KR102443875B1

KR102443875B1 - 위상차 필름, 위상차 필름의 제조 방법, 적층체, 조성물, 편광판 및 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR102443875B1
Application number: KR1020150121614A
Authority: KR
Inventors: 지에 모리야; 아야코 무라마츠; 료지 고토; 신노스케 사카이
Original assignee: 후지필름 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2022-09-16
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: JP2016051178A; JP6149078B2; US10414982B2; KR20160026780A; US20160068756A1

Abstract

[과제] 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 사용한 위상차 필름으로서, 줄무늬상 결함이 억제되고, 콘트라스트가 양호한 위상차 필름, 위상차 필름의 제조 방법, 적층체, 편광판, 액정 표시 장치 및 조성물을 제공하는 것.
[해결 수단] 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물이 스멕틱상으로 고정화되어 있는 위상차 필름으로서, 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 위상차 필름:
조건A : 분자량이 10000 이하이다;
조건B : T0-T1≤30℃;
T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.

Description

위상차 필름, 위상차 필름의 제조 방법, 적층체, 조성물, 편광판 및 액정 표시 장치{RETARDATION FILM, PRODUCTION METHOD OF RETARDATION FILM, LAMINATE, COMPOSITION, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 줄무늬상 결함이 억제되고, 콘트라스트가 양호한 위상차 필름, 위상차 필름의 제조 방법, 적층체, 조성물, 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.

근래, 화상을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치가 널리 보급되고 있다. 액정 표시 장치는 위상차를 이용하여 광의 제어를 행하고 있기 때문에, 고품위의 화상 표시를 위해서 위상차 필름이 사용되고 있다. 위상차 필름으로서는, 복굴절성을 나타내는 폴리머 필름으로 이루어지는 광학이방성층을 사용하는 것이 일반적이다. 광학이방성층의 재료로서 사용되는 액정 재료에는 써모트로픽 액정을 사용하는 경우가 많아, 환경 온도에 따라 불안정하게 되기 때문에, 액정 재료를 구성하는 액정 화합물에 중합성기를 도입하여 액정 화합물의 배향 상태를 중합에 의해 고정함으로써, 열적 안정성을 높이고 있다. 예를 들면, 특허문헌1에는, 분자 내에 비페닐 골격을 갖는 중합성 액정 화합물을 포함하고, 실온에서 스멕틱A상을 나타내는 중합성 액정 조성물이 기재되어 있다.

일본 특개2007-191442호 공보

스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 사용하여 위상차 필름을 제작함으로써, 네마틱상을 나타내는 액정 화합물을 사용한 경우와 비교하여, 액정 표시 장치에 사용한 경우에 높은 정면 콘트라스트를 부여하는 위상차 필름이 얻어진다. 그러나, 스멕틱 액정에 특유의 줄무늬상 결함이 생기기 때문에, 콘트라스트는 아직 충분하지 않았다. 본 발명은, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 사용한 위상차 필름으로서, 줄무늬상 결함이 억제되고, 액정 표시 장치에 사용한 경우의 정면 콘트라스트가 양호한 위상차 필름을 제공하는 것을 해결해야 할 과제로 한다. 또한 본 발명은, 상기 위상차 필름의 제조 방법, 상기 위상차 필름을 사용한 적층체, 편광판 및 액정 표시 장치, 그리고 상기 위상차 필름을 제조하기 위한 조성물을 제공하는 것을 해결해야 할 과제로 한다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의검토한 결과, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물에, 액정의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 저하시키는 작용이 작은 화합물을 배향 개량제로서 첨가한 조성물을 사용하여, 상기 액정 화합물을 스멕틱상으로 고정화함으로써, 상기 과제를 해결한 위상차 필름을 제공할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명에 따르면 이하의 발명이 제공된다.

(1) 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물이 스멕틱상으로 고정화되어 있는 위상차 필름으로서, 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 위상차 필름:

조건A : 분자량이 10000 이하이다;

조건B : T0-T1≤30℃;

T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.

T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.

(2) 상기 비액정 화합물이, 하기 조건B-1을 만족시키는, (1)에 기재된 위상차 필름;

조건B-1 : T0-T1≤10℃

T0 및 T1은 (1)과 동의이다.

(3) 상기 비액정 화합물이, 하기 조건C 및 D를 만족시키는, (1) 또는 (2)에 기재된 위상차 필름.

조건C : 비점>T0;

조건D : T0'-T1'≤15℃;

T0은 (1)과 동의이다.

T0'는, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하며, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 스멕틱상과 네마틱상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.

T1'는, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대해서 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 스멕틱상과 네마틱상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.

(4) 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물이 스멕틱상으로 고정화되어 있는 위상차 필름으로서, 하기 조건A 및 B를 만족시키며 가교환 구조를 갖는 비액정 화합물을 포함하는 위상차 필름:

조건A : 분자량이 10000 이하이다;

조건B : T0-T1≤30℃;

(5) 상기 위상차 필름이 상기 액정 화합물과 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 비액정 화합물의 융점이, 상기 조성물의 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 낮은, (1)∼(4)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름.

(6) 상기 조성물의 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도가 100℃ 이하인, (5)에 기재된 위상차 필름.

(7) 하기 식을 만족시키는, (1)∼(6)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름;

Re450/Re550<1

Re450은, 파장450nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타내고, Re550은 파장550nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타낸다.

(8) nx>ny=nz를 만족시키는, (1)∼(7)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름;

단, nx는 광학이방성층면 내에 있어서의 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률을 나타내고, ny는 광학이방성층면 내에 있어서 nx에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 nx 및 ny에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다.

(9) 상기 액정 화합물을, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화한, (1)∼(8)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름.

(10) 상기 액정 화합물을, 네마틱상과 등방상의 상전이 온도 이상으로 가열한 후에, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화한, (9)에 기재된 위상차 필름.

(11) 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 조성물을 지지체 상에 도포하고, 상기 액정 화합물을 스멕틱상으로 고정화하는 공정을 포함하는, (1)∼(10)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름의 제조 방법;

조건A : 분자량이 10000 이하이다;

조건B : T0-T1≤30℃;

(12) 상기 액정 화합물을, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화하는, (11)에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

(13) 상기 액정 화합물을, 네마틱상과 등방상의 상전이 온도 이상으로 가열한 후에, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화하는, (12)에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

(14) 상기 액정 화합물을, 40℃∼200℃로 가열한 후에, 25℃∼120℃에서 고정화하는, (11)∼(13)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름의 제조 방법.

(15) (1)∼(10)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름과, 제2의 위상차 필름을 갖는 적층체.

(16) 상기 제2의 위상차 필름이 nz>nx=ny를 만족시키는 필름인, (15)에 기재된 적층체;

단, nx는 광학이방성층면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny는 광학이방성층면 내에 있어서 nx에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 nx 및 ny에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다.

(17) 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 조성물;

조건A : 분자량이 10000 이하이다;

조건B : T0-T1≤30℃;

(18) 편광자와, (1)∼(10)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름 또는 (15)에 기재된 적층체를 갖는 편광판.

(19) 편광자의 표면에 상기 위상차 필름이 존재하거나, 편광자와 상기 위상차 필름과의 사이에 두께 10㎛ 이하의 필름이 존재하는, (18)에 기재된 편광판.

(20) (17)에 기재된 조성물을 편광자의 표면에 도포하고, 액정 화합물을 고정화함으로써 얻어지는, (18)에 기재된 편광판.

(21) (1)∼(10)의 어느 하나에 기재된 위상차 필름, (15) 또는 (16)에 기재된 적층체, 혹은 (18)∼(20)의 어느 하나에 기재된 편광판을 갖는 액정 표시 장치.

본 발명에 따르면, 줄무늬상 결함이 억제되고, 액정 표시 장치에 사용한 경우의 정면 콘트라스트가 양호한 위상차 필름 그리고 그것을 사용한 적층체, 편광판 및 액정 표시 장치가 제공된다. 본 발명에 의한 위상차 필름의 제조 방법 및 조성물에 따르면, 상기 위상차 필름을 제조할 수 있다.

도 1은, 편광현미경 사진에 의한 줄무늬상 결함의 양상을 나타내는 도면.
도 2는, 편광현미경 사진에 의한 줄무늬상 결함의 양상을 나타내는 도면.
도 3은, 편광현미경 사진에 의한 줄무늬상 결함의 양상을 나타내는 도면.
도 4는, 편광현미경 사진에 의한 줄무늬상 결함의 양상을 나타내는 도면.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 이하에 기재하는 구성요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시태양에 기초하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시태양에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서에 있어서 「∼」를 사용하여 나타내는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 또한, 각도에 대해 「직교」 및 「평행」이란, 엄밀한 각도±10°의 범위를 의미하는 것으로 하고, 그리고 각도에 대해 「동일」 및 「다른」은, 그 차가 5° 미만인지 여부를 기준으로 판단할 수 있다. 또한, 고형분이란 25℃에 있어서의 고형분을 말한다.

네마틱상과 등방상의 상전이 온도, 스멕틱상과 네마틱상의 상전이 온도는, 특별히 명기가 없는 경우는 강온 시의 상전이 온도를 나타낸다.

본 명세서에 있어서, Re(λ), Rth(λ)는 각각, 파장λ에 있어서의 면 내의 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re(λ)는 KOBRA 21ADH 또는 WR(상품명, 오지케이소쿠키키(주)제)에 있어서 파장λnm의 광을 필름 법선 방향에 입사시켜 측정된다.

측정되는 필름이 1축 또는 2축의 굴절률 타원체로 나타내어지는 것인 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth(λ)는 산출된다.

