KR20220054342A - 광학 이방성층, 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 이방성층, 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20220054342A
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도시카즈 스미
다츠야 이와사키
슌야 가토
šœ야 가토
히로시 이나다
아이코 야마모토
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 콘트라스트가 우수한 화상 표시 장치를 제작할 수 있는 광학 이방성층, 및, 이것을 갖는 광학 필름, 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 광학 이방성층은, 순파장 분산성을 갖는 중합성 액정 화합물과, 단관능 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물을 경화시켜, 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 고정화하여 이루어지는 광학 이방성층으로서, 중합성 액정 화합물은, 일방의 말단 및 타방의 말단을 각각 구성하는 중합성기 P1 및 P2와, 방향환 및 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 3개 이상의 환 B1을 갖고, 단관능 화합물은, 일방의 말단을 구성하는 액정 화합물과 중합 가능한 중합성기 P3과, 타방의 말단을 구성하는 치환기를 가져도 되는 방향환 Ar과, 방향환 및 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 환 B2를 가지며, 중합성 액정 화합물의 원자수 a1 및 단관능 화합물의 원자수 a2가, 하기 식 (1)의 관계를 충족시키고, 중합성 액정 화합물이 갖는 환 B1의 개수 b1, 및, 단관능 화합물이 갖는 방향환 Ar 및 환 B2의 개수의 합계 b2가, 하기 식 (2)의 관계를 충족시키며, X선 회절 측정에 있어서 주기 구조에서 유래하는 회절 피크를 나타낸다.
식 (1): 0.2<a2/a1<0.55
식 (2): b2=b1×0.5 또는 b2=(b1+1)×0.5

Description

광학 이방성층, 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치
본 발명은, 광학 이방성층, 광학 필름, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
광학 보상 시트 및 위상차 필름 등의 광학 필름은, 화상 착색 해소 또는 시야각 확대를 위하여, 다양한 화상 표시 장치에서 이용되고 있다.
광학 필름으로서는 연신 복굴절 필름이 사용되고 있었지만, 최근, 연신 복굴절 필름 대신에, 액정 화합물로 이루어지는 광학 이방성층을 갖는 광학 필름을 사용하는 것이 제안되고 있다.
이와 같은 광학 이방성층으로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 2개의 중합성기와 특정 환 구조를 갖는 저파장 분산 특성의 중합성 액정성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물을 중합하여 이루어지는 액정 중합막이 기재되어 있다(청구항 1, 11 및 13 등).
또, 특허문헌 1에는, 중합성 스멕틱 액정 화합물 및 이색성(二色性) 색소를 함유하는 조성물로 형성된 편광층이 기재되어 있다(청구항 1 등).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2017-125009호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2019-049758호
본 발명자들은, 특허문헌 1 및 2에 근거하여 광학 이방성층 및 이것을 갖는 화상 표시 장치에 대하여 검토한 결과, 화상 표시 장치의 콘트라스트에 개선의 여지가 있는 것을 알아냈다.
따라서, 본 발명은, 콘트라스트가 우수한 화상 표시 장치를 제작할 수 있는 광학 이방성층, 및, 이것을 갖는 광학 필름, 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 순파장 분산성을 갖는 중합성 액정 화합물과 단관능 화합물을 포함하고, 또한, 순파장 분산성을 갖는 중합성 액정 화합물 및 단관능 화합물이 원자수 및 환의 개수에 대하여 소정의 관계식을 충족시키는 중합성 액정 조성물을 경화시켜, 중합성 액정 화합물의 배향 상태가 주기 구조를 갖도록 고정화된 광학 이방성층을 형성함으로써, 그 광학 이방성층을 갖는 화상 표시 장치의 콘트라스트가 양호해지는 것을 알아내, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.
〔1〕 순파장 분산성을 갖는 중합성 액정 화합물과, 단관능 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물을 경화시켜, 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 고정화하여 이루어지는 광학 이방성층으로서,
중합성 액정 화합물은, 중합성 액정 화합물의 일방의 말단 및 타방의 말단을 각각 구성하는 중합성기 P1 및 P2와, 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 존재하는 3개 이상의 환 B1을 갖고,
단관능 화합물은, 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성기 P3과, 치환기를 가져도 되는 방향환 Ar과, 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 중합성기 P3 및 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 존재하는 1개 이상의 환 B2를 갖고,
단관능 화합물에서는, 중합성기 P3이 단관능 화합물의 일방의 말단을 구성하며, 방향환 Ar 또는 방향환 Ar이 가져도 되는 치환기가, 단관능 화합물의 타방의 말단을 구성하고,
중합성 액정 화합물의 원자수 a1 및 단관능 화합물의 원자수 a2가, 하기 식 (1)의 관계를 충족시키며,
중합성 액정 화합물이 갖는 환 B1의 개수 b1, 및, 단관능 화합물이 갖는 방향환 Ar 및 환 B2의 개수의 합계 b2가, 하기 식 (2)의 관계를 충족시키고,
광학 이방성층이, X선 회절 측정에 있어서 주기 구조에서 유래하는 회절 피크를 나타내는, 광학 이방성층.
식 (1): 0.2<a2/a1<0.55
식 (2): b2=b1×0.5 또는 b2=(b1+1)×0.5
〔2〕 단관능 화합물에 있어서 중합성기 P3으로부터 순서대로 나열되어 있는 환 B2 및 방향환 Ar로 이루어지는 환의 배열이, 중합성 액정 화합물에 있어서 중합성기 P1 또는 P2로부터 나열되어 있는 환 B1의 배열과 동일한, 〔1〕에 기재된 광학 이방성층.
〔3〕 단관능 화합물의 중합성기 P3과 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 있어서 중합성기 P3에 가장 가까운 환 B2로부터 방향환 Ar에 가장 가까운 기까지의 부분 W2의 구조가, 중합성 액정 화합물의 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 있어서 중합성기 P1 또는 P2에 가장 가까운 환 B1로부터의 부분 W1의 구조와 동일한, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 광학 이방성층.
〔4〕 중합성 액정 화합물이, 환 B1을 5개 갖는, 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔5〕 단관능 화합물이, 환 B2를 2개 갖는, 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔6〕 중합성 액정 화합물이, 후술하는 식 (I)로 나타나는 화합물인, 〔1〕 내지 〔5〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔7〕 식 (I) 중의 Ar3으로 나타나는 방향환의 π전자수가 10 이상인, 〔6〕에 기재된 광학 이방성층.
〔8〕 식 (I) 중의 Ar3이, 후술하는 식 (III)으로 나타나는 기인, 〔6〕 또는 〔6〕에 기재된 광학 이방성층.
〔9〕 식 (I) 중, n1, m1, m2 및 n2가 모두 1인, 〔6〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔10〕 식 (I) 중, n1 및 n2가 모두 0이며, 또한, m1 및 m2가 모두 2인, 〔6〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔11〕 단관능 화합물이, 후술하는 식 (II)로 나타나는 화합물인, 〔1〕 내지 〔9〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔10〕 중합성 액정 화합물이, 적어도 하나의 1,4-사이클로헥실렌기를 갖는, 〔1〕 내지 〔11〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔13〕 단관능 화합물이, 적어도 하나의 1,4-사이클로헥실렌기를 갖는, 〔1〕 내지 〔12〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔14〕 중합성 액정 화합물의 원자수 a1 및 단관능 화합물의 원자수 a2가, 하기 식 (1a)의 관계를 충족시키는, 〔1〕 내지 〔13〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
식 (1a): 0.35<a2/a1<0.53
〔15〕 중합성 액정 화합물이, 광학 이방성층의 주면(主面)에 대하여 수평 배향한 상태로 고정화되어 있는, 〔1〕 내지 〔14〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔16〕 포지티브 A 플레이트인, 〔1〕 내지 〔15〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층.
〔17〕 〔1〕 내지 〔16〕 중 어느 하나에 기재된 광학 이방성층을 갖는, 광학 필름.
〔18〕 광학 이방성층이, 광배향막의 표면에 형성되어 있는, 〔16〕에 기재된 광학 필름.
〔19〕 〔17〕 또는 〔18〕에 기재된 광학 필름과, 편광자를 갖는, 편광판.
〔20〕 〔17〕 또는 〔18〕에 기재된 광학 필름, 또는, 〔18〕에 기재된 편광판을 갖는, 화상 표시 장치.
〔21〕 액정 표시 장치인, 〔20〕에 기재된 화상 표시 장치.
〔22〕 유기 EL 표시 장치인, 〔20〕에 기재된 화상 표시 장치.
본 발명은, 콘트라스트가 우수한 화상 표시 장치를 제작할 수 있는 광학 이방성층, 및, 이것을 갖는 광학 필름, 편광판 및 화상 표시 장치를 제공한다.
도 1은 광학 필름의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 제한되지 않는다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, 각 성분은, 각 성분에 해당하는 물질을 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 여기에서, 각 성분에 대하여 2종 이상의 물질을 병용하는 경우, 그 성분에 대한 함유량이란, 특별한 설명이 없는 한, 병용한 물질의 합계의 함유량을 가리킨다.
또, 본 명세서에 있어서, 표기되는 2가의 기(예를 들면, -CO-O-)의 결합 방향은, 결합 위치를 명기하고 있는 경우를 제외하고, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 후술하는 식 (I) 중의 X1이 -CO-O-인 경우, SP1 측에 결합되어 있는 위치를 *1, Ar1 측에 결합되어 있는 위치를 *2로 하면, X1은, *1-CO-O-*2여도 되고, *1-O-CO-*2여도 된다.
[광학 이방성층]
본 발명의 광학 이방성층은, 순파장 분산성을 갖는 중합성 액정 화합물(이하, 간단히 "중합성 액정 화합물"이라고도 약기한다.)과, 단관능 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물(이하, 간단히 "본 조성물"이라고도 약기한다.)을 경화시켜, 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 고정화하여 이루어지는 광학 이방성층이다.
또, 본 발명에 있어서는, 중합성 액정 화합물은, 중합성 액정 화합물의 일방의 말단 및 타방의 말단을 각각 구성하는 중합성기 P1 및 P2와, 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 존재하는 3개 이상의 환 B1을 갖는다.
또한, 본 발명에 있어서는, 단관능 화합물이, 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성기 P3과, 치환기를 가져도 되는 방향환 Ar과, 방향환 및 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 중합성기 P3과 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 존재하는 1개 이상의 환 B2를 갖는다.
또한, 단관능 화합물에서는, 중합성기 P3이 단관능 화합물의 일방의 말단을 구성하며, 방향환 Ar 또는 방향환 Ar이 가져도 되는 치환기가, 단관능 화합물의 타방의 말단을 구성한다.
또한, 본 발명에 있어서는, 중합성 액정 화합물의 원자수 a1과, 단관능 화합물의 원자수 a2가, 하기 식 (1)의 관계를 충족시킨다.
식 (1): 0.2<a2/a1<0.55
중합성 액정 화합물의 원자수 a1은, 중합성 액정 화합물의 일방의 말단과 타방의 말단을 최단 거리로 연결한 결합 상의 원자의 개수를 나타내고, 수소 원자는 포함되지 않는 것으로 한다.
또, 단관능 화합물의 원자수 a2는, 단관능 화합물의 일방의 말단과 타방의 말단을 최단 거리로 연결한 결합 상의 원자의 개수를 나타내고, 수소 원자는 포함되지 않는 것으로 한다.
여기에서, 화합물의 일방의 말단 및 타방의 말단이란, 각각, 화합물의 결합 상의 원자를 최단 거리로 연결했을 때에 최대의 원자수가 산출될 때의 산출의 기점 및 종점이 되는 원자를 의미한다.
또한, 결합 상의 원자의 개수를 셀 때는, 기점 및 종점이 되는 원자도 세는 것으로 한다.
따라서, 중합성 액정 화합물의 원자수 a1의 산출에 있어서 기점 및 종점이 되는 원자는, 그들의 일방이 중합성기 P1에 포함되고, 타방이 중합성기 P2에 포함된다. 또, 단관능 화합물의 원자수 a2의 산출에 있어서 기점 및 종점이 되는 원자는, 그들의 일방이 단관능 화합물의 중합성기 P3에 포함되고, 타방이 치환기를 가져도 되는 방향환 Ar의 방향환 Ar 및 치환기 중 어느 하나에 포함된다.
예를 들면, 중합성 액정 화합물의 일례인 하기 중합성 액정 화합물 L-1의 원자수 a1은 "44"이고, 단관능 화합물의 일례인 하기 단관능 화합물 M-1의 원자수 a2는 "22"이며, "a2/a1"은 0.500으로 계산되기 때문에, 중합성 액정 화합물 L-1 및 단관능 화합물 M-1은, 상기 식 (1)의 관계를 충족시킨다.
[화학식 1]
Figure pct00001
또한, 본 발명에 있어서는, 중합성 액정 화합물이 갖는 환 B1의 개수 b1과, 단관능 화합물이 갖는 환 B2 및 환 Ar의 개수의 합계 b2가, 하기 식 (2)의 관계를 충족시킨다.
식 (2): b2=b1×0.5 또는 b2=(b1+1)×0.5
예를 들면, 상기 중합성 액정 화합물 L-1이 갖는 환 B1의 개수는 "5"이고, 상기 단관능 화합물 M-1이 갖는 환 B2 및 환 Ar의 개수의 합계는 "3"이기 때문에, 중합성 액정 화합물 R3 및 단관능 화합물 A1은, 상기 식 (2)의 관계를 충족시킨다.
