KR20200121799A - 액정 경화층 및 그 제조 방법, 광학 필름, 편광판, 그리고, 디스플레이 장치 - Google Patents

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마사카즈 사이토
유키 후루카와
유타 칸노
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니폰 제온 가부시키가이샤
닛산 가가쿠 가부시키가이샤
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Abstract

액정 조성물의 경화물로 형성된 액정 경화층으로서, 상기 액정 조성물이, 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물과, 방향고리를 함유하는 1가의 기를 포함하는 모노머 유닛 A, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 포함하는 모노머 유닛 B를 함유하는 공중합체를 포함하고, 상기 액정 경화층에 있어서, 상기 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이, 상기 액정 경화층의 층 평면에 대하여 85° ~ 90°의 경사 각도로 배향되어 있는, 액정 경화층.

Description

액정 경화층 및 그 제조 방법, 광학 필름, 편광판, 그리고, 디스플레이 장치
본 발명은, 액정 경화층 및 그 제조 방법, 광학 필름, 편광판, 그리고, 디스플레이 장치에 관한 것이다.
위상차 필름 등의 광학 필름으로서, 액정 조성물을 사용하여 제조되는 것이 알려져 있다. 이 광학 필름은, 통상, 액정 조성물의 경화물에 의해 형성된 액정 경화층을 구비한다. 이 광학 필름은, 액정 경화층에 포함되는 액정 화합물의 배향을 조정함으로써, 여러 가지 광학 특성을 발휘할 수 있다. 이러한 액정 경화층에 있어서, 액정 화합물을 액정 경화층의 두께 방향으로 배향시키기 위한 기술이, 특허문헌 1 ~ 3에 있어서 제안되어 있다.
한편, 종래의 액정 화합물은, 순파장 분산 특성을 갖는 것이 대부분이었으나, 근년에는, 역파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물이 제안되어 있다(특허문헌 4).
일본 특허 제4174192호 일본 공개특허공보 2006-106662호 일본 특허 제5209223호 일본 공개특허공보 2010-084032호
역파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물은, 순파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물과는 다른 성상을 나타내는 경우가 있다. 그 때문에, 액정 화합물을 배향시키기 위한 종래의 기술을, 역파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물에 단순하게 적용해도, 목적으로 하는 배향 상태를 얻는 것은 곤란하였다. 그 중에서도, 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 층 평면에 대하여 이루는 경사각을 크게 하여, 두께 방향으로의 배향을 달성하는 것은, 특히 어려웠다.
본 발명은, 상기의 과제를 감안하여 창안된 것으로, 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 경화물로 형성된 액정 경화층으로서, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있는 액정 경화층 및 그 제조 방법; 상기의 액정 경화층을 구비하는 광학 필름; 상기의 액정 경화층을 구비하는 편광판; 그리고, 상기의 액정 경화층을 구비하는 디스플레이 장치;를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물 및 배향 조제로서 기능하는 소정의 공중합체를 조합하여 포함하는 액정 조성물을 사용하여, 배향막 상에 액정 경화층을 형성하는 것을 시도하였다. 그 결과, 본 발명자는, 상기의 액정 경화층에 있어서, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 두께 방향으로 배향되어 있는 것을 알아냈다. 이러한 지견에 기초하여, 본 발명자는 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 하기의 것을 포함한다.
[1] 액정 조성물의 경화물로 형성된 액정 경화층으로서,
상기 액정 조성물이, 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물과, 방향고리를 함유하는 1가의 기를 포함하는 모노머 유닛 A, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 포함하는 모노머 유닛 B를 함유하는 공중합체를 포함하고,
상기 액정 경화층에 있어서, 상기 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이, 상기 액정 경화층의 층 평면에 대하여 85° ~ 90°의 경사 각도로 배향되어 있는, 액정 경화층.
[2] 상기 중합성 액정 화합물이, 하기 식(I)로 나타내어지는, [1]에 기재된 액정 경화층.
[화학식 1]
Figure pct00001
[상기 식(I)에 있어서,
Ar은, 하기 식(II-1) ~ 식(II-7) 중 어느 하나로 나타내어지는 기를 나타낸다. 단, 식(II-1) ~ 식(II-7) 중 어느 하나로 나타내어지는 기는, D1 ~ D6 이외에 치환기를 갖고 있어도 된다.
[화학식 2]
Figure pct00002
(상기 식(II-1) ~ 식(II-7)에 있어서,
*은, Z1 또는 Z2와의 결합 위치를 나타낸다.
E1 및 E2는, 각각 독립적으로, -CR11R12-, -S-, -NR11-, -CO- 및 -O-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기를 나타낸다.
D1 ~ D3은, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소고리기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 복소환기를 나타낸다.
D4 ~ D5는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 비고리형기를 나타낸다. D4 및 D5는, 하나가 되어 고리를 형성하고 있어도 된다.
D6은, -C(Rf)=N-N(Rg)Rh, -C(Rf)=N-N=C(Rg)Rh, 및 -C(Rf)=N-N=Ri로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. Rf는, 수소 원자; 그리고, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. Rg는, 수소 원자; 그리고, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 30의 유기기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. Rh는, 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는 유기기를 나타낸다. Ri는, 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는 유기기를 나타낸다.)
Z1 및 Z2는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -O-CH2-, -CH2-O-, -O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -C(=O)-S-, -S-C(=O)-, -NR21-C(=O)-, -C(=O)-NR21-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CF2-CF2-, -O-CH2-CH2-O-, -CH=CH-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH=CH-, -CH2-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH2-, -CH2-O-C(=O)-, -C(=O)-O-CH2-, -CH2-CH2-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-C(=O)-, -C(=O)-O-CH2-CH2-, -CH=CH-, -N=CH-, -CH=N-, -N=C(CH3)-, -C(CH3)=N-, -N=N-, 및 -C≡C-로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 나타낸다. R21은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
A1, A2, B1 및 B2는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형 지방족기, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
Y1 ~ Y4는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -NR22-C(=O)-, -C(=O)-NR22-, -O-C(=O)-O-, -NR22-C(=O)-O-, -O-C(=O)-NR22-, 및 -NR22-C(=O)-NR23-로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 나타낸다. R22 및 R23은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
G1 및 G2는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ~ 20의 지방족 탄화수소기; 그리고, 탄소 원자수 3 ~ 20의 지방족 탄화수소기에 포함되는 메틸렌기 중 1 이상이 -O- 또는 -C(=O)-로 치환된 기;로 이루어지는 군에서 선택되는 유기기를 나타낸다. G1 및 G2의 상기 유기기에 포함되는 수소 원자는, 탄소 원자수 1 ~ 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 5의 알콕시기, 또는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, G1 및 G2의 양 말단의 메틸렌기가 -O- 또는 -C(=O)-로 치환되지는 않는다.
P1 및 P2는, 각각 독립적으로, 중합성 관능기를 나타낸다.
p 및 q는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다.)
[3] 상기 모노머 유닛 A가, 하기 식(A)로 나타내어지고,
상기 모노머 유닛 B가, 하기 식(B)로 나타내어지는, [1] 또는 [2]에 기재된 액정 경화층.
[화학식 3]
Figure pct00003
(상기 식(A)에 있어서,
Ra1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Xa1 및 Xa2는, 각각 독립적으로, 2가의 연결기를 나타내고,
Ra2는, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 나타내고,
n1은, 1 ~ 14의 정수를 나타내고,
n2는, 1 또는 2의 정수를 나타내고,
n3은, 1 또는 2의 정수를 나타낸다.)
[화학식 4]
Figure pct00004
(상기 식(B)에 있어서,
Rb1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Xb1은, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타내고,
Rb2는, 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.)
[4] 상기 모노머 유닛 A와 상기 모노머 유닛 B의 몰비가, 90:10 ~ 60:40인, [1] ~ [3] 중 어느 한 항에 기재된 액정 경화층.
[5] [1] ~ [4] 중 어느 한 항에 기재된 액정 경화층을 구비하는, 광학 필름.
[6] 배향막을 더 구비하는, [5]에 기재된 광학 필름.
[7] 기재를 더 구비하는, [5] 또는 [6]에 기재된 광학 필름.
[8] λ/4판을 더 구비하는, [5] ~ [7] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름.
[9] [5] ~ [8] 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과, 직선 편광자를 구비하는, 편광판.
[10] [9]에 기재된 편광판을 구비하는, 디스플레이 장치.
[11] [1] ~ [4] 중 어느 한 항에 기재된 액정 경화층의 제조 방법으로서,
배향막을 형성하는 공정과,
상기 배향막 상에, 액정 조성물의 층을 형성하는 공정과,
액정 조성물의 층을 경화시켜, 액정 경화층을 얻는 공정을 포함하는, 액정 경화층의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 역파장 분산 특성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 경화물로 형성된 액정 경화층으로서, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있는 액정 경화층 및 그 제조 방법; 상기의 액정 경화층을 구비하는 광학 필름; 상기의 액정 경화층을 구비하는 편광판; 그리고, 상기의 액정 경화층을 구비하는 디스플레이 장치;를 제공할 수 있다.
도 1은 배향막 상에 형성된 액정 조성물의 층의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 실시형태 및 예시물을 나타내어 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은, 이하에 나타내는 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 「역파장 분산 특성」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 파장 450nm 및 550nm에 있어서의 복굴절 Δn(450) 및 Δn(550)이, 하기 식(i)을 만족하는 특성을 말한다.
Δn(450) < Δn(550) (i)
이하의 설명에 있어서, 어느 층의 면내 리타데이션 Re는, 별도로 언급하지 않는 한, Re = (nx - ny) × d로 나타내어지는 값이다. 또한, 어느 층의 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 별도로 언급하지 않는 한, Rth = [{(nx + ny)/2} - nz] × d로 나타내어지는 값이다. nx는, 층의 두께 방향과 수직한 방향(면내 방향)으로서 최대의 굴절률을 부여하는 방향의 굴절률을 나타낸다. ny는, 층의 상기 면내 방향으로서 nx의 방향과 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz는, 층의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다. d는, 층의 두께를 나타낸다. 리타데이션은, 위상차계(Axometrics사 제조 「AxoScan」)를 사용하여 측정할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 편광판이란, 별도로 언급하지 않는 한, 강직한 부재뿐만 아니라, 예를 들어 수지 필름과 같이 가요성을 갖는 부재도 포함한다.
이하의 설명에 있어서, 치환기를 갖는 기의 탄소 원자수에는, 별도로 언급하지 않는 한, 상기 치환기의 탄소 원자수를 포함시키지 않는다. 따라서, 예를 들어 「치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기」라는 기재는, 치환기의 탄소 원자수를 포함하지 않는 알킬기 자체의 탄소 원자수가 1 ~ 20인 것을 나타낸다.
[1. 액정 경화층의 개요]
본 발명의 일 실시형태에 따른 액정 경화층은, 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물과, 소정의 공중합체를 포함하는 액정 조성물의 경화물로 형성되어 있다. 상기의 공중합체는, 소정의 모노머 유닛 A 및 모노머 유닛 B를 조합하여 함유하는 공중합체이다. 이 공중합체는, 통상, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐의 두께 방향으로의 배향을 촉진하는 작용을 발휘하므로, 이하, 적당히 「배향 조제」라고 부르는 경우가 있다.
상기의 액정 조성물의 경화물로 형성된 액정 경화층에는, 중합되었거나 또는 미중합의 중합성 액정 화합물이 포함된다. 따라서, 액정 경화층에는, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 포함된다. 액정 경화층에 있어서는, 이 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있다. 따라서, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 두께 방향 또는 그것에 가까운 방향으로 배향된 액정 경화층을 실현하는 것이 가능하다.
[2. 액정 조성물]
액정 조성물은, 중합성 액정 화합물, 및 배향 조제로서의 공중합체를 포함한다. 또한, 액정 조성물은, 중합성 액정 화합물 및 배향 조제에 조합하여, 임의의 성분을 더 포함하고 있어도 된다.
[2.1. 중합성 액정 화합물]
중합성 액정 화합물은, 액정성을 갖는 화합물이다. 따라서, 중합성 액정 화합물을 조성물에 배합하여 배향시킨 경우, 통상은, 액정상을 나타낼 수 있다.
중합성 액정 화합물은, 중합성을 갖는다. 따라서, 중합성 액정 화합물은, 액정상을 나타낸 상태에서 중합하여, 액정상에 있어서의 분자의 배향 상태를 유지한 채 중합체가 될 수 있다. 따라서, 액정 경화층에 있어서 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 고정하거나, 중합성 액정 화합물의 중합도를 높여 액정 경화층의 기계적 강도를 높이거나 하는 것이 가능하다.
중합성 액정 화합물은, 역파장 분산 특성을 갖는다. 「역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물」이란, 별도로 언급하지 않는 한, 호모지니어스 배향시켜 중합체로 한 경우에, 얻어진 중합체가 역파장 분산 특성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 말한다. 또한, 중합성 액정 화합물을 호모지니어스 배향시킨다는 것은, 당해 중합성 액정 화합물을 포함하는 층을 형성하고, 그 층에 있어서의 중합성 액정 화합물의 분자의 굴절률 타원체에 있어서 최대의 굴절률의 방향을, 상기 층의 면(즉, 층 평면)과 평행한 어느 한 방향으로 배향시키는 것을 말한다.
액정 화합물의 복굴절은, 일반적으로, 당해 액정 화합물의 분자의 굴절률 타원체에 있어서, 최대의 굴절률을 나타내는 방향의 굴절률과, 이 방향과 교차하는 다른 방향의 굴절률의 차로서 발현한다. 또한, 액정 화합물의 분자 구조에 따라, 상기의 각 방향의 굴절률의 파장 분산성은 다를 수 있다. 따라서, 어느 예에 따른 액정 화합물에 있어서, 굴절률이 상대적으로 큰 어느 방향에서는, 장파장에서 측정한 굴절률은, 단파장에서 측정한 굴절률보다 작아지지만, 그들의 차는 작다. 한편, 상기의 예에 따른 액정 화합물에 있어서, 굴절률이 상대적으로 작은 다른 방향에서는, 장파장에서 측정한 굴절률은, 단파장에서 측정한 굴절률보다 작아지고, 또한, 그들의 차는 크다. 이러한 예에 따른 액정 화합물의 상기 방향 간에서의 굴절률차는, 측정 파장이 짧으면 작고, 측정 파장이 길면 커진다. 그 결과, 상기의 액정 화합물은, 역파장 분산 특성을 발현할 수 있다.