Rth(λ)는, 상기 Re(λ)를, 면 내의 지상축(KOBRA 21ADH 또는 WR에 의해 판단된다)을 경사축(회전축)으로 하고(지상축이 없는 경우에는 필름면 내의 임의의 방향을 회전축으로 한다)의 필름 법선 방향에 대하여 법선 방향으로부터 편측 50도까지 10도 스텝으로 각각 그 경사한 방향으로부터 파장λnm의 광을 입사시켜 전부 6점 측정하고, 그 측정된 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR에 있어서 산출된다.

상기에 있어서, 법선 방향으로부터 면 내의 지상축을 회전축으로 하고, 어느 경사 각도에 리타데이션의 값이 제로가 되는 방향을 갖는 필름의 경우에는, 그 경사 각도보다 큰 경사 각도에서의 리타데이션값은 그 부호를 음으로 변경한 후, KOBRA 21ADH 또는 WR에 있어서 산출된다. 또, 지상축을 경사축(회전축)으로 하고(지상축이 없는 경우에는 필름면 내의 임의의 방향을 회전축으로 한다), 임의의 경사한 2 방향으로부터 리타데이션값을 측정하고, 그 값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로, 이하의 수식(1) 및 수식(2)에 의해 Rth를 산출할 수도 있다.

식 중, Re(θ)는 법선 방향으로부터 각도θ 경사한 방향에 있어서의 리타데이션값을 나타낸다. nx는 면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny는 면 내에 있어서 nx에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 nx 및 ny에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. d는 필름의 막두께를 나타낸다.

측정되는 필름이 1축이나 2축의 굴절률 타원체로 표현할 수 없는 것, 소위, 광학축(OPTIC AXIS)이 없는 필름의 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth(λ)가 산출된다.

Rth(λ)는, 상기 Re(λ)를, 면 내의 지상축(KOBRA 21ADH 또는 WR에 의해 판단된다)를 경사축(회전축)으로 하고 필름 법선 방향에 대하여 -50도에서 +50도까지 10도 스텝으로 각각 그 경사한 방향으로부터 파장λnm의 광을 입사시켜 11점 측정하고, 그 측정된 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막두께값을 기초로 KOBRA 21ADH 또는 WR에 의해 산출된다.

상기의 측정에 있어서, 평균 굴절률의 가정값은, 폴리머 핸드북(JOHN WILEY&SONS,INC), 각종 광학 필름의 카탈로그의 값을 사용할 수 있다. 평균 굴절률의 값이 기지가 아닌 것에 대해서는 압베 굴절계로 측정할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률의 값을 이하에 예시한다 : 셀룰로오스아실레이트(1.48), 시클로올레핀폴리머(1.52), 폴리카보네이트(1.59), 폴리메틸메타크릴레이트(1.49), 폴리스티렌(1.59)이다. 이들 평균 굴절률의 가정값과 막두께를 입력함으로써, KOBRA 21ADH 또는 WR에 있어서 nx, ny, nz가 산출된다. 이 산출된 nx, ny, nz에 의해 Nz=(nx-nz)/(nx-ny)가 더 산출된다.

또, 리타데이션은, AxoScan(AXOMETRICS사)을 사용하여 측정할 수도 있다.

<위상차 필름>

본 발명의 위상차 필름은, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물이 스멕틱상으로 고정화되어 있는 위상차 필름으로서, 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 위상차 필름이다.

조건A : 분자량이 10000 이하이다;

조건B : T0-T1≤30℃;

스멕틱상을 나타내는 액정 화합물은, 대략 수평 배향시킨 후, 중합, 광가교 또는 열가교에 의해 고정함으로써 광학이방성층을 형성할 수 있다. 대략 수평 배향이란, 필름면 내 방향을 수평 방향으로 했을 때에, 액정 분자의 평균 경사각이 수평 방향과 이루는 각도가 0°∼45°의 범위에 있는 것을 말한다. 스멕틱 액정은 배향 흔들림에 의한 광학이방성층의 산란 편광 해소가 작기 때문에 100nm 이상의 비교적 큰 리타데이션이 필요한 사용에 있어서 보다 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 스멕틱상으로서는 특히 한정이 없고 스멕틱A(SmA)상, 스멕틱B(SmB)상, 스멕틱C(SmC)상, 또는 그것보다 고차의 상이어도 되지만, SmA상이 특히 바람직하다.

스멕틱상으로 액정 화합물이 고정되어 있는가를 확인하기 위해서는, X선 회절 패턴에 의한 관찰에 의해 행할 수 있다. 스멕틱상의 상태로 고정되어 있으면, 층질서에 유래하는 X선 회절 패턴이 관찰되기 때문에, 고정되어 있는 상태의 판별이 가능하다.

본 발명의 위상차 필름의 두께는, 사용하는 소재나 설정하는 리타데이션에 따라서도 다르지만, 0.1㎛∼10㎛이며, 0.1㎛∼5㎛가 바람직하고, 1㎛∼5㎛가 더 바람직하다.

본 발명의 위상차 필름의 Re550은, 용도에 따라 바람직한 범위가 다르지만, 10∼400nm인 것이 바람직하고, 100∼300nm인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 위상차 필름의 Rth550은, 특히 제한되지 않지만, (Rth/Re)+0.5로서 나타내는 Nz 계수의 범위가 0.8∼1.2를 만족시키는 값인 것이 바람직하고, 1.0인 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명의 위상차 필름과 양의 C 플레이트를 조합한 적층체로 하는 경우는, 조합하는 양의 C 플레이트의 물성에 따라 위상차 필름의 리타데이션의 최적값은 다르지만, 예를 들면, 100nm≤Re550≤180nm가 바람직하고, 100nm≤Re550≤150nm가 보다 바람직하고, 120nm≤Re550≤140nm가 더 바람직하다. 또한, Rth550도 용도에 따라 바람직한 범위가 다르지만, 예를 들면, 30nm≤Rth550≤100nm가 바람직하고, 40nm≤Rth550≤90nm가 보다 바람직하고, 50nm≤Rth550≤80nm가 더 바람직하다.

본 발명의 위상차 필름은, 하기 식을 만족시키는 것이 바람직하다.

Re450/Re550<1

본 발명의 위상차 필름은, nx>ny=nz를 만족시키는 양의 A 플레이트인 것이 바람직하다. nx는 광학이방성층면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny는 광학이방성층면 내에 있어서 nx에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 nx 및 ny에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다.

본 발명의 위상차 필름은, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 이하에 설명하는 비액정 화합물을 포함하는 조성물을 사용하여 제조할 수 있다. 상기 조성물 자체도 본 발명의 범위 내이다.

본 발명의 위상차 필름은, 상기 조성물로 형성된 것이며, 액정 화합물을 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화한 것이 바람직하고, 액정 화합물을, 네마틱상과 등방상의 상전이 온도 이상으로 가열한 후에, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화한 것이 더 바람직하다. 본 발명의 위상차 필름의 제조 방법의 상세는 후기한다.

<조성물>

본 발명의 조성물은, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 하기에 설명하는 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 조성물이다. 본 발명의 조성물을 사용하여 본 발명의 위상차 필름을 제조할 수 있다.

본 발명의 조성물은, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도(이하, 「TSmN」이라고도 한다)가 100℃ 이하인 것이 바람직하고, 80℃ 이하가 보다 바람직하고, 60℃ 이하가 더 바람직하다. 또한, TSmN는, 25℃ 이상이 바람직하고, 35℃ 이상이 보다 바람직하고, 45℃ 이상이 더 바람직하다.

이하, 비액정 화합물 및 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물에 대해 설명한다.

<<비액정 화합물>>

본 발명에서 사용하는 비액정 화합물은, 하기 조건A 및 B를 만족시킨다.

조건A : 분자량이 10000 이하이다;

조건B : T0-T1≤30℃;

또, T0의 정의에 있어서의 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물과, T1의 정의에 있어서의 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물은, 비액정 화합물을 포함하는 것 이외는 동일한 조성으로 한다.

네마틱상과 등방상의 상전이 온도는, 유리 혹은 배향 처리를 한 기재의 위에 조성물을 도공하고, 온도 제어할 수 있는 가열 스테이지에 올려놓고 편광현미경으로 관찰함으로써 측정할 수 있다.

비액정 화합물의 분자량은, 10000 이하이면 특히 한정되지 않지만, 2000 이하가 바람직하고, 1000 이하가 보다 바람직하고, 500 이하가 더 바람직하다. 비액정 화합물의 분자량의 하한은 특히 한정되지 않지만, 일반적으로는 100 이상이 바람직하다. 분자량이 상기의 범위 내에 있는 것에 의해, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 상분리를 하기 어렵다는 이점이 있다.

비액정 화합물은, T0-T1≤30℃를 만족시키고, 바람직하게는 T0-T1≤25℃를 만족시키고, 더 바람직하게는 T0-T1≤15℃를 만족시키고, 더 바람직하게는 T0-T1≤10℃를 만족시키고, 특히 바람직하게는 T0-T1≤5℃를 만족시킨다. 비액정 화합물이 상기 조건B를 만족시키는 것에 의해, 스멕틱 액정에 특유의 줄무늬상 결함을 억제할 수 있고, 액정 표시 장치에 사용한 경우에 양호한 정면 콘트라스트를 달성할 수 있다.

비액정 화합물의 융점은, 상기 조성물의 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 낮은 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물의 결정화를 억제할 수 있다. 비액정 화합물의 융점은, 상기 조성물의 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도, 10℃ 이상 낮은 것이 바람직하다. 비액정 화합물의 융점은, 캐필러리법(JIS K 0064)에 의해 측정할 수 있다.

본 발명의 일례로서는, 비액정 화합물은, 하기 조건C 및 D를 만족시키는 것이 바람직하다.

조건C : 비점>T0;

조건D : T0'-T1'≤15℃;

T0은, 조건B에 있어서의 정의와 동의이다.

또, T0'의 정의에 있어서의 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하며, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물과, T1'의 정의에 있어서의 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대해서 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물은, 비액정 화합물을 포함하는 것 이외는 동일한 조성으로 한다.

