이 더욱 바람직하며, 2∼8 인 것이 가장 바람직하다. 치환 알키닐렌기의 알키닐렌 부분은, 상기 알키닐렌기와 동일하다. 치환기의 예로는 할로겐 원자가 포함된다.

2 가의 쇄상기의 구체예로는 에틸렌, 트리메틸렌, 프로필렌, 테트라메틸렌, 2-메틸-테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 옥타메틸렌, 2-부테닐, 2-부테닐렌 등을 들 수 있다.

2 가의 환상기의 정의 및 예는, 후술하는 Cy¹, Cy² 및 Cy³ 의 정의 및 예와 동일하다.

L² 및 L³ 은 각각 독립하여 단결합 또는 2 가의 연결기이다. L² 및 L³ 은 각각 독립하여, -O-, -S-, -CO-, -NR²-, 2 가의 쇄상기, 2 가의 환상기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기 또는 단결합인 것이 바람직하다. 상기 R² 는 탄소 원자수가 1 내지 7 인 알킬기 또는 수소 원자이고, 탄소 원자수가 1 내지 4 인 알킬기 또는 수소 원자인 것이 바람직하며, 메틸기, 에틸기 또는 수소 원자인 것이 더욱 바람직하고, 수소 원자인 것이 가장 바람직하다. 2 가의 쇄상기 및 2 가의 환상기에 대해서는 L¹ 및 L⁴ 의 정의와 동일하다.

식 (V) 에 있어서, n 은 0, 1 또는 2 이다. n 이 2 인 경우, 2 개의 L³ 은 동일하거나 다를 수도 있고, 2 개의 Cy² 도 동일하거나 다를 수도 있다. n 은 1 또는 2 인 것이 바람직하고, 1 인 것이 더욱 바람직하다.

식 (V) 에 있어서, Cy¹, Cy² 및 Cy³ 은 각각 독립하여, 2 가의 환상기이다. 환상기에 포함되는 환은, 5 원환, 6원환 또는 7 원환인 것이 바람직하고, 5 원환 또는 6 원환인 것이 더욱 바람직하며, 6 원환인 것이 가장 바람직하다. 환상기에 포함되는 환은 축합환일 수도 있다. 단, 축합환보다도 단환인 것이 보다 바람직하다. 환상기에 포함되는 환은, 방향족환, 지방족환 및 복소환의 어느 것이어도 된다. 방향족환의 예에는, 벤젠환 및 나프탈렌환이 포함된다. 지방족환의 예에는, 시클로헥산환이 포함된다. 복소환의 예에는, 피리딘환 및 피리미딘환이 포함된다. 벤젠환을 갖는 환상기로는, 1,4-페닐렌이 바람직하다. 나프탈렌환을 갖는 환상기로는 나프탈렌-1,5-디일 및 나프탈렌-2,6-디일이 바람직하다. 시클로헥산환을 갖는 환상기로는 1,4-시클로헥실렌인 것이 바람직하다. 피리딘환을 갖는 환상기로는 피리딘-2,5-디일이 바람직하다. 피리미딘환을 갖는 환상기로는, 피리미딘-2,5-디일이 바람직하다. 환상기는 치환기를 가질 수도 있다. 치환기의 예에는, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 탄소 원자수가 1∼5 인 알킬기, 탄소 원자수가 1∼5 인 할로겐 치환 알킬기, 탄소 원자수가 1∼5 인 알콕시기, 탄소 원자수가 1∼5 인 알킬티오기, 탄소 원자수가 2∼6 인 아실옥시기, 탄소 원자수가 2∼6 인 알콕시카르보닐기, 카르바모일기, 탄소 원자수가 2∼6 인 알킬 치환 카르바모일기 및 탄소 원자수가 2∼6 인 아실아미노기가 포함된다.

이하에 식 (V) 로 표현되는 중합성 액정 화합물의 예를 나타낸다. 본 양태는 이들에 한정되는 것은 아니다.

액정성 분자는, 배향 상태를 유지하여 고정하는 것이 바람직하고, 고정화는 액정성 분자에 도입한 중합성기 (예컨대 식 (V) 중의 Q¹ 및 Q²) 의 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 상기 도포액 중에는, 중합개시제를 함유시키는 것이 바람직하다. 중합 반응에는, 열중합개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합개시제를 사용하는 광중합 반응, 및 전자선을 사용하는 EB 경화가 포함된다. 중합 반응에는 열중합개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합개시제를 사용하는 광중합 반응이 포함되는데, 광중합 반응이 바람직하다. 광의 작용에 의해 라디칼을 발생시키는 중합개시제의 예로는 α-카르보닐 화합물 (미국 특허 2367661호, 동 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, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트리아릴이미다졸다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합 (미국 특허 3549367호 명세서 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물 (일본 공개 특허 공보 소60-105667호, 미국 특허 4239850호 명세서 기재)및 옥사디아졸 화합물 (미국 특허 4212970호 명세서 기재), 아세토니트릴계 화합물, 벤조인에테르계 화합물, 벤질계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물 등이 바람직하다. 아세트페논계 화합물로는 예컨대 2,2-디에톡시아세트페논, 2-히드록시메틸-1-페닐프로판-1-온, 4'-이소프로필-2-히드록시-2-메틸-프로피오페논, 2-히드록시-2-메틸-프로피오페논, p-디메틸아미노아세톤, p-tert-부틸디클로로아세트페논, p-tert-부틸트리클로로아세트페논, p-아지드벤잘아세트페논 등을 들 수 있다. 벤질계 화합물로는 예컨대 벤질, 벤질디메틸케탈, 벤질-β-메톡시에틸아세탈, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등을 들 수 있다. 벤조인에테르계 화합물로는 예컨대 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인-n-프로필에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다. 벤조페논계 화합물로는 예컨대 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 미힐러즈케톤, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논 등을 들 수 있다. 티오크산톤계 화합물로는 예컨대 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤 등을 들 수 있다. 이와 같은 방향족 케톤류로 이루어지는 감광성 라디칼 중합개시제 중에서도, 아세트페논계 화합물 및 벤질계 화합물이, 경화특성, 보존안정성, 악취 등의 면에서 특히 바람직하다. 이들 방향족 케톤류로 이루어지는 감광성 라디칼 중합개시제는, 1 종 또는 2 종 이상의 것을 원하는 성능에 따라 배합하여 사용할 수 있다. 또 감도를 높이는 목적에서 중합개시제에 첨가하여 증감제를 사용할 수도 있다. 증감제의 예에는 n-부틸아민, 트리에틸아민, 트리-n-부틸포스핀, 및 티오크산톤 등이 포함된다.

광중합개시제는 복수 종을 조합할 수도 있고, 사용량은 도포액의 고형분의 0.01∼20 질량% 인 것이 바람직하고, 0.5∼5 질량% 인 것이 더욱 바람직하다.

상기 광학 이방성층을 형성하기 위한 도포액 중에는, 상기 막대형 액정성 화합물, 광중합개시제 등의 첨가제 이외에도, 적절하게 다른 첨가제를 첨가할 수도 있다. 예컨대 가소제, 모노머, 계면활성제, 셀룰로오스에스테르 및 배향 제어제, 키랄제 등을 들 수 있다. 배향 제어제의 첨가량은 이 제어제를 첨가하는 액정조성물 중의 액정성 화합물에 대해 0.05 질량%∼10 질량% 첨가하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.1 질량%∼5 질량% 이다.

