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KR101291392B1 - 디옥세탄 화합물, 양이온 중합성 조성물, 광학필름 및 액정표시장치 - Google Patents

디옥세탄 화합물, 양이온 중합성 조성물, 광학필름 및 액정표시장치 Download PDF

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KR101291392B1
KR101291392B1 KR1020087023192A KR20087023192A KR101291392B1 KR 101291392 B1 KR101291392 B1 KR 101291392B1 KR 1020087023192 A KR1020087023192 A KR 1020087023192A KR 20087023192 A KR20087023192 A KR 20087023192A KR 101291392 B1 KR101291392 B1 KR 101291392B1
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다케시 가타오카
히토시 마자키
히로후미 아이조노
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제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
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Abstract

액정성 화합물 및 비액정성 화합물과의 상용성이 우수한 양이온 중합성 옥세탄 기를 보유하는 신규 디옥세탄 화합물을 제공함과 동시에, 이 디옥세탄 화합물과 양이온 중합성 화합물과의 조성물을 액정 배향시킨 후, 중합을 수행하여 액정 배향을 고정화함으로써, 액정 배향 유지능, 기계적 강도가 우수한 광학필름 및 이것이 배치된 액정표시장치를 제공한다.
디옥세탄, 양이온 중합성, 광학필름, 액정표시장치

Description

디옥세탄 화합물, 양이온 중합성 조성물, 광학필름 및 액정 표시장치{DIOXETANE COMPOUND, CATIONICALLY POLYMERIZABLE COMPOSITION, OPTICAL FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY UNIT}
본 발명은 신규한 디옥세탄 화합물, 이 디옥세탄 화합물을 함유하는 양이온 중합성 조성물, 이 중합성 조성물로부터 수득되는 광학 필름 및 이 광학 필름을 배치한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정화합물을 광학재료에 적용하기 위한 연구개발이 활발하게 진행되고 있고, 이미 실용화되어 있는 것도 다수가 있다. 액정화합물을 광학재료로서 이용하는 경우, 그 배향 구조를 고정화하고, 실제 사용 조건하에서 유지되는 것이 필수 조건이다. 액정 배향 구조를 유지시키는 방법으로는, 중합성의 액정 화합물을 이용하는 방법, 고분자 액정 화합물을 이용하는 방법, 가교성 반응기를 보유하는 고분자 액정 화합물을 이용하는 방법, 가교성 반응기를 보유하는 고분자 액정화합물과 중합성 액정화합물을 이용하는 방법 등이 제안되어 있다.
가교성 반응기를 보유하는 고분자 액정 화합물을 이용하는 방법으로는, 2개 이상의 벤젠환 또는 유사 환으로 이루어진 메소겐 부와 탄화수소 쇄로 이루어진 스페이서 부분 및 양 말단 또는 한쪽 말단에 (메트)아크릴레이트 기 등의 라디칼 중 합성의 반응성 기를 보유하는 중합성 액정 화합물이 예시되어 있다(특허문헌 1). 이 방법에서는, 이들 중합성 액정화합물을 가열 융해하거나 용액으로서 도포 후 필요에 따라 건조하여, 배향 기판 상에 액정층을 형성시키고, 가열 등의 수단을 이용하여 액정을 배향시킨 상태에서 광조사에 의해 중합을 실시하여, 그 액정 배향을 고정화하고 있다. 그러나, 이 방법은 공기 중의 산소에 의한 중합저해작용을 억제시키지 않으면 안되어, 불활성 가스 분위기 하에서 광조사를 실시하는 등의 번잡한 조작이나 이에 수반되는 장치의 개량 등을 필요로 한다. 또한, (메트)아크릴레이트 기는 광이나 열에 의해 쉽게 중합되기 때문에 합성 시에 세심한 주의가 필요하다.
또한, (메트)아크릴레이트 기 대신에 양이온 중합성 기를 이용하는 액정성 화합물도 공지되어 있지만, 둘 모두 메소겐 기로부터 봤을 때 좌우 대칭 구조이고 액정성을 보유하는 것을 특징으로 한다(특허문헌 2 및 3).
고분자 액정화합물을 이용하는 방법으로는, 배향 유지능이 우수한 액정성 폴리에스테르가 제안되고 있다(특허문헌 4). 그러나 모바일 기구가 보급됨에 따라, 이러한 액정성 폴리에스테르로 이루어진 광학 필름에 대해서, 더욱 엄중한 사용환경에서의 배향 유지능, 뿐만 아니라 더 우수한 기계적 강도가 요구되고 있다.
중합성 반응기를 보유하는 고분자 액정 화합물을 이용하는 방법으로는, 고분자 주쇄에 중합성 반응기를 도입시키는 방법, 측쇄에 중합성 반응기를 보유하는 단량체 단위를 도입시키는 방법이 제안되고 있지만, 이 중 어떤 방법이더라도 액정성을 저하시키기 때문에 기계적 강도를 충분히 높일 수 있을 때까지 다량의 중합성 반응기를 도입시키는 데에는 한계가 있어서, 다른 방법이 요구되고 있다(특허문헌 5).
가교성 반응기를 보유하는 고분자 액정화합물과 중합성 액정화합물을 혼합하는 방법으로는, 옥세탄 기를 보유하는 측쇄형 고분자 액정화합물과 액정성 디옥세탄 화합물을 포함하는 조성물이 제안되어 있다(특허문헌 6). 이 조성물로는, 액정성 디옥세탄 화합물의 양을 증가시킴으로써 기계적 강도를 높일 수 있지만, 액정상을 유지한 상태에서 급속히 중합을 수행하기 위해서는 광 및/또는 열에 의해 양이온을 발생할 수 있는 화합물을 첨가할 필요가 있다. 하지만, 상기 액정성 디옥세탄 화합물은, 액정성 화합물과의 상용성은 높지만, 양이온을 발생할 수 있는 상기 화합물과 같은 비액정성 화합물을 첨가하면 쉽게 상분리가 일어나는 등, 비액정성 화합물과의 상용성이 충분하다고 말하기 어렵다.
특허문헌 1: 특개평 11-080081호 공보
특허문헌 2: 미국특허 제5773178호 명세서
특허문헌 3: 특표 2004-510785호 공보
특허문헌 4: 특개평 11-158258호 공보
특허문헌 5: 특개평 9-3454호 공보
특허문헌 6: 특개 2004-315736호 공보
[발명의 개시]
본 발명은 상기의 모든 과제, 즉 불활성 가스 분위기 하에 수행하거나, 또는 공기와의 접촉을 방지하는 등의 번잡한 공정을 필요로 함이 없이, (메트)아크릴레이트 기 또는 에폭시 기와 같이 합성이 곤란한 작용기를 함유하지 않고, 수득되는 화합물이 액정성의 유무에 상관없이 다른 화합물과의 상용성이 우수한 화합물을 제공하고, 이와 함께 그 화합물을 함유하는 양이온 중합성 조성물 및 광학필름 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 합성이 용이하고 다양한 화합물과의 상용성이 우수한 양이온 중합성 화합물에 대해 검토한 결과, 중합성 기로서 양이온 중합성의 옥세탄 기를 보유하는 디옥세탄 화합물을 발견하고, 이 화합물과 양이온 중합성 화합물과의 조성물이 상 분리를 일으키는 일 없이 균일하게 액정 배향한 후에, 중합을 용이하게 수행하여 배향을 고정화함으로써 필름화할 수 있고, 액정 배향 고정화 후의 배향 유지능, 기계적 강도가 우수한 신규 광학 필름을 개발하게 되었다.
즉, 본 발명의 제1 양태는 하기 화학식 (1)로 표시되는 디옥세탄 화합물에 관한 것이다:
화학식 (1)
Figure 112008066768151-pct00001
(상기 식 (1)에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 기 또는 에틸 기를 나타내고, L1은 -(CH2)n-(n은 1 내지 12의 정수)을 나타내고, X1은 단일 결합, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O-를 나타내며, Y는 단일 결합 또는 -CO-를 나타내고, M1은 하기 화학식(2) 또는 (3)으로 표시되는 것이며, 식 (2) 및 (3) 중의 P1 및 P3은 각 각 개별적으로 화학식 (4) 중에서 선택되는 기를 나타내고, P2는 화학식 (5) 중에서 선택되는 기를 나타내며, L2 및 L3은 각각 개별적으로, 단일 결합, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O-를 나타낸다)
화학식 (2)
-P1-L2-P2-L3-P3-
화학식 (3)
-P1-L2-P3-
화학식 (4)
Figure 112008066768151-pct00002
화학식 (5)
Figure 112008066768151-pct00003
본 발명의 제2 양태는, 상기 화학식 (1)에서, L1이 -(CH2)2-, -(CH2)4-, 또는 -(CH2)6-이고, Y가 단일결합인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제1 양태에 기재된 디옥세탄 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 제3 양태는, 상기 화학식 (1)로 표시되는 디옥세탄 화합물과 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물(화학식 (1)로 표시되는 화합물 제외)을 포함하는 양이온 중합성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제4 양태는, 상기 화학식 (1)로 표시되는 디옥세탄 화합물을 적어도 5질량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제3 양태에 기재된 양이온 중합성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제5 양태는, 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물이 액정성을 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제3 양태에 기재된 양이온 중합성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제6 양태는, 액정성을 나타내는 화합물이, 올리고머 또는 고분자 화합물인 것을 특징으로 하는 본 발명의 제5 양태에 기재된 양이온 중합성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제7 양태는, 광 양이온 발생제 및/또는 열 양이온 발생제를 함유하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 제3 양태에 기재된 양이온 중합성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 제8 양태는, 본 발명의 제3 내지 제7 양태 중 어느 한 양태에 기재된 양이온 중합성 조성물을 중합시켜 수득되는 광학필름에 관한 것이다.
