KR20220041183A - 액정 조성물, 이색성 물질, 광흡수 이방성막, 적층체 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막을 형성할 수 있는 액정 조성물, 이색성 물질, 광흡수 이방성막, 적층체 및 화상 표시 장치의 제공이다. 본 발명의 액정 조성물은, 액정성 화합물과 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을 함유한다. 식 중, Ar1~Ar3은 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기, R1~R3은 1가의 치환기, k는 1 또는 2, n1~n3은 0~4의 정수, k=1의 경우에는 n1+n2+n3≥0, k=2의 경우에는 n1+n2+n3≥1, m1 및 m2는 0 또는 1, m1+m2는 1 또는 2, R4 및 R5는 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기, m1=0의 경우에는 L1은 1가의 치환기, m1=1의 경우에는 L1은 2가의 연결기, m2=0의 경우에는 L2는 1가의 치환기, m2=1의 경우에는 L2는 2가의 연결기를 나타낸다.

Description

액정 조성물, 이색성 물질, 광흡수 이방성막, 적층체 및 화상 표시 장치
본 발명은, 액정 조성물, 이색성 물질, 광흡수 이방성막, 적층체 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
종래, 레이저광 또는 자연광을 포함하는 조사광의 감쇠 기능, 편광 기능, 산란 기능, 또는, 차광 기능 등이 필요해졌을 때에는, 각각의 기능마다 상이한 원리에 의하여 작동하는 장치를 이용하고 있었다. 그 때문에, 상기의 기능에 대응하는 제품도, 각각의 기능별로 상이한 제조 공정에 의하여 제조되고 있었다.
예를 들면, 화상 표시 장치(예를 들면, 액정 표시 장치)에서는, 표시에 있어서의 선광성 또는 복굴절성을 제어하기 위하여 직선 편광자 또는 원편광자가 이용되고 있다. 또, 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)에 있어서도, 외광의 반사 방지를 위하여 원편광자가 사용되고 있다.
종래, 이들 편광자에는, 아이오딘이 이색성 물질로서 널리 사용되어 왔지만, 아이오딘 대신에 유기 색소를 이색성 물질로서 사용하는 편광자에 대해서도 검토되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1 및 2에는, 이색성 물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 이용하여 광흡수 이방성막을 형성하는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2019-120949호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2019-91088호
최근, 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물을 이용하여 형성되는 광흡수 이방성막은, 보다 한층 성능 향상이 요구되고 있으며, 그와 같은 성능의 하나로서 내광성을 들 수 있다.
본 발명자들은, 특허문헌 1 및 2의 실시예란에 기재된 이색성 물질을 포함하는 액정 조성물을 이용하여 형성된 광흡수 이방성막을 평가한 결과, 내광성에 개선의 여지가 있는 것을 명확하게 했다.
따라서, 본 발명은, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막을 형성할 수 있는 액정 조성물, 이색성 물질, 광흡수 이방성막, 적층체 및 화상 표시 장치의 제공을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 후술하는 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물을 이용하면, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막을 형성할 수 있는 것을 알아내, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명자들은, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.
[1]
액정성 화합물과, 후술하는 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물.
후술하는 식 (1) 중, Ar1은 (n1+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, Ar2는 (n2+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내며, Ar3은 (n3+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
후술하는 식 (1) 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 1가의 치환기를 나타낸다. n1≥2인 경우에는 복수의 R1은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n2≥2인 경우에는 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n3≥2인 경우에는 복수의 R3은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
후술하는 식 (1) 중, k는, 1 또는 2이다. k=2의 경우에는, 복수의 Ar2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
후술하는 식 (1) 중, n1, n2 및 n3은, 각각 독립적으로, 0~4의 정수를 나타낸다. 단, k=1의 경우에는 n1+n2+n3≥0이며, k=2의 경우에는 n1+n2+n3≥1이다.
후술하는 식 (1) 중, m1 및 m2는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다. 단, m1+m2는 1 또는 2이다.
후술하는 식 (1) 중, m1=1의 경우에는 R4는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 R5는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
후술하는 식 (1) 중, m1=0의 경우에는 L1은 1가의 치환기를 나타내고, m1=1의 경우에는 L1은 2가의 연결기를 나타내며, m2=0의 경우에는 L2는 1가의 치환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 L2는 2가의 연결기를 나타낸다.
[2]
상기 식 (1)에 있어서, k가 2인, [1]에 기재된 액정 조성물.
[3]
상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 L1이 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기이며, m2=1의 경우에 있어서 L2가 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기인, [1] 또는 [2]에 기재된 액정 조성물.
[4]
상기 식 (1)에 있어서, Ar1, Ar2 및 Ar3이 모두, 페닐렌기인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물.
[5]
상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 R4가 탄소수 1~6의 알킬기이며, m2=1의 경우에 있어서 R5가 탄소수 1~6의 알킬기인, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물.
[6]
상기 액정성 화합물이 고분자 액정성 화합물이며, 말단에 가교성기를 갖는, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물.
[7]
상기 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질 이외의 다른 이색성 물질을 1종 이상 더 함유하는, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물.
[8]
후술하는 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는, 이색성 물질.
후술하는 식 (1) 중, Ar1은 (n1+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, Ar2는 (n2+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내며, Ar3은 (n3+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
후술하는 식 (1) 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 1가의 치환기를 나타낸다. n1≥2인 경우에는 복수의 R1은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n2≥2인 경우에는 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n3≥2인 경우에는 복수의 R3은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
후술하는 식 (1) 중, k는, 1 또는 2이다. k=2의 경우에는, 복수의 Ar2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
후술하는 식 (1) 중, n1, n2 및 n3은, 각각 독립적으로, 0~4의 정수를 나타낸다. 단, k=1의 경우에는 n1+n2+n3≥0이며, k=2의 경우에는 n1+n2+n3≥1이다.
후술하는 식 (1) 중, m1 및 m2는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다. 단, m1+m2는 1 또는 2이다.
후술하는 식 (1) 중, m1=1의 경우에는 R4는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 R5는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
후술하는 식 (1) 중, m1=0의 경우에는 L1은 1가의 치환기를 나타내고, m1=1의 경우에는 L1은 2가의 연결기를 나타내며, m2=0의 경우에는 L2는 1가의 치환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 L2는 2가의 연결기를 나타낸다.
[9]
상기 식 (1)에 있어서, k가 2인, [8]에 기재된 이색성 물질.
[10]
상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 L1이 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기이며, m2=1의 경우에 있어서 L2가 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기인, [8] 또는 [9]에 기재된 이색성 물질.
[11]
상기 식 (1)에 있어서, Ar1, Ar2 및 Ar3이 모두, 페닐렌기인, [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 이색성 물질.
[12]
상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 R4가 탄소수 1~6의 알킬기이며, m2=1의 경우에 있어서 R5가 탄소수 1~6의 알킬기인, [8] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 이색성 물질.
[13]
[1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 액정 조성물을 이용하여 형성되는, 광흡수 이방성막.
[14]
기재와, 상기 기재 상에 형성된 [13]에 기재된 광흡수 이방성막을 갖는, 적층체.
[15]
상기 광흡수 이방성막 상에 형성된 λ/4판을 더 갖는, [14]에 기재된 적층체.
[16]
상기 광흡수 이방성막 상에 형성된 배리어층을 더 갖는, [14] 또는 [15]에 기재된 적층체.
[17]
[13]에 기재된 광흡수 이방성막, 또는, [14] 내지 [16] 중 어느 하나에 기재된 적층체를 갖는, 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막을 형성할 수 있는 액정 조성물, 이색성 물질, 광흡수 이방성막, 적층체 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 이색성 물질에 있어서의 수소 결합 양식을 나타내는 개념도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, (메트)아크릴산이란, "아크릴산" 및 "메타크릴산"의 총칭이며, (메트)아크릴로일이란, "아크릴로일" 및 "메타크릴로일"의 총칭이다.
[액정 조성물]
본 발명의 액정 조성물은, 액정성 화합물과, 후술하는 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물이다. 본 명세서에 있어서, 후술하는 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을, "특정 이색성 물질"이라고 칭하는 경우가 있다.
본 발명의 액정 조성물에 의하면, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막을 형성할 수 있다. 이 이유의 상세는 명확하지 않지만, 대략 이하와 같이 추정하고 있다.
종래의 아조계의 이색성 물질은, 액정성 화합물과 상용함으로써 높은 배향도를 실현하고 있다고 생각되며, 이 경우, 이색성 물질은, 액정성 화합물 중에 있어서 모노머 상태로 분산하고 있다고 추정된다.
이에 대하여, 특정 이색성 물질은, 액정성 화합물과의 상용성이 낮아, 액정성 화합물과 상분리되어 있다고 생각된다.
여기에서, 특정 이색성 물질에 있어서의 에스터 결합을 포함하는 말단기는, 종래의 아조계의 이색성 물질에 있어서의 에스터 결합을 포함하는 말단기와 비교하여, 아조기 측에 결합하는 에스터 결합의 방향이 반대 방향이 되어 있다. 구체적으로는, 말단기로서 R4-O-C(O)- 또는 R5-O-C(O)-를 갖는 특정 이색성 물질은, 말단기의 에스터 결합을 구성하는 -C(O)-가 아조기 측에 위치하고 있다. 이에 대하여, 실시예란에서 사용한 말단기로서 아크릴로일옥시기(CH2=CH-C(O)-O-)를 갖는 이색성 물질 H1은, 말단기의 에스터 결합에 있어서의 -O-가 아조기 측에 위치하고 있다.
따라서, 후술하는 실시예란에서 사용한 이색성 물질 D1(특정 이색성 물질에 상당)을 이용한 단결정 X선 구조 해석을 행한 결과, 이색성 물질 D1이, 단결정에 있어서의 배열 상태에 있어서 서로의 에스터 결합의 측쇄끼리 2개의 수소 결합을 형성하고 있는 것을, 본 발명자들은 알아냈다(도 1). 이 수소 결합의 기여에 의하여, 특정 이색성 물질은 스스로 강하게 회합함으로써, 액정성 화합물과의 상용성이 낮아진다고 생각된다. 종래의 이색성 물질에서는, 이와 같은 수소 결합이 없으므로 액정성 화합물과 상용하고 있다고 생각된다.
이와 같이, 특정 이색성 물질이 액정 조성물 중에 있어서 회합체를 형성함으로써, 이것을 이용하여 형성되는 광흡수 이방성막의 내광성이 우수한 것이 되었다고 추측된다.
이하에 있어서, 본 발명의 액정 조성물에 포함되는 성분 및 포함될 수 있는 성분에 대하여 설명한다.
〔특정 이색성 물질〕
본 발명의 이색성 물질은, 하기 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질(특정 이색성 물질)이다. 본 발명의 액정 조성물은, 상술한 바와 같이 특정 이색성 물질을 함유한다.
[화학식 1]
Figure pct00001
식 (1) 중, Ar1은 (n1+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, Ar2는 (n2+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내며, Ar3은 (n3+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
식 (1) 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 1가의 치환기를 나타낸다. n1≥2인 경우에는 복수의 R1은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n2≥2인 경우에는 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n3≥2인 경우에는 복수의 R3은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
식 (1) 중, k는, 1 또는 2이다. k=2의 경우에는, 복수의 Ar2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
식 (1) 중, n1, n2 및 n3은, 각각 독립적으로, 0~4의 정수를 나타낸다. 단, k=1의 경우에는 n1+n2+n3≥0이며, k=2의 경우에는 n1+n2+n3≥1이다.
식 (1) 중, m1 및 m2는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다. 단, m1+m2는 1 또는 2이다.
식 (1) 중, m1=1의 경우에는 R4는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 R5는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
식 (1) 중, m1=0의 경우에는 L1은 1가의 치환기를 나타내고, m1=1의 경우에는 L1은 2가의 연결기를 나타내며, m2=0의 경우에는 L2는 1가의 치환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 L2는 2가의 연결기를 나타낸다.
식 (1)에 있어서, Ar1은 (n1+2)가(예를 들면, n1이 1인 경우는 3가), Ar2는 (n2+2)가(예를 들면, n2가 1인 경우는 3가), Ar3은 (n3+2)가(예를 들면, n3이 1인 경우는 3가)의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다. 여기에서, Ar1~Ar3은 각각, n1~n3개의 치환기(후술하는 R1~R3)로 치환된 2가의 방향족 탄화 수소기 또는 2가의 복소환기라고 환언할 수 있다.