스멕틱상과 네마틱상의 상전이 온도는, 유리 혹은 배향 처리를 한 기재 위에 조성물을 도공하고, 온도 제어할 수 있는 가열 스테이지에 올려놓고 편광현미경으로 관찰함으로써 측정할 수 있다.

비액정 화합물은, 바람직하게는 T0'-T1'≤15℃를 만족시키고, 보다 바람직하게는 T0'-T1'≤10℃를 만족시키고, 더 바람직하게는 T0'-T1'≤5℃를 만족시킨다.

비액정 화합물이 상기 조건C 및 D를 만족시키는 것에 의해, 스멕틱 액정에 특유의 줄무늬상 결함을 억제할 수 있고, 액정 표시 장치에 사용한 경우에 양호한 정면 콘트라스트를 달성할 수 있다. 조건C 및 D를 만족시키는 비액정 화합물을 첨가함으로써, 액정의 네마틱상에서의 운동성이 올라가 액정이 배향하기 쉬워지며, 또한 스멕틱상에서는 액정의 배향을 저해하지 않는다고 생각되기 때문에, 정면 콘트라스트가 양호해질 것으로 추정되지만, 상기 작용기서(作用機序)의 추정은 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 다른 예로서는, 비액정 화합물은, 가교환 구조를 갖는 비액정 화합물인 것이 바람직하다. 가교환 구조로서는, 가교환 구조를 갖는 포화 또는 불포화의 지방족 탄화수소환이 바람직하고, 가교환 구조를 갖는 포화의 지방족 탄화수소환이 보다 바람직하다. 또한, 가교환 구조는, 2환 이상을 갖는 지방족 탄화수소환이 바람직하고, 2환, 3환, 또는 4환을 갖는 지방족 탄화수소환이 보다 바람직하다. 상기 지방족 탄화수소환은, 치환기(바람직하게는 후기의 R¹∼R⁷로 정의되는 치환기)를 갖고 있어도 된다.

가교환 구조로서는, 비시클로[2.2.1]헵탄 골격, 비시클로[5.3.0]데칸 골격, 비시클로[4.3.0]노난 골격, 비시클로[3.2.1]옥탄 골격, 트리시클로[5.2.1.0^2,6]데칸 골격, 트리시클로[3.3.1.1^3,7]데칸 골격(아다만틸 구조), 트리시클로[6.2.1.0^2,7]운데칸 골격이 바람직하고, 트리시클로[3.3.1.1^3,7]데칸 골격(아다만틸 구조)이 특히 바람직하다.

비액정 화합물은, 하기 일반식로 표시되는 화합물이 바람직하다.

식 중, R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 수소 원자, 중합성기; -연결기-중합성기; 수산기; 탄소수 1∼6의 알킬기; 또는 아미노기를 나타내고,

R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶는 각각 독립적으로 수소 원자; 중합성기; -연결기-중합성기; 카르복시기; 수산기; 수산기, 카르복시기 또는 아미노기로 치환되어 있어도 되는 탄소수 1∼6의 알킬기; 할로겐 원자; 탄소수 1∼6의 알킬기 혹은 수산기로 치환되어 있어도 되는 탄소수 6∼12의 아릴기, 탄소수 1∼6의 아실기, 시아노기, -COOR¹¹(식 중, R¹¹은 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다), -COCl, 아미노기, -NH-(CH₂)_n-NH₂(n은 1∼5의 정수를 나타낸다), 헤테로환기, -NHCO-R¹²(식 중, R¹²는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다), -NCS, 또는 -NHC(=S)NH₂를 나타내고,

R⁷은 수소 원자 또는 수산기를 나타낸다.

중합성기로서는, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기가 바람직하다. 연결기로서는, -O-, 탄소수 1∼6의 알킬렌기, 또는 그 조합이 바람직하고, -O-, 또는 -C(CH₃)₂-O-가 특히 바람직하다.

비액정 화합물의 구체예를 이하에 나타내지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 위상차막의 경막을 촉진하고, 위상차의 변화를 억제하는 관점에서, 비액정 화합물로서는, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 등의 중합성기를 갖는 것이 바람직하다.

비스[2-(2-메톡시에톡시)에틸]에테르 :

CH₃O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-OCH₃

비스(2-부톡시에틸)에테르 :

CH₃(CH₂)₃-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-(CH₂)₃CH₃

APG-200(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤) :

CH₂=CHCOO-(CH(CH₃)CH₂O)_m-(CH₂CH(CH₃)O)_nOCCH=CH₂(m+n=3)

A-200(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤) :

CH₂=CH-CO-O(CH₂-CH₂O)_nOC-CH=CH₂(n=4)

분자량 10000 이하의 비액정 화합물의 함유량은, 조성물 중의 전고형분에 대하여, 0.1∼20질량%가 바람직하고, 1∼10질량%가 보다 바람직하다.

<<액정 화합물>>

액정 화합물은, 하기 일반식(Ⅱ)으로 이루어지는 화합물이 바람직하다.

L₁-G₁-D₁-Ar-D₂-G₂-L₂ 일반식(Ⅱ)

식 중,

D₁ 및 D₂는, 각각 독립적으로, -CO-O-, -O-CO-, -C(=S)O-, -O-C(=S)-, -CR¹R²-, -CR¹R²-CR³R⁴-, -O-CR¹R²-, -CR¹R²-O-, -CR¹R²-O-CR³R⁴-, -CR¹R²-O-CO-, -O-CO-CR¹R²-, -CR¹R²-O-CO-CR³R⁴-, -CR¹R²-CO-O-CR³R⁴-, -NR¹-CR²R³-, -CR¹R²-NR³-, -CO-NR¹-, 또는 -NR¹-CO-를 나타내고,

R¹, R², R³, 및 R⁴는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타내고,

G₁ 및 G₂는, 각각 독립적으로 탄소수 5∼8의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 상기 지환식 탄화수소기에 포함되는 메틸렌기는, -O-, -S-, -NH-, -NH-로 치환되어 있어도 되고,

L₁ 및 L₂는, 각각 독립적으로, 1가의 유기기를 나타내고, L₁ 및 L₂로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이, 중합성기를 갖는 1가의 기를 나타내고,

Ar은 하기 일반식(Ⅱ-1), (Ⅱ-2), (Ⅱ-3), 또는 (Ⅱ-4)으로 표시되는 2가의 방향환기를 나타낸다.

식(Ⅱ-1)∼(Ⅱ-4) 중, Q₁은, -S-, -O-, 또는 NR¹¹-를 나타내고, R¹¹은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타내고,

Y₁은, 탄소수 6∼12의 방향족 탄화수소기, 또는, 탄소수 3∼12의 방향족 복소환기를 나타내고,

Z₁, Z₂, 및, Z₃은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼20의 지방족 탄화수소기, 탄소수 3∼20의 지환식 탄화수소기, 1가의 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, -NR¹²R¹³ 또는 SR¹²를 나타내고, Z₁ 및 Z₂는, 서로 결합하여 방향환 또는 방향족 복소환을 형성해도 되고, R¹² 및 R¹³은, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타내고,

A₁ 및 A₂는 각각 독립적으로, -O-, -NR²¹-(R²¹은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다), -S- 및 -CO-로 이루어지는 군에서 선택되는 기를 나타내고, X는 수소 원자 또는 치환기가 결합하여 있어도 되는 제14∼16족의 비금속 원자를 나타내고, Ax는 방향족 탄화수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2∼30의 유기기를 나타내고, Ay는 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1∼6의 알킬기, 또는, 방향족 탄화수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2∼30의 유기기를 나타내고, Ax 및 Ay가 갖는 방향환은 치환기를 갖고 있어도 되고, Ax와 Ay는 결합하여, 환을 형성하여 있어도 되고,

Q₂는, 수소 원자, 또는, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.

일반식(Ⅱ) 중, G¹ 및 G²로 표시되는 2가의 지환식 탄화수소기는, 5원환 또는 6원환인 것이 바람직하다. 또한, 지환식 탄화수소기는, 포화이어도 불포화이어도 되지만 포화 지환식 탄화수소기가 바람직하다. G₁ 및 G₂로 표시되는 2가의 지환식 탄화수소기로서는, 예를 들면 일본 특개2012-21068호 공보의 단락0078의 기재를 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 도입된다.

일반식(Ⅱ) 중, L₁ 및 L₂는, 각각 독립하여 1가의 유기기이며, L₁ 또는 L₂는, 중합성기를 갖는 1가의 기이다.

중합성기란, 구체적으로는, 비닐기, 비닐옥시기, 스티릴기, p-(2-페닐에테닐)페닐기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 등의 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성기, 카르복시기, 아세틸기, 히드록시기, 카르바모일기, 탄소수 1∼4의 알킬아미노기, 아미노기, 옥시라닐기, 옥세타닐기, 포르밀기, 이소시아나토기 또는 이소티오시아나토기 등이 예시된다.

유기기 L₁은 식(A1)으로 표시되는 기이며, L₂는 식(A2)으로 표시되는 기인 것이 바람직하다.

P¹-F¹-(B¹-A¹)_k-E¹- (A1)

P²-F²-(B²-A²)_l-E²- (A2)

식(A1) 및 식(A2) 중, B¹, B², E¹ 및 E²는, 각각 독립적으로, -CR¹¹R¹²-, -CH₂-CH₂-, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-O-, -CS-O-, -O-CS-O-, -CO-NR¹¹-, -O-CH₂-, -S-CH₂- 또는 단결합을 나타낸다. R¹¹ 및 R¹²는, 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.

