KR20200115544A

KR20200115544A - 편광막 형성용 조성물

Info

Publication number: KR20200115544A
Application number: KR1020207023939A
Authority: KR
Inventors: 고타 무라노; 노부유키 하타나카; 요스케 오타
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2020-10-07
Also published as: CN111656232A; TW201936766A; JP2019133151A; WO2019151228A1

Abstract

중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제, 및 유기 용제를 포함하고, 하기 식 (1)
A(380) ≥ 1.2 (1)
[식 중, A(380) 은, 편광막 형성용 조성물을, 그 농도가 0.4 질량％ 가 되도록 상기 유기 용제로 희석한 용액의 380 ㎚ 에 있어서의 흡광도를 나타낸다]
을 만족하는, 편광막 형성용 조성물.

Description

편광막 형성용 조성물

본 발명은, 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제, 및 유기 용제를 포함하는 편광막 형성용 조성물, 편광막, 그 편광막의 제조 방법, 그리고, 편광판에 관한 것이다.

플랫 패널 표시 장치 (FPD) 에는, 편광판이나 위상차판 등의 광학 필름이 사용되고 있다. 최근, 박막화의 관점에서, 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제 및 유기 용제를 포함하는 조성물을 경화시켜 이루어지는 편광막을 포함하는 편광판이 검토되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).

일본 공개특허공보 2012-083734호

이와 같은 편광막을 연속적으로 형성하기 위해서는, 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제 및 유기 용제를 포함하는 편광막 형성용 조성물을 제조하고, 장기 보관할 필요가 있다. 그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 그 편광막 형성용 조성물은, 장기 보관할 때에, 광 중합 개시제가 광의 조사를 받음으로써 라디칼을 발생한다. 이와 같이 하여 발생한 라디칼에 의해 조성물 중의 중합성 액정 화합물이 반응하므로, 보관 후에, 중합성 액정 화합물을 배향 상태에서 경화시키면 배향 결함이 발생하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 장기 보관 안정성이 우수하고, 장기 보관 후에도, 얻어지는 편광막에 있어서의 배향 결함의 발생을 유효하게 억제할 수 있는 편광막 형성용 조성물 등을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제, 및 유기 용제를 포함하는 편광막 형성용 조성물에 있어서, 380 ㎚ 의 흡광도가 특정한 범위 내이면, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명에는, 이하의 것이 포함된다.

[1] 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제, 및 유기 용제를 포함하고, 하기 식 (1)

A(380) ≥ 1.2 (1)

[식 중, A(380) 은, 편광막 형성용 조성물을, 그 농도가 0.4 질량％ 가 되도록 상기 유기 용제로 희석한 용액의 380 ㎚ 에 있어서의 흡광도를 나타낸다]

을 만족하는, 편광막 형성용 조성물.

[2] 추가로 하기 식 (2)

0.8 ≥ A(650) (2)

[식 중, A(650) 은, 편광막 형성용 조성물을, 그 농도가 0.4 질량％ 가 되도록 상기 유기 용제로 희석한 용액의 650 ㎚ 에 있어서의 흡광도를 나타낸다]

를 만족하는, [1] 에 기재된 편광막 형성용 조성물.

[3] 중합성 액정 화합물은, 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물인, [1] 또는 [2] 에 기재된 편광막 형성용 조성물.

[4] 편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분의 함유량은, 그 편광막 형성용 조성물의 질량의 5 ∼ 50 질량％ 인, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 편광막 형성용 조성물.

[5] 중합성 액정 화합물의 함유량은, 편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분의 질량의 50 ∼ 99 질량％ 인, [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 편광막 형성용 조성물.

[6] 이색성 색소의 함유량은, 편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분의 질량의 1 ∼ 20 질량％ 인, [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 편광막 형성용 조성물.

[7] [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 편광막 형성용 조성물의 경화물인, 편광막.

[8] [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 편광막 형성용 조성물의 도막을 형성하고, 그 도막으로부터 유기 용제를 건조 제거하는 공정 (ⅱ), 및

중합성 액정 화합물을 스멕틱 액정상의 상태에서 배향 경화시키는 공정 (ⅲ) 을 포함하는, 편광막의 제조 방법.

[9] [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 편광막 형성용 조성물을, 상기 식 (1) 및/또는 (2) 를 만족하는 상태에서 보관하는 공정 (ⅰ) 을 포함하는, [8] 에 기재된 방법.

[10] [7] 에 기재된 편광막, 기재, 및 광 배향막을 포함하는, 편광판.

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 장기 보관 안정성이 우수하고, 장기 보관 후에도, 얻어지는 편광막에 있어서의 배향 결함의 발생을 유효하게 억제할 수 있다.

＜편광막 형성용 조성물＞

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제, 및 유기 용제를 포함하고, 하기 식 (1)

A(380) ≥ 1.2 (1)

을 만족한다. 편광막 형성용 조성물의 380 ㎚ 에 있어서의 흡광도가 특정한 범위 내이면, 그 조성물의 보관시에, 광 중합 개시제의 라디칼의 발생 및 그 라디칼에 의한 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 유효하게 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 그 조성물 중의 중합성 액정 화합물을 배향 상태에서 중합시켜도, 배향 결함이 거의 또는 전혀 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 장기 보관 안정성이 우수하고, 장기 보관 후에도 우수한 배향성을 나타내는 편광막을 형성할 수 있다.

상기 식 (1) 에 있어서, A(380) 의 값은, 바람직하게는 1.4 이상이고, 보다 바람직하게는 1.6 이상이다. 식 (1) 에 있어서의 A(380) 이 상기의 값 이상이면, 중합성 액정 화합물의 중합 (폴리머화) 을 보다 유효하게 억제 또는 방지할 수 있고, 편광막 형성용 조성물의 장기 보관 안정성을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 식 (1) 에 있어서의 A(380) 의 값은 통상 4.0 이하이고, 바람직하게는 3.5 이하이다. 상기 식 (1) 이 상기의 값 이하이면, 이색성 색소의 석출 등이 저감된다.

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 추가로 하기 식 (2)

0.8 ≥ A(650) (2)

를 만족하는 것이 바람직하다. 편광막 형성용 조성물의 650 ㎚ 에 있어서의 흡광도가 0.8 이하이면, 가시광 (특히 적색의 광) 의 일부가, 편광막 형성용 조성물에 흡수되지 않고 투과되므로, 편광막 형성용 조성물 중에 먼지 등의 이물질이나 이색성 색소 등의 용해 잔류물이 있으면, 육안으로 확인할 수 있다. 그 때문에, 이와 같은 이물질이나 용해 잔류물 등을 편광막 형성용 조성물로부터 용이하게 제거할 수 있고, 그 이물질이나 용해 잔류물에서 기인하는 배향 결함의 발생을 유효하게 억제 또는 방지할 수 있다.

한편, 편광막은, 편광 성능의 관점에서, 가시광을 컷할 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시양태에서는, 편광막 형성용 조성물은, 경화 전의 상태에서 상기와 같이 650 ㎚ 의 광이 투과되지만, 경화하여 편광막을 형성하면, 극대 흡수 파장이 장파장측으로 시프트 (레드 시프트라고 하는 경우가 있다) 되는 영향으로, 650 ㎚ 의 광이 컷된다. 이와 같이 본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 경화 전에는 이물질 등을 육안으로 확인할 수 있다는 이점을 갖고, 경화 후에는 편광 성능을 확보할 수 있다는 이점을 갖는다. 또한, 편광막 형성용 조성물을 경화시켜 편광막을 형성하면 레드 시프트하는 것은, 중합성 액정 화합물이 배향 상태에서 경화된 액정 (중합 액정이라고 하는 경우가 있다) 중에 이색성 색소가 포섭됨으로써, 중합 액정과 이색성 색소의 거리가 가까워지고, 전자 밀도가 높아지고, 서로 상호 작용을 일으키기 때문이라고 추정된다.

여기서, 380 ㎚ 및 650 ㎚ 의 흡광도를 측정하는 용액에 있어서, 편광막 형성용 조성물의 농도 (질량％) 는, 편광막 형성용 조성물과 희석용 유기 용제의 총 질량 (100 질량％) 에 대한 편광막 형성용 조성물의 질량 (함유량) 을 나타낸다. 상기 380 ㎚ 및 650 ㎚ 에 있어서의 흡광도는, 편광막 형성용 조성물을 광로 길이가 1 ㎝ 가 되도록 석영 셀에 넣고, 분광 광도계를 사용하여 측정할 수 있고, 예를 들어 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 흡광도를 측정하는 유기 용제는, 편광막 형성용 조성물 중의 유기 용제와 동일한 것이 사용된다.