또한, 본 발명의 광학 이방성층은, X선 회절 측정에 있어서 주기 구조에서 유래하는 회절 피크를 나타낸다.
또한, 본 조성물이, 2종 이상의 중합성 액정 화합물을 포함하는 경우, 및/또는, 2종 이상의 단관능 화합물을 포함하는 경우, 적어도 하나의 중합성 액정 화합물과 적어도 하나의 단관능 화합물이, 상기 식 (1) 및 (2)의 관계를 충족시키는 것이면 된다.
본 발명에 있어서는, 상기의 중합성 액정 화합물의 원자수 a1과 상기의 단관능 화합물의 원자수 a2가, 상기 식 (1)의 관계를 충족시키고, 또한, 중합성 액정 화합물이 갖는 환 B1의 개수 b1과 단관능 화합물이 갖는 환 B2 및 방향환 Ar의 개수의 합계 b2가, 상기 식 (2)의 관계를 충족시키는 중합성 액정 조성물을 이용하여, 주기 구조를 갖는 광학 이방성층을 형성함으로써, 광학 이방성층을 갖는 화상 표시 장치의 콘트라스트가 양호해진다.
그 이유는 상세하게는 명확하지 않지만, 본 발명자들은 이하와 같이 추측하고 있다.
즉, 상기 식 (1) 및 (2)의 관계를 충족시킴으로써, 중합성 액정 화합물의 분자끼리의 사이에 단관능 화합물이 들어가, 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 흐트러지게 하지 않고, 배향 상태를 고정화할 때의 경화 수축에 따른 배향 결함을 억제하는 결과, 광학 이방성층을 갖는 화상 표시 장치의 콘트라스트가 양호해졌다고 생각된다.
본 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물 및 단관능 화합물은, 광학 이방성층이 주기 구조를 갖는 액정상을 발현하기 쉬워지는 관점, 및, 광학 이방성층의 결함의 발생을 보다 억제할 수 있는 관점에서, 중합성 액정 화합물의 원자수 a1과 단관능 화합물의 원자수 a2가, 하기 식 (1a)의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
식 (1a): 0.35<a2/a1<0.53
〔중합성 액정 조성물〕
본 조성물은, 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)의 관계를 충족시키는 중합성 액정 화합물과 단관능 화합물을 적어도 포함한다.
이하, 본 조성물의 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
<중합성 액정 화합물>
본 조성물이 포함하는 중합성 액정 화합물은, 순파장 분산성을 갖고, 2개의 중합성기 P1 및 P2와, 방향환 및 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 존재하는 3개 이상의 환 B1을 갖는 중합성 액정 화합물이면, 특별히 제한되지 않는다.
또한, 중합성 액정 화합물이 갖는 2개의 중합성기 P1 및 P2는, 동일해도 되고 상이해도 되며, 중합성 액정 화합물이 갖는 3개 이상의 환 B1은, 동일해도 되고 상이해도 된다.
또, 중합성 액정 화합물은, 순파장 분산성을 갖는다.
본 명세서에 있어서 "순파장 분산성을 갖는다"란, 이것을 이용하여 제작된 위상차 필름의 특정 파장(가시광 범위)에 있어서의 면내의 리타데이션(Re)값을 측정했을 때에, 측정 파장이 커짐에 따라 Re값이 작아지는 것을 말한다.
중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기 P1 및 P2로서는, 특별히 제한되지 않지만, 라디칼 중합 또는 양이온 중합 가능한 중합성기가 바람직하다.
라디칼 중합성기로서는, 공지의 라디칼 중합성기를 이용할 수 있으며, 적합한 것으로서, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기를 들 수 있다. 이 경우, 중합 속도는 아크릴로일옥시기가 보다 빠른 경향이 있는 것이 알려져 있으며, 생산성 향상의 관점에서 아크릴로일옥시기가 바람직하지만, 메타크릴로일옥시기도 중합성기로서 동일하게 사용할 수 있다.
양이온 중합성기로서는, 공지의 양이온 중합성기를 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 지환식 에터기, 환상 아세탈기, 환상 락톤기, 환상 싸이오에터기, 스파이로오쏘에스터기, 및, 바이닐옥시기 등을 들 수 있다. 그중에서도, 지환식 에터기, 또는, 바이닐옥시기가 바람직하고, 에폭시기, 옥세탄일기, 또는, 바이닐옥시기가 보다 바람직하다.
특히 바람직한 중합성기의 예로서는, 하기 식 (P-1)~(P-20) 중 어느 하나로 나타나는 중합성기를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
중합성 액정 화합물은, 3개 이상의 중합성기를 가져도 된다. 중합성 액정 화합물이 3개 이상의 중합성기를 갖는 경우에 있어서의, 상술한 중합성기 P1 및 P2 이외의 중합성기로서는, 특별히 제한되지 않으며, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상술한 라디칼 중합 또는 양이온 중합 가능한 중합성기와 동일한 것을 들 수 있다.
중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기의 개수는, 2~4가 바람직하고, 중합성기 P1 및 P2의 2개만을 갖는 것이 보다 바람직하다.
중합성 액정 화합물은, 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 존재하는 3개 이상의 환 B1을 갖는다.
여기에서, 환 B1이 "중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 존재한다"란, 중합성기 P1 및 P2를 직접 연결하기 위하여 필요한 부분의 일부를 구성하고 있는 것을 의미한다.
중합성 액정 화합물은, 중합성기 P1 및 P2를 직접 연결하기 위하여 필요한 부분 이외의 부분(이하, "측쇄"라고도 기재한다)을 가져도 되지만, 측쇄의 일부를 구성하는 환 구조는, 환 B1에 포함되지 않는 것으로 한다.
환 B1의 일 양태인 치환기를 가져도 되는 방향환으로서는, 예를 들면, 치환기를 가져도 되는 환원수 5~20의 방향환을 들 수 있다.
환원수 5~20의 방향환으로서는, 예를 들면, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 및 페난트렌환 등의 방향족 탄화 수소환; 및, 퓨란환, 피롤환, 싸이오펜환, 피리딘환, 싸이아졸환, 벤조싸이아졸환, 퀴놀린환, 아이소퀴놀린환, 퀴녹살린환, 및 퀴나졸린환 등의 방향족 복소환을 들 수 있다.
환 B1의 일 양태인 방향환이 가져도 되는 치환기로서는, 예를 들면, 알킬기, 알콕시기, 알킬카보닐기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 알킬아미노기, 다이알킬아미노기, 알킬아마이드기, 알켄일기, 알카인일기, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, 알킬싸이올기, 및, N-알킬카바메이트기 등을 들 수 있다.
그중에서도, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 또는, 할로젠 원자가 바람직하다.
알킬기로서는, 탄소수 1~18의 직쇄상, 분기쇄상 또는 환상의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~8의 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기, 및 사이클로헥실기 등)가 보다 바람직하며, 탄소수 1~4의 알킬기가 더 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기가 특히 바람직하다.
알콕시기로서는, 탄소수 1~18의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1~8의 알콕시기(예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, n-뷰톡시기 및 메톡시에톡시기 등)가 보다 바람직하며, 탄소수 1~4의 알콕시기가 더 바람직하고, 메톡시기 또는 에톡시기가 특히 바람직하다.
알콕시카보닐기로서는, 상기에서 예시한 알킬기에 옥시카보닐기(-O-CO-기)가 결합된 기를 들 수 있으며, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기, n-프로폭시카보닐기, 또는 아이소프로폭시카보닐기가 바람직하고, 메톡시카보닐기가 보다 바람직하다.
알킬카보닐옥시기로서는, 상기에서 예시한 알킬기에 카보닐옥시기(-CO-O-기)가 결합된 기를 들 수 있으며, 메틸카보닐옥시기, 에틸카보닐옥시기, n-프로필카보닐옥시기, 또는 아이소프로필카보닐옥시기가 바람직하고, 메틸카보닐옥시기가 보다 바람직하다.
할로젠 원자로서는, 예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있고, 불소 원자 또는 염소 원자가 바람직하다.
환 B1의 일 양태인 치환기를 가져도 되는 지환으로서는, 치환기를 가져도 되는 탄소수 5~20의 2가의 지환식 탄화 수소기, 및, 탄소수 5~20의 지환식 탄화 수소기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -S- 또는 -NH-로 치환되어 이루어지는 복소환을 들 수 있다.
탄소수 5~20의 2가의 지환식 탄화 수소기로서는, 5원환 또는 6원환이 바람직하다. 또, 지환식 탄화 수소기는, 포화여도 되고 불포화여도 되지만, 포화 지환식 탄화 수소기가 바람직하다. 2가의 지환식 탄화 수소기로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2012-021068호의 [0078]단락의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.
환 B1의 일 양태인 지환으로서는, 탄소수 5~20의 사이클로알케인환이 바람직하다. 탄소수 5~20의 사이클로알케인환으로서는, 예를 들면, 사이클로헥세인환, 사이클로펩테인환, 사이클로옥테인환, 사이클로도데케인환, 및, 사이클로도코세인환을 들 수 있다. 그중에서도, 사이클로헥세인환이 바람직하고, 1,4-사이클로헥실렌기가 보다 바람직하며, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌기가 더 바람직하다.
환 B1의 일 양태인 지환이 가져도 되는 치환기로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상기 환 B1의 일 양태인 방향환이 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
환 B1의 일 양태인 지환은, 치환기를 갖지 않는 것이 바람직하다.
중합성 액정 화합물은, 환 B1로서, 치환기를 가져도 되는 방향환을 적어도 하나 갖는 것이 바람직하고, 후술하는 식 (III)으로 나타나는 기를 적어도 하나 갖는 것이 보다 바람직하다.
또, 중합성 액정 화합물은, 환 B1로서, 사이클로헥세인환을 적어도 하나 갖는 것이 바람직하고, 1,4-사이클로헥실렌기를 적어도 하나 갖는 것이 보다 바람직하며, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌기를 적어도 하나 갖는 것이 더 바람직하다.
즉, 중합성 액정 화합물은, 환 B1로서, 적어도 하나의 방향환(보다 바람직하게는 후술하는 식 (III)으로 나타나는 기)과, 적어도 하나의 사이클로헥세인환(보다 바람직하게는 2~4개의 1,4-사이클로헥실렌기)으로 이루어지는 조합을 갖는 것이 바람직하다.
중합성 액정 화합물에 있어서, 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 존재하는 환 B1의 개수는, 특별히 제한되지 않지만, 액정 화합물의 배향 안정성의 관점에서, 3~7이 바람직하고, 4~6이 보다 바람직하며, 5가 더 바람직하다.
중합성 액정 화합물은, 광학 보상성이 보다 향상되는 이유에서, 하기 식 (I)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
P1-Sp1-(X1-Ar1)n1-(X2-Cy1)m1-X3-Ar3-X4-(Cy2-X5)m2-(Ar2-X6)n2-Sp2-P2…(I)
상기 식 (I) 중, P1 및 P2는, 각각 독립적으로, 중합성기를 나타낸다.
Sp1 및 Sp2는, 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-로 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
n1, m1, m2 및 n2는, 0 내지 4의 정수를 나타내고, n1, m1, m2 및 n2의 합계가 4이다.
X1, X2, X3, X4, X5 및 X6은, 각각 독립적으로, 단결합, 또는, -CO-, -O-, -S-, -C(=S)-, -CR1R2-, -CR3=CR4-, -NR5-, 혹은, 이들 중 2개 이상의 조합으로 이루어지는 2가의 연결기를 나타내고, R1~R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는, 탄소수 1~12의 알킬기를 나타낸다. 단, n1, m1, m2 또는 n2가 2~4의 정수인 경우, 복수의 X1, 복수의 X2, 복수의 X5 또는 복수의 X6은, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
Ar1, Ar2 및 Ar3은, 각각 독립적으로, 치환기를 가져도 되는 방향환을 나타낸다. 단, n1 또는 n2가 2~4의 정수인 경우, 복수의 Ar1 또는 복수의 Ar2는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
Cy1 및 Cy2는, 각각 독립적으로, 치환기를 가져도 되는 지환을 나타낸다. 단, m1 또는 m2가 2~4의 정수인 경우, 복수의 Cy1 또는 복수의 Cy2는, 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 식 (I) 중, P1 및 P2가 나타내는 중합성기로서는, 상술한 라디칼 중합 또는 양이온 중합 가능한 중합성기와 동일한 것을 들 수 있으며, 그중에서도, 상술한 식 (P-1)~(P-20) 중 어느 하나로 나타나는 중합성기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
상기 식 (I) 중, Sp1 및 Sp2의 일 양태가 나타내는 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기로서는, 예를 들면, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 뷰틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 메틸헥실렌기, 및 헵틸렌기 등을 들 수 있다. 또한, Sp1 및 Sp2는, 상술한 바와 같이, 이들 알킬렌기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은, -CO-로 치환된 2가의 연결기여도 된다.
Q로 나타나는 치환기로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상기 환 B1의 일 양태인 방향환이 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
Sp1 및 Sp2로서는, 탄소수 1~14(보다 바람직하게는 탄소수 2~10)의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는, 탄소수 2~14(보다 바람직하게는 탄소수 4~12)의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O- 혹은 -CO-로 치환된 2가의 연결기가 바람직하다.
상기 식 (I) 중, n1 및 m1의 합계, 및, m2 및 n2의 합계는, 1~3의 정수가 바람직하고, 2가 더 바람직하다.