본 발명의 제9 양태는, 본 발명의 제8 양태에 기재된 광학필름을 배치한 액정표시장치에 관한 것이다.
[발명의 효과]
본 발명의 디옥세탄 화합물은 신규 화합물이고, 이 화합물과 양이온 중합성 화합물과의 조성물은 상분리를 일으키는 일 없이 균일하게 액정 배향하고, 용이하게 중합을 수행하고 배향을 고정화하여 필름화할 수 있어, 액정 배향 고정화 후의 배향 유지능, 기계적 강도가 우수한 광학필름이 수득된다.
[발명을 실시하기 위한 최상의 형태]
이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명의 디옥세탄 화합물은 하기 화학식 (1)로 표시되는 화합물이고, M1 기로부터 보이는 좌우 옥세탄 기를 결합하고 있는 연결기가 상이한(비대칭) 것이 큰 특징을 나타낸다. 이러한 구조로 인해, 화학식 (1)로 표시되는 화합물은 메소겐 기 M1을 보유하는 것에 상관없이 액정성을 나타내지 않는다:
화학식 (1)
Figure 112008066768151-pct00004
(상기 식 (1)에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 기 또는 에틸 기를 나타내고, L1은 -(CH2)n-(n은 1 내지 12의 정수)을 나타내고, X1은 단일 결합, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O-를 나타내며, Y는 단일 결합 또는 -CO-를 나타내고, M1은 하기 화학식(2) 또는 (3)으로 표시되는 것이며, 식 (2) 및 (3) 중의 P1 및 P3은 각각 개별적으로 화학식 (4) 중에서 선택되는 기를 나타내고, P2는 화학식 (5) 중에서 선택되는 기를 나타내며, L2 및 L3은 각각 개별적으로, 단일 결합, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O-를 나타낸다)
화학식 (2)
-P1-L2-P2-L3-P3-
화학식 (3)
-P1-L2-P3-
화학식 (4)
Figure 112008066768151-pct00005
화학식 (5)
Figure 112008066768151-pct00006
화학식 (1)로 표시되는 화합물은, L1, X1, Y 및 M1의 조합으로부터 다수의 화합물이 예시되지만, 바람직하게는 L1이 -(CH2)2-, -(CH2)4- 또는 -(CH2)6- 이고, Y가 단일결합인 화합물이며, 구체적으로는 하기 화합물을 예로 들 수 있다.
Figure 112008066768151-pct00007
화학식 (1)로 표시되는 본 발명의 디옥세탄 화합물은, 유기 화학에서 통상적인 합성방법에 따라 합성할 수 있고, 합성방법은 특별히 한정되지 않는다.
합성 시, 옥세탄 기가 양이온 중합성을 보유하기 때문에 강한 산성 조건하에서는 중합이나 개환 등의 부반응을 일으키는 것을 고려하여, 반응조건을 선택할 필요가 있다. 또한, 옥세탄 기는 유사한 양이온 중합성 작용기인 옥시란 기 등과 비교하여 부반응을 일으킬 가능성이 낮다. 또한, 유사한 알콜, 페놀, 카르복시산 등의 각종 화합물을 연속해서 반응시키는 일도 있어, 적당한 보호기의 활용을 고려하여도 좋다. 합성된 미정제 옥세탄 유도체는, 재결정, 컬럼크로마토그래피 등의 방법으로 정제해도 좋다. 특히 결정성이 어느 정도 높은 것에 대해서는 재결정이 유효한 수단이고, 상온에서 재결정이 불가능한 화합물에 대해서도 -20℃ 등의 저온으로 냉각함으로써 재결정이 가능해지기도 한다.
더욱 구체적인 합성방법으로는, 예컨대 하이드록시 안식향산을 출발 화합물로 하고, 예컨대 윌리엄슨(Williamson) 에테르 합성법 등에 의해 옥세탄 기를 결합시키고, 이어서 수득된 화합물과 본 발명에 적당한 디올과를, 산 클로라이드법 또 는 카르보디이미드에 의한 축합법 등을 이용하여 결합시키는 방법, 반대로 먼저 하이드록시 안식향산의 수산기를 적당한 보호기로 보호하고, 본 발명에 적당한 디올과 축합 후 보호기를 이탈시키고, 적당한 옥세탄 화합물, 예컨대 할로알킬옥세탄 등과 수산기를 반응시키는 방법 등이 있다.
옥세탄 화합물과 수산기와의 반응은, 이용되는 화합물의 형태 또는 반응성에 따라 적당한 반응 조건을 선정하면 좋지만, 통상 반응온도는 -20℃ 내지 180℃, 바람직하게는 10℃ 내지 150℃가 선택되고, 반응시간은 10분 내지 48시간, 바람직하게는 30분 내지 24시간이다. 이들 범위 외에서는 반응이 충분히 진행되지 않거나, 부반응이 발생하거나 하여 바람직하지 않다. 또한, 양자의 혼합 비율은, 수산기 1당량당 옥세탄 화합물 0.8 내지 1.2당량이 바람직하다.
반응은, 무용매에서도 가능하지만, 통상적으로 적당한 용매 하에서 수행한다. 사용되는 용매는 목적으로 하는 반응을 방해하지 않으면 특별히 제한되지 않고, 예컨대 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 디부틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 에테르류, 아세트산에틸, 안식향산 에틸 등의 에스테르류 또는 이들의 혼합물이 있다.
본 발명은 또한 상기 디옥세탄 화합물과 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물(본 발명의 디옥세탄 화합물은 제외)을 포함하는 양이온 중합성 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 양이온 중합성 조성물은, 본 발명의 디옥세탄 화합물과, 이 디옥세탄 화합물을 제외한 다른 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물을 포함하고, 바람직하게는 본 발명의 디옥세탄 화합물을 적어도 5질량% 내지 60질량%, 더욱 바람직하게는 10질량% 내지 50질량%를 함유하는 양이온 중합성 조성물이다. 디옥세탄 화합물의 함유량이 5질량% 미만인 경우에는 조성물 중에서 차지하는 중합성 기의 농도가 낮아져 중합 후의 기계적 강도 등이 반드시 충분하지 않고, 또 60질량%를 초과하면 조성물의 상 분리가 쉽게 일어나 바람직하지 않다.
본 발명의 디옥세탄 화합물에 배합되는 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물로는, 하기 화학식 (6)으로 표시되는 것과 같은 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물(단, 본 발명의 디옥세탄 화합물은 제외)로, 본 발명의 디옥세탄 화합물과 혼화되는 것이면 특별히 제한되지 않고, 각종 저분자 화합물, 필름 형성능을 보유하는 각종 고분자 화합물, 액정성을 나타내는 각종 저분자 액정성 화합물 또는 고분자 액정성 화합물 등을 예로 들 수 있다. 또한, 본 발명의 목적을 훼손하지 않는 범위 내에서 양이온 중합성 기를 갖지 않는 화합물 또는 각종 염료, 안료 또는 첨가제를 배합할 수도 있다. 이들 중에서도 액정성을 나타내는 화합물이 바람직하고, 조성물 전체적으로 액정성을 나타내는 것이 후술하는 광학필름의 제조에 특히 바람직하다.
화학식 (6)
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양이온 중합성 기를 보유하는 액정성을 나타내는 화합물은 다양하지만, 액정성을 나타내는 올리고머 또는 고분자 액정성 화합물이 바람직하고, 고분자 액정성 화합물로서 주쇄형이나 측쇄형 중 어떠한 것도 사용할 수 있다. 주쇄형 고분자 액정성 화합물로서, 폴리에스테르, 폴리에스테르아미드, 폴리카르보네이트 등이 있고, 측쇄형 고분자 액정성 화합물로서, 폴리아크릴레이트, 폴리실록산, 폴리말로네이트 등이 있다.