상기 식 (2) 에 있어서, A(650) 의 값은, 바람직하게는 0.7 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5 이하이다. 식 (2) 에 있어서의 A(650) 이 상기의 값 이하이면, 650 ㎚ 의 광이 편광막 형성용 조성물을 투과하기 쉽고, 이물질이나 용해 잔류물 등을 육안으로 보다 확인하기 쉬워진다. A(650) 의 값은, 통상 0.4 이상이다. 식 (2) 에 있어서의 A(650) 이 상기의 값 이상이면, 얻어지는 편광막의 편광 성능을 향상시키기 쉽다.

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 추가로 하기 식 (3)

A(400 ∼ 600) ≥ 1.0 (3)

[식 중, A(400 ∼ 600) 은, 편광막 형성용 조성물을, 그 농도가 0.4 질량％ 가 되도록 상기 유기 용제로 희석한 용액의 400 ∼ 600 ㎚ 에 있어서의 흡광도를 나타낸다]

을 만족하는 것이 바람직하다. 식 (3) 의 관계를 만족하면, 얻어지는 편광막의 편광 성능을 향상시키기 쉽다. A(400 ∼ 600) 의 값은 통상 4.0 이하이고, 바람직하게는 3.5 이하이다. 또한, 파장 400 ∼ 600 ㎚ 의 흡광도는 상기 380 ㎚ 및 650 ㎚ 의 흡광도와 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 있어서, 편광막 형성용 조성물은, 상기 식 (1) ∼ (3) 을 만족한다. 이와 같은 편광막 형성용 조성물은, 장기 보관 안정성이 우수하고, 또한 이물질 등의 혼입을 육안으로 확인할 수 있기 때문에, 얻어지는 편광막의 배향 결함을 유효하게 억제할 수 있고, 충분한 편광 성능도 확보할 수 있다. 이와 같은 편광막 형성용 조성물의 색은 약간 붉은 기를 띤 흑색일 수 있는데, 얻어지는 편광막은 레드 시프트에 의해, 편광막 형성용 조성물과 비교하여, 650 ㎚ 부근의 흡광도가 상승하는 영향으로, 붉은 기가 없는 흑색일 수 있다.

[중합성 액정 화합물]

본 발명의 중합성 액정 조성물은, 적어도 1 개의 중합성기를 갖고, 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물 (이하, 「중합성 액정 화합물 (B)」라고도 한다) 을 포함하여 이루어진다. 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 사용함으로써, 배향 질서도가 높은 편광막을 형성할 수 있다. 중합성 액정 화합물 (B) 가 나타내는 액정 상태는 스멕틱상 (스멕틱 액정 상태) 이고, 보다 높은 배향 질서도를 실현할 수 있는 관점에서, 고차 스멕틱상 (고차 스멕틱 액정 상태) 인 것이 보다 바람직하다. 그 고차 스멕틱상이란, 스멕틱 B 상, 스멕틱 D 상, 스멕틱 E 상, 스멕틱 F 상, 스멕틱 G 상, 스멕틱 H 상, 스멕틱 I 상, 스멕틱 J 상, 스멕틱 K 상 및 스멕틱 L 상을 의미하고, 이들 중에서도, 스멕틱 B 상, 스멕틱 F 상 및 스멕틱 I 상이 보다 바람직하다. 배향 질서도가 높은 편광막은, X 선 회절 측정에 있어서 헥사틱상이나 크리스탈상 등의 고차 구조 유래의 브래그 피크가 얻어진다. 브래그 피크란, 분자 배향의 면주기 구조에서 유래되는 피크를 의미하고, 주기 간격이 3.0 ∼ 6.0 Å 인 편광막이 바람직하다. 또한, 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물 (스멕틱상을 갖는 중합성 액정 화합물) 을 중합성 스멕틱 액정 화합물이라고 칭한다.

본 발명의 편광막 형성용 조성물 중에, 중합성 스멕틱 액정 화합물을 함유하면, 얻어지는 편광막 중에 스멕틱상이 형성된다. 스멕틱상의 상태에서는, 액정 중에 포섭되는 이색성 색소와 배향하는 중합 액정이 보다 근접한 위치에서 배열되므로, 전자 밀도가 보다 향상되기 쉽고, 경화 후에 장파장측으로 시프트하기 쉽다. 그 때문에, 편광막 형성 후의 650 ㎚ 에 있어서의 흡광도가 상승하기 쉽고, 얻어지는 편광막의 편광 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

중합성 액정 화합물 (B) 로는, 식 (B1) 로 나타내는 화합물 및 그 화합물의 중합체 (이하, 그 화합물 및 그 중합체를 총칭하여, 「중합성 액정 화합물 (B1)」이라고 하는 경우가 있다) 를 들 수 있다.

U¹-V¹-W¹-X¹-Y¹-X²-Y²-X³-W²-V²-U² (B1)

[식 (B1) 중,

X¹, X² 및 X³ 은, 서로 독립적으로, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 여기서, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되고, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자가, 산소 원자 또는 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, X¹, X² 및 X³ 중 적어도 1 개는, 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이다.

Y¹ 및 Y² 는, 서로 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.

U¹ 은, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다.

U² 는, 중합성기를 나타낸다.

W¹ 및 W² 는, 서로 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.

V¹ 및 V² 는, 서로 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기를 구성하는 -CH₂- 는, -O-, -CO-, -S- 또는 NH- 로 치환되어 있어도 된다.]

중합성 액정 화합물 (B1) 에 있어서, X¹, X² 및 X³ 중 적어도 1 개는, 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이다. 특히, X¹ 및 X³ 은 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기인 것이 바람직하고, 그 시클로헥산-1,4-디일기는, 트랜스-시클로헥산-1,4-디일기인 것이 더욱 바람직하다. 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기가 임의로 갖는 치환기로는, 메틸기, 에틸기 및 부틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 시아노기 및 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자를 들 수 있다. 바람직하게는 무치환이다. 또, Y¹ 및 Y² 가 동일 구조인 경우, X¹, X² 및 X³ 중 적어도 1 개가 상이한 구조인 것이 바람직하다. X¹, X² 및 X³ 중 적어도 1 개가 상이한 구조인 경우에는, 스멕틱 액정성이 발현되기 쉬운 경향이 있다.

Y¹ 및 Y² 는, 서로 독립적으로, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -CH₂CH₂O-, -COO-, -OCOO-, 단결합, -N=N-, -CR^a=CR^b-, -C≡C-, -CR^a=N- 또는 CO-NR^a- 가 바람직하다. R^a 및 R^b 는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 나타낸다. Y¹ 은, -CH₂CH₂-, -COO- 또는 단결합인 것이 보다 바람직하고, Y² 는, -CH₂CH₂- 또는 CH₂O- 인 것이 보다 바람직하다. 또, X¹, X² 및 X³ 이 모두 동일 구조인 경우, Y¹ 및 Y² 가 서로 상이한 구조인 것이 바람직하다. Y¹ 및 Y² 가 서로 상이한 구조인 경우에는, 스멕틱 액정성이 발현되기 쉬운 경향이 있다.

U² 는, 중합성기이다. U¹ 은, 수소 원자 또는 중합성기이고, 바람직하게는 중합성기이다. U¹ 및 U² 가 모두 중합성기인 것이 바람직하고, 모두 광 중합성기인 것이 바람직하다. 광 중합성기란, 후술하는 광 중합 개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 의미한다.

U¹ 로 나타내는 광 중합성기와 U² 로 나타내는 중합성기는, 서로 상이해도 되지만, 동일한 종류의 기인 것이 바람직하다. 중합성기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 라디칼 중합성기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐기, 비닐옥시기가 보다 바람직하고, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기가 더욱 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 더욱더 바람직하다.

V¹ 및 V² 로 나타내는 알칸디일기로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기, 데칸-1,10-디일기, 테트라데칸-1,14-디일기 및 이코산-1,20-디일기를 들 수 있다. V¹ 및 V² 는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 12 의 알칸디일기이고, 보다 바람직하게는 탄소수 6 ∼ 12 의 알칸디일기이다.

그 알칸디일기가 임의로 갖는 치환기로는, 시아노기 및 할로겐 원자를 들 수 있는데, 그 알칸디일기는, 무치환인 것이 바람직하고, 무치환 또한 직사슬형의 알칸디일기인 것이 보다 바람직하다.

W¹ 및 W² 로는, 서로 독립적으로, 단결합, -O-, -S-, -COO- 또는 OCOO- 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 단결합 또는 -O- 이다.

중합성 액정 화합물 (B1) 로는, 식 (B-1) ∼ 식 (B-25) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다. 중합성 액정 화합물 (B1) 이 시클로헥산-1,4-디일기를 갖는 경우, 그 시클로헥산-1,4-디일기는, 트랜스체인 것이 바람직하다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

이들 중에서도, 식 (B-2), 식 (B-3), 식 (B-4), 식 (B-5), 식 (B-6), 식 (B-7), 식 (B-8), 식 (B-13), 식 (B-14), 식 (B-15), 식 (B-16) 및 식 (B-17) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다.