그중에서도, 중합성 액정 화합물의 배향성 향상의 관점에서는, n1, m1, m2 및 n2가 모두 1인 것이 바람직하고, 또, 내구성 향상의 관점에서는, n1 및 n2가 모두 0이며, 또한, m1 및 m2가 모두 2인 것이 바람직하다.
상기 식 (I) 중, X1, X2, X3, X4, X5 및 X6에 의하여 나타나는 2가의 연결기로서는, 예를 들면, -CO-, -O-, -CO-O-, -C(=S)O-, -CR1R2-, -CR1R2-CR1R2-, -O-CR1R2-, -CR1R2-O-CR1R2-, -CO-O-CR1R2-, -O-CO-CR1R2-, -CR1R2-O-CO-CR1R2-, -CR1R2-CO-O-CR1R2-, -NR5-CR1R2-, 및, -CO-NR5-를 들 수 있다. R1, R2 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는, 탄소수 1~12의 알킬기를 나타낸다.
X1, X2, X3, X4, X5 및 X6으로서는, 단결합, -CO-, -O-, 또는, -COO-가 바람직하다.
상기 식 (I) 중, Ar1, Ar2 및 Ar3에 의하여 나타나는 치환기를 가져도 되는 방향환으로서는, 상기 환 B1의 일 양태인 치환기를 가져도 되는 방향환과 동일한 것을 들 수 있다.
상기 식 (I) 중의 Ar3으로서는, 중합성 액정 화합물의 배향성 향상의 관점에서, π전자수가 10 이상인 방향환이 바람직하고, π전자수가 10~18인 방향환이 보다 바람직하며, π전자수가 10~14인 방향환이 더 바람직하다.
그중에서도, 상기 식 (I) 중의 Ar3으로서는, 하기 식 (III)으로 나타나는 기가 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pct00003
상기 식 (III) 중, Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 및 Q8은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. *는, 결합 위치를 나타낸다.
상기 식 (III) 중, Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 및 Q8 모두가 수소 원자이거나, Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 및 Q8 중 1 또는 2개가 치환기를 나타내는 것이 바람직하다. 그중에서도, Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 및 Q8 중 1 또는 2개가 치환기를 나타내고, 그 이외가 수소 원자를 나타내는 것이 보다 바람직하며, 1개가 치환기를 나타내고, 그 이외가 수소 원자를 나타내는 것이 더 바람직하다.
상기 식 (III) 중, Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 및 Q8 중 치환기를 나타내는 기로서는, Q5, Q6, Q7 및 Q8 중 어느 하나가 바람직하고, Q5 및 Q8 중 적어도 일방이 치환기를 나타내거나, 또는, Q6 및 Q7 중 적어도 일방이 치환기를 나타내는 것이, 보다 바람직하다.
상기 식 (III) 중, Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 및 Q8에 의하여 나타나는 치환기로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상기 환 B1의 일 양태인 방향환이 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
그중에서도, 탄소수 1~4의 알킬기, 탄소수 1~4의 알콕시기, 탄소수 1~4의 알킬기에 옥시카보닐기가 결합된 기, 탄소수 1~4의 알킬기에 카보닐옥시기가 결합된 기, 불소 원자, 또는 염소 원자가 바람직하고, 탄소수 1~4의 알킬기, 메톡시기, 에톡시기, 메톡시카보닐기, 메틸카보닐옥시기가 보다 바람직하다.
또, 상기 식 (I) 중의 Ar3의 적합한 구체예로서는, 하기 식 (IV-1)~(IV-3)으로 나타나는 기도 들 수 있다.
[화학식 4]
Figure pct00004
상기 식 (IV-1)~식 (IV-3) 중, Y1은, -C(Ry)= 또는 -N=을 나타내고, Ry는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 트라이플루오로메틸기, 트라이플루오로메톡시기, 탄소수 1~12의 알킬기, 또는 페닐기를 나타낸다.
상기 식 (IV-1)~식 (IV-3) 중, T1, T2 및 T3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 트라이플루오로메틸기, 트라이플루오로메톡시기, 탄소수 1~12의 알킬기, 탄소수 1~12의 알콕시기, 탄소수 1~12의 알콕시카보닐기, 탄소수 1~12의 알킬카보닐기, π전자의 수가 6~18의 방향환, 또는, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기 혹은 알킬카보닐기에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-가, -O-, -CO- 혹은 -S-로 치환된 1가의 유기기를 나타낸다. 또, T1과 T2는 서로 결합하여 환을 형성해도 된다.
상기 식 (IV-1)~식 (IV-3) 중, T4는 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 트라이플루오로메틸기, 트라이플루오로메톡시기, 탄소수 1~12의 알킬기 또는 페닐기를 나타낸다. *는, 결합 위치를 나타낸다.
상기 식 (IV-1)~(IV-3)으로 나타나는 방향환을 갖는 중합성 액정 화합물에 대해서는, 특허문헌 1의 [0062]~[0098]단락의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.
상기 식 (I) 중, Ar1 및 Ar2로서는, π전자수가 6 또는 10인 방향환이 바람직하고, π전자수가 6인 방향환이 보다 바람직하며, 벤젠환(예를 들면 1,4-페닐렌기)이 더 바람직하다.
상기 식 (I) 중, Ar1 및 Ar2에 의하여 나타나는 방향환이 가져도 되는 치환기로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상기 환 B1의 일 양태인 방향환이 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
상기 식 (I) 중, Cy1 및 Cy2에 의하여 나타나는 치환기를 가져도 되는 지환으로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상기 환 B1의 일 양태인 치환기를 가져도 되는 지환과 동일한 것을 들 수 있다.
또, 상기 식 (I)로 나타나는 화합물로서는, 하기 식으로 나타나는 화합물 (1-1)~화합물 (1-21)을 들 수 있다. 또한, 화합물 (1-14)의 구조 중, 아크릴로일옥시기에 인접하는 기는, 프로필렌기(메틸기가 에틸렌기로 치환된 기)를 나타내고, 화합물 (1-14) 및 (1-21)은, 메틸기의 위치가 상이한 위치 이성체의 혼합물을 나타낸다.
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
[화학식 7]
Figure pct00007
[화학식 8]
Figure pct00008
[화학식 9]
Figure pct00009
[화학식 10]
Figure pct00010
[화학식 11]
Figure pct00011
또, 상기 식 (I)로 나타나는 화합물로서는, 예를 들면, 특허문헌 1의 [0084]~[0091]단락에 기재된 화합물 등도 들 수 있다.
광학 이방성층을 갖는 화상 표시 장치의 콘트라스트가 양호해지는 이유에서, 중합성 액정 화합물은, 스멕틱상(相)의 액정 상태를 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
그중에서도, 중합성 액정 화합물이 나타내는 스멕틱상의 액정 상태가, 고차(高次)의 스멕틱상인 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 고차의 스멕틱상이란, 스멕틱 A상, 스멕틱 B상, 스멕틱 D상, 스멕틱 E상, 스멕틱 F상, 스멕틱 G상, 스멕틱 H상, 스멕틱 I상, 스멕틱 J상, 스멕틱 K상 및 스멕틱 L상이며, 그중에서도, 스멕틱 A상, 스멕틱 B상, 스멕틱 F상, 스멕틱 I상, 경사한 스멕틱 F상, 또는, 경사한 스멕틱 I상이 바람직하고, 스멕틱 A상, 또는, 스멕틱 B상이 보다 바람직하다.
<단관능 화합물>
본 조성물이 포함하는 단관능 화합물은, 중합성 액정 화합물과 중합 가능하고, 단관능 화합물의 일방의 말단을 구성하는 중합성기 P3과, 단관능 화합물의 타방의 말단을 구성하는 치환기를 가져도 되는 방향환 Ar과, 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 중합성기 P3과 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 존재하는 1개 이상의 환 B2를 갖는다.
또, 단관능 화합물은, 중합성 액정 화합물과, 상술한 식 (1) 및 식 (2)의 관계를 충족시킨다.
단관능 화합물의 일방의 말단을 구성하는 중합성기 P3으로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상술한 중합성 액정 화합물이 갖는 중합성기 P1 및 P2와 동일한 것을 들 수 있으며, 그중에서도, 상술한 식 (P-1)~(P-20) 중 어느 하나로 나타나는 중합성기가 바람직하다.
단관능 화합물의 타방의 말단을 구성하는 방향환 Ar로서는, 예를 들면, 탄소수 6~20의 방향환을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 및, 페난트롤린환 등의 방향족 탄화 수소환; 퓨란환, 싸이오펜환, 피롤환, 옥사졸환, 아이소옥사졸환, 옥사다이아졸환, 싸이아졸환, 아이소싸이아졸환, 싸이아다이아졸환, 이미다졸환, 피라졸환, 트라이아졸환, 퓨라잔환, 테트라졸환, 피리딘환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환, 트라이아진환, 테트라진환, 및, 벤조싸이아졸환 등의 방향족 복소환을 들 수 있으며, 그중에서도, 벤젠환(페닐기)이 바람직하다.
또한, 방향환 Ar이 가져도 되는 치환기로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상술한 중합성 액정 화합물에 있어서 설명한, 환 B1의 일 양태인 방향환이 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
단관능 화합물의 타방의 말단을 구성하는 방향환 Ar은, 치환기를 갖지 않는 것이 보다 바람직하다.
단관능 화합물에 있어서, 환 B2가 "중합성기 P3과 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 존재한다"란, 중합성기 P3 및 방향환 Ar을 직접 연결하기 위하여 필요한 부분의 일부를 환 B2가 구성하고 있는 것을 의미한다.
환 B2에 의하여 나타나는 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상술한 중합성 액정 화합물에 있어서 설명한 상기 환 B1에 의하여 나타나는 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환과 동일한 것을 들 수 있다.
단관능 화합물은, 환 B2로서, 적어도 하나의 사이클로헥세인환을 갖는 것이 바람직하고, 적어도 하나의 1,4-사이클로헥실렌기를 갖는 것이 보다 바람직하며, 적어도 하나의 트랜스-1,4-사이클로헥실렌기를 갖는 것이 더 바람직하다.
단관능 화합물이 갖는 환 B2의 개수는, 특별히 제한되지 않지만, 중합성 액정 화합물의 배향성 향상의 관점에서, 1~3이 바람직하고, 1 또는 2가 보다 바람직하며, 2가 더 바람직하다.
단관능 화합물은, 중합성 액정 화합물의 배향성 향상의 관점에서, 하기 식 (II)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
P3-Sp3-(X7-Ar4)n3-(X8-Cy3)m3-(X9-Ar5)n4-X10-Ar6…(II)
상기 식 (I) 중, P3은, 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성기를 나타낸다.
Sp3은, 단결합, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-로 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
n3, n4 및 m3은, 0 내지 2의 정수를 나타내고, n3, n4 및 m3의 합계가 2이다.
X7, X8, X9 및 X10은, 각각 독립적으로, 단결합, 또는, -CO-, -O-, -S-, -C(=S)-, -CR1R2-, -CR3=CR4-, -NR5-, 혹은, 이들 중 2개 이상의 조합으로 이루어지는 2가의 연결기를 나타내고, R1~R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는, 탄소수 1~12의 알킬기를 나타낸다. 단, n3이 2인 경우, 복수의 X7은 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, m3이 2인 경우, 복수의 X8은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
Ar4, Ar5 및 Ar6은, 각각 독립적으로, 치환기를 가져도 되는 방향환을 나타낸다. 단, n3 및 n4가 2인 경우, 복수의 Ar4 및 Ar5는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
Cy3은, 치환기를 가져도 되는 지환을 나타낸다. 단, m3이 2인 경우, 복수의 Cy3은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 식 (II) 중, P3이 나타내는 중합성기로서는, 상술한 중합성 액정 화합물에 있어서 설명한 라디칼 중합 또는 양이온 중합 가능한 중합성기와 동일한 것을 들 수 있으며, 그중에서도, 상술한 식 (P-1)~(P-20) 중 어느 하나로 나타나는 중합성기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
상기 식 (II) 중, Sp3의 일 양태가 나타내는 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기로서는, 그 적합한 양태도 포함시켜, 상기 식 (I) 중의 Sp1 등의 일 양태가 나타내는 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기와 동일한 것을 들 수 있다.
Sp3으로서는, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O- 혹은 -CO-로 치환된 2가의 연결기가 바람직하고, 탄소수 1~10의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기가 보다 바람직하다.
상기 식 (II) 중, n3은 0 또는 1이 바람직하고, n4는 0 또는 1이 바람직하며, m3은 1 또는 2가 바람직하다.
중합성 액정 화합물이 상기 식 (I)로 나타나는 화합물이며, 단관능 화합물이 상기 식 (II)로 나타나는 화합물인 경우, 광학 이방성층을 갖는 화상 표시 장치의 콘트라스트가 보다 우수함과 함께, 광학 이방성층의 결함의 발생을 보다 억제할 수 있는 관점에서, 상기 식 (II) 중의 n4가 0이고, 또한, n3 및 m3이, 상기 식 (I) 중의 n1 및 m1과 각각 동일한 양태, 혹은, n4가 0이며, 또한, n3 및 m3이, 상기 식 (I) 중의 n2 및 m2와 각각 동일한 양태가 바람직하다.
상기 식 (II) 중, X7, X8, X9 및 X10에 의하여 나타나는 2가의 연결기로서는, 상기 식 (I) 중의 X1~X6에 있어서 설명한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
X7, X8 및, X9 및 X10으로서는, 단결합, -CO-, -O-, 또는, -COO-가 바람직하다.
