KR20210080230A - 중합성 액정 조성물, 편광막, 편광 필름 및 편광판 - Google Patents

중합성 액정 조성물, 편광막, 편광 필름 및 편광판 Download PDF

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polarizing film
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요스케 오타
마사요시 도쿠다
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물, 이색성 색소 및 광 중합 개시제를 포함하는 중합성 액정 조성물로서, 상기 광 중합 개시제가 식 (A1) :
Figure pat00039

[식 (A1) 중,
C1 및 C2 는 탄소 원자를 나타내고,
m 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타내고,
*1 및 *2 는 결합손 (단결합) 을 나타내고, *1 과 *2 는 서로 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 되고,
R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 식 (A1-1) :
Figure pat00040

[식 (A1-1) 중, Z1 은, 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기가 -CH2- 단위를 갖는 경우에는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알칸디일기가 =CH- 단위를 갖는 경우에는, =N- 로 치환되어 있어도 되고, A1 은, 적어도 1 개의 탄소 원자를 갖는 중합 개시기를 나타내고, k1 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다]
로 나타내는 기, 수소 원자, 알킬기 또는 알케닐기를 나타내고, 그 알킬기가 갖는 -CH2- 단위는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알케닐기가 갖는 =CH- 단위는, =N- 로 치환되어 있어도 되고, R1 ∼ R4 중 적어도 1 개는 식 (A1-1) 로 나타내는 기이고, 상기 R1 ∼ R4 가 식 (A1-1) 로 나타내는 기, 알킬기 또는 알케닐기인 경우, 그 R1 ∼ R4 에 포함되는 탄소 원자는, 식 (A1) 에 포함되는 C1, C2, *1 및/또는 *2 와 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 된다]
로 나타내는 구조를 포함하는, 중합성 액정 조성물.

Description

중합성 액정 조성물, 편광막, 편광 필름 및 편광판 {POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, POLARIZER, POLARIZING FILM AND POLARIZING PLATE}
본 발명은, 중합성 액정 조성물에 관한 것으로, 상기 중합성 액정 조성물로부터 형성되는 편광막 및 그 제조 방법, 그리고, 상기 편광막을 포함하는 편광 필름, 편광판 및 그것을 구비하는 표시 장치에도 관한 것이다.
종래, 편광판은, 액정 표시 패널이나 유기 일렉트로 루미네선스 (유기 EL) 표시 패널 등의 각종 화상 표시 패널에 있어서, 액정 셀이나 유기 EL 표시 소자 등의 화상 표시 소자에 첩합 (貼合) 되어 사용되고 있다. 이와 같은 편광판으로서, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 요오드나 이색성 염료 등의 이색성을 나타내는 화합물을 흡착 배향시킨 편광자의 적어도 일방의 면에, 접착층을 개재하여, 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 보호층을 적층한 구성을 갖는 편광판이 알려져 있다.
최근, 화상 표시 패널 등의 디스플레이에 대하여 박형화의 계속적인 요구가 존재하고 있고, 그 구성 요소의 하나인 편광판이나 편광자에 대해서도 새로운 박형화가 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 대하여, 예를 들어, 중합성 액정 화합물과 이색성을 나타내는 화합물로 이루어지는 박형의 호스트 게스트형 편광자가 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2013-210624호).
그러나, 상기 특허문헌에 기재되는 바와 같은 호스트 게스트형 편광자는, 일반적으로, 중합성 액정 화합물과 이색성 색소와 중합 개시제를 함유한 조성물을 경화시켜 제조되고, 그 제조 과정에 있어서 자외선 등의 활성 에너지선을 조사했을 때에, 편광자를 형성하는 조성물에 포함되는 중합 개시제로부터 발생하는 활성종에 의해 이색성 색소가 변성하기 쉬워, 더욱 우수한 편광 성능이 요구되는 경우가 있었다. 또, 시간 경과적인 내광성의 저하를 억제하는 것이 기대되고 있었다.
그래서, 본 발명은, 편광막 (편광자) 을 형성할 때에 이색성 색소의 변성을 잘 발생시키지 않고, 우수한 편광 성능을 갖고, 또한, 시간 경과적인 내광성 저하가 억제된 편광막을 형성하는 데에 적합한 중합성 액정 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자 등은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은, 이하의 적합한 양태를 제공하는 것이다.
[1] 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물, 이색성 색소 및 광 중합 개시제를 포함하는 중합성 액정 조성물로서, 상기 광 중합 개시제가 식 (A1) :
Figure pat00001
[식 (A1) 중,
C1 및 C2 는 탄소 원자를 나타내고,
m 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타내고,
*1 및 *2 는 결합손 (단결합) 을 나타내고, *1 과 *2 는 서로 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 되고,
R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 식 (A1-1) :
Figure pat00002
[식 (A1-1) 중, Z1 은, 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기가 -CH2- 단위를 갖는 경우에는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알칸디일기가 =CH- 단위를 갖는 경우에는, =N- 로 치환되어 있어도 되고, A1 은, 적어도 1 개의 탄소 원자를 갖는 중합 개시기를 나타내고, k1 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다]
로 나타내는 기, 수소 원자, 알킬기 또는 알케닐기를 나타내고, 그 알킬기가 갖는 -CH2- 단위는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알케닐기가 갖는 =CH- 단위는, =N- 로 치환되어 있어도 되고, R1 ∼ R4 중 적어도 1 개는 식 (A1-1) 로 나타내는 기이고, 상기 R1 ∼ R4 가 식 (A1-1) 로 나타내는 기, 알킬기 또는 알케닐기인 경우, 그 R1 ∼ R4 에 포함되는 탄소 원자는, 식 (A1) 에 포함되는 C1, C2, *1 및/또는 *2 와 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 된다]
로 나타내는 구조를 포함하는 화합물인, 중합성 액정 조성물.
[2] 중합성 액정 화합물이 식 (A2) :
U1-V1-W1-(X1-Y1)n-X2-W2-V2-U2 (A2)
[식 (A2) 중,
X1 및 X2 는, 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 및 니트로기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자는, 산소 원자 또는 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 되고, X1 및 X2 중 적어도 하나는, 상기 치환기를 갖고 있어도 되는 1,4-페닐렌기 또는 상기 치환기를 갖고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이고,
n 은 1 ∼ 3 이고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 X1 및 X2 는, 동일해도 되고, 각각 상이해도 되고,
Y1 은, 단결합 또는 2 가의 연결기이고,
U1 은, 수소 원자 또는 중합성기를 나타내고,
U2 는, 중합성기를 나타내고,
W1 및 W2 는, 서로 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이고,
V1 및 V2 는, 서로 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기를 구성하는 -CH2- 는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 된다.]
로 나타내는 중합성 액정 화합물을 포함하는, 상기 [1] 에 기재된 중합성 액정 조성물.
[3] 광 중합 개시제가, 중합성 액정 화합물과의 관계에 있어서 식 (1) 및 (2)
v1 ≥ c (1)
v2 ≥ c (2)
[식 중, v1 은, 식 (A2) 중의 U1 과 W1 을 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타내고, v2 는, 식 (A2) 중의 U2 와 W2 를 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타내고, c 는 식 (A1) 중의 -[C1-C2]m- 를 지나, *1 과 *2 를 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타낸다]
의 적어도 일방을 충족하는, 상기 [2] 에 기재된 중합성 액정 조성물.
[4] 광 중합 개시제의 중량 평균 분자량이 200 ∼ 1000 인, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 조성물.
[5] 이색성 색소가 아조 색소인, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 조성물.
[6] 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기가 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기인, 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 조성물.
[7] 중합성 액정 화합물이 스멕틱 액정성을 나타내는 액정 화합물인, 상기 [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 조성물.
[8] 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여 1 ∼ 10 질량부의 광 중합 개시제를 포함하는, 상기 [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 조성물.
[9] 중합성 액정 화합물이 배향한 상태에서 경화한, 상기 [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 중합성 액정 조성물의 경화물인 편광막.
[10] X 선 회절 측정에 있어서 브래그 피크를 나타내는, 상기 [9] 에 기재된 편광막.
[11] 중합성 액정 화합물이, 편광막 평면에 대하여 수평 방향으로 배향한 상태에서 경화한 중합성 액정 조성물의 경화물인, 상기 [9] 또는 [10] 에 기재된 편광막.
[12] 상기 [9] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 편광막과 투명 필름을 구비하여 이루어지는 편광 필름.
[13] 편광막의 두께가 0.1 ∼ 4 ㎛ 인, 상기 [12] 에 기재된 편광 필름.
[14] 상기 [9] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 편광막 또는 상기 [12] 혹은 [13] 에 기재된 편광 필름과 위상차 필름을 구비하여 이루어지는 편광판으로서, 상기 위상차 필름이 식 (X) :
100 ≤ Re(550) ≤ 180 (X)
[식 중, Re(550) 은 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차 값을 나타낸다]
를 충족하고, 상기 위상차 필름의 지상축과 상기 편광막의 흡수축이 이루는 각도가 실질적으로 45° 인, 편광판.
[15] 상기 위상차 필름이 식 (Y) :
Re(450 ㎚) / Re(550 ㎚) ＜ 1 (Y)
[식 중, Re(λ) 는 파장 λ ㎚ 의 광에 대한 정면 위상차 값을 나타낸다]
를 충족하는, 상기 [14] 에 기재된 편광판.
본 발명에 의하면, 편광막을 형성할 때에 이색성 색소의 변성을 잘 발생하지 않고, 우수한 편광 성능을 갖고, 또한, 시간 경과적인 내광성 저하가 억제된 편광막을 형성하는 데에 적합한 중합성 액정 조성물을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는 여기서 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 저해하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 할 수 있다.
＜중합성 액정 조성물＞
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물, 이색성 색소 및 광 중합 개시제를 포함하여 이루어진다. 본 발명에 있어서, 중합성 액정 조성물은, 식 (A1) :
Figure pat00003
로 나타내는 구조 단위를 갖는 광 중합 개시제 (이하, 「광 중합 개시제 (A1)」 이라고도 한다) 를 포함한다.
일반적으로, 우수한 편광 성능은, 이색성 색소가 중합성 액정 화합물에 포섭되어, 중합성 액정 화합물과 이색성 색소가 높은 질서도를 갖고 배향하고 있는 경우에 얻을 수 있다. 그러나, 편광막의 형성에 광 중합 개시제를 사용하는 경우, 광 중합 개시제가 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소와 함께 배향하고, 중합성 액정 화합물을 중합할 때에 조사되는 자외선 등의 활성 에너지선에 의해 광 중합 개시제로부터 발생하는 활성종이 근방하는 이색성 색소의 변성을 발생시킴으로써, 얻어지는 편광막의 편광 성능의 저하를 일으킨다는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 장사슬 알킬기 등으로 구성되는 장사슬의 주사슬 구조의 말단부에만 중합 개시기를 갖는 광 중합 개시제에서는, 광 중합 개시제 중의 장사슬의 주사슬 부위가 중합성 액정 화합물의 알킬 부위 근방에 편재하여 배향하기 쉽고, 이 때에 라디칼 발생부가 되는 중합 개시기가 중합성 액정 화합물에 포섭되어 존재하는 이색성 색소의 보다 근방에 존재하기 쉬워진다. 이 때문에, 그러한 광 중합 개시제를 사용하면, 이색성 색소의 열화가 보다 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
본 발명에 있어서는, 광 중합 개시제가 상기 식 (A1) 로 나타내는 구조를 갖는 화합물이며, 광 중합 개시제를 구성하는 주사슬 [즉, 식 (A1) 에 있어서의 -[C1-C2]m-] 의 측사슬 부분에 중합 개시기가 복수 개 존재하는 구조를 갖는다. 이와 같은 구조를 갖는 광 중합 개시제는, 상기 -[C1-C2]m- 로 나타내는 부분이 중합성 액정 화합물의 알킬 부위 근방에 편재하여 배향함으로써, 중합성 액정 화합물의 배향을 흩뜨리기 어렵기 때문에 높은 배향성을 갖는 편광막을 얻을 수 있다. 또한, 중합 개시기가 상기 -[C1-C2]m- 의 측사슬 부분에 존재하기 때문에, 중합성 액정 화합물의 알킬 부위 근방에 광 중합 개시제가 배향해도, 라디칼 발생부가 되는 중합 개시기와 중합성 액정 화합물에 포섭된 상태로 존재하는 이색성 색소의 거리는 멀어지기 때문에, 광 중합 개시제로부터 발생하는 라디칼이 이색성 색소에 미치는 영향을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 중합성 액정 조성물은, 광 중합 개시제 (A1) 을 포함함으로써, 편광막을 형성했을 때에 편광 성능의 열화 억제에 높은 효과를 발휘하고, 또한, 시간 경과적인 편광 성능의 억제 효과가 우수하다.