Ar1~Ar3이 나타내는 2가의 방향족 탄화 수소기로서는, 단환이어도 되고, 2환 이상의 축환 구조를 갖고 있어도 된다. 2가의 방향족 탄화 수소기의 환수는, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 1~4가 바람직하고, 1~2가 보다 바람직하며, 1(즉 페닐렌기인 것)이 더 바람직하다.
2가의 방향족 탄화 수소기의 구체예로서는, 페닐렌기, 아줄렌-다이일기, 나프틸렌기, 플루오렌-다이일기, 안트라센-다이일기 및 테트라센-다이일기 등을 들 수 있으며, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 페닐렌기 및 나프틸렌기가 바람직하고, 페닐렌기가 보다 바람직하다.
2가의 복소환기로서는, 방향족 또는 비방향족 중 어느 것이어도 되지만, 배향도가 보다 향상된다는 관점에서, 2가의 방향족 복소환기인 것이 바람직하다.
2가의 방향족 복소환기는, 단환이어도 되고, 2환 이상의 축환 구조를 갖고 있어도 된다. 방향족 복소환기를 구성하는 탄소 이외의 원자로서는, 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자를 들 수 있다. 방향족 복소환기가 탄소 이외의 환을 구성하는 원자를 복수 갖는 경우, 이들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
방향족 복소환기의 구체예로서는, 예를 들면, 피리딜렌기(피리딘-다이일기), 싸이엔일렌(싸이오펜-다이일기), 퀴놀릴렌기(퀴놀린-다이일기), 아이소퀴놀릴렌기(아이소퀴놀린-다이일기), 싸이아졸-다이일기, 벤조싸이아다이아졸-다이일기, 프탈이미드-다이일기, 싸이에노싸이아졸-다이일기(본 발명에 있어서, "싸이에노싸이아졸기"라고 한다.), 싸이에노싸이오펜-다이일기, 및, 싸이에노옥사졸-다이일기 등을 들 수 있다.
상기 중에서도, 2가의 방향족 복소환기로서는, 단환 또는 하기 구조식으로 나타나는 2환의 축환 구조를 갖는 기를 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 하기 구조식에 있어서, "*"는, 일반식 (1)에 있어서의 아조기 또는 산소 원자와의 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 2]
Figure pct00002
식 (1)에 있어서, Ar1~Ar3은 모두, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 2가의 방향족 탄화 수소기가 바람직하고, 페닐렌기가 바람직하다.
여기에서, Ar1이 페닐렌기인 경우에는, 광흡수 이방성막의 배향도가 보다 향상되는 관점에서, Ar1에 결합하는 산소 원자가, Ar1에 결합하는 아조기에 대하여, 메타위 또는 파라위에 위치하는 것이 바람직하고, 파라위에 위치하는 것이 바람직하다. 동일한 관점에서, Ar2가 페닐렌기인 경우에는, Ar2에 결합하는 일방의 아조기가, Ar2에 결합하는 타방의 아조기에 대하여, 메타위 또는 파라위에 위치하는 것이 바람직하고, 파라위에 위치하는 것이 바람직하다. 동일한 관점에서, Ar3이 페닐렌기인 경우에는, Ar3에 결합하는 산소 원자가, Ar3에 결합하는 아조기에 대하여, 메타위 또는 파라위에 위치하는 것이 바람직하고, 파라위에 위치하는 것이 바람직하다.
식 (1)에 있어서, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 1가의 치환기를 나타낸다.
R1, R2 및 R3이 나타내는 1가의 치환기로서는, 할로젠 원자, 알킬기, 알킬옥시기, 알킬싸이오기, 옥시카보닐기, 싸이오알킬기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카보닐아미노기, 설폰일아미노기, 설파모일기, 카바모일기, 설핀일기, 및, 유레이도기를 들 수 있다. 이들 치환기는, 이들 치환기로 더 치환되어 있어도 된다.
이들 중에서도, R1, R2 및 R3이 나타내는 1가의 치환기로서는, 특정 이색성 물질의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 트라이플루오로메틸기, -O-(C2H4O)m-R', 및, -O-(C3H6O)m-R'이 바람직하고, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 에틸기가 보다 바람직하며, 염소 원자, 메틸기, 에틸기가 더 바람직하다. 여기에서, R'은 수소 원자, 메틸기 또는 에틸기를 나타내고, m은 0~6의 정수를 나타낸다.
식 (1)에 있어서, k는 1 또는 2이며, 내광성이 보다 우수하다는 관점에서, k가 2인 것이 바람직하다.
식 (1)에 있어서, n1, n2 및 n3은, 각각 독립적으로, 0~4의 정수를 나타내지만, 0~3이 바람직하다.
여기에서, k=1의 경우에는 n1+n2+n3≥0이다. 즉, 식 (1)이 비스아조 구조를 갖는 경우에는, 치환기(식 (1)의 R1~R3)의 유무에 관계없이, 용매에 대한 충분한 용해성이 얻어지지만, 용매에 대한 용해성을 보다 향상시키는 관점에서는 치환기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
k=1의 경우에는, n1+n2+n3은, 0~9가 바람직하고, 1~9가 보다 바람직하며, 1~5가 더 바람직하다.
한편, k=2의 경우에는 n1+n2+n3≥1이다. 즉, 식 (1)이 트리스아조 구조를 갖는 경우에는, 치환기(식 (1)의 R1~R3)를 적어도 하나 갖는다.
k=2의 경우에는, n1+n2+n3은, 1~9가 바람직하고, 1~5가 보다 바람직하다.
식 (1) 중, m1 및 m2는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다. 단, m1+m2는 1 또는 2이며, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 2인 것이 바람직하다(즉, m1=m2=1).
R4 및 R5가 나타내는 지방족 탄화 수소기는, 포화의 지방족 탄화 수소기여도 되고 불포화의 지방족 탄화 수소기여도 되지만, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 포화의 지방족 탄화 수소기인 것이 바람직하다.
R4 및 R5가 나타내는 포화의 지방족 탄화 수소기로서는, 알킬기를 들 수 있으며, 직쇄상, 분기상 및 환상 중 어느 구조여도 되지만, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 직쇄상 또는 분기상인 것이 바람직하고, 직쇄상인 것이 보다 바람직하다.
포화의 지방족 탄화 수소기(바람직하게는 알킬기)의 탄소수는, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 1~20이 바람직하고, 1~12가 보다 바람직하며, 1~8이 더 바람직하고, 1~6이 특히 바람직하며, 1~3이 가장 바람직하다.
포화의 지방족 탄화 수소기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, 아이소프로필기, tert-뷰틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기를 들 수 있다.
R4 및 R5가 나타내는 불포화의 지방족 탄화 수소기로서는, 알켄일기 및 알카인일기를 들 수 있으며, 알켄일기가 바람직하다. 알켄일기는, 직쇄상, 분기상 및 환상 중 어느 구조여도 되지만, 직쇄상인 것이 바람직하다. 알카인일기는, 직쇄상, 분기상이어도 된다.
불포화의 지방족 탄화 수소기(바람직하게는 알켄일기 및 알카인일기)의 탄소수는, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 2~20이 바람직하고, 2~12가 보다 바람직하며, 2~8이 더 바람직하고, 2~6이 특히 바람직하며, 2~3이 가장 바람직하다.
불포화의 지방족 탄화 수소기 중, 알켄일기의 구체예로서는, 바이닐기, 아릴기, 2-뷰텐일기, 3-펜텐일기를 들 수 있으며, 알카인일기의 구체예로서는, 프로파길기, 3-펜타인일기를 들 수 있다.
L1 및 L2가 나타내는 1가의 치환기로서는,
알킬기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~12, 특히 바람직하게는 탄소수 1~8의 알킬기이며, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 아이소프로필기, tert-뷰틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다),
알켄일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 특히 바람직하게는 탄소수 2~8의 알켄일기이며, 예를 들면, 바이닐기, 아릴기, 2-뷰텐일기, 3-펜텐일기 등을 들 수 있다),
알카인일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 특히 바람직하게는 탄소수 2~8의 알카인일기이며, 예를 들면, 프로파길기, 3-펜타인일기 등을 들 수 있다),
아릴기(바람직하게는 탄소수 6~30, 보다 바람직하게는 탄소수 6~20, 특히 바람직하게는 탄소수 6~12의 아릴기이며, 예를 들면, 페닐기, 2,6-다이에틸페닐기, 3,5-다이트라이플루오로메틸페닐기, 나프틸기, 및, 바이페닐기 등을 들 수 있다),
치환 혹은 무치환의 아미노기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 특히 바람직하게는 탄소수 0~6의 아미노기이며, 예를 들면, 무치환 아미노기, 메틸아미노기, 다이메틸아미노기, 다이에틸아미노기, 아닐리노기 등을 들 수 있다),
알콕시기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~15이며, 예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 뷰톡시기 등을 들 수 있다),
옥시카보닐기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~15, 특히 바람직하게는 2~10이며, 예를 들면, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 페녹시카보닐기 등을 들 수 있다),
아실옥시기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 2~6이며, 예를 들면, 아세톡시기 및 벤조일옥시기 등을 들 수 있다),
아실아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 탄소수 2~6이며, 예를 들면 아세틸아미노기 및 벤조일아미노기 등을 들 수 있다),
알콕시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 탄소수 2~6이며, 예를 들면, 메톡시카보닐아미노기 등을 들 수 있다),
아릴옥시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 7~20, 보다 바람직하게는 탄소수 7~16, 특히 바람직하게는 탄소수 7~12이며, 예를 들면, 페닐옥시카보닐아미노기 등을 들 수 있다),
설폰일아미노기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 메테인설폰일아미노기, 벤젠설폰일아미노기 등을 들 수 있다),
설파모일기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 특히 바람직하게는 탄소수 0~6이며, 예를 들면, 설파모일기, 메틸설파모일기, 다이메틸설파모일기, 페닐설파모일기 등을 들 수 있다),
카바모일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 무치환의 카바모일기, 메틸카바모일기, 다이에틸카바모일기, 페닐카바모일기 등을 들 수 있다),
알킬싸이오기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 메틸싸이오기, 에틸싸이오기 등을 들 수 있다),
아릴싸이오기(바람직하게는 탄소수 6~20, 보다 바람직하게는 탄소수 6~16, 특히 바람직하게는 탄소수 6~12이며, 예를 들면, 페닐싸이오기 등을 들 수 있다),
설폰일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 메실기, 토실기 등을 들 수 있다),
설핀일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 메테인설핀일기, 벤젠설핀일기 등을 들 수 있다),
유레이도기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 무치환의 유레이도기, 메틸유레이도기, 페닐유레이도기 등을 들 수 있다),
인산 아마이드기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 다이에틸인산 아마이드기, 페닐인산 아마이드기 등을 들 수 있다),
헤테로환기(바람직하게는 탄소수 1~30, 보다 바람직하게는 1~12의 헤테로환기이며, 예를 들면, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자를 갖는 헤테로환기이고, 예를 들면, 이미다졸일기, 피리딜기, 퀴놀일기, 퓨릴기, 피페리딜기, 모폴리노기, 벤즈옥사졸일기, 벤즈이미다졸일기, 벤즈싸이아졸일기 등을 들 수 있다),
실릴기(바람직하게는, 탄소수 3~40, 보다 바람직하게는 탄소수 3~30, 특히 바람직하게는, 탄소수 3~24의 실릴기이며, 예를 들면, 트라이메틸실릴기, 트라이페닐실릴기 등을 들 수 있다),
할로젠 원자(예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자),
하이드록시기, 머캅토기, 사이아노기, 나이트로기, 하이드록삼산기, 설피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 및, 아조기 등을 이용할 수 있다.
이들 치환기는 이들 치환기에 의하여 더 치환되어 있어도 된다. 또, 치환기를 2개 이상 갖는 경우는, 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 가능한 경우에는 서로 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
상기 치환기가 상기 치환기에 의하여 더 치환된 기로서는, 예를 들면, 알콕시기가 알킬기로 치환된 기인, RB-(O-RA)na-기를 들 수 있다. 여기에서, 식 중, RA는 탄소수 1~5의 알킬렌기를 나타내고, RB는 탄소수 1~5의 알킬기를 나타내며, na는 1~10(바람직하게는 1~5, 보다 바람직하게는 1~3)의 정수를 나타낸다.