상기 식 (II) 중, Ar4 및 Ar5에 의하여 나타나는 치환기를 가져도 되는 방향환으로서는, 상기 환 B1의 일 양태인 치환기를 가져도 되는 방향환과 동일한 것을 들 수 있다. 그중에서도, 벤젠환(예를 들면, 1,4-페닐렌기 등)이 바람직하다.
상기 식 (II) 중, Cy3에 의하여 나타나는 치환기를 가져도 되는 지환으로서는, 상기 환 B1의 일 양태인 치환기를 가져도 되는 지환과 동일한 것을 들 수 있다. 그중에서도, 사이클로알케인환이 바람직하고, 사이클로헥세인환이 보다 바람직하며, 1,4-사이클로헥실렌기가 더 바람직하고, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌기가 특히 바람직하다.
상기 식 (II) 중, Ar6에 의하여 나타나는 치환기를 가져도 되는 방향환으로서는, 상기 환 B1의 일 양태인 치환기를 가져도 되는 방향환과 동일한 것을 들 수 있다. 그중에서도, 치환기를 가져도 되는 벤젠환이 바람직하고, 치환기를 갖지 않는 벤젠환(페닐기)이 더 바람직하다.
상기 식 (II)로 나타나는 화합물로서는, 구체적으로는, 하기 식 (TN-1)~(TN-16)으로 나타나는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 12]
Figure pct00012
[화학식 13]
Figure pct00013
[화학식 14]
Figure pct00014
또, 상기 식 (II)로 나타나는 화합물 이외의 단관능 화합물로서는, 구체적으로는, 하기 식 (TN-17)~(TN-20)으로 나타나는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 15]
Figure pct00015
단관능 화합물의 함유량은, 액정 화합물의 배향을 흐트러지게 하지 않으며, 경화 시의 수축에 따른 배향 결함을 억제하는 관점에서, 중합성 액정 화합물 100질량부에 대하여 1~100질량부인 것이 바람직하고, 5~50질량부인 것이 보다 바람직하다.
<중합성 액정 화합물과 단관능 화합물의 조합>
광학 이방성층을 갖는 화상 표시 장치의 콘트라스트가 보다 우수함과 함께, 광학 이방성층의 결함의 발생을 보다 억제할 수 있는 관점에서, 단관능 화합물에 있어서 중합성기 P3으로부터 순서대로 나열되어 있는 환 B2 및 환 Ar로 이루어지는 환의 배열이, 중합성 액정 화합물에 있어서 중합성기 P1 또는 P2로부터 나열되어 있는 환 B1의 배열과 동일한 것이 바람직하다.
여기에서, 중합성 액정 화합물 및 단관능 화합물에 있어서의 환의 배열에 대하여, 대비하는 대상이 모두 방향환이면, 환 구조 또는 치환기가 상이한 경우이더라도, 동일한 배열을 구성하고 있다고 간주하고, 대비하는 대상이 모두 지환이면, 환 구조 또는 치환기가 상이한 경우이더라도, 동일한 배열을 구성하고 있다고 간주한다. 또, 환의 배열에는, 2개의 환의 사이의 연결 부분의 구조는 포함되지 않는 것으로 한다. 예를 들면, 페닐렌기 및 나프틸렌기와 같이 다른 골격이더라도, 대비하는 환이 모두 방향환끼리이면, 동일한 배열을 구성하고 있다고 간주하고, 사이클로헥실렌 및 사이클로펜탈렌과 같이 다른 골격이더라도, 대비하는 환이 모두 지환끼리이면 동일한 배열을 구성하고 있다고 간주한다.
예를 들면, 하기 단관능 화합물 M-1에 있어서, 중합성기 P3으로부터 순서대로 나열되어 있는 환 B2 및 환 Ar로 이루어지는 환의 배열은, 하기 중합성 액정 화합물 L-1에 있어서, 중합성기 P1 또는 P2로부터 순서대로 나열되어 있는 환 B1의 배열과 동일하다.
[화학식 16]
Figure pct00016
광학 이방성층의 결함의 발생을 보다 억제할 수 있는 관점에서, 단관능 화합물의 중합성기 P3과 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 있어서, 중합성기 P3에 가장 가까운 환 B2로부터 방향환 Ar에 가장 가까운 기까지의 부분 W2의 구조가, 중합성 액정 화합물의 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 있어서, 중합성기 P1 및 P2에 가장 가까운 환 B1로부터의 부분 W1의 구조와 동일한 것이 바람직하다.
여기에서, 단관능 화합물에 있어서의 부분 W2는, 중합성기 P3에 가장 가까운 환 B2와, 방향환 Ar에 가장 가까운 기를 포함하고, 방향환 Ar을 포함하지 않는다. 또, 중합성 액정 화합물에 있어서의 부분 W1은, 3개 이상의 환 B1 중, 중합성기 P1에 가장 가까운 환 B1 및 중합성기 P2에 가장 가까운 환 B1 중 어느 일방을 포함한다. 중합성 액정 화합물이, 상기의 단관능 화합물에 있어서의 부분 W2와 동일한 구조를, 중합성기 P1 또는 P2에 가장 가까운 환 B1로부터의 부분 W1의 구조로서 갖는 경우, 단환능 화합물에 있어서의 중합성기 P3에 가장 가까운 환 B2는, 중합성 액정 화합물에 있어서의 중합성기 P1에 가장 가까운 환 B1 및 P2에 가장 가까운 환 B1 중 적어도 일방과 동일하다.
또한, 중합성 액정 화합물이 갖는 부분 W1의 구조와 단관능 화합물이 갖는 부분 W2의 구조가 동일하다란, 부분 W1을 구성하는 환 B1 및 2가의 연결기와, 부분 W2를 구성하는 환 B3 및 2가의 연결기가, 그 종류, 배치되어 있는 순서 및 치환기를 포함시켜 완전히 동일한 것을 의미한다. 또, 단관능 화합물의 부분 W2는 방향환 Ar을 포함하지 않기 때문에, 중합성 액정 화합물이, 상기 부분 W1로서 단관능 화합물의 부분 W2의 구조와 동일한 구조를 갖고, 또한, 단관능 화합물이 갖는 방향환 Ar을 갖지 않는 경우도 존재한다.
중합성 액정 화합물의 부분 W1, 및, 단관능 화합물의 부분 W2를, 보다 구체적으로 설명한다.
중합성 액정 화합물이 상기 식 (I)로 나타나는 화합물인 경우, 상기 식 (I)에 있어서의 "(X1-Ar1)n1-(X2-Cy1)m1-X3"으로 나타나는 부분 구조로부터, n1이 1~4의 정수를 나타내는 경우는 Sp1에 결합하는 X1을, n1이 0을 나타내는 경우는 Sp1에 결합하는 X2를 취한 부분, 또는, "X4-(Cy2-X5)m2-(Ar2-X6)n2"로 나타나는 부분 구조로부터, n2가 1~4의 정수를 나타내는 경우는 Sp2에 결합하는 X6을, n2가 0을 나타내는 경우는 Sp2에 결합하는 X5를 취한 부분이, 부분 W1에 상당한다.
또, 단관능 화합물이 상기 식 (II)로 나타나는 화합물인 경우, 상기 식 (II)에 있어서의 "(X7-Ar4)n3-(X8-Cy3)m3-(X9-Ar5)n4-X10"으로 나타나는 부분 구조로부터, n3이 1 또는 2를 나타내는 경우는 Sp3에 결합하는 X7을, n3이 0을 나타내고, 또한, m3이 1 또는 2를 나타내는 경우는 Sp3에 결합하는 X8을, n3이 0을 나타내며, 또한, m3이 0을 나타내는 경우는 Sp3에 결합하는 X9를 취한 부분이, 부분 W2에 상당한다. 즉, 부분 W2에 포함되는 "중합성기 P3에 가장 가까운 환 B2"는, Ar4, Cy3 및 Ar5 중, 지면(紙面) 상에서 가장 좌측에 위치하는 환이다. 또, 이 경우에 있어서, X10이 상기 2가의 연결기를 나타낼 때는, 방향환 Ar에 가장 가까운 기는 X10이며, X10이 단결합을 나타내고, 또한, n4가 1 또는 2를 나타낼 때는, 방향환 Ar에 가장 가까운 기는 Ar5이며, X10이 단결합을 나타내고, n4가 0을 나타내며, 또한, m3이 1 또는 2를 나타낼 때는, 방향환 Ar에 가장 가까운 기는 Cy3이고, X10이 단결합을 나타내며, n4가 0을 나타내고, 또한, m3이 0을 나타낼 때는, 방향환 Ar에 가장 가까운 기는 Ar4이다.
보다 구체적으로는, 하기 중합성 액정 화합물 L-1 및 하기 단관능 화합물 M-1의 조합에 있어서 괄호로 둘러싼 부분이, 부분 W1 및 부분 W2에 각각 상당한다. 즉, 단관능 화합물 M-1에 있어서, 지면 상에서 좌측에 위치하는 1,4-사이클로알킬렌기가 "중합성기 P3에 가장 가까운 환 B2"에 상당하고, 페닐기에 결합하는 산소 원자가, "방향환 Ar에 가장 가까운 기"에 상당한다. 또, 중합성 액정 화합물 L-1에 있어서, 지면 상에서 가장 좌측에 위치하는 1,4-사이클로알킬렌기 및 지면 상에서 가장 우측에 위치하는 1,4-사이클로알킬렌기의 양자가, "중합성기 P1 또는 P2 가장 가까운 환 B1"에 상당한다.
즉, 중합성 액정 화합물 L-1 및 단관능 화합물 M-1의 조합의 경우, 중합성 액정 화합물 L-1은, 단관능 화합물 M-1이 갖는 부분 W2와 동일한 구조를, 분자 내에 2개 갖고 있다고 할 수 있다.
[화학식 17]
Figure pct00017
<중합 개시제>
본 조성물은, 중합 개시제를 포함하는 것이 바람직하다.
중합 개시제로서는, 자외선 조사에 의하여 중합 반응을 개시 가능한 광중합 개시제가 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 예를 들면, α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 동 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호 기재), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호 기재), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합(미국 특허공보 제3549367호 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허공보 제4239850호 기재) 및 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호 기재), 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-040799호, 일본 공고특허공보 평5-029234호, 일본 공개특허공보 평10-095788호, 일본 공개특허공보 평10-029997호 기재) 등을 들 수 있다.
중합 개시제로서는, 옥심형의 중합 개시제도 바람직하다. 그 구체예로서는, 국제 공개공보 제2017/170443호의 [0049]~[0052]단락에 기재된 개시제를 들 수 있다.
<용제>
본 조성물은, 광학 이방성층을 형성할 때의 작업성 등의 관점에서, 용제를 포함하는 것이 바람직하다.
용제로서는, 예를 들면, 케톤류(예를 들면, 아세톤, 2-뷰탄온, 메틸아이소뷰틸케톤, 사이클로헥산온, 및 사이클로펜탄온 등), 에터류(예를 들면, 다이옥세인, 및 테트라하이드로퓨란 등), 지방족 탄화 수소류(예를 들면, 헥세인 등), 지환식 탄화 수소류(예를 들면, 사이클로헥세인 등), 방향족 탄화 수소류(예를 들면, 톨루엔, 자일렌, 및 트라이메틸벤젠 등), 할로젠화 탄소류(예를 들면, 다이클로로메테인, 다이클로로에테인, 다이클로로벤젠, 및 클로로톨루엔 등), 에스터류(예를 들면, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 및 아세트산 뷰틸 등), 물, 알코올류(예를 들면, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올, 및 사이클로헥산올 등), 셀로솔브류(예를 들면, 메틸셀로솔브, 및 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브아세테이트류, 설폭사이드류(예를 들면, 다이메틸설폭사이드 등), 및 아마이드류(예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 및 다이메틸아세트아마이드 등)를 들 수 있다. 용제는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
<레벨링제>
본 조성물은, 광학 이방성층의 표면을 평활하게 유지하고, 배향 제어를 용이하게 하는 관점에서, 레벨링제를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 레벨링제로서는, 첨가량에 대한 레벨링 효과가 높은 이유에서, 불소계 레벨링제 또는 규소계 레벨링제가 바람직하고, 삼출(블룸, 블리드)을 일으키기 어려운 점에서, 불소계 레벨링제가 보다 바람직하다.
레벨링제로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2007-069471호의 [0079]~[0102]단락의 기재에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2013-047204호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 화합물(특히 [0020]~[0032]단락에 기재된 화합물), 일본 공개특허공보 2012-211306호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 화합물(특히 [0022]~[0029]단락에 기재된 화합물), 일본 공개특허공보 2002-129162호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 액정 배향 촉진제(특히 [0076]~[0078] 및 [0082]~[0084]단락에 기재된 화합물), 및, 일본 공개특허공보 2005-099248호에 기재된 일반식 (I), (II) 및 (III)으로 나타나는 화합물(특히 [0092]~[0096]단락에 기재된 화합물) 등을 들 수 있다. 또한, 레벨링제는, 후술하는 배향 제어제로서의 기능을 겸비해도 된다.
<배향 제어제>
본 조성물은, 필요에 따라, 배향 제어제를 포함하고 있어도 된다.
배향 제어제에 의하여, 호모지니어스 배향 외에, 호메오트로픽 배향(수직 배향), 경사 배향, 하이브리드 배향, 및 콜레스테릭 배향 등의 다양한 배향 상태를 형성할 수 있고, 또, 특정 배향 상태를 보다 균일하고 또한 보다 정밀하게 제어하여 실현할 수 있다.