식 (A1) 중, C1 및 C2 는 탄소 원자를 나타낸다. m 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타내고, 바람직하게는 2 ∼ 5 의 정수이다.
식 (A1) 중, *1 및 *2 는 결합손 (단결합) 을 나타내고, *1 과 *2 는 서로 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 된다. 본 발명에 있어서, 상기 말단기로는, 식 (A1) 중의 R1 ∼ R4 중 어느 것으로서 존재하는 식 (A1-1) 로 나타내는 기에 포함되는 중합 개시기 A1 이 중합 개시기로서 기능할 수 있는 구조인 한 한정되는 것은 아니다.
식 (A1) 중, R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 식 (A1-1) :
Figure pat00004
로 나타내는 기, 수소 원자, 알킬기 또는 알케닐기를 나타낸다. 그 알킬기가 갖는 -CH2- 단위는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알케닐기가 갖는 =CH- 단위는, =N- 로 치환되어 있어도 된다.
식 (A1-1) 중, Z1 은, 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기가 -CH2- 단위를 갖는 경우에는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알칸디일기가 =CH- 단위를 갖는 경우에는, =N- 로 치환되어 있어도 되고, A1 은, 적어도 1 개의 탄소 원자를 갖는 중합 개시기를 나타내고, k1 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.
식 (A1) 에 있어서, R1 ∼ R4 중 적어도 1 개는 식 (A1-1) 로 나타내는 기이다. R1 ∼ R4 중 복수가 식 (A1-1) 로 나타내는 기인 경우, 복수의 식 (A1-1) 로 나타내는 기는 동일해도 되고, 상이해도 된다.
또, R1 ∼ R4 가, 식 (A1-1) 로 나타내는 기, 알킬기 또는 알케닐기인 경우, 그 R1 ∼ R4 에 포함되는 탄소 원자는, 식 (A1) 에 포함되는 C1, C2, *1 및/또는 *2 와 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 된다. 이 경우, 고리 구조를 형성하는 R1 ∼ R4 에 포함되는 탄소 원자와, 식 (A1) 에 포함되는 C1 및/또는 C2 는, 식 (A1) 중의, 하기 구조 :
Figure pat00005
로 나타내는 동일한 반복 구조 중에 있어도 되고, 상이한 반복 구조 중에 있어도 된다.
식 (A1) 의 R1 ∼ R4 에 있어서의 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기이고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. R1 ∼ R4 에 있어서의 알킬기는, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 5 의 알킬기이다.
식 (A1) 의 R1 ∼ R4 에 있어서의 알케닐기는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 10 의 알케닐기이고, 비닐기, 알릴기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기 등을 들 수 있다. R1 ∼ R4 에 있어서의 알케닐기는, 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 2 ∼ 5 의 알케닐기이다.
식 (A1-1) 중의 Z1 은, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 10 의 알칸디일기이고, 예를 들어, 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 등을 들 수 있다. Z1 은, 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 8, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ∼ 5 의 알칸디일기이다.
식 (A1-1) 중의 A1 은, 적어도 1 개의 탄소 원자를 갖는 중합 개시기를 나타낸다. 중합 개시기는, 광이나 열의 기여에 의해 반응 활성종을 생성하고, 발생한 반응 활성종에 의해 후술하는 바와 같은 중합성 액정 화합물 등의 중합 반응을 개시/촉진시킬 수 있는 관능기이며, 광 중합 개시기 및 열 중합 개시기를 들 수 있다. 반응 활성종으로는, 라디칼, 카티온 또는 아니온 등의 활성종을 들 수 있다. 본 발명의 중합성 액정 조성물을 구성하는 광 중합성 개시제에 있어서, 식 (A1) 로 나타내는 구조 단위 중에 존재하는 중합 개시기 (A1) 중 적어도 1 개는 광 중합 개시기이다. 반응 제어가 용이하다는 관점에서는, 광 조사에 의해 라디칼을 발생하는 광 중합 개시기가 바람직하고, 통상적으로, 식 (A1) 로 나타내는 구조 단위 중에 존재하는 모든 중합 개시기가 광 중합 개시기이다. 식 (A1) 에 있어서, R1 ∼ R4 중 복수가 식 (A1-1) 로 나타내는 기인 경우, 식 (A1-1) 로 나타내는 기에 있어서의 각 중합 개시기 A1 은 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, 식 (A1) 에 포함되는 C1, C2, *1 및/또는 *2 와 결합하여 고리 구조를 형성할 수 있는 R1 ∼ R4 에 포함되는 탄소 원자는, 중합 개시기를 구성하는 탄소 원자여도 된다.
광 중합 개시기로는, 구체적으로, 벤조인기, 아세토페논기, 하이드록시아세토페논기, α-아미노아세토페논기, 옥심에스테르기, 아실포스핀옥사이드기, 아조기, 벤조페논기, 벤조인에테르기, 벤질케탈기, 디벤조수베론기, 안트라퀴논기, 크산톤기, 티오크산톤기, 할로게노아세토페논기, 디알콕시아세토페논기, 할로게노비스이미다졸기, 할로게노트리아진기, 트리아진기 등을 들 수 있다. 전형적인 광 중합 개시기로서, 아세토페논기, 하이드록시아세토페논기나 α-아미노아세토페논기를 들 수 있다.
식 (A1-1) 중, k1 은 0 ∼ 5 의 정수이며, 바람직하게는 0 ∼ 3 이다.
광 중합 개시제 (A1) 의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 200 이상, 보다 바람직하게는 250 이상, 더욱 바람직하게는 300 이상이고, 또, 바람직하게는 1000 이하, 보다 바람직하게는 800 이하, 더욱 바람직하게는 700 이하이다. 광 중합 개시제 (A1) 의 중량 평균 분자량이 상기 범위 내에 있으면, 광 중합 개시제 (A1) 에 의한 중합성 액정 화합물의 배향의 흐트러짐을 더욱 억제할 수 있고, 더욱 높은 배향 질서도를 유지하여 우수한 편광 성능을 갖는 편광막을 얻을 수 있다.
광 중합 개시제 (A1) 의 중량 평균 분자량은, 예를 들어, 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정할 수 있다.
광 중합 개시제 (A1) 로는, 예를 들어 하기 식 (A1') 로 나타내는 구조를 갖는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00006
[식 (A1') 중,
C1, C2 및 C3 은 탄소 원자를 나타내고,
R1', R2' 및 R4' 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Ar 은 탄소수 6 ∼ 12 의 2 가의 방향족 탄화수소기를 나타내고,
R3' 는 탄소수 3 ∼ 8 의 알콕시기를 나타내고,
*1 및 *2 는 결합손 (단결합) 을 나타내고,
m' 는 2 ∼ 5 의 정수를 나타낸다.]
광 중합 개시제 (A1) 의 구체예로서, 예를 들어 하기 구조를 갖는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00007
(m 은, 2 ∼ 10, 바람직하게는 2 ∼ 5 의 수를 나타낸다.)
Figure pat00008
광 중합 개시제 (A1) 로는, 시판품을 사용해도 되고, Esacure one, Esacure KIP150 (함께 IGM Resins 사 제조) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물에 있어서의 광 중합 개시제 (A1) 의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 1 ∼ 10 질량부, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 8 질량부, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 5 질량부이다. 광 중합 개시제 (A1) 의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 크게 흩뜨리는 일 없이, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 실시할 수 있고, 높은 배향 질서도를 유지하여 우수한 편광 성능을 갖는 편광막을 얻을 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한에 있어서, 광 중합 개시제 (A1) 에 더하여 다른 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 다른 중합 개시제로는, 당해 분야에서 종래 이용되고 있는 중합 개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 활성 라디칼을 발생하는 광 중합 개시제로서, 자기 개열형의 벤조인계 화합물, 아세토페논계 화합물, 하이드록시아세토페논계 화합물, α-아미노아세토페논계 화합물, 옥심에스테르계 화합물, 아실포스핀옥사이드계 화합물, 아조계 화합물 등의 자기 개열형의 광 중합 개시제 ; 수소 인발형의 벤조페논계 화합물, 벤조인에테르계 화합물, 벤질케탈계 화합물, 디벤조수베론계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 크산톤계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 할로게노아세토페논계 화합물, 디알콕시아세토페논계 화합물, 할로게노비스이미다졸계 화합물, 할로게노트리아진계 화합물, 트리아진계 화합물 등의 수소 인발형의 광 중합 개시제 ; 그리고, 요오드늄염 및 술포늄염 등의 산을 발생하는 광 중합 개시제 등을 들 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물에 있어서, 광 중합 개시제 (A1) 이외의 중합 개시제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 높은 배향 질서를 유지할 수 있도록, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 5 질량부 이하, 보다 바람직하게는 2 질량부 이하이고, 더욱 바람직하게는 광 중합 개시제 (A1) 이외의 중합 개시제를 포함하지 않는다. 또한, 본 발명의 중합성 액정 조성물이 광 중합 개시제 (A1) 이외의 중합 개시제를 포함하는 경우, 중합 개시제의 총함유량이 광 중합 개시제 (A1) 의 함유량의 적합한 범위로서 기재한 범위 내가 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물 (이하, 「중합성 액정 화합물 (A)」 라고도 한다) 을 포함한다.
중합성 액정 화합물 (A) 로는, 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물인 것이 바람직하다. 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 사용함으로써, 배향 질서도가 높은 편광막을 형성할 수 있다. 중합성 액정 화합물 (A) 가 나타내는 액정 상태는, 바람직하게는 스멕틱상 (스멕틱 액정 상태) 이며, 보다 높은 배향 질서도를 실현할 수 있는 관점에서, 고차 스멕틱상 (고차 스멕틱 액정 상태) 인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 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 의미하며, 이들 중에서도, 스멕틱 B 상, 스멕틱 F 상 및 스멕틱 I 상이 더욱 바람직하다. 액정성은 서모트로픽성 액정이어도 되고 리오트로픽성 액정이어도 되지만, 치밀한 막두께 제어가 가능한 점에서 서모트로픽성 액정이 바람직하다. 또, 중합성 액정 화합물은 모노머여도 되지만, 중합성기가 중합한 올리고머여도 되고 폴리머여도 된다.