광학 이방성층 형성용의 도포액의 조제에 사용하는 용매로는 유기용매가 바람직하다. 유기용매의 예에는 아미드 (예, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드 (예, 디메틸술폭시드), 헤테로환 화합물 (예, 피리딘), 탄화수소 (예, 톨루엔, 헥산)알킬할라이드 (예, 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르 (예: 아세트산메틸, 아세트산부틸), 케톤 (예: 아세톤, 2-부타논, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논), 에테르 (예, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 등이 포함된다. 이 중에서 알킬할라이드, 케톤이 바람직하다. 2 종류 이상의 유기용제를 병용할 수도 있다.

도포액 중의 막대형 액정성 화합물 및 그 외의 첨가제의 고형분 농도로는 0.1 질량%∼60 질량% 가 바람직하고, 0.5 질량%∼50 질량% 가 보다 바람직하며, 2 질량%∼40 질량% 가 더욱 바람직하다. 또 도포액의 점도는 0.01cp∼100cp 가 바람직하고, 0.1cp∼50cp 가 보다 바람직하다.

(3) 지지체

본 양태의 위상차판은 지지체를 갖는다. 본 양태에 사용 가능한 지지체에 대해서는, 상기 제 1 양태의 위상차판에 사용 가능한 지지체와 동일하고, 바람직한 범위, 바람직한 구체예도 동일하다.

3. 편광판

상기 제 1 및 제 2 양태의 위상차판에, 직선 편광막 또는 투명 보호막을 접합하고, 편광판으로 한 후에, 실제의 액정표시소자에 사용하는 것이 바람직하다.

도 3 에 제 2 양태의 위상차판을 갖는 편광판의 일 실시형태의 단면 모식도를 나타낸다. 도 3 에 나타내는 편광판 (08) 은, 도 2 에 나타낸 위상차판 (05) 의 투명 지지체 (01) 의 이면에, 직선 편광막 (07) 을 적층하고, 다시 투명 보호막 (06) 을 적층하여, 투명 지지체 (01) 및 투명 보호막 (06) 사이에 직선 편광막 (07) 을 끼워넣어 접합한 구성이다. 본 발명에서는 도 3(b) 의 상면도에 나타낸 바와 같이 직선 편광막 (07) 의 투과축을, 투명 지지체 (01) 의 길이 방향, 즉, 배향막 (02) 의 러빙 방향에 대해 직교시켜 적층하는 것이 바람직하고, 또 막대형 액정성 분자 (04) 는, 그 장축을 배향막 (02) 의 러빙 방향과 직교시켜 배향하므로, 직선 편광막 (07) 을, 그 투과축을 막대형 액정성 분자 (04) 의 장축 방향과 평행방향으로 하여 접합하는 것이 바람직하다. 또 광학 이방성층 (03) 의 지상축이, 액정성 분자 (04) 의 장축 방향과 일치하므로, 직선 편광막 (07) 의 투과축이, 광학 이방성층 (03) 의 지상축과 일치하도록 적층하는 것이 바람직하다.

다음으로 편광막 및 투명 보호막에 대해 설명한다.

(1) 직선 편광막

직선 편광막에는 요오드계 편광막, 이색성 염료를 사용하는 염료계 편광막이나 폴리엔계 편광막이 있다. 요오드계 편광막 및 염료계 편광막은, 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름을 사용하여 제조한다. 편광막의 투과축은 필름의 연신방향에 수직인 방향에 상당한다. 디스코틱 액정성 화합물을 광학 이방성층에 사용한 경우에는, 편광막의 투과축은, 배향막측의 디스코틱 액정성 분자의 면에 대해, 실질적으로 평행하게 되도록 배치된다. 또, 막대형 액정성 화합물을 사용한 경우, 편광막의 투과축은 막대형 액정성 분자의 장축 방향 (지상축) 과, 실질적으로 평행하게 되도록 배치한다. 통상은 위상차판의 지지체측에 접합하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라서는 광학 이방성측과 접합해도 된다.

(2) 투명 보호막

위상차판의 광학 이방성층측에 투명 보호막을 접합해도 된다. 이 투명 보호막으로는 투명한 폴리머 필름이 바람직하다. 보호막이 투명하다는 것은, 광투과율이 80% 이상인 것을 의미한다. 투명 보호막으로는 일반적으로 셀룰로오스에스테르 필름, 바람직하게는 트리아세틸셀룰로오스 필름이 사용된다. 셀룰로오스에스테르 필름은, 솔벤트 캐스트법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 투명 보호막의 두께는 20∼500㎛ 인 것이 바람직하고, 50∼200㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

3. 액정 표시 장치

상기 제 1 및 제 2 양태의 위상차판, 또는 이들을 사용한 편광판은, 액정 표시 장치의 광학 보상에 이용할 수 있다. 가능한 한 각종 표시 모드의 액정셀의 광학 보상에 사용할 수 있다. 투과형에 대해서는 TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane Switching), FLC (Ferroelectric LiquidCrystal), OCB (Optically Compensatory Bend), STN (Supper Twisted Nematic), VA (Vertically Aligned), ECB (Electrically Controlled Birefringence), 반사형에 대해서는 TN, HAN (Hybrid Aligned Nematic), GH (Guest-Host) 등의 액정셀에 대응하는 것일 수도 있다.

본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시형태는, 적어도 1쌍의 편광판과, 이 1쌍의 편광판 사이에, 액정셀과, 상기 배향막용 폴리머를 배향막 상에서 배향 제어되고, 또한 그 배향 상태로 고정된 막대형 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층의 적어도 1층을 갖는다. 본 실시형태의 액정셀의 모드는, 이하에 상세하게 설명하는 VA 모드인 것이 바람직하다.

(1) VA 모드 액정셀

본 실시형태에 있어서, 액정셀은 VA 모드인 것이 바람직하다. 즉, 본 실시형태에 사용하는 액정셀은, 외부 전계가 인가되지 않은 비구동 상태에 있어서, 상기 액정성 분자가 상기 기판에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 배향되는 액정셀인 것이 바람직하다. VA 모드의 액정셀은, 대향면이 러빙 처리된 상하 기판 사이에 유전이방성이 음인 액정성 분자를 봉입하여 이루어진다. 예컨대 Δn=0.0813 및 Δε=-4.6 정도의 액정 분자를 사용하여, 액정 분자의 배향방향을 나타내는 다이렉터, 소위 틸트각이 약 89°인 액정셀을 제작할 수 있다. 이 때 액정층의 두께 d 는 3.5㎛ 정도로 할 수 있다. 액정층의 두께 d 와, 굴절률 이방성 Δn 의 곱 Δnd 의 크기에 의해 백표시시의 밝기가 변화된다. 최대의 밝기를 얻기 위해서는, 액정층의 두께 d 는 0.2∼0.5㎛ 의 범위인 것이 바람직하다.