식(A1) 및 식(A2) 중, A¹ 및 A²는, 각각 독립적으로, 탄소수 5∼8의 2가의 지환식 탄화수소기 또는 탄소수 6∼18의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 지환식 탄화수소기에 포함되는 -CH₂-는, -O-, -S- 또는 -NH-로 치환되어 있어도 되고, 지환식 탄화수소기에 포함되는 -CH(-)-는, -N(-)-로 치환되어 있어도 된다. A¹ 및 A²는, 2가의 방향족 탄화수소기는, 단환식 또는 다환식을 들 수 있다. 예를 들면 일본 특개2012-21068호 공보의 단락0083의 기재를 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 도입된다.

k 및 l는, 각각 독립적으로, 0∼3의 정수를 나타낸다. k가 2 이상의 정수인 경우, 복수의 B¹ 및 A¹은 서로 동일해도 달라도 된다. l이 2 이상의 정수인 경우, 복수의 B² 및 A²는서로 동일해도 달라도 된다.

F¹ 및 F²는, 탄소수 1∼12의 2가의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.

P¹ 및 P²는, 수소 원자 또는 중합성기이며, 적어도 한쪽이 중합성기이다.

일반식(Ⅱ-2) 중, Y₁이 탄소수 6∼12의 방향족 탄화수소기인 경우, 단환이어도 다환이어도 된다. Y₁이 탄소수 3∼12의 방향족 복소환기인 경우, 단환이어도 다환이어도 된다.

일반식(Ⅱ-2) 중, A₁ 및 A₂가, -NR²¹-를 나타내는 경우, R²¹의 치환기로서는, 예를 들면 일본 특개2008-107767호 공보의 단락0035∼0045의 기재를 참작할 수 있으며, 이 내용은 본원 명세서에 도입된다.

일반식(Ⅱ-2) 중, X가, 치환기가 결합하여 있어도 되는 제14∼16족의 비금속 원자인 경우, =O, =S, =NR', =C(R')R'가 바람직하다. R'는 치환기를 나타내고, 치환기로서는 예를 들면 일본 특개2008-107767호 공보의 단락0035∼0045의 기재를 참작할 수 있으며, 질소 원자가 바람직하다.

일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물의 각 치환기의 정의 및 바람직한 범위에 대해서는, 일본 특개2012-21068호 공보에 기재된 식(A)으로 표시되는 화합물에 관한 D¹, D², G¹, G², L¹, L², R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, X¹, Y¹, Q¹, Q²에 관한 기재를 각각 D₁, D₂, G₁, G₂, L₁, L₂, R¹, R², R³, R⁴, X¹, 및 Y¹, Z₁, Z₂에 대해 참조할 수 있고, 일본 특개2008-107767호 공보에 기재된 일반식(I)으로 표시되는 화합물에 대한 A₁, A₂, 및 X에 관한 기재를 각각 A₁, A₂, 및 X에 대해 참조할 수 있고, WO2013/018526호 공보에 기재된 일반식(I)으로 표시되는 화합물에 대한 Ax, Ay, Q¹에 관한 기재를 각각 Ax, Ay, Q²에 대해 참조할 수 있다. Z₃에 대해서는 일본 특개2012-21068호 공보에 기재된 화합물(A)에 관한 Q¹에 관한 기재를 참조할 수 있다.

일반식(Ⅱ)으로 표시되는 화합물로서 바람직한 예를 이하에 나타내지만, 이들에 특히 한정되지 않는다.

Ⅱ-2-3

Ⅱ-2-4

[표 1]

[표 2]

스멕틱상을 나타내는 액정 화합물은, 조성물 중의 전고형분에 대한 50∼98질량%가 바람직하고, 50∼95질량%가 보다 바람직하다.

<<그 밖의 화합물>>

본 발명의 조성물은, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물 및 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물 이외의 다른 성분으로서, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물 이외의 다른 중합성 봉상 액정 화합물, 바인더 성분이 되는 다관능 아크릴레이트 화합물 등으로 대표되는 비액정성 중합성 화합물, 광중합 개시제, 함불소 화합물, 용제 등을 더 포함하고 있어도 된다.

<<<다른 중합성 봉상 화합물>>>

중합성 봉상 화합물은, 액정성의 유무를 불문한다. 중합성 봉상 화합물의 첨가에 의해, 조성물의 스멕틱상 온도역을 제어할 수 있다.

스멕틱상을 나타내는 중합성 봉상 액정 화합물과 혼합하여 조성물로서 취급하기 때문에, 스멕틱상을 나타내는 중합성 봉상 액정 화합물과 상용성이 높은 것이면 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 이하 일반식(2)의 화합물, 및, 일반식(3)의 화합물의 적어도 1종을 사용할 수 있다. 또한, 상술한 일반식(Ⅱ)으로 이루어지는 화합물을 사용할 수도 있다.

일반식(2) :

Q³-SP³-X³-M³-(Y³-L-Y⁴-M⁴)_m-X⁴-SP⁴-Q⁴

식 중, m은 (Y³-L-Y⁴-M⁴)의 반복의 수를 나타내는 0 이상의 정수이며,

Q³ 및 Q⁴는 중합성기이며,

SP³ 및 SP⁴는, 동일한 기이며, 직쇄 또는 분기의 알킬렌기, 또는 그것과, -O- 및/또는 -C(=O)-와의 조합으로 이루어지고, 전탄소수가 2∼8의 정수의 기이며;

X³ 및 X⁴는, 동일한 기이며, 단결합 또는 산소 원자이며;

-Y³-L-Y⁴-는, 직쇄의 알킬렌기, 또는 그것과 -O- 및/또는 -C(=O)-와의 조합으로 이루어지고, 전탄소수가 3∼18의 정수의 기이며;

M³ 및 M⁴는 2환 이상의 방향환과 -O- 및/또는 -C(=O)-으로 이루어지는 기이다.

또, 일반식(2)를 구성하는 기는, 일반식(I)과 동일한 것을 사용할 수 있다.

일반식(3) :

Q³-SP³-X³-M³-X⁴-R¹

식 중,

Q³는 중합성기이며,

SP³은, 직쇄 또는 분기의 알킬렌기, 또는 그것과, -O- 및/또는 -C(=O)-와의 조합으로 이루어지고, 전탄소수가 2∼8의 정수의 기이며;

X³ 및 X⁴는, 각각 독립하여 단결합 또는 산소 원자이며;

M³은 방향환과 -O- 및/또는 -C(=O)-으로 이루어지는 기이며;

R¹은, 탄화수소기이다.

일반식(3)을 구성하는 기는, 일반식(I)과 동일한 것을 사용할 수 있다.

탄화수소기는, 환상의 알킬렌기를 갖는 것이 바람직하고, 탄소수 3∼8의 환상의 알킬렌기와, 탄소수 1∼5의 알킬기와의 조합으로 이루어지는 기가 바람직하다.

방향환은 치환기를 갖고 있어도 되고, 치환기로서는 탄소수 1∼4의 알콕시기가 바람직하다.

중합성 봉상 화합물을 사용하는 경우는, 스멕틱상을 나타내는 중합성 봉상 액정 화합물에 대하여 1∼50질량%, 바람직하게는 5∼45질량%의 범위에서 사용할 수 있다.

본 발명에서는, 결정화를 억제하기 위해서, 다른 2종 이상의 봉상 액정 화합물을 병용하는 것도 바람직한 태양이다. 병용하는 봉상 액정은, 단관능이나 비중합성의 액정이어도 된다.

<<<중합 개시제>>>

액정 화합물은, 배향 상태를 유지하여 고정하기 위해서, 액정 화합물에 도입한 중합성기의 중합 반응에 의해 행해진다. 그러기 위해서는, 본 발명의 조성물 중에는, 중합 개시제를 함유시키는 것이 바람직하다. 중합 반응에는, 열중합 개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합 개시제를 사용하는 광중합 반응, 및 전자선을 사용하는 EB경화가 포함된다. 이 중, 광중합 반응이 바람직하다.

중합 개시제의 함유량은, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물 및 다른 중합성 화합물을 포함하는 전중합성 화합물에 대하여 1∼10질량%가 되는 량이 바람직하다.

조성물을 사용하여 광학이방성층을 형성하는 경우의 첨가제의 예로서 상기 이외에는, 표면 성상이나 표면 형상을 제어하기 위한 계면활성제, 액정 화합물의 경사각을 제어하기 위한 첨가제(배향 조제), 배향 온도를 저하시키는 첨가제(가소제), 중합성 모노머, 기타 기능성을 부여하기 위한 약제 등을 들 수 있고, 적의 사용할 수 있다.

<<<함불소 화합물>>>

본 발명의 조성물은, 함불소 화합물을 함유하고 있어도 된다. 함불소 화합물로서는, 하기 일반식1로 표시되는 모노머에 유래하는 반복 단위를 함유하는 중합체(이하, 단순히 「불소계 폴리머」라고도 한다)를 함유하는 것이 바람직하다.

일반식1로 표시되는 모노머에 유래하는 반복 단위를 함유하는 중합체로서는, 하기 (i)의 모노머에 유래하는 반복 단위(중합 단위)의 중합체, 또는 하기 (i)의 모노머에 유래하는 반복 단위(중합 단위) 및 하기 (Ⅱ)의 모노머에 유래하는 반복 단위(중합 단위)를 포함하는 아크릴 수지, 메타아크릴 수지, 및 이들에 공중합 가능한 비닐계 모노머와의 공중합체 등을 들 수 있다. 이와 같은 단량체로서는, Polymer Handbook 2nd ed., J. Brandrup, Wiley lnterscience (1975) Chapter 2, Page 1∼483 기재의 것을 사용할 수 있다.

예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산에스테르류, 메타크릴산에스테르류, 아크릴아미드류, 메타크릴아미드류, 알릴 화합물, 비닐에테르류, 비닐에스테르류 등에서 선택되는 부가중합성 불포화 결합을 1개 갖는 화합물 등을 들 수 있다.