주쇄형 액정성 폴리에스테르의 합성방법으로는, 통상의 폴리에스테르 합성 시에 이용되는 방법을 채용할 수 있어, 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 카르복시산 단위를 산 클로라이드 또는 설폰산 무수물 등으로 활성화하고, 이것을 염기의 존재 하에서 페놀 단위와 반응시키는 방법(산 클로라이드법), 카르복시산 단위와 페놀 단위를 DCC(디사이클로헥실카르보디이미드) 등의 축합제를 이용하여 직접 축합시키는 방법, 페놀 단위를 아세틸화하고, 이것과 카르복시산 단위를 용융 조건 하에서 탈아세트산중합하는 방법 등을 이용할 수 있다. 단, 용융 조건 하에서 탈아세트산 중합을 이용하는 경우에는, 양이온 중합성 기를 보유하는 모노머 단위 가 반응조건 하에서 중합 또는 분해 반응을 일으킬 우려가 있기 때문에, 반응조건을 엄밀히 제어할 필요가 있는 경우가 많고, 경우에 따라 적당한 보호기를 이용하거나, 또는 일단 다른 작용기를 보유하는 화합물을 반응시키고나서, 이후에 양이온 중합성 기를 도입시키는 등의 방법을 채용하는 것이 바람직한 경우도 있다. 또한, 중합반응에 의해 수득된 미정제 주쇄형 액정성 폴리에스테르를, 재결정, 재침전 등의 방법으로 정제하여도 좋다.
측쇄형 고분자 액정성 화합물도 다양한 방법으로 합성할 수 있고, 예컨대 폴리(메트)아크릴레이트의 경우에는 편말단에 양이온 중합성 기를 보유하는 액정성을 나타내는 (메트)아크릴 화합물을 이용하여 라디칼 중합 또는 음이온 중합에 의해 (메트)아크릴기 만을 중합시켜, 양이온 중합성 기를 가진 측쇄형 고분자 액정성 화합물을 수득할 수 있다.
라디칼 중합의 예로서는, (메트)아크릴 화합물을 디메틸포름아미드(DMF) 등의 용매에 용해하고, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 또는 과산화벤조일(BPO) 등을 개시제로 하여, 60 내지 110℃에서 수시간 반응시키는 방법이 있다. 또한, 액정상을 안정하게 출현시키기 위해, 브롬화구리(I)/2,2'-비피리딜계 또는 2,2,6,6-테트라메틸피페리디닐옥시 유리 라디칼(TEMPO)계 등을 개시제로 한 리빙라디칼 중합을 수행하여, 분자량 분포를 제어하는 방법도 유효하다. 이들 라디칼 중합은 엄밀히 탈산소 조건하에서 수행할 필요가 있다.
음이온 중합의 예로는, (메트)아크릴 화합물을 테트라하이드로푸란(THF) 등의 용매에 용해하고, 유기 리튬 화합물, 유기 나트륨 화합물, 그리나드(Grignard) 시약 등의 강염기를 개시제로 하여 반응시키는 방법이 있다. 또한, 이 중합은 개시제 또는 반응온도를 최적화함으로써 리빙음이온 중합으로 전환하여, 분자량 분포를 제어할 수도 있다. 이러한 음이온 중합은 엄밀히 탈수 및 탈산소 조건 하에서 수행할 필요가 있다.
또한, 필요에 따라 다른 공중합 가능한 화합물을 공중합할 수도 있다. 공중합하는 화합물은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 합성되는 고분자 화합물이 액정성을 나타내게 하는 화합물을 이용하고 액정성을 높이기 위해 메소겐 기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물이 바람직하다.
또한, 양이온 중합성 기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물의 합성법도 특별히 제한되는 것은 없고, 통상의 유기화학합성법에서 이용되는 방법을 적용함으로써 합성할 수 있다.
예를 들면, 윌리엄슨 에테르 합성법, 축합제를 이용한 에스테르 합성법 등의 수단으로 양이온 중합성 기를 보유하는 부위와 (메트)아크릴 기를 보유하는 부위를 결합시킴으로써, 양이온 중합성 기와 (메트)아크릴 기라는 전혀 상이한 반응성을 나타내는 2개의 작용기를 가진 양이온 중합성 기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물을 용이하게 합성할 수 있다.
본 발명의 양이온 중합성 조성물은 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물을 포함하기 때문에, 그 중합(경화)에는 양이온 발생제의 첨가가 바람직하다.
양이온 발생제에는 적당한 광에 의해 양이온을 발생할 수 있는 광 양이온 발생제 및 열에 의해 양이온을 발생할 수 있는 열 양이온 발생제(이하, 양자를 합해 서 양이온 발생제라 한다)가 있고, 본 발명의 양이온 중합성 조성물에는 양자를 각각 개별적으로 이용해도 좋고, 양자를 병용해도 좋다. 또한, 필요에 따라 각종 증감제를 병용해도 좋다.
보다 상세하게 설명하면, 본 발명에서 말하는 "광 양이온 발생제"는 적당한 파장의 광을 조사하므로써 양이온을 발생시킬 수 있는 화합물을 의미하고, 유기 설포늄염계, 요오도늄염계, 포스포늄염계 화합물 등을 예시할 수 있다. 이들 화합물의 반대 이온으로는, 안티모네이트, 포스페이트, 보레이트 등이 바람직하게 이용된다. 구체적인 화합물로는, Ar3S+SbF6 -, Ar3P+BF4 -, Ar2I+PF6 -(단, Ar은 페닐기 또는 치환 페닐기를 나타낸다) 등을 예로 들 수 있다. 또한, 설폰산 에스테르류, 트리아진류, 디아조메탄류, β-케토설폰, 이미노설포네이트, 벤조인설포네이트 등도 이용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 말하는 열 양이온 발생제란, 적당한 온도로 가열되면 양이온을 발생하는 화합물로서, 예를 들면 벤질설포늄염류, 벤질암모늄염류, 벤질피리디늄염류, 벤질포스포늄염류, 하이드라지늄염류, 탄산에스테르류, 설폰산에스테르류, 아민이미드류, 오염화 안티몬-염화 아세틸 착체, 디아릴요오도늄염-디벤질옥시 구리, 할로겐화붕소-3차아민 부가물 등이 있다.
또는, 루이스산 등의 양이온 발생 화합물을 미리 첨가한 양이온 중합성 조성물을 조제하고, 도포, 건조 등의 처리 후, 양이온을 발생시켜 중합시킬 수 있다. 양이온 중합성 조성물이 액정성을 나타내는 경우에는, 액정 배향 형성 후, 또는 액 정 배향 형성과 동시에 양이온 중합성 기를 중합시키는 방법을 채용할 수 있지만, 액정 배향 공정과 중합 공정을 분리하는 편이, 충분한 액정 배향과 중합도를 공존시킬 수 있는 경우가 많고, 실제로 열이나 광 등에 의해 양이온의 발생을 유인하는 양이온 발생제를 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
열 양이온 발생제를 이용하는 경우에는, 열 양이온 발생제의 활성화 온도(통상 이용되는 지표로서, 50% 해리온도)보다도 낮은 온도에서 상기 중합성 액정성 조성물의 배향을 위해 열처리를 수행하고, 이어서 본 공정에 있어서 활성화 온도 이상으로 가열하므로써, 이용한 열 양이온 발생제를 해리시키고, 발생한 양이온으로 양이온 중합성 기를 반응시킬 수 있다. 이 방법의 장점으로는, 열처리 설비만으로 액정 배향과 중합 반응을 수행할 수 있는 점을 예로 들 수 있다. 하지만, 반면, 열(온도의 상이)만에 의해 배향과 중합 공정을 분리하고 있기 때문에, 배향 시에 약간 중합반응이 진행되거나, 또는 중합공정에서 충분히 반응이 진행되지 않는 경우가 있는 등의 단점도 있다.
광 양이온 발생제를 이용한 경우, 액정 배향을 위해 열 처리를 암조건(광 양이온 발생제가 해리되지 않는 정도의 광차단 조건)에서 수행하면, 양이온 중합성 조성물은 배향 단계에서 중합 또는 분해를 일으킬 일이 없고, 충분한 유동성을 갖고 배향시킬 수 있다. 그 후, 적당한 파장 광을 발생하는 광원 유래의 광을 조사함으로써 양이온을 발생시켜, 양이온 중합성 조성물을 중합(경화)시키면 좋다.
이들 양이온 발생제의 양이온 중합성 조성물 내의 첨가량은 이용되는 양이온 중합성 조성물을 구성하는 화합물, 각종 첨가제, 옥세탄 기 당량 등에 따라 상이하 기 때문에 확실하게 말할 수는 없지만, 양이온 중합성 조성물에 대한 질량비로서 통상 100ppm 내지 30%, 바람직하게는 1000ppm 내지 25%, 더욱 바람직하게는 0.2% 내지 20%, 가장 바람직하게는 0.5% 내지 15%의 범위이다. 100ppm보다도 적은 경우에는 발생하는 양이온의 양이 충분하지 않아 중합이 진행되지 않을 우려가 있고, 또한 30%보다도 많은 경우에는 양이온 발생제의 해리 후에 잔존물 등이 많이 남기 쉬워 착색되고, 내광성을 악화시키는 등의 우려가 있기 때문에 어떠한 경우도 바람직하지 않다.
상기 양이온 발생제 중에서, 광으로 양이온을 발생시킬 수 있는 광 양이온 발생제는 상기 양이온 중합성 조성물이 액정성이 있는 경우, 액정상을 발현하는 임의의 온도에서 양이온을 발생시켜 중합(경화)를 수행할 수 있기 때문에 특히 바람직하다.