액정셀을 사이에 끼우는 상하 기판 상의 배향막의 내측에는 투명전극이 형성되는데, 전극에 구동전압을 인가하지 않은 비구동 상태에서는, 액정층 중의 액정 분자는, 기판면에 대해 개략 수직으로 배향하고, 그 결과 액정 패널을 통과하는 광의 편광상태는 거의 변화하지 않는다. 상기 서술한 바와 같이 액정셀의 상측 편광판의 흡수축과 하측 편광판의 흡수축은 개략 직교가 되도록 되어 있기 때문에, 광은 편광판을 통과하지 않고, 비구동 상태에서 이상적인 흑표시를 실현한다. 이에 대해, 구동상태에서는, 액정 분자는 기판면에 평행한 방향으로 경사지고, 액정패널을 통과하는 광은 이러한 경사진 액정 분자에 의해 편광상태를 변화시키고, 편광판을 통과한다. 즉, 구동상태에 있어서 백표시가 얻어진다.

여기에서는 상하 기판 사이에 전계가 인가되기 때문에, 전계 방향으로 수직으로 액정 분자가 응답하는, 유전율 이방성이 음이 액정재료를 사용한 예를 나타내었다. 또 전극을 일방의 기판에 배치하고, 전계가 기판면에 평행한 가로방향으로 인가되는 경우는, 액정재료는 양의 유전율 이방성을 갖는 것을 사용할 수 있다. 또한 VA 모드의 액정 표시 장치에서는, TN 모드의 액정 표시 장치에서 일반적으로 사용되고 있는 키랄재의 첨가는 동적응답특성을 열화시키기 때문에 사용하는 경우는 적지만, 배향불량을 저감시키기 위해 첨가되는 경우도 있다.

VA 모드의 특징은, 고속응답인 것과, 콘트라스트가 높은 것이다. 그러나 콘트라스트는 정면에서는 높지만, 경사 방향에서는 저하된다는 과제가 있다. 흑표시시에 액정성 분자는 기판면에 수직으로 배향되어 있다. 정면에서 관찰하면, 액정 분자의 복굴절은 거의 없기 때문에 투과율은 낮고, 고콘트라스트가 얻어진다. 그러나 비스듬하게 관찰한 경우는 액정성 분자에 복굴절이 발생한다. 또한 상하의 편광판 흡수축의 교차각이, 정면에서는 90°직교이지만, 비스듬하게 본 경우는 90°보다 커진다. 이 2 개의 요인 때문에 경사 방향에서는 누설광이 발생하고, 콘트라스트가 저하된다. 본 실시형태에서는 이것을 해결하기 위해 제 1 및 제 2 광학 이방성층을 적어도 1 층씩 배치한다.

VA 모드에서는, 백표시시에는 액정성 분자가 경사져 있으나, 경사 방향과 그 역방향에서는, 경사지게 관찰했을 때의 액정성 분자의 복굴절의 크기가 달라, 휘도나 색조에 차가 발생한다. 이것을 해결하기 위해서는, 액정셀을 멀티 도메인으로 하는 것이 바람직하다. 멀티 도메인이란 하나의 화소 중에, 배향 상태가 다른 복수의 영역을 형성한 구조를 말한다. 예컨대 멀티 도메인 방식의 VA 모드의 액정셀에서는, 하나의 화소 중에, 전계인가시의 액정성 분자의 경사각이 서로 다른 복수의 영역이 존재한다. 멀티 도메인 방식의 VA 모드 액정셀에서는, 전계 인가에 의한 액정성 분자의 경사각을 화소마다 평균화할 수 있다. 이에 의해, 시각특성을 평균화할 수 있다. 1 화소 내에서 배향을 분할하는 데에는, 전극에 슬릿을 형성하거나, 돌기를 형성하고, 전계방향을 변경하거나 전계 밀도를 한쪽으로 치우치게 한다. 전체방향에 균등한 시야각을 얻기 위해서는, 이 분할수를 많게 하면 되지만, 4 분할 또는 8 분할 이상 함으로써 거의 균등한 시야각이 얻어진다. 특히 8 분할시에는 편광판 흡수축을 임의 각도로 설정할 수 있으므로 바람직하다.

또 배향분할의 영역경계에서는, 액정 분자가 응답하기 어렵다. 이 때문에 노멀리 블랙 표시에서는 흑표시가 유지되기 때문에, 휘도 저하가 문제가 된다. 액정재료에 키랄제를 첨가하는 것은 경계영역을 작게 하는 데에 기여한다.

(2) 액정 표시 장치의 구성

도 4 에 본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시형태의 개략 모식도를 나타낸다. 액정 표시 장치 (17) 는, 액정셀 (16), 및 액정셀 (16) 의 양측에 배치된 1쌍의 상측 편광판 (08) 과 하측 편광판 (15) 을 갖는다. 상측 편광판 (08) 은, 도 3 에 나타낸 편광판으로, 도 2 에 나타낸 제 2 태양의 위상차판 (05) 에, 직선 편광막 (07) 및 투명 보호막 (06) 을 적층한 구성이다. 제 2 양태의 위상차판 (05) 은, 제 1 광학 이방성층으로서 기능하는 배향 상태로 고정된 막대형 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층 (03) 을 포함하고, 광학 이방성층 (03) 은 액정셀 (16) 을 광학적으로 보상한다. 한편 하측 편광판 (15) 은 투명 지지체 (11) 와, 그 표면에 형성한 배향막 (12) 과, 이 배향막에 의해 배향 제어되고, 또한 그 배향 상태로 고정된 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층 (13) 을 갖는 위상차판 (14) 과, 투명 지지체 (11) 의 이면에, 편광막 (10) 과 투명보호층 (09) 을 적층한 구성이다. 제 2 광학 이방성층 (13) 은 소정의 광학적 특성을 나타내고, 제 1 광학 이방성층 (03) 과 함께, 액정셀 (16) 을 광학적으로 보상한다. 액정셀 (16) 은 상측 전극기판과 하측 전극기판과, 이들에 끼워지는 액정 분자로 이루어진다. 액정성 분자는, 전극기판 및 대향면에 실시된 러빙 처리의 방향에 의해, 외부 전계가 인가되지 않은 비구동 상태에 있어서, 상기 기판에 대해 대략 수직인 방향으로 배향되도록 제어되고 있다. 또 상측 편광판 (08) 과 하측 편광판 (15) 은 그 흡수측이 개략 직교하도록 적층되어 있다.

제 1 광학 이방성층 (03) 은, 광학적으로 양의 굴절률 이방성을 갖고, 가시광에 대해 리타데이션 (Re) 이 40∼150㎚ 을 나타낸다. 한편, 제 2 광학 이방성층 (13) 은, 광학적으로 음의 굴절률 이방성을 갖고, 가시광에 대해 Re 가 0∼10㎚ 이하이고, 또한 Rth 가 60∼250㎚ 이다. 도 4 에서는, 제 2 광학 이방성층 (13) 이, 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 조성물로 형성한 예를 나타내었으나, 제 2 광학 이방성층 (13) 을 구성하는 재료에 대해서는 특별히 제한은 없고, 액정성 화합물을 사용하여 형성하거나, 폴리머 필름으로 형성해도 되고, 또 구성층의 수에 대해서는 특별히 제한되지 않는다. 디스코틱 액정성 화합물을 사용하여 형성된 층인 것이 바람직하고, 디스코틱 액정성 화합물의 분자 배향에 의해 발현된 광학 이방성을 나타내는 것이 바람직하다. 제 1 광학 이방성층 (03) 및 제 2 광학 이방성층 (13) 은, 액정셀의 화상 착색을 해소하고, 및 시야각의 확대에 기여한다.