호모지니어스 배향을 촉진하는 배향 제어제로서는, 예를 들면, 저분자의 배향 제어제, 및, 고분자의 배향 제어제를 이용할 수 있다.
저분자의 배향 제어제로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2002-020363호의 [0009]~[0083]단락, 일본 공개특허공보 2006-106662호의 [0111]~[0120]단락, 및, 일본 공개특허공보 2012-211306호의 [0021]~[0029]단락의 기재를 참조할 수 있으며, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.
또, 고분자의 배향 제어제로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2004-198511호의 [0021]~[0057]단락, 및, 일본 공개특허공보 2006-106662호의 [0121]~[0167]단락을 참조할 수 있으며, 이 내용은 본 명세서에 원용된다.
또, 호메오트로픽 배향을 형성 또는 촉진하는 배향 제어제로서는, 예를 들면, 보론산 화합물, 및 오늄염 화합물을 들 수 있다. 이 배향 제어제로서는, 일본 공개특허공보 2008-225281호의 [0023]~[0032]단락, 일본 공개특허공보 2012-208397호의 [0052]~[0058]단락, 일본 공개특허공보 2008-026730호의 [0024]~[0055]단락, 및, 일본 공개특허공보 2016-193869호의 [0043]~[0055]단락에 기재된 화합물을 참조할 수 있으며, 이들 내용은 본 명세서에 원용된다.
한편, 콜레스테릭 배향은, 본 조성물에 카이랄제를 더함으로써 실현할 수 있고, 그 카이랄성의 방향에 의하여 콜레스테릭 배향의 선회 방향을 제어할 수 있다.
또한, 카이랄제의 배향 규제력에 따라 콜레스테릭 배향의 피치를 제어해도 된다.
본 조성물이 배향 제어제를 포함하는 경우의 함유량은, 조성물 중의 전고형분 질량에 대하여 0.01~10질량%가 바람직하고, 0.05~5질량%가 보다 바람직하다. 함유량이 이 범위이면, 원하는 배향 상태를 실현하면서, 석출, 상분리(相分離), 및 배향 결함이 억제되어, 균일하고 투명성이 높은 경화물을 얻을 수 있다.
<그 외의 성분>
본 조성물은, 상술한 성분 이외의 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 다른 성분으로서는, 예를 들면, 상술한 중합성 액정 화합물 및 단관능 화합물 이외의 다른 액정 화합물, 계면활성제, 틸트각 제어제, 배향 조제, 가소제, 및, 가교제를 들 수 있다.
〔광학 이방성층의 형성 방법〕
광학 이방성층은, 상술한 본 조성물을 경화시켜, 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 고정화시켜 이루어지는 경화물이다.
경화물의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 상술한 본 조성물을 이용하여, 원하는 배향 상태로 한 후에, 중합에 의하여 고정화하는 방법 등을 들 수 있다.
여기에서, 중합 조건은 특별히 제한되지 않지만, 광조사에 의한 중합에 있어서는, 자외선을 이용하는 것이 바람직하다. 조사량은, 10mJ/cm2~50J/cm2가 바람직하고, 20mJ/cm2~5J/cm2가 보다 바람직하며, 30mJ/cm2~3J/cm2가 더 바람직하고, 50~1000mJ/cm2가 특히 바람직하다. 또, 중합 반응을 촉진하기 위하여, 가열 조건하에서 실시해도 된다.
또한, 광학 이방성층은, 후술하는 광학 필름에 있어서의 임의의 지지체 또는 배향막 상, 또는, 후술하는 편광판에 있어서의 편광자 상에 형성할 수 있다.
〔광학 이방성층의 물성〕
본 발명의 광학 이방성막은, X선 회절 측정에 있어서 주기 구조에서 유래하는 회절 피크를 나타낸다.
여기에서, 상술한 회절 피크를 나타내는 양태로서는, 배향축에 대하여 수직 방향으로 인접한 분자가 층을 형성하고, 이 층이 배향축에 대하여 평행 방향으로 적층하고 있는 양태, 즉, 스멕틱상을 나타내는 양태를 적합하게 들 수 있다. 또한, 스멕틱상이 발현되기 쉬워지는 관점에서, 중합성 액정 화합물은, 승온 시 및 강온 시의 양방에서 스멕틱상을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
또, 상술한 회절 피크를 나타내는지 아닌지는, 주기 구조를 갖는 액정상에 특징적인 텍스쳐를 편광 현미경에 의하여 관찰함으로써도 확인할 수 있다.
광학 이방성층에 있어서의 중합성 액정 화합물의 배향 상태로서는, 수평 배향, 수직 배향, 경사 배향, 및 비틀림 배향 중 어느 상태여도 되고, 광학 이방성층의 주면에 대하여 수평 배향한 상태로 고정화되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서 "수평 배향"이란, 광학 이방성층의 주면(또는, 광학 이방성층이 지지체 및 배향막 등의 부재 상에 형성되어 있는 경우, 그 부재의 표면)과, 중합성 액정 화합물의 장축 방향이 평행인 것을 말한다. 또한, 엄밀하게 평행인 것을 요구하는 것은 아니고, 본 명세서에서는, 중합성 액정 화합물의 장축 방향과 광학 이방성층의 주면이 이루는 각도가 10° 미만의 배향인 것을 의미하는 것으로 한다.
광학 이방성층에 있어서, 중합성 액정 화합물의 장축 방향과 광학 이방성층의 주면이 이루는 각도는, 0~5°가 바람직하고, 0~3°가 보다 바람직하며, 0~2°가 더 바람직하다.
광학 이방성층은, 하기 식 (V)를 충족시키는 것이 바람직하다.
1.00<Re(450)/Re(550)…(V)
여기에서, 상기 식 (V) 중, Re(450)은, 광학 이방성층의 파장 450nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타내고, Re(550)은, 광학 이방성층의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타낸다. 또한, 본 명세서에 있어서, 리타데이션의 측정 파장을 명기하고 있지 않은 경우는, 측정 파장은 550nm로 한다.
또, 면내 리타데이션(Re) 및 두께 방향의 리타데이션(Rth)의 값은, AxoScan OPMF-1(옵토 사이언스사제)을 이용하고, 측정 파장의 광을 이용하여 측정한 값을 말한다.
구체적으로는, AxoScan OPMF-1에서, 평균 굴절률((Nx+Ny+Nz)/3)과 막두께(d(μm))를 입력함으로써,
·지상축 방향(°)
·Re(λ)=R0(λ)
·Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
가 산출된다.
또한, R0(λ)은, AxoScan OPMF-1로 산출되는 수치로서 표시되는 것이지만, Re(λ)를 의미하고 있다.
또, 광학 이방성층은, 포지티브 A 플레이트 또는 포지티브 C 플레이트인 것이 바람직하고, 포지티브 A 플레이트인 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 포지티브 A 플레이트(양의 A 플레이트)와 포지티브 C 플레이트(양의 C 플레이트)는 이하와 같이 정의된다.
필름면 내의 지상축(遲相軸) 방향(면내에서의 굴절률이 최대가 되는 방향)의 굴절률을 nx, 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절률을 ny, 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때, 포지티브 A 플레이트는 식 (A1)의 관계를 충족시키는 것이며, 포지티브 C 플레이트는 식 (C1)의 관계를 충족시키는 것이다. 또한, 포지티브 A 플레이트는 Rth가 양의 값을 나타내고, 포지티브 C 플레이트는 Rth가 음의 값을 나타낸다.
식 (A1) nx>ny≒nz
식 (C1) nz>nx≒ny
또한, 상기 "≒"이란, 양자(兩者)가 완전히 동일한 경우뿐만 아니라, 양자가 실질적으로 동일한 경우도 포함한다.
이 "실질적으로 동일"에 대하여, 포지티브 A 플레이트에서는, 예를 들면, (ny-nz)×d(단, d는 필름의 두께이다)가, -10~10nm, 바람직하게는 -5~5nm인 경우도 "ny≒nz"에 포함되고, (nx-nz)×d가, -10~10nm, 바람직하게는 -5~5nm인 경우도 "nx≒nz"에 포함된다. 또, 포지티브 C 플레이트에서는, 예를 들면, (nx-ny)×d(단, d는 필름의 두께이다)가, 0~10nm, 바람직하게는 0~5nm인 경우도 "nx≒ny"에 포함된다.
광학 이방성층이 포지티브 A 플레이트인 경우, λ/4판으로서 기능하는 관점에서, Re(550)이 100~180nm인 것이 바람직하고, 120~160nm인 것이 보다 바람직하며, 130~150nm인 것이 더 바람직하고, 130~140nm인 것이 특히 바람직하다.
여기에서, "λ/4판"이란, λ/4 기능을 갖는 판이며, 구체적으로는, 소정 특정 파장의 직선 편광을 원편광으로(또는 원편광을 직선 편광으로) 변환하는 기능을 갖는 판이다.
[광학 필름]
광학 필름은, 상기의 광학 이방성층을 갖는다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c(이하, 이들 도면의 구별을 필요로 하지 않는 경우는 "도 1"이라고 약기한다.)를 참조하면서, 광학 필름의 구조에 대하여 설명한다. 도 1은, 광학 필름의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
또한, 도 1은 모식도이고, 각층(各層)의 두께의 관계 및 위치 관계 등은 반드시 실제의 것과는 일치하지 않으며, 도 1에 나타내는 지지체, 배향막 및 하드 코트층은, 모두 임의의 구성 부재이다.
도 1에 나타내는 광학 필름(10)은, 지지체(16)와, 배향막(14)과, 본 조성물의 경화물으로서의 광학 이방성층(12)을 이 순서로 갖는다.
또, 광학 이방성층(12)은, 상이한 2층 이상의 광학 이방성층의 적층체여도 된다. 예를 들면, 후술하는 편광판을 원편광판으로서 이용하는 경우, 또는, 광학 필름을 IPS 방식 또는 FFS 방식의 액정 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 이용하는 경우에는, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트의 적층체인 것이 바람직하다.
또, 광학 이방성층을 지지체로부터 박리하여, 광학 이방성층 단독으로 광학 필름으로서 이용해도 된다.
이하, 광학 필름에 이용되는 다양한 부재에 대하여 상세하게 설명한다.
〔광학 이방성층〕
광학 필름이 갖는 광학 이방성층은, 상술한 광학 이방성층이다.
광학 필름에 있어서는, 상기 광학 이방성층의 두께에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 0.1~10μm가 바람직하고, 0.5~5μm가 보다 바람직하다.
〔지지체〕
광학 필름은, 상술한 바와 같이, 광학 이방성층을 형성하기 위한 기재로서 지지체를 가져도 된다.
이와 같은 지지체는, 투명한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다.
이와 같은 지지체로서는, 예를 들면, 유리 기판 및 폴리머 필름을 들 수 있다. 폴리머 필름의 재료로서는, 셀룰로스계 폴리머; 폴리메틸메타크릴레이트, 및 락톤환 함유 중합체 등의 아크릴산 에스터 중합체를 갖는 아크릴계 폴리머; 열가소성 노보넨계 폴리머; 폴리카보네이트계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 폴리머; 폴리스타이렌, 및 아크릴로나이트릴·스타이렌 공중합체(AS 수지) 등의 스타이렌계 폴리머; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 폴리머; 염화 바이닐계 폴리머; 나일론, 및 방향족 폴리아마이드 등의 아마이드계 폴리머; 이미드계 폴리머; 설폰계 폴리머; 폴리에터설폰계 폴리머; 폴리에터에터케톤계 폴리머; 폴리페닐렌설파이드계 폴리머; 염화 바이닐리덴계 폴리머; 바이닐알코올계 폴리머; 바이닐뷰티랄계 폴리머; 아릴레이트계 폴리머; 폴리옥시메틸렌계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 및 이들 폴리머를 혼합한 폴리머를 들 수 있다.
또, 후술하는 편광자가 이와 같은 지지체를 겸하는 양태여도 된다.
상기 지지체의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 5~60μm가 바람직하고, 5~40μm가 보다 바람직하다.
〔배향막〕
광학 필름에 있어서, 광학 이방성층은, 배향막의 표면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 광학 필름이 상술한 임의의 지지체를 갖는 경우, 배향막은, 지지체와 광학 이방성층의 사이에 끼워져 있어도 된다. 또, 상술한 지지체가 배향막을 겸하는 양태여도 된다.
배향막은, 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물을 수평 배향시키는 기능을 갖는 막이면, 어떠한 막이어도 된다.
배향막은, 폴리머를 주성분으로 하는 경우가 많다. 배향막용 폴리머 재료로서는, 다수의 문헌에 기재가 있으며, 다수의 시판품을 입수할 수 있다.
배향막용 폴리머 재료로서는, 폴리바이닐알코올, 폴리이미드, 또는 그들의 어느 하나의 유도체가 바람직하고, 변성 또는 미변성의 폴리바이닐알코올이 보다 바람직하다.
광학 필름이 가져도 되는 배향막으로서는, 예를 들면, 국제 공개공보 제01/088574호의 43페이지 24행~49페이지 8행에 기재된 배향막; 일본 특허공보 제3907735호의 단락 [0071]~[0095]에 기재된 변성 폴리바이닐알코올로 이루어지는 배향막; 및, 일본 공개특허공보 2012-155308호에 기재된 액정 배향제에 의하여 형성되는 액정 배향막 등을 들 수 있다.
배향막의 형성 시에 배향막 표면에 물체가 접촉하지 않고, 면 형상 악화를 방지하는 것이 가능해지기 때문에, 배향막으로서 광배향막을 이용하는 것이 바람직하다.