이와 같이 하여 본 발명의 양이온 중합성 조성물을 필름 상으로 하여 중합(경화)함으로써, 광학필름을 제조할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 양이온 중합성 조성물을 이용한 광학필름의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다. 광학필름의 제조방법으로서는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 하기 방법에 제시되는 각 공정을 따르는 것이 바람직하다.
본 발명의 양이온 중합성 조성물로부터 제조되는 광학필름은, 기판 위에 형성된 그대로의 형태(기판/(배향막)/광학필름), 기판과 상이한 투명 기판 필름 등에 광학필름을 전사시킨 형태(투명기판 필름/광학필름), 또는 광학필름에 자기 지지성이 있는 경우에는 광학필름 단층 형태(필름) 중 어느 형태여도 좋다.
본 발명에서 이용할 수 있는 기판으로는, 양이온 중합성 조성물이 액정성을 나타내는 경우도 고려하여, 액정 배향 기판이 될 수 있는 것이 바람직하고, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르에테르 케톤, 폴리에테르 설폰, 폴리설폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아릴레이트, 트리아세틸 셀룰로스, 에폭시 수지, 페놀 수지, 사이클로올레핀폴리머 등의 필름 및 이들 필름의 일축 연신 필름 등을 예로 들 수 있다. 이들 필름은 제조방법에 따라서는 개량된 배향능을 발현시키기 위한 처리를 행하지 않아도 본 발명의 양이온 중합성 조성물에 충분한 능력을 나타내는 것도 있지만, 능력이 불충분한 경우 등에는, 필요에 따라 이들 필름을 적당한 가열하에 연신시키고, 필름면을 레이온 포로 한 방향으로 문지르는, 소위 러빙(rubbing) 처리를 하거나, 필름 위에 폴리이미드, 폴리비닐 알콜, 실란 커플링제 등의 공지의 배향제를 포함하는 배향막을 만든 후 러빙 처리를 하거나, 산화규소 등의 사방증착처리를 하거나, 또는 이들 처리를 적절히 조합하여 배향능을 발현시킨 필름을 이용해도 좋다. 또한, 표면에 규칙적인 미세 홈을 형성시킨 알루미늄, 철 또는 구리 등의 금속판과 각종 유리판 등도 기판으로서 사용할 수 있다.
기판으로서, 광학적으로 등방성이 아니거나, 또는 수득되는 광학 필름이 최종적으로 목적으로 하는 사용 파장 영역에서 불투명한 기판을 사용한 경우에는, 배향 기판 위에 형성된 형태로부터 광학적으로 등방성인 필름 또는 최종적으로 사용되는 파장 영역에서 투명한 기판으로 전사시킨 형태도 사용할 수 있다. 이러한 전 사방법으로는, 예컨대 일본 특개평 4-57017호 공보 또는 특개평 5-333313호 공보에 기재되어 있는 것과 같이 광학필름 층을 점·접착제를 개재시켜, 당초 기판과는 상이한 다른 투명한 기판을 적층시킨 후에, 필요에 따라 점·접착제에 경화처리를 실시하고, 이 적층체로부터 당초 기판을 박리시킴으로써 광학필름만을 전사시키는 방법 등이 있다.
상기 투명한 기판으로는, 예컨대 후지택(후지 포토 필름 가부시키가이샤 제품) 및 코니카택(코니카 가부시키가이샤 제품) 등의 트리아세틸 셀룰로스 필름; TPX 필름(미츠이 가가쿠 가부시키가이샤 제품), 아톤 필름(JSR 가부시키가이샤 제품), 제오넥스 필름(니폰 제온 가부시키가이샤 제품) 및 아크리프렌 필름(미츠비시 레이온 가부시키가이샤 제품) 등이 있고, 필요에 따라서는 투명한 기판으로써 편광판, 또는 폴리카보네이트, 사이클로올레핀 폴리머, 폴리에스테르 등을 연신시켜 수득할 수 있는 위상차 필름을 사용할 수도 있다. 또는, 석영판이나 유리판을 사용할 수도 있다. 또, 상기 편광판은 보호층의 유무에 관계없이 사용할 수도 있다.
전사에 사용되는 점·접착제는 광학 등급의 것이면 특별한 제한은 없고, 예컨대 아크릴계, 에폭시수지계, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체계, 고무계, 우레탄계 및 이들의 혼합물계 또는 열경화형 및/또는 광경화형 또는 전자선 경화형 등의 각종 반응성인 것을 사용할 수 있다.
상기 반응성인 것의 반응(경화) 조건은, 점·접착제를 구성하는 성분, 점도 나 반응 온도 등의 조건에 따라 변화하기 때문에, 각각 적절한 조건을 선택하여 행하면 된다. 예를 들어, 광경화형인 경우에는 후술하는 광 양이온 발생제의 경우와 같이, 유사한 광원을 사용하고 유사한 조사량이어도 좋고, 전자선 경화형인 경우의 가속전압은 통상 10 kV 내지 200 kV, 바람직하게는 25 kV 내지 100 kV이다.
광학 필름은, 양이온 중합성 조성물을 용융 상태에서 배향 기판 상에 도포하는 방법이나, 양이온 중합성 조성물의 용액을 기판 상에 도포하는 방법 등에 의해 제조할 수 있다. 배향 기판 상에 도포된 도막은 건조, 필요에 따라 열처리 및/또는 연신 등의 조작 후, 광조사 및/또는 가열처리(중합)를 거쳐 광학 필름이 된다.
양이온 중합성 조성물의 용액 제조에 이용되는 용매와 관련하여, 본 발명의 양이온 중합성 조성물을 구성하는 각 성분 등을 용해하고, 적당한 조건에서 증발할 수 있는 용매이면 특별한 제한은 없고, 일반적으로 아세톤, 메틸에틸 케톤, 이소포론, 사이클로헥사논 등의 케톤류; 부톡시에틸 알콜, 헥실옥시에틸 알콜, 메톡시-2-프로판올 등의 에테르 알콜류; 에틸렌 글리콜 디메틸에테르 및 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 등의 글리콜 에테르류; 아세트산에틸, 메톡시프로필 아세테이트, 에틸 락테이트, γ-부티로락톤 등의 에스테르류; 페놀 및 클로로페놀 등의 페놀류; N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸아세트아마이드 및 N-메틸피롤리돈 등의 아마이드류; 클로로포름, 테트라클로로에탄 및 디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; 및 이의 혼합계가 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 기판 상에 균일한 도막을 형성하기 위해서 계면활성제, 소포제 또는 평준화제 등을 용액에 첨가해도 좋다. 또한, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위 내에서 착색 목적으로 염료나 안료 등을 첨가할 수도 있다.
도포방법에 대해서는, 도막의 균일성이 확보되는 방법이면 특별한 한정 없이 공지의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 로울 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 커튼 코팅법, 스핀 코팅법 등을 사용할 수 있다. 도포 후에, 가열기 또는 온풍 취입 등의 방법에 의한 용매 제거(건조) 공정을 실시해도 좋다.
도포막 두께는, 이용되는 양이온 중합성 조성물의 물성(굴절률 이방성, 조성 등) 또는 수득되는 광학필름의 용도 등에 따라 조정되기 때문에 확실하게 결정할 수는 없지만, 건조 후의 막 두께로서 0.1 내지 20㎛, 바람직하게는 0.3 내지 10㎛이다. 양이온 중합성 조성물이 굴절률 이방성을 보유하는 경우에는, 리타데이션 값(굴절률 이방성 값 × 막 두께)이 20 내지 1000nm, 바람직하게는 50 내지 800nm가 되도록 한다. 이 범위 외에서는 목적으로 하는 효과의 발현이 곤란해져 바람직하지 않다.
도막에 광조사 및/또는 가열처리로 중합(경화)을 수행하기 전에, 필요하면 열처리 등을 수행해도 좋다. 이 열처리는, 양이온 중합성 조성물이 액정성을 나타내는 경우에 포함되는 것이 바람직하고, 사용된 양이온 중합성 조성물의 액정상 발현 온도 범위로 가열함으로써, 상기 조성물은 본래 보유하는 자기배향능으로 액정을 배향시킨다. 열처리 조건으로는, 이용되는 양이온 중합성 조성물의 액정상 거동 온도(전이온도)에 따라 최적 조건이나 한계 값이 상이해지므로, 특정하여 말할 수는 없지만, 통상 10 내지 250℃, 바람직하게는 20 내지 200℃ 범위이다. 지나친 저온에서는 액정 배향이 충분히 진행되지 않을 우려가 있고, 또 고온에서는 옥세탄 기를 포함하는 양이온 중합성 기 또는 기판에 악영향을 줄 우려가 있다. 또한, 열처리 시간은 통상 3초 내지 30분, 바람직하게는 10초 내지 10분 범위이다. 3초보다 도 짧은 열처리시간으로는 액정 배향이 충분하게 완성되지 않을 우려가 있고, 또한 30분을 초과하는 열처리시간으로는 생산성이 극단적으로 악화되기 때문에 어느 경우든지 바람직하지 않다. 상기 양이온 중합성 조성물의 열처리 등에 의해 액정 배향이 완성된 후, 그 상태대로 기판 상의 조성물을 중합반응에 의해 경화시킨다. 본 발명에 있어서의 중합·경화 공정은 도포된 막을 중합·경화반응에 따라 액정 배향 상태를 고정화하여, 보다 강고한 막으로 변성시키는 것을 목적으로 하고 있다.