예시한 중합성 액정 화합물은, 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 2 종 이상의 중합성 액정 화합물을 조합하는 경우에는, 적어도 1 종이 중합성 액정 화합물이면 바람직하고, 2 종 이상이 중합성 액정 화합물이면 보다 바람직하다. 조합함으로써, 액정-결정 상전이 온도 이하의 온도에서도 일시적으로 액정성을 유지할 수 있는 경우가 있다. 2 종류의 중합성 액정 화합물을 조합하는 경우의 혼합비로는, 통상, 1 : 99 ∼ 50 : 50 이고, 바람직하게는 5 : 95 ∼ 50 : 50 이고, 보다 바람직하게는 10 : 90 ∼ 50 : 50 이다.

중합성 액정 화합물은, Lub et al. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 115, 321-328 (1996), 일본 특허 제4719156호 등에 기재된 공지된 방법으로 제조된다.

편광막 형성용 조성물의 고형분에 있어서의 중합성 액정 화합물의 함유량은, 바람직하게는 50 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상이고, 바람직하게는 99 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 95 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 90 질량％ 이하이다. 본 명세서에 있어서, 편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분이란, 편광막 형성용 조성물로부터 용제 등의 휘발성 성분을 제외한 성분의 합계량을 말한다.

[이색성 색소]

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 이색성 색소를 함유한다. 이색성 색소란, 분자의 장축 방향에 있어서의 흡광도와, 단축 방향에 있어서의 흡광도가 상이한 성질을 갖는 색소를 의미한다. 이와 같은 성질을 갖는 것이면, 이색성 색소는 제한되지 않고, 염료여도 되고, 안료여도 된다. 2 종 이상의 염료를 조합하여 사용해도 되고, 2 종 이상의 안료를 조합하여 사용해도 되고, 염료와 안료를 조합하여 사용해도 된다.

편광막 형성용 조성물은, 파장 300 ∼ 700 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장 (λ_MAX) 을 갖는 이색성 색소를 포함하는 것이 바람직하고, 파장 300 ∼ 550 ㎚ 의 범위에 극대 흡수, 특히 380 ㎚ 부근에 흡수를 갖는 이색성 색소 (이색성 색소 (1) 라고 칭하는 경우가 있다) 를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상기 식 (1) 의 범위로 조정하는 방법은, 한정되지 않지만, 특히 이와 같은 흡수를 갖는 이색성 색소의 양을, 편광막 형성용 조성물의 380 ㎚ 에 있어서의 흡광도가 1.2 이상이 되도록 조정함으로써, 상기 식 (1) 의 관계를 만족할 수 있다.

편광막 형성용 조성물은, 파장 550 ∼ 700 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장 (λ_MAX), 특히 650 ㎚ 부근에 흡수 파장을 갖는 이색성 색소 (이색성 색소 (2) 라고 칭하는 경우가 있다) 를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상기 식 (2) 의 범위로 조정하는 방법은, 한정되지 않지만, 특히 이와 같은 흡수를 갖는 이색성 색소의 양을, 편광막 형성용 조성물의 650 ㎚ 에 있어서의 흡광도가 0.8 이하가 되도록 조정함으로써, 상기 식 (2) 의 관계를 만족할 수 있다. 또한, 이색성 색소의 흡광도는, 이색성 색소의 농도가 0.02 질량％ 가 되도록, 바람직하게는 클로로포름 등의 유기 용제로 희석한 용액의 흡광도를 나타내고, 예를 들어 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 이색성 색소로서, 적어도 이색성 색소 (1) 를 포함하는 것이 바람직하고, 추가로 이색성 색소 (2) 를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 이색성 색소 (1) 및 이색성 색소 (2) 는 각각 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

편광막 형성용 조성물에 포함되는 이색성 색소로는, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소 및 안트라퀴논 색소를 들 수 있고, 그 중에서도, 아조 색소가 바람직하다. 아조 색소로는, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소 및 스틸벤아조 색소를 들 수 있고, 비스아조 색소 및 트리스아조 색소가 바람직하다.

아조 색소로는, 식 (I) 로 나타내는 화합물 (이하, 경우에 따라 「화합물 (I)」이라고 한다) 을 들 수 있다.

K¹(-N=N-K²)_p-N=N-K³ (I)

[식 (I) 중, K¹ 및 K³ 은, 서로 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 되는 페닐기, 치환기를 가지고 있어도 되는 나프틸기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 1 가의 복소 고리기를 나타낸다. K² 는, 치환기를 가지고 있어도 되는 p-페닐렌기, 치환기를 가지고 있어도 되는 나프탈렌-1,4-디일기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 2 가의 복소 고리기를 나타낸다. p 는 1 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. p 가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 K² 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 가시역에 흡수를 나타내는 범위에서 -N=N- 결합이 -C=C-, -COO-, -NHCO-, -N=CH- 결합으로 치환되어 있어도 된다.]

1 가의 복소 고리기로는, 퀴놀린, 티아졸, 벤조티아졸, 티에노티아졸, 이미다졸, 벤조이미다졸, 옥사졸, 벤조옥사졸 등의 복소 고리 화합물로부터 1 개의 수소 원자를 제거한 기를 들 수 있다. 2 가의 복소 고리기로는, 상기 복소 고리 화합물로부터 2 개의 수소 원자를 제거한 기를 들 수 있다.

K¹ 및 K³ 에 있어서의 페닐기, 나프틸기 및 1 가의 복소 고리기, 그리고 K² 에 있어서의 p-페닐렌기, 나프탈렌-1,4-디일기 및 2 가의 복소 고리기가 임의로 갖는 치환기로는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 ; 메톡시기, 에톡시기, 부톡시기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기 ; 트리플루오로메틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 불화알킬기 ; 시아노기 ; 니트로기 ; 할로겐 원자 ; 아미노기, 디에틸아미노기, 피롤리디노기 등의 치환 또는 무치환 아미노기 (치환 아미노기란, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 1 개 또는 2 개 갖는 아미노기, 혹은 2 개의 치환 알킬기가 서로 결합하여 탄소수 2 ∼ 8 의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기를 의미한다. 무치환 아미노기는, -NH₂이다.) 를 들 수 있다.

화합물 (I) 중에서도, 식 (I-1) ∼ 식 (I-8) 의 어느 것으로 나타내는 화합물이 바람직하고, 식 (I-1) ∼ 식 (I-3) 의 어느 것으로 나타내는 화합물이 보다 바람직하고, 식 (I-1) 및 식 (I-3) 의 어느 것으로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.

[화학식 6]

[식 (I-1) ∼ (I-8) 중,

B¹ ∼ B³⁰ 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 무치환의 아미노기 (치환 아미노기 및 무치환 아미노기의 정의는 상기와 같다), 염소 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다.

n1 ∼ n4 는, 서로 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.

n1 이 2 이상인 경우, 복수의 B² 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고,

n2 가 2 이상인 경우, 복수의 B⁶ 은 서로 동일해도 되고 상이해도 되고,

n3 이 2 이상인 경우, 복수의 B⁹ 는 서로 동일해도 되고 상이해도 되고,

n4 가 2 이상인 경우, 복수의 B¹⁴ 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.]

상기 안트라퀴논 색소로는, 식 (I-9) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.

[화학식 7]

[식 (I-9) 중,

R¹ ∼ R⁸ 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -R^x, -NH₂, -NHR^x, -NR^x ₂, -SR^x 또는 할로겐 원자를 나타낸다.

R^x 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]

상기 옥사존 색소로는, 식 (I-10) 으로 나타내는 화합물이 바람직하다.

[화학식 8]

[식 (I-10) 중,

R⁹ ∼ R¹⁵ 는, 서로 독립적으로, 수소 원자, -R^x, -NH₂, -NHR^x, -NR^x ₂, -SR^x 또는 할로겐 원자를 나타낸다.

상기 아크리딘 색소로는, 식 (I-11) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.

[화학식 9]

[식 (I-11) 중,

R¹⁶ ∼ R²³ 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -R^x, -NH₂, -NHR^x, -NR^x ₂, -SR^x 또는 할로겐 원자를 나타낸다.

식 (I-9), 식 (I-10) 및 식 (I-11) 에 있어서, R^x 의 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기 및 헥실기를 들 수 있고, 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기로는, 페닐기, 톨루일기, 자일릴기 및 나프틸기를 들 수 있다.

상기 시아닌 색소로는, 식 (I-12) 로 나타내는 화합물 및 식 (I-13) 으로 나타내는 화합물이 바람직하다.

[화학식 10]

[식 (I-12) 중,

D¹ 및 D² 는, 서로 독립적으로, 식 (I-12a) ∼ 식 (I-12d) 의 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.

[화학식 11]

n5 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]

[화학식 12]

[식 (I-13) 중,

D³ 및 D⁴ 는, 서로 독립적으로, 식 (I-13a) ∼ 식 (I-13h) 의 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.