중합성 액정 화합물 (A) 는, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 액정 화합물이다. 여기서, 중합성기란, 중합 개시제로부터 발생한 반응 활성종, 예를 들어 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 중합성 액정 화합물 (A) 의 중합성기로는 광 중합성기가 바람직하고, 예를 들어, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥실라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 라디칼 중합성기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐기, 비닐옥시기가 보다 바람직하고, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기가 바람직하다.
중합성 액정 화합물 (A) 로는, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 액정 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 공지된 중합성 액정 화합물을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 하기 식 (A2) 로 나타내는 화합물 (이하, 「중합성 액정 화합물 (A2)」 라고도 한다) 을 들 수 있다.
U1-V1-W1-(X1-Y1)n-X2-W2-V2-U2 (A2)
식 (A2) 중,
X1 및 X2 는, 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 및 니트로기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자는, 산소 원자 또는 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다. 단, X1 및 X2 중 적어도 하나는, 상기 치환기를 갖고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는 상기 치환기를 갖고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이다.
Y1 은, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.
n 은 1 ∼ 3 이고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 X1 은 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. X2 는, 복수의 X1 중 어느 것 또는 전부와 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, n 이 2 이상인 경우, 복수의 Y1 은 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. 액정성의 관점에서 n 은 2 이상이 바람직하다.
U1 은, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다.
U2 는, 중합성기를 나타낸다.
W 및 W2 는, 서로 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.
V1 및 V2 는, 서로 독립적으로, 치환기를 갖고 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 (A2) 에 있어서, X1 및 X2 는, 서로 독립적으로, 바람직하게는, 치환기를 갖고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는, 치환기를 갖고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이고, X1 및 X2 중 적어도 1 개는, 치환기를 갖고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는, 치환기를 갖고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이고, 트랜스-시클로헥산-1,4-디일기인 것이 바람직하다. 치환기를 갖고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 또는, 치환기를 갖고 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, 중합성 액정 화합물 (A2) 는, 식 (A2) 중, 식 (A2-1) :
-(X1-Y1)n-X2- (A2-1)
[식 중, X1, Y1, X2 및 n 은 각각 상기와 동일한 의미를 나타낸다.]
로 나타내는 부분 [이하, 부분 구조 (A2-1) 이라고 칭한다.] 이 비대칭 구조인 것이, 스멕틱 액정성을 발현하기 쉬운 점에서, 바람직하다.
부분 구조 (A2-1) 이 비대칭 구조인 중합성 액정 화합물 (A2) 로는, 예를 들어,
n 이 1 이고 1 개의 X1 과 X2 가 서로 상이한 구조인 중합성 액정 화합물 (A2) 를 들 수 있다. 또,
n 이 2 이고, 2 개의 Y1 이 서로 동일한 구조인 화합물로서,
2 개의 X1 이 서로 동일한 구조이고, 1 개의 X2 는 이들 2 개의 X1 과는 상이한 구조인 중합성 액정 화합물 (A2),
2 개의 X1 중 W1 에 결합하는 X1 이, 타방의 X1 및 X2 와는 상이한 구조이며, 타방의 X1 과 X2 와는 서로 동일한 구조인 중합성 액정 화합물 (A2) 도 들 수 있다. 또한,
n 이 3 이고, 3 개의 Y1 이 서로 동일한 구조인 화합물로서,
3 개의 X1 및 1 개의 X2 중 어느 1 개가 다른 3 개 전부와 상이한 구조인 중합성 액정 화합물 (A2) 를 들 수 있다.
Y1 은, -CH2CH2-, -CH2O-, -CH2CH2O-, -COO-, -OCOO-, 단결합, -N=N-, -CRa=CRb-, -C≡C-, -CRa=N- 또는 -CO-NRa- 가 바람직하다. Ra 및 Rb 는, 서로 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 나타낸다. Y1 은, -CH2CH2-, -COO- 또는 단결합인 것이 보다 바람직하고, 복수의 Y1 이 존재하는 경우, X2 와 결합하는 Y1 은, -CH2CH2- 또는 -CH2O- 인 것이 보다 바람직하다. X1 및 X2 가 모두 동일 구조인 경우, 서로 상이한 결합 방식인 2 이상의 Y1 이 존재하는 것이 바람직하다. 서로 상이한 결합 방식인 복수의 Y1 이 존재하는 경우에는, 비대칭 구조가 되기 때문에, 스멕틱 액정성이 발현하기 쉬운 경향이 있다.
U2 는, 중합성기이다. U1 은, 수소 원자 또는 중합성기이고, 바람직하게는 중합성기이다. U1 및 U2 가 함께 중합성기인 것이 바람직하고, 함께 라디칼 중합성기인 것이 바람직하다. 중합성기로는, 중합성 액정 화합물 (A) 가 갖는 중합성기로서 앞서 예시한 기와 동일한 것을 들 수 있다. U1 로 나타내는 중합성기와 U2 로 나타내는 중합성기는, 서로 상이해도 되지만, 동일한 종류의 기인 것이 바람직하다. 또, 중합성기는 중합되어 있는 상태여도 되고, 미중합의 상태여도 되지만, 바람직하게는 미중합의 상태이다.
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-디일기 등을 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 원자 등을 들 수 있지만, 그 알칸디일기는, 무치환인 것이 바람직하고, 무치환의 직사슬형 알칸디일기인 것이 보다 바람직하다.
W1 및 W2 는, 서로 독립적으로, 단결합, -O-, -S-, -COO- 또는 -OCOO- 가 바람직하고, 단결합 또는 -O- 가 보다 바람직하다.
중합성 액정 화합물 (A) 로는, 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 공지된 중합성 액정 화합물을 사용할 수 있지만, 스멕틱 액정성을 나타내기 쉬운 구조로는, 분자 구조 중에 비대칭성의 분자 구조를 갖는 것이 바람직하고, 구체적으로는 하기 식 (A-a) ∼ 식 (A-i) 에 의해 나타내는 구조를 갖는 중합성 액정 화합물로서 스멕틱 액정성을 나타내는 중합성 액정 화합물인 것이 보다 바람직하다. 고차 스멕틱 액정성을 나타내기 쉽다는 관점에서 식 (A-a), 식 (A-b) 또는 식 (A-c) 에 의해 나타내는 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 또한, 하기 식 (A-a) ∼ 식 (A-i) 에 있어서, * 는 결합손 (단결합) 을 나타낸다.
Figure pat00009
중합성 액정 화합물 (A) 로는, 예를 들어, 식 (A-1) ∼ 식 (A-25) 로 나타내는 화합물을 들 수 있다. 중합성 액정 화합물 (A) 가 시클로헥산-1,4-디일기를 갖는 경우, 그 시클로헥산-1,4-디일기는, 트랜스체인 것이 바람직하다.
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
이들 중에서도, 식 (A-2), 식 (A-3), 식 (A-4), 식 (A-5), 식 (A-6), 식 (A-7), 식 (A-8), 식 (A-13), 식 (A-14), 식 (A-15), 식 (A-16) 및 식 (A-17) 로 나타내는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다. 중합성 액정 화합물 (A) 로서, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 액정 화합물 (A) 는, 예를 들어, Lub 등, Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 115, 321-328 (1996), 또는 일본 특허공보 제4719156호 등에 기재된 공지된 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물이 2 종 이상의 중합성 액정 화합물 (A) 를 포함하는 경우, 그 중의 적어도 1 종이 중합성 액정 화합물 (A2) 인 것이 바람직하고, 중합성 액정 조성물에 포함되는 전부가 중합성 액정 화합물 (A2) 여도 된다. 복수의 중합성 액정 화합물을 조합함으로써, 액정 - 결정 상전이 온도 이하의 온도에서도 일시적으로 액정성을 유지할 수 있는 경우가 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물에 있어서의 중합성 액정 화합물의 함유량은, 중합성 액정 조성물의 고형분에 대하여, 바람직하게는 40 ∼ 99.9 질량％ 이고, 보다 바람직하게는 60 ∼ 99 질량％ 이고, 더욱 바람직하게는 70 ∼ 99 질량％ 이다. 중합성 액정 화합물의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향성이 높아지는 경향이 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 고형분이란, 중합성 액정 조성물로부터 용제를 제외한 성분의 합계량을 말한다.
본 발명에 있어서, 광 중합 개시제 (A1) 이 중합성 액정 화합물 (A2) 와의 관계에 있어서 식 (1) 및 (2) 의 적어도 일방을 충족하는 것이 바람직하고, 식 (1) 및 (2) 의 양방을 충족하는 것이 보다 바람직하다.
v1 ≥ c (1)
v2 ≥ c (2)
[식 중, v1 은, 식 (A2) 중의 U1 과 W1 을 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타내고, v2 는, 식 (A2) 중의 U2 와 W2 를 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타내고, c 는 식 (A1) 중의 *1 과 *2 를 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타낸다.]
상기 식 (1) 은, 식 (A2) 중의 U1 과 W1 을 잇는 V1 에 있어서 그 최단 결합이 되는 원자의 수가, 식 (A1) 중의 -[C1-C2]m- 를 지나, *1 과 *2 를 잇는 주사슬이 되는 구조에 있어서 그 최단 결합이 되는 원자 수 이상인 것을 의미한다. 즉, 중합성 액정 화합물 (A2) 를 구성하는 U1 과 W1 을 잇는 V1 의 분자 구조와, 광 중합 개시제 (A1) 을 구성하는 상기 식 (A1-1) 의 분자 구조가 근사하고, 중합성 액정 화합물 (A2) 의 V1 의 알킬 사슬 길이가, 광 중합 개시제 (A1) 의 주사슬이 되는 구조 [즉, 식 (A1) 중의 -[C1-C2]m- 의 부분] 의 사슬 길이와 동일한 정도의 길이거나 보다 긴 것을 의미한다. 광 중합 개시제와 중합성 액정 조성물이 이와 같은 구조 상의 관계성을 갖고 있음으로써, 광 중합 개시제가 중합성 액정 화합물의 알킬 부위 근방에 편재하여 배향하기 쉬워져, 중합성 액정 화합물의 배향을 흩뜨리기 어려워진다. 또한, 중합 개시기가 -[C1-C2]m- 로 나타내는 주사슬의 측사슬 부분에 존재하기 때문에, 중합성 액정 화합물의 알킬 부위 근방에 광 중합 개시제가 배향해도, 라디칼 발생부가 되는 중합 개시기와 중합성 액정 화합물에 포섭된 상태로 존재하는 이색성 색소와의 거리는 멀어지기 때문에, 개시제로부터 발생하는 라디칼이 이색성 색소에 미치는 영향을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 중합성 액정 조성물은, 편광막을 형성했을 때에 편광 성능의 열화 억제에 높은 효과를 발휘하고, 또한, 시간 경과적인 편광 성능의 억제 효과가 우수하다. 또한, 식 (2) 에 있어서의 의미 및 이것을 충족하는 것에 따른 효과는, 식 (1) 과 동일하다.