상기와 같이, 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물은, 통상, 순파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물과는 다른 구조를 가짐으로써, 역파장 분산 특성을 나타낼 수 있다. 그리고, 이러한 구조의 차이에 의해, 역파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물은, 그 파장 분산 특성 이외에도, 순파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물과는 다른 성상을 나타내는 경우가 있다. 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물과 순파장 분산 특성을 갖는 액정 화합물 사이에서, 두께 방향으로의 배향을 달성하기 위한 조건이 다른 경우가 있는 것도, 상기의 다른 성상의 하나라고 생각된다. 본 실시형태는, 이와 같이 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물에 특유한 과제를 해결하는 것으로, 종래 일반적이었던 액정 화합물을 사용한 기술과는 다른 특이적인 효과를 발휘하는 것이다.
중합성 액정 화합물은, 중합성을 가지므로, 통상, 중합성 관능기를 포함한다. 중합성 액정 화합물의 1 분자당의 중합성 관능기의 수는, 1개여도 되고, 2개 이상이어도 된다. 또한, 중합성 관능기의 종류는, 1종류여도 되고, 2종류 이상이어도 된다.
중합성 액정 화합물의 분자량은, 바람직하게는 300 이상, 보다 바람직하게는 500 이상, 특히 바람직하게는 800 이상이고, 바람직하게는 2000 이하, 보다 바람직하게는 1700 이하, 특히 바람직하게는 1500 이하이다. 이러한 범위의 분자량을 갖는 중합성 액정 화합물을 사용함으로써, 액정 조성물의 도공성을 특히 양호하게 할 수 있다.
측정 파장 590nm에 있어서의 중합성 액정 화합물의 복굴절 Δn은, 바람직하게는 0.01 이상, 보다 바람직하게는 0.03 이상이고, 바람직하게는 0.15 이하, 보다 바람직하게는 0.10 이하이다. 이러한 범위의 복굴절 Δn을 갖는 중합성 액정 화합물을 사용함으로써, 배향 결함이 적은 액정 경화층을 얻기 쉽다. 또한, 통상은, 이러한 범위의 복굴절 Δn을 갖는 중합성 액정 화합물을 사용하면, 액정 경화층의 층 평면에 대한 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐의 경사 각도를 크게 하기 쉽다.
액정 화합물의 복굴절은, 예를 들어, 하기의 방법에 의해 측정할 수 있다.
액정 화합물의 층을 제작하고, 그 층에 포함되는 액정 화합물을 호모지니어스 배향시킨다. 그 후, 그 층의 면내 리타데이션을 측정한다. 그리고, 「(층의 면내 리타데이션) ÷ (층의 두께)」로부터, 액정 화합물의 복굴절을 구할 수 있다. 이 때, 면내 리타데이션 및 두께의 측정을 용이하게 하기 위하여, 호모지니어스 배향시킨 액정 화합물의 층은, 경화시켜도 된다. 중합성 액정 화합물을 사용한 경우, 통상은, 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 층을 경화시킬 수 있다.
중합성 액정 화합물은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물의 바람직한 예로는, 하기 식(I)로 나타내어지는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure pct00005
식(I)에 있어서, Ar은, 하기 식(II-1) ~ 식(II-7) 중 어느 하나로 나타내어지는 기를 나타낸다. 식(II-1) ~ 식(II-7)에 있어서, *은, Z1 또는 Z2와의 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 6]
Figure pct00006
상기의 식(II-1) ~ 식(II-7)에 있어서, E1 및 E2는, 각각 독립적으로, -CR11R12-, -S-, -NR11-, -CO- 및 -O-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. 또한, R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기를 나타낸다. 그 중에서도, E1 및 E2는, 각각 독립적으로, -S-인 것이 바람직하다.
상기의 식(II-1) ~ 식(II-7)에 있어서, D1 ~ D3은, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소고리기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 복소환기를 나타낸다. D1 ~ D3이 나타내는 기의 탄소 원자수(치환기의 탄소 원자수를 포함한다.)는, 각각 독립적으로, 통상 2 ~ 100이다.
D1 ~ D3에 있어서의 방향족 탄화수소고리기의 탄소 원자수는, 6 ~ 30이 바람직하다. D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기로는, 예를 들어, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 방향족 탄화수소고리기로는, 페닐기가 보다 바람직하다.
D1 ~ D3에 있어서의 방향족 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등의 할로겐 원자; 시아노기; 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기; 비닐기, 알릴기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 6의 알케닐기; 트리플루오로메틸기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 할로겐화 알킬기; 디메틸아미노기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기; 니트로기; -OCF3; -C(=O)-Rb; -O-C(=O)-Rb; -C(=O)-O-Rb; -SO2Ra; 등을 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Ra는, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기; 그리고, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기 혹은 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기를 치환기로서 갖고 있어도 되는, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
Rb는, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기; 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기; 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 3 ~ 12의 시클로알킬기; 및, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 6 ~ 12의 방향족 탄화수소고리기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 1 ~ 12, 보다 바람직하게는 4 ~ 10이다. Rb에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 1-메틸펜틸기, 1-에틸펜틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, 이소헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, n-헥사데실기, n-헵타데실기, n-옥타데실기, n-노나데실기, 및 n-이코실기 등을 들 수 있다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 디메틸아미노기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기, 부톡시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 20의 알콕시기; 메톡시메톡시기, 메톡시에톡시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기; 니트로기; 페닐기, 나프틸기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기; 트리아졸릴기, 피롤릴기, 푸라닐기, 티에닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸-2-일티오기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 20의 방향족 복소환기; 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의, 탄소 원자수 3 ~ 8의 시클로알킬기; 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기 등의, 탄소 원자수 3 ~ 8의 시클로알킬옥시기; 테트라하이드로푸라닐기, 테트라하이드로피라닐기, 디옥소라닐기, 디옥사닐기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 고리형 에테르기; 페녹시기, 나프톡시기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 14의 아릴옥시기; 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, -CH2CF3 등의, 1개 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 플루오로알킬기; 벤조푸릴기; 벤조피라닐기; 벤조디옥솔릴기; 및, 벤조디옥사닐기; 등을 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 2 ~ 12이다. Rb에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기로는, 예를 들어, 비닐기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 이소부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기, 헵테닐기, 옥테닐기, 데세닐기, 운데세닐기, 도데세닐기, 트리데세닐기, 테트라데세닐기, 펜타데세닐기, 헥사데세닐기, 헵타데세닐기, 옥타데세닐기, 노나데세닐기, 및 이코세닐기 등을 들 수 있다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, Rb에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 3 ~ 12의 시클로알킬기로는, 예를 들어, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 및 시클로옥틸기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 시클로알킬기로는, 시클로펜틸기, 및 시클로헥실기가 바람직하다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 3 ~ 12의 시클로알킬기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 디메틸아미노기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기; 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기; 니트로기; 및, 페닐기, 나프틸기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 시클로알킬기의 치환기로는, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기; 니트로기; 및, 페닐기, 나프틸기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기;가 바람직하다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 12의 방향족 탄화수소고리기로는, 예를 들어, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 방향족 탄화수소고리기로는, 페닐기가 바람직하다.
Rb에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 12의 방향족 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 디메틸아미노기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기, 부톡시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 20의 알콕시기; 메톡시메톡시기, 메톡시에톡시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기; 니트로기; 트리아졸릴기, 피롤릴기, 푸라닐기, 티오페닐기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 20의 방향족 복소환기; 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의, 탄소 원자수 3 ~ 8의 시클로알킬기; 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기 등의, 탄소 원자수 3 ~ 8의 시클로알킬옥시기; 테트라하이드로푸라닐기, 테트라하이드로피라닐기, 디옥소라닐기, 디옥사닐기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 고리형 에테르기; 페녹시기, 나프톡시기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 14의 아릴옥시기; 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, -CH2CF3 등의, 1개 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 플루오로알킬기; -OCF3; 벤조푸릴기; 벤조피라닐기; 벤조디옥솔릴기; 벤조디옥사닐기; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 방향족 탄화수소고리기의 치환기로는, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기, 부톡시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 20의 알콕시기; 니트로기; 푸라닐기, 티오페닐기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 20의 방향족 복소환기; 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의, 탄소 원자수 3 ~ 8의 시클로알킬기; 트리플루오로메틸기, 펜타플루오로에틸기, -CH2CF3 등의, 1개 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 플루오로알킬기; -OCF3;이 바람직하다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
D1 ~ D3에 있어서의 방향족 복소환기의 탄소 원자수는, 2 ~ 30이 바람직하다. D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기로는, 예를 들어, 1-벤조푸라닐기, 2-벤조푸라닐기, 이미다졸릴기, 인돌리닐기, 푸라자닐기, 옥사졸릴기, 퀴놀릴기, 티아디아졸릴기, 티아졸릴기, 티아졸로피라지닐기, 티아졸로피리딜기, 티아졸로피리다지닐기, 티아졸로피리미디닐기, 티에닐기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 나프티리디닐기, 피라지닐기, 피라졸릴기, 피라닐기, 피리딜기, 피리다지닐기, 피리미디닐기, 피롤릴기, 프탈라지닐기, 푸라닐기, 벤조[c]티에닐기, 벤조[b]티에닐기, 벤조이소옥사졸릴기, 벤조이소티아졸릴기, 벤조이미다졸릴기, 벤조옥사디아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 벤조티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조트리아지닐기, 벤조트리아졸릴기, 및 벤조피라졸릴기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 방향족 복소환기로는, 푸라닐기, 피라닐기, 티에닐기, 옥사졸릴기, 푸라자닐기, 티아졸릴기, 및 티아디아졸릴기 등의, 단환의 방향족 복소환기; 그리고, 벤조티아졸릴기, 벤조옥사졸릴기, 퀴놀릴기, 1-벤조푸라닐기, 2-벤조푸라닐기, 프탈이미드기, 벤조[c]티에닐기, 벤조[b]티에닐기, 티아졸로피리딜기, 티아졸로피라지닐기, 벤조이소옥사졸릴기, 벤조옥사디아졸릴기, 및 벤조티아디아졸릴기 등의, 축합고리의 방향족 복소환기;가 보다 바람직하다.
D1 ~ D3에 있어서의 방향족 복소환기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 방향족 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
상기의 식(II-1) ~ 식(II-7)에 있어서, D4 ~ D5는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 비고리형기를 나타낸다. D4 및 D5는, 하나가 되어 고리를 형성하고 있어도 된다. D4 ~ D5가 나타내는 기의 탄소 원자수(치환기의 탄소 원자수를 포함한다.)는, 각각 독립적으로, 통상 1 ~ 100이다.
D4 ~ D5에 있어서의 비고리형기의 탄소 원자수는, 1 ~ 13이 바람직하다. D4 ~ D5에 있어서의 비고리형기로는, 예를 들어, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기; 시아노기; 카르복실기; 탄소 원자수 1 ~ 6의 플루오로알킬기; 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기; -C(=O)-CH3; -C(=O)NHPh; -C(=O)-ORx;를 들 수 있다. 그 중에서도, 비고리형기로는, 시아노기, 카르복실기, -C(=O)-CH3, -C(=O)NHPh, -C(=O)-OC2H5, -C(=O)-OC4H9, -C(=O)-OCH(CH3)2, -C(=O)-OCH2CH2CH(CH3)-OCH3, -C(=O)-OCH2CH2C(CH3)2-OH, 및 -C(=O)-OCH2CH(CH2CH3)-C4H9가 바람직하다. 상기의 Ph는, 페닐기를 나타낸다. 또한, 상기의 Rx는, 탄소 원자수 1 ~ 12의 유기기를 나타낸다. Rx의 구체예로는, 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기, 또는 수산기로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 12의 알킬기를 들 수 있다.
D4 ~ D5에 있어서의 비고리형기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 방향족 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
D4 및 D5가 하나가 되어 고리를 형성하고 있는 경우, 상기의 D4 및 D5에 의해 고리를 포함하는 유기기가 형성된다. 이 유기기로는, 예를 들어, 하기 식으로 나타내어지는 기를 들 수 있다. 하기 식에 있어서, *은, 각 유기기가, D4 및 D5가 결합하는 탄소와 결합하는 위치를 나타낸다.
[화학식 7]
Figure pct00007
R*은, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기를 나타낸다.
R**은, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
R***은, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
R****은, 수소 원자, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기, 수산기, 및 -COOR13으로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. R13은, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기를 나타낸다.
페닐기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 할로겐 원자, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 헤테로고리기, 하이드록실기, 카르복실기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실옥시기, 시아노기 및 아미노기를 들 수 있다. 그 중에서도, 치환기로는, 할로겐 원자, 알킬기, 시아노기 및 알콕시기가 바람직하다. 페닐기가 갖는 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
상기의 식(II-5) ~ 식(II-7)에 있어서, D6은, -C(Rf)=N-N(Rg)Rh, -C(Rf)=N-N=C(Rg)Rh, 및 -C(Rf)=N-N=Ri로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. D6이 나타내는 기의 탄소 원자수(치환기의 탄소 원자수를 포함한다.)는, 통상 3 ~ 100이다.
Rf는, 수소 원자; 그리고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 및 이소프로필기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
Rg는, 수소 원자; 그리고, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 30의 유기기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
Rg에 있어서의 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 30의 유기기로는, 예를 들어, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기; 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기에 포함되는 -CH2- 중 적어도 하나가, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, 또는 -C(=O)-로 치환된 기(단, -O- 또는 -S-가 각각 2 이상 인접하여 개재하는 경우를 제외한다); 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기; 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ~ 20의 알키닐기; 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 3 ~ 12의 시클로알킬기; 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기; 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기; -Gx-Yx-Fx; -SO2Ra; -C(=O)-Rb; -CS-NH-Rb;를 들 수 있다. Ra 및 Rb의 의미는, 상술한 바와 같다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기의 바람직한 탄소 원자수의 범위 및 예시물은, Rb에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기와 동일하다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 디메틸아미노기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기, 부톡시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 20의 알콕시기; 메톡시메톡시기, 메톡시에톡시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기; 니트로기; 페닐기, 나프틸기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기; 트리아졸릴기, 피롤릴기, 푸라닐기, 티오페닐기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 20의 방향족 복소환기; 시클로프로필기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등의, 탄소 원자수 3 ~ 8의 시클로알킬기; 시클로펜틸옥시기, 시클로헥실옥시기 등의, 탄소 원자수 3 ~ 8의 시클로알킬옥시기; 테트라하이드로푸라닐기, 테트라하이드로피라닐기, 디옥소라닐기, 디옥사닐기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 고리형 에테르기; 페녹시기, 나프톡시기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 14의 아릴옥시기; 1개 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 플루오로알킬기; 벤조푸릴기; 벤조피라닐기; 벤조디옥솔릴기; 벤조디옥사닐기; -SO2Ra; -SRb; -SRb로 치환된 탄소 원자수 1 ~ 12의 알콕시기; 수산기; 등을 들 수 있다. Ra 및 Rb의 의미는, 상술한 바와 같다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기의 바람직한 탄소 원자수의 범위 및 예시물은, Rb에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기와 동일하다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알케닐기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, Rg에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알키닐기로는, 예를 들어, 에티닐기, 프로피닐기, 2-프로피닐기(프로파르길기), 부티닐기, 2-부티닐기, 3-부티닐기, 펜티닐기, 2-펜티닐기, 헥시닐기, 5-헥시닐기, 헵티닐기, 옥티닐기, 2-옥티닐기, 노나닐기, 데카닐기, 7-데카닐기 등을 들 수 있다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 20의 알키닐기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, Rg에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 3 ~ 12의 시클로알킬기로는, 예를 들어, Rb에 있어서의 탄소 원자수 3 ~ 12의 시클로알킬기와 동일한 예를 들 수 있다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 3 ~ 12의 시클로알킬기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, Rg에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기와 동일한 예를 들 수 있다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 방향족 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기와 동일한 예를 들 수 있다.