[화학식 13]

n6 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]

이들 이색성 색소 중에서도, 배향성의 관점에서, 아조 색소가 바람직하다.

파장 300 ∼ 550 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장 (λ_MAX) 을 갖는 이색성 색소 (1) 의 구체예로는, 일본 공개특허공보 2016-006502호에 기재된 화합물 등을 들 수 있다.

파장 550 ∼ 700 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장 (λ_MAX) 을 갖는 이색성 색소 (2) 의 구체예로는, 일본 공개특허공보 2013-227532호에 기재된 화합물 등을 들 수 있다.

편광막 형성용 조성물의 고형분에 있어서의 이색성 색소 (1) 의 함유량은, 바람직하게는 1.3 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 1.5 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 1.8 질량％ 이상, 더욱더 바람직하게는 2.0 질량％ 이상, 특히 바람직하게는 3.0 질량％ 이상, 가장 바람직하게는 3.5 질량％ 이상이다. 이색성 색소 (1) 의 종류에 따라서도 상이하지만, 이색성 색소 (1) 의 함유량이 상기의 값 이상이면, 상기 식 (1) 을 만족하는 편광막 형성용 조성물이 얻어지기 쉬우므로, 편광막 형성용 조성물의 장기 보관 안정성이 향상되고, 얻어지는 편광막의 배향 결함의 발생을 보다 억제하기 쉽다. 상기 이색성 색소 (1) 의 함유량의 값은, 바람직하게는 20 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 10 질량％ 이하이다.

편광막 형성용 조성물의 고형분에 있어서의 이색성 색소 (2) 의 함유량은, 바람직하게는 3.8 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 3.5 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 3.0 질량％ 이하, 특히 바람직하게는 2.5 질량％ 이하이다. 이색성 색소 (2) 의 종류에 따라서도 상이하지만, 이색성 색소 (2) 의 함유량이 상기의 값 이하이면, 상기 식 (2) 를 만족하는 편광막 형성용 조성물이 얻어지기 쉬우므로, 그 조성물 중의 이물질 등을 육안으로 확인하기 쉬워진다. 상기 이색성 색소 (2) 의 함유량의 값은, 바람직하게는 0.1 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 1 질량％ 이상이다.

본 발명의 편광막 형성용 조성물이 적어도 이색성 색소 (1) 와 이색성 색소 (2) 를 포함하는 경우, 조성물 중의 이물질 등의 시인성 및 얻어지는 편광막의 양호한 배향성을 발현하기 쉬운 관점에서, 이색성 색소 (2) 의 함유량은, 이색성 색소 (1) 1 질량부에 대해, 바람직하게는 0.1 ∼ 5 질량부, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 3 질량부여도 되고, 바람직하게는 0.05 ∼ 3 질량부, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 1 질량부, 더욱 바람직하게는 0.2 ∼ 0.8 질량부여도 된다.

편광막 형성용 조성물의 고형분에 있어서의 이색성 색소의 함유량 (합계 함유량) 은, 바람직하게는 1 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 3 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 5 질량％ 이상이고, 바람직하게는 60 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 20 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 15 질량％ 이하이다. 이색성 색소의 함유량 (합계 함유량) 이 상기의 값 이상이면, 포함되는 이색성 색소의 종류에 따라서도 상이한데, 편광막 형성용 조성물의 장기 보관 안정성이나, 얻어지는 편광막의 양호한 배향성 및 편광 성능을 발현하기 쉽다. 이색성 색소의 함유량 (합계 함유량) 이 상기의 값 이하이면, 포함되는 이색성 색소의 종류에 따라서도 상이한데, 편광막 형성용 조성물 중의 이물질 등의 양호한 시인성을 발현하기 쉽다.

[유기 용제]

본 발명의 편광막 형성용 조성물은 유기 용제를 포함한다. 유기 용제는, 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소를 용해 가능한 것을, 이들의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. 일반적으로 스멕틱 액정 화합물은 점도가 높기 때문에, 중합성 액정 조성물에 유기 용제를 포함하면, 도포가 용이해지고, 결과적으로 편광막의 형성이 하기 쉬워지는 경우가 많다. 유기 용제의 구체예로는, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용제 ; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 락트산에틸 등의 에스테르 용제 ; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제 ; 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 용제, 아세토니트릴 등의 니트릴 용제 ; 테트라하이드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제 ; 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화탄화수소 용제 등을 들 수 있다. 유기 용제는, 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 용제의 함유량은, 중합성 액정 조성물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 100 ∼ 1900 질량부, 보다 바람직하게는 150 ∼ 900 질량부, 더욱 바람직하게는 180 ∼ 600 질량부이다.

[광 중합 개시제]

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 광 중합 개시제를 함유한다. 광 중합 개시제로서, 통상, 파장 300 ㎚ ∼ 380 ㎚ 에 광 흡수를 갖는 광 중합 개시제가 사용된다. 광 중합 개시제는, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 개시할 수 있는 화합물이고, 보다 저온하에서 중합 반응을 개시할 수 있다. 구체적으로는, 흡수한 광의 작용에 의해 활성 라디칼 또는 산을 발생할 수 있는 광 중합 개시제를 들 수 있고, 그 중에서도, 광의 작용에 의해 라디칼을 발생하는 광 중합 개시제가 바람직하다.

광 중합 개시제로는, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 알킬페논 화합물, 아실포스핀옥사이드 화합물, 트리아진 화합물, 요오드늄염 및 술포늄염을 들 수 있다. 이들 광 중합 개시제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

벤조인 화합물로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 및 벤조인이소부틸에테르를 들 수 있다.

벤조페논 화합물로는, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논 및 2,4,6-트리메틸벤조페논을 들 수 있다.

알킬페논 화합물로는, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1,2-디페닐-2,2-디메톡시에탄-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤 및 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머를 들 수 있다.

아실포스핀옥사이드 화합물로는, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드를 들 수 있다.

트리아진 화합물로는, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진을 들 수 있다.

광 중합 개시제에는, 시판되는 것을 사용할 수 있다. 시판되는 중합 개시제로는, "이르가큐어 (Irgacure) (등록 상표) 907", "이르가큐어 (등록 상표) 184", "이르가큐어 (등록 상표) 651", "이르가큐어 (등록 상표) 819", "이르가큐어 (등록 상표) 250", "이르가큐어 (등록 상표) 369" (치바·재팬 (주)) ; "세이크올 (등록 상표) BZ", "세이크올 (등록 상표) Z", "세이크올 (등록 상표) BEE" (세이코 화학 (주)) ; "카야큐어 (kayacure) (등록 상표) BP100" (닛폰 화약 (주)) ; "카야큐어 (등록 상표) UVI-6992" (다우사 제조) ; "아데카옵토마 SP-152", "아데카옵토마 SP-170" ((주) ADEKA) ; "TAZ-A", "TAZ-PP" (일본 시이벨헤그너사) ; 및 "TAZ-104" (산와 케미컬사) 를 들 수 있다.

광 중합 개시제는, 광, 예를 들어 파장 300 ∼ 380 ㎚ 를 포함하는 자외광을 흡수하고, 이로써 라디칼 또는 산을 발생하므로, 발생한 라디칼 등에 의해 조성물 중의 중합성 액정 화합물의 중합 반응이 진행되고, 폴리머화된다. 그러나, 본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 바람직하게는 이색성 색소 (특히 이색성 색소 (1)) 에 의해 파장 380 ㎚ 에 있어서의 흡광도가 1.2 이상으로 조정되고 있기 때문에, 보관 중에 상기 광이 조성물 중에 노출되어도, 조성물 자체, 특히 조성물 중에 포함되는 이색성 색소 (특히 이색성 색소 (1)) 가 노출광을 흡수하고, 광 중합 개시제의 라디칼 등의 발생 및 그 라디칼 등에 의한 중합성 액정 화합물의 폴리머화를 유효하게 억제 또는 방지할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 그 조성물 중의 중합성 액정 화합물을 배향 상태에서 중합시켜도, 배향 결함이 거의 또는 전혀 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 광 중합 개시제, 바람직하게는 배향 중합성의 점에서 유리한 파장 300 ∼ 380 ㎚ 에 광 흡수를 갖는 광 중합 개시제를 포함하고 있어도, 장기 보관 안정성이 우수하고, 장기 보관 후에도 우수한 배향성을 나타내는 편광막을 얻을 수 있다.

광 중합 개시제의 함유량은, 그 편광막 형성용 조성물에 함유되는 중합성 액정 화합물의 종류 및 그 양에 따라 적절히 조절할 수 있는데, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.1 질량부 이상, 보다 바람직하게는 0.5 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 1 질량부 이상이고, 바람직하게는 30 질량부 이하, 보다 바람직하게는 20 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 10 질량부 이하이다. 광 중합 개시제의 함유량이 상기의 하한값 이상이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않고 중합할 수 있다. 또, 광 중합 개시제의 함유량이 상기의 상한값 이하이면, 장기 보관 안정성을 향상시킬 수 있고, 얻어지는 편광막의 배향 결함의 발생을 보다 억제 또는 방지하기 쉽다.

