KR20170103775A - 중합성 액정 조성물 및 당해 조성물을 사용해서 제작한 광학 이방체, 위상차막, 반사 방지막, 액정 표시 소자 - Google Patents

중합성 액정 조성물 및 당해 조성물을 사용해서 제작한 광학 이방체, 위상차막, 반사 방지막, 액정 표시 소자 Download PDF

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미카 야마모토
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Abstract

본 발명은, 특정의 중합성 화합물 및, 펜타에리트리톨 골격 또는 디펜타에리트리톨 골격을 분자 내에 갖는 불소계 계면활성제를 함유하는 중합성 액정 조성물을 제공하는 것이다. 아울러서, 본 발명의 중합성 액정 조성물을 사용해서 제작한 광학 이방체, 위상차막, 반사 방지막, 액정 표시 장치도 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 중합성 액정 조성물을 광중합시켜서 얻어지는 광학 이방체를 제조할 때에, 광학 이방체의 표면의 레벨링성과, 기재에의 뒤묻음(set-off)과, 액정의 배향성과의 3개의 특성을 동시에 개선할 수 있기 때문에, 유용하다.

Description

중합성 액정 조성물 및 당해 조성물을 사용해서 제작한 광학 이방체, 위상차막, 반사 방지막, 액정 표시 소자{POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, AND OPTICALLY ANISOTROPIC BODY, PHASE DIFFERENCE FILM, ANTIREFLECTIVE FILM, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT FABRICATED USING SAME}
본원 발명은, 액정 디바이스, 디스플레이, 광학 부품, 착색제, 시큐리티용 마킹, 레이저 발광용 부재, 및, 액정 디스플레이 등의 광학 보상에 사용되는 광학 이방체의 구성 부재로서 유용한 중합성 액정 조성물, 및 당해 조성물로 이루어지는 광학 이방체, 위상차막, 반사 방지막, 액정 표시 소자에 관한 것이다.
중합성 액정 조성물은 광학 이방체의 구성 부재로서 유용하고, 광학 이방체는 예를 들면 위상차막, 반사 방지막으로서 각종 액정 디스플레이에 응용되고 있다. 액정 물질을 구성 성분으로 하는 광학 이방체는, 중합성 액정 조성물을 기판에 도포하고, 배향시킨 상태에서 가열, 또는 활성 에너지선을 조사해서 중합성 액정 조성물을 경화함에 의해 얻어지지만, 안정하며 균일한 광학 특성을 얻기 위해서, 액정 상태에 있어서의 액정 분자의 균일한 배향 상태 구조를 반영구적으로 고정화할 필요가 있다.
이때까지, 기판에의 도포성을 향상시키기 위하여, 계면활성제를 함유하는 중합성 액정 조성물이 개시되어 있다(특허문헌 1, 2). 또한, 최근 효율적이며 또한 경제적인 도포 방법으로서 롤-투-롤에 의한 필름 기재에의 도포가 행해지고 있다. 그러나, 이 방법에서는 도포 후의 필름 기재 권취(卷取)에 의해 도막면과 기재가 접촉하기 때문에, 접촉에 의한 도막 중의 계면활성제의 이행에 기인하는 도막이나 기재의 외관 불량이 자주 발생하는 문제가 있었다. 상기 문헌에 기재된 방법에서는, 기판에의 도포성은 향상하여, 막두께 불균일의 발생을 저감시키는 것이 가능하게 되었지만, 도포 후의 도막면과 기재의 접촉에 기인하는 외관 불량(뒤묻음(set-off)성)의 과제 및 해결책은 하등 기술되어 있지 않다.
일본 특개평08-231958호 공보 일본 특개2000-105315호 공보
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 중합성 액정 조성물을 광중합시켜서 얻어지는 광학 이방체를 제조할 때에, 광학 이방체의 우수한 배향성을 유지하면서, 표면의 레벨링성과 뒤묻음성과의 2개의 특성을 동시에 개선함으로써, 상기 문제를 해결할 수 있는 중합성 액정 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 중합성 액정 조성물에 착목해서 예의 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 제공하는데 이르렀다.
즉, 본 발명은, 일반식(I)
Figure pct00001
(n은, 1∼10의 정수를 나타내고, P1 및 P2는 각각 독립적으로 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐에테르기, 지방족 에폭시기, 지환식 에폭시기를 나타내고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -CH2-, -CH2CH2-, -OCH2CH2- 또는 -CH2CH2O-를 나타내고, R1은 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 -COO-CH2-C6H5를 나타낸다)으로 표시되는 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상과, 펜타에리트리톨 골격 또는 디펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물인 불소계 계면활성제를 함유하는 중합성 액정 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명의 중합성 액정 조성물을 사용한 광학 이방체도 제공한다.
본 발명의 중합성 액정 조성물을 사용함으로써, 우수한 배향성을 유지하면서, 표면의 평활성이 우수하여, 액정 도막면으로부터의 뒤묻음성이 낮은 광학 이방체를 얻을 수 있다.
이하에 본 발명에 따른 중합성 액정 조성물의 최량의 형태에 대하여 설명하지만, 본 발명에 있어서, 중합성 액정 조성물의 「액정」이란, 중합성 액정 조성물을 기재에 도포하고, 건조한 후에, 액정성을 나타내는 것을 의도한다. 또, 중합성 액정 조성물을 자외선 등의 광조사, 또는 가열에 의해서 중합 처리를 행함으로써 폴리머화(필름화)할 수 있다.
(2관능 중합성 화합물)
본 발명의 중합성 액정 조성물에는, 일반식(I)
Figure pct00002
으로 표시되는 2관능 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하지만, 바람직하게는 2종 또는 3종 이상 함유하는 것이 바람직하다. n은 1∼10의 정수를 나타내지만, n은 1∼9의 정수가 바람직하고, n은 2∼8의 정수가 더 바람직하고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -CH2-, -CH2CH2-, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-를 나타내지만, 단결합, -O-, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-가 바람직하고, R1은 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 -COO-CH2-C6H5를 나타내지만, 수소 원자, 메틸기, -COO-CH2-C6H5가 바람직하고, P1 및 P2는 각각 독립적으로 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐에테르기, 지방족 에폭시기, 지환식 에폭시기를 나타내지만, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 지방족 에폭시기, 지환식 에폭시기가 바람직하고, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기가 특히 바람직하다. 구체적으로는, 이하의 식(I-1-1)∼식(I-1-7)으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
Figure pct00003
Figure pct00004
이들 2관능 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유하는 본 발명의 중합성 액정 조성물은, 경화 도막의 내열성이나 내습열성이 향상하므로 바람직하다.
일반식(I)으로 표시되는 2관능 중합성 화합물의 함유량은, 후술하는 키랄 화합물을 함유할 경우, 사용하는 중합성 화합물 및 키랄 화합물의 합계량 중, 40∼80질량% 함유하는 것이 바람직하고, 45∼75질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 50∼70질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 키랄 화합물을 사용하지 않는 경우는, 일반식(I)으로 표시되는 2관능 중합성 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물의 합계량 중, 10∼100질량% 함유하는 것이 바람직하고, 15∼100질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 20∼100질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명의 중합성 액정 조성물에는, 상기 일반식(I)에 나타내는 2관능 중합성 화합물 이외의 2관능 중합성 화합물을 함유할 수도 있다. 구체적으로는, 일반식(I-2)
Figure pct00005
(식 중, P는 중합성 관능기를 나타내고,
Sp는 탄소 원자수 0∼18의 스페이서기를 나타내고,
m은 각각 독립적으로 0 또는 1을 나타내고,
MG는 메소겐기 또는 메소겐성 지지기를 나타내지만, 상기 일반식(I)으로 표시되는 화합물을 제외한다)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 일반식(I-2)에 있어서, Sp가 알킬렌기를 나타내고(당해 알킬렌기는 1개 이상의 할로겐 원자 또는 CN에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 1개의 CH2기 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 CH2기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 된다), MG가 일반식(I-2-b)
Figure pct00006
(식 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF3, OCF3, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 알콕시기, 알카노일기, 알카노일옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 알케닐옥시기, 알케노일기 또는 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되고,
Z0, Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립해서, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH2CH2COO-, -CH2CH2OCO-, -COOCH2CH2-, -OCOCH2CH2-, -CONH-, -NHCO-, 탄소수 2∼10의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기 또는 단결합을 나타내고, n은 0, 1 또는 2를 나타낸다)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
중합성 관능기는, 비닐기, 비닐에테르기, 아크릴기, (메타)아크릴기, 글리시딜기, 옥세타닐기, 말레이미드기, 티올기가 바람직하고, 생산성의 관점에서, 비닐에테르기, 아크릴기, (메타)아크릴기, 글리시딜기가 더 바람직하고, 아크릴기, (메타)아크릴기가 특히 바람직하다.