광 양이온 발생제를 이용하는 경우, 양이온을 발생시키기 위해, 적당한 파장 광을 발생하는 광원으로부터 광을 조사한다. 광 조사 방법으로는, 이용하는 광 양이온 발생제의 종류나 양에 따라 조사 파장, 조사 강도, 조사 시간 등의 최적 값이 달라지지만, 광 양이온 발생제의 흡수 파장 영역 부근에 스펙트럼을 보유하는, 금속 할라이드 램프, 고압수은등, 저압수은등, 제논 램프, 아크 램프, 레이저, 싱크로트론 방사 광원 등의 광원 유래의 광을 조사하여, 광 양이온 발생제를 분해시킨다. 단위면적(1평방센티미터) 당 조사량은, 적산 조사량으로서 통상 1 내지 2000mJ, 바람직하게는 10 내지 1000mJ 범위이다. 하지만, 광양이온 발생제의 흡수 영역과 광원 스펙트럼이 현저하게 다른 경우, 또는 양이온 중합성 조성물 자체가 광원 파장의 흡수능이 있는 경우 등일 때는 그 제한이 없다. 이러한 경우에는 적당한 광증감제, 또는 흡수파장이 다른 2종 이상의 광 양이온 발생제를 혼합하여 이용하는 등의 방법을 사용할 수도 있다.
이상과 같은 공정에 의해 제조된 광학 필름은, 충분히 강고한 막이 되어 있다. 구체적으로, 메소겐 부가 경화 반응에 의해 3차원적으로 결합되어, 경화 전보 다 내열성이 향상될 뿐만 아니라 내스크레치성, 내마모성, 내크랙성 등의 기계적 강도도 대폭 향상된다. 본 발명은 열적/기계적 강도의 향상이라는 목적과 동시에, 양이온 중합성 조성물이 액정성을 보유하는 경우에는 액정 배향이라는 엄밀한 배향 제어를 달성할 수 있는 방법을 제공한다는 의미에서 공업적인 의의가 크다.
또한, 본 발명의 양이온 중합성 조성물이 액정성을 보유하는 경우, 필요에 따라 배합하는 화합물을 적당히 선정함으로써, 그 배향 구조를 제어할 수 있어, 네마틱 배향, 트위스티드 네마틱 배향, 콜레스테릭 배향, 네마틱 하이브리드 배향 등을 고정화한 광학 필름을 제조하는 것이 가능하고, 그 배향 구조에 따라 다양한 용도가 있다.
이들 광학 필름 중에서, 예컨대 네마틱 배향, 트위스티드 네마틱 배향을 고정화한 필름은, STN형, TN형, OCB형, HAN형 등의 투과형 또는 반사형 액정표시장치의 보상판으로서 사용할 수 있다. 콜레스테릭 배향을 고정화한 필름은, 휘도 향상용의 편광 반사 필름, 반사형 컬러 필터, 선택반사능에 기인하는 시각에 따른 반사광의 색변화를 이용하는 보안 소자 또는 각종 장식 필름 등으로 이용할 수 있다. 또한, 네마틱 하이브리드 배향을 고정화한 필름은, 정면에서 봤을 때의 리타데이션을 이용하거나, 또는 리타데이션 값의 배향(필름의 기울기)으로 인한 비대칭성을 이용하여 TN형 액정표시장치의 시야각 개선 필름 등으로 이용할 수 있다. 또한, 1/4 파장판 기능을 보유하는 광학 필름은, 편광판과 함께 사용되어 반사형의 액정표시장치 또는 EL 표시장치의 반사방지 필터 등으로 이용할 수 있다.
이하에서는 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되지는 않는다. 또한, 실시예에서 이용된 각 분석 방법은 다음과 같다.
(1) 1H-NMR 및 13C-NMR 측정
화합물을 중수소화 클로로포름 또는 중수소화디메틸설폭사이드에 용해하고, VARIAN 사제 INOVA 400으로 측정했다.
(2) 액정 상 거동의 관찰
액정 상 거동은 메틀러(Mettler) 사 제품인 핫 스테이지 FP82HT 상에서, 시료를 가열하면서 올림푸스 광학(주) 제품인 BH2 편광현미경으로 관찰했다.
또한, 상 전이 온도는 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer) 사 제품인 시차주사열량계 DSC7로 측정하였다.
또, DSC 측정 조건(질소 기류 하)은 다음과 같다.
단계 1: 25℃부터 150℃까지 5℃/min씩 승온시킨다.
단계 2: 150℃부터 25℃까지 5℃/min씩 감온시킨다.
단계 3: 25℃부터 200℃까지 5℃/min씩 승온시킨다.
단계 2 및 3에서 나타나는 피크를 상 전이 온도로 결정했다. DSC 차트의 종축은 상 변화에 수반되는 열량 변화를 나타내고, 위로 돌출된 피크는 흡열을 나타낸다. 또한, 상 거동의 기재 시, C는 결정상을, Ch는 콜레스테릭 상을, Nm은 네마틱상을, Iso는 등방성 액체상을 나타낸다. 또한, 상 거동의 설명에서, 예컨대 C- Iso라는 표기는 C와 Iso 간의 상변화를 나타낸다.
(3) 광학필름의 파라미터 측정
네마틱 배향의 리타데이션 값(△nd) 측정은, 왕자계측기기(주) 제품인 KOBRA-20ADH를 이용하였다. 측정 파장은 특별히 기재한 것 외에는 550nm를 사용했다.
네마틱 하이브리드 배향의 평균 경사 각은, 왕자계측기기(주) 제품인 KOBRA-20ADH를 이용하여 측정한 -50°부터 50°까지 10°씩 증가하는 △nd를 이용하여, 선형으로 경사 각이 변화하는 것으로 가정한 시뮬레이션을 통해 구했다.
트위스티드 네마틱 구조의 꼬임각 및 △nd는, 신테크(주)(SHINTECH, Inc.) 제품인 Optipro를 이용하여 측정하였다.
(4) 막 두께 측정
막 두께는 슬로안 코포레이션(SLOAN Co.) 제품인 SURFACE TEXTURE ANALYSIS SYSTEM Dektak 3030ST를 이용하여 측정했다. 또한, 간섭파 측정(JASCO 코포레이션 제품인 "자외선/가시광선/근적외선 분광광도계 V-570")과 굴절률의 데이터로부터 막두께를 구하는 방법도 병용했다.
(5) GPC 측정
화합물을 테트라하이드로푸란에 용해하고, 도소 코포레이션 제품인 8020 GPC 시스템에, TSK-GEL Super H1000, SuperH2000, SuperH3000, SuperH4000을 직렬로 연결시키고, 용출액으로서 테트라하이드로푸란을 이용하여 측정했다. 분자량의 교정에는 폴리스티렌 표준물질을 사용했다.
(6) IR 측정
IR은 멧슨 사 제품인 "Genesis II FT-IR"을 이용하여 측정했다.
(7) 투과 스펙트럼의 측정
투과 스펙트럼은, JASCO 코포레이션 제품인 "자외선, 가시광선, 근적외선 분광광도계 V-570"을 이용하여 측정했다.
참고예 및 실시예에 기재된 각 반응식 중의 약어는 다음과 같다:
DCC: 1,3-디사이클로헥실카르보디이미드
DMAP: 4-디메틸아미노피리딘
DCM: 디클로로메탄
PPTS: 피리디늄-p-톨루엔 설포네이트
THF: 테트라하이드로푸란
DMF: 디메틸포름아미드
BHT: 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀
TEA: 트리에틸아민
iPr: 이소프로필
<참고예 1(옥세타닐 기를 보유하는 중간체 화합물 1의 합성)>
하기 반응식 1에 따라, 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄(도아고세이 코포레이션, 리미티드 제품인 OXT-101)을 원료로 하여 옥세타닐 기를 보유하는 중간체 화합물 1을 합성했다.
[반응식 1]
Figure 112008066768151-pct00009
옥세타닐기를 보유하는 중간체 화합물 1
<참고예 2(옥세타닐기를 보유하는 중간체 화합물 2의 합성)>
반응식 2에 따라, 옥세타닐기를 보유하는 중간체 화합물 2를 합성했다.
[반응식 2]
Figure 112008066768151-pct00010
옥세타닐 기를 보유하는 중간체 화합물 2
<참고예 3(아크릴 화합물 3의 합성)>
하기 반응식 3에 따라, 아크릴 화합물 3을 합성했다.
[반응식 3]
Figure 112008066768151-pct00011
아크릴 화합물 3
<참고예 4(아크릴 화합물 4의 합성)>
반응식 4에 따라, 아크릴 화합물 4를 합성했다.