이들 중에서도, L1 및 L2가 나타내는 1가의 치환기로서는, 알킬기, 알켄일기, 및, 이들 기가 이들 기에 의하여 더 치환된 기(예를 들면, 상술한 RB-(O-RA)na-기)가 바람직하고, 알킬기가 보다 바람직하다.
여기에서, L1이 1가의 치환기인 경우, L1은, R4-O-C(O)-로 나타나는 기(R4의 정의는 상술한 바와 같다.)를 포함하지 않는다. 동일하게, L2가 1가의 치환기인 경우, L2는, R5-O-C(O)-로 나타나는 기(R5의 정의는 상술한 바와 같다.)를 포함하지 않는다.
L1 및 L2가 나타내는 2가의 연결기로서는, 예를 들면, -O-, -S-, -C(O)-, -C(O)O-, -O-C(O)-O-, -C(O)-NRN-, -O-C(O)-NRN-, -NRN-C(O)-NRN-, -S(O)2-, -S(O)-, 알킬렌기, 및, 알켄일렌기, 및, 이들 기를 2개 이상 조합한 기 등을 들 수 있다.
RN은, 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. RN이 복수 존재하는 경우에는, 복수의 RN은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 2가의 연결기의 구체예에 있어서, 결합 순서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, L1이 -C(O)-NRN-으로 나타나는 기인 경우, 좌측의 결합손이 식 (1)의 Ar1 측에 결합해도 되고, 우측의 결합손이 식 (1)의 Ar1 측에 결합해도 된다.
알킬렌기는, 직쇄상, 분기상 및 환상 중 어느 구조여도 되지만, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 직쇄상 또는 분기상인 것이 바람직하고, 직쇄상인 것이 보다 바람직하다.
알킬렌기의 탄소수는, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 2~12가 바람직하고, 2~8이 더 바람직하며, 2~6이 특히 바람직하고, 3~5가 가장 바람직하다.
알켄일렌기는, 직쇄상, 분기상 및 환상 중 어느 구조여도 되지만, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 직쇄상 또는 분기상인 것이 바람직하고, 직쇄상인 것이 보다 바람직하다.
알켄일렌기의 탄소수는, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 2~12가 바람직하고, 2~8이 더 바람직하며, 2~6이 특히 바람직하고, 3~5가 가장 바람직하다.
이들 중에서도, L1 및 L2가 나타내는 2가의 연결기는, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 알킬렌기, 또는, 알킬렌기와 -O-, -C(O)O- 및 -O-C(O)-O-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기를 조합한 기가 바람직하고, 알킬렌기가 보다 바람직하다.
특정 이색성 물질은, 광흡수 이방성막의 내광성이 보다 향상된다는 관점에서, 하기 식 (1-1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질인 것이 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pct00003
식 (1-1) 중, R1, R3, R4, R5, n1, n3, L1 및 L2의 정의는 각각, 식 (1)의 R1, R3, R4, R5, n1, n3, L1 및 L2와 동일한 의미이다.
식 (1-1) 중, R21 및 R22의 정의는 각각 독립적으로, 식 (1)의 R2와 동일한 의미이다.
식 (1-1) 중, n21 및 n22의 정의는 각각 독립적으로, 식 (1)의 n2와 동일한 의미이다.
n1+n21+n22+n3≥1이며, n1+n21+n22+n3은, 1~9가 바람직하고, 1~5가 보다 바람직하다.
이하에, 특정 이색성 물질의 구체예를 나타내지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 4]
Figure pct00004
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
특정 이색성 물질은, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
특정 이색성 물질의 함유량은, 액정 조성물의 전고형분에 대하여, 0.1~50질량%가 바람직하고, 0.5~40질량%가 보다 바람직하며, 1~20질량%가 더 바람직하다.
본 발명에 있어서, 이색성 물질이란, 방향에 따라 흡광도가 상이한 색소를 의미한다.
특정 이색성 물질은, 액정성을 나타내도 되고, 액정성을 나타내지 않아도 된다.
특정 이색성 물질이 액정성을 나타내는 경우에는, 네마틱성 또는 스멕틱성 중 어느 것을 나타내도 된다. 액정상(相)을 나타내는 온도 범위는, 실온(약 20℃~28℃)~300℃가 바람직하고, 취급성 및 제조 적성의 관점에서, 50℃~200℃인 것이 보다 바람직하다.
〔액정성 화합물〕
본 발명의 액정 조성물은, 액정성 화합물을 함유한다. 액정성 화합물을 함유함으로써, 이색성 물질의 석출을 억제하면서, 이색성 물질을 높은 배향도로 배향시킬 수 있다.
액정성 화합물은, 이색성을 나타내지 않는 액정성 화합물이다.
액정성 화합물로서는, 저분자 액정성 화합물 및 고분자 액정성 화합물 중 어느 것도 이용할 수 있다. 여기에서, "저분자 액정성 화합물"이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖지 않는 액정성 화합물을 말한다. 또, "고분자 액정성 화합물"이란, 화학 구조 중에 반복 단위를 갖는 액정성 화합물을 말한다.
저분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2013-228706호에 기재되어 있는 액정성 화합물을 들 수 있다.
고분자 액정성 화합물로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2011-237513호에 기재되어 있는 서모트로픽 액정성 고분자를 들 수 있다. 또, 고분자 액정성 화합물은, 광흡수 이방성막의 강도(특히, 내굴곡성)가 우수하다는 관점에서, 말단에 가교성기를 갖는 것이 바람직하다. 가교성기로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2010-244038호의 [0040]~[0050]단락에 기재된 중합성기를 들 수 있다. 이들 중에서도, 반응성 및 합성 적성의 향상의 관점에서, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 에폭시기, 옥세탄일기, 및, 스타이릴기가 바람직하고, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기가 보다 바람직하다.
액정성 화합물의 함유량은, 액정 조성물 중의 이색성 물질의 함유량 100질량부에 대하여, 25~2000질량부가 바람직하고, 33~1000질량부가 보다 바람직하며, 50~500질량부가 더 바람직하다. 액정성 화합물의 함유량이 상기 범위 내에 있음으로써, 편광자의 배향도가 보다 향상된다.
액정성 화합물은, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 액정성 화합물이 2종 이상 포함되는 경우, 상기 액정성 화합물의 함유량은, 액정성 화합물의 함유량의 합계를 의미한다.
액정성 화합물은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 하기 식 (1L)로 나타나는 반복 단위(이하, "반복 단위 (1L)"이라고도 한다)를 포함하는 고분자 액정성 화합물인 것이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure pct00007
상기 식 (1L) 중, P1은 반복 단위의 주쇄를 나타내고, L1은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내며, SP1은 스페이서기를 나타내고, M1은 메소젠기를 나타내며, T1은 말단기를 나타낸다.
P1이 나타내는 반복 단위의 주쇄로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 하기 식 (P1-A)~(P1-D)로 나타나는 기를 들 수 있으며, 그중에서도, 원료가 되는 단량체의 다양성 및 취급이 용이한 관점에서, 하기 식 (P1-A)로 나타나는 기가 바람직하다.
[화학식 8]
Figure pct00008
식 (P1-A)~(P1-D)에 있어서, "*"는, 식 (1L)에 있어서의 L1과의 결합 위치를 나타낸다. 식 (P1-A)~(P1-D)에 있어서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로젠 원자, 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 1~10의 알콕시기를 나타낸다. 상기 알킬기는, 직쇄 또는 분기의 알킬기여도 되고, 환상 구조를 갖는 알킬기(사이클로알킬기)여도 된다. 또, 상기 알킬기의 탄소수는, 1~5가 바람직하다.
식 (P1-A)로 나타나는 기는, (메트)아크릴산 에스터의 중합에 의하여 얻어지는 폴리(메트)아크릴산 에스터의 부분 구조의 일 단위인 것이 바람직하다.
식 (P1-B)로 나타나는 기는, 에폭시기를 갖는 화합물의 에폭시기를 개환 중합하여 형성되는 에틸렌글라이콜 단위인 것이 바람직하다.
식 (P1-C)로 나타나는 기는, 옥세테인기를 갖는 화합물의 옥세테인기를 개환 중합하여 형성되는 프로필렌글라이콜 단위인 것이 바람직하다.
식 (P1-D)로 나타나는 기는, 알콕시실릴기 및 실란올기 중 적어도 일방의 기를 갖는 화합물의 축중합에 의하여 얻어지는 폴리실록세인의 실록세인 단위인 것이 바람직하다. 여기에서, 알콕시실릴기 및 실란올기 중 적어도 일방의 기를 갖는 화합물로서는, 식 SiR4(OR5)2-로 나타나는 기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 식 중, R4는, (P1-D)에 있어서의 R4와 동일한 의미이며, 복수의 R5는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~10의 알킬기를 나타낸다.
L1은, 단결합 또는 2가의 연결기이다.
L1이 나타내는 2가의 연결기로서는, -C(O)O-, -OC(O)-, -O-, -S-, -C(O)NR3-, -NR3C(O)-, -SO2-, 및, -NR3R4- 등을 들 수 있다. 식 중, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기 W(후술)를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.
P1이 식 (P1-A)로 나타나는 기인 경우에는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, L1은 -C(O)O-로 나타나는 기가 바람직하다.
P1이 식 (P1-B)~(P1-D)로 나타나는 기인 경우에는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, L1은 단결합이 바람직하다.
SP1이 나타내는 스페이서기는, 액정성을 발현하기 쉬운 점이나, 원재료의 입수성 등의 이유에서, 옥시에틸렌 구조, 옥시프로필렌 구조, 폴리실록세인 구조 및 불화 알킬렌 구조로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
여기에서, SP1이 나타내는 옥시에틸렌 구조는, *-(CH2-CH2O)n1-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n1은 1~20의 정수를 나타내고, *는, 상기 식 (1L) 중의 L1 또는 M1과의 결합 위치를 나타낸다. n1은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 2~10의 정수인 것이 바람직하고, 2~4의 정수인 것이 보다 바람직하며, 3인 것이 가장 바람직하다.
또, SP1이 나타내는 옥시프로필렌 구조는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, *-(CH(CH3)-CH2O)n2-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n2는 1~3의 정수를 나타내고, *는 L1 또는 M1과의 결합 위치를 나타낸다.
또, SP1이 나타내는 폴리실록세인 구조는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, *-(Si(CH3)2-O)n3-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n3은 6~10의 정수를 나타내고, *는 L1 또는 M1과의 결합 위치를 나타낸다.
또, SP1이 나타내는 불화 알킬렌 구조는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, *-(CF2-CF2)n4-*로 나타나는 기가 바람직하다. 식 중, n4는 6~10의 정수를 나타내고, *는 L1 또는 M1과의 결합 위치를 나타낸다.
M1이 나타내는 메소젠기란, 액정 형성에 기여하는 액정 분자의 주요 골격을 나타내는 기이다. 액정 분자는, 결정 상태와 등방성 액체 상태의 중간의 상태(메소페이즈)인 액정성을 나타낸다. 메소젠기에 대해서는 특별히 제한은 없으며, 예를 들면, "Flussige Kristalle in Tabellen II"(VEB Deutsche Verlag fur Grundstoff Industrie, Leipzig, 1984년 간행), 특히 제7 페이지~제16 페이지의 기재, 및, 액정 편람 편집 위원회 편, 액정 편람(마루젠, 2000년 간행), 특히 제3장의 기재를 참조할 수 있다.
메소젠기로서는, 예를 들면, 방향족 탄화 수소기, 복소환기, 및 지환식기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 환상 구조를 갖는 기가 바람직하다.
메소젠기는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 방향족 탄화 수소기를 갖는 것이 바람직하고, 2~4개의 방향족 탄화 수소기를 갖는 것이 보다 바람직하며, 3개의 방향족 탄화 수소기를 갖는 것이 더 바람직하다.
메소젠기로서는, 액정성의 발현, 액정상 전이 온도의 조정, 원료 입수성 및 합성 적성이라는 관점, 및, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 하기 식 (M1-A) 또는 하기 식 (M1-B)로 나타나는 기가 바람직하고, 식 (M1-B)로 나타나는 기가 보다 바람직하다.
[화학식 9]
Figure pct00009
식 (M1-A) 중, A1은, 방향족 탄화 수소기, 복소환기 및 지환식기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 기이다. 이들 기는, 알킬기, 불화 알킬기, 알콕시기 또는 치환기 W로 치환되어 있어도 된다.
A1로 나타나는 2가의 기는, 4~6원환인 것이 바람직하다. 또, A1로 나타나는 2가의 기는, 단환이어도 되고, 축환이어도 된다.