예시 화합물로서는, 이하에 나타내지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00007
(식 중, o 및 p는 각각 독립해서 1∼18의 정수를 나타내고, R3은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1∼6의 알콕시기, 시아노기를 나타낸다. 이들 기가 탄소수 1∼6의 알콕시기일 경우, 전부가 미치환이거나, 또는 1개 또는 2개 이상의 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 이들 화합물은, 단독으로 사용할 수도 있으며, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있다.
상기 일반식(I)으로 표시되는 2관능 중합성 화합물 이외의 2관능 중합성 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물 및 키랄 화합물의 합계량 중, 0∼10질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0∼8질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0∼5질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 키랄 화합물을 사용하지 않는 경우는, 상기 일반식(I)으로 표시되는 2관능 중합성 화합물 이외의 2관능 중합성 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물의 합계량 중, 0∼10질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0∼8질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0∼5질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
(단관능 중합성 화합물)
또한, 본 발명의 중합성 액정 조성물에는, 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 단관능 중합성 화합물을 함유해도 된다. 당해 단관능 중합성 화합물로서는 일반식(II-1)
Figure pct00008
으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 단관능 중합성 화합물을 들 수 있다. 일반식(II-1)에 있어서, m은 0∼10의 정수를 나타내지만, 0∼8의 정수가 바람직하고, 0∼6의 정수가 더 바람직하고, q는 2 또는 3이고, L은 각각 독립해서, 단결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -N=N-을 나타내지만, 단결합, -O-, -COO-, -N=N-이 바람직하고, A는 각각 독립해서, 1,4-페닐렌기, 1,6-나프탈렌기, 1,4-시클로헥실렌기를 나타내지만, A의 1,4-페닐렌기, 1,6-나프탈렌기, 1,4-시클로헥실기는 각각 독립해서, 불소 원자, 염소 원자, CF3기, OCF3기, 시아노기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 알콕시기, 알카노일기, 알카노일옥시기로 치환되어 있어도 된다.
일반식(II-1)으로 표시되는 화합물로서는 하기 일반식(II-1-a)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00009
일반식(II-1-a)에 있어서, m은 0∼10의 정수를 나타내지만, 0∼8의 정수가 바람직하고, 0∼6의 정수가 더 바람직하고, q1는 0 또는 1이고, L1, L2 및 L3은 각각 독립해서, 단결합, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -N=N-을 나타내지만, 단결합, -O-, -COO-, -N=N-이 바람직하고, A는 각각 독립해서, 1,4-페닐렌기, 1,6-나프탈렌기, 1,4-시클로헥실렌기를 나타내지만, 1,4-페닐렌기, 1,6-나프탈렌기, 1,4-시클로헥실기가 바람직하고, K1 및 K2는 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, CF3기, OCF3기, 시아노기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 알콕시기, 알카노일기, 알카노일옥시기를 나타내지만, 수소 원자, 시아노기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 알콕시기가 바람직하다.
보다 구체적으로는, 식(II-1-1)∼식(II-1-7)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00010
특히, 일반식(II-1-1)으로 표시되는 화합물 및 일반식(II-1-2)으로 표시되는 화합물 중 어느 1종, 또는, 양쪽을 사용하면 배향성이 우수한 광학 이방체가 얻어지기 때문에 바람직하다. 또한, 일반식(II-1-3)으로 표시되는 화합물을 함유하면 배향성이 우수한 광학 이방체가 얻어지기 때문에 바람직하다.
상기 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 단관능 중합성 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물 및 키랄 화합물의 합계량 중, 10∼60질량%인 것이 바람직하고, 15∼50질량%인 것이 보다 바람직하고, 20∼45질량%인 것이 특히 바람직하다.
또한, 키랄 화합물을 사용하지 않는 경우는, 상기 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 단관능 중합성 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물의 합계량 중, 0∼90질량%인 것이 바람직하고, 0∼85질량%인 것이 보다 바람직하고, 0∼80질량%인 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식(II-1)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물 및 키랄 화합물의 합계량 중, 10∼60질량%인 것이 바람직하고, 15∼55질량%인 것이 보다 바람직하고, 20∼45질량%인 것이 특히 바람직하다.
또한, 키랄 화합물을 사용하지 않는 경우는, 상기 일반식(II-1)으로 표시되는 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물의 합계량 중, 0∼90질량%인 것이 바람직하고, 0∼85질량%인 것이 보다 바람직하고, 0∼80질량%인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물에는, 상기 일반식(II-1)으로 표시되는 단관능 중합성 화합물 이외의 단관능 중합성 화합물도 함유할 수 있다. 구체적으로는, 일반식(II-2)
Figure pct00011
(식 중, P는 중합성 관능기를 나타내고,
Sp는 탄소 원자수 0∼18의 스페이서기를 나타내고,
m은 0 또는 1을 나타내고, MG는 메소겐기 또는 메소겐성 지지기를 나타내고,
R1은, 할로겐 원자, 시아노기 또는 탄소 원자수 1∼18의 알킬기를 나타내지만, 당해 알킬기는 1개 이상의 할로겐 원자 또는 CN에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 1개의 CH2기 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 CH2기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되지만, 상기 일반식(II-1)으로 표시되는 화합물을 제외한다)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 일반식(II-2)에 있어서, Sp가 알킬렌기를 나타내고(당해 알킬렌기는 1개 이상의 할로겐 원자 또는 CN에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 1개의 CH2기 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 CH2기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 된다), MG가 일반식(II-2-b)
Figure pct00012
(식 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF3, OCF3, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 알콕시기, 알카노일기, 알카노일옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 알케닐옥시기, 알케노일기 또는 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되고,
Z0, Z1, Z2 및 Z3은 각각 독립해서, -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH2CH2COO-, -CH2CH2OCO-, -COOCH2CH2-, -OCOCH2CH2-, -CONH-, -NHCO-, 탄소수 2∼10의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기 또는 단결합을 나타내고, n은 0, 1 또는 2를 나타낸다)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
중합성 관능기는, 비닐기, 비닐에테르기, 아크릴기, (메타)아크릴기, 글리시딜기, 옥세타닐기, 말레이미드기, 티올기가 바람직하고, 생산성의 관점에서, 비닐에테르기, 아크릴기, (메타)아크릴기, 글리시딜기가 더 바람직하고, 아크릴기, (메타)아크릴기가 특히 바람직하다.
예시 화합물로서는, 이하에 나타내지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00013
(식 중, o 및 p는 각각 독립해서 1∼18의 정수를 나타내고, R3은 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1∼6의 알콕시기, 시아노기를 나타낸다. 이들 기가 탄소수 1∼6의 알콕시기일 경우, 전부가 미치환이거나, 또는 1개 또는 2개 이상의 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 된다) 이들 화합물은, 단독으로 사용할 수도 있으며, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있다.
상기 일반식(II-2)으로 표시되는 화합물 이외의 단관능 중합성 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물 및 키랄 화합물의 합계량 중, 0∼10질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0∼8질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0∼5질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 키랄 화합물을 사용하지 않는 경우는, 상기 일반식(II-2)으로 표시되는 화합물 이외의 단관능 중합성 화합물의 함유량은, 사용하는 중합성 화합물의 합계량 중, 0∼10질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0∼8질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0∼5질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물 중의 단관능 중합성 화합물과 2관능 중합성 화합물의 합계 함유량은, 사용하는 중합성 화합물의 합계량 중, 20∼100질량% 함유하는 것이 바람직하고, 40∼100질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 60∼100질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
(키랄 화합물)
본 발명의 중합성 액정 조성물에는 키랄네마틱상을 얻는 것을 목적으로 해서 키랄 화합물을 배합해도 된다. 키랄 화합물 중에서도, 분자 중에 중합성 관능기를 갖는 화합물이 특히 바람직하다. 키랄 화합물 중의 중합성 관능기로서는, 아크릴로일옥시기가 특히 바람직하다. 키랄 화합물의 배합량은, 화합물의 나선 유기력에 따라서 적의(適宜) 조정하는 것이 필요하지만, 사용하는 중합성 화합물에 대해서 3∼400% 함유하는 것이 바람직하고, 3∼300% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 3∼200% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
키랄 화합물의 구체적 예로서는, 식(1-1)∼(1-9)의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00014
(식 중, n은 0∼12의 정수를 나타낸다) 또한, 키랄 화합물의 구체적 예로서는, 추가로, 식(1-10)∼(1-14)의 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00015
(불소계 계면활성제)
본 발명의 중합성 액정 조성물에는, 펜타에리트리톨 골격 또는 디펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 불소계 계면활성제를 함유한다.