도 4 중, 상측을 관찰자측으로 하면, 도 4 에는 제 1 광학 이방성층 (03) 은, 관찰자측의 편광막 (07) 과 관찰자측 액정셀 (16) 용 기판 사이에, 제 2 광학 이방성층 (13) 은, 배면측의 편광막 (10) 과 배면측 액정셀 (16) 용 기판 사이에 배치한 구성을 나타내었으나, 제 1 광학 이방성층과 제 2 광학 이방성층이 바뀐 구성일 수도 있고, 또 제 1 및 제 2 광학 이방성층의 쌍방이 관찰자측의 편광막과 관찰자측 액정셀용 기판 사이에 배치될 수도 있으며, 또는 배면측의 편광막과 배면측 액정셀용 기판 사이에 배치될 수도 있다. 이러한 태양에서는 제 2 광학 이방성층이 제 1 광학 이방성층의 구성부재인 지지체를 겸할 수도 있다.

본 발명의 액정 표시 장치는 상기 구성에 한정되지 않고, 다른 부재를 포함할 수도 있다. 예컨대 액정셀과 편광막 사이에 컬러 필터를 배치할 수도 있다. 또 투과형 액정 표시 장치의 태양에서는, 냉 또는 열음극형광관, 발광다이오드, 일렉트로 루미네선스 소자를 광원으로 하는 백라이트를 배면에 배치할 수 있다. 한편, 반사형 액정 표시 장치의 양태에서는, 편광판은 관찰측에 1장만 배치해도 되고, 액정셀 배면 또는 액정셀의 하측 기판의 내면에 반사막을 설치한다. 물론 상기 광원을 이용한 프론트라이트를 액정셀 관찰측에 설치하는 것도 가능하다. 또한 표시장치의 1 화소내에, 투과부와 반사부를 설치한 반투과형도 가능하다.

본 발명의 액정 표시 장치의 종류에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 화상 직시형, 화상 투과형 및 광 변조형의 어느 액정 표시 장치도 포함된다. TFT 나 MIM 과 같은 3 단자 또는 2 단자 반도체 소자를 사용한 액티브 매트릭스 액정 표시 장치가 본 발명은 유효하다. 물론 시분할 구동이라 불리는 STN 형으로 대표되는 패시브 매트릭스 액정 표시 장치에서도 유효하다.

(3) 액정 표시 장치의 구성 액정 표시 장치에 사용되는 광학 이방성층

상기 실시형탸의 액정 표시 장치에서는, 제 1 및 제 2 광학 이방성층은, 액정 표시 장치의 화상 착색을 해소하고, 및 시야각의 확대에 기여한다. 또 광학 이방성층의 지지체가 편광판의 보호막을 겸함으로써, 또는 광학 이방성층이 편광판의 보호막을 겸함으로써, 액정 표시 장치의 구성부재를 감소시킬 수 있으므로, 이러한 양태에서는 액정 표시 장치의 박형화에도 기여한다.

상기 실시형태의 액정 표시 장치에서는, 제 1 광학 이방성층의 가시광에 대한 면내 리타데이션 (Re) 은 40∼150㎚ 이고, 바람직하게는 50∼120㎚ 이다. 제 2 광학 이방성층의 가시광에 대한 Re 는 0∼10㎚ 이하, Rth 가 60∼250㎚ 이하이고, 바람직하게는 Re 는 0∼5㎚ 이고, Rth 는 80∼230㎚ 이다. 제 1 및 제 2 광학 이방성층은, 그 조합에 의해 전체적으로 광학 보상기능을 나타내므로, 조합한 전체의 리타데이션으로서 조정하는 것이 보다 바람직하다. 제 1 및 제 2 광학 이방성층은 조합됨으로써 전체적으로 Re 가 30∼200㎚ 이고, Rth 는 60∼500㎚ 인 것이 바람직하다.

상기 실시형태에 있어서, 제 1 광학 이방성층은, 상기 배향막용 폴리머를 포함하는 배향막 상에, 막대형 액정성 화합물을 함유하는 조성물을 적용하여, 막대형 액정성 화합물을 배향시킴으로써 형성된 광학 이방성층이다. 도 4 에 나타낸 바와 같이 지지체 및 배향막을 포함하는 제 2 양태의 위상차판과 또한 편광막을 갖는 일체형 편광판으로서 액정 표시 장치 내에 장착할 수도 있고, 위상차판의 형태로 장착할 수 있다. 또 임시 지지체 상에 제 1 광학 이방성층을 형성한 후, 광학 이방성층만 또는 광학 이방성층을 배향막과 함께 전사하여, 약정표시장치 내에 장착할 수도 있다. 상기 광학 이방성층에 있어서, 막대형 액정성 분자는, 수평하게 배향하는 것이 바람직하다. 바람직한 막대형 액정성 화합물 등은, 상기 서술한 바와 같다. 중합성기를 갖는 막대형 액정성 화합물의 경우는, 실질적으로 수평 (호모디니어스) 배향에 고정화하는 것이 바람직하다. 실질적으로 수평이란 막대형 액정성 화합물의 장축 방향과 광학 이방성층의 면의 평균각도 (평균경사각) 가 0°∼10°의 범위 내인 것을 의미한다. 막대형 액정성 화합물을 경사배향시켜도 된다. 경사 배향의 경우는 평균 경사각이 0°∼20°인 것이 바람직하다.

한편 제 2 광학 이방성층에 대해서는 전술한 바와 같이 구성되어 있는 재료, 구성층의 수에 대해서는 특별히 제한되지 않는다. 액정성 화합물의 분자 배향에 의해 발현된 광학 이방성을 표시하는 광학 이방성층에 의하면, 종래의 연신 복굴절 폴리머 필름 표면에서는 얻을 수 없는 광학적 성질을 실현할 수 있다. 특히 막대형 액정성 화합물의 분자 배향에 의해 발현된 광학 이방성을 나타내는 제 1 광학 이방성층과, 원반형 화합물 분자의 배향에 의해 발현된 광학 이방성을 나타내는 제 2 광학 이방성층과의 조합에 의해, 액정 표시 장치의 광학 특성을 훨씬 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 제 2 광학 이방성층의 형성에는, 디스코틱 액정성 화합물 또는 고분자 폴리머 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 디스코틱 액정성 화합물은, 층 표면에 대해 실질적으로 수평 (0∼10 도 범위의 평균 경사각) 으로 배향시키는 것이 바람직하다. 사용 가능한 디스코틱 액정성 화합물에 대해서는, 제 1 위상차판의 광학 이방성층 형성에 사용하는 디스코틱 액정성 화합물의 예와 동일하고, 바람직한 범위, 사용되는 중합개시제 등의 기타 성분의 예에서도 동일하다.