상기 식 (1) 및 (2) 에 있어서, v1 및 v2 와 c 에 있어서의 원자 수의 차는, 바람직하게는 15 이하, 보다 바람직하게는 8 이하이다. v1 및 v2 와 c 에 있어서의 원자 수의 차가 상기 상한 이하이면, 광 중합 개시제 (A1) 이 중합성 액정 화합물 (A2) 의 알킬 부위 근방에 보다 배향하기 쉬워져, 얻어지는 편광막의 편광 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물이 중합성 액정 화합물 (A2) 를 복수 종 갖는 경우, 적어도 1 개의 중합성 액정 화합물 (A2) 와 광 중합 개시제 (A1) 의 사이에서 상기 식 (1) 및 (2) 중 적어도 일방의 관계를 충족하는 것이 바람직하고, 상기 식 (1) 및 (2) 중 적어도 일방의 관계를 충족하는 중합성 액정 화합물 (A2) 가, 전체 중합성 액정 화합물 (A2) 의 50 몰％ 이상의 비율로 상기 식 (1) 및 (2) 중 적어도 일방의 관계를 충족하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은 이색성 색소를 포함하여 이루어진다. 여기서, 이색성 색소란, 분자의 장축 방향에 있어서의 흡광도와, 단축 방향에 있어서의 흡광도가 상이한 성질을 갖는 색소를 의미한다. 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 이색성 색소는, 상기 성질을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고, 염료여도 되고, 안료여도 된다. 또, 2 종 이상의 염료 또는 안료를 각각 조합하여 사용해도 되고, 염료와 안료를 조합하여 사용해도 된다.
이색성 색소로는, 300 ∼ 700 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장 (λMAX) 을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 이색성 색소로는, 예를 들어, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소 및 안트라퀴논 색소 등을 들 수 있다.
아조 색소로는, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소 및 스틸벤아조 색소 등을 들 수 있고, 비스아조 색소 및 트리스아조 색소가 바람직하고, 예를 들어, 식 (I) 로 나타내는 화합물 (이하, 「화합물 (I)」 이라고도 한다.) 을 들 수 있다.
K1(-N=N-K2)p-N=N-K3 (I)
[식 (I) 중, K1 및 K3 은, 서로 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 페닐기, 치환기를 갖고 있어도 되는 나프틸기 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 1 가의 복소 고리기를 나타낸다. K2 는, 치환기를 갖고 있어도 되는 p-페닐렌기, 치환기를 갖고 있어도 되는 나프탈렌-1,4-디일기 또는 치환기를 갖고 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, 예를 들어, 퀴놀린, 티아졸, 벤조티아졸, 티에노 티아졸, 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 -NH2 이다.) 등을 들 수 있다.
화합물 (I) 중에서도, 이하의 식 (I-1) ∼ 식 (I-8) 중 어느 것으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
Figure pat00015
[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 상기한 바와 같음), 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.
Figure pat00016
[식 (I-9) 중,
R1 ∼ R8 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
상기 옥사존 색소로는, 식 (I-10) 으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
Figure pat00017
[식 (I-10) 중,
R9 ∼ R15 는, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
상기 아크리딘 색소로는, 식 (I-11) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
Figure pat00018
[식 (I-11) 중,
R16 ∼ R23 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
식 (I-9), 식 (I-10) 및 식 (I-11) 에 있어서, Rx 의 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기 및 헥실기 등을 들 수 있고, 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기로는, 페닐기, 톨루일기, 자일릴기 및 나프틸기 등을 들 수 있다.
상기 시아닌 색소로는, 식 (I-12) 로 나타내는 화합물 및 식 (I-13) 으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
Figure pat00019
[식 (I-12) 중,
D1 및 D2 는, 서로 독립적으로, 식 (I-12a) ∼ 식 (I-12d) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
Figure pat00020
n5 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
Figure pat00021
[식 (I-13) 중,
D3 및 D4 는, 서로 독립적으로, 식 (I-13a) ∼ 식 (1-13h) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
Figure pat00022
n6 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 편광막을 형성했을 때에 편광막 중의 이색성 색소의 광 열화를 억제하는 효과가 우수하기 때문에, 태양광에 있어서의 자외선 등의 광에 약하고, 광 열화를 일으키기 쉬운 이색성 색소를 사용하는 경우에, 본 발명의 효과를 특히 현저하게 발휘할 수 있다. 따라서, 본 발명의 중합성 액정 조성물은, 광 열화를 발생하기 쉬운 이색성 색소를 사용하는 경우에 특히 유리하며, 본 발명의 적합한 일 실시양태에 있어서 중합성 액정 조성물에 포함되는 이색성 색소는, 바람직하게는 아조 색소이다.
본 발명의 중합성 액정 조성물에 있어서의 이색성 색소의 함유량은, 사용하는 이색성 색소의 종류 등에 따라 적절히 결정할 수 있지만, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 ∼ 50 질량부이고, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 20 질량부이고, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 12 질량부이다. 이색성 색소의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 흩뜨리기 어렵고, 높은 배향 질서도를 갖는 편광막을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서의 중합성 액정 화합물의 중합율은, 제조 시의 라인 오염이나 취급의 관점에서, 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 65 ％ 이상이 보다 바람직하고, 70 ％ 이상이 더욱 바람직하다.
중합성 액정 조성물은 광 증감제를 추가로 함유하고 있어도 된다. 광 증감제를 사용함으로써 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 보다 촉진시킬 수 있다. 광 증감제로는, 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤 화합물 (예를 들어, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤 등) ; 안트라센, 알콕시기 함유 안트라센 (예를 들어, 디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물 ; 페노티아진 및 루브렌 등을 들 수 있다. 광 증감제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물이 광 증감제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 광 중합 개시제 및 중합성 액정 화합물의 종류 및 그 양에 따라 적절히 결정하면 되는데, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 0.1 ∼ 30 질량부가 바람직하고, 0.5 ∼ 10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 8 질량부가 더욱 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 추가로 레벨링제를 함유하고 있어도 된다. 레벨링제는, 중합성 액정 조성물의 유동성을 조정하고, 그 중합성 액정 조성물을 도포함으로써 얻어지는 도막을 보다 평탄하게 하는 기능을 가지며, 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. 레벨링제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
폴리아크릴레이트 화합물을 주성분으로 하는 레벨링제로는, 예를 들어, "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, 예를 들어, "메가팍 (등록상표) R-08", 동 (同) "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)) ; "서플론 (등록상표) 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 파인 케미컬 연구소) ; "에프톱 EF301", "에프톱 EF303", "에프톱 EF351" 및 "에프톱 EF352" (미츠비시 머티리얼 전자 화성 (주)) 를 들 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물이 추가로 레벨링제를 함유하는 경우, 그 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 0.05 ∼ 5 질량부가 바람직하고, 0.05 ∼ 3 질량부가 보다 바람직하다. 레벨링제의 함유량이 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물을 수평 배향시키기 쉽고, 또한, 불균일이 잘 발생하지 않고, 보다 평활한 편광막이 얻어지는 경향이 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 추가로 광 증감제 및 레벨링제 이외의 다른 첨가제를 함유해도 된다. 다른 첨가제로는, 예를 들어, 산화 방지제, 이형제, 안정제, 블루잉제 등의 착색제, 난연제 및 활제 (滑劑) 등을 들 수 있다. 중합성 액정 조성물이 다른 첨가제를 함유하는 경우, 다른 첨가제의 함유량은, 중합성 액정 조성물의 고형분에 대하여, 0 ％ 를 초과하여 20 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 ％ 를 초과하여 10 질량％ 이하이다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 추가로 용제를 함유하고 있어도 된다. 일반적으로 스멕틱 액정성을 나타내는 화합물은 점도가 높기 때문에, 중합성 액정 조성물에 용제를 첨가함으로써 도포가 용이하고, 결과적으로 편광막 형성이 용이해지는 경우가 많다.
용제는, 중합성 액정 화합물 및 이색성 색소의 용해성에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 구체적으로는 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용제, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르 아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 락트산에틸 등의 에스테르 용제, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀 케톤, 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 염소화 탄화수소 용제 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 용제의 함유량은, 중합성 액정 조성물을 구성하는 고형 성분 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 100 ∼ 1900 질량부이고, 보다 바람직하게는 150 ∼ 900 질량부이고, 더욱 바람직하게는 180 ∼ 600 질량부이다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 종래 공지된 중합성 액정 조성물의 조제 방법에 의해 제조할 수 있으며, 통상적으로, 중합성 액정 화합물, 이색성 색소 및 광 중합 개시제, 그리고 필요에 따라 상기 서술한 첨가제 및 용제 등을 혼합, 교반함으로써 조제할 수 있다.
＜편광막＞
본 발명의 중합성 액정 조성물은, 활성 에너지선 조사에 의한 경화 시에 이색성 색소의 변성을 잘 발생하지 않고, 또, 시간 경과적인 내광 성능에도 우수한 구성을 갖기 때문에, 편광 성능이 우수한 편광막을 얻을 수 있고, 편광막의 제조에 적합하게 사용할 수 있다.
배향 질서도가 높은 편광막은, X 선 회절 측정에 있어서 헥사틱상이나 크리스탈상과 같은 고차 구조 유래의 브래그 피크가 얻어진다. 브래그 피크란, 분자 배향의 면 주기 구조에서 유래하는 피크를 의미한다. 따라서, 본 발명의 중합성 액정 조성물로부터 형성되는 편광막에 있어서, 중합성 액정 화합물 또는 그 중합체가, X 선 회절 측정에 있어서 그 편광막이 브래그 피크를 나타내는 바와 같이 배향하고 있는 것이 바람직하고, 광을 흡수하는 방향으로 중합성 액정 화합물의 분자가 배향하는 「수평 배향」 인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에 있어서는 분자 배향의 면 주기 간격이 3.0 ∼ 6.0 Å 인 편광막이 바람직하다. 브래그 피크를 나타내는 바와 같은 높은 배향 질서도는, 사용하는 중합성 액정 화합물의 종류, 광 중합 개시제의 종류나 그 양, 이색성 색소의 종류나 그 양 등을 제어함으로써 실현할 수 있다.
상기 서술한 바와 같이, 광 중합 개시제 (A1) 을 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 중합 시에 광 중합 개시제로부터 발생하는 활성종에 의한 이색성 색소의 변성을 억제할 수 있고, 중합성 액정 화합물의 높은 배향 질서도를 유지한 채로, 우수한 편광 성능을 갖는 편광막을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은, 본 발명의 중합성 액정 조성물의 경화물인 편광막으로서, X 선 회절 측정에 있어서 브래그 피크를 나타내는 편광막도 대상으로 한다.
본 발명의 편광막은, 예를 들어, 본 발명의 중합성 액정 조성물의 도막을 형성하는 것,
상기 도막으로부터 용제를 제거하는 것,
중합성 액정 화합물이 액체상으로 상전이하는 온도 이상까지 승온한 후 강온 하여, 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱상 (스멕틱 액정 상태) 으로 상전이시키는 것, 및,
상기 스멕틱상 (스멕틱 액정 상태) 을 유지한 채로 중합성 액정 화합물을 중합시키는 것
을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
중합성 액정 조성물의 도막의 형성은, 예를 들어, 기재 상이나 후술하는 배향막 상 등에 중합성 액정 조성물, 특히, 용제를 첨가하여 점도를 조정한 중합성 액정 조성물 (이하, 「편광막 형성용 조성물」 이라고도 한다) 을 도포함으로써 실시할 수 있다. 또, 본 발명의 편광판을 구성하는 위상차 필름이나 그 밖의 층 상에 편광막 형성용 조성물을 직접 도포해도 된다.