[다른 첨가제]

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 1 이상의 레벨링제를 포함하고 있어도 된다. 레벨링제는, 편광막 형성용 조성물의 유동성을 조정하고, 그 조성물을 도포함으로써 얻어지는 도포막을 보다 평탄하게 하는 기능을 갖고, 구체적으로는, 계면 활성제를 들 수 있다. 레벨링제로는, 폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제 및 불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다.

폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로는, "BYK-350", "BYK-352", "BYK-353", "BYK-354", "BYK-355", "BYK-358N", "BYK-361N", "BYK-380", "BYK-381" 및 "BYK-392" [BYK Chemie 사] 를 들 수 있다.

불소 원자 함유 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로는, "메가팍 (등록 상표) R-08", 동 "R-30", 동 "R-90", 동 "F-410", 동 "F-411", 동 "F-443", 동 "F-445", 동 "F-470", 동 "F-471", 동 "F-477", 동 "F-479", 동 "F-482" 및 동 "F-483" [DIC (주)] ; "사프론 (등록 상표) S-381", 동 "S-382", 동 "S-383", 동 "S-393", 동 "SC-101", 동 "SC-105", "KH-40" 및 "SA-100" [AGC 세이미 케미컬 (주)] ; "E1830", "E5844" [(주) 다이킨 파인케미컬 연구소] ; "에프톱 EF301", "에프톱 EF303", "에프톱 EF351" 및 "에프톱 EF352" [미츠비시 마테리알 전자 화성 (주)] 를 들 수 있다.

편광막 형성용 조성물이 레벨링제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 0.05 ∼ 5 질량부가 바람직하고, 0.05 ∼ 3 질량부가 보다 바람직하다. 레벨링제의 함유량이 상기의 범위 내이면, 얻어지는 편광막이 보다 평활화되기 쉽고, 불균일도 발생하기 어려운 경향이 있다.

본 발명의 편광막 형성용 조성물은 광 증감제를 추가로 함유하고 있어도 된다. 광 증감제로는, 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤 화합물 (2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤 등) ; 안트라센, 알콕시기 함유 안트라센 (디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물 ; 페노티아진 및 루브렌을 들 수 있다. 광 증감제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

편광막 형성용 조성물이 광 증감제를 함유하는 경우, 그 조성물에 함유되는 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 보다 촉진할 수 있다. 광 증감제의 사용량은, 광 중합 개시제 및 중합성 액정 화합물의 종류 및 그 양에 따라 적절히 조절할 수 있는데, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 30 질량부가 바람직하고, 0.5 ∼ 10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 8 질량부가 더욱 바람직하다.

편광막 형성용 조성물의 중합 반응을 보다 안정적으로 진행시키기 위해서, 그 조성물에는 적당량의 중합 금지제를 함유해도 되고, 이로써, 중합성 액정 화합물의 중합 반응의 진행 정도를 제어하기 쉬워진다.

중합 금지제로는, 하이드로퀴논, 알콕시기 함유 하이드로퀴논, 알콕시기 함유 카테콜 (예를 들어, 부틸카테콜 등), 피로갈롤, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시라디칼 등의 라디칼 보충제 ; 티오페놀류 ; β-나프틸아민류 및 β-나프톨류를 들 수 있다.

편광막 형성용 조성물이 중합 금지제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 중합성 액정 화합물의 종류 및 그 양, 그리고 광 증감제의 사용량 등에 따라 적절히 조절할 수 있는데, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 0.1 ∼ 30 질량부가 바람직하고, 0.5 ∼ 10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 8 질량부가 더욱 바람직하다. 중합 금지제의 함유량이, 이 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않고 중합시킬 수 있다.

편광막 형성용 조성물은, 레벨링제, 광 증감제, 및 중합 금지제 이외의 다른 첨가제를 함유해도 된다. 다른 첨가제로는, 산화 방지제, 이형제, 안정제, 블루잉제 등의 착색제, 난연제 및 활제 등을 들 수 있다. 편광막 형성용 조성물이 다른 첨가제를 함유하는 경우, 다른 첨가제의 함유량은, 중합성 액정 조성물의 고형분의 질량에 대해, 0 ％ 를 초과하고 20 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 ％ 를 초과하고 10 질량％ 이하이다.

편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분의 함유량은, 그 편광막 형성용 조성물의 질량을 기준으로, 바람직하게는 5 ∼ 50 질량％, 보다 바람직하게는 10 ∼ 45 질량％, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 40 질량％ 이다.

편광막 형성용 조성물은, 통상, 상기 중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제, 및 유기 용제, 그리고 필요에 따라 상기 첨가제를, 관용의 방법, 예를 들어 교반 혼합함으로써 조제할 수 있다.

＜편광막＞

본 발명은, 상기 편광막 형성용 조성물의 경화물인 편광막을 포함한다. 본 발명의 편광막은, 편광 기능을 갖는 막 (필름) 이고, 배향 상태의 중합성 액정에 이색성 색소가 포섭되어 있다. 본 발명의 편광막은, 상기 편광막 형성용 조성물로부터 형성되므로, 배향 결함이 거의 또는 전혀 없고, 우수한 편광 성능을 갖는다.

본 발명의 편광막은, 예를 들어 상기 편광막 형성용 조성물의 도막을 형성하고, 그 도막으로부터 유기 용제를 건조 제거하는 공정 (ⅱ), 및

중합성 액정 화합물을 스멕틱 액정상의 상태에서 배향 경화시키는 공정 (ⅲ) 을 포함하는, 방법에 의해 제조할 수 있다.

공정 (ⅱ) 는, 후술하는 기재, 배향막 또는 다른 층 (예를 들어 기능층) 상에 상기 편광막 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성하고, 얻어진 도막 중에 포함되는 중합성 액정 화합물이 중합되지 않는 조건에서, 유기 용제를 건조 제거하고, 건조 피막을 얻는 공정이다. 편광막은 기재나 다른 층 (예를 들어 기능층) 상에 직접 도포해도 되지만, 배향 규칙력을 갖는 배향막 상에 도포하는 것이 바람직하다.

공정 (ⅱ) 에 있어서, 건조 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법을 들 수 있다. 중합성 액정 화합물이 중합성 스멕틱 액정 화합물인 경우, 건조 피막에 포함되는 중합성 스멕틱 액정 화합물의 액정 상태를 네마틱상 (네마틱 액정 상태) 으로 한 후, 스멕틱상으로 전이시키는 것이 바람직하다. 네마틱상을 경유하여 스멕틱상을 형성시키기 위해서는, 예를 들어 건조 피막에 포함되는 중합성 스멕틱 액정 화합물이 네마틱상의 액정 상태로 상전이하는 온도 이상으로 건조 피막을 가열하고, 이어서 중합성 스멕틱 액정 화합물이 스멕틱상의 액정 상태를 나타내는 온도까지 냉각시키는 등의 방법이 채용된다.

공정 (ⅲ) 은, 건조 피막 중의 중합성 액정 화합물을 스멕틱 액정상의 상태에서 배향 경화시키는 공정이다. 이하에, 공정 (ⅱ) 에서 건조 피막 중의 중합성 액정 화합물의 액정 상태를 스멕틱상으로 한 후, 스멕틱상의 액정 상태를 유지한 채로, 중합성 액정 화합물을 광 중합시키는 방법에 대해 설명한다. 광 중합에 있어서, 건조 피막에 조사하는 광으로는, 당해 건조 피막에 포함되는 광 중합 개시제의 종류, 중합성 액정 화합물의 종류 (특히, 그 중합성 액정 화합물이 갖는 광 중합기의 종류) 및 그 양에 따라 적절히 선택되고, 그 구체예로는, 가시광, 자외광, 적외광, X 선, α 선, β 선 및 γ 선으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 광이나 활성 전자선을 들 수 있다. 그 중에서도, 중합 반응의 진행을 제어하기 쉬운 점이나, 광 중합 장치로서 당 분야에서 광범위하게 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다는 점에서, 자외광이 바람직하고, 자외광에 의해 광 중합 가능하도록 중합성 액정 조성물에 함유되는 중합성 액정 화합물이나 광 중합 개시제의 종류를 선택해 두는 것이 바람직하다. 또, 중합시에, 적절한 냉각 수단에 의해 건조 피막을 냉각시키면서 광 조사함으로써, 중합 온도를 제어할 수도 있다. 이와 같은 냉각 수단의 채용에 의해, 보다 저온에서 중합성 액정 화합물의 중합을 실시하면, 기재가 비교적 내열성이 낮은 것을 사용했다고 해도 적절히 편광막을 형성할 수 있다. 광 중합시, 마스킹이나 현상을 실시하는 등에 의해, 패터닝된 편광막을 얻을 수도 있다.