*는, SP1 또는 T1과의 결합 위치를 나타낸다.
A1이 나타내는 2가의 방향족 탄화 수소기로서는, 페닐렌기, 나프틸렌기, 플루오렌-다이일기, 안트라센-다이일기 및 테트라센-다이일기 등을 들 수 있으며, 메소젠 골격의 설계의 다양성이나 원재료의 입수성 등의 관점에서, 페닐렌기 또는 나프틸렌기가 바람직하고, 페닐렌기가 보다 바람직하다.
A1이 나타내는 2가의 복소환기로서는, 방향족 또는 비방향족 중 어느 것이어도 되지만, 배향도가 보다 향상된다는 관점에서, 2가의 방향족 복소환기인 것이 바람직하다.
2가의 방향족 복소환기를 구성하는 탄소 이외의 원자로서는, 질소 원자, 황 원자 및 산소 원자를 들 수 있다. 방향족 복소환기가 탄소 이외의 환을 구성하는 원자를 복수 갖는 경우, 이들은 동일해도 되고 상이해도 된다.
2가의 방향족 복소환기의 구체예로서는, 예를 들면, 피리딜렌기(피리딘-다이일기), 피리다진-다이일기, 이미다졸-다이일기, 싸이엔일렌(싸이오펜-다이일기), 퀴놀릴렌기(퀴놀린-다이일기), 아이소퀴놀릴렌기(아이소퀴놀린-다이일기), 옥사졸-다이일기, 싸이아졸-다이일기, 옥사다이아졸-다이일기, 벤조싸이아졸-다이일기, 벤조싸이아다이아졸-다이일기, 프탈이미드-다이일기, 싸이에노싸이아졸-다이일기, 싸이아졸로싸이아졸-다이일기, 싸이에노싸이오펜-다이일기, 및, 싸이에노옥사졸-다이일기 등을 들 수 있다.
A1이 나타내는 2가의 지환식기의 구체예로서는, 사이클로펜틸렌기 및 사이클로헥실렌기 등을 들 수 있다.
식 (M1-A) 중, a1은 1~10의 정수를 나타낸다. a1이 2 이상인 경우에는, 복수의 A1은 동일해도 되고 상이해도 된다.
식 (M1-B) 중, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 방향족 탄화 수소기, 복소환기 및 지환식기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 기이다. A2 및 A3의 구체예 및 적합 양태는, 식 (M1-A)의 A1과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
식 (M1-B) 중, a2는 1~10의 정수를 나타내며, a2가 2 이상인 경우에는, 복수의 A2는 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 A3은 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 LA1은 동일해도 되고 상이해도 된다. a2는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 2 이상의 정수인 것이 바람직하고, 2인 것이 보다 바람직하다.
식 (M1-B) 중, a2가 1인 경우에는, LA1은 2가의 연결기이다. a2가 2 이상인 경우에는, 복수의 LA1은 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 연결기이며, 복수의 LA1 중 적어도 하나가 2가의 연결기이다. a2가 2인 경우, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 2개의 LA1 중, 일방이 2가의 연결기이며, 타방이 단결합인 것이 바람직하다.
식 (M1-B) 중, LA1이 나타내는 2가의 연결기로서는, -O-, -(CH2)g-, -(CF2)g-, -Si(CH3)2-, -(Si(CH3)2O)g-, -(OSi(CH3)2)g-(g는 1~10의 정수를 나타낸다.), -N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)2-C(Z')2-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -O-C(O)O-, -N(Z)C(O)-, -C(O)N(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)O-, -O-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-, -N=C(Z)-, -C(Z)=C(Z')-C(O)N(Z")-, -N(Z")-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=C(Z')-C(O)-S-, -S-C(O)-C(Z)=C(Z')-, -C(Z)=N-N=C(Z')-(Z, Z', Z"는 독립적으로, 수소, 탄소수 1~4의 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 사이아노기, 또는, 할로젠 원자를 나타낸다.), -C≡C-, -N=N-, -S-, -S(O)-, -S(O)(O)-, -(O)S(O)O-, -O(O)S(O)O-, -SC(O)-, 및, -C(O)S- 등을 들 수 있다. 그중에서도, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, -C(O)O-가 바람직하다. LA1은, 이들 기를 2개 이상 조합한 기여도 된다.
M1의 구체예로서는, 예를 들면 이하의 구조를 들 수 있다. 또한, 하기 구체예에 있어서, "Ac"는, 아세틸기를 나타낸다.
[화학식 10]
Figure pct00010
[화학식 11]
Figure pct00011
T1이 나타내는 말단기로서는, 수소 원자, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 하이드록시기, 탄소수 1~10의 알킬기, 탄소수 1~10의 알콕시기, 탄소수 1~10의 알킬싸이오기, 탄소수 1~10의 알콕시카보닐옥시기, 탄소수 1~10의 알콕시카보닐기(ROC(O)-: R은 알킬기), 탄소수 1~10의 아실옥시기, 탄소수 1~10의 아실아미노기, 탄소수 1~10의 알콕시카보닐아미노기, 탄소수 1~10의 설폰일아미노기, 탄소수 1~10의 설파모일기, 탄소수 1~10의 카바모일기, 탄소수 1~10의 설핀일기, 및, 탄소수 1~10의 유레이도기, (메트)아크릴로일옥시기 함유기 등을 들 수 있다. 상기 (메트)아크릴로일옥시기 함유기로서는, 예를 들면, -L-A(L은 단결합 또는 연결기를 나타낸다. 연결기의 구체예는 상술한 L1 및 SP1과 동일하다. A는 (메트)아크릴로일옥시기를 나타낸다)로 나타나는 기를 들 수 있다.
T1은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 탄소수 1~10의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1~5의 알콕시가 보다 바람직하며, 메톡시기가 더 바람직하다. 이들 말단기는, 이들 기, 또는, 상술한 가교성기에 의하여, 더 치환되어 있어도 된다.
T1의 주쇄의 원자수는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 1~20이 바람직하고, 1~15가 보다 바람직하며, 1~10이 더 바람직하고, 1~7이 특히 바람직하다. T1의 주쇄의 원자수가 20 이하임으로써, 편광자의 배향도가 보다 향상된다. 여기에서, T1에 있어서의 "주쇄"란, M1과 결합하는 가장 긴 분자쇄를 의미하며, 수소 원자는 T1의 주쇄의 원자수에 카운트하지 않는다. 예를 들면, T1이 n-뷰틸기인 경우에는 주쇄의 원자수는 4이며, T1이 sec-뷰틸기인 경우의 주쇄의 원자수는 3이다.
반복 단위 (1L)의 함유량은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위 100질량%에 대하여, 20~100질량%가 바람직하다.
본 발명에 있어서, 고분자 액정성 화합물에 포함되는 각 반복 단위의 함유량은, 각 반복 단위를 얻기 위하여 사용되는 각 단량체의 투입량(질량)에 근거하여 산출된다.
반복 단위 (1L)은, 고분자 액정성 화합물 중에 있어서, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 그중에서도, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 반복 단위 (1L)이 고분자 액정성 화합물 중에 2종 포함되어 있는 것이 바람직하다.
고분자 액정성 화합물이 반복 단위 (1L)을 2종 포함하는 경우, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 일방(반복 단위 A)에 있어서 T1이 나타내는 말단기가 알콕시기이며, 타방(반복 단위 B)에 있어서 T1이 나타내는 말단기가 알콕시기 이외의 기인 것이 바람직하다.
상기 반복 단위 B에 있어서 T1이 나타내는 말단기는, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 알콕시카보닐기, 사이아노기, 또는, (메트)아크릴로일옥시기 함유기인 것이 바람직하고, 알콕시카보닐기, 또는, 사이아노기인 것이 보다 바람직하다.
고분자 액정성 화합물 중의 상기 반복 단위 A의 함유량과 고분자 액정성 화합물 중의 상기 반복 단위 B의 함유량의 비율(A/B)은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 50/50~95/5인 것이 바람직하고, 60/40~93/7인 것이 보다 바람직하며, 70/30~90/10인 것이 더 바람직하다.
또, 고분자 액정 화합물은, 반복 단위 (1L)과 함께, 메소젠기를 갖지 않는 반복 단위를 갖고 있어도 된다. 메소젠기를 갖지 않는 반복 단위로서는, 식 (1L)에 있어서의 M1이 단결합인 반복 단위를 들 수 있다.
고분자 액정성 화합물이 메소젠기를 갖지 않는 반복 단위를 갖는 경우, 고분자 액정성 화합물이 갖는 전체 반복 단위 100질량%에 대하여, 0질량% 초과 20질량% 이하가 바람직하다.
(중량 평균 분자량)
고분자 액정성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 이유에서, 1000~500000이 바람직하고, 2000~300000이 보다 바람직하다. 고분자 액정성 화합물의 Mw가 상기 범위 내에 있으면, 고분자 액정성 화합물의 취급이 용이해진다.
특히, 도포 시의 크랙 억제의 관점에서, 고분자 액정성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은, 10000 이상이 바람직하고, 10000~300000이 보다 바람직하다.
또, 배향도의 온도 래티튜드의 관점에서, 고분자 액정성 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은, 10000 미만이 바람직하고, 2000 이상 10000 미만이 바람직하다.
여기에서, 본 발명에 있어서의 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량은, 젤 침투 크로마토그래프(GPC)법에 의하여 측정된 값이다.
·용매(용리액): N-메틸피롤리돈
·장치명: TOSOH HLC-8220GPC
·칼럼: TOSOH TSKgel Super AWM-H(6mm×15cm)를 3개 접속하여 사용
·칼럼 온도: 25℃
·시료 농도: 0.1질량%
·유속: 0.35mL/min
·교정 곡선: TOSOH제 TSK 표준 폴리스타이렌 Mw=2800000~1050(Mw/Mn=1.03~1.06)까지의 7샘플에 의한 교정 곡선을 사용
본 명세서에 있어서의 치환기 W에 대하여 설명한다.