당해 불소계 계면활성제를 사용함에 의해, 본 발명의 중합성 액정 조성물은 중합성 화합물과 당해 불소계 계면활성제의 상용성이 양호하기 때문에 용액안정성이 우수하고, 광학 이방체로 했을 경우에, 우수한 배향성을 유지하면서, 표면레벨링성과 뒤묻음성을 동시에 개선할 수 있다.
상기 불소계 계면활성제는, 탄소 원자, 수소 원자, 산소 원자, 불소 원자, 황 원자만으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이들 원자로 구성되어 있는 계면활성제는, 본 발명에 있어서 사용하는 중합성 화합물의 말단 부분(말단기) 이외의 구조(스페이서(Sp) 부분이나, 메소겐(MG) 부분)를 구성하는 원자와 동일하므로, 중합성 화합물과의 상용성이 증가하기 때문이라 고찰된다.
상기 펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로서는, 하기 일반식(III-1)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00016
(식 중, X1는 알킬렌기를 나타내고, s1은, 1∼80의 수치를 나타내고, s2∼s4는 각각 독립적으로 0∼79의 수치를 나타내고, s1+s2+s3+s4는, 4∼80의 수치를 나타낸다. A1는, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내고, A2∼A4는 각각 독립적으로 수소 원자, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타낸다)
일반식(III-1)에 있어서, X1는 알킬렌기를 나타내지만, 바람직하게는 에틸렌기 또는 프로필렌기이고, 보다 바람직하게는 에틸렌기이다.
일반식(III-1)에 있어서, s1은, 1∼80의 수치를 나타내지만, 바람직하게는 1∼60이고, 특히 바람직하게는 1∼40이고, s2∼s4는 각각 독립적으로 0∼79의 수치를 나타내지만, 바람직하게는 0∼65이고, 특히 바람직하게는 0∼50이고, s1+s2+s3+s4는, 4∼80의 수치를 나타내지만, 바람직하게는 4∼40이고, 특히 바람직하게는 4∼30이다.
일반식(III-1)에 있어서, A1는 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내지만, 당해 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기의 탄소 원자수는 3∼10이 바람직하고, 4∼9가 보다 바람직하고, 직쇄상 또는 분기상이어도 된다. A2∼A4는 각각 독립적으로 수소 원자, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내지만, 당해 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기의 탄소 원자수는 3∼10이 바람직하고, 4∼9가 보다 바람직하고, 직쇄상 또는 분기상이어도 된다. 또한, A1∼A4는, 플루오로알케닐기가 바람직하고, 분기상의 플루오로노네닐기가 특히 바람직하다.
일반식(III-1)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면, 펜타에리트리톨에 알킬렌옥사이드를 부가시키고, 다음으로, 당해 부가물의 말단의 활성 수소를 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기로 치환함에 의해서 제조된다. 또, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 도입하고 있지 않은 활성 수소기에 대해서, 장쇄 알킬 등의 탄화수소기, 아크릴산, 메타크릴산, 글리시딜기 등의 반응성 관능기 등을 도입해도 된다.
상기 펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로서는, 예를 들면, 하기 일반식(III-1a)으로 표시되는 것을 들 수 있다.
Figure pct00017
(식 중, A1는 하기 식(Rf-1-1)∼식(Rf-1-8) 중 어느 하나의 기를 나타내고, A2∼A4는 각각 독립해서 수소 원자, 또는 하기 식(Rf-1-1)∼식(Rf-1-9) 중 어느 하나의 기를 나타낸다)
Figure pct00018
(상기 식(Rf-1-1)∼(Rf-1-4) 중의 n은 4∼6의 정수를 나타낸다. 상기 식(Rf-1-5) 중의 m은 1∼5의 정수이고, n은 0∼4의 정수이며, 또한 m 및 n의 합계는 4∼5이다. 상기 식(Rf-1-6) 중의 m은 0∼4의 정수이고, n은 1∼4의 정수이고, p는 0∼4의 정수이며, 또한 m, n 및 p의 합계는 4∼5이다)
또한, 상기 일반식(III-1a)의 보다 바람직한 구체적 예로서, 하기 일반식(III-1a-1)을 들 수 있다.
Figure pct00019
(식 중, s1은 1∼80의 수치를 나타내지만, 바람직하게는 1∼60이고, 특히 바람직하게는 1∼40이고, s2∼s4는 각각 독립해서 0∼79의 수치를 나타내지만, 바람직하게는 0∼65이고, 특히 바람직하게는 0∼50이고, s1+s2+s3+s4는, 4∼80의 수치를 나타내지만, 바람직하게는 4∼40이고, 특히 바람직하게는 4∼30이다)
상기 디펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로서는, 하기 일반식(III-2)으로 표시되는 것을 들 수 있다.
Figure pct00020
(식 중, X2, X3, X4, X5는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -S-, -CO-, 탄소 원자수 1∼4의 알킬기, 옥시알킬렌기를 나타내고, A5는 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내고, A6∼A10는 각각 독립적으로 수소 원자, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타낸다)
일반식(III-2)에 있어서, A5는 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내지만, 당해 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기의 탄소 원자수는 3∼10이 바람직하고, 4∼9가 보다 바람직하고, 직쇄상 또는 분기상이어도 된다. A6∼A10는 각각 독립해서 수소 원자, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내지만, 당해 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기의 탄소 원자수는 3∼10이 바람직하고, 4∼9가 보다 바람직하고, 직쇄상 또는 분기상이어도 된다. A5는 플루오로알킬기가 바람직하고, 직쇄상의 플루오로알킬기가 특히 바람직하고, A6∼A10는, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기, 플루오로알킬기가 바람직하고, 아크릴로일기, 직쇄상의 플루오로알킬기가 특히 바람직하다. A6∼A10는, 적어도 1개가 아크릴로일기인 것이 특히 더 바람직하다.
일반식(III-2)으로 표시되는 화합물은, 예를 들면, 디펜타에리트리톨의 다관능 아크릴레이트에 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 갖는 모노티올 단량체를 마이클 부가에 의해 반응시킴으로써 제조된다.
상기 디펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로서는, 예를 들면, 하기 일반식(III-2a)으로 표시되는 것을 들 수 있다.
Figure pct00021
(식 중, a 및 b는 1 또는 2의 정수이며, 또한 a+b=3을 충족시키고, c 및 d는 c+d=3을 충족시키는 0 내지 3의 정수이고, A5는 하기 식(Rf-2-1)∼식(Rf-2-8) 중 어느 하나의 기를 나타낸다)
Figure pct00022
(상기 식(Rf-2-1)∼(Rf-2-4) 중의 n은 4∼6의 정수를 나타낸다. 상기 식(Rf-2-5) 중의 m은 1∼5의 정수이고, n은 0∼4의 정수이며, 또한 m 및 n의 합계는 4∼5이다. 상기 식(Rf-2-6) 중의 m은 0∼4의 정수이고, n은 1∼4의 정수이고, p는 0∼4의 정수이며, 또한 m, n 및 p의 합계는 4∼5이다)
또한, 상기 일반식(III-2a)의 보다 바람직한 구체적 예로서, 하기 일반식(III-2a-1)을 들 수 있다.
Figure pct00023
불소계 계면활성제의 첨가량은 중합성 화합물 및 키랄 화합물의 합계량에 대해서, 0.005∼5질량%인 것이 바람직하고, 0.01∼3질량%인 것이 보다 바람직하고, 0.05∼2.0질량%인 것이 더 바람직하다.
(그 밖의 액정 화합물)
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 중합성기를 갖고 있지 않은 액정 화합물을 필요에 따라서 첨가해도 된다. 그러나, 첨가량이 너무 많으면, 얻어진 광학 이방체로부터 액정 화합물이 용출해서 적층 부재를 오염할 우려가 있고, 이에 더해서 광학 이방체의 내열성이 낮아질 우려가 있으므로, 첨가하는 경우는, 중합성 액정 화합물 전량에 대해서 30질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 15질량% 이하가 더 바람직하고, 5질량% 이하가 특히 바람직하다.