[반응식 4]
Figure 112008066768151-pct00012
아크릴 화합물 4
<참고예 5(아크릴 화합물 5의 합성)>
반응식 5에 따라, 아크릴 화합물 5를 합성했다.
[반응식 5]
Figure 112008066768151-pct00013
아크릴 화합물 5
<참고예 6(아크릴 화합물 6의 합성)>
반응식 6에 따라 아크릴 화합물 6을 합성했다.
[반응식 6]
Figure 112008066768151-pct00014
아크릴 화합물 6
<참고예 7(키랄원을 보유하는 아크릴 화합물 7의 합성)>
반응식 7에 따라, 키랄원을 보유하는 아크릴 화합물 7을 합성했다.
[반응식 7]
Figure 112008066768151-pct00015
키랄원을 보유하는 아크릴 화합물 7
<참고예 8(측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 8의 합성)>
아크릴 화합물 3, 2부(몰비)와 아크릴 화합물 5, 8부(몰비)로부터, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴을 개시제, DMF를 용매로 하여 질소 하, 90℃에서 6시간 동안 라디칼 중합을 수행하고, 메탄올에 재침전시켜 정제함으로써, 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 8을 합성했다.
GPC로 측정한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 8의 중량평균분자량은 9,100이었다.
DSC 측정으로부터 유리전이점(Tg)은 82℃였다. 핫스테이지 상에서의 편광현미경 관찰로부터, Tg 이상의 온도에서 네마틱 액정상을 발현하고, Nm-Iso 전이온도는 248℃인 것으로 확인되었다.
<참고예 9(측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 9의 합성)>
아크릴 화합물 4, 2부(몰비)와 아크릴 화합물 5, 6부(몰비) 및 아크릴 화합 물 6, 2부(몰비)로부터, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴을 개시제, DMF를 용매로 하여, 질소 하, 90℃에서 6시간 동안 라디칼 중합을 수행하고 메탄올에 재침전시켜 정제함으로써, 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 9를 합성했다.
GPC로 측정한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 9의 중량평균분자량은, 9,700이었다.
DSC 측정에 의한 유리 전이점(Tg)은 78℃였다. 핫스테이지 상에서의 편광현미경 관찰 시, Tg 이상의 온도에서 네마틱 액정상을 발현하고, Nm-Iso 전이온도는 229℃인 것으로 확인되었다.
<참고예 10(측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 10의 합성)>
아크릴 화합물 3, 2부(몰비)와 아크릴 화합물 5, 7.3부(몰비) 및 키랄원을 보유하는 아크릴 화합물 7, 0.7부(몰비)로부터, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴을 개시제, DMF를 용매로 하여, 질소 하, 90℃에서 6시간 동안 라디칼 중합을 수행하고 메탄올에 재침전시켜 정제함으로써, 옥세타닐 기를 보유하는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 10을 합성했다.
GPC로 측정한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 10의 중량평균분자량은, 8,900이었다.
DSC 측정에 의한 유리 전이점(Tg)은 85℃였다. 핫스테이지 상에서의 편광현미경 관찰 시, Tg 이상의 온도에서 콜레스테릭 액정상을 발현하고, Ch-Iso 전이 온도는 218℃인 것으로 확인되었다.
<실시예 1(디옥세탄 화합물 1의 합성)>
[반응식 8]
Figure 112008066768151-pct00016
디옥세탄 화합물 1
상기 반응식 8에 따라, 하이드로퀴논, 3,4-디하이드로-2H-피란, 옥세타닐 기를 가진 중간체 화합물 1, 및 옥세타닐 기를 가진 중간체 화합물 2를 원료로 하여, 디옥세탄 화합물 1을 합성했다. 수득된 화합물은 헥산/아세트산에틸 용매에 의한 재결정으로 정제했다. 재결정품은 실온에서 백색의 고체였다.
디옥세탄 화합물 1의 1H-NMR 스펙트럼은 도 1에, DSC 측정결과는 도 2에 도시했다.
DSC 결과 및 편광현미경 관찰로부터, 디옥세탄 화합물 1은 C-Iso의 상 거동을 나타내고, 액정성은 나타내지 않는다는 것을 확인했다.
(1) 1H-NMR(CDCl3; TMS)에서 디옥세탄 화합물 1의 피크 위치
Figure 112008066768151-pct00017
(2) 13C-NMR(CDCl3; TMS)에서 디옥세탄 화합물 1의 피크 위치
Figure 112008066768151-pct00018
<실시예 2(디옥세탄 화합물 2의 합성)>
[반응식 9]
Figure 112008066768151-pct00019
디옥세탄 화합물 2
상기 반응식 9에 따라, 디옥세탄 화합물 2를 합성했다. 수득된 화합물은 헥산/아세트산에틸 용매로 실리카겔 크로마토그래피로 정제했다. 수득된 정제물은 실온에서 백색의 고체였다.
수득된 디옥세탄 화합물 2의 1H-NMR 스펙트럼은 도 3에, DSC 측정 결과는 도 4에 도시한다.
DSC의 단계 2 및 단계 3에서, 흡열 및 발열 피크는 관측되지 않았다. 또한, 핫스테이지 상에서의 편광현미경 관찰에서, 승온 시에 C-Iso의 상 거동만이 관측되었다. 이러한 결과로부터 디옥세탄 화합물 2는 액정상을 보유하지 않는다는 것을 확인했다.
(1) 1H-NMR(CDCl3; TMS)에서 디옥세탄 화합물 2의 피크 위치
Figure 112008066768151-pct00020
(2) 13C-NMR(CDCl3; TMS)에서 디옥세탄 화합물 2의 피크 위치
Figure 112008066768151-pct00021
<실시예 3(디옥세탄 화합물 3의 합성)>
[반응식 10]
Figure 112008066768151-pct00022
디옥세탄 화합물 3
상기 반응식 10에 따라, 디옥세탄 화합물 3을 합성했다. 수득된 화합물은 헥산/아세트산에틸 용매로 실리카겔 크로마토그래피 정제했다.
수득된 디옥세탄 화합물 3의 1H-NMR 스펙트럼은 도 5에, DSC 측정 결과는 도 6에 도시한다.
DSC의 단계 2 및 단계 3에서, 흡열 및 발열 피크는 관측되지 않았다. 또한, 핫스테이지 상에서의 편광현미경 관찰에서, 승온 시에 C-Iso의 상 거동만이 관측되었다. 이러한 결과로부터 디옥세탄 화합물 3은 액정상을 보유하지 않는다는 것을 확인했다.
(1) 1H-NMR(CDCl3; TMS)에서 디옥세탄 화합물 3의 피크 위치
Figure 112008066768151-pct00023
(2) 13C-NMR(CDCl3; TMS)에서 디옥세탄 화합물 3의 피크 위치
Figure 112008066768151-pct00024
<비교예 1(액정성 디옥세탄 화합물 4의 합성)>
반응식 11에 따라 액정성 디옥세탄 화합물 4를 합성했다.
[반응식 11]
Figure 112008066768151-pct00025
액정성 디옥세탄 화합물 4
수득된 디옥세탄 화합물 4의 1H-NMR 스펙트럼은 도 7에, DSC 측정 결과는 도 8에 도시한다.
DSC의 단계 3에서, 72℃에서 C-Nm의 흡열 피크, 95℃에서 Nm-Iso의 흡열 피크가 관측되었다. 또한, 핫스테이지 상에서의 편광현미경 관찰에서, DSC의 각 피크와 거의 같은 온도 부근에서 C-Nm, Nm-Iso의 상 거동 변화가 관측된 것으로부터, 디옥세탄 화합물 4는 액정상을 보유한다는 것을 확인했다.
<실시예 4(측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 8을 이용한 광학 필름의 생산)>
참고예 8에서 합성한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 8, 0.8g과, 실시예 1에서 수득한 디옥세탄 화합물 1, 0.2g을, 9ml의 사이클로헥사논에 용해하고, 암소에서 트리아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 50% 의 프로필렌 카보네이트 용액(알드리치 사제, 시약) 0.30g을 첨가한 후, 공경 0.45㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌 제 필터로 불용성물질을 여과하여 양이온 중합성 조성물의 용액을 조제했다.
이 용액을, 표면을 레이온포로 러빙 처리한 두께 100㎛의 폴리이미드 필름 "KAPTON"(듀퐁-도레이 가부시키가이샤 제품) 위에 스핀코팅법으로 도포하고, 도포 후 60℃의 핫플레이트 상에서 건조했다. 수득되는 폴리이미드 필름 위에 양이온 중합성 조성물 층을 145℃로 가열하면서, 공기 분위기 하에 고압 수은 램프로 적산조사량 300mJ/㎠의 자외선 광을 조사한 후, 냉각하여 경화된 양이온 중합성 조성물 층을 수득했다.
기판으로서 이용한 폴리이미드 필름은 갈색이어서 광학용 필름으로서 바람직하지 않기 때문에, 수득한 경화된 양이온 중합성 조성물 층을 자외선 경화형 접착제 UV-3400(도아고세이 가부시키가이샤 제품)을 통해, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름으로 전사시켜, 위상차를 보유하는 광학 필름을 수득했다. 즉, 폴리이미드 필름 상의 경화된 양이온 중합성 조성물 층 위에 UV-3400을 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름에 라미네이트 하여, TAC 필름 측으로부터 400mJ/㎠의 자외선 광을 조사하여 접착제를 경화시킨 후, 폴리이미드 필름을 박리시켰다.