치환기 W로서는, 예를 들면, 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~12, 특히 바람직하게는 탄소수 1~8의 알킬기이며, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 아이소프로필기, tert-뷰틸기, n-옥틸기, n-데실기, n-헥사데실기, 사이클로프로필기, 사이클로펜틸기, 및, 사이클로헥실기 등을 들 수 있다), 알켄일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 특히 바람직하게는 탄소수 2~8의 알켄일기이고, 예를 들면, 바이닐기, 아릴기, 2-뷰텐일기, 및, 3-펜텐일기 등을 들 수 있다), 알카인일기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~12, 특히 바람직하게는 탄소수 2~8의 알카인일기이며, 예를 들면, 프로파길기, 및, 3-펜타인일기 등을 들 수 있다), 아릴기(바람직하게는 탄소수 6~30, 보다 바람직하게는 탄소수 6~20, 특히 바람직하게는 탄소수 6~12의 아릴기이고, 예를 들면, 페닐기, 2,6-다이에틸페닐기, 3,5-다이트라이플루오로메틸페닐기, 스타이릴기, 나프틸기, 및, 바이페닐기 등을 들 수 있다), 치환 혹은 무치환의 아미노기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 특히 바람직하게는 탄소수 0~6의 아미노기이며, 예를 들면, 무치환 아미노기, 메틸아미노기, 다이메틸아미노기, 다이에틸아미노기, 및, 아닐리노기 등을 들 수 있다), 알콕시기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~15이고, 예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 및, 뷰톡시기 등을 들 수 있다), 옥시카보닐기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~15, 특히 바람직하게는 2~10이며, 예를 들면, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, 및, 페녹시카보닐기 등을 들 수 있다), 아실옥시기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 2~6이고, 예를 들면, 아세톡시기, 벤조일옥시기, 아크릴로일기, 및, 메타크릴로일기 등을 들 수 있다), 아실아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 탄소수 2~6이며, 예를 들면, 아세틸아미노기, 및, 벤조일아미노기 등을 들 수 있다), 알콕시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 2~20, 보다 바람직하게는 탄소수 2~10, 특히 바람직하게는 탄소수 2~6이고, 예를 들면, 메톡시카보닐아미노기 등을 들 수 있다), 아릴옥시카보닐아미노기(바람직하게는 탄소수 7~20, 보다 바람직하게는 탄소수 7~16, 특히 바람직하게는 탄소수 7~12이며, 예를 들면, 페닐옥시카보닐아미노기 등을 들 수 있다), 설폰일아미노기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이고, 예를 들면, 메테인설폰일아미노기, 및, 벤젠설폰일아미노기 등을 들 수 있다), 설파모일기(바람직하게는 탄소수 0~20, 보다 바람직하게는 탄소수 0~10, 특히 바람직하게는 탄소수 0~6이며, 예를 들면, 설파모일기, 메틸설파모일기, 다이메틸설파모일기, 및, 페닐설파모일기 등을 들 수 있다), 카바모일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이고, 예를 들면, 무치환의 카바모일기, 메틸카바모일기, 다이에틸카바모일기, 및, 페닐카바모일기 등을 들 수 있다), 알킬싸이오기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 메틸싸이오기, 및, 에틸싸이오기 등을 들 수 있다), 아릴싸이오기(바람직하게는 탄소수 6~20, 보다 바람직하게는 탄소수 6~16, 특히 바람직하게는 탄소수 6~12이고, 예를 들면, 페닐싸이오기 등을 들 수 있다), 설폰일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 메실기, 및, 토실기 등을 들 수 있다), 설핀일기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이고, 예를 들면, 메테인설핀일기, 및, 벤젠설핀일기 등을 들 수 있다), 유레이도기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이며, 예를 들면, 무치환의 유레이도기, 메틸유레이도기, 및, 페닐유레이도기 등을 들 수 있다), 인산 아마이드기(바람직하게는 탄소수 1~20, 보다 바람직하게는 탄소수 1~10, 특히 바람직하게는 탄소수 1~6이고, 예를 들면, 다이에틸인산 아마이드기, 및, 페닐인산 아마이드기 등을 들 수 있다), 하이드록시기, 머캅토기, 할로젠 원자(예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및, 아이오딘 원자), 사이아노기, 나이트로기, 하이드록삼산기, 설피노기, 하이드라지노기, 이미노기, 아조기, 헤테로환기(바람직하게는 탄소수 1~30, 보다 바람직하게는 탄소수 1~12의 헤테로환기이며, 예를 들면, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자를 갖는 헤테로환기이고, 예를 들면, 에폭시기, 옥세탄일기, 이미다졸일기, 피리딜기, 퀴놀일기, 퓨릴기, 피페리딜기, 모폴리노기, 말레이미드기, 벤즈옥사졸일기, 벤즈이미다졸일기, 및, 벤즈싸이아졸일기 등을 들 수 있다), 실릴기(바람직하게는, 탄소수 3~40, 보다 바람직하게는 탄소수 3~30, 특히 바람직하게는, 탄소수 3~24의 실릴기이며, 예를 들면, 트라이메틸실릴기, 및, 트라이페닐실릴기 등을 들 수 있다), 카복시기, 설폰산기, 및, 인산기 등을 들 수 있다.
〔용매〕
본 발명의 액정 조성물은, 작업성 등의 관점에서, 용매를 함유하는 것이 바람직하다.
용매로서는, 예를 들면, 케톤류(예를 들면, 아세톤, 2-뷰탄온, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로펜탄온, 사이클로헥산온 등), 에터류(예를 들면, 다이옥세인, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 사이클로펜틸메틸에터, 테트라하이드로피란, 다이옥솔레인 등), 지방족 탄화 수소류(예를 들면, 헥세인 등), 지환식 탄화 수소류(예를 들면, 사이클로헥세인 등), 방향족 탄화 수소류(예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 트라이메틸벤젠 등), 할로젠화 탄소류(예를 들면, 다이클로로메테인, 트라이클로로메테인, 다이클로로에테인, 다이클로로벤젠, 클로로톨루엔 등), 에스터류(예를 들면, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 뷰틸, 락트산 에틸 등), 알코올류(예를 들면, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올, 사이클로헥산올, 아이소펜틸알코올, 네오펜틸알코올, 다이아세톤알코올, 벤질알코올 등), 셀로솔브류(예를 들면, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 1,2-다이메톡시에테인 등), 셀로솔브아세테이트류, 설폭사이드류(예를 들면, 다이메틸설폭사이드 등), 아마이드류(예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 다이메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈 등), 및, 헤테로환 화합물(예를 들면, 피리딘 등) 등의 유기 용매, 및, 물을 들 수 있다. 이들 용매는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
이들 용매 중, 케톤류(특히 사이클로펜탄온, 사이클로헥산온), 에터류(특히 테트라하이드로퓨란, 사이클로펜틸메틸에터, 테트라하이드로피란, 다이옥솔레인), 및, 아마이드류(특히, 다이메틸폼아마이드, 다이메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈)가 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물이 용매를 함유하는 경우, 용매의 함유량은, 액정 조성물의 전체 질량에 대하여, 80~99질량%가 바람직하고, 83~98질량%가 보다 바람직하며, 85~96질량%가 더 바람직하다.
용매가 2종 이상 포함되는 경우, 상기 용매의 함유량은, 용매의 함유량의 합계를 의미한다.
〔계면개량제〕
본 발명의 액정 조성물은, 계면개량제를 포함하는 것이 바람직하다. 계면개량제를 포함함으로써, 도포 표면의 평활성이 향상되어, 배향도가 향상되거나, 뭉침 및 불균일을 억제하여, 면내의 균일성의 향상이 전망된다.
계면개량제로서는, 액정성 화합물을 도포 표면 측에서 수평이 되게 하는 것이 바람직하고, 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0253]~[0293]단락에 기재된 화합물(수평 배향제)을 이용할 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 2007-272185호의 [0018]~[0043] 등에 기재된 불소 (메트)아크릴레이트계 폴리머도 이용할 수 있다. 계면개량제로서는, 이들 이외의 화합물을 이용해도 된다.
본 발명의 액정 조성물이 계면개량제를 함유하는 경우, 계면개량제의 함유량은, 액정 조성물 중의 상기 이색성 물질과 상기 고분자 액정성 화합물의 합계 100질량부에 대하여, 0.001~5질량부가 바람직하고, 0.01~3질량부가 보다 바람직하다.
계면개량제는, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 계면개량제가 2종 이상 포함되는 경우, 상기 계면개량제의 함유량은, 계면개량제의 함유량의 합계를 의미한다.
〔중합 개시제〕
본 발명의 액정 조성물은, 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다.
중합 개시제로서는 특별히 제한은 없지만, 감광성을 갖는 화합물, 즉 광중합 개시제인 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 각종 화합물을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 예에는, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호의 각 명세서), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호 및 동 2951758호의 각 명세서), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국 특허공보 제3549367호), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호 및 미국 특허공보 제4239850호), 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호), 및, 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-40799호, 일본 공고특허공보 평5-29234호, 일본 공개특허공보 평10-95788호 및 일본 공개특허공보 평10-29997호)을 들 수 있다.
이와 같은 광중합 개시제로서는, 시판품도 이용할 수 있으며, BASF사제의 이르가큐어(IRGACURE) 184, 907, 369, 651, 819, OXE-01 및 OXE-02 등을 들 수 있다.
본 발명의 액정 조성물이 중합 개시제를 함유하는 경우, 중합 개시제의 함유량은, 액정 조성물 중의 상기 이색성 물질과 상기 고분자 액정성 화합물의 합계 100질량부에 대하여, 0.01~30질량부가 바람직하고, 0.1~15질량부가 보다 바람직하다. 중합 개시제의 함유량이 0.01질량부 이상임으로써, 광흡수 이방성막의 내구성이 양호해지며, 30질량부 이하임으로써, 광흡수 이방성막의 배향이 양호해진다.
중합 개시제는, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 중합 개시제가 2종 이상 포함되는 경우, 상기 중합 개시제의 함유량은, 중합 개시제의 함유량의 합계를 의미한다.
〔다른 이색성 물질〕
본 발명의 액정 조성물은, 상기 특정 이색성 물질 이외의 이색성 물질(이하, "다른 이색성 물질"이라고도 한다.)을 1종 이상 더 함유해도 된다.
이와 같은 다른 이색성 물질로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2013-228706호의 [0067]~[0071]단락, 일본 공개특허공보 2013-227532호의 [0008]~[0026]단락, 일본 공개특허공보 2013-209367호의 [0008]~[0015]단락, 일본 공개특허공보 2013-14883호의 [0045]~[0058]단락, 일본 공개특허공보 2013-109090호의 [0012]~[0029]단락, 일본 공개특허공보 2013-101328호의 [0009]~[0017]단락, 일본 공개특허공보 2013-37353호의 [0051]~[0065]단락, 일본 공개특허공보 2012-63387호의 [0049]~[0073]단락, 일본 공개특허공보 평11-305036호의 [0016]~[0018]단락, 일본 공개특허공보 2001-133630호의 [0009]~[0011]단락, 일본 공개특허공보 2011-215337호의 [0030]~[0169]단락, 일본 공개특허공보 2010-106242호의 [0021]~[0075]단락, 일본 공개특허공보 2010-215846호의 [0011]~[0025]단락, 일본 공개특허공보 2011-048311호의 [0017]~[0069]단락, 일본 공개특허공보 2011-213610호의 [0013]~[0133]단락, 일본 공개특허공보 2011-237513호의 [0074]~[0246]단락, 일본 공개특허공보 2016-006502호의 [0005]~[0051]단락, WO2016/060173호의 [0005]~[0041]단락, WO2016/136561호의 [0008]~[0062]단락, WO2017/154835호의 [0014]~[0033]단락, WO2017/154695호의 [0014]~[0033]단락, WO2017/195833호의 [0013]~[0037]단락, WO2018/164252호의 [0014]~[0034]단락 등에 기재된 것을 들 수 있다.
본 발명의 액정 조성물이 다른 이색성 물질을 함유하는 경우, 다른 이색성 물질의 함유량은, 액정 조성물 중의 특정 이색성 물질 100질량부에 대하여, 20~500질량부가 바람직하고, 30~300질량부가 보다 바람직하다.
다른 이색성 물질은, 1종 단독으로 포함되어 있어도 되고, 2종 이상 포함되어 있어도 된다. 다른 이색성 물질이 2종 이상 포함되는 경우, 상기 다른 이색성 물질의 함유량은, 다른 이색성 물질의 함유량의 합계를 의미한다.
[광흡수 이방성막]
본 발명의 광흡수 이방성막은, 상술한 본 발명의 액정 조성물을 이용하여 형성되는 광흡수 이방성막이다.
본 발명의 광흡수 이방성막의 제조 방법의 일례로서는, 상기 액정 조성물을 기재 상에 도포하여 도포막을 형성하는 공정(이하, "도포막 형성 공정"이라고도 한다.)과, 도포막에 포함되는 이색성 물질을 배향시키는 공정(이하, "배향 공정"이라고도 한다.)을 이 순서로 포함하는 방법을 들 수 있다.
이하, 본 발명의 광흡수 이방성막을 제작하는 제조 방법의 각 공정에 대하여 설명한다.
〔도포막 형성 공정〕
도포막 형성 공정은, 상기 액정 조성물을 기재 상에 도포하여 도포막을 형성하는 공정이다.
상술한 용매를 함유하는 액정 조성물을 이용하거나, 액정 조성물을 가열 등에 의하여 용융액 등의 액상물로 한 것을 이용하거나 함으로써, 기재 상에 액정 조성물을 도포하는 것이 용이해진다.
액정 조성물의 도포 방법으로서는, 롤 코팅법, 그라비어 인쇄법, 스핀 코트법, 와이어 바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 다이 코팅법, 스프레이법, 및, 잉크젯법 등의 공지의 방법을 들 수 있다.
본 양태에서는, 액정 조성물이 기재 상에 도포되어 있는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 기재 상에 마련된 배향막 상에 액정 조성물을 도포해도 된다. 기재 및 배향막의 상세에 대해서는 후술한다.
〔배향 공정〕
배향 공정은, 도포막에 포함되는 이색성 물질을 배향시키는 공정이다. 이로써, 광흡수 이방성막이 얻어진다.
배향 공정은, 건조 처리를 갖고 있어도 된다. 건조 처리에 의하여, 용매 등의 성분을 도포막으로부터 제거할 수 있다. 건조 처리는, 도포막을 실온하에 있어서 소정 시간 방치하는 방법(예를 들면, 자연 건조)에 의하여 행해져도 되고, 가열 및/또는 송풍하는 방법에 의하여 행해져도 된다.