(i) 하기 일반식1로 표시되는 플루오로 지방족기 함유 모노머

일반식1

상기 일반식1에 있어서, R¹은 수소 원자, 할로겐 원자 또는 메틸기를 나타내고, 수소 원자, 메틸기가 바람직하다. X는 산소 원자, 황 원자 또는 -N(R¹²)-를 나타내고, 산소 원자 또는 -N(R¹²)-가 보다 바람직하고, 산소 원자가 더 바람직하다. R¹²은 수소 원자 또는 탄소수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기가 보다 바람직하고, 수소 원자 또는 메틸기가 더 바람직하다. R_f는 -CF₃ 또는 -CF₂H를 나타낸다.

일반식1 중의 m은 1∼6의 정수를 나타내고, 1∼3이 보다 바람직하고, 1인 것이 더 바람직하다.

일반식1 중의 n은 1∼11의 정수를 나타내고, 1∼9가 보다 바람직하고, 1∼6이 더 바람직하다. R_f는 -CF₂H가 바람직하다.

또한 불소계 폴리머 중에 일반식1로 표시되는 플루오로 지방족기 함유 모노머로부터 유도되는 중합 단위가 2종류 이상 구성 성분으로서 포함되어 있어도 된다.

(Ⅱ) 상기 (i)와 공중합 가능한 하기 일반식2로 표시되는 모노머

일반식2

상기 일반식2에 있어서, R¹³은 수소 원자, 할로겐 원자 또는 메틸기를 나타내고, 수소 원자, 메틸기가 보다 바람직하다. Y는 산소 원자, 황 원자 또는 -N(R¹⁵)-를 나타내고, 산소 원자 또는 -N(R¹⁵)-가 보다 바람직하고, 산소 원자가 더 바람직하다. R¹⁵은 수소 원자 또는 탄소수 1∼8의 알킬기를 나타내고, 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기가 보다 바람직하고, 수소 원자 또는 메틸기가 더 바람직하다.

R¹⁴는, 탄소수 1∼60의 직쇄, 분기상 혹은 환상의 알킬기, 방향족기(예를 들면, 페닐기 또는 나프틸기), 또는 이들을 조합한 기를 나타낸다. 상기 알킬기는 폴리(알킬렌옥시)기를 포함해도 된다.

함불소 화합물에 대해서는, 예를 들면 일본 특개2013-254183호 공보의 단락0033∼0047의 기재를 참작할 수 있고, 이 내용은 본원 명세서에 도입된다.

함불소 화합물의 함유량은, 조성물 중의 전고형분에 대하여 0.1∼20질량%가 바람직하고, 0.1∼2질량%가 보다 바람직하다.

<<<용제>>>

본 발명의 조성물은, 용제를 포함하고 있어도 된다. 용제를 포함하는 것에 의해, 광학이방성층의 형성 시에 점도를 내리는 등의 제조 적성을 개량할 수 있다.

용제로서는 제조 적성을 떨어뜨리지 않는 한, 특히 한정되지는 않지만 케톤, 에스테르, 에테르, 알코올, 알칸, 톨루엔, 클로로포름, 메틸렌클로라이드로 이루어지는 군의 적어도 1종에서 선택되는 것이 바람직하고, 케톤, 에스테르, 에테르, 알코올, 알칸으로 이루어지는 군의 적어도 1종에서 선택되는 것이 보다 바람직하고, 케톤, 에스테르, 에테르, 알코올로 이루어지는 군의 적어도 1종에서 선택되는 것이 특히 바람직하다.

조성물 중에 있어서의 용제의 함유량은, 도포성의 점에서 최적의 점도로 하기 위해서 적의 조정되고, 조성물의 성분 구성비에 따라서도 변화하지만, 50∼90질량%가 바람직하다.

<위상차 필름의 제조 방법>

본 발명의 위상차 필름의 제조 방법은, 상기한 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 비액정 화합물을 포함하는 본 발명의 조성물을 지지체 상에 도포하고, 상기 액정 화합물을 스멕틱상으로 고정화하는 공정을 포함한다. 예를 들면, 본 발명의 위상차 필름은, 상기 조성물을 지지체 상에 도포하고, 배향 처리를 행한 후에 배향 상태를 고정함으로써 제조할 수 있다.

<<조성물을 지지체 상에 도포하는 공정>>

지지체는 특히 한정되지 않는다. 광학이방성층을 형성 후, 박리하여 사용하는 경우는 박리하기 쉬운 표면 성상의 재질을 사용해도 되고, 이와 같은 형성용의 가지지체로서는, 유리나 이접착 처리를 하여 있지 않은 폴리에스테르 필름 등을 사용할 수 있다.

투명한 폴리머 필름 상에 형성하여 그대로 적층체로서 사용해도 되고, 적층하여 사용하는 경우의 폴리머 필름의 재료로서는, 셀룰로오스, 환상 올레핀, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐알코올 등 광학 재료에 사용되고 있는 재료를 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 폴리머 필름과 적층을 하지 않고, 편광자를 러빙하여 직접 광학이방성층을 형성한 박막의 편광판이나 액정셀 등의 유리 기판 상에 직접 작성해도 된다.

지지체 상에는, 예를 들면, 일본 특개평7-333433호 명세서에 기재된 바와 같이, 하도층(접착층)를 마련할 수도 있다. 하도층에 대해서는, 발명협회 공개기보(공기번호(公技番號)) 2001-1745, 2001년 3월 15일 발행, 발명협회) 32페이지에 기재가 있으며, 이들을 적의, 사용할 수 있다. 하도층을 형성하기 위한 재료로서는, 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐알코올 등을 사용하는 것이 바람직하다.

<<배향 처리를 행하는 고정(固定)>>

광학이방성층을 형성할 때에는, 조성물 중의 액정 화합물의 분자를 원하는 배향 상태로 하기 위한 기술이 필요하게 된다. 예를 들면, 배향막을 이용하여, 액정 화합물을 원하는 방향으로 배향시키는 기술이 일반적이다. 배향막으로서는, 폴리머 등의 유기 화합물로 이루어지는 러빙 처리막이나 무기 화합물의 사방증착막(斜方蒸着膜), 마이크로 그루브를 갖는 막, 혹은 ω-트리코산산이나 디옥타데실메틸암모늄클로라이드, 스테아릴산메틸과 같은 유기 화합물의 랭뮤어-블로젯법에 의한 LB막을 누적시킨 막 등을 들 수 있다. 배향막으로서는, 폴리머층의 표면을 러빙 처리하여 형성된 것이 바람직하다. 러빙 처리는, 폴리머층의 표면을 종이나 천으로 일정 방향에 수회 문지름으로써 실시된다. 배향층에 사용하는 폴리머의 종류는, 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 일본 특개평9-152509호 공보에 기재된 중합성기를 갖는 폴리머, 일본 특개2005-97377호 공보, 일본 특개2005-99228호 공보, 및 일본 특개2005-128503호 공보 기재의 직교 배향막 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 본 발명에서 말하는 직교 배향막이란, 본 발명의 중합성 봉상 액정 화합물의 분자의 장축을, 직교 배향막의 러빙 방향과 실질적으로 직교하도록 배향시키는 배향막을 의미한다. 배향층의 두께는 배향 기능을 제공할 수 있으면 두꺼울 필요는 없으며, 0.01∼5㎛인 것이 바람직하고, 0.05∼2㎛인 것이 더 바람직하다.

또한, 광배향성의 소재에 편광 또는 비편광을 조사하여 배향막으로 한, 소위, 광배향막도 사용할 수도 있다. 즉, 지지체 상에, 광배향 재료를 도포하여 광배향막을 제작해도 된다. 편광의 조사는, 광배향막에 대하여, 수직 방향 또는 경사 방향으로부터 행할 수 있고, 비편광의 조사는, 광배향막에 대하여, 경사 방향으로부터 행할 수 있다.

본 발명에 이용 가능한 광배향막에 사용되는 광배향 재료로서는, 예를 들면, 일본 특개2006-285197호 공보, 일본 특개2007-76839호 공보, 일본 특개2007-138138호 공보, 일본 특개2007-94071호 공보, 일본 특개2007-121721호 공보, 일본 특개2007-140465호 공보, 일본 특개2007-156439호 공보, 일본 특개2007-133184호 공보, 일본 특개2009-109831호 공보, 일본 특허 제3883848호, 일본 특허 제4151746호에 기재된 아조 화합물, 일본 특개2002-229039호 공보에 기재된 방향족 에스테르 화합물, 일본 특개2002-265541호 공보, 일본 특개2002-317013호 공보에 기재된 광배향성 단위를 갖는 말레이미드 및/또는 알케닐 치환 나디이미드 화합물, 일본 특허 제4205195호, 일본 특허 제4205198호에 기재된 광가교성 실란 유도체, 일본 특표 2003-520878호 공보, 일본 특표 2004-529220호 공보, 일본 특허 제4162850호에 기재된 광가교성 폴리이미드, 폴리아미드, 또는 에스테르, 일본 특개평9-118717호 공보, 일본 특표평10-506420호 공보, 일본 특표 2003-505561호 공보, WO2010/150748호 공보, 일본 특개2013-177561호 공보, 일본 특개2014-12823호 공보에 기재된 광이량화 가능한 화합물, 특히 신나메이트 화합물, 칼콘 화합물, 쿠마린 화합물이 바람직한 예로서 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 아조 화합물, 광가교성 폴리이미드, 폴리아미드, 에스테르, 신나메이트 화합물, 칼콘 화합물이다.

특히 바람직한 광배향 재료의 구체예로서는, 일본 특개2006-285197호 공보에 기재되어 있는 하기 식(X)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

식 중, R¹ 및 R²는, 각각 독립하여, 히드록시기, 또는 (메타)아크릴로일기, (메타)아크릴로일옥시기, (메타)아크릴아미드기, 비닐기, 비닐옥시기, 및 말레이미드기로 이루어지는 군에서 선택되는 중합성기를 나타낸다.