수득되는 광학 필름을 편광현미경 하에서 관찰한 결과, 디스클리네이션(disclination) 등이 없는 모노도메인이 균일한 네마틱 하이브리드 액정 배향이 관찰되고, 정면에서 볼 때의 △nd는 102nm였다. 또한, 러빙 축을 따라 수직에서 40° 경사진 장소에서 관찰했을 때의 △nd는 142nm, 그 반대편 -40°경사진 장소에서 관찰했을 때의 △nd는 46nm로 비대칭이어서, 어느 각도에서도 △nd가 0nm가 되는 점이 존재하지 않는다는 사실로부터, 이 필름은 네마틱 하이브리드 배향 구조를 갖고 있다는 것을 알았다. 수득된 액정 필름의 액정성 조성물 층의 두께는 0.85㎛였다.
또한, 이 광학필름의 양이온 중합성 조성물 부분만을 긁어내어, DSC를 이용하여 유리전이점(Tg)를 측정한 경우, Tg는 측정되지 않았다. 또한, 광학 필름의 양이온 중합성 조성물 부분만을 긁어내어, IR을 측정한 결과 980cm-1 부근에서 나타나는 미반응 옥세탄 기 유래의 피크는 검출되지 않았다.
이 필름을 2mm 두께의 소다 유리에 무담체(non-carrier) 점착제를 매개로 부착시키고, 그 위에 폴리이미드 필름의 러빙 방향과 편광판의 흡수축을 일치시켜, 편광판(스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제품, SQW-862)을 부착시켰다. 이 샘플을 백라이트 상의 편광판을 통해 관찰한 결과, 얼룩이 없는 균일한 필름이었다. 이 샘 플을 110℃의 항온조 중에서 100시간 경과시킨 후, 꺼내어 동일한 관찰을 수행한 결과, 특별한 변화는 없었고, 액정 배향의 무질서는 관측되지 않았다.
또한, 필름의 양이온 중합성 조성물 층 표면의 연필 경도는 4H 정도가 되어, 충분히 강고한 막이 수득되었다. 이와 같이, 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 8을 이용함으로써, 양호한 액정 배향성을 유지하고, 액정 배향 고정화 후의 열안정성과 강도가 우수한 광학 필름이 생산될 수 있음이 확인되었다.
<비교예 2>
참고예 8에서 합성한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 8, 0.8g과 비교예 1에서 수득한 액정성 디옥세탄 화합물 4, 0.2g을, 9ml의 사이클로헥사논에 용해하고, 암소에서 트리아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 50% 의 프로필렌 카보네이트 용액(알드리치 사제, 시약) 0.30g을 첨가한 후, 공경 0.45㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌 제 필터로 불용성물질을 여과하여 양이온 중합성 조성물의 용액을 조제했다.
이 용액을, 표면을 레이온포로 러빙 처리한 두께 100㎛의 폴리이미드 필름 "KAPTON"(듀퐁-도레이 가부시키가이샤 제품) 위에 스핀코팅법으로 도포하고, 도포 후 60℃의 핫플레이트 상에서 건조했다. 수득되는 폴리이미드 필름 위에 양이온 중합성 조성물 층을 145℃로 가열하면서, 공기 분위기 하에 고압 수은 램프로 적산조사량 300mJ/㎠의 자외선 광을 조사한 후, 냉각하여 경화된 양이온 중합성 조성물 층을 수득했다.
기판으로서 이용한 폴리이미드 필름은 갈색이어서 광학용 필름으로서 바람직 하지 않기 때문에, 수득한 필름을 자외선 경화형 접착제 UV-3400(도아고세이 가부시키가이샤 제품)을 통해, 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름으로 전사시켜, 위상차 필름을 수득했다. 즉, 폴리이미드 필름 상의 경화된 양이온 중합성 조성물 층 위에 UV-3400을 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름에 라미네이트 한 후, TAC 필름 측으로부터 400mJ/㎠의 자외선 광을 조사하여 접착제를 경화시킨 다음, 폴리이미드 필름을 박리시켰다.
수득되는 위상차 필름을 편광현미경 하에서 관찰한 결과, 상 분리가 일어난 것으로 추측되는 바다-섬(sea-island) 모양이 관측되었다.
<비교예 3>
비교예 2의 조성으로는 상 분리가 발생한 것 같기 때문에, 트리아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 50%의 프로필렌 카보네이트 용액(알드리치 사 제, 시약)의 첨가량을 0.05g으로 한 것 외에는 비교예 2와 동일하게 하여, 위상차 필름을 수득했다.
또한, 비교예 2의 조성에서, 트리아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 50%의 프로필렌 카보네이트 용액(알드리치 사제, 시약)을 첨가하지 않는 경우에는 고압 수은 램프 광을 조사하여도 경화가 일어나지 않지만, 상 분리로 간주되는 바다-섬 모양은 발현되지 않았다.
수득되는 위상차 필름을 편광현미경 하에서 관찰한 결과, 디스클리네이션 등이 없는 모노도메인의 균일한 네마틱 하이브리드 액정 배향이 관찰되고, 정면에서 봤을 때의 △nd는 85nm였다.
또한, 위상차 필름의 양이온 중합성 조성물 부분만을 긁어내어, DSC를 이용하여 유리전이점(Tg)를 측정한 경우, Tg는 관측되지 않았다. 하지만, 위상차 필름의 양이온 중합성 조성물 부분만을 긁어내어 IR을 측정한 경우, 980cm-1 부근에서 나타나는 미반응 옥세탄 기 유래의 피크가 검출되어, 미반응 기가 존재하는 것을 알았다.
이 필름을 2mm 두께의 소다 유리에 무담체(non-carrier) 점착제를 매개로 부착시키고, 그 위에 폴리이미드 필름의 러빙 방향과 편광판의 흡수축을 일치시켜 편광판(스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제품, SQW-862)을 부착시켰다. 이 샘플을 백라이트 상의 편광판을 통해 관찰한 결과, 얼룩이 없는 균일한 필름이었다. 이 샘플을 110℃의 항온조 중에서 100시간 경과시킨 후, 꺼내어 동일한 관찰을 수행한 결과, 일부 액정 배향의 무질서가 관측되었다.
또한, 필름의 양이온 중합성 조성물 층 표면의 연필 경도는 2H 정도였다.
<실시예 5(측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 9를 이용한 광학필름 1의 생산)>
참고예 9에서 합성한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 9를 5.00g 및 디옥세탄 화합물 2를 1.00g으로 하여, 15.00g의 사이클로헥사논에 용해시켰다. 이 용액에, 다우케미컬 사제 UVI-6992(50% 프로필렌 카보네이트 용액) 0.12g을 첨가하고, 공경 0.45㎛의 폴리테트라클로로에틸렌 제 필터로 불용성물질을 여과하여 양이온 중합성 조성물의 용액을 조제했다.
이 용액을, 표면을 레이온포로 러빙 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌나프탈레 이트 필름 "Teonex Q-51"(데이진 듀퐁 필름즈 저팬 리미티드) 위에 스핀코팅법으로 도포하고, 도포 후 약 60℃의 온풍을 천천히 불어넣어 용제를 제거하고, 이어서 오븐 중에서 150℃로 3분 가열함으로써, 거의 균일한 액정 배향을 형성시켰다(필름 1a). 필름 1a 표면의 연필 경도는 6B 이하로 약한 것이었다.
경화된 양이온 중합성 조성물 층을 수득하기 위해, 필름 1a에 고압 수은 램프로 적산조사량 450mJ/㎠의 자외선 광을 조사하여, 경화된 양이온 중합성 조성물 층을 수득했다(필름 1b). 또, 기판으로 이용한 폴리에틸렌나프탈레이트 필름이 복굴절을 보유하여 바람직하지 않기 때문에, 필름 1b를 자외선 경화형 접착제 "UV-3400"(도아고세이 가부시키가이샤 제품)을 통해 TAC 필름 상으로 전사시켜 광학필름 1을 수득했다. 전사는, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 상의 경화된 양이온 중합성 조성물 층 위에 UV-3400을 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름에 라미네이트 한 후, TAC 필름 측으로부터 400mJ/㎠의 자외선 광을 조사하여 접착제를 경화시킨 다음, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 박리시켜 수행했다.
광학필름 1을 편광현미경 하에서 관찰한 결과, 디스클리네이션 등이 없는 모노도메인의 균일한 네마틱 하이브리드 액정 배향이 관찰되고, 정면에서 봤을 때의 △nd는 120nm이고, 평균 경사각은 28도, 양이온 중합성 조성물 층의 두께는 0.83㎛였다.