여기에서, 액정 조성물에 포함되는 이색성 물질은, 상술한 도포막 형성 공정 또는 건조 처리에 의하여, 배향하는 경우가 있다. 예를 들면, 액정 조성물이 용매를 포함하는 도포액으로서 조제되어 있는 양태에서는, 도포막을 건조하여, 도포막으로부터 용매를 제거함으로써, 광흡수 이방성을 갖는 도포막(즉, 광흡수 이방성막)이 얻어진다.
배향 공정은, 가열 처리를 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 도포막에 포함되는 이색성 물질을 배향시킬 수 있기 때문에, 가열 처리 후의 도포막을 광흡수 이방성막으로서 적합하게 사용할 수 있다.
가열 처리는, 제조 적성 등의 면에서 10~250℃가 바람직하고, 25~190℃가 보다 바람직하다. 또, 가열 시간은, 1~300초가 바람직하고, 1~60초가 보다 바람직하다.
배향 공정은, 가열 처리 후에 실시되는 냉각 처리를 갖고 있어도 된다. 냉각 처리는, 가열 후의 도포막을 실온(20~25℃) 정도까지 냉각하는 처리이다. 이로써, 도포막에 포함되는 이색성 물질의 배향을 고정할 수 있다. 냉각 수단으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법에 의하여 실시할 수 있다.
이상의 공정에 의하여, 광흡수 이방성막을 얻을 수 있다.
또한, 본 양태에서는, 도포막에 포함되는 이색성 물질을 배향하는 방법으로서, 건조 처리 및 가열 처리 등을 들고 있지만, 이에 한정되지 않고, 공지의 배향 처리에 의하여 실시할 수 있다.
〔다른 공정〕
광흡수 이방성막의 제조 방법은, 상기 배향 공정 후에, 광흡수 이방성막을 경화시키는 공정(이하, "경화 공정"이라고도 한다.)을 갖고 있어도 된다.
경화 공정은, 예를 들면, 가열 및/또는 광조사(노광)에 의하여 실시된다. 이 중에서도, 경화 공정은 광조사에 의하여 실시되는 것이 바람직하다.
경화에 이용하는 광원은, 적외선, 가시광 또는 자외선 등, 다양한 광원을 이용하는 것이 가능하지만, 자외선인 것이 바람직하다. 또, 경화 시에 가열하면서 자외선을 조사해도 되고, 특정 파장만을 투과하는 필터를 통하여 자외선을 조사해도 된다.
또, 노광은, 질소 분위기하에서 행해져도 된다. 라디칼 중합에 의하여 광흡수 이방성막의 경화가 진행되는 경우에 있어서, 산소에 의한 중합의 저해가 저감되기 때문에, 질소 분위기하에서 노광하는 것이 바람직하다.
광흡수 이방성막의 막두께는, 0.1~5.0μm가 바람직하고, 0.3~1.5μm인 것이 보다 바람직하다. 액정 조성물 중의 이색성 물질의 농도에 따라 다르지만, 막두께가 0.1μm 이상이면, 우수한 흡광도의 광흡수 이방성막이 얻어지고, 막두께가 5.0μm 이하이면, 우수한 투과율의 광흡수 이방성막이 얻어진다.
[적층체]
본 발명의 적층체는, 기재와, 기재 상에 마련되는 본 발명의 광흡수 이방성막을 갖는다.
또, 본 발명의 적층체는, 상기 광흡수 이방성막 상에 λ/4판을 갖고 있어도 되고, 상기 광흡수 이방성막 상에 배리어층을 갖고 있어도 된다. 또, 본 발명의 적층체는, λ/4판 및 배리어층의 양방을 갖고 있어도 되고, 이 경우, 상기 광흡수 이방성막과 λ/4판의 사이에, 배리어층을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 적층체는, 상기 기재와 상기 광흡수 이방성막의 사이에, 배향막을 갖고 있어도 된다.
이하, 본 발명의 적층체를 구성하는 각층(各層)에 대하여 설명한다.
〔기재〕
기재로서는, 광흡수 이방성막의 용도에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 유리 및 폴리머 필름을 들 수 있다. 기재의 광투과율은, 80% 이상인 것이 바람직하다.
기재로서 폴리머 필름을 이용하는 경우에는, 광학적 등방성의 폴리머 필름을 이용하는 것이 바람직하다. 폴리머의 구체예 및 바람직한 양태는, 일본 공개특허공보 2002-22942호의 [0013]단락의 기재를 적용할 수 있다. 또, 종래 알려져 있는 폴리카보네이트나 폴리설폰과 같은 복굴절이 발현되기 쉬운 폴리머여도 국제 공개공보 제2000/26705호에 기재된 분자를 수식함으로써 발현성을 저하시킨 것을 이용할 수도 있다.
〔광흡수 이방성막〕
광흡수 이방성막에 대해서는, 상술한 바와 같으므로, 그 설명을 생략한다.
〔λ/4판〕
"λ/4판"이란, λ/4 기능을 갖는 판이며, 구체적으로는, 소정 특정 파장의 직선 편광을 원편광으로(또는 원편광을 직선 편광으로) 변환하는 기능을 갖는 판이다.
예를 들면, λ/4판이 단층 구조인 양태로서는, 구체적으로는, 연신 폴리머 필름이나, 지지체 상에 λ/4 기능을 갖는 광학 이방성층을 마련한 위상차 필름 등을 들 수 있으며, 또, λ/4판이 복층 구조인 양태로서는, 구체적으로는, λ/4판과 λ/2판을 적층하여 이루어지는 광대역 λ/4판을 들 수 있다.
λ/4판과 광흡수 이방성막은, 접하여 마련되어 있어도 되고, λ/4판과 광흡수 이방성막의 사이에, 다른 층이 마련되어 있어도 된다. 이와 같은 층으로서는, 밀착성 담보를 위한 점착층 또는 접착층, 및 배리어층을 들 수 있다.
〔배리어층〕
본 발명의 적층체가 배리어층을 갖는 경우, 배리어층은, 광흡수 이방성막과 λ/4판의 사이에 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 광흡수 이방성막과 λ/4판의 사이에, 배리어층 이외의 다른 층(예를 들면, 점착층 또는 접착층)을 갖는 경우에는, 배리어층은, 예를 들면, 광흡수 이방성막과 다른 층의 사이에 마련될 수 있다.
배리어층은, 가스 차단층(산소 차단층)이라고도 불리며, 대기 중의 산소 등의 가스, 수분, 또는, 인접하는 층에 포함되는 화합물 등으로부터 광흡수 이방성막을 보호하는 기능을 갖는다.
배리어층에 대해서는, 일본 공개특허공보 2014-159124호의 [0014]~[0054]단락, 일본 공개특허공보 2017-121721호의 [0042]~[0075]단락, 일본 공개특허공보 2017-115076호의 [0045]~[0054]단락, 일본 공개특허공보 2012-213938호의 [0010]~[0061]단락, 일본 공개특허공보 2005-169994호의 [0021]~[0031]단락의 기재를 참조할 수 있다.
〔배향막〕
본 발명의 적층체는, 기재와 광흡수 이방성막의 사이에, 배향막을 갖고 있어도 된다.
배향막은, 배향막 상에 있어서 본 발명의 액정 조성물에 포함되는 이색성 물질을 원하는 배향 상태로 할 수 있는 것이면, 어떠한 층이어도 된다.
유기 화합물(바람직하게는 폴리머)의 막표면에 대한 러빙 처리, 무기 화합물의 사방(斜方) 증착, 마이크로 그루브를 갖는 층의 형성, 혹은 랭뮤어 블로젯법(LB막)에 의한 유기 화합물(예, ω-트라이코세인산, 다이옥타데실메틸암모늄 클로라이드, 스테아릴산 메틸)의 누적과 같은 수단으로, 마련할 수 있다. 또한, 전장(電場)의 부여, 자장(磁場)의 부여 혹은 광조사에 의하여, 배향 기능이 발생하는 배향층도 알려져 있다. 그중에서도, 본 발명에서는, 배향막의 프리틸트각의 제어 용이성의 점에서는 러빙 처리에 의하여 형성되는 배향막이 바람직하고, 배향의 균일성의 점에서는 광조사에 의하여 형성되는 광배향막도 바람직하다.
또한, 배향막은, 상술한 배리어층으로서 기능하는 경우가 있다.
<러빙 처리 배향막>
러빙 처리에 의하여 형성되는 배향막에 이용되는 폴리머 재료로서는, 다수의 문헌에 기재가 있으며, 다수의 시판품을 입수할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 폴리바이닐알코올 또는 폴리이미드, 및 그 유도체가 바람직하게 이용된다. 배향막에 대해서는 국제 공개공보 제2001/88574A1호의 43페이지 24행~49페이지 8행의 기재를 참조할 수 있다. 배향막의 두께는, 0.01~10μm인 것이 바람직하고, 0.01~1μm인 것이 더 바람직하다.
<광배향막>
광조사에 의하여 형성되는 배향막에 이용되는 광배향 재료로서는, 다수의 문헌 등에 기재가 있다. 본 발명에 있어서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2006-285197호, 일본 공개특허공보 2007-76839호, 일본 공개특허공보 2007-138138호, 일본 공개특허공보 2007-94071호, 일본 공개특허공보 2007-121721호, 일본 공개특허공보 2007-140465호, 일본 공개특허공보 2007-156439호, 일본 공개특허공보 2007-133184호, 일본 공개특허공보 2009-109831호, 일본 특허공보 제3883848호, 일본 특허공보 제4151746호에 기재된 아조 화합물, 일본 공개특허공보 2002-229039호에 기재된 방향족 에스터 화합물, 일본 공개특허공보 2002-265541호, 일본 공개특허공보 2002-317013호에 기재된 광배향성 단위를 갖는 말레이미드 및/또는 알켄일 치환 나드이미드 화합물, 일본 특허공보 제4205195호, 일본 특허공보 제4205198호에 기재된 광가교성 실레인 유도체, 일본 공표특허공보 2003-520878호, 일본 공표특허공보 2004-529220호, 또는, 일본 특허공보 제4162850호에 기재된 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드 혹은 에스터를 바람직한 예로서 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 아조 화합물, 광가교성 폴리이미드, 폴리아마이드, 또는, 에스터이다.
상기 재료로 형성한 광배향막에, 직선 편광 또는 비편광 조사를 실시하여, 광배향막을 제조한다.
본 명세서에 있어서, "직선 편광 조사" "비편광 조사"란, 광배향 재료에 광반응을 발생시키기 위한 조작이다. 이용하는 광의 파장은, 이용하는 광배향 재료에 따라 상이하며, 그 광반응에 필요한 파장이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 광조사에 이용하는 광의 피크 파장은, 200nm~700nm가 바람직하고, 광의 피크 파장이 400nm 이하인 자외광이 보다 바람직하다.
광조사에 이용하는 광원은, 통상 사용되는 광원, 예를 들면 텅스텐 램프, 할로젠 램프, 제논 램프, 제논 플래시 램프, 수은 램프, 수은 제논 램프 및 카본 아크 램프 등의 램프, 각종 레이저[예, 반도체 레이저, 헬륨 네온 레이저, 아르곤 이온 레이저, 헬륨 카드뮴 레이저 및 YAG(이트륨·알루미늄·가닛) 레이저], 발광 다이오드, 및, 음극선관 등을 들 수 있다.
직선 편광을 얻는 수단으로서는, 편광판(예를 들면, 아이오딘 편광판, 이색 색소 편광판, 및, 와이어 그리드 편광판)을 이용하는 방법, 프리즘계 소자(예를 들면, 글랜 톰슨 프리즘) 혹은 브루스터 각을 이용한 반사형 편광자를 이용하는 방법, 또는, 편광을 갖는 레이저 광원으로부터 출사되는 광을 이용하는 방법을 채용할 수 있다. 또, 필터 또는 파장 변환 소자 등을 이용하여 필요로 하는 파장의 광만을 선택적으로 조사해도 된다.
조사하는 광은, 직선 편광의 경우에는, 배향막에 대하여 상면, 또는 이면(裏面)으로부터 배향막 표면에 대하여 수직, 또는 사선으로부터 광을 조사하는 방법이 채용된다. 광의 입사 각도는, 광배향 재료에 따라 상이하지만, 0~90°(수직)가 바람직하고, 40~90°가 바람직하다.
비편광의 경우에는, 배향막에 대하여, 사선으로부터 비편광을 조사한다. 그 입사 각도는, 10~80°가 바람직하고, 20~60°가 보다 바람직하며, 30~50°가 더 바람직하다.
조사 시간은, 1분~60분이 바람직하고, 1분~10분이 보다 바람직하다.