상기 활성 에너지선의 광원으로는, 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 할로겐 램프, 카본 아크등, 텅스텐 램프, 갈륨 램프, 엑시머 레이저, 파장 범위 380 ∼ 440 ㎚ 를 발광하는 LED 광원, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등을 들 수 있다.

자외선 조사 강도는, 통상, 10 ∼ 3,000 ㎽/㎠ 이다. 자외선 조사 강도는, 바람직하게는 광 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에 있어서의 강도이다. 광을 조사하는 시간은, 통상 0.1 초 ∼ 10 분이고, 바람직하게는 1 초 ∼ 5 분, 보다 바람직하게는 5 초 ∼ 3 분, 더욱 바람직하게는 10 초 ∼ 1 분이다. 이와 같은 자외선 조사 강도로 1 회 또는 복수 회 조사하면, 그 적산 광량은, 10 ∼ 3,000 mJ/㎠, 바람직하게는 50 ∼ 2,000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 100 ∼ 1,000 mJ/㎠ 이다.

광 중합을 실시함으로써, 중합성 액정 화합물은, 스멕틱상, 바람직하게는 고차의 스멕틱상의 액정 상태를 유지한 채로 중합하고, 편광막이 형성된다. 중합성 액정 화합물이 스멕틱상의 액정 상태를 유지한 채로 중합하여 얻어지는 편광막은, 상기 이색성 색소의 작용에도 수반하여, 종래의 호스트 게스트형 편광막, 즉, 네마틱상의 액정 상태로 이루어지는 편광막과 비교하여, 편광 성능이 높다는 이점이 있다. 또한, 이색성 색소나 리오트로픽 액정만을 도포한 것과 비교하여, 강도가 우수하다는 이점이 있다.

편광막의 두께는, 적용되는 표시 장치에 따라 적절히 선택할 수 있고, 바람직하게는 0.1 ∼ 5 ㎛, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 4 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 3 ㎛ 이다.

본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 장기 보관 안정성이 우수하므로, 장기 보관 후에 사용할 수 있다. 그 때문에, 공정 (ⅱ) 에서는, 보관 후의 편광막 형성용 조성물을 사용해도 된다. 보관 후의 편광막 형성용 조성물을 사용하는 경우, 얻어지는 편광막의 배향 결함을 유효하게 억제 또는 방지하는 관점에서, 추가로 공정 (ⅰ) 을 실시하는 것이 바람직하다.

공정 (ⅰ) 은, 편광막 형성용 조성물을, 상기 식 (1) 및/또는 식 (2) 를 만족하는 상태에서 보관하는 공정이다.

공정 (ⅰ) 에 있어서, 보관 온도는, 바람직하게는 15 ∼ 35 ℃, 보다 바람직하게는 20 ∼ 30 ℃ 이다. 이와 같은 온도이면, 상기 식 (1) 및 식 (2) 를 만족하는 상태에서 보관하기 쉽다.

편광막 형성용 조성물은 유기 용제가 증발하지 않도록, 통상 밀봉 상태에서 보관한다. 편광막 형성용 조성물을 넣은 용기는, 차폐할 수 있는데, 본 발명의 편광막 형성용 조성물은, 특히 그 조성물 중의 이색성 색소가, 광 중합 개시제에서 기인하는 라디칼을 발생할 수 있는 자외광 (파장 380 ㎚) 을 흡수할 수 있기 때문에, 차폐하지 않아도 장기 보관 안정성이 우수하다.

＜편광판＞

본 발명은, 편광막, 기재, 및 배향막을 포함하는 편광판을 포함한다. 본 발명의 편광판은, 상기 편광막을 포함하기 때문에, 배향 결함이 거의 또는 전혀 없고, 우수한 편광 성능을 갖는다.

본 발명의 편광판에 있어서, 편광막, 기재, 및 배향막의 순서는 특별히 한정되지 않지만, 제조 공정에 있어서 편광막에 배향 규칙력을 부여한다는 관점에서, 기재, 배향막 및 편광막의 순서로 배치되어 있다.

[기재]

기재는, 통상, 투명 기재이다. 본 발명의 편광막을 포함하는 편광판은, 기재가 표시 소자의 표시면에 설치되지 않을 때, 예를 들어 그 편광판으로부터 기재를 제거한 적층체를 표시 소자의 표시면에 설치하는 경우에는, 기재는 투명하지 않아도 된다. 투명 기재란, 광, 특히 가시광을 투과할 수 있는 투명성을 갖는 기재를 의미하고, 투명성이란, 파장 380 ∼ 780 ㎚ 에 걸친 광선에 대한 투과율이 80 ％ 이상이 되는 특성을 말한다. 구체적인 투명 기재로는, 투광성 수지 기재를 들 수 있다. 투광성 수지 기재를 구성하는 수지로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 ; 노르보르넨계 폴리머 등의 고리형 올레핀계 수지 ; 폴리비닐알코올 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트 ; 폴리메타크릴산에스테르 ; 폴리아크릴산에스테르 ; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르 ; 폴리에틸렌나프탈레이트 ; 폴리카보네이트 ; 폴리술폰 ; 폴리에테르술폰 ; 폴리에테르케톤 ; 폴리페닐렌술파이드 및 폴리페닐렌옥사이드를 들 수 있다. 입수 용이성이나 투명성의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산에스테르, 셀룰로오스에스테르, 고리형 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트가 바람직하다. 셀룰로오스에스테르는, 셀룰로오스에 포함되는 수산기의 일부 또는 전부가, 에스테르화된 것이고, 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다. 또, 셀룰로오스에스테르 기재도 시장으로부터 용이하게 입수할 수 있다. 시판되는 셀룰로오스에스테르 기재로는, "후지탁 필름" (후지 사진 필름 (주)) ; "KC8UX2M", "KC8UY" 및 "KC4UY" (코니카 미놀타 옵토 (주)) 등을 들 수 있다.

기재에 요구되는 특성은, 편광판의 구성에 따라 상이한데, 통상, 위상차성이 가능한 한 작은 기재가 바람직하다. 위상차성이 가능한 한 작은 기재로는, 제로탁 (코니카 미놀타 옵토 주식회사), Z 탁 (후지 필름 주식회사) 등의 위상차를 가지지 않는 셀룰로오스에스테르 필름을 들 수 있다. 미연신의 고리형 올레핀계 수지 기재도 바람직하다.

예를 들어 기재 상에 배향막을 개재하거나 또는 개재하지 않고 편광막이 적층되어 있는 편광판의 경우, 편광막이 적층되어 있지 않은 기재의 면에, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 대전 방지 처리 등이 이루어져도 된다. 또, 성능에 영향을 주지 않는 범위에서, 자외선 흡수제 등의 첨가제를 하드 코트층은 포함하고 있어도 된다.

기재의 두께는, 지나치게 얇으면 강도가 저하되고, 가공성이 열등한 경향이 있기 때문에, 통상 5 ∼ 300 ㎛ 이고, 바람직하게는 20 ∼ 200 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ∼ 100 ㎛ 이다.

[배향막]

편광막은 배향막 상에 형성되는 것이 바람직하다. 그 배향막은, 중합성 액정 화합물을 원하는 방향으로 액정 배향시키는 배향 규제력을 갖는다. 배향막으로는, 중합성 액정 화합물을 함유하는 편광막 형성용 조성물의 도포 등에 의해 용해되지 않는 용제 내성을 갖고, 또, 용제의 제거나 중합성 액정 화합물의 배향을 위한 가열 처리에 있어서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 배향막으로는, 배향성 폴리머를 포함하는 배향막, 광 배향막 및 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 갖는 그루브 배향막, 배향 방향으로 연신되어 있는 연신 필름 등을 들 수 있다.

배향성 폴리머로는, 분자 내에 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 분자 내에 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그 가수분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 알킬 변성 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산에스테르를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알코올이 바람직하다. 배향성 폴리머는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

배향성 폴리머를 포함하는 배향막은, 통상, 배향성 폴리머가 용제에 용해된 조성물 (이하, 배향성 폴리머 조성물이라고 하는 경우가 있다) 을 기재에 도포하고, 용제를 제거하거나, 또는 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하고, 용제를 제거하고, 러빙하는 것 (러빙법) 으로 얻어진다. 용제로는, 상기 [유기 용제] 의 항에 기재된 용제와 동일한 것을 들 수 있다.

배향성 폴리머 조성물 중의 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머 재료가, 용제에 완전히 용해될 수 있는 범위이면 되는데, 용액에 대해 고형분 환산으로 0.1 ∼ 20 ％ 가 바람직하고, 0.1 ∼ 10 ％ 정도가 더욱 바람직하다.

배향성 폴리머 조성물로서, 시판되는 배향막 재료를 그대로 사용해도 된다. 시판되는 배향막 재료로는, 산에바 (등록 상표, 닛산 화학 공업 (주) 제조), 옵토마 (등록 상표, JSR (주) 제조) 등을 들 수 있다.