기재는 통상적으로, 투명 기재이다. 또한, 기재가 표시 소자의 표시면에 설치되지 않을 때, 예를 들어 편광막으로부터 기재를 없앤 적층체를 표시 소자의 표시면에 설치하는 경우에는, 기재는 투명하지 않아도 된다. 투명 기재란, 광, 특히 가시광을 투과할 수 있는 투명성을 갖는 기재를 의미하며, 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 폴리페닐렌옥사이드 등을 들 수 있다. 입수하기 용이함이나 투명성의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴산에스테르, 셀룰로오스에스테르, 고리형 올레핀계 수지 또는 폴리카보네이트가 바람직하다. 셀룰로오스에스테르는, 셀룰로오스에 포함되는 수산기의 일부 또는 전부가 에스테르화 된 것이며, 시장에서 용이하게 입수할 수 있다. 또, 셀룰로오스에스테르 기재도 시장에서 용이하게 입수할 수 있다. 시판되는 셀룰로오스에스테르 기재로는, 예를 들어, "후지택 필름" (후지 사진 필름 (주)) ; "KC8UX2M", "KC8UY" 및 "KC4UY" (코니카 미놀타 옵토 (주)) 등을 들 수 있다.
기재에 요구되는 특성은, 편광막의 구성에 따라 상이하지만, 통상적으로, 위상차성이 가능한 한 작은 기재가 바람직하다. 위상차성이 가능한 한 작은 기재로는, 제로 택 (코니카 미놀타 옵토 주식회사), Z 택 (후지 필름 주식회사) 등의 위상차를 갖지 않는 셀룰로오스에스테르 필름 등을 들 수 있다. 또, 미연신의 고리형 올레핀계 수지 기재도 바람직하다. 편광막이 적층되어 있지 않은 기재의 면에는, 하드 코트 처리, 반사 방지 처리, 대전 방지 처리 등이 이루어져도 된다.
기재의 두께는, 지나치게 얇으면 강도가 저하되고, 가공성이 떨어지는 경향이 있기 때문에, 통상적으로 5 ∼ 300 ㎛ 이며, 바람직하게는 20 ∼ 200 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ∼ 100 ㎛ 이다.
편광막 형성용 조성물을 기재 등에 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 어플리케이터법 등의 도포법, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다.
이어서, 편광막 형성용 조성물로부터 얻어진 도막 중에 포함되는 중합성 액정 화합물이 중합하지 않는 조건으로, 용제를 건조 등에 의해 제거함으로써, 건조 도막이 형성된다. 건조 방법으로는, 자연 건조법, 통풍 건조법, 가열 건조 및 감압 건조법 등을 들 수 있다.
또한, 중합성 액정 화합물을 액체상으로 상전이시키기 위해서, 중합성 액정 화합물이 액체상으로 상전이 하는 온도 이상까지 승온한 후 강온하고, 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱상 (스멕틱 액정 상태) 으로 상전이시킨다. 이러한 상전이는, 상기 도막 중의 용매 제거 후에 실시해도 되고, 용매 제거와 동시에 실시해도 된다.
중합성 액정 화합물의 스멕틱 액정 상태를 유지한 채로, 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 중합성 액정 조성물의 경화층으로서 편광막이 형성된다. 중합 방법으로는 광 중합법이 바람직하다. 광 중합에 있어서, 건조 도막에 조사하는 광으로는, 당해 건조 도막에 포함되는 광 중합 개시제의 종류, 중합성 액정 화합물의 종류 (특히, 그 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기의 종류) 및 그 양에 따라 적절히 선택된다. 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 당분야에서 광범위하게 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다는 점에서, 자외광이 바람직하고, 자외광에 의해, 광 중합 가능한 바와 같이, 중합성 액정 조성물에 함유되는 중합성 액정 화합물이나 광 중합 개시제의 종류를 선택해 두는 것이 바람직하다. 또, 중합 시에, 적절한 냉각 수단에 의해 건조 도막을 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 사용하였다고 해도, 적절히 편광막을 형성할 수 있다. 광 중합 시, 마스킹이나 현상을 실시하는 등에 의해, 패터닝된 편광막을 얻을 수도 있다.
상기 활성 에너지선의 광원으로는, 예를 들어, 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, 통상적으로 10 ∼ 3,000 ㎽/㎠ 이다. 자외선 조사 강도는, 바람직하게는 광 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에 있어서의 강도이다. 광을 조사하는 시간은, 통상적으로 0.1 초 ∼ 10 분이며, 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 편광 필름, 즉, 네마틱상의 액정 상태로 이루어지는 편광막과 비교하여, 편광 성능이 높다는 이점이 있다. 또한, 이색성 색소나 리오트로픽 액정만을 도포한 것과 비교하여, 강도가 우수하다는 이점도 있다.
편광막의 두께는, 적용되는 표시 장치에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상 4 ㎛ 이하의 막이고, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상 4 ㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상 3 ㎛ 이하이다. 막두께가 이 범위보다 얇아지면, 필요한 광 흡수가 얻어지지 않는 경우가 있고, 또한, 막두께가 이 범위보다 두꺼워지면, 배향막에 의한 배향 규제력이 저하되어, 배향 결함을 일으키기 쉬운 경향이 있다.
편광막은 배향막 상에 형성되는 것이 바람직하다. 그 배향막은, 중합성 액정 화합물을 원하는 방향으로 액정 배향시키는, 배향 규제력을 갖는 것이다. 배향막으로는, 중합성 액정 화합물을 함유하는 조성물의 도포 등에 의해 용해하지 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 있으며, 배향각의 정밀도 및 품질의 관점에서, 광 배향막이 바람직하다.
배향성 폴리머로는, 예를 들어, 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 폴리아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알코올이 바람직하다. 배향성 폴리머는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
배향성 폴리머를 포함하는 배향막은, 통상적으로, 배향성 폴리머가 용제에 용해한 조성물 (이하, 「배향성 폴리머 조성물」 이라고 하는 경우가 있다) 을 기재에 도포하고, 용제를 제거하거나, 또는, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하고, 용제를 제거하고, 러빙함 (러빙법) 으로써 얻어진다. 용제로는, 편광막을 형성할 때에 사용할 수 있는 용제로서 앞서 예시한 용제와 동일한 것을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물 중의 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머 재료가, 용제에 완용 (完溶) 할 수 있는 범위이면 되는데, 용액에 대하여 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 (등록상표, 닛산 화학 공업 (주) 제조), 옵토머 (등록상표, JSR (주) 제조) 등을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 편광막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로서 예시한 것과 동일한 것을 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, 러빙포가 휘감기고, 회전하고 있는 러빙 롤에, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하고 어닐함으로써 기재 표면에 형성된 배향성 폴리머의 막을, 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
광 배향막은, 통상적으로, 광 반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용제를 포함하는 조성물 (이하, 「광 배향막 형성용 조성물」 이라고도 한다) 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 발생하는 기를 말한다. 구체적으로는, 광 조사에 의해 발생하는 분자의 배향 야기 또는 이성화 반응, 2량화 반응, 광 가교 반응 혹은 광 분해 반응 등의 액정 배향능의 기원이 되는 광 반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 그 중에서도, 2량화 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, 스틸바졸리움기, 칼콘기 및 신나모일기 등을 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광 반응성기로는, 방향족 시프염기, 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 기 등을 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광 반응성기로는, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기 등을 들 수 있다. 이들 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 하이드록실기, 술폰산기, 할로겐화 알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 된다.
그 중에서도, 광 2량화 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 야기층을 형성할 수 있다. 그 조성물에 포함되는 용제로는, 편광막을 형성할 때에 사용할 수 있는 용제로서 앞서 예시한 용제와 동일한 것을 들 수 있으며, 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 있지만, 광 배향막 형성용 조성물의 질량에 대하여, 적어도 0.2 질량％ 로 하는 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 10 질량％ 의 범위가 보다 바람직하다. 광 배향막의 특성이 현저하게 손상되지 않는 범위에서, 광 배향막 형성용 조성물은, 폴리비닐알코올이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광 증감제를 포함하고 있어도 된다.
광 배향막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다. 도포된 광 배향막 형성용 조성물로부터, 용제를 제거하는 방법으로는 예를 들어, 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 직접 편광 UV 를 조사하는 형식이어도 되고, 기재측으로부터 편광을 조사하고, 편광을 투과시켜 조사하는 형식이어도 된다. 또, 당해 편광은, 실질적으로 평행 광이면 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 ㎚ 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 있으며, 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 폴리이미드 막 표면에 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 개재하여 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 기재로 옮기고 나서 경화하는 방법, 및, 기재에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤상의 원반을 꽉 눌러 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법 등을 들 수 있다.
배향막 (배향성 폴리머를 포함하는 배향막 또는 광 배향막) 의 두께는, 통상적으로 10 ∼ 10000 ㎚ 의 범위이고, 바람직하게는 10 ∼ 1000 ㎚ 의 범위이고, 보다 바람직하게는 500 ㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 200 ㎚, 특히 바람직한 50 ∼ 150 ㎚ 의 범위이다.
＜편광 필름＞
본 발명은, 본 발명의 편광막과 투명 필름을 구비하여 이루어지는 편광 필름을 포함한다. 여기에서 말하는 투명 필름은, 광, 특히 가시광을 투과할 수 있는 투명성을 갖는 필름을 의미하고, 투명성이란, 파장 380 ∼ 780 nm 에 걸친 광선에 대한 투과율이 80 % 이상이 되는 특성을 말한다. 본 발명의 편광 필름을 구성하는 투명 필름으로는, 연속적으로 제조할 수 있는 점에서 장척 (長尺) 의 롤상 필름이 바람직하다. 투명 필름을 구성하는 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보르넨계 폴리머 등의 폴리올레핀 ; 고리형 올레핀계 수지 ; 폴리비닐알코올 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트 ; 폴리메타크릴산에스테르 ; 폴리아크릴산에스테르 ; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르 ; 폴리에틸렌나프탈레이트 ; 폴리카보네이트 ; 폴리술폰 ; 폴리에테르술폰 ; 폴리에테르케톤 ; 폴리페닐렌술파이드 및 폴리페닐렌옥사이드 ; 등의 플라스틱을 들 수 있다.
또, "후지택 필름" (후지 사진 필름 주식회사 제조) ; "KC8UX2M", "KC8UY" 및 "KC4UY" (이상, 코니카 미놀타 옵토 주식회사 제조) 등의 시판되는 셀룰로오스에스테르 필름을 사용해도 된다. 시판되는 고리형 올레핀계 수지로는, "Topas" (등록상표) (Ticona 사 (독) 제조), "아톤" (등록상표) (JSR 주식회사 제조), "제오노아 (ZEONOR)" (등록상표), "제오넥스 (ZEONEX)" (등록상표) (이상, 닛폰 제온 주식회사 제조) 및 "아펠" (등록상표) (미츠이 화학 주식회사 제조) 을 들 수 있다. 이와 같은 고리형 올레핀계 수지를, 용제 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지된 수단에 의해 제막 (製膜) 하여, 투명 필름으로 할 수 있다. 시판되고 있는 고리형 올레핀계 수지 필름을 사용할 수도 있다. 시판되는 고리형 올레핀계 수지 필름으로는, "에스시나" (등록상표), "SCA40" (등록상표) (이상, 세키스이 화학 공업 주식회사 제조), "제오노아 필름" (등록상표) (옵테스 주식회사 제조) 및 "아톤 필름" (등록상표) (JSR 주식회사 제조) 을 들 수 있다.
본 발명의 편광 필름에 있어서, 투명 필름은, 예를 들어 앞에 기재한 바와 같은 투명 기재여도 되고, 또 편광막을 보호하기 위한 보호 필름이어도 된다. 본 발명의 편광 필름에 있어서, 투명 필름은 편광막의 편면에만 적층되어 있어도 되고, 양면에 적층되어 있어도 된다. 본 발명의 편광 필름이 복수 매의 투명 필름을 포함하는 경우, 그것들은 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다. 또, 편광막과 투명 필름은, 서로 접해 있어도 되고 떨어져 있어도 된다. 통상적으로, 투명 필름은, 접착제층이나 점착제층을 개재하여 편광막에 첩합할 수 있다.