Rg에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 방향족 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Gx는, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 30의 2가의 지방족 탄화수소기; 그리고, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 3 ~ 30의 2가의 지방족 탄화수소기에 포함되는 -CH2- 중 적어도 하나가, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR14-C(=O)-, -C(=O)-NR14-, -NR14-, 또는 -C(=O)-로 치환된 기(단, -O- 또는 -S-가 각각 2 이상 인접하여 개재하는 경우를 제외한다);로 이루어지는 군에서 선택되는 유기기를 나타낸다. R14는, 수소 원자, 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다. 상기 「2가의 지방족 탄화수소기」는, 2가의 사슬형의 지방족 탄화수소기인 것이 바람직하고, 알킬렌기인 것이 보다 바람직하다.
Yx는, -O-, -C(=O)-, -S-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-, -C(=O)-S-, -S-C(=O)-, -NR15-C(=O)-, -C(=O)-NR15-, -O-C(=O)-NR15-, -NR15-C(=O)-O-, -N=N-, 및 -C≡C-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. R15는, 수소 원자, 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다. 그 중에서도, Yx로는, -O-, -O-C(=O)-O- 및 -C(=O)-O-가 바람직하다.
Fx는, 방향족 탄화수소고리 및 방향족 복소환 중 적어도 일방을 갖는 유기기를 나타낸다. 이 유기기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 7 이상, 더욱 바람직하게는 8 이상, 특히 바람직하게는 10 이상이고, 바람직하게는 30 이하이다. 상기의 유기기의 탄소 원자수에는, 치환기의 탄소 원자를 포함하지 않는다. Fx의 구체예로는, 후술하는 Rh의 구체예와 동일한 예를 들 수 있다.
Rh는, 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는 유기기를 나타낸다.
Rh의 바람직한 예로는, (1) 1 이상의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리를 갖는, 탄소 원자수 6 ~ 40의 탄화수소고리기를 들 수 있다. 이 방향족 탄화수소고리를 갖는 탄화수소고리기를, 이하, 적당히 「(1) 탄화수소고리기」라고 하는 경우가 있다. (1) 탄화수소고리기의 구체예로는, 하기의 기를 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure pct00008
(1) 탄화수소고리기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. (1) 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기; 비닐기, 알릴기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 6의 알케닐기; 트리플루오로메틸기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 할로겐화 알킬기; 디메틸아미노기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기; 니트로기; 페닐기, 나프틸기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기; -OCF3; -C(=O)-Rb; -O-C(=O)-Rb; -C(=O)-O-Rb; -SO2Ra; 등을 들 수 있다. Ra 및 Rb의 의미는, 상술한 바와 같다. 이들 중에서도, 할로겐 원자, 시아노기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 및 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기가 바람직하다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rh의 다른 바람직한 예로는, (2) 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는, 탄소 원자수 2 ~ 40의 복소환기를 들 수 있다. 이 방향고리를 갖는 복소환기를, 이하, 적당히 「(2) 복소환기」라고 하는 경우가 있다. (2) 복소환기의 구체예로는, 하기의 기를 들 수 있다. R은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
[화학식 9]
Figure pct00009
[화학식 10]
Figure pct00010
[화학식 11]
Figure pct00011
[화학식 12]
Figure pct00012
[화학식 13]
Figure pct00013
[화학식 14]
Figure pct00014
[화학식 15]
Figure pct00015
[화학식 16]
Figure pct00016
(2) 복소환기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. (2) 복소환기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, (1) 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rh의 또 다른 바람직한 예로는, (3) 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 기로 치환된, 탄소 원자수 1 ~ 12의 알킬기를 들 수 있다. 이 치환된 알킬기를, 이하, 적당히 「(3) 치환 알킬기」라고 하는 경우가 있다.
(3) 치환 알킬기에 있어서의 「탄소 원자수 1 ~ 12의 알킬기」로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기 등을 들 수 있다.
(3) 치환 알킬기에 있어서의 「탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기」로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기와 동일한 예를 들 수 있다.
(3) 치환 알킬기에 있어서의 「탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기」로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기와 동일한 예를 들 수 있다.
(3) 치환 알킬기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다. (3) 치환 알킬기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, (1) 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rh의 또 다른 바람직한 예로는, (4) 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 기로 치환된, 탄소 원자수 2 ~ 12의 알케닐기를 들 수 있다. 이 치환된 알케닐기를, 이하, 적당히 「(4) 치환 알케닐기」라고 하는 경우가 있다.
(4) 치환 알케닐기에 있어서의 「탄소 원자수 2 ~ 12의 알케닐기」로는, 예를 들어, 비닐기, 알릴기 등을 들 수 있다.
(4) 치환 알케닐기에 있어서의 「탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기」로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기와 동일한 예를 들 수 있다.
(4) 치환 알케닐기에 있어서의 「탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기」로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기와 동일한 예를 들 수 있다.
(4) 치환 알케닐기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다. (4) 치환 알케닐기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, (1) 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rh의 또 다른 바람직한 예로는, (5) 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 기로 치환된, 탄소 원자수 2 ~ 12의 알키닐기를 들 수 있다. 이 치환된 알키닐기를, 이하, 적당히 「(5) 치환 알키닐기」라고 하는 경우가 있다.
(5) 치환 알키닐기에 있어서의 「탄소 원자수 2 ~ 12의 알키닐기」로는, 예를 들어, 에티닐기, 프로피닐기 등을 들 수 있다.
(5) 치환 알키닐기에 있어서의 「탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기」로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리기와 동일한 예를 들 수 있다.
(5) 치환 알키닐기에 있어서의 「탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기」로는, 예를 들어, D1 ~ D3에 있어서의 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환기와 동일한 예를 들 수 있다.
(5) 치환 알키닐기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다. (5) 치환 알키닐기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, (1) 탄화수소고리기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Rh의 바람직한 구체예로는, 하기의 기를 들 수 있다.
[화학식 17]
Figure pct00017
Rh의 더욱 바람직한 구체예로는, 하기의 기를 들 수 있다.
[화학식 18]
Figure pct00018
Rh의 특히 바람직한 구체예로는, 하기의 기를 들 수 있다.
[화학식 19]
Figure pct00019
상술한 Rh의 구체예는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다. 이 치환기로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등의, 할로겐 원자; 시아노기; 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기; 비닐기, 알릴기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 6의 알케닐기; 트리플루오로메틸기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 할로겐화 알킬기; 디메틸아미노기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기; 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기 등의, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기; 니트로기; -OCF3; -C(=O)-Rb; -O-C(=O)-Rb; -C(=O)-O-Rb; -SO2Ra; 등을 들 수 있다. Ra 및 Rb의 의미는, 상술한 바와 같다. 이들 중에서도, 할로겐 원자, 시아노기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 및 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기가 바람직하다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
Ri는, 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는 유기기를 나타낸다.
Ri의 바람직한 예로는, 1 이상의 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리를 갖는, 탄소 원자수 6 ~ 40의 탄화수소고리기를 들 수 있다.
또한, Ri의 다른 바람직한 예로는, 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는, 탄소 원자수 2 ~ 40의 복소환기를 들 수 있다.
Ri의 특히 바람직한 구체예로는, 하기의 기를 들 수 있다. R의 의미는, 상술한 바와 같다.
[화학식 20]
Figure pct00020
식(II-1) ~ 식(II-7) 중 어느 하나로 나타내어지는 기는, D1 ~ D6 이외에 치환기를 더 갖고 있어도 된다. 이 치환기로는, 예를 들어, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 할로겐화 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 N-알킬아미노기, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬아미노기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬술피닐기, 카르복실기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 티오알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 N-알킬술파모일기, 탄소 원자수 2 ~ 12의 N,N-디알킬술파모일기를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
식(I)에 있어서의 Ar의 바람직한 예로는, 하기의 식(III-1) ~ 식(III-10)으로 나타내어지는 기를 들 수 있다. 또한, 식(III-1) ~ 식(III-10)으로 나타내어지는 기는, 치환기로서 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 갖고 있어도 된다. 하기 식 중, *은, 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 21]
Figure pct00021
식(III-1) 및 식(III-4)의 특히 바람직한 구체예로는, 하기의 기를 들 수 있다. 하기 식 중, *은, 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 22]
Figure pct00022
[화학식 23]
Figure pct00023
[화학식 24]
Figure pct00024
식(I)에 있어서, Z1 및 Z2는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -O-CH2-, -CH2-O-, -O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -C(=O)-S-, -S-C(=O)-, -NR21-C(=O)-, -C(=O)-NR21-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CF2-CF2-, -O-CH2-CH2-O-, -CH=CH-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH=CH-, -CH2-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH2-, -CH2-O-C(=O)-, -C(=O)-O-CH2-, -CH2-CH2-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-C(=O)-, -C(=O)-O-CH2-CH2-, -CH=CH-, -N=CH-, -CH=N-, -N=C(CH3)-, -C(CH3)=N-, -N=N-, 및 -C≡C-로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 나타낸다. R21은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
식(I)에 있어서, A1, A2, B1 및 B2는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형 지방족기, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. A1, A2, B1 및 B2가 나타내는 기의 탄소 원자수(치환기의 탄소 원자수를 포함한다.)는, 각각 독립적으로, 통상 3 ~ 100이다. 그 중에서도, A1, A2, B1 및 B2는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 5 ~ 20의 고리형 지방족기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 2 ~ 20의 방향족기가 바람직하다.
A1, A2, B1 및 B2에 있어서의 고리형 지방족기로는, 예를 들어, 시클로펜탄-1,3-디일기, 시클로헥산-1,4-디일기, 1,4-시클로헵탄-1,4-디일기, 시클로옥탄-1,5-디일기 등의, 탄소 원자수 5 ~ 20의 시클로알칸디일기; 데카하이드로나프탈렌-1,5-디일기, 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일기 등의, 탄소 원자수 5 ~ 20의 비시클로알칸디일기; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 5 ~ 20의 시클로알칸디일기가 바람직하고, 시클로헥산디일기가 보다 바람직하며, 시클로헥산-1,4-디일기가 특히 바람직하다. 고리형 지방족기는, 트랜스체여도 되고, 시스체여도 되며, 시스체와 트랜스체의 혼합물이어도 된다. 그 중에서도, 트랜스체가 보다 바람직하다.
A1, A2, B1 및 B2에 있어서의 고리형 지방족기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, 할로겐 원자, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 5의 알콕시기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
A1, A2, B1 및 B2에 있어서의 방향족기로는, 예를 들어, 1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기, 1,4-나프틸렌기, 1,5-나프틸렌기, 2,6-나프틸렌기, 4,4'-비페닐렌기 등의, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기; 푸란-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기 등의, 탄소 원자수 2 ~ 20의 방향족 복소환기; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 탄소 원자수 6 ~ 20의 방향족 탄화수소고리기가 바람직하고, 페닐렌기가 더욱 바람직하며, 1,4-페닐렌기가 특히 바람직하다.
A1, A2, B1 및 B2에 있어서의 방향족기가 가질 수 있는 치환기로는, 예를 들어, A1, A2, B1 및 B2에 있어서의 고리형 지방족기가 가질 수 있는 치환기와 동일한 예를 들 수 있다. 치환기의 수는, 하나여도 되고, 복수여도 된다. 또한, 복수의 치환기는, 서로 동일해도 되고, 달라도 된다.
식(I)에 있어서, Y1 ~ Y4는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -NR22-C(=O)-, -C(=O)-NR22-, -O-C(=O)-O-, -NR22-C(=O)-O-, -O-C(=O)-NR22-, 및 -NR22-C(=O)-NR23-로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 나타낸다. R22 및 R23은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
식(I)에 있어서, G1 및 G2는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ~ 20의 지방족 탄화수소기; 그리고, 탄소 원자수 3 ~ 20의 지방족 탄화수소기에 포함되는 메틸렌기(-CH2-) 중 1 이상이 -O- 또는 -C(=O)-로 치환된 기;로 이루어지는 군에서 선택되는 유기기를 나타낸다. G1 및 G2의 상기 유기기에 포함되는 수소 원자는, 탄소 원자수 1 ~ 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 5의 알콕시기, 또는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, G1 및 G2의 양 말단의 메틸렌기(-CH2-)가 -O- 또는 -C(=O)-로 치환되지는 않는다.
G1 및 G2에 있어서의 탄소 원자수 1 ~ 20의 지방족 탄화수소기의 구체예로는, 탄소 원자수 1 ~ 20의 알킬렌기를 들 수 있다.
G1 및 G2에 있어서의 탄소 원자수 3 ~ 20의 지방족 탄화수소기의 구체예로는, 탄소 원자수 3 ~ 20의 알킬렌기를 들 수 있다.
식(I)에 있어서, P1 및 P2는, 각각 독립적으로, 중합성 관능기를 나타낸다. P1 및 P2에 있어서의 중합성 관능기로는, 예를 들어, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 등의, CH2=CR31-C(=O)-O-로 나타내어지는 기; 비닐기; 비닐에테르기; p-스틸벤기; 아크릴로일기; 메타크릴로일기; 카르복실기; 메틸카르보닐기; 수산기; 아미드기; 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬아미노기; 아미노기; 에폭시기; 옥세타닐기; 알데히드기; 이소시아네이트기; 티오이소시아네이트기; 등을 들 수 있다. R31은, 수소 원자, 메틸기, 또는 염소 원자를 나타낸다. 그 중에서도, CH2=CR31-C(=O)-O-로 나타내어지는 기가 바람직하고, CH2=CH-C(=O)-O-(아크릴로일옥시기), CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(메타크릴로일옥시기)가 보다 바람직하며, 아크릴로일옥시기가 특히 바람직하다.