패턴화가 필요한 경우에는, 포토마스크를 이용한 광조사를 패턴 제작에 필요한 횟수 실시하는 방법, 또는, 레이저광 주사에 의한 패턴의 기입에 의한 방법을 채용할 수 있다.
〔용도〕
본 발명의 적층체는, 편광 소자(편광판)로서 사용할 수 있으며, 예를 들면, 직선 편광판 또는 원편광판으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 적층체가 상기 λ/4판 등의 광학 이방성층을 갖지 않는 경우에는, 적층체는 직선 편광판으로서 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 적층체가 상기 λ/4판을 갖는 경우에는, 적층체는 원편광판으로서 사용할 수 있다.
[화상 표시 장치]
본 발명의 화상 표시 장치는, 상술한 광흡수 이방성막 또는 상술한 적층체를 갖는다.
본 발명의 화상 표시 장치에 이용되는 표시 소자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 액정 셀, 유기 일렉트로 루미네선스(이하, "EL"이라고 약기한다.) 표시 패널, 및, 플라즈마 디스플레이 패널 등을 들 수 있다.
이들 중, 액정 셀 또는 유기 EL 표시 패널인 것이 바람직하고, 액정 셀인 것이 보다 바람직하다. 즉, 본 발명의 화상 표시 장치로서는, 표시 소자로서 액정 셀을 이용한 액정 표시 장치, 표시 소자로서 유기 EL 표시 패널을 이용한 유기 EL 표시 장치인 것이 바람직하고, 액정 표시 장치인 것이 보다 바람직하다.
〔액정 표시 장치〕
본 발명의 화상 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치로서는, 상술한 광흡수 이방성막과, 액정 셀을 갖는 양태를 바람직하게 들 수 있다. 보다 적합하게는, 상술한 적층체(단, λ/4판을 포함하지 않는다)와, 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치이다.
또한, 본 발명에 있어서는, 액정 셀의 양측에 마련되는 광흡수 이방성막(적층체) 중, 프론트 측의 편광 소자로서 본 발명의 광흡수 이방성막(적층체)을 이용하는 것이 바람직하고, 프론트 측 및 리어 측의 편광 소자로서 본 발명의 광흡수 이방성막(적층체)을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
이하에, 액정 표시 장치를 구성하는 액정 셀에 대하여 상세하게 설명한다.
<액정 셀>
액정 표시 장치에 이용되는 액정 셀은, VA(Virtical Alignment) 모드, OCB(Optically Compensated Bend) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, 또는 TN(Twisted Nematic) 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향되고, 다시 60~120°로 비틀림 배향되어 있다. TN모드의 액정 셀은, 컬러 TFT(Thin Film Transistor) 액정 표시 장치로서 가장 많이 이용되고 있으며, 다수의 문헌에 기재가 있다.
VA 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향하고 있다. VA 모드의 액정 셀에는, (1) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가 시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 좁은 의미의 VA 모드의 액정 셀(일본 공개특허공보 평2-176625호 기재)에 더하여, (2) 시야각 확대를 위하여, VA 모드를 멀티 도메인화한(MVA 모드의) 액정 셀(SID97, Digest of tech. Papers(예고집) 28(1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직 배향시키며, 전압 인가 시에 비틀림 멀티 도메인 배향시키는 모드(n-ASM 모드)의 액정 셀(일본 액정 토론회의 예고집 58~59(1998) 기재) 및 (4) SURVIVAL 모드의 액정 셀(LCD 인터내셔널 98에서 발표)이 포함된다. 또, PVA(Patterned Vertical Alignment)형, 광배향형(Optical Alignment), 및 PSA(Polymer-Sustained Alignment) 중 어느 것이어도 된다. 이들 모드의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2006-215326호, 및 일본 공표특허공보 2008-538819호에 상세한 기재가 있다.
IPS 모드의 액정 셀은, 봉상 액정성 분자가 기판에 대하여 실질적으로 평행하게 배향하고 있으며, 기판면에 평행한 전계가 인가됨으로써 액정성 분자가 평면적으로 응답한다. IPS 모드는 전계 무인가 상태에서 흑색 표시가 되며, 상하 한 쌍의 편광판의 흡수축은 직교하고 있다. 광학 보상 시트를 이용하여, 사선 방향에서의 흑색 표시 시의 누출광을 저감시켜, 시야각을 개량하는 방법이, 일본 공개특허공보 평10-54982호, 일본 공개특허공보 평11-202323호, 일본 공개특허공보 평9-292522호, 일본 공개특허공보 평11-133408호, 일본 공개특허공보 평11-305217호, 일본 공개특허공보 평10-307291호 등에 개시되어 있다.
〔유기 EL 표시 장치〕
본 발명의 화상 표시 장치의 일례인 유기 EL 표시 장치로서는, 예를 들면, 시인 측으로부터, 광흡수 이방성막과, λ/4판과, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태를 적합하게 들 수 있다.
보다 적합하게는, 시인 측으로부터, λ/4판을 갖는 상술한 적층체와, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태이다. 이 경우에는, 적층체는, 시인 측으로부터, 기재, 필요에 따라 마련되는 배향막, 광흡수 이방성막, 필요에 따라 마련되는 배리어층, 및, λ/4판의 순서로 배치되어 있다.
또, 유기 EL 표시 패널은, 전극 간(음극 및 양극 간)에 유기 발광층(유기 일렉트로 루미네선스층)을 협지하여 이루어지는 유기 EL 소자를 이용하여 구성된 표시 패널이다. 유기 EL 표시 패널의 구성은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 구성이 채용된다.
실시예
이하의 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용 및 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
[합성예 1]
이색성 물질 D1은, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 12]
Figure pct00012
문헌(Chem. Eur. J. 2004. 10. 2011)에 따라, 식 A로 나타나는 화합물 A를 합성했다.
화합물 A(10g)를 물(300mL) 및 염산(17mL)에 용해시키고 빙욕으로 냉각하며, 아질산 나트륨(3.3g)을 첨가하여 30분 교반했다. 추가로 아마이드 황산(0.5g)을 첨가 후, m-톨루이딘(5.1g)을 더하여 실온에서 1시간 교반했다. 교반 후, 염산으로 중화하여 얻어진 고체를 흡인 여과로 회수하여, 식 B로 나타나는 화합물 B(3.2g)를 얻었다.
다음으로, 화합물 B(1g)를 테트라하이드로퓨란(30mL), 물(10mL), 염산(1.6mL)에 용해시키고, 빙욕으로 냉각하며, 아질산 나트륨(0.3g)를 첨가하여 30분간 교반 후, 추가로 아마이드 황산(0.5g)을 첨가했다. 별도로, 페놀(0.4g)을 탄산 칼륨(2.76g), 물(50mL)에 용해시키고 빙욕으로 냉각한 후, 상기의 THF 용액을 적하하여 실온에서 1시간 교반했다. 교반 후, 물(200mL)을 첨가하고, 얻어진 화합물 C(1.7g)를 흡인 여과했다.
다음으로, 화합물 C(0.6g), 에틸-5-브로모발레레이트(0.7g)(도쿄 가세이 고교사제), 탄산 칼륨(0.5g)을 N,N-다이메틸아세트아마이드(DMAc)(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 D1(0.9g)을 얻었다.
이색성 물질 D1은, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 420nm였다. 또한, 이색성 물질 D1의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1을 클로로폼에 용해시킨 샘플을 이용하여, 분광 광도계(제품명 UV-3100, 시마즈사제)에 의하여 측정했다.
[합성예 2]
이색성 물질 D2는, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 13]
Figure pct00013
상술한 방법에 의하여 얻어진 화합물 C(0.8g), 메틸-5-브로모발레레이트(0.8g)(도쿄 가세이 고교사제), 탄산 칼륨(0.6g)을 DMAc(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 D2(0.9g)를 얻었다.
이색성 물질 D2는, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 420nm였다. 또한, 이색성 물질 D2의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1과 동일하게 하여 측정했다.
[합성예 3]
이색성 물질 D7은, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 14]
Figure pct00014
상술한 방법에 의하여 얻어진 화합물 C(0.8g), 에틸-4-브로모뷰타노에이트(0.8g)(도쿄 가세이 고교사제), 탄산 칼륨(0.6g)을 DMAc(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 D7(0.9g)을 얻었다.
이색성 물질 D7은, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 419nm였다. 또한, 이색성 물질 D7의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1과 동일하게 하여 측정했다.
[합성예 4]
이색성 물질 D9는, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 15]
Figure pct00015
원료의 에틸-10-브로모데카노에이트는, Journal Medicinal Chemistry 제55권, 제7163-7172 페이지, 2012년에 기재된 방법에 준하여 합성했다.
상술한 방법에 의하여 얻어진 화합물 C(0.8g), 에틸-10-브로모데카노에이트(1.4g), 탄산 칼륨(0.6g)을 DMAc(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 D9(1.1g)를 얻었다.
이색성 물질 D9는, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 420nm였다. 또한, 이색성 물질 D9의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1과 동일하게 하여 측정했다.
[합성예 5]
이색성 물질 D12는, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 16]
Figure pct00016
상술한 방법에 의하여 얻어진 화합물 C(0.8g), 에틸-4-클로로벤조에이트(1.3g)(도쿄 가세이 고교사제), 탄산 칼륨(0.6g)을 DMAc(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 D12(1.0g)를 얻었다.
이색성 물질 D12는, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 412nm였다. 또한, 이색성 물질 D12의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1과 동일하게 하여 측정했다.
[합성예 6]
이색성 물질 E1은, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 17]
Figure pct00017
상기 식 M으로 나타나는 화합물 M은, WO2017/195833호에 기재된 방법에 따라 합성했다.
화합물 M(0.5g), 에틸-5-브로모발레레이트(0.7g)(도쿄 가세이 고교사제), 탄산 칼륨(0.5g)을 DMAc(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 E1(0.7g)을 얻었다.
이색성 물질 E1은, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 395nm였다. 또한, 이색성 물질 E1의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1과 동일하게 하여 측정했다.
[합성예 7]
이색성 물질 E2는, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 18]
Figure pct00018
화합물 M(0.5g), 메틸-5-브로모발레레이트(0.6g)(도쿄 가세이 고교사제), 탄산 칼륨(0.5g)을 DMAc(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 E2(0.6g)를 얻었다.
이색성 물질 E2는, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 395nm였다. 또한, 이색성 물질 E2의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1과 동일하게 하여 측정했다.
[합성예 8]
이색성 물질 F1은, 다음과 같이 하여 합성했다.
[화학식 19]
Figure pct00019
원료의 L은, Journal Chemistry of Society 제43권, 제439 페이지, 1883년에 기재된 방법에 준하여 합성했다.
상술한 방법에 의하여 얻어진 화합물 L(1.0g), 에틸-5-브로모발레레이트(0.6g)(도쿄 가세이 고교사제), 탄산 칼륨(0.6g)을 DMAc(10mL)에 용해시켜, 85℃에서 3.5시간 교반했다. 교반 후, 메탄올(100mL)을 첨가하고, 얻어진 고체를 흡인 여과하여, 이색성 물질 F1(1.2g)을 얻었다.
이색성 물질 F1은, 황색 분체이며, 극대 흡수 파장이 430nm였다. 또한, 이색성 물질 F1의 극대 흡수 파장은, 이색성 물질 D1과 동일하게 하여 측정했다.
[실시예 1]
이하와 같이 하여 제작한 배향막 상에, 후술하는 실시예 1의 액정 조성물을 이용하여 광흡수 이방성막을 제작했다.
〔배향막의 제작〕
유리 기재(센트럴 글래스사제, 청판 유리, 사이즈 300mm×300mm, 두께 1.1mm)를 알칼리 세제로 세정하고, 이어서 순수를 부은 후, 유리 기재를 건조시켰다.
하기의 배향막 형성용 조성물 1을 #12의 바를 이용하여 건조 후의 유리 기재 상에 도포하고, 도포한 배향막 형성용 조성물 1을 110℃에서 2분간 건조하여, 유리 기재 상에 도포막을 형성했다.
얻어진 도포막에 러빙 처리(롤러의 회전수: 1000회전/스페이서 두께 2.9mm, 스테이지 속도 1.8m/분)를 1회 실시하여, 유리 기재 상에 배향막을 제작했다.