(중합개시제)
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 열중합개시제, 광중합개시제 등의 중합개시제를 적어도 1종류 이상 함유하는 것이 바람직하다. 열중합개시제로서는, 예를 들면, 과산화벤조일, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 등을 들 수 있다. 또한, 광중합개시제로서는, 예를 들면, 벤조인에테르류, 벤조페논류, 아세토페논류, 벤질케탈류, 티오잔톤류 등을 들 수 있다. 구체적으로는, BASF사의 「이르가큐어651」, 「이르가큐어184」, 「이르가큐어907」, 「이르가큐어127」, 「이르가큐어369」, 「이르가큐어379」, 「이르가큐어819」, 「이르가큐어OXE01」, 「이르가큐어OXE02」, 「루시린TPO」, 「다로큐어1173」이나 LAMBSON사의 「에사큐어1001M」, 「에사큐어KIP150」, 「스피드큐어BEM」, 「스피드큐어BMS」, 「스피드큐어PBZ」, 「벤조페논」 등을 들 수 있다. 또한, 광양이온개시제로서는, 광산발생제를 사용할 수 있다. 광산발생제로서는 디아조디설폰계 화합물, 트리페닐설포늄계 화합물, 페닐설폰계 화합물, 설포닐피리딘계 화합물, 트리아진계 화합물 및 디페닐요오도늄 화합물이 호적하게 사용된다.
광중합개시제의 사용량은 중합성 액정 조성물에 대해서 0.1∼10질량%가 바람직하고, 0.5∼5질량%가 특히 바람직하다. 이들은, 단독으로 사용할 수도 있으며, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있고, 추가로, 증감제 등을 첨가해도 된다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 중합성기를 갖지만 중합성 액정 화합물이 아닌 화합물을 첨가할 수도 있다. 이와 같은 화합물로서는, 통상적으로, 이 기술분야에서 중합성 모노머 또는 중합성 올리고머로서 인식되는 것이면 특히 제한 없이 사용할 수 있다. 첨가하는 경우는, 본 발명의 중합성 액정 조성물에 사용하는 중합성 화합물 및 키랄 화합물의 합계량에 대해서, 15질량% 이하인 것이 바람직하고, 10질량% 이하가 더 바람직하다.
(그 밖의 화합물)
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 광학 이방체로 했을 경우의 공기 계면의 틸트각을 효과적으로 감소하기 위해서 하기 일반식(3)으로 표시되는 반복 단위를 갖는 중량 평균 분자량이 100 이상인 화합물을 적어도 1종류 이상 함유해도 된다.
Figure pct00024
(식 중, R36, R37, R38 및 R39은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼20의 탄화수소기를 나타내고, 당해 탄화수소기 중의 수소 원자는 1개 이상의 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다)
당해 일반식(3)으로 표시되는 호적한 화합물로서, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 파라핀, 유동 파라핀, 염소화폴리프로필렌, 염소화파라핀, 염소화 유동 파라핀 등을 들 수 있다.
당해 일반식(3)으로 표시되는 화합물의 첨가량은 중합성 액정 조성물에 대해서, 0.01∼1질량%인 것이 바람직하고, 0.05∼0.5질량%인 것이 보다 바람직하다.
(연쇄이동제)
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 광학 이방체로 했을 경우의 기재와의 밀착성을 보다 향상시키기 위하여, 연쇄이동제를 첨가하는 것도 바람직하다. 연쇄이동제로서는, 티올 화합물이 바람직하고, 모노티올, 디티올, 트리티올, 테트라티올 화합물이 보다 바람직하고, 트리티올 화합물, 테트라티올 화합물이 보다 더 바람직하다. 구체적으로는 하기 일반식(4-1)∼(4-12)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00025
Figure pct00026
(식 중, R65은 탄소 원자수 2∼18의 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기는 직쇄여도 되며 분기쇄여도 되고, 당해 알킬기 중의 1개 이상의 메틸렌기는 산소 원자, 및 황 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 산소 원자, 황 원자, -CO-, -OCO-, -COO-, 또는 -CH=CH-로 치환되어 있어도 되고, R66은 탄소 원자수 2∼18의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개 이상의 메틸렌기는 산소 원자, 및 황 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 산소 원자, 황 원자, -CO-, -OCO-, -COO-, 또는 -CH=CH-로 치환되어 있어도 된다)
티올 화합물의 첨가량은 중합성 조성물에 대해서, 0.5∼10질량%인 것이 바람직하고, 1.0∼5.0질량%인 것이 보다 바람직하다.
(그 밖의 첨가제)
또한, 본 발명의 중합성 액정 조성물의 용액안정성을 높이기 위하여, 중합금지제, 산화방지제 등을 첨가하는 것도 바람직하다. 그와 같은 화합물로서, 히드로퀴논 유도체, 니트로소아민계 중합금지제, 힌더드페놀계 산화방지제 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, p-메톡시페놀, tert-부틸하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논, 와코쥰야쿠고교샤의 「Q-1300」, 「Q-1301」, BASF사의 「IRGANOX1010」, 「IRGANOX1035」, 「IRGANOX1076」, 「IRGANOX1098」, 「IRGANOX1135」, 「IRGANOX1330」, 「IRGANOX1425」, 「IRGANOX1520」, 「IRGANOX1726」, 「IRGANOX245」, 「IRGANOX259」, 「IRGANOX3114」, 「IRGANOX3790」, 「IRGANOX5057」, 「IRGANOX565」 등등을 들 수 있다.
중합금지제, 산화방지제의 첨가량은 중합성 액정 조성물에 대해서, 0.01∼1.0질량%인 것이 바람직하고, 0.05∼0.5질량%인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물을 편광 필름이나 배향막의 원료, 또는 인쇄 잉크 및 도료, 보호막 등의 용도에 이용하는 경우에는, 그 목적에 따라서, 금속, 금속 착체, 염료, 안료, 형광 재료, 인광 재료, 틱소제, 겔화제, 다당류, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 항산화제, 이온 교환 수지, 산화티타늄 등의 금속 산화물 등을 첨가해도 된다.
(유기 용매)
본 발명의 중합성 액정 조성물에 사용하는 유기 용매로서는 특히 한정은 없지만, 중합성 화합물이 양호한 용해성을 나타내는 용매가 바람직하고, 100℃ 이하의 온도에서 건조할 수 있는 용매인 것이 바람직하다. 그와 같은 용제로서는, 예를 들면, 톨루엔, 자일렌, 쿠멘, 메시틸렌 등의 방향족계 탄화수소, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용제, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온, 시클로펜탄온 등의 케톤계 용제, 테트라히드로퓨란, 1,2-디메톡시에탄, 아니솔 등의 에테르계 용제, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드계 용제, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 클로로벤젠 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용할 수도 있으며, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있지만, 케톤계 용제, 에테르계 용제, 에스테르계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 중 어느 1종류 이상을 사용하는 것이 바람직하고, 2종류 혼합해서 사용하는 경우에는, 케톤계 용제, 에스테르계 용제 중 어느 1종류를 혼합해서 사용하는 것이 용액안정성의 점으로부터 바람직하다.
중합성 액정 조성물 중의 유기 용매의 비율은, 본 발명에 사용되는 중합성 액정 조성물이 통상 도포에 의해 행해지므로, 도포한 상태를 현저하게 손상시키지 않는 한 특히 제한은 없지만, 중합성 액정 조성물의 고형분이 10∼60질량%인 것이 바람직하고, 20∼50질량%인 것이 더 바람직하다.
(광학 이방체의 제조 방법)
(광학 이방체)
본 발명의 중합성 액정 조성물을, 배향 기능을 갖는 기재 상에 도포하고, 본 발명의 중합성 액정 조성물 중의 액정 분자를, 네마틱상을 유지한 상태에서 균일하게 배향시키고, 중합시킴에 의해서, 본 발명의 광학 이방체가 얻어진다.
(기재)
본 발명의 광학 이방체에 사용되는 기재는, 액정 디바이스, 디스플레이, 광학 부품이나 광학 필름에 통상 사용하는 기재로서, 본 발명의 중합성 조성물 용액의 도포 후의 건조 시에 있어서의 가열에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 재료이면, 특히 제한은 없다. 그와 같은 기재로서는, 유리 기재, 금속 기재, 세라믹스 기재나 플라스틱 기재 등의 유기 재료를 들 수 있다. 특히 기재가 유기 재료일 경우, 셀룰로오스 유도체, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르설폰, 폴리이미드, 폴리페닐렌설피드, 폴리페닐렌에테르, 나일론 또는 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 셀룰로오스 유도체, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트 등의 플라스틱 기재가 바람직하다. 기재의 형상으로서는, 평판 외에, 곡면을 갖는 것이어도 된다. 이들 기재는, 필요에 따라서, 전극층, 반사 방지 기능, 반사 기능을 갖고 있어도 된다.