X¹은, R¹이 히드록시기의 경우, 단결합을 나타내고, R¹이 중합성기의 경우, -(A¹-B¹)_m-로 표시되는 연결기를 나타내고, X²는, R²이 히드록시기의 경우, 단결합을 나타내고, R² 또는 R⁸이 중합성기의 경우, -(A²-B²)_n-로 표시되는 연결기를 나타낸다. 여기서, A¹은 R¹ 또는 R⁷과 결합하고, A²는 R² 또는 R⁸과 결합하고, B¹ 및 B²는 각각 인접하는 페닐렌기와 결합한다. A¹ 및 A²는 각각 독립하여 단결합, 또는 2가의 탄화수소기를 나타내고, B¹ 및 B²는 각각 독립하여 단결합, -O-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-CO-O-, 또는 -O-CO-NH-를 나타낸다. m 및 n은 각각 독립하여 0∼4의 정수를 나타낸다. 단, m 또는 n이 2 이상의 때, 복수 있는 A¹, B¹, A² 및 B²는 동일해도 달라도 된다. 단, 2개의 B¹ 또는 B²의 사이에 끼인 A¹ 또는 A²는, 단결합이 아닌 것으로 한다. R³ 및 R⁴는 각각 독립하여, 수소 원자, 할로겐 원자, 카르복시기, 할로겐화메틸기, 할로겐화메톡시기, 시아노기, 니트로기, -OR⁷(단, R⁷는, 탄소 원자수 1∼6의 저급 알킬기, 탄소 원자수 3∼6의 시클로알킬기 또는 탄소 원자수 1∼6의 저급 알콕시기로 치환된 탄소 원자수 1∼6의 저급 알킬기를 나타낸다), 탄소 원자수 1∼4의 히드록시알킬기, 또는 -CONR⁸R⁹(R⁸ 및 R⁹는, 각각 독립하여 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼6의 저급 알킬기를 나타낸다), 또는 메톡시카르보닐기를 나타낸다. 단, 카르복시기는 알칼리금속과 염을 형성하여 있어도 된다.

R⁵ 및 R⁶는 각각 독립하여, 카르복시기, 설포기, 니트로기, 아미노기, 또는 히드록시기를 나타낸다. 단, 카르복시기, 설포기는 알칼리금속과 염을 형성하여 있어도 된다.

<<스멕틱상으로 고정화하는 공정>>

본 발명에 있어서는, 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 스멕틱상으로 고정화한다.

액정 화합물이 네마틱상을 발현하는 온도 영역 쪽이, 액정 화합물이 스멕틱상을 발현하는 온도 영역보다도 높은 것이 보통이다. 따라서, 액정 화합물이 네마틱상을 발현하는 온도 영역까지 액정 화합물을 가열하고, 다음으로, 가열 온도를 액정 화합물이 스멕틱상을 발현하는 온도 영역까지 저하시킴으로써, 액정 화합물을 네마틱상으로부터 스멕틱상으로 전이시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 조성물을 네마틱상과 등방상의 상전이 온도 이상으로 가열한 후에, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도로 하는 것이 바람직하다.

상기 액정 화합물을 네마틱상과 등방상의 상전이 온도 이상으로 가열할 때의 온도는, 액정 화합물의 종류에 따르지만, 60∼200℃가 바람직하고, 100∼140℃가 보다 바람직하다.

가열 시간은, 10초간∼20분간이 바람직하고, 10초간∼10분간이 보다 바람직하고, 10초간∼5분간이 더 바람직하다.

네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도는, 액정 화합물의 종류에 따르지만, 30∼120℃가 바람직하고, 40∼70℃가 보다 바람직하다.

냉각 속도는 1∼100℃/분의 범위 내에서 행하는 것이 바람직하고, 5∼50℃/분의 범위 내인 것이 바람직하다. 냉각 속도가 너무 빠르면 배향 결함이 생겨버리고, 너무 느리면 제조 시간이 걸린다.

스멕틱상으로 고정화하는 수단은, 열중합이나 활성 에너지선에 의한 중합으로 행할 수 있고, 그 중합에 적절한 중합성기나 중합 개시제를 적의 선택함으로써 행할 수 있다. 제조 적성 등을 고려하면 자외선 조사에 의한 중합 반응을 바람직하게 사용할 수 있다. 자외선의 조사량이 적으면, 미중합의 중합성 봉상 액정이 잔존하여, 광학 특성의 온도 변화나, 경시 열화가 일어나는 원인이 된다.

그 때문에, 잔존하는 중합성 봉상 액정의 비율이 5% 이하로 되도록 조사 조건을 정하는 것이 바람직하고, 그 조사 조건은 조성물의 처방이나 광학이방성층의 막두께에도 따르지만 기준으로서 200mJ/cm² 이상의 조사량으로 행해지는 것이 바람직하고, 200∼600mJ/cm²가 보다 바람직하다.

<적층체>

본 발명에서는, 상기한 본 발명의 위상차 필름에, 또 다른 제2의 위상차 필름을 적층하여 적층체로 할 수 있다. 제2의 위상차 필름은, nz>nx=ny를 만족시키는 양(正)의 C 플레이트가 바람직하다.

양의 C 플레이트는, -5≤Re550≤5를 만족시키는 것이 바람직하고, -3≤Re550≤3을 만족시키는 것이 보다 바람직하다.

양의 C 플레이트는, -300≤Rth550≤0를 만족시키는 것이 바람직하고, -200≤Rth550≤-60를 만족시키는 것이 보다 바람직하고, -180≤Rth550≤-80를 만족시키는 것이 더 바람직하다.

또한, 파장450nm, 550nm 및 650nm에서 측정한 두께 방향의 리타데이션값인 Rth450, Rth550 및 Rth650이 하기 식(1) 및 (2)를 만족하는, 양의 C 플레이트인 것이 특히 바람직하다.

식(1) 0.70≤Rth(450)/Rth(550)≤1.00

식(2) 0.99≤Rth(650)/Rth(550)≤1.30

상기 제2의 위상차 필름은, 상기한 본 발명의 위상차 필름을 지지체로서 직접, 혹은 배향막 등의 하도층을 개재하여 도공하는 것, 혹은 별도 준비한 지지체의 위에 배향층을 형성하고, 상기 배향층의 위에 첩합하여 광학이방성층을 형성함으로써 제조할 수 있다.

지지체는, 위상차 필름의 제조 방법으로 설명한 지지체를 사용할 수 있다.

배향막의 재료로서는, 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐알코올 등을 사용할 수 있다.

광학이방성층은, 액정 화합물을 포함하는 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 조성물은, 그 밖의 성분으로서, 수직 배향제, 중합성 화합물, 중합 개시제, 용제 등을 포함하고 있어도 된다.

제2의 위상차 필름에 사용 가능한 액정 화합물에 대해서는, 예를 들면, 일본 특개2009-217256호 공보의 단락0045∼0066의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본원 명세서에 도입된다. 제2의 위상차 필름을 형성하는 액정 화합물은, 하기 일반식(31A)으로 표시되는 화합물 및 하기 일반식(31B)으로 표시되는 화합물의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.

일반식(31A)

일반식(31B)

R₁∼R₄는, 각각 독립적으로, -(CH₂)_n-OOC-CH=CH₂이고, n은 2∼5의 정수를 나타낸다. X 및 Y는 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.

결정 석출을 억지하는 관점에서, 일반식(31A) 또는 (31B)에 있어서, X 및 Y가 메틸기를 나타내는 것이 바람직하다.

제2의 위상차 필름을 형성하기 위한 조성물 중에 있어서의 액정 화합물의 함유량은 특히 한정되지 않지만, 전고형분에 대하여 70∼95질량%인 것이 바람직하고, 80∼95량%인 것이 보다 바람직하고, 0.05∼3질량%인 것이 더 바람직하다. 2종류 이상의 액정 화합물을 사용하는 경우는, 합계량이 상기 범위 내인 것이 바람직하다.

제2의 위상차 필름은 점착제 등을 사용하여 본 발명의 위상차 필름과 첩합함으로써, 본 발명의 적층체를 제조할 수 있다.

<편광판>

본 발명의 편광판은, 편광자와 본 발명의 위상차 필름을 갖는다.

바람직하게는, 편광자의 표면에 위상차 필름이 존재하거나, 또는 편광자와 위상차 필름과의 사이에 두께 10㎛ 이하의 필름이 존재한다. 편광자의 표면에 위상차 필름이 존재하는 편광판은, 본 발명의 조성물을 편광자의 표면에 도포하고, 액정 화합물을 고정화함으로써 제조할 수 있다.

편광자에는, 요오드계 편광자, 이색성 염료를 사용하는 염료계 편광자나 폴리엔계 편광자가 있으며, 본 발명에는 어느 것을 사용해도 된다. 요오드계 편광자 및 염료계 편광자는, 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름을 사용하여 제조할 수 있다.

편광판의 일태양은, 편광자의 한쪽의 표면에 본 발명의 위상차 필름 또는 적층체가 적층되고, 다른 쪽의 표면에 보호 필름이 적층된 편광판이다. 보호 필름에 대해서는 특히 제한은 없고, 상기한 지지체로서 이용 가능한 폴리머 필름의 예에서 선택하는 것이 바람직하다. 보호 필름의 바람직한 일례는, 트리아세틸셀룰로오스 필름 등의 셀룰로오스아실레이트 필름이다. 셀룰로오스아실레이트 필름은, 예를 들면, 도프 용액을 조정하는 공정, 도프 용액을 유연하는 공정, 유연하여 얻어진 필름을 건조하는 공정과, 건조 후의 필름을 연신하는 공정, 연신 후의 필름을 표면 처리하는 공정 등을 거쳐 얻을 수 있다. 도프 용액은, 셀룰로오스에스테르, 중축합 에스테르, 당에스테르 화합물, 자외선 흡수제, 미립자, 용제 등을 포함하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스아실레이트 필름에 대해서는, 예를 들면 일본 특개2013-235232호 공보의 단락0018∼0120의 기재를 참작할 수 있고, 이 내용은 본원 명세서에 도입된다.