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배향막 형성용 조성물 1의 조성
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·변성 바이닐알코올(하기 식 (PVA-1) 참조) 2.00질량부
·물 74.08질량부
·메탄올 23.86질량부
·광중합 개시제
(IRGACURE 2959, BASF사제) 0.06질량부
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[화학식 20]
Figure pct00020
〔광흡수 이방성막의 제작〕
얻어진 배향막 상에, 실시예 1의 착색 조성물 1(하기 조성을 참조)을, 스핀 코터를 이용하여, 회전 속도 500회전/30초로 스핀 코트한 후, 실온에서 30초 건조시킴으로써, 배향막 상에 도포막을 형성했다. 계속해서, 도포막을 140℃에서 15초간 가열한 후, UV(자외선) 노광(300mJ)을 행하여, 배향막 상에 광흡수 이방성막이 형성된 적층체를 얻었다.
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실시예 1의 액정 조성물의 조성
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·액정성 화합물 L1(하기 식 (L1) 참조) 2.33질량부
·이색성 물질 D1(상술한 식 (D1) 참조) 0.93질량부
·이색성 물질 C1(하기 식 (C1) 참조) 0.77질량부
·이색성 물질 C2(하기 식 (C2) 참조) 1.06질량부
·광중합 개시제
(이르가큐어 819, BASF사제) 0.37질량부
·계면개량제 S1(하기 식 (S1) 참조) 0.20질량부
·사이클로펜탄온(용매) 54.35질량부
·테트라하이드로퓨란(용매) 40.00질량부
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[화학식 21]
Figure pct00021
또한, 식 (L1) 중, 반복 단위의 괄호에 붙인 수치는, 액정성 화합물 L1에 포함되는 반복 단위의 함유량(질량%)을 의미한다.
[화학식 22]
Figure pct00022
[화학식 23]
Figure pct00023
[실시예 2~9, 비교예 1~3]
실시예 2~16 및 비교예 1~3의 액정 조성물을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 2~9 및 비교예 1~3의 광흡수 이방성막을 갖는 적층체를 제작했다.
여기에서, 실시예 2~9 및 비교예 1~3의 액정 조성물은 각각, 실시예 1의 액정 조성물에 포함되는 이색성 물질 및 액정성 화합물의 종류를 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1의 액정 조성물과 동일한 조성이다.
또한, 액정성 화합물 L2 및 이색성 물질 H1~H3의 구조는, 이하와 같다.
[화학식 24]
Figure pct00024
[화학식 25]
Figure pct00025
또한, 식 (L2) 중, 반복 단위의 괄호에 붙인 수치는, 액정성 화합물 L2에 포함되는 반복 단위의 함유량(질량%)을 의미한다.
또, 식 (H3) 중, n-Bu는, 노말뷰틸기를 의미한다.
[내광성 시험 전의 배향도의 측정]
실시예 및 비교예의 적층체의 광흡수 이방성막 상에, 상술한 배향막 형성용 조성물 1을 #12의 바를 이용하여 도포하고, 도포한 막을 110℃에서 2분간 더 건조하여, 평가 샘플을 제작했다.
광학 현미경(주식회사 니콘제, 제품명 "ECLIPSE E600 POL")의 광원 측에 직선 편광자를 삽입한 상태로, 샘플대(臺)에 평가 샘플을 세팅하고, 멀티 채널 분광기(Ocean Optics사제, 제품명 "QE65000")를 이용하여, 380nm~780nm의 파장역에 있어서의 광흡수 이방성막의 흡광도를 1nm 피치로 측정하며, 이하의 식에 의하여 배향도를 400~500nm의 파장역에 있어서의 평균값으로서 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
배향도: S=((Az0/Ay0)-1)/((Az0/Ay0)+2)
Az0: 광흡수 이방성막의 흡수축 방향의 편광에 대한 흡광도
Ay0: 광흡수 이방성막의 편광축 방향의 편광에 대한 흡광도
[내광성 시험 후의 배향도의 측정]
실시예 및 비교예의 적층체를, 내광성 시험기(스가 시켄키사제, 상품명 "선샤인 카본 아크등식 촉진 내후 시험기")에 세팅하고, 적층체에 있어서의 광흡수 이방성막의 형성면에 대하여, 카본 아크 광원으로부터 12만lux로 200시간(적산광량 2400만lux·h 상당)의 조건으로 광을 조사하여, 내광성 시험을 실시했다. 또한, 카본 아크 광원에는, 370nm의 자외선 차단 필터를 장착했다.
내광성 시험 후의 적층체를 이용한 것 이외에는, 상술한 "내광성 시험 전의 배향도의 측정"과 동일한 수순으로 평가 샘플을 제작하고, 얻어진 평가 샘플에 대하여 상술한 "내광성 시험 전의 배향도의 측정"과 동일한 수순으로 배향도를 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 내광성 시험 후의 배향도의 저하율이 작을수록, 광흡수 이방성막의 내광성이 우수한 것을 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00026
표 1에 나타내는 바와 같이, 상술한 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을 포함하는 액정 조성물을 이용하면, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막이 얻어지는 것이 나타났다(실시예).
실시예 1~8의 대비로부터, 식 (1)에 있어서의 Ar1, Ar2 및 Ar3이 모두 페닐렌기인 이색성 물질(실시예 1~7)을 이용하면, 이것을 충족시키지 않는 이색성 물질(실시예 8)을 이용한 경우와 비교하여, 내광성 시험 전후의 배향도의 변화가 작아, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막이 얻어지는 것이 나타났다.
실시예 1~7의 대비로부터, 식 (1)에 있어서의 k가 2인 이색성 물질을 이용하면(실시예 1~5), 이것을 충족시키지 않는 이색성 물질(실시예 6 및 7)을 이용한 경우와 비교하여, 내광성 시험 전후의 배향도의 변화가 작아, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막이 얻어지는 것이 나타났다.
실시예 1~5의 대비로부터, 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 L1이 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기이며, m2=1의 경우에 있어서 L2가 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기인 이색성 물질(실시예 1~3)을 이용한 경우, 이것을 충족시키지 않는 이색성 물질(실시예 4 및 5)을 이용한 경우와 비교하여, 내광성 시험 전후의 배향도의 변화가 작아, 내광성이 우수한 광흡수 이방성막이 얻어지는 것이 나타났다.
이에 대하여, 상술한 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을 포함하지 않는 액정 조성물을 이용하면, 광흡수 이방성막의 내광성이 뒤떨어지는 것이 나타났다(비교예).
[내굴곡성 시험]
배향막을 형성할 때에 이용하는 기재로서, 유리 기재 대신에 폴리에스터 필름을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 실시예 A1의 적층체를 제조했다.
또, 배향막을 형성할 때에 이용하는 기재로서, 유리 기재 대신에 폴리에스터 필름을 이용한 것 이외에는, 실시예 9와 동일하게 하여, 실시예 A9의 적층체를 제조했다.
그리고, 실시예 A1 및 실시예 A9의 적층체를 폭 15mm, 길이 150mm의 사이즈로 절단한 평가 샘플을 준비했다.
내절도 시험기(테스터 산교(주)제, MIT, BE-201형, 절곡 곡률 반경 0.38mm)를 이용하여, 온도 25℃, 하중 500g의 조건하, JIS P8115(2001)에 준거하는 방법으로, 평가 샘플이 파단할 때까지의 횟수를 측정했다. 파단할 때까지의 횟수가 많을수록 내굴곡성이 우수한 것을 나타내며, 반복의 절곡 내성이 우수한 것을 나타낸다.
실시예 A1의 적층체는, 굴곡 횟수가 1000회 미만에서 파단한 데 대하여, 실시예 A9의 적층체는, 굴곡 횟수가 1000회의 시점에서도 파단하지 않았다. 이 점에서, 말단에 가교성기를 갖는 액정성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 이용한 경우(실시예 A9), 말단에 가교성기를 갖지 않는 액정성 화합물을 함유하는 액정 조성물을 이용한 경우(실시예 A1)와 비교하여, 내굴곡성이 우수한 광흡수 이방성막이 얻어지는 것이 나타났다.

Claims (17)

  1. 액정성 화합물과, 하기 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질을 함유하는 액정 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pct00027

    상기 식 (1) 중, Ar1은 (n1+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, Ar2는 (n2+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내며, Ar3은 (n3+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
    상기 식 (1) 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 1가의 치환기를 나타낸다. n1≥2인 경우에는 복수의 R1은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n2≥2인 경우에는 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n3≥2인 경우에는 복수의 R3은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
    상기 식 (1) 중, k는, 1 또는 2이다. k=2의 경우에는, 복수의 Ar2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
    상기 식 (1) 중, n1, n2 및 n3은, 각각 독립적으로, 0~4의 정수를 나타낸다. 단, k=1의 경우에는 n1+n2+n3≥0이며, k=2의 경우에는 n1+n2+n3≥1이다.
    상기 식 (1) 중, m1 및 m2는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다. 단, m1+m2는 1 또는 2이다.
    상기 식 (1) 중, m1=1의 경우에는 R4는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 R5는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
    상기 식 (1) 중, m1=0의 경우에는 L1은 1가의 치환기를 나타내고, m1=1의 경우에는 L1은 2가의 연결기를 나타내며, m2=0의 경우에는 L2는 1가의 치환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 L2는 2가의 연결기를 나타낸다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, k가 2인, 액정 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 L1이 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기이며, m2=1의 경우에 있어서 L2가 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기인, 액정 조성물.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, Ar1, Ar2 및 Ar3이 모두, 페닐렌기인, 액정 조성물.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 R4가 탄소수 1~6의 알킬기이며, m2=1의 경우에 있어서 R5가 탄소수 1~6의 알킬기인, 액정 조성물.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액정성 화합물이 고분자 액정성 화합물이며, 말단에 가교성기를 갖는, 액정 조성물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는 이색성 물질 이외의 다른 이색성 물질을 1종 이상 더 함유하는, 액정 조성물.
  8. 하기 식 (1)로 나타나는 구조를 갖는, 이색성 물질.
    [화학식 2]
    Figure pct00028

    상기 식 (1) 중, Ar1은 (n1+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, Ar2는 (n2+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내며, Ar3은 (n3+2)가의 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
    상기 식 (1) 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 1가의 치환기를 나타낸다. n1≥2인 경우에는 복수의 R1은 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n2≥2인 경우에는 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, n3≥2인 경우에는 복수의 R3은 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
    상기 식 (1) 중, k는, 1 또는 2이다. k=2의 경우에는, 복수의 Ar2는 서로 동일해도 되고 상이해도 되며, 복수의 R2는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.
    상기 식 (1) 중, n1, n2 및 n3은, 각각 독립적으로, 0~4의 정수를 나타낸다. 단, k=1의 경우에는 n1+n2+n3≥0이며, k=2의 경우에는 n1+n2+n3≥1이다.
    상기 식 (1) 중, m1 및 m2는, 각각 독립적으로, 0 또는 1을 나타낸다. 단, m1+m2는 1 또는 2이다.
    상기 식 (1) 중, m1=1의 경우에는 R4는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 R5는, 지방족 탄화 수소기, 방향족 탄화 수소기 또는 복소환기를 나타낸다.
    상기 식 (1) 중, m1=0의 경우에는 L1은 1가의 치환기를 나타내고, m1=1의 경우에는 L1은 2가의 연결기를 나타내며, m2=0의 경우에는 L2는 1가의 치환기를 나타내고, m2=1의 경우에는 L2는 2가의 연결기를 나타낸다.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, k가 2인, 이색성 물질.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 L1이 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기이며, m2=1의 경우에 있어서 L2가 탄소수 2~6의 직쇄 또는 분기의 알킬렌기인, 이색성 물질.
  11. 청구항 8 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, Ar1, Ar2 및 Ar3이 모두, 페닐렌기인, 이색성 물질.
  12. 청구항 8 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식 (1)에 있어서, m1=1의 경우에 있어서 R4가 탄소수 1~6의 알킬기이며, m2=1의 경우에 있어서 R5가 탄소수 1~6의 알킬기인, 이색성 물질.
  13. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물을 이용하여 형성되는, 광흡수 이방성막.
  14. 기재와, 상기 기재 상에 형성된 청구항 13에 기재된 광흡수 이방성막을 갖는, 적층체.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 광흡수 이방성막 상에 형성된 λ/4판을 더 갖는, 적층체.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 광흡수 이방성막 상에 형성된 배리어층을 더 갖는, 적층체.
  17. 청구항 13에 기재된 광흡수 이방성막, 또는, 청구항 14 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 적층체를 갖는, 화상 표시 장치.
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