본 발명의 중합성 액정 조성물의 도포성이나 접착성 향상을 위하여, 이들 기재의 표면 처리를 행해도 된다. 표면 처리로서, 오존 처리, 플라스마 처리, 코로나 처리, 실란커플링 처리 등을 들 수 있다. 또한, 광의 투과율이나 반사율을 조절하기 위하여, 기재 표면에 유기 박막, 무기 산화물 박막이나 금속 박막 등을 증착 등 방법에 의해서 마련하는, 또는, 광학적인 부가 가치를 매기기 위해서, 기재가 픽업 렌즈, 로드 렌즈, 광디스크, 위상차 필름, 광확산 필름, 컬러 필터 등이어도 된다. 그 중에서도 부가 가치가 보다 높아지는 픽업 렌즈, 위상차 필름, 광확산 필름, 컬러 필터는 바람직하다.
(배향 처리)
또한, 상기 기재에는, 본 발명의 중합성 조성물 용액을 도포 건조했을 때에 중합성 조성물이 배향하도록, 통상 배향 처리가 실시되어 있는, 혹은 배향막이 마련되어 있어도 된다. 배향 처리로서는, 연신 처리, 러빙 처리, 편광 자외가시광 조사 처리, 이온빔 처리, 기재에의 SiO2의 사방(斜方) 증착 처리 등을 들 수 있다. 배향막을 사용할 경우, 배향막은 공지 관용의 것이 사용된다. 그와 같은 배향막으로서는, 폴리이미드, 폴리실록산, 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 에폭시 수지, 에폭시아크릴레이트 수지, 아크릴 수지, 쿠마린 화합물, 칼콘 화합물, 신나메이트 화합물, 풀기드 화합물, 안트라퀴논 화합물, 아조 화합물, 아릴에텐 화합물 등의 화합물을 들 수 있다. 러빙에 의해 배향 처리하는 화합물은, 배향 처리, 또는 배향 처리의 후에 가열 공정을 넣음으로써 재료의 결정화가 촉진되는 것이 바람직하다. 러빙 이외의 배향 처리를 행하는 화합물 중에서는 광배향 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 배향 기능을 갖는 기판에 액정 조성물을 접촉시켰을 경우, 액정 분자는 기판 부근에서 기판을 배향 처리한 방향을 따라 배향한다. 액정 분자가 기판과 수평으로 배향하는지, 경사 또는 수직해서 배향하는지는, 기판에의 배향 처리 방법에 의한 영향이 크다. 예를 들면, 인플레인 스위칭(IPS) 방식의 액정 표시 소자에 사용하는 바와 같은 프리틸트각이 아주 작은 배향막을 기판 상에 마련하면, 거의 수평으로 배향한 중합성 액정층이 얻어진다.
또한, TN형 액정 표시 소자에 사용하는 바와 같은 배향막을 기판 상에 마련한 경우는, 조금 배향이 경사진 중합성 액정층이 얻어지고, STN 방식의 액정 표시 소자에 사용하는 배향막을 사용하면, 크게 배향이 경사진 중합성 액정층이 얻어진다.
액정 조성물을 프리틸트각이 아주 작은 수평 배향(대략 수평 배향) 기능을 갖는 기판에 접촉시켰을 때, 조성물 중의 액정 분자는, 기판 부근에서는 정확히 수평 배향하지만 공기 계면 부근에서는 배향 규제력이 잘 전파되지 않아, 일부 배향이 흐트러진다(이것이 배향 결함이다). 그러나 공중합체(S)를 함유하는 본 발명의 중합성 액정 조성물은, 당해 공중합체(S)가 공기 계면 근방에 편재하고, 중합성 액정 조성물 중의 액정 분자가 받은 기판측의 배향 규제력을 방해하지 않고, 공기 계면 부근의 액정 분자를 배향시키기 때문에, 배향 결함이 없이, 균일하게 배향한 광학적 이방성이 큰 광학 이방체를 얻을 수 있다고 생각할 수 있다.
(도포)
본 발명의 광학 이방체를 얻기 위한 도포법으로서는, 애플리케이터법, 바 코팅법, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 플렉소 코팅법, 잉크젯법, 다이 코팅법, 캡 코팅법, 딥 코팅법, 슬릿 코팅법 등, 공지 관용의 방법을 행할 수 있다. 중합성 액정 조성물을 도포 후, 건조시킨다.
도포 후, 본 발명의 중합성 액정 조성물 중의 액정 분자를 네마틱상을 유지한 상태에서 균일하게 배향시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 액정의 배향을 촉진하는 열처리를 행하면, 공중합체(S)를 보다 표면에 편재시켜, 배향을 보다 촉진할 수 있어 바람직하다. 열처리법으로서는, 예를 들면, 본 발명의 중합성 액정 조성물을 기판 상에 도포 후, 당해 액정 조성물의 N(네마틱상)-I(등방성 액체상) 전이 온도(이하, N-I 전이 온도로 약기한다) 이상으로 가열해서, 당해 액정 조성물을 등방상 액체 상태로 한다. 거기에서, 필요에 따라 서냉(徐冷)해서 네마틱상을 발현시킨다. 이때, 일단 액정상을 나타내는 온도로 유지하고, 액정상 도메인을 충분히 성장시켜서 모노 도메인으로 하는 것이 바람직하다. 또는, 본 발명의 중합성 액정 조성물을 기판 상에 도포 후, 본 발명의 중합성 액정 조성물의 네마틱상이 발현하는 온도 범위 내에서 온도를 일정 시간 유지하는 바와 같은 가열 처리를 실시해도 된다.
가열 온도가 너무 높으면 중합성 액정 화합물이 바람직하지 않은 중합 반응을 일으켜서 열화(劣化)할 우려가 있다. 또한, 너무 냉각하면, 중합성 액정 조성물이 상분리를 일으켜, 결정의 석출, 스멕틱상과 같은 고차 액정상을 발현하여, 배향 처리가 불가능하게 되는 경우가 있다.
이와 같은 열처리를 함으로써, 단순히 도포하는 것만의 도공 방법과 비교해서, 배향 결함이 적은 균질의 광학 이방체를 제작할 수 있다.
또한, 이와 같이 해서 균질의 배향 처리를 행한 후, 액정상이 상분리를 일으키지 않는 최저의 온도, 즉 과냉각 상태로 될 때까지 냉각하고, 당해 온도에 있어서 액정상을 배향시킨 상태에서 중합하면, 보다 배향 질서가 높으며, 투명성이 우수한 광학 이방체를 얻을 수 있다.
(중합 공정)
건조한 중합성 조성물의 중합 처리는, 플레너 배향한 상태에서 일반적으로 자외선 등의 광조사, 또는 가열에 의해서 행해진다. 중합을 광조사로 행하는 경우는, 구체적으로는 390㎚ 이하의 자외광을 조사하는 것이 바람직하고, 250∼370㎚의 파장의 광을 조사하는 것이 가장 바람직하다. 단, 390㎚ 이하의 자외광에 의해 중합성 조성물이 분해 등을 일으키는 경우는, 390㎚ 이상의 자외광으로 중합 처리를 행하는 편이 바람직한 경우도 있다. 이 광은, 확산광이며, 또한 편광하여 있지 않은 광인 것이 바람직하다.