또한 위상차 필름과 편광자와의 사이에 10㎛ 이하의 필름을 마련할 수 있지만, 10㎛ 이하의 필름의 예로서는, 하드코트층이나 배향막을 들 수 있다. 하드코트층은, 경화성 화합물, 중합 개시제, 용제 등을 포함하는 경화성 조성물을 경화하여 이루어지는 층이다. 경화성 화합물은, 광 또는 열에 의해 경화하는 화합물이며, 구체적으로는 비닐기, 알릴기, (메타)아크릴로일기, 글리시딜기, 에폭시기 등을 갖는 경화성 관능기를 갖는 화합물이 일례로서 들 수 있다. 중합 개시제 및 용제는, 본 명세서 중에 상기한 것을 사용할 수 있다.

<액정 표시 장치>

본 발명의 액정 표시 장치는, 상기한 본 발명의 위상차 필름, 적층체 또는 편광판을 갖는다.

일반적으로, 액정 표시 장치는, 액정셀 및 그 양측에 배치된 2매의 편광판을 갖고, 액정셀은, 2매의 전극 기판의 사이에 액정을 담지하고 있다. 또한, 광학이방성층이, 액정셀과 한쪽의 편광판과의 사이에 1매 배치되거나, 또는 액정셀과 쌍방의 편광판과의 사이에 2매 배치되는 경우도 있다.

액정셀은, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, OCB(Optical Compensated Bend) 모드, IPS(In-Plane Switching) 모드 또는 ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드인 것이 바람직하고, IPS 모드인 것이 보다 바람직하다. 광배향을 사용한 IPS 모드인 것이 특히 바람직하다.

[실시예]

이하에 실시예와 비교예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 적의 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

[비교예1]

<지지체의 작성>

일본 특개2009-098674호 공보의 실시예1에 기재된 셀룰로오스아실레이트 필름F-2의 제조 방법으로 60㎛의 셀룰로오스아실레이트 필름(Re:1nm, Rth:-6nm, 헤이즈 : 0.2%)를 작성했다.

<지지체의 비누화>

상기 지지체를 온도60℃의 유전식 가열롤을 통과시켜, 필름 표면 온도를 40℃로 승온한 후에, 필름의 편면에 하기에 나타내는 조성의 알칼리 용액을, 바 코터를 사용하여 도포량 14ml/m²로 도포하고, 110℃로 가열하고, (주)노리타케 컴퍼니 리미티드제의 스팀식 원적외 히터 하에, 10초간 반송했다. 계속해서, 동일하게 바 코터를 사용하여, 순수를 3ml/m² 도포했다. 이어서, 파운틴 코터에 의한 수세와 에어나이프에 의한 물기 제거를 3회 반복한 후에, 70℃의 건조존에 10초간 반송하고 건조하여, 알칼리 비누화 처리한 아세틸셀룰로오스 투명 지지체를 제작했다.

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알칼리 용액의 조성(질량부)

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수산화칼륨 4.7질량부

물 15.8질량부

이소프로판올 63.7질량부

계면활성제

SF-1:C₁₄H₂₉O(CH₂CH₂O)₂₀H 1.0질량부

프로필렌글리콜 14.8질량부

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<하도층의 작성>

상기 비누화아세틸셀룰로오스 투명 지지체를 사용하여, 하기의 조성의 변성 폴리비닐알코올 용액을 #14의 와이어바로 연속적으로 도포했다. 100℃의 온풍으로 120초 건조하여, 하도층을 형성했다.

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변성 폴리비닐알코올 용액의 조성

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하기 변성 폴리비닐알코올 2.4질량부

이소프로필알코올 1.6질량부

메탄올 36질량부

물 60질량부

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변성 폴리비닐알코올

<광배향막의 작성>

상기 하도층에, 하기의 조성의 광배향막 형성용 도포액을 #2 와이어바로 도포했다. 60℃의 온풍으로 60초 건조하여, 광배향막을 제작했다. 광배향막에, 공기 하에서 750mW/cm²의 초고압 수은 램프(UL750,HOYA CANDEO OPTRONICS 주식회사제)를 사용하여 자외선을 수직으로 조사했다. 이 때, 와이어 그리드 편광자(Moxtek사제, ProFlux PPL02)를 광배향막의 면과 평행하게 되도록 셋팅하여 노광을 행했다. 이 때 사용하는 자외선의 조도는 UV-A 영역(파장380nm∼320nm의 적산)에 있어서 5mW/cm², 조사량은 UV-A 영역에 있어서 50mJ/cm²로 했다.

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광배향막 형성용 도포액의 조성

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하기 광배향용 소재 1질량부

물 16질량부

부톡시에탄올 42질량부

프로필렌글리콜모노메틸에테르 42질량부

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광배향용 소재 :

<광학이방성층의 작성>

계속해서, 하기의 광학이방성층용 도포액A를 작성했다. 이 도포액을 슬라이드 유리의 표면에 도포하고, 가열하면서 편광현미경으로 관찰했다. 그 결과, 이소트로픽-네마틱상의 전이 온도(TNI)는 133℃, 스멕틱A상-네마틱상의 상전이 온도(TSmN)는 75℃이었다.

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광학이방성층용 도포액A의 조성

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스멕틱 액정 화합물 Sm-1 57.5질량부

봉상 화합물 RL-1 30질량부

봉상 화합물 RL-2 12.5질량부

광중합 개시제 P-1 6.0질량부

함불소 화합물 F-1 0.2량부

시클로펜탄온 227.1질량부

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스멕틱 액정 화합물 Sm-1

봉상 화합물 RL-1

봉상 화합물 RL-2

광중합 개시제P-1

함불소 화합물F-1

상기 지지체 상에 형성된 광배향막 상에, 광학이방성층용 도포액A를, #5 바 코터를 사용하여 도포했다. 이어서, 막면 온도140℃에서 10초간 가열 숙성하고, 50℃까지 냉각한 후에, 질소 분위기 하에서 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스(주)제)를 사용하여 500mJ/cm²의 자외선을 조사하여, 그 배향 상태를 고정화함으로써 광학이방성층을 형성했다. 형성된 광학이방성층의 지상축은, 광배향막에의 편광조사에 사용한 와이어 그리드 편광자의 투과축에 대하여 수직 방향이었다. 이 때, 광학이방성층의 두께는 2.4㎛이었다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 144nm, Rth가 71nm, Re(450)/Re(550)이 0.87이었다.

[실시예1]

비교예1의 광학이방성층용 도포액A를, 하기 광학이방성층용 도포액B로 변경하는 이외는 비교예1과 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 작성했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 142nm, Rth가 70nm이었다.

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광학이방성층용 도포액B의 조성

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스멕틱 액정 화합물Sm-1 57.5질량부

봉상 화합물RL-1 30질량부

봉상 화합물RL-2 12.5질량부

광중합 개시제P-1 6.0질량부

함불소 화합물F-1 0.2량부

첨가제A-1 6.0질량부

시클로펜탄온 227.1질량부

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첨가제A-1(2-메틸-2-아다만틸아크릴레이트; IS Chemical Technology제)

분자량 : 220

[실시예2]

첨가제A-1을 하기 첨가제A-2로 변경한 이외는 실시예1과 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 형성했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 142nm, Rth가 70nm이었다.

첨가제A-2(2-에틸-2-아다만틸아크릴레이트)

분자량 : 234

[실시예3]

첨가제A-1을 하기 첨가제A-3으로 변경하고, 고정화의 온도를 42℃로 변경한 이외는 실시예1과 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 형성했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 145nm, Rth가 71nm이었다.

첨가제A-3(4-아다만틸톨루엔)

분자량 : 226

[비교예2]

첨가제A-1을 하기 첨가제A-4로 변경한 이외는 실시예1과 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 형성했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 140nm, Rth가 69nm이었다.

첨가제A-4(A-DCP; 신나카무라가가쿠고교(주))

분자량 : 304

[줄무늬상 결함의 평가]

편광현미경으로 상기 광학이방성층을 소광위에 두고, 계속해서 상하의 편광판을 동일한 방향으로 2°씩 어긋나게 한 상태에서 관찰을 행하여, 줄무늬상 결함을 하기 4단계로 평가를 행했다.

1점 : 도 1에 나타내는 상태

2점 : 도 2에 나타내는 상태

3점 : 도 3에 나타내는 상태

4점 : 도 4에 나타내는 상태

[액정 표시 장치에 의한 평가]

<양의 C 플레이트용 배향막의 작성>

상기 아세틸셀룰로오스 투명 지지체를 사용하여, 하기의 조성의 배향막C 형성용 도포액을 #8의 와이어바로 연속적으로 도포했다. 60℃의 온풍으로 60초, 추가로 100℃의 온풍으로 120초 건조하여, 배향막C를 형성했다.

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배향막C 형성용 도포액의 조성

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폴리비닐알코올PVA103(쿠라레이사제) 2.4질량부

이소프로필알코올 1.6질량부

메탄올 36질량부

물 60질량부

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<양의 C 플레이트의 작성>

배향막C 상에, 하기 도포액K를 도포하고, 60℃ 60초간 숙성시킨 후에, 공기 하에서 70mW/cm²의 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스(주)제)를 사용하여 1000mJ/cm²의 자외선을 조사하여, 그 배향 상태를 고정화함으로써, 중합성 봉상 액정 화합물을 수직 배향시켜, 양의 C 플레이트를 작성했다. 파장550nm에 있어서 Rth가 -97nm이었다.