본 발명의 편광 필름을 구성하는 투명 필름의 두께는, 실용적인 취급을 할 수 있는 정도의 질량인 점에서는, 얇은 편이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하되고, 가공성이 떨어지는 경향이 있다. 기재의 두께는, 통상적으로, 5 ㎛ ∼ 300 ㎛ 이고, 바람직하게는 20 ㎛ ∼ 200 ㎛ 이고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 100 ㎛ 이다.
＜편광판＞
본 발명은, 본 발명의 편광막 또는 본 발명의 편광 필름과 위상차 필름을 구비하여 이루어지는 편광판 (타원 편광판) 을 포함한다. 본 발명의 편광판에 있어서 위상차 필름은, 하기 식 (X) :
100 ≤ Re(550) ≤ 180 (X)
[식 중, Re(550) 은 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차 값을 나타낸다]
를 충족하는 것이 바람직하다. 위상차 필름이 상기 (X) 로 나타내는 면내 위상차 값을 가지면, 이른바 λ/4 판으로서 기능한다. 상기 식 (X) 는, 바람직하게는 100 ㎚ ≤ Re(550) ≤ 180 ㎚, 더욱 바람직하게는 120 ㎚ ≤ Re(550) ≤ 160 ㎚ 이다.
본 발명의 편광판에 있어서, 위상차 필름의 지상축과 편광막의 흡수축이 이루는 각도는, 바람직하게는 실질적으로 45° 이다. 또한, 본 발명에 있어서 「실질적으로 45°」 란, 45° ± 5° 를 의미한다.
또한, 위상차 필름이 하기 식 (Y) :
Re(450) / Re(550) ＜ 1 (Y)
[식 중, Re(450) 및 Re(550) 은 각각 파장 450 ㎚ 및 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차 값을 나타낸다]
를 충족하는 것이 바람직하다. 상기 식 (Y) 를 충족하는 위상차 필름은, 이른바 역파장 분산성을 갖고, 우수한 편광 성능을 나타낸다. Re(450) / Re(550) 의 값은, 바람직하게는 0.93 이하이고, 보다 바람직하게는 0.88 이하, 더욱 바람직하게는 0.86 이하, 바람직하게는 0.70 이상, 보다 바람직하게는 0.78 이상이다.
상기 위상차 필름은, 폴리머를 연신함으로써 위상차를 부여하는 연신 필름이어도 되지만, 편광판의 박층화의 관점에서, 중합성 액정 화합물의 배향 상태에 있어서의 중합체를 포함하는 중합성 액정 조성물 (이하, 「중합성 액정 조성물 (B)」 라고도 한다) 로 구성되는 것이 바람직하다. 위상차 필름을 형성하는 중합성 액정 화합물 (이하, 「중합성 액정 화합물 (B)」 라고도 한다) 은, 중합성 관능기, 특히 광 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물을 의미한다. 광 중합성 관능기란, 광 중합 개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다. 광 중합성 관능기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥실라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥실라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 액정성은 서모트로픽성 액정이어도 되고 리오트로픽성 액정이어도 되며, 상 질서 구조로는 네마틱 액정이어도 되고 스멕틱 액정이어도 된다. 중합성 액정 화합물로서, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
중합성 액정 화합물 (B) 로는, 성막의 용이성 및 상기 식 (Y) 로 나타내는 위상차성을 부여한다는 관점에서, 하기 (가) ∼ (라) 를 충족하는 화합물이 바람직하다.
(가) 서모트로픽 액정성을 갖는 화합물이다 ;
(나) 그 중합성 액정 화합물의 장축 방향 (a) 상에 π 전자를 갖는다.
(다) 장축 방향 (a) 에 대하여 교차하는 방향 [교차 방향 (b)] 상에 π 전자를 갖는다.
(라) 장축 방향 (a) 에 존재하는 π 전자의 합계를 N (πa), 장축 방향에 존재하는 분자량의 합계를 N (Aa) 로 하여 하기 식 (i) 로 정의되는 중합성 액정 화합물의 장축 방향 (a) 의 π 전자 밀도 :
D (πa) = N (πa) / N (Aa) (i)
와, 교차 방향 (b) 에 존재하는 π 전자의 합계를 N (πb), 교차 방향 (b) 에 존재하는 분자량의 합계를 N (Ab) 로 하여 하기 식 (ii) 로 정의되는 중합성 액정 화합물의 교차 방향 (b) 의 π 전자 밀도 :
D (πb) = N (πb) / N (Ab) (ii)
가,
0 ≤ [D (πa) / D (πb)] ≤ 1
의 관계에 있다 [즉, 교차 방향 (b) 의 π 전자 밀도가, 장축 방향 (a) 의 π 전자 밀도보다 크다].
또한, 상기 (가) ∼ (라) 를 충족하는 중합성 액정 화합물 (B) 는, 러빙 처리에 의해 형성한 배향막 상에 도포하고, 상전이 온도 이상으로 가열함으로써, 네마틱상을 형성하는 것이 가능하다. 이 중합성 액정 화합물 (B) 가 배향하여 형성된 네마틱상에서는 통상적으로, 중합성 액정 화합물의 장축 방향이 서로 평행이 되도록 배향하고 있고, 이 장축 방향이 네마틱상의 배향 방향이 된다.
상기 특성을 갖는 중합성 액정 화합물 (B) 는, 일반적으로 역파장 분산성을 나타내는 것인 경우가 많다. 상기 (가) ∼ (라) 의 특성을 충족하는 화합물로서, 구체적으로는, 예를 들어, 하기 식 (II) :
Figure pat00023
로 나타내는 화합물을 들 수 있다. 상기 식 (II) 로 나타내는 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
식 (II) 중, Ar 은 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 방향족기를 나타낸다. 여기서 말하는 방향족기란, 평면성을 갖는 고리형 구조의 기이고, 그 고리형 구조가 갖는 π 전자수가 휘켈 규칙에 따라서 [4n＋2] 개인 것을 말한다. 여기서, n 은 정수를 나타낸다. -N= 나 -S- 등의 헤테로 원자를 포함하여 고리 구조를 형성하고 있는 경우, 이들 헤테로 원자 상의 비공유 결합 전자쌍을 포함하여 휘켈 규칙을 충족하고, 방향족성을 갖는 경우도 포함한다. 그 2 가의 방향족기 중에는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 중 적어도 1 개 이상이 포함되는 것이 바람직하다.
G1 및 G2 는 각각 독립적으로, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 나타낸다. 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, 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다.
L1, L2, B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.
k, l 은, 각각 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 1 ≤ k ＋ l 의 관계를 충족한다. 여기서, 2 ≤ k ＋ l 인 경우, B1 및 B2, G1 및 G2 는, 각각 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.
E1 및 E2 는 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 17 의 알칸디일기를 나타내고, 여기서, 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되고, 그 알칸디일기에 포함되는 -CH2- 는, -O-, -S-, -Si- 로 치환되어 있어도 된다. P1 및 P2 는 서로 독립적으로, 중합성기 또는 수소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 중합성기이다.
G1 및 G2 는, 각각 독립적으로, 바람직하게는, 할로겐 원자 및 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 치환기로 치환되어 있어도 되는 1,4-페닐렌디일기, 할로겐 원자 및 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 치환기로 치환되어 있어도 되는 1,4-시클로헥산디일기이고, 보다 바람직하게는 메틸기로 치환된 1,4-페닐렌디일기, 무치환의 1,4-페닐렌디일기, 또는 무치환의 1,4-트랜스-시클로헥산디일기이고, 특히 바람직하게는 무치환의 1,4-페닐렌디일기, 또는 무치환의 1,4-트랜스-시클로헥산디일기이다. 또, 복수 존재하는 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환식 탄화수소기인 것이 바람직하고, 또, L1 또는 L2 에 결합하는 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환식 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.
L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 바람직하게는, 단결합, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra1ORa2-, -Ra3COORa4-, -Ra5OCORa6-, Ra7OC=OORa8-, -N=N-, -CRc=CRd-, 또는 C≡C- 이다. 여기서, Ra1 ∼ Ra8 은 각각 독립적으로 단결합, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타내고, Rc 및 Rd 는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 수소 원자를 나타낸다. L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 보다 바람직하게는 단결합, -ORa2-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa4-1-, 또는 OCORa6-1- 이다. 여기서, Ra2-1, Ra4-1, Ra6-1 은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2- 중 어느 것을 나타낸다. L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2-, 또는 -OCO- 이다.
본 발명의 적합한 일실시 양태에 있어서, 식 (II) 중의 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환식 탄화수소기이고, 그 2 가의 지환식 탄화수소기가, 치환기를 갖고 있어도 되는 2 가의 방향족기 Ar 과 -COO- 인 L1 및/또는 L2 에 의해 결합되어 있는 중합성 액정 화합물이 사용된다.
B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 바람직하게는, 단결합, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra9ORa10-, -Ra11COORa12-, -Ra13OCORa14-, 또는 Ra15OC=OORa16- 이다. 여기서, Ra9 ∼ Ra16 은 각각 독립적으로 단결합, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타낸다. B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 보다 바람직하게는 단결합, -ORa10-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa12-1-, 또는 OCORa14-1- 이다. 여기서, Ra10-1, Ra12-1, Ra14-1 은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2- 중 어느 것을 나타낸다. B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2-, -OCO-, 또는 OCOCH2CH2- 이다.
k 및 l 은, 역파장 분산성 발현의 관점에서 2 ≤ k＋l ≤ 6 의 범위가 바람직하고, k＋l=4 인 것이 바람직하고, k=2 그리고 l=2 인 것이 보다 바람직하다. k=2 그리고 l=2 이면, 대칭 구조가 되기 때문에 더욱 바람직하다.
E1 및 E2 는 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 17 의 알칸디일기가 바람직하고, 탄소수 4 ∼ 12 의 알칸디일기가 보다 바람직하다.
P1 또는 P2 로 나타내는 중합성기로는, 예를 들어 에폭시기, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥실라닐기, 및 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥실라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
Ar 은 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화수소 고리, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 복소 고리, 및 전자 흡인성기에서 선택되는 적어도 1 개를 갖는 것이 바람직하다. 당해 방향족 탄화수소 고리로는, 예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리 등을 들 수 있고, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리가 바람직하다. 당해 방향족 복소 고리로는, 푸란 고리, 벤조푸란 고리, 피롤 고리, 인돌 고리, 티오펜 고리, 벤조티오펜 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 트리아졸 고리, 트리아진 고리, 피롤린 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 티에노티아졸 고리, 옥사졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 및 페난트롤린 고리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 티아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 또는 벤조푸란 고리를 갖는 것이 바람직하고, 벤조티아졸기를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 또, Ar 에 질소 원자가 함유되는 경우, 당해 질소 원자는 π 전자를 갖는 것이 바람직하다.
식 (II) 중, Ar 로 나타내는 2 가의 방향족기에 포함되는 π 전자의 합계수 Nπ 는 8 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 이상이고, 더욱 바람직하게는 14 이상이고, 특히 바람직하게는 16 이상이다. 또, 바람직하게는 30 이하이고, 보다 바람직하게는 26 이하이고, 더욱 바람직하게는 24 이하이다.