광배향막으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 국제 공개공보 제2005/096041호의 단락 [0024]~[0043]에 기재된 폴리아마이드 화합물 및 폴리이미드 화합물 등의 폴리머 재료에 의하여 형성되는 배향막; 일본 공개특허공보 2012-155308호에 기재된 광배향성기를 갖는 액정 배향제에 의하여 형성되는 액정 배향막; 및, Rolic Technologies사제의 상품명 LPP-JP265CP 등을 이용할 수 있다.
배향막의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 지지체에 존재할 수 있는 표면 요철을 완화하여 균일한 막두께의 광학 이방성층을 형성하는 관점에서, 0.01~10μm가 바람직하고, 0.01~1μm가 보다 바람직하며, 0.01~0.5μm가 더 바람직하다.
〔자외선 흡수제〕
광학 필름은, 외광(특히 자외선)의 영향을 고려하여, 자외선(UV) 흡수제를 포함하는 것이 바람직하다.
자외선 흡수제는, 광학 이방성층에 포함되어 있어도 되고, 광학 필름을 구성하는 광학 이방성층 이외의 부재에 포함되어 있어도 된다. 광학 이방성층 이외의 부재로서는, 예를 들면, 지지체를 적합하게 들 수 있다.
자외선 흡수제로서는, 자외선 흡수성을 발현할 수 있는 종래 공지의 것을 모두 사용할 수 있다. 이와 같은 자외선 흡수제 중, 자외선 흡수성이 높고, 화상 표시 장치에서 이용되는 자외선 흡수능(자외선 차단능)을 얻는 관점에서, 벤조트라이아졸계 또는 하이드록시페닐트라이아진계의 자외선 흡수제가 바람직하다.
또, 자외선의 흡수폭을 넓게 하기 위하여, 최대 흡수 파장이 상이한 자외선 흡수제를 2종 이상 병용하는 것도 바람직하다.
자외선 흡수제로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2012-018395호의 [0258]~[0259]단락에 기재된 화합물, 및, 일본 공개특허공보 2007-072163호의 [0055]~[0105]단락에 기재된 화합물 등을 들 수 있다.
또, 시판품으로서, Tinuvin400, Tinuvin405, Tinuvin460, Tinuvin477, Tinuvin479, 및, Tinuvin1577(모두 BASF사제) 등을 이용할 수 있다.
[편광판]
편광판은, 상술한 광학 필름과, 편광자를 갖는다.
편광판은, 상술한 광학 이방성층이 λ/4판(포지티브 A 플레이트)인 경우, 원편광판으로서 이용할 수 있다.
편광판을 원편광판으로서 이용하는 경우는, 상술한 광학 이방성층을 λ/4판(포지티브 A 플레이트)으로 하며, λ/4판의 지상축과 후술하는 편광자의 흡수축이 이루는 각이 30~60°인 것이 바람직하고, 40~50°인 것이 보다 바람직하며, 42~48°인 것이 더 바람직하고, 45°인 것이 특히 바람직하다.
여기에서, λ/4판의 "지상축"은, λ/4판의 면내에 있어서 굴절률이 최대가 되는 방향을 의미하고, 편광자의 "흡수축"은, 흡광도가 가장 높은 방향을 의미한다.
또, 편광판은, IPS 방식 또는 FFS 방식의 액정 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 이용할 수도 있다.
편광판을 IPS 방식 또는 FFS 방식의 액정 표시 장치의 광학 보상 필름으로서 이용하는 경우는, 상술한 광학 이방성층을, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트의 적층체 중 적어도 일방의 플레이트로 하며, 포지티브 A 플레이트층의 지상축과, 후술하는 편광자의 흡수축이 이루는 각을 직교 또는 평행하게 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 포지티브 A 플레이트층의 지상축과, 후술하는 편광자의 흡수축이 이루는 각이 0~5° 또는 85~95°인 것이 보다 바람직하다.
후술하는 액정 표시 장치에, 상기의 편광판을 이용하는 경우에는, 광학 이방성층의 지상축과, 후술하는 편광자의 흡수축이 이루는 각이, 평행 또는 직교인 것이 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서 "평행"이란, 엄밀하게 평행인 것을 요구하는 것은 아니고, 일방과 타방이 이루는 각도가 10° 미만인 것을 의미하는 것으로 한다. 또, 본 명세서에 있어서 "직교"란, 엄밀하게 직교하고 있는 것을 요구하는 것은 아니고, 일방과 타방이 이루는 각도가 80° 초과 100° 미만인 것을 의미하는 것으로 한다.
〔편광자〕
편광판이 갖는 편광자는, 광을 특정 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 부재이면 특별히 제한되지 않으며, 종래 공지의 흡수형 편광자 및 반사형 편광자를 이용할 수 있다.
흡수형 편광자로서는, 아이오딘계 편광자, 이색성 염료를 이용한 염료계 편광자, 및 폴리엔계 편광자 등이 이용된다. 아이오딘계 편광자 및 염료계 편광자에는, 도포형 편광자와 연신형 편광자가 있고, 모두 적용할 수 있지만, 폴리바이닐알코올에 아이오딘 또는 이색성 염료를 흡착시켜, 연신하여 제작되는 편광자가 바람직하다.
또, 기재 상에 폴리바이닐알코올층을 형성한 적층 필름의 상태에서 연신 및 염색을 실시함으로써 편광자를 얻는 방법으로서, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제5143918호, 일본 특허공보 제4691205호, 일본 특허공보 제4751481호, 및 일본 특허공보 제4751486호를 들 수 있으며, 이들 편광자에 관한 공지의 기술도 바람직하게 이용할 수 있다.
도포형 편광자로서는, 국제 공개공보 제2018/124198호, 국제 공개공보 제2018/186503호, 국제 공개공보 제2019/132020호, 국제 공개공보 제2019/132018호, 국제 공개공보 제2019/189345호, 일본 공개특허공보 2019-197168호, 일본 공개특허공보 2019-194685호, 및 일본 공개특허공보 2019-139222호를 들 수 있으며, 이들 편광자에 관한 공지의 기술도 바람직하게 이용할 수 있다.
반사형 편광자로서는, 복굴절이 상이한 박막을 적층한 편광자, 와이어 그리드형 편광자, 및, 선택 반사역을 갖는 콜레스테릭 액정과 1/4 파장판을 조합한 편광자 등이 이용된다.
이들 중, 밀착성이 보다 우수한 점에서, 폴리바이닐알코올계 수지(-CH2-CHOH-를 반복 단위로서 포함하는 폴리머. 특히, 폴리바이닐알코올 및 에틸렌-바이닐알코올 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나)를 포함하는 편광자가 바람직하다.
또, 내크랙성을 부여할 수 있는 관점에서, 편광자는 대향하는 단변을 따라 편광 해소부가 형성되어 있어도 된다. 편광 해소부로서는, 일본 공개특허공보 2014-240970호를 들 수 있다.
또, 편광자는, 장척 방향 및/또는 폭방향으로 소정의 간격으로 배치된 비편광부를 갖고 있어도 된다. 비편광부는, 부분적으로 탈색된 탈색부이다. 비편광부의 배치 패턴은, 목적에 따라 적절히 설정될 수 있다. 예를 들면, 비편광부는, 편광자를 소정 사이즈의 화상 표시 장치에 장착하기 위하여 소정 사이즈에 재단(절단, 펀칭 등)했을 때에, 화상 표시 장치의 카메라부에 대응하는 위치에 배치된다. 비편광부의 배치 패턴으로서는, 일본 공개특허공보 2016-027392호를 들 수 있다.
편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 3~60μm가 바람직하고, 3~30μm가 보다 바람직하며, 3~10μm가 더 바람직하다.
〔점착제층〕
편광판에 있어서, 광학 필름에 있어서의 광학 이방성층과, 편광자의 사이에, 점착제층이 배치되어 있어도 된다.
경화물과 편광자의 적층을 위하여 이용되는 점착제층을 형성하는 재료로서는, 예를 들면, 동적 점탄성 측정 장치로 측정한 저장 탄성률 G'와 손실 탄성률 G"의 비(tanδ=G"/G')가 0.001~1.5인 물질로 형성된 부재를 들 수 있고, 이른바, 점착제, 및 크리프하기 쉬운 물질이 포함된다. 점착제로서는, 예를 들면, 폴리바이닐알코올계 점착제를 들 수 있지만, 이것에 제한되지 않는다.
〔접착제층〕
편광판은, 광학 필름에 있어서의 광학 이방성층과 편광자의 사이에, 점착제층이 배치되어 있어도 된다.
경화물과 편광자의 적층을 위하여 이용되는 접착제층으로서는, 활성 에너지선의 조사 또는 가열에 의하여 경화되는 경화성 접착제 조성물이 바람직하다.
경화성 접착제 조성물로서는, 양이온 중합성 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물, 및, 라디칼 중합성 화합물을 함유하는 경화성 접착제 조성물 등을 들 수 있다.
접착제층의 두께는, 0.01~20μm가 바람직하고, 0.01~10μm가 보다 바람직하며, 0.05~5μm가 더 바람직하다. 접착제층의 두께가 이 범위에 있으면, 적층되는 보호층 또는 광학 이방성층과 편광자의 사이에 들뜸 또는 박리가 발생하지 않아, 실용상 문제가 없는 접착력이 얻어진다. 또, 기포의 발생을 억제할 수 있는 관점에서 접착제층의 두께는 0.4μm 이상이 바람직하다.
또, 내구성의 관점에서 접착제층의 벌크 흡수율을 10질량% 이하로 조정해도 되고, 2질량% 이하가 바람직하다. 벌크 흡수율은, JIS K 7209에 기재된 흡수율 시험 방법에 준하여 측정된다.
접착제층으로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2016-035579호의 [0062]~[0080]단락을 참조할 수 있고, 이들 내용은 본원 명세서에 원용된다.
〔이(易)접착층〕
편광판은, 광학 필름에 있어서의 광학 이방성층과 편광자의 사이에, 이접착층이 배치되어 있어도 된다. 광학 이방성층과 편광자의 밀착성이 우수하고, 또한, 편광자로의 크랙의 발생을 억제하는 관점에서, 이접착층의 85℃에서의 저장 탄성률이 1.0×106Pa~1.0×107Pa인 것이 바람직하다. 이접착층의 구성 재료로서는, 폴리올레핀계 성분 및 폴리바이닐알코올계 성분을 들 수 있다. 이접착층의 두께는, 500nm~1μm가 바람직하다.
이접착층으로서는, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2018-036345호의 [0048]~[0053]단락을 참조할 수 있고, 이들 내용은 본원 명세서에 원용된다.
[화상 표시 장치]
화상 표시 장치는, 상기의 광학 필름 또는 상기의 편광판을 갖는, 화상 표시 장치이다.
화상 표시 장치에 이용되는 표시 소자는 특별히 제한되지 않으며, 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 패널이 바람직하고, 액정 셀이 보다 바람직하다.
즉, 화상 표시 장치로서는, 표시 소자로서 액정 셀을 이용한 액정 표시 장치, 또는, 표시 소자로서 유기 EL 표시 패널을 이용한 유기 EL 표시 장치가 바람직하고, 액정 표시 장치가 보다 바람직하다.
〔액정 표시 장치〕
화상 표시 장치의 일례인 액정 표시 장치는, 상술한 편광판과, 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치이다.
또한, 액정 셀의 양측에 마련되는 편광판 중, 프런트 측의 편광판으로서 상술한 편광판을 이용하는 것이 바람직하고, 프런트 측 및 리어 측의 편광판으로서 상술한 편광판을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
이하에, 액정 표시 장치를 구성하는 액정 셀에 대하여 상세하게 설명한다.
<액정 셀>
액정 표시 장치에 이용되는 액정 셀은, VA(Vertical Alignment) 모드, OCB(Optically Compensated Bend) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, FFS(Fringe-Field-Switching) 모드, 또는 TN(Twisted Nematic) 모드인 것이 바람직하지만, 이들에 제한되지 않는다.
TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향하고, 또한 60~120°로 비틀림 배향하고 있다. TN 모드의 액정 셀은, 컬러 TFT 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(豫稿集)) 28(1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직 배향시키고, 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, VA 모드의 액정 셀은, 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 액정 분자가 기판에 대하여 실질적으로 평행하게 배향되어 있고, 기판면에 평행한 전계가 인가됨으로써 액정 분자가 평면적으로 응답한다. IPS 모드는 전계 무인가 상태에서 흑색 표시가 되고, 상하 한 쌍의 편광판의 흡수축은 직교하고 있다. 광학 보상 시트를 이용하여, 경사 방향에서의 흑색 표시 시의 누출광을 저감시켜, 시야각을 개량하는 방법이, 일본 공개특허공보 평10-054982호, 일본 공개특허공보 평11-202323호, 일본 공개특허공보 평9-292522호, 일본 공개특허공보 평11-133408호, 일본 공개특허공보 평11-305217호, 및 일본 공개특허공보 평10-307291호 등에 개시되어 있다.
〔유기 EL 표시 장치〕
화상 표시 장치의 일례인 유기 EL 표시 장치로서는, 예를 들면, 시인 측으로부터, 편광자와, 상술한 광학 이방성층으로 이루어지는 λ/4판(포지티브 A 플레이트)과, 유기 EL 표시 패널을 이 순서로 갖는 양태를 들 수 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
이하에 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 안된다.
[실시예 1]
〔보호 필름 1의 제작〕
<코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1의 조제>
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하여, 교반하고, 각 성분을 용해하여, 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1을 조제했다.