(중합 방법)
본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합시키는 방법으로서는, 활성 에너지선을 조사하는 방법이나 열중합법 등을 들 수 있지만, 가열을 필요로 하지 않고, 실온에서 반응이 진행하므로 활성 에너지선을 조사하는 방법이 바람직하고, 그 중에서도, 조작이 간편하므로, 자외선 등의 광을 조사하는 방법이 바람직하다. 조사 시의 온도는, 본 발명의 중합성 액정 조성물이 액정상을 유지할 수 있는 온도로 하고, 중합성 액정 조성물의 열중합의 유기를 피하기 위해서, 가능한 한 30℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 액정 조성물은, 통상적으로, 승온 과정에 있어서, C(고상(固相))-N(네마틱) 전이 온도(이하, C-N 전이 온도로 약기한다)부터, N-I 전이 온도 범위 내에서 액정상을 나타낸다. 한편, 강온 과정에 있어서는, 열역학적으로 비평형 상태를 취하기 때문에, C-N 전이 온도 이하에서도 응고하지 않고 액정 상태를 유지하는 경우가 있다. 이 상태를 과냉각 상태라 한다. 본 발명에 있어서는, 과냉각 상태에 있는 액정 조성물도 액정상을 유지하고 있는 상태에 포함하는 것으로 한다. 구체적으로는 390㎚ 이하의 자외광을 조사하는 것이 바람직하고, 250∼370㎚의 파장의 광을 조사하는 것이 가장 바람직하다. 단, 390㎚ 이하의 자외광에 의해 중합성 조성물이 분해 등을 일으키는 경우는, 390㎚ 이상의 자외광으로 중합 처리를 행하는 편이 바람직한 경우도 있다. 이 광은, 확산광이며, 또한 편광하여 있지 않은 광인 것이 바람직하다. 자외선 조사 강도는, 0.05kW/㎡∼10kW/㎡의 범위가 바람직하다. 특히, 0.2kW/㎡∼2kW/㎡의 범위가 바람직하다. 자외선 강도가 0.05kW/㎡ 미만일 경우, 중합을 완료시키는데 다대한 시간이 걸린다. 한편, 2kW/㎡를 초과하는 강도에서는, 중합성 액정 조성물 중의 액정 분자가 광분해하는 경향이 있는 것이나, 중합열이 많이 발생해서 중합 중의 온도가 상승하여, 중합성 액정의 오더 파라미터가 변화해서, 중합 후의 필름의 리타데이션에 차질이 발생할 가능성이 있다.
마스크를 사용해서 특정의 부분만을 자외선 조사로 중합시킨 후, 당해 미중합 부분의 배향 상태를, 전장, 자장 또는 온도 등을 가해서 변화시키고, 그 후 당해 미중합 부분을 중합시키면, 서로 다른 배향 방향을 가진 복수의 영역을 갖는 광학 이방체를 얻을 수도 있다.
또한, 마스크를 사용해서 특정의 부분만을 자외선 조사로 중합시킬 때에, 미리 미중합 상태의 중합성 액정 조성물에 전장, 자장 또는 온도 등을 가해서 배향을 규제하고, 그 상태를 유지한 그대로 마스크 위로부터 광을 조사해서 중합시킴에 의해서도, 서로 다른 배향 방향을 가진 복수의 영역을 갖는 광학 이방체를 얻을 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합시켜서 얻어지는 광학 이방체는, 기판으로부터 박리해서 단체로 광학 이방체로서 사용할 수도 있으며, 기판으로부터 박리하지 않고 그대로 광학 이방체로서 사용할 수도 있다. 특히, 다른 부재를 오염하기 어려우므로, 피적층 기판으로서 사용하거나, 다른 기판에 첩합해서 사용하거나 할 때에 유용하다.
(위상차막)
본 발명의 광학 이방체는, 위상차막으로서 사용할 수 있다. 당해 위상차막은, 상기 광학 이방체를 함유하고 있고, 액정성 화합물이 기재에 대해서 균일하게 연속적인 배향 상태를 형성하고, 기재에 대해서 면내, 면외, 면내와 면외의 양쪽, 또는 면내에 있어서 2축성을 갖고 있으면 된다. 또한, 접착제나 접착층, 점착제나 점착층, 보호 필름이나 편광 필름 등이 적층되어 있어도 된다.
그와 같은 위상차막으로서는, 예를 들면, 기재에 대해서 봉상 액정성 화합물이 실질적으로 수평 배향한 포지티브A 플레이트, 기재에 대해서 원반상 액정성 화합물이 수직으로 일축 배향한 네거티브A 플레이트, 기재에 대해서 봉상 액정성 화합물이 실질적으로 수직으로 배향한 포지티브C 플레이트, 기재에 대해서 봉상 액정성 화합물이 콜레스테릭 배향, 혹은, 원반상 액정성 화합물이 수평으로 일축 배향한 네거티브C 플레이트, 이축성 플레이트, 기재에 대해서 봉상 액정성 화합물이 기재의 두께 방향으로 기울기를 바꾸는 하이브리드 배향한 포지티브O 플레이트, 기재에 대해서 원반상 액정성 화합물이 하이브리드 배향한 네거티브O 플레이트의 배향 모드를 적용할 수 있다. 액정 표시 소자에 사용한 경우는, 시야각 의존성을 개선하는 것이면, 특히 한정 없이 다양한 배향 모드를 적용할 수 있다.
예를 들면, 포지티브A 플레이트, 네거티브A 플레이트, 포지티브C 플레이트, 네거티브C 플레이트, 이축성 플레이트, 포지티브O 플레이트, 네거티브O 플레이트의 배향 모드를 적용할 수 있다. 그 중에서도, 포지티브A 플레이트 및 네거티브C 플레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 추가로, 포지티브A 플레이트 및 네거티브C 플레이트를 적층하는 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 포지티브A 플레이트란, 중합성 조성물을 호모지니어스 배향시킨, 광학 이방체를 의미한다. 또한, 네거티브C 플레이트란, 중합성 조성물을 콜레스테릭 배향시킨, 광학 이방체를 의미한다.
위상차막을 이용한 액정 셀에서는, 편광축 직교성의 시야각 의존을 보상해서 시야각을 넓이기 위하여, 제1 위상차층으로서, 포지티브A 플레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 여기에서, 포지티브A 플레이트는, 위상차층의 면내 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률을 nx, 위상차층의 면내 진상축(進相軸) 방향의 굴절률을 ny, 위상차층의 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때에, 「nx>ny=nz」의 관계로 된다. 포지티브A 플레이트로서는, 파장 550㎚에 있어서의 면내 위상차값이 30∼500㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한, 두께 방향 위상차값은 특히 한정되지 않는다. Nz 계수는, 0.9∼1.1의 범위가 바람직하다.
또한, 액정 분자 자체의 복굴절을 제거하기 위해서, 제2 위상차층으로서는 음의 굴절률 이방성을 갖는, 소위 네거티브C 플레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 포지티브A 플레이트 상에 네거티브C 플레이트를 적층해도 된다.
여기에서, 네거티브C 플레이트는, 위상차층의 면내 지상축 방향의 굴절률을 nx, 위상차층의 면내 진상축 방향의 굴절률을 ny, 위상차층의 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때에, 「nx=ny>nz」의 관계로 되는 위상차층이다. 네거티브C 플레이트의 두께 방향 위상차값은 20∼400㎚의 범위가 바람직하다.
또, 두께 방향의 굴절률 이방성은, 하기 식(2)에 의해 정의되는 두께 방향 위상차값 Rth로 나타난다. 두께 방향 위상차값 Rth는, 면내 위상차값 R0, 지상축을 경사축으로 해서 50° 경사져서 측정한 위상차값 R50, 위상차층의 두께 d, 위상차층의 평균 굴절률 n0을 사용해서, 식(1)과 다음 식(4)∼(7)으로부터 수치 계산에 의해 nx, ny, nz를 구하고, 이들을 식(2)에 대입해서 산출할 수 있다. 또한, Nz 계수는, 식(3)으로부터 산출할 수 있다. 이하, 본 명세서의 다른 기재에 있어서 마찬가지이다.
R0=(nx-ny)×d (1)
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (2)
Nz 계수=(nx-nz)/(nx-ny) (3)
R50=(nx-ny')×d/cos(φ) (4)
(nx+ny+nz)/3=n0 (5)
여기에서,
φ=sin- 1[sin(50°)/n0] (6)
ny'=ny×nz/[ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)]1/2 (7)
시판의 위상차 측정 장치에서는, 여기에 나타낸 수치 계산을 장치 내에서 자동적으로 행하여, 면내 위상차값 R0이나 두께 방향 위상차값 Rth 등을 자동적으로 표시하도록 되어 있는 것이 많다. 이와 같은 측정 장치로서는, 예를 들면, RETS-100(오츠카가가쿠(주)제)을 들 수 있다.