또, 제 2 광학 이방성층에 바람직하게 사용되는 고분자 필름으로는, 광학적으로 음의 굴절률 이방성을 갖는 것이면 어느 것이어도 상관없지만, 가시광에 대해 Re 가 0∼10㎚ 이라는 관점에서, 셀룰로오스아세테이트. 제오넥스, 제오노아 (모두 닛폰제온(주) 제조), ARTON(JSR(주) 제조) 와 같은 폴리올레핀류가 바람직하게 사용된다. 그 외에 예컨대 일본 공개 특허 공보 평8-110402호 또는 일본 공개 특허 공보 평11-293116호에 기재되어 있는 비복굴절성 광학 수지 재료를 들 수 있다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 비율, 조작 등은 본 발명의 정신에서 벗어나지 않는 한 적절하게 변경할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예로 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1-1]

1. 제 1 양태의 위상차판의 제작

(1) 배향막의 형성

두께 100㎛, 폭 150㎜, 길이 200m 의 광학적으로 등방성인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 투명 지지체로 사용하였다. 본 발명의 배향막용 폴리머 (예시화합물 AL-1) 을 물/메탄올 혼합액에 4 질량% 가 되도록 희석하고, 중화제로서 트리에틸아민을 첨가하고, 배향막의 도포액을 조정하였다. 이 도포액을 투명 지지체의 편면에 연속 도포하고, 도포층을 120℃ 에서 2분간 가열하여 건조시키고, 두께 1㎛ 의 배향막을 형성하였다. 이어서 투명 지지체의 길이 방향 (반송 방향) 으로 연속적으로 러빙 처리를 실시하여 본 발명의 배향막을 형성하였다.

(2) 광학 이방성층의 형성

배향막의 러빙 처리면 상에 이하의 조성의 도포액을 바코터를 사용하여 연속적으로 도포하였다.

광학 이방성층 도포액 조성
하기 디스코틱 액정성 화합물 (DLC-1)에틸렌글리콜 변성 프리메틸올프로판트리아크릴레이트(V#360, 오오사카유기화학(주) 제조)셀룰로오스아세테이트부틸레이트(CAB551-0.2, 이스트만케미컬사 제조)광중합개시제 (이루가큐어 907, 닛폰 치바가이기(주) 제조)광중합증감제 (카야큐어DETX, 닛폰화약(주) 제조)메틸에틸케톤	182 질량부18 질량부 4 질량부 6 질량부2 질량부343 질량부

디스코틱 액정성 화합물 (DLC-1)

도포층을 125℃ 에서 2분간 가열하여, 디스코틱 액정성 분자를 배향시켰다. 그 온도에서 4 초간, 600mj/㎠ 의 자외선을 조사하여 액정성 분자를 중합시키고, 배향 상태를 고정하였다. 이와 같이 하여 광학 이방성층을 형성하고, 길이 180m 의 광학 보상 시트 (101) 를 제작하였다.

실시예 1-1 에 나타낸 위상차판의 제작 방법에 있어서, 배향막용 폴리머 AL-1 대신에, 표 1 에 나타낸 배향막용 폴리머 AL-2, AL-4, AL-5, AL-9 및 AL-10 을 각각 사용한 것 이외에는, 실시예 1-1 과 동일하게 하여, 광학 보상 시트 (102∼106) 를 제작하였다.

[비교예 1-1]

배향막용 폴리머 AL-1 대신에 PVA-203((주)쿠라레 제조) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 배향막을 제작하고, 이어서 실시예 1 과 동일하게 광학 이방성층을 형성하고, 길이 180m 의 광학 보상 시트 (201) 를 제작하였다.

[광학 보상 시트의 평가]

실시예 1-1 및 1-2, 비교예 1-1 에서 제작한 광학 보상 시트를 0.08㎡ (15 인치 액정 모니터의 표시 면적에 상당) 의 크기로 45m 간격으로 5점 샘플링하여, 각각의 휘점 수를 크로스니콜 하에 샘플을 소광위 (消光位) 에서 측정하였다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

시료		배향막	소광위에서의 휘점의 수
			0m	45m	90m	135m	180m
101	본 발명	AL-1	2	1	1	1	2
102	본 발명	AL-2	0	1	1	2	1
103	본 발명	AL-4	2	1	2	1	0
104	본 발명	AL-5	2	2	1	0	1
105	본 발명	AL-9	1	2	3	3	2
106	본 발명	AL-10	1	1	0	1	2
201	비교예	PVA-203	3	3	4	7	8

본 발명의 배향막을 사용하면, 장척의 광학 보상 시트를 결함이 적은 상태에서 안정적으로 제조할 수 있다.

[실시예 2-1]

1. 광학 이방성층의 제작

(1) 배향막층의 형성

두께 100㎛, 폭 150㎜, 길이 200m 의 광학적으로 등방성인 트리아세틸셀룰로오스 필름을 투명 지지체로 사용하였다. 본 발명의 배향막용 폴리머 (AL-1) 를 물/메탄올 혼합액에 용해하고, 4 질량% 가 되도록 희석하여, 중화제로서 트리에틸아민을 첨가하고, 배향막 형성용의 도포액을 조정하였다. 이 도포액을 투명지지페의 편면에 연속 도포하고, 도포층을 120℃ 에서 2분간 가열하여 건조시키고, 두께 1㎛ 의 막을 형성하였다. 이어서 투명 지지체의 길이 방향 (반송 방향) 으로 연속적으로 러빙 처리를 실시하여, 배향막 E-101 을 형성하였다.

(2) 액정성 화합물층의 형성

러빙 처리한 배향막 위에, 하기 조성의 도포액을 바코터를 사용하여 연속적으로 도포하였다. 도포층을 100℃ 에서 1분간 가열하여, 막대형 액정성 분자를 배향시켰다. 이 온도에서 4초간, 600mJ/㎠ 의 자외선을 조사하여 막대형 액정성 분자를 중합시키고 배향 상태를 고정하였다. 이와 같이 하여 광학적 이방성층을 형성하고, 광학 이방성층 R-101 을 제작하였다. 이 광학 이방성층은, 투명 지지체의 길이 방향 (러빙 방향) 과 직교하는 방향으로 지상축을 갖고, 550㎚ 에서의 Re 값은 62㎚ 이었다. 또 광학적으로 양의 굴절률 이방성을 갖고, 가시광 전역에서의 Re 값은 65±8㎚ 이었다.

광학적 이방성층 (A) 도포액 조성
하기의 막대형 액정성 분자 V-1하기의 증감제하기의 광중합개시제메틸에틸케톤	38.5 질량비0.35 질량비1.15 질량비60.0 질량비

화합물 V-1

증감제

광중합개시제

(3) 광학 이방성층의 배향 결함의 평가

제작한 광학 이방성층을 편광 현미경하에서 관찰하고 배향 결함을 평가하였다. 배향 결함은 점결함의 개수 (1.0㎟ 범위의 평균값) 를 평가한 결과, 1.0㎟ 범위에서 10개 이하이었다.

(4) 밀착성의 평가

광학 이방성층을 제작한 후, 그 표면을 쇠붙이로 긁어, 투명 지지체로부터 광학 이방성층의 박리 용이성을 평가하였다. 평가 기준으로는 A: 전혀 박리되지 않음, B: 조금 박리됨, C: 박리되기 쉬움의 3 단계로 평가한 결과, 광학 이방성층 R-101 은 B 레벨이었다.