배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 어플리케이터법 등의 도포법, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다.

배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제를 제거하는 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.

배향막에 배향 규제력을 부여하기 위해서, 필요에 따라 러빙 처리를 실시할 수 있다 (러빙법).

러빙법에 의해 배향 규제력을 부여하는 방법으로는, 러빙 천이 둘러 감기고, 회전하고 있는 러빙 롤에, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하고 어닐함으로써 기재 표면에 형성된 배향성 폴리머의 막을, 접촉시키는 방법을 들 수 있다.

광 배향막은, 통상, 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용제를 포함하는 조성물 (이하, 「광 배향막 형성용 조성물」이라고 칭하는 경우가 있다) 을 기재에 도포하고, 편광 (바람직하게는, 편광 UV) 을 조사함으로써 얻어진다. 광 배향막은, 조사하는 편광의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있는 점에서 보다 바람직하다.

광 반응성기란, 광 조사함으로써 액정 배향능을 발생시키는 기를 말한다. 구체적으로는, 광 조사에 의해 발생하는 분자의 배향 유기 또는 이성화 반응, 이량화 반응, 광 가교 반응 혹은 광 분해 반응 등의 액정 배향능의 기원이 되는 광 반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 그 중에서도, 이량화 반응 또는 광 가교 반응에 관여하는 기가, 배향성이 우수한 점에서 바람직하다. 광 반응성기로서, 불포화 결합, 특히 이중 결합을 갖는 기가 바람직하고, 탄소-탄소 이중 결합 (C=C 결합), 탄소-질소 이중 결합 (C=N 결합), 질소-질소 이중 결합 (N=N 결합) 및 탄소-산소 이중 결합 (C=O 결합) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개를 갖는 기가 특히 바람직하다.

C=C 결합을 갖는 광 반응성기로는, 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸륨기, 칼콘기 및 신나모일기를 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광 반응성기로는, 방향족 시프 염기, 방향족 하이드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 갖는 광 반응성기로는, 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소 고리 아조기, 비스아조기, 포르마잔기, 및 아족시벤젠 구조를 갖는 기를 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광 반응성기로는, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기를 들 수 있다. 이들 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 하이드록실기, 술폰산기, 할로겐화알킬기 등의 치환기를 가지고 있어도 된다.

그 중에서도, 광 이량화 반응에 관여하는 광 반응성기가 바람직하고, 광 배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적고, 또한 열 안정성이나 시간 경과적 안정성이 우수한 광 배향막이 얻어지기 쉽다는 점에서, 신나모일기 및 칼콘기가 바람직하다. 광 반응성기를 갖는 폴리머로는, 당해 폴리머 측사슬의 말단부가 계피산 구조가 되는 신나모일기를 갖는 것이 특히 바람직하다.

광 배향막 형성용 조성물을 기재 상에 도포함으로써, 기재 상에 광 배향 유기층을 형성할 수 있다. 그 조성물에 포함되는 용제로는, [유기 용제] 의 항에 기재된 용제와 동일한 것을 들 수 있고, 광 반응성기를 갖는 폴리머 혹은 모노머의 용해성에 따라 적절히 선택할 수 있다.

광 배향막 형성용 조성물 중의 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 함유량은, 폴리머 또는 모노머의 종류나 목적으로 하는 광 배향막의 두께에 따라 적절히 조절할 수 있는데, 광 배향막 형성용 조성물의 질량에 대해, 적어도 0.2 질량％ 로 하는 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 10 질량％ 의 범위가 보다 바람직하다. 광 배향막의 특성이 현저하게 저해되지 않는 범위에서, 광 배향막 형성용 조성물은, 폴리비닐알코올이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광 증감제를 포함하고 있어도 된다.

광 배향막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 배향성 조성물을 기재에 도포하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다. 도포된 광 배향막 형성용 조성물로부터, 용제를 제거하는 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.

편광을 조사하려면, 기판 상에 도포된 광 배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거한 것에, 편광 UV 를 직접 조사하는 형식이어도, 기재측으로부터 편광을 조사하고, 편광을 투과시켜 조사하는 형식이어도 된다. 당해 편광은, 실질적으로 평행광이면 특히 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 광 반응성기가, 광 에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역의 것이 좋다. 구체적으로는, 파장 250 ∼ 400 ㎚ 의 범위의 UV (자외선) 가 특히 바람직하다. 당해 편광 조사에 사용하는 광원으로는, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있고, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가 보다 바람직하다. 이들 중에서도, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가, 파장 313 ㎚ 의 자외선의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 광을, 적당한 편광자를 통과하여 조사함으로써, 편광 UV 를 조사할 수 있다. 이러한 편광자로는, 편광 필터나 글랜 톰슨, 글랜 테일러 등의 편광 프리즘이나 와이어 그리드 타입의 편광자를 사용할 수 있다.

또한, 러빙 또는 편광 조사를 실시할 때에, 마스킹을 실시하면, 액정 배향의 방향이 상이한 복수의 영역 (패턴) 을 형성할 수도 있다.

그루브 (groove) 배향막은, 막 표면에 요철 패턴 또는 복수의 그루브 (홈) 를 갖는 막이다. 등간격으로 늘어선 복수의 직선상의 그루브를 갖는 막에 중합성 액정 화합물을 도포한 경우, 그 홈을 따른 방향으로 액정 분자가 배향한다.

그루브 배향막을 얻는 방법으로는, 감광성 폴리이미드막 표면에 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 통하여 노광 후, 현상 및 린스 처리를 실시하여 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 갖는 판상의 원반에, 경화 전의 UV 경화 수지의 층을 형성하고, 형성된 수지층을 기재에 옮기고 나서 경화하는 방법, 및 기재에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤상의 원반을 가압하여 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법 등을 들 수 있다.

배향막 (배향성 폴리머를 포함하는 배향막 또는 광 배향막) 의 두께는, 통상 10 ∼ 10000 ㎚ 의 범위이고, 바람직하게는 10 ∼ 1000 ㎚ 의 범위이고, 보다 바람직하게는 500 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 200 ㎚, 특히 바람직하게는 50 ∼ 150 ㎚ 의 범위이다.

본 발명의 편광판, 예를 들어 기재, 배향막 및 편광막을 이 순서로 갖는 바람직한 편광판은, 기재 상에 상기와 같이 배향막을 형성한 후, 배향막 상에, 공정 (ⅱ) 및 공정 (ⅲ) 또는 공정 (ⅰ) ∼ 공정 (ⅲ) 을 포함하는 방법에 의해 편광막을 형성하여 제조할 수 있다.

본 발명의 편광판은, 기재, 배향막 및 편광막 이외의 다른 층을 포함하고 있어도 된다. 다른 층으로는 기능층을 들 수 있고, 기능층으로는, 상기 편광막 이외의 편광층, 위상차층, 자외선 흡수층, 점착층, 색상 조정층, 굴절률 조정층 등의 기능을 갖는 층을 예시할 수 있다. 편광판은, 단수 또는 복수의 기능층을 구비하고 있어도 된다. 또, 1 개의 기능층이 복수의 기능을 가져도 된다.

본 발명의 편광판은, 편광 성능이 우수하므로, 표시 장치 등에 적용할 수 있다. 표시 장치란, 표시 기구를 갖는 장치이고, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로는, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 무기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 터치 패널 표시 장치, 전자 방출 표시 장치 (전기장 방출 표시 장치 (FED 등), 표면 전계 방출 표시 장치 (SED)), 전자 페이퍼 (전자 잉크나 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치), 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치 (그레이팅 라이트 밸브 (GLV) 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스 (DMD) 를 갖는 표시 장치 등) 및 압전 세라믹 디스플레이 등을 들 수 있고, 특히 유기 EL 표시 장치 및 터치 패널 표시 장치가 바람직하고, 특히 유기 EL 표시 장치가 바람직하다. 또한, 본 발명의 편광판을 점착제 또는 접착제를 개재하여 표시 장치의 표면에 첩합 (貼合) 함으로써, 본 발명의 편광판을 포함하는 표시 장치를 얻을 수 있다.

실시예

본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은, 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 실시예, 비교예 중의 「％」 및 「부」는, 특별히 기재가 없는 한, 질량％ 및 질량부이다.

[실시예 1]

[편광막 형성용 조성물의 제조]

하기 성분을 하기의 비율로 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, 편광막 형성용 조성물을 얻었다. 이색성 색소로서, 일본 공개특허공보 2013-101328호에 기재된 화합물과 동일하게 합성한 하기 아조계 색소를 사용하였다.