식(I)에 있어서, p 및 q는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다.
식(I)로 나타내어지는 중합성 액정 화합물은, 예를 들어, 국제 공개 제2012/147904호에 기재되는, 하이드라진 화합물과 카르보닐 화합물의 반응에 의해 제조할 수 있다.
액정 조성물에 있어서의 중합성 액정 화합물의 비율은, 바람직하게는 10 중량% 이상, 보다 바람직하게는 15 중량% 이상, 특히 바람직하게는 18 중량% 이상이고, 바람직하게는 45 중량% 이하, 보다 바람직하게는 40 중량% 이하, 특히 바람직하게는 30 중량% 이하이다.
[2.2. 공중합체(배향 조제)]
배향 조제는, 소정의 모노머 유닛 A 및 모노머 유닛 B를 조합하여 함유하는 공중합체이다.
모노머 유닛 A는, 방향고리를 함유하는 1가의 기를 포함한다. 이 1가의 기는, 통상, 배향 조제로서의 공중합체의 주쇄에 대하여, 측쇄로서 결합하고 있다. 이에, 이하의 설명에 있어서, 이 「방향고리를 함유하는 1가의 기」를, 적당히 「측쇄기 A」라고 하는 경우가 있다.
모노머 유닛 A의 측쇄기 A가 함유하는 방향고리로는, 벤젠고리, 나프탈렌고리, 안트라센고리 등의 방향족 탄화수소고리를 들 수 있다. 그 중에서도, 벤젠고리가 바람직하다. 벤젠고리를 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 A의 1개의 측쇄기 A가 함유하는 방향고리의 수는, 1개여도 되고, 2개 이상이어도 된다. 그 중에서도, 1개의 측쇄기 A가 갖는 방향고리의 수는, 바람직하게는 2개 ~ 6개이고, 2개 ~ 4개가 특히 바람직하다. 1개의 측쇄기 A가 갖는 방향고리의 수가 상기의 범위에 있는 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 A의 측쇄기 A가 함유하는 방향고리는, 배향 조제로서의 공중합체의 주쇄에 직접 결합하는 것은 아니며, 적절한 연결기를 통하여 결합하고 있는 것이 바람직하다. 따라서, 측쇄기 A는, 방향고리, 및 이 방향고리와 모노머 유닛 A의 주쇄를 연결하는 연결기를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 연결기는, 산소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 것이 바람직하다. 특히 호적한 연결기의 예로는, 예를 들어, -COO-기를 포함하는 연결기를 들 수 있다. 이러한 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 A의 측쇄기 A의 탄소 원자수는, 바람직하게는 8 이상, 보다 바람직하게는 10 이상, 특히 바람직하게는 12 이상이고, 바람직하게는 32 이하, 보다 바람직하게는 28 이하, 특히 바람직하게는 24 이하이다. 측쇄기 A의 탄소 원자수가 상기 범위에 있음으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 A의 측쇄기 A의 분자량은, 바람직하게는 150 이상, 보다 바람직하게는 200 이상, 특히 바람직하게는 250 이상이고, 바람직하게는 800 이하, 보다 바람직하게는 700 이하, 특히 바람직하게는 600 이하이다. 측쇄기 A의 분자량이 상기 범위에 있음으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 A의 특히 바람직한 예로는, 하기 식(A)로 나타내어지는 모노머 유닛을 들 수 있다.
[화학식 25]
Figure pct00025
(상기 식(A)에 있어서,
Ra1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Xa1 및 Xa2는, 각각 독립적으로, 2가의 연결기를 나타내고,
Ra2는, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 및 이소시아네이트기(-N=C=O기)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 나타내고,
n1은, 1 ~ 14의 정수를 나타내고,
n2는, 1 또는 2의 정수를 나타내고,
n3은, 1 또는 2의 정수를 나타낸다.)
식(A)로 나타내어지는 모노머 유닛에 있어서는, 하기 식에 있어서 파선으로 둘러싼 1가의 기가, 측쇄기 A에 상당한다.
[화학식 26]
Figure pct00026
상기 식(A)에 있어서, Ra1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 그 중에서도, Ra1로는 메틸기가 바람직하다. 메틸기를 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
상기 식(A)에 있어서, Xa1은, 2가의 연결기를 나타낸다. Xa1의 예로는, -O-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-, -N=N-, -N=CH-, -C(=O)-NH-, -C≡C- 등을 들 수 있다. 그 중에서도, -O-가 바람직하다. -O-를 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
상기 식(A)에 있어서, Xa2는, 2가의 연결기를 나타낸다. Xa2의 예로는, -O-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-, -N=N-, -N=CH-, -C(=O)-NH-, -C≡C- 등을 들 수 있다. 그 중에서도, -C(=O)-O- 및 -O-C(=O)-가 바람직하고, -C(=O)-O-가 특히 바람직하다. Xa2로서 상기의 바람직한 연결기를 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
상기 식(A)에 있어서, Ra2는, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 나타낸다. 알킬기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을 들 수 있다. 알콕시기로는, 예를 들어, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등을 들 수 있다. 할로겐 원자로는, 예를 들어, 불소 원자, 염소 원자 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 알콕시기가 바람직하고, 메톡시기가 특히 바람직하다. 이러한 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
상기 식(A)에 있어서, n1은, 1 ~ 14의 정수를 나타낸다. 그 중에서도, n1은, 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 3 이상이고, 바람직하게는 14 이하, 보다 바람직하게는 12 이하, 특히 바람직하게는 10 이하이다. n1이 상기의 범위에 있는 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
식(A)에 있어서, n2는, 1 또는 2의 정수를 나타낸다.
식(A)에 있어서, n3은, 1 또는 2의 정수를 나타낸다.
식(A)로 나타내어지는 모노머 유닛 A의 예를 들면, 예를 들어, 하기 식(A-1)로 나타내어지는 모노머 유닛을 들 수 있다.
[화학식 27]
Figure pct00027
모노머 유닛 B는, 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 포함한다. 따라서, 통상은, 상기의 1가의 지방족 탄화수소기를 포함하는 1가의 기가, 배향 조제로서의 공중합체의 주쇄에 대하여, 측쇄로서 결합하고 있다. 이에, 이하의 설명에 있어서, 「치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 포함하는 상기의 1가의 기」를, 적당히 「측쇄기 B」라고 하는 경우가 있다.
모노머 유닛 B가 함유하는 1가의 지방족 탄화수소기는, 사슬형의 지방족 탄화수소기인 것이 바람직하다. 또한, 상기의 1가의 지방족 탄화수소기는, 포화 지방족 탄화수소기인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 상기의 1가의 지방족 탄화수소기는, 알킬기인 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 B가 함유하는 1가의 지방족 탄화수소기의 탄소 원자수는, 통상 1 ~ 30이다. 그 중에서도, 상기의 1가의 지방족 탄화수소기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 6 이상, 특히 바람직하게는 7 이상이고, 바람직하게는 22 이하, 보다 바람직하게는 15 이하, 특히 바람직하게는 10 이하이다. 1가의 지방족 탄화수소기의 탄소 원자수가 상기 범위에 있음으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 B가 함유하는 1가의 지방족 탄화수소기의 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 데실기, 이코실기 등의 알킬기를 들 수 있다. 그 중에서도, 분기쇄를 갖지 않는 직쇄 알킬기가 바람직하다. 직쇄 알킬기를 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 B가 함유하는 1가의 지방족 탄화수소기는, 당해 지방족 탄화수소기의 수소 원자가 치환기로 치환되어 있어도 된다. 치환기로는, 불소 원자, 염소 원자 등의 할로겐 원자 등을 들 수 있다. 치환기의 수는, 1개여도 되고, 2개 이상이어도 된다. 또한, 치환기의 종류는, 1종류여도 되고, 2종류 이상이어도 된다. 그 중에서도, 할로겐 원자가 바람직하고, 불소 원자가 보다 바람직하다. 나아가서는, 불소 원자는, 적어도 지방족 탄화수소기의 말단의 탄소 원자에 결합하고 있는 것이 특히 바람직하다. 이러한 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 B의 지방족 탄화수소기는, 배향 조제로서의 공중합체의 주쇄에 직접 결합하는 것은 아니며, 적절한 연결기를 통하여 결합하고 있는 것이 바람직하다. 따라서, 측쇄기 B는, 상술한 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기, 및 이 지방족 탄화수소기와 모노머 유닛 B의 주쇄를 연결하는 연결기를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 상기의 연결기는, 산소 원자 등의 헤테로 원자를 포함하는 것이 바람직하다. 특히 호적한 연결기의 예로는, 예를 들어, -COO-기를 포함하는 연결기를 들 수 있다. 이러한 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 B는, 방향고리를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 측쇄기 B는, 방향고리를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
모노머 유닛 B의 측쇄기 B의 탄소 원자수는, 바람직하게는 3 이상, 보다 바람직하게는 5 이상, 특히 바람직하게는 7 이상이고, 바람직하게는 16 이하, 보다 바람직하게는 14 이하, 특히 바람직하게는 12 이하이다. 측쇄기 B의 탄소 원자수가 상기 범위에 있음으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 B의 측쇄기 B의 분자량은, 바람직하게는 250 이상, 보다 바람직하게는 300 이상, 특히 바람직하게는 350 이상이고, 바람직하게는 800 이하, 보다 바람직하게는 700 이하, 특히 바람직하게는 600 이하이다. 측쇄기 B의 분자량이 상기 범위에 있음으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
모노머 유닛 B의 특히 바람직한 예로는, 하기 식(B)로 나타내어지는 모노머 유닛을 들 수 있다.
[화학식 28]
Figure pct00028
(상기 식(B)에 있어서,
Rb1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Xb1은, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타내고,
Rb2는, 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.)
식(B)로 나타내어지는 모노머 유닛에 있어서는, 하기 식에 있어서 파선으로 둘러싼 1가의 기가, 측쇄기 B에 상당한다.
[화학식 29]
Figure pct00029
상기 식(B)에 있어서, Rb1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 그 중에서도, Rb1로는 메틸기가 바람직하다. 메틸기를 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
상기 식(B)에 있어서, Xb1은, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결기의 예로는, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -(CH2CH2O)n4- 등을 들 수 있다. 여기서, n4는, 1 ~ 6의 정수를 나타낸다. 그 중에서도, 단결합이 바람직하다. Xb1이 단결합임으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
상기 식(B)에 있어서, Rb2는, 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 나타낸다. 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기의 범위는, 상술한 바와 같다.
식(B)로 나타내어지는 모노머 유닛 B의 예를 들면, 예를 들어, 하기 식(B-1)로 나타내어지는 모노머 유닛을 들 수 있다.
[화학식 30]
Figure pct00030
배향 조제로서의 공중합체에 함유되는 모노머 유닛 A와 모노머 유닛 B의 몰비(모노머 유닛 A:모노머 유닛 B)는, 바람직하게는 90:10 ~ 60:40, 보다 바람직하게는 85:15 ~ 65:35, 특히 바람직하게는 80:20 ~ 70:30이다. 모노머 유닛 A와 모노머 유닛 B의 몰비가 상기의 범위에 있는 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
배향 조제로서의 공중합체에 있어서의 모노머 유닛 A 및 모노머 유닛 B의 합계의 비율은, 바람직하게는 80 중량% ~ 100 중량%, 보다 바람직하게는 90 중량% ~ 100 중량%, 특히 바람직하게는 95 중량% ~ 100 중량%이다. 이와 같이 배향 조제로서의 공중합체에서 차지하는 모노머 유닛 A 및 모노머 유닛 B의 비율이 큰 경우에, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
공중합체에 있어서, 어느 모노머를 중합하여 형성되는 모노머 유닛의 상기 공중합체에 있어서의 비율은, 별도로 언급하지 않는 한, 통상은, 그 공중합체의 중합에 사용하는 전체 모노머에서 차지하는 당해 어느 모노머의 비율(투입비)과 일치한다. 따라서, 예를 들어, 공중합체에 있어서의 모노머 유닛 A의 비율은, 통상, 그 공중합체의 중합에 사용하는 전체 모노머에서 차지하는 모노머 유닛 A에 대응된 모노머의 비율과 일치한다.
배향 조제로서의 공중합체는, 모노머 유닛 A 및 모노머 유닛 B에 조합하여, 임의의 모노머 유닛을 더 함유하고 있어도 된다. 단, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 하는 관점에서, 임의의 모노머 유닛은 적은 것이 바람직하다.
배향 조제로서의 공중합체의 중량 평균 분자량 Mw는, 바람직하게는 2,000 이상, 보다 바람직하게는 2,500 이상, 특히 바람직하게는 3,000 이상이고, 바람직하게는 100,000 이하, 보다 바람직하게는 50,000 이하, 특히 바람직하게는 30,000 이하이다. 배향 조제의 중량 평균 분자량 Mw가 상기의 범위에 있음으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한, 통상은, 액정 경화층의 배향성을 양호하게 할 수 있다.
중량 평균 분자량은, 용매로서 테트라하이드로푸란을 사용한(단, 시료가 테트라하이드로푸란에 용해되지 않는 경우에는 톨루엔을 사용해도 된다) 겔·퍼미에이션·크로마토그래피에 의해, 폴리이소프렌 또는 폴리스티렌 환산의 값으로서 측정할 수 있다.
상술한 배향 조제로서의 공중합체는, 통상, 모노머 유닛 A에 대응된 모노머와, 모노머 유닛 B에 대응된 모노머를 공중합시키는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 식(A)로 나타내어지는 모노머 유닛 A 및 식(B)로 나타내어지는 모노머 유닛 B를 함유하는 배향 조제는, 모노머 유닛 A에 대응된 아크릴계 또는 메타크릴계의 모노머와, 모노머 유닛 B에 대응된 아크릴계 또는 메타크릴계의 모노머를 공중합시키는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
공중합은, 예를 들어, 라디칼 중합 방식, 양이온 중합 방식, 음이온 중합 방식 등의, 임의의 중합 방식으로 행할 수 있다. 공중합에 있어서는, 통상, 중합 개시제를 사용한다. 이 중합 개시제로는, 예를 들어, 아조비스이소부티로니트릴, 과산화벤조일 등을 사용할 수 있다.
액정 조성물에 포함되는 배향 조제의 양은, 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 1 중량부 이상, 보다 바람직하게는 2 중량부 이상, 특히 바람직하게는 3 중량부 이상이고, 바람직하게는 10 중량부 이하, 보다 바람직하게는 9 중량부 이하, 특히 바람직하게는 8 중량부 이하이다. 배향 조제의 양이 상기 범위에 있음으로써, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 효과적으로 크게 할 수 있다. 또한 특히, 배향 조제의 양이 상기 범위의 하한값 이상임으로써, 중합성 액정 화합물의 배향성을 향상시킬 수 있으므로, 액정 경화층에 있어서의 배향 결함의 발생을 억제할 수 있다.