2. 편광판의 제작

두께 80㎛ 의 롤형상 비닐알코올 필름을, 요오드 수용액 중에서 연속하여 5 배로 연신하고, 건조시켜 편광막을 얻었다. 편광막의 일방의 면에, 비누화처리함 롤형상으로 셀룰로오스아세테이트 필름 (후지택 TD80UF, 후지사진피름(주) 제조) 을 타방의 면에 비누화처리한 롤형상 광학 이방성층 (R-101) 의 투명 지지체를, 연속하여 접합하고, 편광판 H-101 을 제작하였다.

3. 액정 표시 장치의 제작

도 4 에 나타내는 구성의 액정 표시 장치를 제작하였다. 즉, 관찰방향 (상층) 으로부터 제 1 광학 이방성층 (03) 을 갖는 상측 편광판 (08), 액정셀 (16), 제 2 광학 이방성층 (13) 을 갖는 하측 편광판 (15) 을 적층하고, 다시 백라이트 (도시 생략) 를 배치하였다. 제 1 광학 이방성층 (03) 을 갖는 상측 편광판 (08) 으로서, 상기에서 제작한, 본 발명의 배향막을 사용하여 형성한 광학 이방성층 (R-101) 을 갖는 편광판 (H-101) 을 사용하였다. 이하에 그 이외의 부재인 액정셀 및 제 2 광학 이방성층을 갖는 하측 편광판 제작에 대해 설명한다.

(1) 액정셀의 제작

VA 모드의 액정셀을 이하의 수순으로 제작하였다. 기판 표면에 배향막 (예컨대 JSR사 제조의 JALS204R) 을 도포한 후, 러빙 처리에 의해 액정성 분자의 배향방향을 나타내는 다이렉터, 소위 기판 면에 대한 틸트각을 약 89°로 하였다. 상하 기판 사이의 셀갭은 3.5㎛ 으로 하고, 그 사이에 유전이방성이 음이고, Δn=0.0813, Δε=-4.6 정도의 액정 (메르크사 제조의 MLC-6608) 을 적하 주입하여 봉입하였다.

(2) 제 2 광학 이방성층의 제작

(배향막층의 제작)

상기 투명 지지체와 동일하게 비누화처리한 후지택 TD80UF (Re=3㎚, Rth=50㎚) 상에, 하기 조성의 도포액을 #16 의 와이어바코터로 28㎖/㎡ 도포하였다.

배향막 도포액 조성

하기의 변성 폴리비닐알코올 20 질량부

물 361 질량부

메탄올 119 질량부

글루타르알데히드 (가교제) 0.5 질량부

변성 폴리비닐알코올

25℃ 에서 60초간, 60℃ 의 온풍으로 60초간, 다시 90℃의 온풍으로 150초간 건조시켰다. 건조 후의 배향막 두께는 1.1㎛ 이었다. 이 배향막 상에 후지택 TD-80UF 의 지상축과 동일한 방향으로 러빙 처리하였다.

(제 2 광학 이방성층의 형성)

러빙 처리한 배향막 상에, 하이 조성의 디스코틱 액정을 포함하는 도포액을 도포하였다.

디스코틱 액정층의 도포액 조성

하기 디스코틱 액정성 화합물 32.6 질량%

하기 배향 제어제 D-2 0.4 질량%

에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트

(V#360, 오오사카유기화학(주) 제조) 3.5 질량%

증감제 (카야큐어 DETX, 닛폰화약(주) 제조) 0.4 질량%

광중합개시제 (이루가큐어907, 치바가이기사 제조) 1.1 질량%

메틸에틸케톤 62.0 질량%

디스코틱 액정성 화합물

배향 제어제 D-2

그 후, 130℃ 의 건조 존에서 2분간 가열 건조시켜, 원반형 화합물을 배향시켰다. 다음에 130℃ 에서 120W/㎝ 고압 수은등을 사용하여, 4초간 UV 조사하여 원반형 화합물을 중합시켰다. 그 후, 실온까지 냉각시켜 두께 1.4㎛, 광학적으로 음의 굴절률 이방성을 나타내고, 가시광에 대해 Re=0㎚, Rth=138㎚ 의 제 2 광학 이방성층 R-201 을 형성하였다. 제 2 광학 이방성층의 디스코틱 액정성 화합물은 ±2°의 범위에서 수평 배향하였다.

(편광판의 제작)

제작한 제 2 광학 이방성층 R-201 및 후지택 TD80UF 를 편광막의 양면에 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 접착하고, 일체형 편광판 H-201 을 제작하였다.

(3) 액정 표시 장치의 제작

본 발명의 배향막을 사용하여 제작한 광학 이방성층 R-101 을 갖는 편광판 H-101 을, 광학 이방성층이 하측의 액정셀 기판에 접하도록 액정 표시 장치에 장착하였다. 또 상기와 같이 제작한 제 2 광학 이방성층 R-201 을 갖는 편광판 H-201 을, 제 2 광학 이방성층이 상측의 액정셀 기판에 접하도록, 액정 표시 장치에 장착하였다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정 표시 장치 U-101 을 제작하였다.

(4) 제작한 액정 표시 장치의 누설광의 측정 및 색편차의 평가

이와 같이 하여 제작한 액정 표시 장치 U-101 의 투과율의 시야각 의존성을 측정하였다. 앙각은 정면에서 경사 방향으로 10°마다 80°까지, 입방각은 수평 우방향 (0°) 를 기준을 하여 10°마다 360°까지 측정하였다. 흑표시시의 휘도는 정면방향으로부터 앙각이 증가함에 따라, 누설광도 투과율도 상승되고, 앙각 60°근방에서 최대값을 취하는 것을 알 수 있었다. 또 흑표시 투과율이 증가함으로써, 백표시 투과율과 흑표시 투과율의 비인 콘트라스트가 악화되는 것도 알 수 있었다. 따라서 정면의 흑표시 투과율과 앙각 60°의 누설광 투과율의 최대값으로, 시야각 특성을 평가하는 것으로 하였다. 본 실시예의 정면 투과율은 0.02%, 앙각 60°의 누설광 투과율의 최대값은, 방위각 30°에서 0.05% 이었다. 즉 정면의 콘트라스트비가 500 대 1, 앙각 60°에서 콘트라스트비가 200 대 1 이었다. 또 액정 표시 장치의 색편차를 육안으로 평가하였으나, 편차가 없이 매우 양호하였다.

[실시예 2-2]

실시예 2-1 에 나타낸, 광학 이방성층의 제작 방법에 있어서, 배향막용 폴리머 AL-1 대신에, 이하의 표 1 에 나타낸 바와 같이 AL-2, AL-3, AL-4, AL-9, AL-11, AL-12 및 AL-14 를 각각 사용하고, 또한 비교예에서는 하기 배향막용 폴리머 AM-1 을 사용한 것 이외에는, 전부 실시예 1 과 동일하게 하여, 본 발명의 광학 이방성층 R-102∼107, 및 비교용 광학 이방성층 R-108 을 각각 제작하였다. 또, 이들 배향막을 사용한 광학 이방성층 R-102∼108 의 막대형 액정성 분자의 배향은 RL-101 과 동일하게 전체 투명 지지체의 길이 방향 (러빙 방향) 과 직교하는 방향으로 지상축을 갖고, 550㎚ 에서의 Re 값은 62 ±7㎚ 이었다. 또, 이들 광학 이방성층의 배향 결함, 밀착성의 평가결과는 이하의 표에 나타내었다.