(중합성 액정 화합물)

·식 (1-6) 으로 나타내는 중합성 액정 화합물 75 부

[화학식 14]

·식 (1-7) 로 나타내는 중합성 액정 화합물 25 부

[화학식 15]

(이색성 색소)

·하기에 나타내는 이색성 색소 (1-1) (380 ㎚ 에 극대 흡수 파장을 갖는) 2.6 부

[화학식 16]

·하기에 나타내는 이색성 색소 (2) (590 ㎚ 에 극대 흡수 파장을 갖는) 2.2 부

[화학식 17]

·하기에 나타내는 이색성 색소 (1-2) (490 ㎚ 에 극대 흡수 파장을 갖는) 2.6 부

[화학식 18]

(다른 성분)

중합 개시제 ;

2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 (이르가큐어 369 ; 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조) 6 부

레벨링제 ;

폴리아크릴레이트 화합물 (BYK-361N ; BYK-Chemie 사 제조) 1.2 부

용제 ;

o-자일렌 250 부

[흡광도의 측정]

상기에서 얻어진 편광막 형성용 조성물을 그 농도가 0.4 질량％ 가 되도록, o-자일렌 (오르토-자일렌) 으로 희석하고, 얻어진 용액의 380 ㎚ 에 있어서의 흡광도 (A(380)) 및 650 ㎚ 에 있어서의 흡광도 (A(650)) 를, 분광 광도계 [니혼 분광 (주) 제조의 제품명 「V7100」] 에 상기 희석한 편광막 형성용 조성물을 광로 길이가 1 ㎝ 가 되도록 석영 셀에 넣어 측정하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다. 또한, 상기 농도는, 편광막 형성용 조성물과 희석용의 o-자일렌의 총 질량 (100 질량％) 에 대한 편광막 형성용 조성물의 질량을 나타낸다.

[색소의 극대 흡수 파장의 측정]

이색성 색소 (1-1), (2), (1-2) 에 대해, 이색성 색소의 농도가 0.02 질량％ 가 되도록 클로로포름으로 희석하고, 얻어진 용액의 흡광도를 분광 광도계 [니혼 분광 (주) 제조의 제품명 「V7100」] 에 상기 희석한 용액을 광로 길이가 1 ㎝ 가 되도록 석영 셀에 넣어 측정하였다.

[정치 (靜置) 시험]

상기에서 얻어진 편광층 형성용 조성물을 샘플병에 넣어 실온 (20 ∼ 30 ℃) 에서 1 개월 정치 보관하고, 1 개월 후에 샘플병을 흔들어 보고, 편광층 형성용 조성물의 액상을 육안으로 확인하고, 하기의 평가 기준으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

(평가 기준)

○…초기 (1 개월 전) 와 큰 차이가 없다

△…점도 상승이 확인되었다

×…겔화가 확인되었다

[육안 시험]

상기에서 얻어진 편광층 형성용 조성물에 이물질로서 0.1 질량％ 의 실리카 겔을 첨가한 후, 내경 0.04 ㎜ 의 캐필러리에 충전하고, 하기의 평가 기준으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

(평가 기준)

○…실리카 겔을 용이하게 시인할 수 있다

×…시인이 곤란하다

[배향 결함의 확인]

기재로서의 트리아세틸셀룰로오스 필름 (코니카 미놀타사 제조, 「KC4UY-TAC」, 두께 40 ㎛) 을 20 × 20 ㎜ 로 잘라내고, 그 표면에 코로나 처리 (카스가 전기 주식회사 제조, 「AGF-B10」) 를 실시하였다. 코로나 처리가 실시된 기재 (필름) 표면에, 바 코터를 사용하여 광 배향막 형성용 조성물을 도포한 후, 120 ℃ 로 설정한 건조 오븐에서 1 분간 건조시키고, 광 배향막용 도공층을 얻었다. 광 배향막용 도공층 상에 편광 UV 조사 장치 (「SPOT CURE SP-7」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 필름변에 대해 0˚방향의 편광 UV 를, 50 mJ/㎠ (313 ㎚ 기준) 의 적산 광량으로 조사하고 배향막 (두께 90 ㎚) 을 형성하였다. 얻어진 배향막 상에, 바 코터를 사용하여 상기 정치 시험에서 사용한 (상기 정치 시험 후의) 편광막 형성용 조성물을 도포한 후, 110 ℃ 로 설정한 건조 오븐에서 1 분간 건조하였다. 그 후 고압 수은 램프 (「유니큐어 VB-15201BY-A」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 자외선을 조사 (질소 분위기하, 파장 : 365 ㎚, 파장 365 ㎚ 에 있어서의 적산 광량 : 1000 mJ/㎠) 함으로써, 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소가 배향된 편광막 (두께 1.6 ㎛) 을 얻었다. 얻어진 편광막을, 편광 현미경 (「BX51」, 올림푸스 주식회사 제조) 을 사용하여 400 배의 배율로 관찰하고, 이하의 평가 기준으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

(평가 기준)

○…편광막 표면에 배향 결함이 확인되었다

△…편광막 표면에 배향 결함이 약간 확인되었다

×…편광막 표면에 배향 결함이 확인되었다

[실시예 2]

이색성 색소 (1-1) 를 3.7 부, 이색성 색소 (2) 를 3.4 부, 및 이색성 색소 (1-2) 를 3.7 부로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일하게, 편광막 형성용 조성물 및 편광막을 제조하였다. 각 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 3]

이색성 색소 (1-1) 를 2.1 부, 이색성 색소 (2) 를 1.8 부, 및 이색성 색소 (1-2) 를 2.1 부로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일하게, 편광막 형성용 조성물 및 편광막을 제조하였다. 각 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 4]

이색성 색소 (1-1) 를 1.8 부, 이색성 색소 (2) 를 1.6 부, 및 이색성 색소 (1-2) 를 1.8 부로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일하게, 편광막 형성용 조성물 및 편광막을 제조하였다. 각 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 5]

이색성 색소 (1-1) 를 4.8 부, 이색성 색소 (2) 를 4.5 부, 및 이색성 색소 (1-2) 를 4.8 부로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일하게, 편광막 형성용 조성물 및 편광막을 제조하였다. 각 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

[실시예 6]

이색성 색소 (1-1) 를 2.6 부, 이색성 색소 (2) 를 4.5 부, 및 이색성 색소 (1-2) 를 2.6 부로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일하게, 편광막 형성용 조성물 및 편광막을 제조하였다. 각 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 1]

이색성 색소 (1-1) 를 1.4 부, 이색성 색소 (2) 를 1.2 부, 및 이색성 색소 (1-2) 를 1.4 부로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일하게, 편광막 형성용 조성물 및 편광막을 제조하였다. 각 평가 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 6 의 편광막 형성용 조성물은, A(380) 이 1.2 이상이기 때문에, 장기 안정성이 우수하고, 장기 보관 후에도, 얻어지는 편광막에 있어서의 배향 결함의 발생을 유효하게 억제할 수 있는 것을 알 수 있었다. 또, 실시예 1 ∼ 4 의 편광막 형성용 조성물은, A(650) 이 0.8 이하이기 때문에, 그 조성물 중의 이물질을 육안으로 용이하게 시인할 수 있는 것을 알 수 있었다.

Claims

중합성 액정 화합물, 이색성 색소, 광 중합 개시제, 및 유기 용제를 포함하고, 하기 식 (1)
A(380) ≥ 1.2 (1)
[식 중, A(380) 은, 편광막 형성용 조성물을, 그 농도가 0.4 질량％ 가 되도록 상기 유기 용제로 희석한 용액의 380 ㎚ 에 있어서의 흡광도를 나타낸다]
을 만족하는, 편광막 형성용 조성물.
제 1 항에 있어서,
추가로 하기 식 (2)
0.8 ≥ A(650) (2)
[식 중, A(650) 은, 편광막 형성용 조성물을, 그 농도가 0.4 질량％ 가 되도록 상기 유기 용제로 희석한 용액의 650 ㎚ 에 있어서의 흡광도를 나타낸다]
를 만족하는, 편광막 형성용 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
중합성 액정 화합물은, 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물인, 편광막 형성용 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분의 함유량은, 그 편광막 형성용 조성물의 질량의 5 ∼ 50 질량％ 인, 편광막 형성용 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
중합성 액정 화합물의 함유량은, 편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분의 질량의 50 ∼ 99 질량％ 인, 편광막 형성용 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
이색성 색소의 함유량은, 편광막 형성용 조성물에 있어서의 고형분의 질량의 1 ∼ 20 질량％ 인, 편광막 형성용 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막 형성용 조성물의 경화물인, 편광막.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막 형성용 조성물의 도막을 형성하고, 그 도막으로부터 유기 용제를 건조 제거하는 공정 (ⅱ), 및
중합성 액정 화합물을 스멕틱 액정상의 상태에서 배향 경화시키는 공정 (ⅲ) 을 포함하는, 편광막의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막 형성용 조성물을, 상기 식 (1) 및/또는 (2) 를 만족하는 상태에서 보관하는 공정 (ⅰ) 을 포함하는, 방법.
제 7 항에 기재된 편광막, 기재, 및 배향막을 포함하는, 편광판.