[2.3. 임의의 성분]
액정 조성물은, 중합성 액정 화합물 및 배향 조제에 조합하여, 임의의 성분을 포함하고 있어도 된다. 또한, 임의의 성분은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
임의의 성분으로는, 예를 들어, 중합 개시제를 들 수 있다. 중합 개시제에 의해, 중합성 액정 화합물의 중합을 촉진할 수 있으므로, 액정 조성물의 경화를 신속하게 진행시킬 수 있다. 중합 개시제의 종류는, 액정 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물의 종류에 따라 선택할 수 있다. 예를 들어, 중합성 액정 화합물이 라디칼 중합성이면, 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다. 또한, 중합성 액정 화합물이 음이온 중합성이면, 음이온 중합 개시제를 사용할 수 있다. 또한, 중합성 액정 화합물이 양이온 중합성이면, 양이온 중합 개시제를 사용할 수 있다. 중합 개시제는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
중합 개시제의 양은, 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.5 중량부 이상이고, 바람직하게는 30 중량부 이하, 보다 바람직하게는 10 중량부 이하이다. 중합 개시제의 양이 상기 범위에 들어감으로써, 중합을 효율적으로 진행시킬 수 있다.
임의의 성분으로는, 예를 들어, 용매를 들 수 있다. 용매로는, 중합성 액정 화합물을 용해할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 용매로는, 통상, 유기 용매를 사용한다. 유기 용매의 예로는, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용매; 아세트산부틸, 아세트산아밀 등의 아세트산에스테르 용매; 클로로포름, 디클로로메탄, 디클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소 용매; 1,4-디옥산, 시클로펜틸메틸에테르, 테트라하이드로푸란, 테트라하이드로피란, 1,3-디옥소란, 1,2-디메톡시에탄 등의 에테르 용매; 및 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소계 용매;를 들 수 있다. 또한, 용매는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
용매의 끓는점은, 취급성이 우수한 관점에서, 바람직하게는 60℃ ~ 250℃, 보다 바람직하게는 60℃ ~ 150℃이다.
용매의 양은, 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 200 중량부 이상, 보다 바람직하게는 250 중량부 이상, 특히 바람직하게는 300 중량부 이상이고, 바람직하게는 650 중량부 이하, 보다 바람직하게는 550 중량부 이하, 특히 바람직하게는 450 중량부 이하이다. 용매의 양을, 상기 범위의 하한값 이상으로 함으로써 이물질 발생의 억제가 가능하고, 상기 범위의 상한값 이하로 함으로써 건조 부하의 저감이 가능하다.
액정 조성물이 포함할 수 있는 다른 임의의 성분으로는, 예를 들어, 금속; 금속 착체; 산화티탄 등의 금속 산화물; 염료, 안료 등의 착색제; 형광 재료, 인광 재료 등의 발광 재료; 계면 활성제; 레벨링제; 틱소제; 겔화제; 다당류; 자외선 흡수제; 적외선 흡수제; 항산화제; 이온 교환 수지; 등을 들 수 있다. 이들 성분의 양은, 중합성 액정 화합물 100 중량부에 대하여, 각각 0.1 중량부 ~ 20 중량부로 할 수 있다.
[3. 액정 경화층의 물성 및 치수]
액정 경화층은, 상술한 액정 조성물의 경화물로 형성되어 있다. 액정 조성물의 경화는, 통상, 중합성 액정 화합물의 중합에 의해 달성된다. 따라서, 액정 경화층은, 중합한 중합성 액정 화합물(즉, 중합성 액정 화합물의 중합체)을 포함한다. 액정 경화층은, 미중합의 중합성 액정 화합물을 포함하고 있어도 되지만, 액정 경화층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 전부가 중합되어 있는 것이 바람직하다.
액정 경화층이, 상기와 같이 중합 또는 미중합의 중합성 액정 화합물을 포함하므로, 액정 경화층에는, 그 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 포함된다. 액정 경화층에 있어서, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐은, 당해 액정 경화층의 층 평면에 대하여 소정의 범위의 경사 각도로 배향되어 있다. 구체적으로는, 상기의 경사 각도는, 통상 85° ~ 90°, 바람직하게는 86° ~ 90°, 특히 바람직하게는 87° ~ 90°이다. 이와 같이, 액정 경화층에 있어서는, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 두께 방향 또는 그것에 가까운 방향으로 배향시켜져 있다.
중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐의 배향 방향은, 통상, 중합성 액정 화합물의 분자의 굴절률 타원체에 있어서 최대의 굴절률의 방향과 일치한다. 따라서, 액정 경화층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도는, 액정 경화층의 리타데이션을 측정하고, 그 측정된 리타데이션으로부터 계산에 의해 구할 수 있다. 이렇게 하여 구해지는 경사 각도는, 액정 경화층에 포함되는 주쇄 메소겐의 평균으로서의 경사 각도를 나타낸다. 상기의 리타데이션의 측정은, 액정 경화층의 층 평면에 대하여 편각 -40° ~ 40°의 범위에서, 10° 피치의 측정 방향에서 행한다. 또한, 상기의 리타데이션의 측정은, 위상차계(Axometrics사 제조 「Axoscan」)를 사용하여 행할 수 있다. 상기의 위상차계에 의하면, 두께 방향의 리타데이션(Rth); 그리고, 중합성 액정 화합물의 분자의 굴절률 타원체에 있어서 최대의 굴절률의 방향과, 액정 경화층의 층 평면이 이루는 경사 각도(틸트각) β;가 자동적으로 계산된다.
액정 경화층에 있어서는, 통상, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐의 배향성은 양호하다. 따라서, 액정 경화층에서는, 배향 결함의 발생이 억제되어 있다. 따라서, 어느 실시형태에서는, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 면광원 상에 2매의 직선 편광판을 직교 니콜로 설치하고, 그 2매의 직선 편광판 사이에 액정 경화층을 설치한다. 액정 경화층에서는, 배향 결함의 발생이 억제되어 있으므로, 면내에 있어서의 리타데이션을 균일하게 할 수 있다. 따라서, 이 계의 면광원과는 반대측을, 액정 경화층의 층 평면에 대하여 수직한 방향에서 관찰한 경우, 주위와는 밝기가 다른 부분의 발생을 억제할 수 있다.
액정 경화층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 두께 방향 또는 그것에 가까운 방향으로 배향되어 있다. 따라서, 통상은, 액정 경화층의 면내 방향에서의 복굴절을 작게 할 수 있다. 따라서, 액정 경화층의 면내 리타데이션을 작게 할 수 있다. 따라서, 어느 실시형태에서는, 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 면광원 상에 2매의 직선 편광판을 직교 니콜로 설치하고, 그 2매의 직선 편광판 사이에 액정 경화층을 설치한다. 액정 경화층은, 면내 리타데이션이 작으므로, 당해 액정 경화층을 두께 방향으로 투과하는 편광의 편광 상태의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 이 계의 면광원과는 반대측을, 액정 경화층의 층 평면에 대하여 수직한 방향에서 관찰한 경우, 광의 투과를 억제할 수 있다.
액정 경화층의 구체적인 면내 리타데이션의 범위는, 액정 경화층의 용도에 따라 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 측정 파장 590nm에서의 액정 경화층의 면내 리타데이션은, 바람직하게는 0nm ~ 5nm, 보다 바람직하게는 0nm ~ 3nm, 특히 바람직하게는 0nm ~ 1nm일 수 있다.
액정 경화층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 두께 방향 또는 그것에 가까운 방향으로 배향되어 있으므로, 통상, 액정 경화층은, 당해 액정 경화층의 두께 방향에 큰 복굴절을 갖는다. 따라서, 액정 경화층은, 그 복굴절에 따른 크기의 두께 방향의 리타데이션을 가질 수 있다. 액정 경화층의 구체적인 두께 방향의 리타데이션의 범위는, 액정 경화층의 용도에 따라 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 측정 파장 590nm에서의 액정 경화층의 두께 방향의 리타데이션은, 바람직하게는 -160nm 이상, 보다 바람직하게는 -150nm 이상, 특히 바람직하게는 -140nm 이상이고, 바람직하게는 -10nm 이하, 보다 바람직하게는 -20nm 이하, 특히 바람직하게는 -30nm 이하일 수 있다.
중합성 액정 화합물이 역파장 분산 특성을 가지므로, 통상, 액정 경화층도 역파장 분산 특성을 갖는다. 따라서, 측정 파장 450nm 및 550nm에 있어서의 액정 경화층의 두께 방향의 리타데이션 Rth(450) 및 Rth(550)은, 통상, 하기의 식(ii)를 만족한다.
|Rth(450)| < |Rth(550)| (ii)
액정 경화층의 두께는, 액정 경화층의 용도에 따라 임의로 설정할 수 있다. 구체적인 액정 경화층의 두께는, 바람직하게는 0.3μm 이상, 보다 바람직하게는 0.5μm 이상, 특히 바람직하게는 0.7μm 이상, 또한, 바람직하게는 2.5μm 이하, 보다 바람직하게는 2.0μm 이하, 특히 바람직하게는 1.5μm 이하일 수 있다.
[4. 액정 경화층의 제조 방법]
액정 경화층의 제조 방법에 제한은 없다. 예를 들어, 액정 경화층은,
배향막을 형성하는 공정과;
배향막 상에, 액정 조성물의 층을 형성하는 공정과;
액정 조성물의 층을 경화시켜, 액정 경화층을 얻는 공정;을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 이하, 이 예에 따른 액정 경화층의 제조 방법에 대하여, 상세하게 설명한다.
[4.1. 배향막의 형성]
배향막으로는, 수직 배향성기를 갖는 화합물을 포함하는 재료로 형성된 막을 사용할 수 있다. 수직 배향성기란, 탄소 원자수가 6 ~ 20 정도인 탄화수소기를 포함하는 기를 나타내고, 구체적으로는 하기 식[C]로 나타내어지는 기를 나타낸다.
[화학식 31]
Figure pct00031
(식[C] 중,
Yc1은 단결합 또는 결합기를 나타내고,
Yc2는 단결합, 탄소 원자수 1 ~ 15의 알킬렌기 혹은 -CH2-CH(OH)-CH2-를 나타내거나, 또는 벤젠고리, 시클로헥산고리 및 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 고리형기를 나타내고, 상기 고리형기 상의 임의의 수소 원자가, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알콕시기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 불소 함유 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 불소 함유 알콕시기, 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 되고,
Yc3은 단결합 또는 탄소 원자수 1 ~ 15의 알킬렌기를 나타내고,
Yc4는 단결합을 나타내거나, 또는 벤젠고리, 시클로헥산고리 및 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 고리형기, 또는 탄소 원자수 17 ~ 30으로서 스테로이드 골격을 갖는 2가의 유기기를 나타내고, 상기 고리형기 상의 임의의 수소 원자가, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알콕시기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 불소 함유 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 불소 함유 알콕시기, 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 되고,
Yc5는 벤젠고리, 시클로헥산고리 및 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 고리형기를 나타내고, 이들 고리형기 상의 임의의 수소 원자가, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 알콕시기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 불소 함유 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 3의 불소 함유 알콕시기, 또는 불소 원자로 치환되어 있어도 되고,
nc는 0 ~ 4의 정수를 나타내고, nc가 2 이상인 경우, Yc5끼리는 동일해도 되고 달라도 되며,
Yc6은 수소 원자, 탄소 원자수 1 ~ 18의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 18의 불소 함유 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 18의 알콕시기, 또는 탄소 원자수 1 ~ 18의 불소 함유 알콕시기를 나타내고,
Yc2 및 Yc3에 있어서의 알킬렌기, 그리고, 상기 고리형기 상의 치환기 또는 Yc6에 있어서의 알킬기, 불소 함유 알킬기, 알콕시기 및 불소 함유 알콕시기는, 직쇄형, 분지형, 혹은 고리형 중 어느 하나 또는 그들의 조합이어도 되고,
또한 Yc2 및 Yc3에 있어서의 알킬렌기, 그리고, Yc6에 있어서의 알킬기, 불소 함유 알킬기, 알콕시기 및 불소 함유 알콕시기는, 결합기끼리가 이웃하지 않는 한 1 내지 3의 결합기로 중단되어 있어도 되고,
또한 Yc2, Yc4 혹은 Yc5가 2가의 고리형기를 나타내거나, 또는 Yc4가 스테로이드 골격을 갖는 2가의 유기기를 나타내거나, 또는 Yc2가 -CH2-CH(OH)-CH2-를 나타내거나, 또는 Yc2 혹은 Yc3이 알킬렌기를 나타내거나, 또는 Yc6이 알킬기 혹은 불소 함유 알킬기를 나타낼 때, 그 2가의 고리형기, 그 스테로이드 골격을 갖는 2가의 유기기, 그 -CH2-CH(OH)-CH2-, 그 알킬렌기, 그 알킬기 및 그 불소 함유 알킬기와, 그들에 인접하는 기의 결합은, 단결합이어도 되고 결합기를 통하고 있어도 되며,
그리고 상기 결합기는, -O-, -CH2O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NHCO-, -CONH-, -NH-CO-O-, -O-CO-NH- 및 -NH-CO-NH-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고,
단, Yc2 내지 Yc6은, 결합기도 포함시켜 탄소 원자수의 합계가 6 ~ 30이 되도록 선택된다).
바람직한 수직 배향성기로는, 예를 들어, 탄소 원자수 6 ~ 20 정도의 탄화수소기를 들 수 있다. 탄소 원자수 6 ~ 20의 탄화수소기로는, 예를 들어, 직쇄형, 분지형 혹은 고리형의, 탄소 원자수 6 ~ 20의 알킬기; 또는, 방향족기를 포함하는 탄소 원자수 6 ~ 20의 탄화수소기;를 들 수 있다.