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코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1
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·아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 100질량부
·하기 폴리에스터 12질량부
·하기 내구성 개량제 4질량부
·메틸렌 클로라이드(제1 용제) 430질량부
·메탄올(제2 용제) 64질량부
――――――――――――――――――――――――――――――――
·폴리에스터(수평균 분자량 800)
[화학식 18]
Figure pct00018
·내구성 개량제
[화학식 19]
Figure pct00019
<외층 셀룰로스아실레이트 도프 1의 조제>
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1의 90질량부에, 하기의 매트제 분산액 1을 10질량부 더하여, 외층 셀룰로스아실레이트 도프 1을 조제했다.
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매트제 분산액 1
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·평균 입자 사이즈 20nm의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 에어로질(주)제) 2질량부
·메틸렌 클로라이드(제1 용제) 76질량부
·메탄올(제2 용제) 11질량부
·코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1 1질량부
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<보호 필름 1의 제작>
상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1 및 상기 외층 셀룰로스아실레이트 도프 1을, 평균 구멍 직경 34μm의 여과지 및 평균 구멍 직경 10μm의 소결 금속 필터를 이용하여 여과했다. 그 후, 밴드 유연기를 이용하여, 상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1 및 그 양측의 외층 셀룰로스아실레이트 도프 1을, 유연구로부터 3층 동시에 20℃의 드럼 상에 유연했다.
이어서, 드럼 상의 필름의 용제 함유율이 약 20질량%인 상태에서, 드럼 상으로부터 필름을 박리했다. 얻어진 필름의 폭방향의 양단(兩端)을 텐터 클립으로 고정하고, 필름의 용제 함유율이 3~15질량%인 상태에서, 필름을 폭방향으로 1.1배로 연신하면서, 건조했다.
그 후, 얻어진 필름을 열처리 장치의 롤 사이에서 반송시킴으로써 더 건조하여, 막두께 40μm의 셀룰로스아실레이트 필름 1을 제작하여, 보호 필름 1로 했다. 보호 필름 1의 위상차를 측정한 결과, Re=1nm, Rth=-5nm였다.
〔광학 이방성층 1의 제작〕
<광배향막용 조성물 1의 조제>
아세트산 뷰틸 및 메틸에틸케톤을 각각 80질량부 및 20질량부 포함하는 혼합액에 대하여, 하기 공중합체 C3을 8.4질량부와, 하기 열산발생제 D1을 0.3질량부를 첨가하여, 광배향막용 조성물 1을 조제했다.
·공중합체 C3(중량 평균 분자량: 40,000)
[화학식 20]
Figure pct00020
·열산발생제 D1
[화학식 21]
Figure pct00021
<광배향막 1의 형성>
제작한 보호 필름 1의 편측의 표면에, 먼저 조제한 광배향막용 조성물 1을 바 코터를 이용하여 도포했다. 그 후, 80℃의 핫플레이트 상에서 5분간 건조하여 용제를 제거하고, 두께 0.2μm의 광이성화 조성물층을 형성했다. 얻어진 광이성화 조성물층에 대하여 편광 자외선을 조사(10mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)함으로써, 두께 0.2μm의 광배향막 1을 형성했다.
<광학 이방성층 1의 제작>
하기의 조성물 1(중합성 액정 조성물)을, 바 코터를 이용하여 광배향막 1의 표면에 도포했다. 광배향막 1의 표면에 형성된 도막을 온풍으로 네마틱상을 나타내는 온도까지 가열한 후, 스멕틱상을 나타내는 온도까지 냉각하여, 배향을 안정화시켰다. 그 후, 질소 분위기하에서, 고압 수은등을 이용하여 자외선(파장 365nm, 조사량 500mJ/cm2)을 도막에 조사함으로써, 중합성 액정 화합물의 배향을 고정화하여, 두께 2μm의 광학 이방성층 1을 제작했다.
얻어진 광학 이방성층 1을 보호 필름 1로부터 박리하여, 광학 이방성층 1의 위상차를 측정한 결과, 면내 리타데이션 Re1(550)은 130nm이며, Re1(450)/Re1(550)은 1.05였다.
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(조성물 1)
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·하기 중합성 액정 화합물 L-1 100.00질량부
·하기 단관능 화합물 M-1 15.00질량부
·하기 중합 개시제 PI-1 0.50질량부
·하기 레벨링제 T-1 0.20질량부
·사이클로펜탄온 235.00질량부
―――――――――――――――――――――――――――――――――
·중합성 액정 화합물 L-1
[화학식 22]
Figure pct00022
·단관능 화합물 M-1
[화학식 23]
Figure pct00023
·중합 개시제 PI-1
[화학식 24]
Figure pct00024
·레벨링제 T-1(하기 식 중의 "32.5" 및 "67.5"는, 레벨링제 T-1 중의 전체 반복 단위에 대한, 각 반복 단위의 함유량(질량%)을 나타낸다.)
[화학식 25]
Figure pct00025
〔평가〕
<X선 회절 측정>
광배향막 1의 표면에 형성한 광학 이방성층 1에 대하여, 하기의 장치를 이용하여, 하기의 조건으로 X선 회절 측정을 행하고, 스멕틱상의 질서성(주기 구조)에서 유래하는 회절광이 관측되는지를 확인하여, 하기 기준으로 평가했다.
그 결과, 광학 이방성층 1에서는, 2θ=2.09°에 주기 구조를 나타내는 피크가 관찰되어, 스멕틱상의 질서성에서 유래하는 회절광을 확인할 수 있었다.
(장치 및 조건)
X선 회절 장치 ATXG(형식명, 박막 구조 평가용, 리가쿠사제), Cu선원(50kV·300mA), 0.45솔러 슬릿
(평가 기준)
A: 스멕틱상의 주기 구조에서 유래하는 회절 피크가 관측된다
B: 스멕틱상의 주기 구조에서 유래하는 회절 피크가 관측되지 않는다
<콘트라스트>
콘트라스트의 측정은, 테이블 상에, 아래부터 순서대로 직하형 LED 백라이트 광원, 하측 편광판, 제작한 광학 이방성층 1, 상측 편광판을 각면(各面)이 평행이 되도록 설치한 적층체로 행했다. 이때, 광학 이방성층 1과 상측 편광판은 회전 가능하게 했다.
광원으로부터 출사하고, 하측 편광판, 광학 이방성층 1, 및 상측 편광판을 이 순서로 투과한 광의 휘도를, 각 편광판 및 광학 이방성층 1의 주면에 대한 수직 방향으로부터, 휘도계(BM-5A(TOPCON제))를 이용하여 측정했다.
휘도의 측정은, 다음과 같이 행했다. 먼저 광학 이방성층 1이 없는 상태에서 상측 편광판을 회전시켜 가장 휘도가 어두워지는 위치에 맞추었다(크로스 니콜의 상태). 광학 이방성층 1을 삽입하여, 크로스 니콜의 상태하에서, 광학 이방성층 1을 회전시켜 최소가 되는 휘도를 측정했다. 다음으로, 상측 편광판을 회전시켜 상측 편광판과 하측 편광판을 평행 니콜의 배치로 한 후, 평행 니콜의 상태하에서, 광학 이방성층 1을 회전시켜, 최대가 되는 휘도를 측정했다.
상측 편광판 및 하측 편광판에 기인하는 휘도 누출의 기여를 제거하기 위하여, 하기 식에 의하여 구해지는 값을, 광학 이방성층 1의 콘트라스트라고 정의하여, 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
콘트라스트=1/〔{(광학 이방성층 1 설치 시의 크로스 니콜하에 있어서의 최소 휘도)/(광학 이방성층 1 설치 시의 평행 니콜하에 있어서의 최대 휘도)}-{(광학 이방성층 1이 없는 상태에서의 크로스 니콜하에 있어서의 최소 휘도)/(광학 이방성층 1이 없는 상태에서의 평행 니콜하에 있어서의 최대 휘도)}〕
(평가 기준)
A: 상기 콘트라스트가 200,000 이상
B: 상기 콘트라스트가 100,000 이상, 200,000 미만
C: 상기 콘트라스트가 100,000 미만
<결함>
제작한 광학 이방성층 1에 대하여, 편광 현미경으로의 관찰, 및, 크로스 니콜의 상태에 배치한 2매의 편광판의 사이에 광학 이방성층 1을 삽입하여 이루어지는 적층체의 육안으로의 관찰을 각각 행하고, 이하의 기준으로 광학 이방성층 1의 결함을 평가했다.
(평가 기준)
A: 편광 현미경으로의 관찰에서, 액정 디렉터의 흐트러짐을 거의 확인할 수 없다
B: 편광 현미경으로의 관찰에서는 액정 디렉터의 흐트러짐을 약간 확인할 수 있지만, 육안 관찰에서는 배향 흐트러짐에 기인하는 결함은 확인할 수 없다
C: 편광 현미경으로의 관찰에서는 액정 디렉터의 흐트러짐을 약간 확인할 수 있지만, 육안 관찰에서는 배향 흐트러짐에 기인하는 결함은 확인할 수 없다
D: 육안 관찰로 배향 흐트러짐에 기인하는 결함을 확인할 수 있고, 허용할 수 없다
[실시예 2~12]
조성물 1에 포함되는 중합성 액정 화합물 L-1 및/또는 단관능 화합물 M-1 대신에, 후술하는 표 1에 나타내는 중합성 액정 화합물 및 단관능 화합물의 조합을 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 방법에 따라, 광학 이방성층 2~12를 제작하여, 각 평가를 행했다.
또한, 실시예 2~12에서 형성된 광학 이방성층 2~12에 대하여, 실시예 1과 동일하게 위상차를 측정한 결과, 광학 이방성층 2~12는 모두 포지티브 A 플레이트이며, 면내 리타데이션 Re1(550)은 110~150nm이며, Re1(450)/Re1(550)은 1.02~1.12인 것이 확인되었다.
[비교예 1~7]
동일하게, 조성물 1에 포함되는 중합성 액정 화합물 L-1 및/또는 단관능 화합물 M-1 대신에, 후술하는 표 1에 나타내는 중합성 액정 화합물 및 단관능 화합물의 조합을 사용한 것 이외에는, 실시예 1의 방법에 따라, 비교예 1~7의 광학 이방성층 13~19를 제작하여, 각 평가를 행했다.
[비교예 8]
광학 이방성층 1의 제작에 있어서, 조성물 1을 도포하여 형성된 도막이 네마틱상을 나타내는 온도로 배향을 안정화시킨 후, 자외선 조사에 의하여 배향을 고정화시킨 것 이외에는, 실시예 1의 방법에 따라, 비교예 8의 광학 이방성층 20을 제작하여, 각 평가를 행했다.
각 실시예 및 각 비교예에 있어서 사용한 중합성 액정 화합물 L-2~L-6, 및, 단관능 화합물 M-1~M-14를, 이하에 나타낸다.
·중합성 액정 화합물 L-2
[화학식 26]
Figure pct00026
·중합성 액정 화합물 L-3
[화학식 27]
Figure pct00027
·중합성 액정 화합물 L-4
[화학식 28]
Figure pct00028
·중합성 액정 화합물 L-5
[화학식 29]
Figure pct00029
·중합성 액정 화합물 L-6
[화학식 30]
Figure pct00030
·단관능 화합물 M-2
[화학식 31]
Figure pct00031
·단관능 화합물 M-3
[화학식 32]
Figure pct00032
·단관능 화합물 M-4
[화학식 33]
Figure pct00033
·단관능 화합물 M-5
[화학식 34]
Figure pct00034
·단관능 화합물 M-6
[화학식 35]
Figure pct00035
·단관능 화합물 M-7
[화학식 36]
Figure pct00036
·단관능 화합물 M-8
[화학식 37]
Figure pct00037
·단관능 화합물 M-9
[화학식 38]
Figure pct00038
·단관능 화합물 M-10
[화학식 39]
Figure pct00039
·단관능 화합물 M-11
[화학식 40]
Figure pct00040
·단관능 화합물 M-12
[화학식 41]
Figure pct00041
·단관능 화합물 M-13
[화학식 42]
Figure pct00042
·단관능 화합물 M-14
[화학식 43]
Figure pct00043
[평가 결과]
하기 표 1에, 실시예 1~12 및 비교예 1~8에 있어서 광학 이방성층의 형성에 사용한 중합성 액정 조성물의 조성과, 형성된 광학 이방성층의 X선 회절 측정, 콘트라스트 및 결함의 각 평가 결과를 나타낸다.
표 1 중, "비율 a2/a1"란은, 각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 중합성 액정 화합물의 원자수 a1에 대한 단관능 화합물의 원자수 a2의 비율을 나타낸다.
또, 각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 중합성 액정 화합물이 갖는 환 B1의 개수 b1 및 단관능 화합물이 갖는 환 B2 및 방향환 Ar의 개수의 합계 b2가 상기 식 (2)의 관계를 충족시키는 경우, 표 1의 "식 (2)"란에 있어서 "A"라고 기재하고, 상기 식 (2)의 관계를 충족시키지 않는 경우, 동일 란에 있어서 "B"라고 기재한다.
[표 1]
Figure pct00044
상기 표 1에 나타내는 결과로부터, 단관능 화합물을 포함하지 않는 중합성 액정 조성물을 이용하여 광학 이방성층을 형성한 경우, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다(비교예 1).
또, 중합성 액정 화합물이 갖는 환 B1의 개수 b1과 단관능 화합물이 갖는 환 B2의 개수 b2의 비율이, 상기 식 (2)의 관계를 충족시키지 않는 경우, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다(비교예 2 및 6).