(액정 표시 소자)
본 발명의 중합성 조성물을, 기재, 또는, 배향 기능을 갖는 기재 상에 도포하고, 네마틱상이나 스멕틱상을 유지한 상태에서 균일하게 배향시키고, 중합시킴에 의해, 본 발명의 액정 표시 소자에 사용할 수 있다. 사용 형태로서는, 광학 보상 필름, 액정 입체 표시 소자의 패턴화된 위상차 필름, 컬러 필터의 위상차 보정층, 오버 코트층, 액정 매체용의 배향막 등을 들 수 있다. 액정 표시 소자는, 적어도 두 기재에 액정 매체층, TFT 구동 회로, 블랙 매트릭스층, 컬러 필터층, 스페이서, 액정 매체층에 상응하는 전극 회로가 최저한 협지(挾持)되어 있고, 통상적으로, 광학 보상층, 편광판층, 터치패널층은 두 기재의 외측에 배치되지만, 경우에 따라서는, 광학 보상층, 오버 코트층, 편광판층, 터치패널용의 전극층이 두 기재 내에 협지되어도 된다.
액정 표시 소자의 배향 모드로서는, TN 모드, VA 모드, IPS 모드, FFS 모드, OCB 모드 등이 있지만, 광학 보상 필름이나 광학 보상층에서 사용되는 경우에는, 배향 모드에 상응하는 위상차를 갖는 필름을 작성할 수 있다. 패턴화된 위상차 필름에서 사용되는 경우에는, 중합성 조성물 중의 액정성 화합물이 기재에 대해서 실질적으로 수평 배향이면 된다. 오버 코트층에서 사용되는 경우에는, 1분자 중의 중합성기가 보다 많은 액정성 화합물을 열중합시키면 된다. 액정 매체용의 배향막에서 사용되는 경우에는, 배향 재료와 중합성기를 갖는 액정성 화합물을 혼합한 중합성 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 액정 매체 중에도 혼합하는 것이 가능하고, 액정 매체와 액정성 화합물과의 비율에 의해, 응답 속도나 콘트라스트 등, 각종 특성을 향상시키는 효과가 있었다.
(실시예)
이하에 본 발명을 합성예, 실시예, 및, 비교예에 의해서 설명하지만, 본래 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 또, 특히 한정하지 않는 한, 「부」 및 「%」는 질량 기준이다.
(실시예 1)
식(A-1)으로 표시되는 화합물 30부, 식(A-2)으로 표시되는 화합물 30부, 식(B-1)으로 표시되는 화합물 15부, 식(B-2)으로 표시되는 화합물 15부, 식(B-3)으로 표시되는 화합물 10부, 식(E-1)으로 표시되는 화합물 0.1부, 식(F-1)으로 표시되는 화합물 5부, 및, 계면활성제인 식(H-1)으로 표시되는 화합물 0.10부를 유기 용매인 메틸이소부틸케톤(G-1) 300부에, 교반 프로펠러를 갖는 교반 장치를 사용해서, 교반 속도가 500rpm, 용액 온도가 80℃의 조건 하에서 1시간 교반 후, 0.2㎛의 멤브레인 필터로 여과해서 실시예 1의 중합성 액정 조성물(1)을 얻었다.
(레벨링성 평가)
TAC 필름 상에 상기 식(5)으로 표시되는 광배향 폴리머를 바 코터로 도포하고, 80℃에서 1분간 건조하고, 건조 막두께 40㎚의 도막에, 초고압 수은 램프에 파장 컷 필터, 밴드패스 필터, 및, 편광 필터를 개재해서, 파장 365㎚ 부근의 가시자외광(조사 강도 : 20mW/㎠)의 직선 편광이며 또한 평행광을, 기재에 대해서 수직 방향으로부터 조사하여(적산 광량 : 100mJ/㎠) 광배향막이 적층한 기재(a)를 얻었다. 본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 바 코터 #4로 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 그 후 실온에서 15분 방치한 후에, 건조 막두께 1.0㎛의 도막에 컨베이어식의 고압 수은 램프를 사용해서 적산 광량이 500mJ/㎠로 되도록 UV광을 조사하여, 포지티브A 플레이트인 광학 이방체를 얻었다. 얻어진 광학 이방체의 시싱 정도를 목시로 관찰했더니, 도막 표면에 시싱 결함이 전혀 관찰되지 않았다. 또, 평가의 기준은 다음과 같다.
◎ : 도막 표면에 시싱 결함이 전혀 관찰되지 않음
○ : 도막 표면에 시싱 결함이 아주 약간 관찰됨
△ : 도막 표면에 시싱 결함이 조금 관찰됨
× : 도막 표면에 시싱 결함이 다수 관찰됨
(뒤묻음 평가)
상기에서 얻은 광학 이방체의 중합성 액정 조성물면(A)에, 중합성 액정 조성물의 도포에 사용한 기재 필름과 동일한 필름(B)을 중첩하고, 하중 40g/㎠, 80℃에서 30분간 유지한 후, 중첩한 그대로 실온까지 냉각시켰다. 그 후, 필름(B)을 박리하고, 필름(B)에 중합성 액정 조성물 중의 계면활성제가 뒤묻음해 있는지의 여부를 목시로 관찰했더니, 아주 약간 뒤묻음이 관찰되었다. 또, 계면활성제가 필름(B)에 이행했을 경우, 뒤묻음한 부분이 백탁한 바와 같이 관찰된다. 평가의 기준은 다음과 같다.
◎ : 전혀 관찰되지 않음
○ : 아주 약간 관찰됨
△ : 조금 관찰됨
× : 전체적으로 관찰됨
(배향성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실온에서, 러빙 처리한 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름(b) 상에 바 코터 #4로 도포한 후, 80℃에서 2분 건조했다. 그 후, 실온에서 15분 방치한 후에, 컨베이어식의 고압 수은 램프를 사용해서, 적산 광량이 500mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사하여, 포지티브A 플레이트인 광학 이방체를 얻었다. 얻어진 광학 이방체의 배향성을 목시 및 편광 현미경으로 평가했더니, 목시(目視)로 결함이 전혀 없고, 편광 현미경 관찰에서도 결함이 전혀 없었다. 또, 평가 기준은 다음과 같다.
◎ : 목시로 결함이 전혀 없고, 편광 현미경 관찰에서도 결함이 전혀 없음
○ : 목시로는 결함이 없지만, 편광 현미경 관찰에서 일부에 무배향 부분이 존재하여 있음
△ : 목시로는 결함이 없지만, 편광 현미경 관찰에서 전체적으로 무배향 부분이 존재하여 있음
× : 목시로 일부 결함이 발생해 있고, 편광 현미경 관찰에서도 전체적으로 무배향 부분이 존재하여 있음
표 1∼표 4에, 본 발명의 중합성 액정 조성물(1)∼(26), 비교용 중합성 액정 조성물(C1)∼(C4)의 구체적인 조성을 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00028
[표 2]
Figure pct00029
[표 3]
Figure pct00030
[표 4]
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
p-메톡시페놀(E-1)
이르가큐어907(F-1)
메틸이소부틸케톤(G-1)
Figure pct00035
화합물(H-1) : p1+p2+p3+p4=18
화합물(H-2) : p1+p2+p3+p4=12
(실시예 2∼12, 실시예 24∼26, 비교예 1∼4)
표 1∼4의 조성에 따라, 본 발명의 중합성 액정 조성물(1)의 조제와 마찬가지의 방법으로, 실시예 2∼12의 중합성 액정 조성물(2)∼(12), 실시예 24∼26의 중합성 액정 조성물(24)∼(26) 및 비교예 1∼4의 중합성 액정 조성물(C1)∼(C4)을 얻었다.
(레벨링성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 2∼12의 중합성 액정 조성물(2)∼(12), 실시예 24∼26의 중합성 액정 조성물(24)∼(26) 및 비교예 1∼4의 중합성 액정 조성물(C1)∼(C4)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 광학 이방체를 제작했다. 얻어진 광학 이방체는 포지티브A 플레이트였다. 얻어진 광학 이방체의 시싱 정도를 실시예 1과 마찬가지로 목시로 관찰했다.
(뒤묻음 평가)
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 필름(B)에 중합성 액정 조성물 중의 계면활성제가 뒤묻음해 있는지의 여부를 목시로 관찰했다.
(배향성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 2∼12의 중합성 액정 조성물(2)∼(12), 실시예 24∼26의 중합성 액정 조성물(24)∼(26) 및 비교예 1∼4의 중합성 액정 조성물(C1)∼(C4)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 광학 이방체를 제작했다. 얻어진 광학 이방체는 포지티브A 플레이트였다. 얻어진 광학 이방체의 배향성을 실시예 1과 마찬가지로 목시 및 편광 현미경으로 평가했다.