Ar 로 나타내는 방향족기로는, 예를 들어 이하의 식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 의 기를 들 수 있다.
Figure pat00024
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-23) 중, * 표시는 연결부를 나타내고, Z0, Z1 및 Z2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬술피닐기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬술포닐기, 카르복실기, 탄소수 1 ∼ 12 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬티오기, 탄소수 1 ∼ 12 의 N-알킬아미노기, 탄소수 2 ∼ 12 의 N,N-디알킬아미노기, 탄소수 1 ∼ 12 의 N-알킬술파모일기 또는 탄소수 2 ∼ 12 의 N,N-디알킬술파모일기를 나타낸다.
Q1 및 Q2 는, 각각 독립적으로, -CR2'R3'-, -S-, -NH-, -NR2'-, -CO- 또는 -O- 를 나타내고, R2' 및 R3' 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 나타낸다.
J1 및 J2 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자, 또는 질소 원자를 나타낸다.
Y1, Y2 및 Y3 은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소 고리기를 나타낸다.
W1 및 W2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 시아노기, 메틸기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.
Y1, Y2 및 Y3 에 있어서의 방향족 탄화수소기로는, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 비페닐기 등의 탄소수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소기를 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. 방향족 복소 고리기로는, 푸릴기, 피롤릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기 등의 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자를 적어도 1 개 포함하는 탄소수 4 ∼ 20 의 방향족 복소 고리기를 들 수 있고, 푸릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기가 바람직하다.
Y1 및 Y2 는, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 다고리계 방향족 탄화수소기 또는 다고리계 방향족 복소 고리기여도 된다. 다고리계 방향족 탄화수소기는, 축합 다고리계 방향족 탄화수소기, 또는 방향 고리 집합에서 유래하는 기를 말한다. 다고리계 방향족 복소 고리기는, 축합 다고리계 방향족 복소 고리기, 또는 방향 고리 집합에서 유래하는 기를 말한다.
Z0, Z1 및 Z2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알콕시기인 것이 바람직하고, Z0 은, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기가 더욱 바람직하고, Z1 및 Z2 는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 시아노기가 더욱 바람직하다.
Q1 및 Q2 는, -NH-, -S-, -NR2'-, -O- 가 바람직하고, R2' 는 수소 원자가 바람직하다. 그 중에서도 -S-, -O-, -NH- 가 특히 바람직하다.
식 (Ar-1) ∼ (Ar-23) 중에서도, 식 (Ar-6) 및 식 (Ar-7) 이 분자의 안정성의 관점에서 바람직하다.
식 (Ar-17) ∼ (Ar-23) 에 있어서, Y1 은, 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0 과 함께, 방향족 복소 고리기를 형성하고 있어도 된다. 방향족 복소 고리기로는, Ar 이 갖고 있어도 되는 방향족 복소 고리로서 상기한 것을 들 수 있지만, 예를 들어, 피롤 고리, 이미다졸 고리, 피롤린 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 푸린 고리, 피롤리딘 고리 등을 들 수 있다. 이 방향족 복소 고리기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 또, Y1 은, 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0 과 함께, 전술한 치환되어 있어도 되는 다고리계 방향족 탄화수소기 또는 다고리계 방향족 복소 고리기여도 된다. 예를 들어, 벤조푸란 고리, 벤조티아졸 고리, 벤조옥사졸 고리 등을 들 수 있다. 또한, 상기 식 (II) 로 나타내는 화합물은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-31223호에 기재된 방법에 준하여 제조할 수 있다.
위상차 필름을 구성하는 중합성 액정 조성물 (B) 중의 중합성 액정 화합물 (B) 의 함유량은, 중합성 액정 조성물 (B) 의 고형분 100 질량부에 대하여, 예를 들어 70 ∼ 99.5 질량부이고, 바람직하게는 80 ∼ 99 질량부이고, 보다 바람직하게는 90 ∼ 98 질량부이다. 함유량이 상기 범위 내이면, 위상차 필름의 배향성이 높아지는 경향이 있다. 여기서, 고형분이란, 중합성 액정 조성물 (B) 로부터 용제 등의 휘발성 성분을 제외한 성분의 합계량을 말한다.
중합성 액정 조성물 (B) 는, 중합성 액정 화합물 (B) 의 중합 반응을 개시하기 위한 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다. 중합 개시제로는, 당해 분야에서 종래 사용되고 있는 것에서 적절히 선택하여 사용할 수 있으며, 열 중합 개시제여도 되고, 광 중합 개시제여도 되지만, 보다 저온 조건하에서 중합 반응을 개시할 수 있는 점에서, 광 중합 개시제가 바람직하다. 적합하게는, 본 발명의 중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서 사용할 수 있는 광 중합 개시제로서 앞서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또, 중합성 액정 조성물 (B) 는, 필요에 따라, 광 증감제, 레벨링제, 및, 중합성 액정 조성물 (A) 에 포함되는 첨가제로서 예시한 첨가제 등을 함유해도 된다. 광 증감제 및 레벨링제로는, 중합성 액정 조성물 (A) 에 있어서 사용할 수 있는 것으로서 앞서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
위상차 필름은, 예를 들어, 중합성 액정 화합물 (B) 및 필요에 따라 중합 개시제, 첨가제 등을 포함하는 중합성 액정 조성물 (B) 에 용제를 첨가하여 혼합 및 교반함으로써 조제되는 조성물 (이하, 「위상차 필름 형성용 조성물」 이라고도 한다) 을, 기재 또는 배향막 상에 도포하고, 건조에 의해 용매를 제거하고, 얻어진 도막 중의 중합성 액정 화합물 (B) 를 가열 및/또는 활성 에너지선에 의해 경화시켜 얻을 수 있다. 위상차 필름의 제조에 사용되는 기재 및/또는 배향막으로는, 본 발명의 편광막을 제조할 때에 사용할 수 있는 것으로서 앞서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
위상차 필름 형성용 조성물에 사용하는 용제, 위상차 필름 형성용 조성물의 도포 방법, 활성 에너지선에 의한 경화 조건 등은, 모두, 본 발명의 편광막의 제조 방법에 있어서 채용할 수 있는 것과 동일한 것을 들 수 있다.
위상차 필름의 두께는, 적용되는 표시 장치에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 박막화 및 굴곡성 등의 관점에서, 0.1 ∼ 10 ㎛ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 5 ㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 1 ∼ 3 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.
또, 본 발명의 편광판은 본 발명의 편광막 또는 편광 필름 및 위상차 필름을 구비하여 이루어지고, 바람직하게는 기재, 배향막 (특히 광 배향막), 본 발명의 편광막 및 위상차 필름을 구비하여 이루어진다. 또, 추가로 이들 이외의 다른 층 (보호 필름, 점접착제층 등) 을 포함하고 있어도 된다. 본 발명의 편광판에 있어서, 본 발명의 편광막 또는 편광 필름과 위상차 필름은 접착제층 또는 점착제층을 개재하여 첩합되어 있어도 되고, 위상차 필름 형성용 조성물을 본 발명의 편광막 또는 편광 필름에 직접 도포함으로써, 위상차 필름이 본 발명의 편광막 또는 편광 필름 상에 직접 형성되어 있어도 된다.
본 발명의 편광판의 두께는, 표시 장치의 굴곡성이나 시인성의 관점에서, 바람직하게는 10 ∼ 300 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ∼ 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 25 ∼ 100 ㎛ 이다.
＜표시 장치＞
본 발명의 편광막, 본 발명의 편광 필름 및 본 발명의 편광판은, 높은 편광 성능을 갖고, 또한, 내광성이 우수하기 때문에, 표시 장치의 구성 부재로서 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 점접착제층을 개재하여 본 발명의 편광막, 편광 필름 또는 편광판을 표시 장치의 표면에 첩합할 수 있다. 표시 장치란, 표시 기구를 갖는 장치이며, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로는, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 무기 일렉트로루미네선스 (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 있다. 액정 표시 장치는, 투과형 액정 표시 장치, 반투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치, 직시형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치 등 중 어느 것도 포함한다. 이들 표시 장치는, 2 차원 화상을 표시하는 표시 장치여도 되고, 3 차원 화상을 표시하는 입체 표시 장치여도 된다. 특히, 본 발명에 있어서는, 유기 EL 표시 장치 및 터치 패널 표시 장치가 바람직하고, 특히 유기 EL 표시 장치가 바람직하다.
실시예
＜편광막 형성용 조성물의 조제＞
광 중합 개시제로서, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여 2.5 질량부의 Esacure ONE (IGM Resins 사 제조) 과 하기의 성분을 혼합하고, 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, 중합성 액정 조성물인 편광막 형성용 조성물 (1) 을 얻었다. 이색성 색소에는, 일본 공개특허공보 2013-101328호의 실시예에 기재된 하기 아조 색소를 사용하였다.
·중합성 액정 화합물 :
Figure pat00025
(A-6) 90 부
Figure pat00026
(A-7) 10 부
·이색성 색소 :
아조 색소 ;
Figure pat00027
(이색성 색소 A) 2.5 부
Figure pat00028
(이색성 색소 B) 2.5 부
Figure pat00029
(이색성 색소 C) 2.5 부
·레벨링제 :
폴리아크릴레이트 화합물 (BYK-361N ; BYK-Chemie 사 제조) 1.2 부
·용제 :
o-자일렌 400 부
광 중합 개시제로서 하기 표 1 에 기재된 화합물을 사용한 것 이외에는 편광막 형성용 조성물 (1) 과 동일하게 하여, 중합성 액정 조성물인 편광막 형성용 조성물 (2) ∼ (5) 를 얻었다.
＜광 중합 개시제의 종류＞
실시예 및 비교예에 사용한 광 중합 개시제는 이하와 같다.
Figure pat00030
광 중합 개시제 A ∼ E 의 구조는 이하와 같다.
·중합 개시제 A, B :
Figure pat00031
·중합 개시제 C :
Figure pat00032
·중합 개시제 D :
Figure pat00033
·중합 개시제 E :
Figure pat00034
1. 실시예 1
(1) 기재 상에 대한 광 배향막의 제조
(i) 광 배향막 형성용 조성물의 조제
일본 공개특허공보 2013-033249호 기재의 하기 성분을 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, 광 배향막 형성용 조성물을 얻었다.
·광 배향성 폴리머 :
Figure pat00035
2 부
·용제 :
o-자일렌 98 부
(ii) 광 배향막의 형성
투명 필름인 기재로서 트리아세틸셀룰로오스 필름 (KC8UX2M, 코니카 미놀타 (주) 제조) 을 사용하고, 막 표면에 코로나 처리를 실시한 후에, 상기 광 배향막 형성용 조성물을 도포하여, 120 ℃ 에서 건조시켜 건조 피막을 얻었다. 이 건조 피막 상에 편광 UV 를 조사하여 광 배향막을 형성하고, 광 배향막이 부착된 필름을 얻었다. 편광 UV 처리는, UV 조사 장치 (SPOT CURE SP-7 ; 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 파장 365 ㎚ 에서 측정한 강도가 100 mJ 인 조건으로 실시하였다.