[실시예 2-2]

실시예 2-1 에서 나타낸, 광학 이방성층의 제작 방법에 있어서, 배향막용 폴리머 AL-1 대신에, 이하의 표 1 에 나타낸 바와 같이 AL-2, AL-3, AL-4, AL-9, AL-11, AL-12, AL-14, AL-4, AL-18, AL-19, AL-14 및 AL-23 을 각각 사용하고, 또한 비교예에서는 하기 배향막용 폴리머 AM-1 을 사용한 것 이외에는 전부 실시예 1 과 동일하게 하여 본 발명의 광학 이방성층 R-102∼107 및 109∼113 및 비교용 광학 이방성층 R-108 을 각각 제작하였다. 또 이들 배향막을 사용한 광학 이방성층 R-102∼113 의 막대형 액정성 분자의 배향은 RL-101 과 동일하게 전부 투명 지지체의 길이 방향 (러빙 방향) 과 직교하는 방향으로 지상축을 갖고, 550㎚ 에서의 Re 값은 62±7㎚ 이었다. 또 이들 광학 이방성층의 배향 결함, 밀착성의 평가결과는 이하의 표에 나타내었다.

이어서 본 발명의 광학 이방성층 R-102∼107, 109∼113 및 비교용 광학 이방성층 R-108 을 각각 사용하여, 실시예 2-1 과 동일하게 편광판 H-102∼113 을 각각 제작하였다. 또한 이들 편광판 각각과, 실시예 2-1 에서 제작한 편광판 H-201 과 동일한 편광판으로, 실시예 1 에서 제작한 것과 동일한 VA 모드의 액정셀을 사이에 끼운 액정 표시 장치 U-102∼113 을 각각 제작하고, 실시예 1 과 동일하게 누설광의 측정 및 색편차를 평가하였다. 이들 결과도 함께 이하의 표에 나타내었다.

비교용 배향막 AM-1

광학이방성층	편광판	액정 표시 장치	액정 배향막	광학 이방성층의 평가		액정 표시 장치의 평가
				배향 결함	밀착성	정면투과율	앙각 60 도 투과율	색 편차
R-101	H-101	U-101	AL-1	10 개 이하	B	0.02%	0.05%	없음
R-102	H-102	U-102	AL-2	10 개 이하	B	0.01%	0.05%	없음
R-103	H-103	U-103	AL-5	10 개 이하	B	0.02%	0.05%	없음
R-104	H-104	U-104	AL-6	10 개 이하	A	0.02%	0.05%	없음
R-105	H-105	U-105	AL-8	10 개 이하	B	0.04%	0.07%	없음
R-106	H-106	U-106	AL-10	10 개 이하	B	0.05%	0.07%	없음
R-107	H-107	U-107	AL-12	10 개 이하	B	0.03%	0.07%	없음
R-108	H-108	U-108	AM-2	20∼30 개	A	0.10%	0.15%	편차있음
R-109	H-109	U-109	AL-4	3 개 이하	B	0.005%	0.01%	없음
R-110	H-110	U-110	AL-18	10 개 이하	A	0.01%	0.05%	없음
R-111	H-111	U-111	AL-19	3 개 이하	A	0.005%	0.01%	없음
R-112	H-112	U-112	AL-14	5 개 이하	A	0.008%	0.03%	없음
R-113	H-113	U-113	AL-23	3 개 이하	A	0.005%	0.01%	없음

이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예에서는, 막대형 액정성 분자의 장축 방향과 러빙 방향을 편차없이 실질적으로 직교하게 배향시키는 광학 이방성층이 얻어지고, 또 이들 광학 이방성층을 사용한 액정 표시 장치도, 누설광이 적고, 편차도 없는 점에서, 결과적으로 양호한 화상 표시 성능을 부여할 수 있었다.

본 발명에 의하면, 배향 결함이 적은 광학 이방성층을 연속적으로 제작하는 데에 기여하는 배향막을 제공할 수 있다. 본 발명은 디스코틱 액정성 분자 또는 막대형 액정 분자로 이루어지는 광학 이방성층을 갖는 위상차판의 생산성을 개선하는 데에 기여한다.

또한, 본 발명에 의하면, 막대형 액정성 분자를 그 장축을 러빙 방향에 대하여 불균일없이 실질적으로 직교하게 하여 배향시킬 수 있고, 이에 따라 제작된 광학 이방성층을 사용함으로써, 액정 표시 장치, 특히 수직 배향 네마틱형 액정 표시 장치의 시야각 특성의 개선에 기여할 수 있다.

도 1 은 막대형 액정성 분자가 배향하고 있는 모양을 모식적으로 나타낸 상면도이다.

도 2 는 본 발명의 위상차판의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 (a) 측면도 및 (b) 상면도이다.

도 3 은 본 발명의 타원편광판의 일 실시형태를 모식적으로 나타내는 (a) 측면도 및 (b) 상면도이다.

도 4 는 본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시형태의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

01; 투명 지지체 02; 배향막

03; 광학 이방성층 (도 4 중 제 1 광학 이방성층)

04; 막대형 액정성 분자 05; 제 2 태양의 위상차판

06; 투명 보호막 07; 직선 편광막

08; 상측 편광판 09; 투명 보호막

10; 직선 편광막 11; 투명 지지체

12; 배향막 13; 제 2 광학 이방성층

14; 제 2 태양의 위상차판 15; 하측 편광판

16; 액정셀 17; 액정 표시 장치

Claims (23)

1. 하기 일반식 (I), 일반식 (II) 및 일반식 (III) 중 어느 하나로 표현되는 구조 단위를 적어도 1 종 갖는 중합체를 함유하는 배향막:

   일반식 (I)

   식중, R¹ 은 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, P¹ 은 산소 원자, -CO- 또는 -NR¹²- 를 나타내고, R¹² 는 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L¹ 은 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X¹ 은 수소 결합성기를 나타내고, n1 은 1∼3 의 정수를 나타낸다;

   일반식 (II)

   식중, R² 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, L²¹ 은 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P²¹ 은 단결합 또는 -O-, -NR²¹-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R²¹ 은 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L²² 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X² 는 수소 결합성기를 나타내고, n2 는 0∼3 의 정수이다;

   일반식 (III)