(실시예 13∼21)
표 1∼4의 조성에 따라, 본 발명의 중합성 액정 조성물(1)의 조제와 마찬가지의 방법으로, 실시예 13∼21의 중합성 액정 조성물(13)∼(21)을 얻었다.
(레벨링성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 13∼21의 중합성 액정 조성물(13)∼(21)로 변경하고, 사용하는 기재를 COP 필름(c) 또는 실란커플링계 수직 배향막을 적층한 COP 필름(d)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 광학 이방체를 제작했다. 얻어진 광학 이방체는 포지티브C 플레이트였다. 얻어진 광학 이방체의 시싱 정도를 실시예 1과 마찬가지로 목시로 관찰했다.
(뒤묻음 평가)
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 필름(B)에 중합성 액정 조성물 중의 계면활성제가 뒤묻음해 있는지의 여부를 목시로 관찰했다.
(배향성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을, 실시예 13∼21의 중합성 액정 조성물(13)∼(21)로 변경하고, 사용하는 기재를 COP 필름(c) 또는 실란커플링계 수직 배향막을 적층한 COP 필름(d)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 광학 이방체를 제작했다. 얻어진 광학 이방체는 포지티브C 플레이트였다. 얻어진 광학 이방체의 배향성을 실시예 1과 마찬가지로 목시 및 편광 현미경으로 평가했다.
(실시예 22∼23)
표 1∼4의 조성에 따라, 본 발명의 중합성 액정 조성물(1)의 조제와 마찬가지의 방법으로, 실시예 22∼23의 중합성 액정 조성물(22)∼(23)을 얻었다.
(레벨링성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 22∼23의 중합성 액정 조성물(22)∼(23)로 변경하고, 사용하는 기재를 러빙 처리한 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름(B)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 광학 이방체를 제작했다. 얻어진 광학 이방체는 네거티브C 플레이트였다. 얻어진 광학 이방체의 시싱 정도를 실시예 1과 마찬가지로 목시로 관찰했다.
(뒤묻음 평가)
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 필름(B)에 중합성 액정 조성물 중의 계면활성제가 뒤묻음해 있는지의 여부를 목시로 관찰했다.
(배향성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 22∼23의 중합성 액정 조성물(22)∼(23)로 변경하고, 사용하는 기재를 러빙 처리한 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름(B)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 광학 이방체를 제작했다. 얻어진 광학 이방체는 네거티브C 플레이트였다. 얻어진 광학 이방체의 배향성을 실시예 1과 마찬가지로 목시 및 편광 현미경으로 평가했다.
실시예 1∼26 및 비교예 1∼4의 평가 결과를 하기 표에 나타낸다.
[표 5]
Figure pct00036
(실시예 27∼53)
하기 표에 나타내는 각 화합물을 각각 하기 표에 나타내는 비율로 변경한 것 이외는 실시예 1의 중합성 조성물(1)의 조정과 동일 조건에서, 실시예 27∼53의 중합성 조성물(27)∼(53)을 얻었다. 하기 표 6∼표 9에, 본 발명의 중합성 조성물(27)∼(53)의 구체적인 조성을 나타낸다.
[표 6]
Figure pct00037
[표 7]
Figure pct00038
[표 8]
Figure pct00039
[표 9]
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
이르가큐어651 (F-2)
(레벨링성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 중합성 액정 조성물(27)∼(31)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 포지티브A 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 중합성 액정 조성물(32)∼(39)로 변경하고, 사용하는 기재를 COP 필름(c) 또는 실란커플링계 수직 배향막을 적층한 COP 필름(d)으로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서, 포지티브C 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 중합성 액정 조성물(40)∼(43)로 변경하고, 사용하는 기재를 러빙 처리한 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름(B)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 포지티브O 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 중합성 액정 조성물(44)∼(47)로 변경하고, 사용하는 기재를 러빙 처리한 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름(B)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 네거티브C 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 중합성 액정 조성물(48)∼(53)로 변경하고, 사용하는 기재를 러빙 처리한 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름(B)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 이축성 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
상기한 광학 이방체의 시싱 정도를 실시예 1과 마찬가지로 목시로 관찰했다.
(뒤묻음 평가)
실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 필름(B)에 중합성 액정 조성물 중의 계면활성제가 뒤묻음해 있는지의 여부를 목시로 관찰했다.
(배향성 평가)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 27∼31의 중합성 액정 조성물(27)∼(31)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 포지티브A 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 32∼39의 중합성 액정 조성물(32)∼(39)로 변경하고, 사용하는 기재를 COP 필름(c) 또는 실란커플링계 수직 배향막을 적층한 COP 필름(d)으로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서, 포지티브C 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 40∼43의 중합성 액정 조성물(40)∼(43)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 포지티브O 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 44∼47의 중합성 액정 조성물(44)∼(47)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 네거티브C 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)을 실시예 48∼53의 중합성 액정 조성물(48)∼(53)로 변경한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 이축성 플레이트인 광학 이방체를 얻었다.
얻어진 광학 이방체의 배향성을 실시예 1과 마찬가지로 목시 및 편광 현미경으로 평가했다. 실시예 27∼53의 평가 결과를 하기 표에 나타낸다.
[표 10]
Figure pct00044
상기와 같이, 식(H-1)∼식(H-3)으로 표시되는 계면활성제를 사용한 중합성 액정 조성물(실시예 1∼53)은, 레벨링성 평가, 뒤묻음 평가, 배향성 시험 결과가 모두 양호하여, 생산성이 우수하다고 할 수 있다. 그 중, 특히, 펜타에리트리톨 골격 및 에틸렌옥사이드기를 갖는 불소계 계면활성제를 사용한 중합성 액정 조성물은, 레벨링성 평가, 뒤묻음 평가, 배향성 시험 결과가 매우 양호한 결과로 되었다. 한편, 비교예 1∼4의 결과로부터, 펜타에리트리톨 골격 및 디펜타에리트리톨 골격을 갖지 않는 단분자형 불소계 계면활성제를 사용했을 경우, 레벨링성 평가, 뒤묻음 평가, 및 배향성 시험 결과의 어느 하나가 불량이어서, 본 발명의 중합성 액정 조성물에 비해 떨어지는 결과로 되었다.

Claims (9)

  1. 일반식(I)
    Figure pct00045

    (n은, 1∼10의 정수를 나타내고, P1 및 P2는 각각 독립적으로 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 비닐에테르기, 지방족 에폭시기, 지환식 에폭시기를 나타내고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -CH2-, -CH2CH2-, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-를 나타내고, R1은 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 -COO-CH2-C6H5를 나타낸다)으로 표시되는 중합성 화합물을 1종 또는 2종 이상과, 펜타에리트리톨 골격 또는 디펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 불소계 계면활성제를 함유하는 중합성 액정 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로서, 일반식(III-1)
    Figure pct00046

    (식 중, X1는 알킬렌기를 나타내고, s1은 1∼80의 수치를 나타내고, s2∼s4는 각각 독립적으로 0∼79의 수치를 나타내고, s1+s2+s3+s4는, 4∼80의 수치를 나타낸다. A1는 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내고, A2∼A4는 각각 독립적으로 수소 원자, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타낸다)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디펜타에리트리톨 골격을 갖는 화합물로서, 일반식(III-2)
    Figure pct00047

    (식 중, X2, X3, X4, X5는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -S-, -CO-, 탄소 원자수 1∼4의 알킬기, 옥시알킬렌기를 나타내고, A5는 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타내고, A6∼A10는 각각 독립적으로 수소, 아크릴로일기, 메타아크릴로일기, 플루오로알킬기 또는 플루오로알케닐기를 나타낸다)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    일반식(I)으로 표시되는 중합성 화합물로서, 일반식(I-1)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물.
    Figure pct00048

    (n은, 1∼10의 정수를 나타내고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 단결합, -O-, -CH2-, -CH2CH2-, -OCH2CH2-, -CH2CH2O-를 나타내고, R1은 수소 원자, 메틸기, 에틸기, 메톡시기, 에톡시기 또는 -COO-CH2-C6H5를 나타내고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기를 나타낸다)
  5. 제4항에 있어서,
    일반식(I-1)으로 표시되는 중합성 화합물로서, 식(I-1-1) 내지 식(I-1-7)으로 표시되는 화합물군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물.
    Figure pct00049
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물을 사용해서 제작한 광학 이방체.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물을 사용해서 제작한 위상차막.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물을 사용해서 제작한 반사 방지막.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물을 사용해서 제작한 액정 표시 소자.

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