수직 배향성기로는, 예를 들어, 상기 식[C]에 있어서, Yc1, Yc2 및 Yc4가 단결합이고, Yc3이 단결합 또는 탄소 원자수 1 ~ 15의 알킬렌기이고, nc가 0이고, Yc6이 탄소 원자수 1 ~ 18의 알킬기이고, Yc3과 Yc6의 탄소 원자수의 합계가 6 ~ 20인 알킬기(a-1)이 바람직하다. 이러한 알킬기(a-1)로는, 예를 들어, n-헥실기, 1-메틸-n-펜틸기, 2-메틸-n-펜틸기, 3-메틸-n-펜틸기, 4-메틸-n-펜틸기, 1,1-디메틸-n-부틸기, 1,2-디메틸-n-부틸기, 1,3-디메틸-n-부틸기, 2,2-디메틸-n-부틸기, 2,3-디메틸-n-부틸기, 3,3-디메틸-n-부틸기, 1-에틸-n-부틸기, 2-에틸-n-부틸기, 1,1,2-트리메틸-n-프로필기, 1,2,2-트리메틸-n-프로필기, 1-에틸-1-메틸-n-프로필기, 1-에틸-2-메틸-n-프로필기, n-헵틸기, 1-메틸-n-헥실기, 2-메틸-n-헥실기, 3-메틸-n-헥실기, 1,1-디메틸-n-펜틸기, 1,2-디메틸-n-펜틸기, 1,3-디메틸-n-펜틸기, 2,2-디메틸-n-펜틸기, 2,3-디메틸-n-펜틸기, 3,3-디메틸-n-펜틸기, 1-에틸-n-펜틸기, 2-에틸-n-펜틸기, 3-에틸-n-펜틸기, 1-메틸-1-에틸-n-부틸기, 1-메틸-2-에틸-n-부틸기, 1-에틸-2-메틸-n-부틸기, 2-메틸-2-에틸-n-부틸기, 2-에틸-3-메틸-n-부틸기, n-옥틸기, 1-메틸-n-헵틸기, 2-메틸-n-헵틸기, 3-메틸-n-헵틸기, 1,1-디메틸-n-헥실기, 1,2-디메틸-n-헥실기, 1,3-디메틸-n-헥실기, 2,2-디메틸-n-헥실기, 2,3-디메틸-n-헥실기, 3,3-디메틸-n-헥실기, 1-에틸-n-헥실기, 2-에틸-n-헥실기, 3-에틸-n-헥실기, 1-메틸-1-에틸-n-펜틸기, 1-메틸-2-에틸-n-펜틸기, 1-메틸-3-에틸-n-펜틸기, 2-메틸-2-에틸-n-펜틸기, 2-메틸-3-에틸-n-펜틸기, 3-메틸-3-에틸-n-펜틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기 등을 들 수 있다.
또한, 수직 배향성기로는, 상기 이외에도, 예를 들어, 상기 식[C]에 있어서, Yc1 내지 Yc4가 단결합이고, nc가 2 내지 3이고, Yc5가 벤젠고리 및 시클로헥산고리로 이루어지는 군에서 선택되는 2가의 고리형기이고, Yc6이 탄소 원자수 1 ~ 18의 알킬기인 기(a-2)가 바람직하다. 이러한 기(a-2)로는, 예를 들어, 하기(a-2-1) ~ (a-2-7)로 나타내어지는 기가 바람직하다.
[화학식 32]
Figure pct00032
식(a-2-1) ~ (a-2-7)에 있어서, Y6은, 탄소 원자수 1 ~ 18의 알킬기를 나타낸다.
또한, 수직 배향성기로는, 상기 이외에도, 예를 들어, 상기 식[C]에 있어서, Yc1 내지 Yc3이 단결합이고, Yc4가 탄소 원자수 17 ~ 30으로서 스테로이드 골격을 갖는 2가의 유기기이고, nc가 0이고, Yc6이 수소 원자인 기(a-3)이 바람직하다. 이러한 기(a-3)으로는, 예를 들어, 하기 식(a-3-1) ~ (a-3-8)로 나타내어지는 기가 바람직하다.
[화학식 33]
Figure pct00033
식(a-3-1) ~ (a-3-8)에 있어서, *은, 결합 위치를 나타낸다.
수직 배향성기의 상세에 대해서는, 국제 공개 제2015/019962호, 국제 공개 제2015/030004호, 국제 공개 제2016/031917호, 국제 공개 제2016/039337호, 및 국제 공개 제2016/129642호의 기재를 참조할 수 있다.
배향막은, 통상, 수직 배향성기를 갖는 화합물을 포함하는 배향막 조성물을 사용하여, 적절한 지지면 상에 형성할 수 있다. 지지면으로는, 배향막 조성물의 층을 지지할 수 있는 임의의 면을 사용할 수 있다. 이 지지면으로는, 액정 경화층의 면 상태를 양호하게 하는 관점에서, 오목부 및 볼록부가 없는 평탄면을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 액정 경화층의 생산성을 높이는 관점에서, 상기의 지지면으로는, 장척의 기재의 표면을 사용하는 것이 바람직하다. 「장척」이란, 폭에 대하여 5배 이상의 길이를 갖는 형상을 말하며, 바람직하게는 10배 혹은 그 이상의 길이를 갖고, 구체적으로는 롤상으로 권취되어 보관 또는 운반되는 정도의 길이를 갖는 필름의 형상을 말한다.
기재로는, 통상, 수지 필름 또는 유리판을 사용한다. 특히, 높은 온도에서 가열 처리 또는 배향 처리를 행하는 경우, 그 온도에 견딜 수 있는 기재를 선택하는 것이 바람직하다. 수지로는, 통상, 열가소성 수지를 사용한다. 그 중에서도, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성 및 경량성이 우수한 점에서, 노르보르넨계 수지 등의, 지환식 구조 함유 중합체를 포함하는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 기재에 포함되는 수지의 호적한 예를 상품명으로 들면, 노르보르넨계 수지로서, 닛폰 제온사 제조 「제오노아」를 들 수 있다.
수직 배향성기를 갖는 화합물로는, 수직 배향성기를 갖는 임의의 화합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 수직 배향성기를 갖는 화합물은, 안정적인 배향막을 얻는 관점에서, 수직 배향성기에 조합하여, 가교 가능한 가교성기를 포함하는 것이 바람직하다. 수직 배향성기를 갖는 화합물로는, 예를 들어, 국제 공개 제2015/019962호, 국제 공개 제2015/030004호, 국제 공개 제2016/031917호, 국제 공개 제2016/039337호, 및 국제 공개 제2016/129642호에 기재된 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 수직 배향성기를 갖는 화합물은, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
배향막 조성물은, 수직 배향성기를 갖는 화합물에 조합하여, 임의의 성분을 더 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 배향막 조성물은, 가교제를 포함하고 있어도 된다. 가교제를 사용함으로써, 안정적인 배향막을 얻을 수 있다. 가교제로는, 예를 들어, 국제 공개 제2015/019962호, 국제 공개 제2015/030004호, 국제 공개 제2016/031917호, 국제 공개 제2016/039337호, 및 국제 공개 제2016/129642호에 기재된 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 가교제는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 가교제의 양은, 수직 배향성기를 갖는 화합물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 1 중량부 이상, 보다 바람직하게는 5 중량부 이상이고, 바람직하게는 100 중량부 이하, 보다 바람직하게는 80 중량부 이하이다.
배향막 조성물이 포함할 수 있는 임의의 성분으로는, 예를 들어, 산 촉매를 들 수 있다. 산 촉매를 사용함으로써, 가교 반응을 촉진할 수 있다. 산 촉매로는, 예를 들어, 국제 공개 제2015/030004호에 기재된 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 산 촉매는, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 산 촉매의 양은, 수직 배향성기를 갖는 화합물 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.01 질량부 이상, 보다 바람직하게는 0.1 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 0.5 질량부 이상, 바람직하게는 20 질량부 이하, 보다 바람직하게는 15 질량부 이하, 특히 바람직하게는 10 질량부 이하이다.
배향막 조성물이 포함할 수 있는 임의의 성분의 다른 예로는, 예를 들어, 국제 공개 제2015/019962호, 국제 공개 제2015/030004호, 국제 공개 제2016/031917호, 국제 공개 제2016/039337호, 및 국제 공개 제2016/129642호에 기재된 화합물을 들 수 있다.
통상은, 배향막 조성물을 지지면에 도공하는 공정을 포함하는 형성 방법에 의해, 배향막을 형성할 수 있다. 도공 방법으로는, 예를 들어, 커튼 코팅법, 압출 코팅법, 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 바 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬라이드 코팅법, 인쇄 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 갭 코팅법, 및 디핑법을 들 수 있다.
배향막 조성물을 도공한 후, 필요에 따라, 도공에 의해 형성된 배향막 조성물의 층에 가열 처리를 실시하는 공정을 행하여도 된다. 가열 처리에 의해, 배향막 조성물의 층으로부터, 용매 등의 휘발 성분을 제거할 수 있다. 또한, 배향막 조성물이 가교 가능한 성분을 포함하는 경우, 가열 처리에 의해, 가교 반응을 진행시킬 수 있다. 가교에 의해, 배향막에 포함되는 성분의 액정 조성물로의 용출을 억제할 수 있다. 가열 온도는, 바람직하게는 60℃ ~ 200℃, 보다 바람직하게는 70℃ ~ 160℃이다. 또한, 가열 시간은, 바람직하게는 0.4분 ~ 60분, 보다 바람직하게는 0.5분 ~ 10분이다.
배향막 조성물을 지지면에 도공하고, 필요에 따라 가열 처리를 실시함으로써, 배향막을 얻을 수 있다. 이 배향막의 두께는, 예를 들어, 0.05μm ~ 5μm일 수 있다.
[4.2. 액정 조성물의 층의 형성]
배향막을 형성하는 공정 후에, 이 배향막 상에, 액정 조성물의 층을 형성하는 공정을 행한다. 액정 조성물은, 통상, 액체상으로 준비된다. 따라서, 통상은, 배향막 상에 액정 조성물을 도공하여, 액정 조성물의 층을 형성한다. 도공 방법으로는, 예를 들어, 배향막 조성물의 도공 방법과 동일한 예를 들 수 있다.
[4.3. 액정 조성물의 층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 배향]
액정 조성물의 층을 형성하는 공정 후에, 필요에 따라, 액정 조성물의 층에 배향 처리를 실시하여, 중합성 액정 화합물을 배향시키는 공정을 행한다. 이에 의해, 액정 조성물의 층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 분자가, 당해 층의 두께 방향 또는 그것에 가까운 방향으로 배향된다.
배향 처리에서는, 통상, 액정 조성물의 층을, 소정의 온도 조건으로 소정의 시간만큼 유지한다. 배향 온도는, 액정 조성물의 액정화 온도 이상의 온도로 할 수 있다. 또한, 배향 온도는, 기재에 포함되는 수지의 유리 전이 온도 미만의 온도인 것이 바람직하다. 이에 의해, 배향 처리에 의한 기재의 변형의 발생을 억제할 수 있다. 배향 처리의 조건의 구체예를 들면, 50℃ ~ 160℃의 온도 조건에 있어서, 30초간 ~ 5분간 처리하는 조건으로 할 수 있다.
단, 중합성 액정 화합물의 배향은, 특별한 처리를 실시하지 않아도 진행되는 경우가 있다. 따라서, 원하는 액정 경화층이 얻어지는 한, 배향 처리는, 반드시 행하지 않아도 된다.
[4.4. 액정 조성물의 층의 경화]
액정 조성물의 층을 형성하고, 필요에 따라 배향 처리를 실시한 후에, 액정 조성물의 층을 경화시켜, 액정 경화층을 얻는 공정을 행한다. 이 공정에서는, 통상, 중합성 액정 화합물의 중합에 의해, 액정 조성물의 층을 경화시킨다. 중합성 액정 화합물은, 통상, 그 분자의 배향을 유지한 채로 중합된다. 경화에 의해, 경화 전의 유동성이 소실되므로, 통상, 얻어지는 액정 경화층에서는, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐의 배향은, 경화 전의 상태 그대로 고정된다. 이와 같이 하여, 두께 방향 또는 그것에 가까운 방향으로 배향된 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐을 포함하는 액정 경화층이 얻어진다.
중합 방법으로는, 액정 조성물에 포함되는 성분의 성질에 적합한 방법을 선택할 수 있다. 중합 방법으로는, 예를 들어, 활성 에너지선을 조사하는 방법, 및 열중합법을 들 수 있다. 그 중에서도, 가열이 불필요하여, 실온에서 중합 반응을 진행시킬 수 있으므로, 활성 에너지선을 조사하는 방법이 바람직하다. 여기서, 조사되는 활성 에너지선에는, 가시광선, 자외선, 및 적외선 등의 광, 그리고 전자선 등의 임의의 에너지선이 포함될 수 있다.
그 중에서도, 조작이 간편한 점에서, 자외선 등의 광을 조사하는 방법이 바람직하다. 자외선 조사시의 온도는, 기재의 유리 전이 온도 이하로 하는 것이 바람직하고, 바람직하게는 150℃ 이하, 보다 바람직하게는 100℃ 이하, 특히 바람직하게는 80℃ 이하이다. 자외선 조사시의 온도의 하한은, 15℃ 이상으로 할 수 있다. 자외선의 조사 강도는, 바람직하게는 0.1 mW/cm2 이상, 보다 바람직하게는 0.5 mW/cm2 이상이고, 바람직하게는 10000 mW/cm2 이하, 보다 바람직하게는 5000 mW/cm2 이하이다. 자외선의 조사량은, 바람직하게는 0.1 mJ/cm2 이상, 보다 바람직하게는 0.5 mJ/cm2 이상이고, 바람직하게는 10000 mJ/cm2 이하, 보다 바람직하게는 5000 mJ/cm2 이하이다.
[4.5. 임의의 공정]
이상의 제조 방법에 의해, 액정 조성물의 경화물에 의해 형성된 액정 경화층을 얻을 수 있다. 이 제조 방법은, 상술한 공정에 조합하여, 임의의 공정을 더 포함하고 있어도 된다.
액정 경화층의 제조 방법은, 예를 들어, 지지면에 표면 처리를 실시하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 표면 처리에 의해, 지지면과 배향막의 밀착성을 높일 수 있다. 표면 처리로는, 예를 들어, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사 처리 등을 들 수 있다.
통상, 상기의 제조 방법에서는, 기재, 배향막 및 액정 경화층을 포함하는 복층 필름의 일부로서, 액정 경화층이 얻어진다. 이에, 액정 경화층의 제조 방법은, 임의의 공정으로서, 예를 들어, 상기의 복층 필름으로부터 기재를 박리하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 또한, 액정 경화층의 제조 방법은, 임의의 공정으로서, 예를 들어, 상기의 복층 필름으로부터 기재 및 배향막을 박리하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
또한, 액정 경화층의 제조 방법은, 임의의 공정으로서, 예를 들어, 액정 경화층을, 임의의 필름층에 전사하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 따라서, 예를 들어, 액정 경화층의 제조 방법은, 액정 경화층과 임의의 필름층을 첩합한 후에, 필요에 따라 기재 또는 배향막을 박리하여, 액정 경화층 및 임의의 필름층을 포함하는 필름을 얻는 공정을 포함하고 있어도 된다. 이 때, 첩합에는, 적절한 점착제 또는 접착제를 사용해도 된다.