또, 중합성 액정 화합물의 원자수 a1 및 단관능 화합물의 원자수 a2가, 상기 식 (1)의 관계를 충족시키지 않는 경우, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다(비교예 3, 6 및 7).
또, 단관능 화합물이, 말단에 치환기를 가져도 되는 방향환을 갖지 않는 경우에는, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다(비교예 4 및 5).
또, 광학 이방성층이, X선 회절 측정에 있어서 주기 구조에서 유래하는 회절 피크를 나타내지 않는 경우, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 뒤떨어지는 것을 알 수 있었다(비교예 8).
이에 대하여, 중합성 액정 조성물이, 특정 중합성기 및 방향환기를 갖는 단관능 화합물을 포함하고, 또한, 중합성 액정 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물 및 단관능 화합물이 상기 식 (1) 및 상기 식 (2)를 모두 충족시키는 경우, 그 중합성 액정 조성물을 이용하여 광학 이방성층을 형성함으로써, 얻어지는 화상 표시 장치의 콘트라스트가 양호해지는 것을 알 수 있었다(실시예 1~12).
특히, 단관능 화합물에 있어서 중합성기 P3으로부터 순서대로 나열되어 있는 환 B2 및 환 Ar로 이루어지는 환의 배열이, 중합성 액정 화합물에 있어서 중합성기 P1 또는 P2로부터 순서대로 나열되어 있는 환 B1의 배열과 동일한 경우, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 보다 우수함과 함께, 광학 이방성층의 결함의 억제 효과가 양호해지는 것이 확인되었다(실시예 1~3 및 5와, 실시예 6 및 7의 비교).
또, 중합성 액정 화합물이 환 B1을 5개 갖는 경우, 중합성 액정 화합물이 환 B1을 3개 갖는 경우와 비교하여, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 보다 우수함과 함께, 광학 이방성층의 결함의 억제 효과가 양호해지는 것이 확인되었다(실시예 1~3 및 5와, 실시예 10의 비교).
또한, 단관능 화합물이 환 B2를 2개 갖는 경우, 단관능 화합물이 환 B2를 1개 갖는 경우와 비교하여, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 보다 우수함과 함께, 광학 이방성층의 결함의 억제 효과가 양호해지는 것이 확인되었다(실시예 1~3 및 5와, 실시예 10의 비교).
또, 식 (I)로 나타나는 중합성 액정 화합물에 있어서, Ar3으로 나타나는 방향환의 π전자수가 10 이상인 경우, Ar3으로 나타나는 방향환의 π전자수가 6인 경우와 비교하여, 화상 표시 장치의 콘트라스트가 보다 우수함과 함께, 광학 이방성층의 결함의 억제 효과가 양호해지는 것이 확인되었다(실시예 1~3 및 5와, 실시예 8 및 10의 비교).
또, 식 (I)로 나타나는 중합성 액정 화합물에 있어서, Ar3으로 나타나는 방향환이 상기 식 (III)으로 나타나는 방향환인 경우, Ar3으로 나타나는 방향환이 상기 식 (III)으로 나타나는 방향환이 아닌 경우와 비교하여, 광학 이방성층의 결함의 억제 효과가 양호해지는 것이 확인되었다(실시예 1~3 및 5와, 실시예 11의 비교).
또, 중합성 액정 화합물의 원자수 a1에 대한 단관능 화합물의 원자수 a2의 비율 a2/a1이 0.53 미만인 경우, 그 비율 a2/a1이 0.53 이상인 경우와 비교하여, 광학 이방성층의 결함의 억제 효과가 양호해지는 것이 확인되었다(실시예 1~3 및 5와, 실시예 4의 비교).
또, 단관능 화합물에 있어서의 부분 W2의 구조가, 중합성 액정 화합물에 있어서의 부분 W1의 구조와 동일한 경우, 단관능 화합물에 있어서의 부분 W2의 구조가 중합성 액정 화합물에 있어서의 부분 W1의 구조와 상이한 경우와 비교하여, 광학 이방성층의 결함의 억제 효과가 양호해지는 것이 확인되었다(실시예 9와 실시예 12의 비교).
10 광학 필름
12 광학 이방성층
14 배향막
16 지지체

Claims (22)

  1. 순파장 분산성을 갖는 중합성 액정 화합물과, 단관능 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물을 경화시켜, 상기 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 고정화하여 이루어지는 광학 이방성층으로서,
    상기 중합성 액정 화합물은, 상기 중합성 액정 화합물의 일방의 말단 및 타방의 말단을 각각 구성하는 중합성기 P1 및 P2와, 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 상기 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 존재하는 3개 이상의 환 B1을 갖고,
    상기 단관능 화합물은, 상기 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성기 P3과, 치환기를 가져도 되는 방향환 Ar과, 치환기를 가져도 되는 방향환 및 치환기를 가져도 되는 지환으로 이루어지는 군으로부터 선택되며, 상기 중합성기 P3 및 상기 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 존재하는 1개 이상의 환 B2를 갖고,
    상기 단관능 화합물에서는, 상기 중합성기 P3이 상기 단관능 화합물의 일방의 말단을 구성하며, 상기 방향환 Ar 또는 상기 방향환 Ar이 가져도 되는 상기 치환기가, 상기 단관능 화합물의 타방의 말단을 구성하고,
    상기 중합성 액정 화합물의 원자수 a1 및 상기 단관능 화합물의 원자수 a2가, 하기 식 (1)의 관계를 충족시키며,
    상기 중합성 액정 화합물이 갖는 상기 환 B1의 개수 b1, 및, 상기 단관능 화합물이 갖는 상기 방향환 Ar 및 상기 환 B2의 개수의 합계 b2가, 하기 식 (2)의 관계를 충족시키고,
    상기 광학 이방성층이, X선 회절 측정에 있어서 주기 구조에서 유래하는 회절 피크를 나타내는, 광학 이방성층.
    식 (1): 0.2<a2/a1<0.55
    식 (2): b2=b1×0.5 또는 b2=(b1+1)×0.5
    상기 중합성 액정 화합물의 원자수 a1은, 상기 중합성 액정 화합물의 일방의 말단과 타방의 말단을 최단 거리로 연결한 결합 상의 원자의 개수를 나타내고, 수소 원자는 포함되지 않는 것으로 한다.
    상기 단관능 화합물의 원자수 a2는, 상기 단관능 화합물의 일방의 말단과 타방의 말단을 최단 거리로 연결한 결합 상의 원자의 개수를 나타내고, 수소 원자는 포함되지 않는 것으로 한다.
    여기에서, 화합물의 일방의 말단 및 타방의 말단이란, 각각, 화합물의 결합 상의 원자를 최단 거리로 연결했을 때에 최대의 원자수가 산출될 때의 산출의 기점 및 종점이 되는 원자를 의미한다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단관능 화합물에 있어서 상기 중합성기 P3으로부터 순서대로 나열되어 있는 상기 환 B2 및 상기 방향환 Ar로 이루어지는 환의 배열이, 상기 중합성 액정 화합물에 있어서 상기 중합성기 P1 또는 P2로부터 나열되어 있는 상기 환 B1의 배열과 동일한, 광학 이방성층.
    단, 환의 배열에 대하여, 대비하는 대상이 모두 방향환이면, 환 구조 또는 치환기가 상이한 경우이더라도, 동일한 배열을 구성하고 있다고 간주하고, 대비하는 대상이 모두 지환이면, 환 구조 또는 치환기가 상이한 경우이더라도, 동일한 배열을 구성하고 있다고 간주한다. 또, 환의 배열에는, 2개의 환의 사이의 연결 부분의 구조는 포함되지 않는 것으로 한다.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 단관능 화합물의 상기 중합성기 P3과 상기 방향환 Ar을 연결하는 결합 상에 있어서 상기 중합성기 P3에 가장 가까운 상기 환 B2로부터 상기 방향환 Ar에 가장 가까운 기까지의 부분 W2의 구조가, 상기 중합성 액정 화합물의 상기 중합성기 P1 및 P2를 연결하는 결합 상에 있어서 상기 중합성기 P1 또는 P2에 가장 가까운 상기 환 B1로부터의 부분 W1의 구조와 동일한, 광학 이방성층.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물이, 상기 환 B1을 5개 갖는, 광학 이방성층.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단관능 화합물이, 상기 환 B2를 2개 갖는, 광학 이방성층.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물이, 하기 식 (I)로 나타나는 화합물인, 광학 이방성층.
    P1-Sp1-(X1-Ar1)n1-(X2-Cy1)m1-X3-Ar3-X4-(Cy2-X5)m2-(Ar2-X6)n2-Sp2-P2…(I)
    여기에서, 상기 식 (I) 중,
    P1 및 P2는, 각각 독립적으로, 중합성기를 나타낸다.
    Sp1 및 Sp2는, 각각 독립적으로, 단결합, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-로 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
    n1, m1, m2 및 n2는, 0 내지 4의 정수를 나타내고, n1, m1, m2 및 n2의 합계가 4이다.
    X1, X2, X3, X4, X5 및 X6은, 각각 독립적으로, 단결합, 또는, -CO-, -O-, -S-, -C(=S)-, -CR1R2-, -CR3=CR4-, -NR5-, 혹은, 이들 중 2개 이상의 조합으로 이루어지는 2가의 연결기를 나타내고, R1~R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는, 탄소수 1~12의 알킬기를 나타낸다. 단, n1이 2~4의 정수인 경우, 복수의 X1은 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, m1이 2~4의 정수인 경우, 복수의 X2는 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, m2가 2~4의 정수인 경우, 복수의 X5는 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, n2가 2~4의 정수인 경우, 복수의 X6은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
    Ar1, Ar2 및 Ar3은, 각각 독립적으로, 치환기를 가져도 되는 방향환을 나타낸다. 단, n1이 2~4의 정수인 경우, 복수의 Ar1은 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, n2가 2~4의 정수인 경우, 복수의 Ar2는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
    Cy1 및 Cy2는, 각각 독립적으로, 치환기를 가져도 되는 지환을 나타낸다. 단, m1이 2~4의 정수인 경우, 복수의 Cy1은 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, m2가 2~4의 정수인 경우, 복수의 Cy2는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 식 (I) 중의 Ar3으로 나타나는 방향환의 π전자수가 10 이상인, 광학 이방성층.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 식 (I) 중의 Ar3이, 하기 식 (III)으로 나타나는 기인, 광학 이방성층.
    [화학식 1]
    Figure pct00045

    상기 식 (III) 중, Q2, Q3, Q5, Q6, Q7 및 Q8은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. *는, 결합 위치를 나타낸다.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식 (I) 중, n1, m1, m2 및 n2가 모두 1인, 광학 이방성층.
  10. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식 (I) 중, n1 및 n2가 모두 0이며, 또한, m1 및 m2가 모두 2인, 광학 이방성층.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단관능 화합물이, 하기 식 (II)로 나타나는 화합물인, 광학 이방성층.
    P3-Sp3-(X7-Ar4)n3-(X8-Cy3)m3-(X9-Ar5)n4-X10-Ar6…(II)
    여기에서, 상기 식 (II) 중,
    P3은, 상기 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성기를 나타낸다.
    Sp3은, 단결합, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는, 탄소수 1~14의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-로 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
    n3, n4 및 m3은, 0 내지 2의 정수를 나타내고, n3, n4 및 m3의 합계가 2이다.
    X7, X8, X9 및 X10은, 각각 독립적으로, 단결합, 또는, -CO-, -O-, -S-, -C(=S)-, -CR1R2-, -CR3=CR4-, -NR5-, 혹은, 이들 중 2개 이상의 조합으로 이루어지는 2가의 연결기를 나타내고, R1~R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자, 또는, 탄소수 1~12의 알킬기를 나타낸다. 단, n3이 2인 경우, 복수의 X7은 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, m3이 2인 경우, 복수의 X8은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
    Ar4, Ar5 및 Ar6은, 각각 독립적으로, 치환기를 가져도 되는 방향환을 나타낸다. 단, n3 및 n4가 2인 경우, 복수의 Ar4 및 Ar5는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
    Cy3은, 치환기를 가져도 되는 지환을 나타낸다. 단, m3이 2인 경우, 복수의 Cy3은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물이, 적어도 하나의 1,4-사이클로헥실렌기를 갖는, 광학 이방성층.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단관능 화합물이, 적어도 하나의 1,4-사이클로헥실렌기를 갖는, 광학 이방성층.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물의 원자수 a1 및 상기 단관능 화합물의 원자수 a2가, 하기 식 (1a)의 관계를 충족시키는, 광학 이방성층.
    식 (1a): 0.35<a2/a1<0.53
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합성 액정 화합물이, 상기 광학 이방성층의 주면에 대하여 수평 배향한 상태로 고정화되어 있는, 광학 이방성층.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    포지티브 A 플레이트인, 광학 이방성층.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 기재된 광학 이방성층을 갖는, 광학 필름.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 광학 이방성층이, 광배향막의 표면에 형성되어 있는, 광학 필름.
  19. 청구항 17 또는 청구항 18에 기재된 광학 필름과, 편광자를 갖는, 편광판.
  20. 청구항 17 또는 청구항 18에 기재된 광학 필름, 또는, 청구항 18에 기재된 편광판을 갖는, 화상 표시 장치.
  21. 청구항 20에 있어서,
    액정 표시 장치인, 화상 표시 장치.
  22. 청구항 20에 있어서,
    유기 EL 표시 장치인, 화상 표시 장치.
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