또한, 광학필름 1의 양이온 중합성 조성물 부분만을 긁어내어, DSC를 이용하여 유리전이점(Tg)를 측정한 경우, Tg는 측정되지 않았다. 광학필름 1의 양이온 중합성 조성물 층 표면의 연필 경도를 측정한 결과 2H 정도로서, 강고한 막이 수득되 어 있었다.
<실시예 6(측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 10을 이용한 광학필름 2의 생산)>
참고예 10에서 합성한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 10을 0.8g 및 디옥세탄 화합물 2를 0.2g으로 하여, 10g의 사이클로헥사논에 용해시켰다. 이 용액에, 다우케미컬 사제 UVI-6992(50% 프로필렌 카보네이트 용액) 0.1g을 첨가하고, 공경 0.45㎛의 폴리테트라클로로에틸렌 제 필터로 불용성물질을 여과하여 양이온 중합성 조성물의 용액을 조제했다.
이 용액을, 표면을 레이온포로 러빙 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 "Teonex Q-51"(데이진 듀퐁 필름즈 저팬 리미티드) 위에 스핀코팅법으로 도포하고, 도포 후 약 60℃의 온풍을 천천히 불어넣어 용제를 제거하고, 이어서 오븐 중에서 150℃로 3분 가열함으로써, 거의 균일한 액정 배향을 형성시켰다.
경화된 양이온 중합성 조성물 층을 수득하기 위해, 필름에 고압 수은 램프로 적산조사량 300mJ/㎠의 자외선 광을 조사하여, 경화된 양이온 중합성 조성물 층을 수득했다. 또, 기판으로 이용한 폴리에틸렌나프탈레이트 필름이 복굴절을 보유하여 바람직하지 않기 때문에, 자외선 경화형 접착제 "UV-3400"(도아고세이 가부시키가이샤 제품)을 통해 TAC 필름 상으로 전사시켜 광학필름 2를 수득했다. 전사는, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 상의 경화된 양이온 중합성 조성물 층 위에 UV-3400을 5㎛ 두께가 되도록 도포하고, TAC 필름에 라미네이트 한 후, TAC 필름 측으로부터 500mJ/㎠의 자외선 광을 조사하여 접착제를 경화시킨 다음, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 박리시켜 수행했다.
광학필름 2를 편광현미경 하에서 관찰한 결과, 디스클리네이션 등이 없는 모노도메인의 콜레스테릭 액정 배향이 관찰되었다. 또한, 이 필름은 정면에서 봤을 때 콜레스테릭 특유의 선택반사광을 보유하고 있어, 분광기로 투과 스펙트럼을 평가한 결과, 700nm 부근에서 선택반사에 기인하는 투과 광의 저하 영역이 발견되었다. 또한, 광학필름 2의 양이온 중합성 조성물 부분만을 긁어내어, DSC를 이용하여 Tg를 측정한 결과, Tg는 측정되지 않았다. 광학필름 2의 양이온 중합성 조성물 층 표면의 연필 경도를 측정한 결과 2H 정도로서, 강고한 막이 수득되어 있었다.
<실시예 7>
도 9에 나타낸 반투과 반사형 액정표시장치를 제작했다. 각 층의 축배치는 도 10에 나타냈다. 도 9에서, 제2의 기판(8)에 Al 등의 반사율이 높은 재료로 제조된 반사전극(6)과 ITO 등의 투과율이 높은 재료로 제조된 투과 전극(7)을 배치하고, 제1 기판(3)에 대향전극(4)을 배치하여, 반사전극(6) 및 투과전극(7)과 대향전극(4)과의 사이에 정의 유전율 이방성을 나타내는 액정재료를 포함하는 액정층(5)을 중재시켰다. 제1 기판(3)의 대향전극(4)이 형성된 측의 반대면에, 일축 연신된 폴리카보네이트 필름 제 고분자 연신 필름(13)(△nd: 약 268nm) 및 (14)(△nd: 약 98nm)로 구성된 제1 광학이방소자(2) 및 편광판(1)이 배치되어 있고, 제2 기판(8)의 반사전극(6) 및 투과전극(7)이 형성된 면의 반대측에, 실시예 5에서 수득한 액정필름 1 및 일축연신된 폴리카보네이트 필름 제 고분자 연신 필름(16)(△nd: 약 272nm)을 포함하는 제2의 광학이방소자(9) 및 편광판(10)이 배치되어 있다. 편광판(10)의 배면측에는 백라이트(11)가 설치되어 있다.
사용된 액정 셀(12)은 액정재료로서 ZLI-1695(Merck 사 제)를 이용하고, 액정층 두께는 반사전극영역(6)(반사표시부)을 2.4㎛, 투과전극영역(7)(투과표시부)을 4.8㎛로 했다. 액정층의 기판 양 계면의 선경사각(pretilt angle)은 2도이고, 액정셀의 △nd는 반사표시부에서 약 150nm, 투과표시부에서 약 300nm였다.
액정셀(12)의 관찰자측(도면의 상측)의 편광판(1) 및 관찰자측과 반대측의 편광판(10)은, 모두 스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제품인 SQW-862(두께 약 180㎛)로 배치했다.
편광판(1) 및 (10)의 흡수축, 고분자연신필름(13, 14 및 16)의 느린축(slow axis), 액정셀(12)의 양 계면의 선경사 방향, 액정필름(1)의 경사방향은 도 10에 도시한 바와 같이 배치했다.
광학필름(1) 대신에 폴리카보네이트(15)(△nd: 약 137nm)를 이용한 경우와 비교한 결과, 하이브리드 네마틱 구조를 가진 광학필름(1)을 이용함으로써 시야각 특성이 약 20°정도 확대되어 있는 것이 확인되었다.
본 발명의 신규한 디옥세탄 화합물을 중합시킴으로써, 액정 배향 유지능, 기계적 강도가 우수한 광학필름이 제공된다.
도 1은 실시예 1에서 수득한 디옥세탄 화합물 1의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 2는 실시예 1에서 수득한 디옥세탄 화합물 1의 DSC 차트를 도시한 것이다.
도 3은 실시예 2에서 수득한 디옥세탄 화합물 2의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다. 도면 중의 x 표는 용매 피크이다.
도 4는 실시예 2에서 수득한 디옥세탄 화합물 2의 DSC 차트를 도시한 것이다. 도면 중의 숫자(2,3)는 단계 수를 나타낸다.
도 5는 실시예 3에서 수득한 디옥세탄 화합물 3의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다. 도면 중의 x 표시는 용매의 피크이다.
도 6은 실시예 3에서 수득한 디옥세탄 화합물 3의 DSC 차트를 도시한 것이다. 도면 중의 숫자(2, 3)는 단계 수를 나타낸다.
도 7은 비교예 1에서 수득한 액정성 디옥세탄 화합물 4의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 8은 비교예 1에서 수득한 액정성 디옥세탄 화합물 4의 DSC 차트를 도시한 것이다. 도면 중의 숫자(2,3)는 단계를 나타낸다.
도 9는 실시예 7의 층 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 실시예 7의 각 층의 축배치를 도시한 것이다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 (1)로 표시되는 디옥세탄 화합물:
    화학식 (1)
    Figure 112013015260338-pct00026
    (상기 식 (1)에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 메틸 기 또는 에틸 기를 나타내고, L1은 -(CH2)n-(n은 1 내지 12의 정수)을 나타내고, X1은 단일 결합, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O-를 나타내며, Y는 단일 결합 또는 -CO-를 나타내고, M1은 하기 화학식(2) 또는 (3)으로 표시되는 것이며, 식 (2) 및 (3) 중의 P1 및 P3은 각각 개별적으로 화학식 (4) 중에서 선택되는 기를 나타내고, P2는 화학식 (5) 중에서 선택되는 기를 나타내며, L2 및 L3은 각각 개별적으로, 단일 결합, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O-를 나타낸다)
    화학식 (2)
    -P1-L2-P2-L3-P3-
    화학식 (3)
    -P1-L2-P3-
    화학식 (4)
    Figure 112013015260338-pct00039
    화학식 (5)
    Figure 112013015260338-pct00040
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 (1)에서, L1이 -(CH2)2-, -(CH2)4-, 또는 -(CH2)6-이고, Y가 단일결합인 것을 특징으로 하는 디옥세탄 화합물.
  3. 화학식 (1)로 표시되는 디옥세탄 화합물과 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물(화학식 (1)로 표시되는 화합물 제외)을 포함하는 양이온 중합성 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 화학식 (1)로 표시되는 디옥세탄 화합물을 5 내지 60질량%로 함유하는 것을 특징으로 하는 양이온 중합성 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 양이온 중합성 기를 보유하는 화합물이 액정성을 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 양이온 중합성 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 액정성을 나타내는 화합물이, 올리고머 또는 고분자 화합물인 것을 특징으로 하는 양이온 중합성 조성물.
  7. 제3항에 있어서, 광 양이온 발생제, 또는 열 양이온 발생제, 또는 광 양이온 발생제 및 열 양이온 발생제를 함유하는 것을 특징으로 하는 양이온 중합성 조성물.
  8. 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 양이온 중합성 조성물을 중합시켜 수득되는 광학필름.
  9. 제8항에 기재된 광학필름을 배치한 액정표시장치.
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