또한, 액정 경화층의 제조 방법은, 예를 들어, 액정 경화층 상에, 임의의 층을 형성하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 임의의 층으로는, 예를 들어, 다른 부재와 접착하기 위한 접착제층; 필름의 미끄러짐성을 좋게 하는 매트층; 내충격성 폴리메타크릴레이트 수지층 등의 하드 코트층; 반사 방지층; 방오층; 등을 들 수 있다.
상기와 같은 제조 방법에 의하면, 장척의 기재를 사용하여, 장척의 액정 경화층을 얻을 수 있다. 이러한 제조 방법에 의하면, 액정 경화층의 연속적인 제조가 가능하여, 생산성이 우수하다. 또한, 장척의 액정 경화층은, 다른 필름층과의 첩합을, 롤투롤에 의해 행할 수 있으므로, 이 점에서도, 생산성이 우수하다. 통상, 장척의 액정 경화층은, 권취되어 롤의 상태에서 보존 및 운반이 이루어진다.
[4.6. 두께 방향으로의 배향을 달성할 수 있는 메커니즘의 설명]
상술한 제조 방법에 의해, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있는 메커니즘을, 예를 나타내어 설명한다. 단, 본 발명의 기술적 범위는, 이하에 설명하는 메커니즘에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은, 배향막(120) 상에 형성된 액정 조성물의 층(130)의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 이 예에 있어서는, 기재(110) 상에 배향막(120)이 형성되고, 이 배향막(120) 상에 액정 조성물의 층(130)이 형성되어 있다. 배향막(120)은, 수직 배향성기(121)를 갖는 화합물을 포함하는 재료로 형성되어 있으므로, 그 표면(120U)에, 수직 배향성기(121)를 갖는다. 이 수직 배향성기(121)는, 통상, 액정 조성물의 층(130)의 두께 방향으로 연장된다.
액정 조성물의 층(130)에는, 중합성 액정 화합물(131) 및 배향 조제(132)가 포함된다. 배향 조제(132)는, 주쇄(133)와, 이 주쇄에 결합한 측쇄(134)를 갖는다. 측쇄(134)는, 모노머 유닛 A의 측쇄기 A 및 모노머 유닛 B의 측쇄기 B의 일방 또는 양방에 상당한다. 이 때, 적어도 일부, 바람직하게는 전부의 배향 조제(132)는, 액정 조성물의 층(130)의 공기 계면(130U)의 근방에 편재할 수 있다. 그러면, 배향 조제(132)의 측쇄(134)는, 액정 조성물의 층(130)의 두께 방향으로 연장된다.
이러한 상태에서는, 중합성 액정 화합물(131)은, 배향막(120)의 수직 배향성기(121), 및 배향 조제(132)의 측쇄(134)에 의해, 그 주쇄 메소겐의 방향이 규제되어, 액정 조성물의 층(130)의 두께 방향 또는 그것에 가까운 방향으로 배향시켜진다. 이에 의해, 이 액정 조성물의 층(130)을 경화시켜 얻어지는 액정 경화층(도시 생략.)에 있어서, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있는 것으로, 본 발명자는 추찰한다.
[5. 광학 필름]
본 발명의 일 실시형태에 따른 광학 필름은, 상술한 액정 경화층을 구비한다. 이 광학 필름은, 액정 경화층의 우수한 광학 특성을 활용하여, 광학 부재로서 사용할 수 있다. 광학 필름의 구체적인 용도의 예를 들면, 편광자 보호 필름, 광학 보상 필름, 시야각 확대 필름 등을 들 수 있다.
광학 필름은, 액정 경화층만을 구비하는 필름이어도 되지만, 액정 경화층에 조합하여, 임의의 층을 더 구비하고 있어도 된다.
예를 들어, 광학 필름은, 배향막을 구비하고 있어도 된다. 이러한 광학 필름은, 통상, 액정 경화층 및 배향막을 포함하는 복층 구조를 갖는다.
또한, 예를 들어, 광학 필름은, 기재를 구비하고 있어도 된다. 이러한 광학 필름은, 통상, 액정 경화층, 배향막 및 기재를 이 순서로 포함하는 복층 구조를 갖는다.
또한, 예를 들어, 광학 필름은, λ/4판을 구비하고 있어도 된다. λ/4판이란, 파장 550nm에 있어서 소정의 범위의 면내 리타데이션을 갖는 층을 말한다. 구체적으로는, λ/4판의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션은, 바람직하게는 110nm 이상, 보다 바람직하게는 120nm 이상, 특히 바람직하게는 125nm 이상이고, 바람직하게는 165nm 이하, 보다 바람직하게는 155nm 이하, 특히 바람직하게는 150nm 이하이다. 이러한 λ/4판으로는, 예를 들어, 수지 필름을 연신하여 얻어지는 연신 필름, 상술한 액정 조성물과 동일 또는 다른 액정 조성물의 경화물로 형성된 광학 이방성층 등을 사용할 수 있다.
임의의 층의 다른 예로는, 위상차 필름; 다른 부재와 접착하기 위한 접착제층; 필름의 미끄러짐성을 좋게 하는 매트층; 내충격성 폴리메타크릴레이트 수지층 등의 하드 코트층; 반사 방지층; 방오층; 등을 들 수 있다.
광학 필름은, 투명성이 우수한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광학 필름의 전체 광선 투과율은, 바람직하게는 75% 이상, 보다 바람직하게는 80% 이상, 특히 바람직하게는 84% 이상이다. 또한, 광학 필름의 헤이즈는, 바람직하게는 5% 이하, 보다 바람직하게는 3% 이하, 특히 바람직하게는 1% 이하이다. 전체 광선 투과율은, 자외·가시 분광계를 사용하여, 파장 400nm ~ 700nm의 범위에서 측정할 수 있다. 또한, 헤이즈는, 헤이즈미터를 사용하여 측정할 수 있다.
[6. 편광판]
본 발명의 일 실시형태에 따른 편광판은, 상술한 광학 필름과, 직선 편광자를 구비한다. 광학 필름은, 상기와 같이, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있으므로, 두께 방향의 복굴절을 갖는다. 따라서, 광학 필름은, 편광판을 그 두께 방향에 대하여 평행도 수직도 아닌 경사 방향으로 투과하는 광에, 적절한 광학 보상을 행할 수 있다.
직선 편광자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 흡착시킨 후, 붕산욕 중에서 1축 연신함으로써 얻어지는 필름; 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 흡착시켜 연신하고 또한 분자쇄 중의 폴리비닐알코올 단위의 일부를 폴리비닐렌 단위로 변성함으로써 얻어지는 필름;을 들 수 있다. 또한, 직선 편광자의 다른 예로는, 그리드 편광자, 다층 편광자 등의, 편광을 반사광과 투과광으로 분리하는 기능을 갖는 편광자를 들 수 있다. 이들 중, 직선 편광자로는, 폴리비닐알코올을 함유하는 편광자가 바람직하다.
직선 편광자에 자연광을 입사시키면, 일방의 편광만이 투과한다. 이 직선 편광자의 편광도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 98% 이상, 보다 바람직하게는 99% 이상이다.
또한, 직선 편광자의 두께는, 바람직하게는 5μm ~ 80μm이다.
또한, 광학 필름이 λ/4판을 포함하는 경우, 이 광학 필름과 편광판을 조합하여 포함하는 편광판은, 원 편광판 또는 타원 편광판으로서 기능할 수 있다. 이러한 편광판은, 예를 들어, 디스플레이 장치에 설치한 경우에, 외광의 반사를 억제할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 편광판은, 편광 선글라스 착용시의 시인성을 향상시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 이들의 경우, 광학 필름이, 두께 방향의 복굴절을 갖는 액정 경화층을 구비하므로, 표시면에 대하여 수직한 정면 방향뿐만 아니라, 표시면에 대하여 비평행한 경사 방향에 있어서도, 상기의 효과를 얻을 수 있다.
편광판을 원 편광판으로서 기능시키고 싶은 경우, 직선 편광자의 편광 흡수축과 λ/4판의 지상축이 이루는 각도는, 45° 또는 그것에 가까운 각도인 것이 바람직하다. 상기의 각도는, 바람직하게는 45°±5°(즉, 40° ~ 50°), 보다 바람직하게는 45°±4°(즉, 41° ~ 49°), 특히 바람직하게는 45°±3°(즉, 42° ~ 48°)이다.
편광판은, 직선 편광자 및 광학 필름 이외에, 임의의 층을 더 포함하고 있어도 된다. 임의의 층으로는, 예를 들어, 직선 편광자와 광학 필름을 첩합하기 위한 접착층; 직선 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호 필름층; 등을 들 수 있다.
[7. 디스플레이 장치]
본 발명의 일 실시형태에 따른 디스플레이 장치는, 상술한 편광판을 구비한다. 이러한 디스플레이 장치로는, 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치(이하, 적당히 「유기 EL 표시 장치」라고 하는 경우가 있다.), 액정 표시 장치 등을 들 수 있다.
유기 EL 표시 장치는, 상술한 편광판을 구비하고, 통상은 유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 적당히 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있다.)를 더 구비한다. 유기 EL 표시 장치는, 통상, 유기 EL 소자의 시인측에 편광판을 구비한다. 또한, 편광판은, 유기 EL 소자측으로부터, 광학 필름 및 직선 편광자를 이 순서로 구비한다. 광학 필름이 λ/4판을 구비하는 경우, 그 편광판은, 반사 억제 필름으로서 기능할 수 있다.
이하, 편광판이 원 편광판으로서 기능하는 경우를 예로 들어, 반사 억제의 메커니즘을 설명한다. 장치 외부로부터 입사한 광은, 그 일부의 직선 편광만이 직선 편광자를 통과하고, 다음으로 그것이 λ/4판을 포함하는 광학 필름을 통과함으로써, 원 편광이 된다. 원 편광은, 유기 EL 소자 내의 광을 반사하는 구성 요소(유기 EL 소자의 반사 전극 등)에 의해 반사되어, 다시 광학 필름을 통과함으로써, 입사한 직선 편광의 진동 방향과 직교하는 진동 방향을 갖는 직선 편광이 되어, 직선 편광자를 통과하지 않게 된다. 여기서, 직선 편광의 진동 방향이란, 직선 편광의 전기장의 진동 방향을 의미한다. 이에 의해, 반사 억제의 기능이 달성된다. 이러한 반사 억제의 원리는, 일본 공개특허공보 평9-127885호를 참조할 수 있다. 광학 필름이 포함하는 액정 경화층이, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있음으로써, 두께 방향의 복굴절을 가지므로, 표시면의 정면 방향뿐만 아니라 경사 방향에 있어서도, 상기의 반사 억제 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 시야각이 넓은 유기 EL 표시 장치를 얻을 수 있다.
또한, 유기 EL 표시 장치에 있어서 편광판은, 유기 EL 소자측으로부터, 직선 편광자 및 λ/4판을 구비하는 광학 필름을 이 순서로 구비하고 있어도 된다. 예를 들어, 유기 EL 소자의 시인측에, λ/4판을 구비하는 광학 필름, 직선 편광자, 및 λ/4판을 구비하는 광학 필름을 이 순서로 구비하는 편광판이 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 후술하는 액정 표시 장치와 마찬가지로, 편광 선글라스 착용시의 시인성을 향상시킬 수 있다.
유기 EL 소자는, 통상, 투명 전극층, 발광층 및 전극층을 이 순서로 구비하고, 투명 전극층 및 전극층으로부터 전압이 인가됨으로써 발광층이 광을 발생할 수 있다. 유기 발광층을 구성하는 재료의 예로는, 폴리파라페닐렌비닐렌계, 폴리플루오렌계, 및 폴리비닐카르바졸계의 재료를 들 수 있다. 또한, 발광층은, 복수의 발광색이 다른 층의 적층체, 혹은 어느 색소의 층에 다른 색소가 도핑된 혼합층을 갖고 있어도 된다. 또한, 유기 EL 소자는, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 등전위면 형성층, 전하 발생층 등의 기능층을 구비하고 있어도 된다.
액정 표시 장치는, 상술한 편광판을 구비하고, 통상은 액정 셀을 더 구비한다. 액정 표시 장치는, 통상, 액정 셀의 시인측에 편광판을 구비한다.
편광판이, 액정 셀측으로부터 직선 편광자 및 λ/4판을 구비하는 광학 필름을 이 순서로 구비하는 경우, 편광 선글라스 착용시의 시인성을 향상시킬 수 있다. 이하, 편광판이 원 편광판으로서 기능하는 경우를 예로 들어, 시인성 향상의 메커니즘을 설명한다. 화상을 표시하는 광은, 액정 셀 및 편광판의 직선 편광자를 투과한 시점에서는, 직선 편광이 되어 있다. 이 직선 편광은, 편광 선글라스에 의해 차단될 수 있다. 그러나, 상기의 직선 편광은, λ/4판을 포함하는 광학 필름을 투과함으로써, 원 편광이 된다. 이 원 편광의 적어도 일부는 편광 선글라스를 투과할 수 있으므로, 편광 선글라스 착용시의 시인성을 향상시킬 수 있다. 광학 필름이 포함하는 액정 경화층이, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도를 크게 할 수 있음으로써, 두께 방향의 복굴절을 가지므로, 표시면의 정면 방향뿐만 아니라 경사 방향에 있어서도, 상기의 시인성 향상 효과를 얻을 수 있다. 그 결과, 편광 선글라스 착용시에 있어서도 시야각이 넓은 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
액정 셀은, 예를 들어, 인플레인 스위칭(IPS) 모드, 버티컬 얼라인먼트(VA) 모드, 멀티 도메인 버티컬 얼라인먼트(MVA) 모드, 컨티뉴어스 핀휠 얼라인먼트(CPA) 모드, 하이브리드 얼라인먼트 네마틱(HAN) 모드, 트위스티드 네마틱(TN) 모드, 슈퍼 트위스티드 네마틱(STN) 모드, 옵티컬 컴펜세이티드 벤드(OCB) 모드 등, 임의의 모드의 액정 셀을 사용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다.
이하의 설명에 있어서, 양을 나타내는 「%」 및 「부」는, 별도로 언급하지 않는 한, 중량 기준이다. 또한, 이하에 설명하는 조작은, 별도로 언급하지 않는 한, 상온 상압 대기 중에 있어서 행하였다.