   식중, L³¹ 은 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P³¹ 은 단결합 또는 -O-, -NR³¹-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R³¹ 은 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L³² 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X³ 은 수소 결합성기를 나타내고, n3 은 0∼3 의 정수이다.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 일반식 (I) 에 있어서, R¹ 이 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, P¹ 이 -NR¹²- 를 나타내고, R¹² 가 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 또는 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X¹ 이 수소 결합성기를 나타내고, n1 이 1∼3 의 정수인 배향막.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 일반식 (II) 에 있어서, R² 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, L²¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P²¹ 이 -O-, -NR²¹-, -CO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R²¹ 이 수소 원자 또는 치환 또는 무치환의 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L²² 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X² 가 수소 결합성기를 나타내고, n2 가 0∼3 의 정수인 배향막.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 일반식 (III) 에 있어서, L³¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P³¹ 이 -O-, -NR³¹- , -CO-, -SO²- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R³¹ 이 수소 원자 또는 치환 또는 탄소 원자수가 1∼6 인 알킬기를 나타내고, L³² 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 2 가의 연결기를 나타내고, X³ 이 수소 결합성기를 나타내고, n3 이 0∼3 의 정수인 배향막.
5. 투명 지지체 상에, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 배향막과, 그 배향막에 의해 배향 제어되고, 또한 그 배향 상태로 고정된 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 위상차판.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 디스코틱 액정성 화합물이, 중합성기를 갖는 위상차판.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 디스코틱 액정성 화합물이, 광중합 반응에 의해 고정되어 있는 위상차판.
8. 표면이 러빙 처리된 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 배향막의 러빙 처리면에, 디스코틱 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 도포하여, 디스코틱 액정성 분자를 배향시킴과 동시에, 그 배향 상태로 고정하여 광학 이방성층을 제작하는 공정을 포함하는 위상차판의 제조 방법.
9. 지지체 상에, 하기 일반식 (A) 로 표현되는 적어도 1 종의 구성 단위를 갖는 중합체를 함유하는 배향막과, 그 배향막에 의해 배향 제어된 막대형 액정성 화합물을 함유하는 광학 이방성층을 갖는 위상차판:

   일반식 (A)

   식중, Mp 는 L 과 n 개의 부위에서 결합하고 있는 (2+n) 가의 연결기를 나타내고, L 은 (1+n) 가의 연결기를 나타내고, n 은 1 또는 2 를 나타내고, X 는 수소 결합성기를 나타낸다. 단, 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위의 식량은 110 이상이다.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 하기 일반식 (Ia), 일반식 (IIa) 및 일반식 (IIIa) 중 어느 하나로 표현되는 위상차판:

    일반식 (Ia)

    식중, R^1a 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, P^1a 는 산소 원자 또는 -NR^12a- 를 나타내고, R^12a 는 수소 원자, 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기, 또는 탄소 원자수 6 이상의 치환 또는 무치환의 아릴기를 나타내고, L^1a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^1a 는 수소 결합성기를 나타내고, n_1a 는 1 이상의 정수를 나타낸다;

    일반식 (IIa)

    식중, R^2a 는 수소 원자, 메틸기, 할로겐 원자 또는 시아노기를 나타내고, L^21a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^21a 는 단결합, -O-, -NR^21a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^21a 는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^22a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^2a 는 수소 결합성기를 나타내고, n2 는 0 이상의 정수이다;

    일반식 (IIIa)

    식중, L^31a 는 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^31a 는 단결합, -O-, -NR^31a-, -CO-, -S-, -SO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^31a 는 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^32a 는 치환 또는 무치환의, 알킬렌기, 2 가의 고리형 지방족기, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X³ 은 수소 결합성기를 나타내고, n_3a 는 0 이상의 정수이다.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (Ia) 로 표현되고, 또한 식중 R^1a 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, P^1a 가 -NR^12a- 를 나타내고, R^12a 가 수소 원자 또는 수소 결합성기가 치환한 탄소 원자수 1∼6 의 알킬기를 나타내고, L¹ 이 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^1a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_1a 가 1∼4 의 정수인 위상차판.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (Ia) 로 표현되고, 또한 식중 R^1a 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, P^1a 가 -NH- 를 나타내고, L^1a 가 치환 또는 무치환의 2 가의 방향족기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^1a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_1a 가 1∼3 의 정수인 위상차판.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (IIa) 로 표현되고, 또한 식중 R^2a 가 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, L^21a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^21a 가 -O-, -NR^21a-, -CO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^21a 가 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^22a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^2a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_2a 가 0∼3 의 정수인 위상차판.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위가, 상기 일반식 (IIIa) 로 표현되고, 또한 식중 L^31a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 헤테로환기를 나타내고, P^31a 가 -O-, -NR^31a-, -CO-, -SO₂- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, R^31a 가 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6 의 치환 또는 무치환의 알킬기를 나타내고, L^32a 가 치환 또는 무치환의, 2 가의 방향족기, 2 가의 헤테로환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 2 가의 연결기를 나타내고, X^3a 가 수소 결합성기를 나타내고, n_3a 가 0∼3 의 정수인 위상차판.
15. 제 9 항에 있어서, X 가 -CO₂H, -SO₂NH₂ 및 -CONH₂ 에서 선택되는 어느 하나의 수소 결합성기인 위상차판.
16. 제 9 항에 있어서, 상기 막대형 액정 화합물의 분자가 그 장축을, 상기 배향막의 러빙 방향과 실질적으로 직교하여 배향하고 있는 위상차판.
17. 제 9 항에 있어서, 상기 지지체가 길이 방향을 갖고, 상기 배향막의 러빙 방향이 상기 지지체의 길이 방향과 실질적으로 평행하고, 또한 상기 막대형 액정 화합물의 분자가 그 장축을, 상기 지지체의 길이 방향과 실질적으로 직교시켜 배향하고 있는 위상차판.
18. 길이 방향을 갖는 지지체의 표면에, 제 9 항 중의 일반식 (A) 로 표현되는 구성 단위를 포함하는 중합체를 함유하는 조성물을 적용하여 층을 형성하고, 그 층의 표면을 상기 길이 방향과 실질적으로 평행하게 러빙하여 배향막을 형성하는 공정과, 상기 배향막의 러빙 처리면에, 막대형 액정성 화합물을 함유하는 조성물을 적용하여 막대형 액정성 화합물의 분자를 그 장축을 러빙 방향에 대하여 실질적으로 직교하게 하여 배향시켜, 그 배향 상태로 고정함으로써 광학 이방성층을 형성하는 공정을 포함하는 위상차판의 제작 방법.
19. 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 위상차판과 편광막을 갖는 편광판.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 광학 이방성층의 지상축과, 편광막의 흡수축이 실질적으로 직교하고 있는 편광판.
21. 서로의 흡수축이 직교하고 있는 2 장의 편광막과, 상기 2 장의 편광막의 사이에, 한 쌍의 기판 및 그 기판 사이에 협지되는 액정성 분자로 이루어지는 액정층을 가짐과 동시에, 외부 전계가 인가되지 않는 비구동 상태에 있어서, 상기 액정성 분자가 상기 기판에 대하여 실질적으로 수직인 방향으로 배향하는 액정셀과, 광학적으로 양의 굴절률 이방성을 갖고, 가시광에 대하여 Re 가 40∼150㎚ 인 제 1 광학 이방성층의 적어도 1 층과, 광학적으로 음의 굴절률 이방성을 갖고, 가시광에 대하여 Re 가 0∼10㎚ 이고, 또한 Rth 가 60∼250㎚ 인 제 2 광학 이방성층의 적어도 1 층을 갖는 액정 표시 장치로서, 상기 제 1 광학 이방성층이 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항 중의 광학 이방성층인 액정 표시 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 광학 이방성층 중, 막대형 액정성 분자가, 그 장축을 상기 2 장의 편광막의 흡수축의 일방에 대하여 실질적으로 직교시켜 수평 배향하고 있는 액정 표시 장치.
23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 제 2 광학 이방성층이, 실질적으로 수평 배향하고 있는 디스코틱 액정성 분자로 형성된 층인 액정 표시 장치.