(2) 편광막의 제조
상기와 같이 하여 얻은 광 배향막이 부착된 기재 상에, 편광막 형성용 조성물 (1) 을 바 코트법 (＃9 30 ㎜/s) 에 의해 도포하고, 120 ℃ 의 건조 오븐에서 1 분간 가열 건조시킴으로써 중합성 액정 화합물을 액체상으로 상전이시킨 후, 실온까지 냉각시켜 그 중합성 액정 화합물을 스멕틱 액정 상태로 상전이시켰다. 이어서, UV 조사 장치 (SPOT CURE SP-7 ; 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 노광량 1000 mJ/㎠ (365 ㎚ 기준) 의 자외선을, 편광막 형성용 조성물 (1) 로부터 형성된 층에 조사함으로써, 그 건조 피막에 포함되는 중합성 액정 화합물을, 상기 중합성 액정 화합물의 스멕틱 액정 상태를 유지한 채로 중합시키고, 그 건조 피막으로부터 편광막을 형성하였다. 이 때의 편광막의 막두께를 레이저 현미경 (올림퍼스 주식회사 제조 OLS3000) 에 의해 측정한 결과, 2.3 ㎛ 였다. 이렇게 하여 얻어진 것은, 편광막과 기재를 포함하는 편광 필름이다. 이 편광막에 대하여, X 선 회절 장치 X'Pert PRO MPD (스펙트리스 주식회사 제조) 를 사용하여 편광막의 흡수축 방향에서 X 선을 조사하여 X 선 회절 측정을 실시한 결과, 2θ = 20.2 부근에 피크 반가폭 (FWHM) = 약 0.17° 의 샤프한 회절 피크 (브래그 피크) 가 얻어졌다. 또, 편광막의 투과축 방향에서 X 선을 조사하여 동일하게 X 선 회절 측정을 실시한 결과, 동일한 샤프한 회절 피크 (브래그 피크) 가 얻어지고, 그 피크 위치로부터 구한 질서 주기 (d) 는 약 4.4 Å 이며, 고차 스멕틱상을 반영한 구조를 형성하는 것을 확인하였다.
(3) 편광막 적층체의 제조
또한 상기와 동일하게 하여 얻어진 편광 필름의 편광막 표면에 코로나 처리를 실시한 후, 코로나 처리를 실시한 표면에, 물 100 부에 카르복실기 변성 폴리비닐알코올 [(주) 쿠라레 제조 「쿠라레 포발 KL318」] 7 부와, 열가교제로서 수용성 폴리아미드 에폭시 수지 [스미카 켐텍스 (주) 로부터 입수한 「스밀레이즈 레진 650」 (고형분 농도 30 질량％ 의 수용액)] 3.5 부를 첨가한 수용액 (점도 : 92 cP) 을 와이어 바 코터 (＃30) 로 도포하였다. 80 ℃ 에서 5 분간 건조시킴으로써, 상기 수용액을 건조시켜 보호층을 형성하고, 보호층이 부착된 편광 필름을 제조하였다. 또한, 보호층 상에, 감압식 점착제 (린텍 주식회사 제조, 막두께 25 ㎛) 로부터 형성되는 점착층을 개재하여, 유리 (코닝사 제조, EagleXG) 를 첩합하여 실시예 1 의 편광막 적층체를 얻었다.
2. 실시예 2
편광막 형성용 조성물 (1) 대신에, 표 1 에 나타낸 편광막 형성용 조성물 (2) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로, 실시예 2 의 편광막 적층체를 얻었다.
3. 비교예 1
편광막 형성용 조성물 (1) 대신에, 표 1 에 나타낸 편광막 형성용 조성물 (3) 을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로, 비교예 1 의 편광막 적층체를 얻었다.
4. 비교예 2
편광막 형성용 조성물 (1) 대신에, 표 1 에 나타낸 편광막 형성용 조성물 (4) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로, 비교예 2 의 편광막 적층체를 얻었다.
5. 비교예 3
편광막 형성용 조성물 (1) 대신에, 표 1 에 나타낸 편광막 형성용 조성물 (5) 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로, 비교예 3 의 편광막 적층체를 얻었다.
＜내광 시험＞
실시예 1, 2 및 비교예 1 ∼ 3 에서 제조한 편광막 적층체의 편광 필름에 있어서의 트리아세틸셀룰로오스 필름면을, 점착제를 개재하여 유리 기판에 첩합하였다. 그리고, 흡수축 방향의 흡광도를 하기 방법에 의해 측정하였다 (내광 시험 전의 흡광도 : A1). 그 후, 트리아세틸셀룰로오스 필름 면을 위로 하여, 내광성 시험기 (선테스트 XLS＋ ; ATLAS 제조) 에 투입하고, 적산 광량을 23070 KJ/㎡ 의 조건으로 200 시간 광 (자외선) 조사하고, 꺼낸 후에 다시, 내광 시험 전과 동일한 방법에 의해 흡광도 측정을 실시하였다 (내광 시험 후의 흡광도 : A2). 하기 식 (I) 에 의해 흡광도 유지율 (％) 을 산출하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
흡광도 유지율 (％) = A2/A1 × 100 (I)
＜흡광도, 투과율 (Ty), 편광도 (Py) 의 측정＞
흡광도는 분광 광도계 (시마즈 제작소 주식회사 제조 UV-3150) 에 편광자가 부착된 폴더를 세트한 장치를 사용하여 더블빔법으로 측정하였다.
투과율은 투과축 방향의 단체 투과율 (T1) 및 흡수축 방향의 단체 투과율 (T2) 을, 동 (同) 분광 광도계 (시마즈 제작소 주식회사 제조 UV-3150) 에 편광자가 부착된 폴더를 세트한 장치를 사용하여, 더블빔법에 의해 2 ㎚ 스텝 380 ∼ 680 ㎚ 의 파장 범위에서 측정하였다. 또 하기 식 (p) 그리고 (q) 를 사용하여, 각 파장에 있어서의 단체 투과율, 편광도를 산출하고, 또한 JIS Z 8701 의 2 도 시야 (C 광원) 에 의해 시감도 보정을 실시하고, 시감도 보정 단체 투과율 (Ty) 및 시감도 보정 편광도 (Py) 를 산출하였다.
투과율 Ty (％) = (T1 ＋ T2) / 2 (p)
편광도 Py (％) = {(T1 ― T2) / (T1 ＋ T2)} × 100 (q)
결과를 표 2 에 나타낸다.
Figure pat00036

Claims (15)

  1. 적어도 1 개의 중합성기를 갖는 중합성 액정 화합물, 이색성 색소 및 광 중합 개시제를 포함하는 중합성 액정 조성물로서, 상기 광 중합 개시제가 식 (A1) :
    Figure pat00037

    [식 (A1) 중,
    C1 및 C2 는 탄소 원자를 나타내고,
    m 은 2 ∼ 10 의 정수를 나타내고,
    *1 및 *2 는 결합손 (단결합) 을 나타내고, *1 과 *2 는 서로 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 되고,
    R1 ∼ R4 는, 각각 독립적으로, 식 (A1-1) :
    Figure pat00038

    [식 (A1-1) 중, Z1 은, 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기가 -CH2- 단위를 갖는 경우에는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알칸디일기가 =CH- 단위를 갖는 경우에는, =N- 로 치환되어 있어도 되고, A1 은, 적어도 1 개의 탄소 원자를 갖는 중합 개시기를 나타내고, k1 은 0 ∼ 5 의 정수를 나타낸다]
    로 나타내는 기, 수소 원자, 알킬기 또는 알케닐기를 나타내고, 그 알킬기가 갖는 -CH2- 단위는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 되고, 그 알케닐기가 갖는 =CH- 단위는, =N- 로 치환되어 있어도 되고, R1 ∼ R4 중 적어도 1 개는 식 (A1-1) 로 나타내는 기이고, 상기 R1 ∼ R4 가 식 (A1-1) 로 나타내는 기, 알킬기 또는 알케닐기인 경우, 그 R1 ∼ R4 에 포함되는 탄소 원자는, 식 (A1) 에 포함되는 C1, C2, *1 및/또는 *2 와 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 된다]
    로 나타내는 구조를 포함하는, 중합성 액정 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    중합성 액정 화합물이 식 (A2) :
    U1-V1-W1-(X1-Y1)n-X2-W2-V2-U2 (A2)
    [식 (A2) 중,
    X1 및 X2 는, 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 및 니트로기로 이루어지는 군에서 선택되는 치환기로 치환되어 있어도 되고, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환식 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자는, 산소 원자 또는 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 되고, X1 및 X2 중 적어도 하나는, 상기 치환기를 갖고 있어도 되는 1,4-페닐렌기 또는 상기 치환기를 갖고 있어도 되는 시클로헥산-1,4-디일기이고,
    n 은 1 ∼ 3 이고, n 이 2 이상인 경우, 복수의 X1 및 X2 는, 동일해도 되고, 각각 상이해도 되고,
    Y1 은, 단결합 또는 2 가의 연결기이고,
    U1 은, 수소 원자 또는 중합성기를 나타내고,
    U2 는, 중합성기를 나타내고,
    W1 및 W2 는, 서로 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이고,
    V1 및 V2 는, 서로 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1 ∼ 20 의 알칸디일기를 나타내고, 그 알칸디일기를 구성하는 -CH2- 는, -O-, -CO-, -S- 또는 -NH- 로 치환되어 있어도 된다.]
    로 나타내는 중합성 액정 화합물을 포함하는, 중합성 액정 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    광 중합 개시제가, 중합성 액정 화합물과의 관계에 있어서 식 (1) 및 (2)
    v1 ≥ c (1)
    v2 ≥ c (2)
    [식 중, v1 은, 식 (A2) 중의 U1 과 W1 을 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타내고, v2 는, 식 (A2) 중의 U2 와 W2 를 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타내고, c 는 식 (A1) 중의 -[C11-C2]m- 를 지나, *1 과 *2 를 잇는 최단 결합에 있어서의 원자의 수를 나타낸다]
    의 적어도 일방을 충족하는, 중합성 액정 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광 중합 개시제의 중량 평균 분자량이 200 ∼ 1000 인, 중합성 액정 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    이색성 색소가 아조 색소인, 중합성 액정 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기가 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기인, 중합성 액정 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합성 액정 화합물이 스멕틱 액정성을 나타내는 액정 화합물인, 중합성 액정 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여 1 ∼ 10 질량부의 광 중합 개시제를 포함하는, 중합성 액정 조성물.
  9. 중합성 액정 화합물이 배향한 상태에서 경화한, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 액정 조성물의 경화물인 편광막.
  10. 제 9 항에 있어서,
    X 선 회절 측정에 있어서 브래그 피크를 나타내는, 편광막.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    중합성 액정 화합물이, 편광막 평면에 대하여 수평 방향으로 배향한 상태에서 경화한 중합성 액정 조성물의 경화물인, 편광막.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막과 투명 필름을 구비하여 이루어지는 편광 필름.
  13. 제 12 항에 있어서,
    편광막의 두께가 0.1 ∼ 4 ㎛ 인, 편광 필름.
  14. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 편광막 또는 제 12 항 혹은 제 13 항에 기재된 편광 필름과 위상차 필름을 구비하여 이루어지는 편광판으로서, 상기 위상차 필름이 식 (X) :
    100 ≤ Re(550) ≤ 180 (X)
    [식 중, Re(550) 은 파장 550 ㎚ 에 있어서의 면내 위상차 값을 나타낸다]
    를 충족하고, 상기 위상차 필름의 지상축과 상기 편광막의 흡수축이 이루는 각도가 실질적으로 45° 인, 편광판.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 위상차 필름이 식 (Y) :
    Re(450 ㎚) / Re(550 ㎚) ＜ 1 (Y)
    [식 중, Re(λ) 는 파장 λ ㎚ 의 광에 대한 정면 위상차 값을 나타낸다]
    를 충족하는, 편광판.
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