[실시예 1]
(1-1. 배향막 조성물의 조제)
배향재 조성물(닛산 화학사 제조 「HSPA-612」) 100.0 중량부, 및 배향재용 경화제 조성물(닛산 화학사 제조 「HSPA-CAT1」) 3.0 중량부를 혼합하고, 교반하여, 배향막 조성물(1)을 조제하였다. 상기의 배향재 조성물 및 배향재용 경화제 조성물 각각의 조성은, 하기 표 1에 나타내는 바와 같다. 배향재 조성물(닛산 화학사 제조 「HSPA-612」)은, 식[C]로 나타내어지는 수직 배향성기 및 가교성기를 포함하는 화합물과, 가교제를, 수지 조성물로서 포함한다.
Figure pct00034
(1-2. 배향막의 형성)
지지체로서, 노르보르넨계 중합체로 형성된 장척의 수지 필름(닛폰 제온사 제조 「제오노아 필름: ZF16-100」; 두께 100μm)을 준비하였다. 이 수지 필름에 포함되는 수지의 유리 전이 온도 Tg는, 163℃였다.
지지체의 표면에, 200 W·min/m2의 강도로, 코로나 처리를 실시하였다. 지지체의 코로나 처리면에, 상기의 배향막 조성물(1)을 와이어 바(#2)를 사용해 바 코트하여, 배향막 조성물(1)의 층을 형성하였다. 그 후, 배향막 조성물(1)의 층에, 건조 오븐 내에서 110℃ 1분간의 조건으로 가열 처리를 실시하여, 지지체 상에 배향막을 형성하였다. 이에 의해, 지지체 및 배향막을 구비하는 복층 지지 필름을 얻었다.
(1-3. 배향 조제의 제조)
식(X-1)로 나타내어지는 방향고리를 함유하는 모노머, 식(X-2)로 나타내어지는 지방족 탄화수소기를 함유하는 모노머, 식(X-3)으로 나타내어지는 중합 개시제로서의 아조비스이소부티로니트릴, 및 용매로서의 시클로펜타논을, 하기 표 2에 나타내는 중량비로 혼합 및 교반하여 용해시켰다. 그 후, 질소 분위기하, 80℃에서 16시간 반응시킴으로써, 식(X-4)로 나타내어지는 공중합체로서의 배향 조제를 포함하는 시클로펜타논 용액을 얻었다. 계속해서, 이 용액에 건조 처리를 행하고, 시클로펜타논을 휘발시켜, 배향 조제를 얻었다.
Figure pct00035
[화학식 34]
Figure pct00036
(1-4. 액정 조성물의 제조)
하기 식(I-1)로 나타내어지고 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물 100 중량부와, 상기의 배향 조제 5 중량부와, 광중합 개시제(BASF사 제조 「Irgacure Oxe04」) 3 중량부와, 시클로펜타논 432 중량부를 혼합 및 교반해 용해시켜, 액정 조성물을 얻었다.
[화학식 35]
Figure pct00037
(1-5. 액정 경화층의 제조)
상기의 복층 지지 필름의 배향막 상에, 액정 조성물을 와이어 바(#4)를 사용해 바 코트하여, 액정 조성물의 층을 형성하였다. 계속해서, 액정 조성물의 층에, 건조 오븐 내에서 110℃ 3분간의 조건으로 배향 처리를 실시하였다. 그 후, 액정 조성물의 층에, 산소 농도 1000 ppm 이하의 분위기하에서, 고압 수은 램프를 사용해 500 mJ/cm2 이상의 자외선을 조사하여, 액정 조성물의 층을 경화시켰다. 이에 의해, 액정 경화층/배향막/지지체를 구비하는 광학 필름을 얻었다.
(1-6. 평가용 시료의 제작)
상기의 광학 필름의 액정 경화층측의 면에, 200 W·min/m2의 강도로 코로나 처리를 실시하였다. 이 코로나 처리가 실시된 액정 경화층의 면과, 유리 기판을, 점착제를 개재하여 첩합하였다. 그 후, 배향막 및 지지체를 박리하여, 액정 경화층/점착제/유리 기판을 구비하는 평가용 시료(1)를 얻었다.
(1-7. 액정 경화층의 배향 상태의 관찰)
면광원 상에 2매의 직선 편광판을 직교 니콜로 설치하였다. 2매의 직선 편광판 사이에 평가용 시료(1)를 설치하였다. 이 때, 평가용 시료(1)는, 직선 편광판의 면내 방향과 평가용 시료의 액정 경화층의 층 평면이 평행이 되도록 설치하였다.
면광원을 발광시킨 상태에서, 평가용 시료(1)의 액정 경화층의 층 평면에 대하여 수직한 방향에서 관찰을 행하였다(평행 배치). 이 관찰은, 면광원으로부터 먼 쪽의 직선 편광판보다, 상기 면광원으로부터 더욱 먼 위치에서 행하였다. 그 결과, 편광 해소 또는 면내 리타데이션에 의한 광 누출은 없었다.
또한, 편광판 평면의 동일면 내에 있어서, 편광판의 흡수축에 대하여 45° 방향의 축을 중심으로 하여, 평가용 시료(1)의 액정 경화층의 층 평면을, 미소하게 회전시켰다(경사 배치). 이 상태에서 관찰을 행한 결과, 광 누출이 관찰되었다.
(1-8. 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐의 경사 각도의 측정)
평가용 시료(1)에 대하여, 위상차계(Axometrics사 제조 「Axoscan」)를 사용하여, 편각 -40° ~ 40°의 범위에서 10° 피치로 리타데이션을 측정하였다. 유리 기판 및 점착제는 리타데이션을 갖지 않으므로, 측정되는 리타데이션은, 평가용 시료(1)의 액정 경화층의 리타데이션이다. 이 측정 결과로부터, 상기의 위상차계에 의한 자동 계산에 의해, 액정 경화층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 층 평면에 대하여 이루는 경사 각도 β를 구하였다. 경사 각도 β는, 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 면내 방향으로 배향되어 있으면 0°가 되고, 주쇄 메소겐이 액정 경화층의 두께 방향과 평행해 있으면 90°가 된다.
측정의 결과, 평가용 시료(1)의 주쇄 메소겐의 경사 각도 β는, 90.0°였다. 이 결과로부터, 평가용 시료(1)의 액정 경화층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이, 액정 경화층의 두께 방향으로 배향되어 있는 것이 확인되었다.
[실시예 2]
상기 공정(1-4)에 있어서, 배향 조제의 양을 3 중량부로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 평가용 시료(2)의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 3]
상기 공정(1-4)에 있어서, 배향 조제의 양을 1 중량부로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 평가용 시료(3)의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 4]
상기 공정(1-4)에 있어서, 배향 조제의 양을 7 중량부로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 평가용 시료(4)의 제조 및 평가를 행하였다.
[실시예 5]
상기 공정(1-3)에 있어서, 식(X-1)로 나타내어지는 방향고리를 함유하는 모노머와, 식(X-2)로 나타내어지는 지방족 탄화수소기를 함유하는 모노머의 몰비를 80:20으로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 평가용 시료(5)의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 1]
상기 공정(1-4)에 있어서, 배향 조제를 사용하지 않았다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 평가용 시료(6)의 제조 및 평가를 행하였다.
[비교예 2]
배향막의 형성을 행하지 않았다. 즉, 지지체로서의 수지 필름의 표면에, 200 W·min/m2의 강도로 코로나 처리를 실시하였다. 그리고, 이 지지체의 코로나 처리면에, 액정 조성물의 바 코트를 행하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 평가용 시료(8)의 제조 및 평가를 행하였다.
[결과]
실시예 및 비교예의 결과를, 하기의 표 3에 나타낸다. 하기의 표 3에 있어서, 약칭의 의미는, 하기와 같다.
몰비(A/B): 식(X-1)로 나타내어지는 방향고리를 함유하는 모노머와, 식(X-2)로 나타내어지는 지방족 탄화수소기를 함유하는 모노머의 중합비(몰비).
평행 배치: 평가용 시료의 액정 경화층의 층 평면에 대하여 수직한 방향에서의 관찰 결과.
경사 배치: 평가용 시료의 액정 경화층의 층 평면에 대하여 경사진 방향에서의 관찰 결과.
Figure pct00038
[검토]
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예에서는, 주쇄 메소겐의 경사각 β의 값으로서, 90° 또는 90°에 가까운 값이 얻어지고 있다. 또한, 실시예에서는, 평행 배치에서의 광 누출이 없거나 거의 없는 점에서, 배향 상태가 양호한 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해, 중합성 액정 화합물의 양호한 수직 배향 상태가 달성되어, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이 두께 방향으로 배향된 액정 경화층을 실현할 수 있었던 것이 확인되었다.
이에 대하여, 비교예에서는, 중합성 액정 화합물에 배향 불량이 발생하여, 배향 결함이 발생하였다. 그리고, 그 결과, 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐을 두께 방향으로 배향시킬 수 없었다.
110 기재
120 배향막
120U 배향막의 표면
121 수직 배향성기
130 액정 조성물의 층
130U 액정 조성물의 층의 공기 계면
131 중합성 액정 화합물
132 배향 조제
133 배향 조제의 주쇄
134 배향 조제의 측쇄

Claims (11)

  1. 액정 조성물의 경화물로 형성된 액정 경화층으로서,
    상기 액정 조성물이, 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물과, 방향고리를 함유하는 1가의 기를 포함하는 모노머 유닛 A, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 포함하는 모노머 유닛 B를 함유하는 공중합체를 포함하고,
    상기 액정 경화층에 있어서, 상기 중합성 액정 화합물의 주쇄 메소겐이, 상기 액정 경화층의 층 평면에 대하여 85° ~ 90°의 경사 각도로 배향되어 있는, 액정 경화층.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물이, 하기 식(I)로 나타내어지는, 액정 경화층.
    [화학식 1]
    Figure pct00039

    [상기 식(I)에 있어서,
    Ar은, 하기 식(II-1) ~ 식(II-7) 중 어느 하나로 나타내어지는 기를 나타낸다. 단, 식(II-1) ~ 식(II-7) 중 어느 하나로 나타내어지는 기는, D1 ~ D6 이외에 치환기를 갖고 있어도 된다.
    [화학식 2]
    Figure pct00040

    (상기 식(II-1) ~ 식(II-7)에 있어서,
    *은, Z1 또는 Z2와의 결합 위치를 나타낸다.
    E1 및 E2는, 각각 독립적으로, -CR11R12-, -S-, -NR11-, -CO- 및 -O-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. R11 및 R12는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기를 나타낸다.
    D1 ~ D3은, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소고리기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 복소환기를 나타낸다.
    D4 ~ D5는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 비고리형기를 나타낸다. D4 및 D5는, 하나가 되어 고리를 형성하고 있어도 된다.
    D6은, -C(Rf)=N-N(Rg)Rh, -C(Rf)=N-N=C(Rg)Rh, 및 -C(Rf)=N-N=Ri로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. Rf는, 수소 원자; 그리고, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. Rg는, 수소 원자; 그리고, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소 원자수 1 ~ 30의 유기기;로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다. Rh는, 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는 유기기를 나타낸다. Ri는, 탄소 원자수 6 ~ 30의 방향족 탄화수소고리 및 탄소 원자수 2 ~ 30의 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 방향고리를 갖는 유기기를 나타낸다.)
    Z1 및 Z2는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -O-CH2-, -CH2-O-, -O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -C(=O)-S-, -S-C(=O)-, -NR21-C(=O)-, -C(=O)-NR21-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH2-CH2-, -CF2-CF2-, -O-CH2-CH2-O-, -CH=CH-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH=CH-, -CH2-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH2-, -CH2-O-C(=O)-, -C(=O)-O-CH2-, -CH2-CH2-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-C(=O)-, -C(=O)-O-CH2-CH2-, -CH=CH-, -N=CH-, -CH=N-, -N=C(CH3)-, -C(CH3)=N-, -N=N-, 및 -C≡C-로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 나타낸다. R21은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
    A1, A2, B1 및 B2는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 고리형 지방족기, 및 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족기로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타낸다.
    Y1 ~ Y4는, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -NR22-C(=O)-, -C(=O)-NR22-, -O-C(=O)-O-, -NR22-C(=O)-O-, -O-C(=O)-NR22-, 및 -NR22-C(=O)-NR23-로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 나타낸다. R22 및 R23은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기를 나타낸다.
    G1 및 G2는, 각각 독립적으로, 탄소 원자수 1 ~ 20의 지방족 탄화수소기; 그리고, 탄소 원자수 3 ~ 20의 지방족 탄화수소기에 포함되는 메틸렌기 중 1 이상이 -O- 또는 -C(=O)-로 치환된 기;로 이루어지는 군에서 선택되는 유기기를 나타낸다. G1 및 G2의 상기 유기기에 포함되는 수소 원자는, 탄소 원자수 1 ~ 5의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 5의 알콕시기, 또는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, G1 및 G2의 양 말단의 메틸렌기가 -O- 또는 -C(=O)-로 치환되지는 않는다.
    P1 및 P2는, 각각 독립적으로, 중합성 관능기를 나타낸다.
    p 및 q는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다.)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 모노머 유닛 A가, 하기 식(A)로 나타내어지고,
    상기 모노머 유닛 B가, 하기 식(B)로 나타내어지는, 액정 경화층.
    [화학식 3]
    Figure pct00041

    (상기 식(A)에 있어서,
    Ra1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
    Xa1 및 Xa2는, 각각 독립적으로, 2가의 연결기를 나타내고,
    Ra2는, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알킬기, 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기, 할로겐 원자, 시아노기, 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 나타내고,
    n1은, 1 ~ 14의 정수를 나타내고,
    n2는, 1 또는 2의 정수를 나타내고,
    n3은, 1 또는 2의 정수를 나타낸다.)
    [화학식 4]
    Figure pct00042

    (상기 식(B)에 있어서,
    Rb1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
    Xb1은, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타내고,
    Rb2는, 치환기를 갖고 있어도 되는 1가의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.)
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모노머 유닛 A와 상기 모노머 유닛 B의 몰비가, 90:10 ~ 60:40인, 액정 경화층.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 경화층을 구비하는, 광학 필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    배향막을 더 구비하는, 광학 필름.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    기재를 더 구비하는, 광학 필름.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    λ/4판을 더 구비하는, 광학 필름.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과, 직선 편광자를 구비하는, 편광판.
  10. 제 9 항에 기재된 편광판을 구비하는, 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 경화층의 제조 방법으로서,
    배향막을 형성하는 공정과,
    상기 배향막 상에, 액정 조성물의 층을 형성하는 공정과,
    액정 조성물의 층을 경화시켜, 액정 경화층을 얻는 공정을 포함하는, 액정 경화층의 제조 방법.
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