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광학이방성층용 도포액K의 조성

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액정 화합물B01 80질량부

액정 화합물B02 20질량부

수직 배향제(S01) 1질량부

수직 배향제(S02) 0.5질량부

에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트

(V#360, 오사카유키가가쿠(주)제) 8질량부

이르가큐어(등록상표)907(BASF제) 3질량부

카야큐어(등록상표)DETX(니혼가야쿠(주)제) 1질량부

B03 0.4질량부

메틸에틸케톤 220질량부

시클로헥산온 39질량부

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<광학이방성층과 양의 C 플레이트의 첩합>

비교예1에서 작성한 광학이방성층의 도포면측에, 점착제를 사용하여 상기 양의 C 플레이트의 도포면측을 첩합했다. 첩합 후에 형성용 가지지체를 박리하여, 적층체를 제작했다.

<편광판의 제작>

TD80UL(후지필름제)의 지지체 표면을 알칼리 비누화 처리했다. 1.5규정의 수산화나트륨 수용액에 55℃에서 2분간 침지하고, 실온의 수세 욕조 중에서 세정하고, 30℃에서 0.1규정의 황산을 사용하여 중화했다. 다시, 실온의 수세 욕조 중에서 세정하고, 추가로 100℃의 온풍으로 건조했다.

계속해서, 두께80㎛의 롤상 폴리비닐알코올 필름을 요오드 수용액 중에서 연속하여 5배로 연신하고, 건조하여 두께20㎛의 편광자를 얻었다.

다른 쪽의 표면에, 상기에서 준비한 적층체의 도포면과 반대의 면을 첩합하고, 편광자를 끼워넣어, TD80UL(후지필름가부시키가이샤)과 적층 광학 필름이 편광자의 보호 필름으로 되어 있는 편광판을 제작했다. 첩합에는, 폴리비닐알코올계 접착제 수용액을 이용했다. 또한, 첩합은, 광학이방성층의 지상축과, 편광자의 흡수축을 직교로 하여 적층하여 행했다.

<액정 표시 장치의 제작>

iPad(등록상표, Apple사제)의 액정셀로부터 시인측의 편광판을 떼어내어, IPS 모드의 액정셀로서 이용했다.

떼어낸 편광판 대신에, 상기에서 작성한 적층 광학이방성층 부착 편광판을 액정셀에 첩합하여, 액정 표시 장치를 작성했다. 이 때, 액정셀 기판면에 대하여 수직한 방향으로부터 관찰했을 때, 편광판의 흡수축과, 액정셀 내의 액정층의 광축이 수직한 방향으로 되도록 첩합했다.

<평가>

표시 성능의 측정은, 시판의 액정 시야각, 색도 특성 측정 장치 Ezcontrast(ELDIM사제)를 사용하여, 백라이트는 시판의 액정 표시 장치 iPad(등록상표, Apple사제)를 사용했다. 편광판을 첩합한 액정셀을, 광학이방성층이 백라이트측과 반대측이 되도록, 설치하여 측정을 행했다.

(정면 콘트라스트)

백표시에 있어서의 패널에 대하여 수직 방향으로부터의 휘도(Yw) 및 흑표시에 있어서의 패널에 대하여 수직 방향으로부터의 휘도(Yb)를 측정하여, 패널에 대하여 수직 방향의 콘트라스트비(Yw/Yb)를 산출하고, 정면 콘트라스트로 하여, 이하의 기준으로 평가했다.

A : 정면 콘트라스트가 시인측의 편광판을 바꿔붙이기 전에 대하여 95% 이상

B : 정면 콘트라스트가 시인측의 편광판을 바꿔붙이기 전에 대하여 85% 이상 95% 미만

C : 정면 콘트라스트가 시인측의 편광판을 바꿔붙이기 전에 대하여 75% 이상 85% 미만

D : 정면 콘트라스트가 시인측의 편광판을 바꿔붙이기 전에 대하여 75% 미만

실시예1∼3, 비교예1, 2에서 제작한 광학이방성층의 평가를 하기 표에 나타낸다.

하기 표로부터, TNI 저하가 30℃ 이하에서는, 줄무늬 결함이 개량되어 있고, TNI 저하가 10℃ 이하에서는 그 효과가 큰 것을 알 수 있다.

비교예1, 2, 실시예1, 2로부터, 줄무늬상 결함의 평가와 정면 콘트라스트가 대응하고 있어, 줄무늬상 결함이 패널 콘트라스트 저하의 원인인 것을 알 수 있다. 실시예3은, 줄무늬상 결함이 양호하지만, 광학이방성층에 결정이 발생했기 때문에, 정면 콘트라스트는 측정하지 않았다.

[실시예4]

비교예1의 광학이방성층용 도포액A를, 하기 광학이방성층용 도포액C에, 숙성 온도를 170℃, 고정화 온도를 120℃로 하는 이외는 비교예1과 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 작성했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 102nm, Rth가 50nm이었다.

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광학이방성층용 도포액C의 조성

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스멕틱 액정 화합물Sm-2 87.5질량부

봉상 화합물RL-2 12.5질량부

광중합 개시제P-1 6.0질량부

함불소 화합물F-1 0.2질량부

첨가제A-3 6.0질량부

클로로포름 227.1질량부

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스멕틱 액정 화합물 Sm-2

[비교예3]

실시예4의 첨가제 A-3을 0질량부로 하는 이외는 실시예4와 같은 방법에 의해 광학이방성층을 제작했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 105nm, Rth가 51nm이었다.

비교예3과 실시예4의 비교로부터, 첨가제A-3에 의해 줄무늬상 결함이 개량하여 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예3과 실시예4의 비교로부터, 고정화 온도가 첨가제 융점보다도 높은 경우, 결정이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.

[실시예5]

비교예1의 광학이방성층용 도포액A를, 하기 광학이방성층용 도포액D에, 숙성 온도를 120℃, 고정화 온도를 40℃로 하는 이외는 비교예1과 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 작성했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 파장550nm에 있어서 Re가 130nm, Rth가 64nm이었다.

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광학이방성층용 도포액C의 조성

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스멕틱 액정 화합물Sm-3 57.5질량부

봉상 화합물RL-3 30질량부

봉상 화합물RL-2 12.5질량부

광중합 개시제P-1 6.0질량부

함불소 화합물F-1 0.2량부

첨가제 A-1 6.0질량부

클로로포름 227.1질량부

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스멕틱 액정 화합물Sm-3

봉상 화합물RL-3

[비교예4]

실시예5의 첨가제 A-1을 0질량부로 하는 이외는 실시예5와 같은 방법에 의해 광학이방성층을 제작했다.

[실시예6][실시예7]

실시예1의 숙성 온도와 고정화 온도를 하기 표와 같이 변경하는 이외는, 실시예1과 같은 방법에 의해 광학이방성층을 제작했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 오지케이소쿠키키(주)사제)를 사용하여, Re의 광입사 각도 의존성 및 광축의 경사각을 측정했더니, 실시예6에서는, 파장550nm에 있어서 Re가 142nm, Rth가 70nm이었다. 또한, 실시예7에서는, 파장550nm에 있어서 Re가 138nm, Rth가 68nm이었다.

실시예6과 실시예1의 비교에 의해, 숙성 온도를 TNI 이상으로 함으로써 줄무늬가 양화(良化)하는 것을 알 수 있다. 실시예7과 실시예1의 비교에 의해, 고정화 온도를 TSmN보다 10℃ 이상 낮게 함으로써, 줄무늬상 결함이 양화하는 것을 알 수 있다.

[실시예11∼실시예14]

첨가제A-1을, 첨가제A-5(실시예11), 첨가제A-6(실시예12), 첨가제A-7(실시예13), 또는 첨가제A-8(실시예14)로 변경한 이외는 실시예1과 마찬가지의 방법에 의해, 광학이방성층을 형성했다. 실시예1과 마찬가지로 평가한 결과를 하기 표에 나타낸다.

첨가제A-5 : 비스[2-(2-메톡시에톡시)에틸]에테르 :

CH₃O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-OCH₃

분자량222

첨가제A-6 : 비스(2-부톡시에틸)에테르 :

CH₃(CH₂)₃-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-(CH₂)₃CH₃

분자량218

첨가제A-7 : APG-200(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤)

CH₂=CHCOO-(CH(CH₃)CH₂O)_m-(CH₂CH(CH₃)O)_nOCCH=CH₂(m+n=3)

분자량300

첨가제A-8 : A-200(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤)

CH₂=CH-CO-O(CH₂-CH₂O)_nOC-CH=CH₂(n=4)

분자량308

[비교예11∼비교예13]

첨가제A-1을, 첨가제A-9(비교예11), 첨가제A-10(비교예12), 또는 첨가제A-11(비교예13)로 변경한 이외는 실시예1과 마찬가지의 방법에 의해, 광학이방성층을 형성했다. 실시예1과 마찬가지로 평가한 결과를 하기 표에 나타낸다.

첨가제A-9 : SP327(오사카유키가가쿠고교가부시키가이샤)

첨가제A-10 : DCP(신나카무라가가쿠고교가부시키가이샤)

첨가제A-11 : tert-부탄올

C(CH₃)₃OH

[실시예8]

<편광판 보호 필름의 제작>

(에어층용 셀룰로오스에스테르 용액의 제조)

하기의 조성물을 믹싱탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여, 각 성분을 용해하여, 에어층용 셀룰로오스에스테르 용액을 제조했다.

에어층용 셀룰로오스에스테르 용액의 조성

·셀룰로오스에스테르(아세틸 치환도2.86) 100질량부

·식(R-I)의 당에스테르 화합물 3질량부

·식(R-Ⅱ)의 당에스테르 화합물 1질량부

·하기 자외선 흡수제 2.4중량부

·실리카 입자 분산액 0.026질량부

(AEROSIL(등록상표)R972, 평균 입경 : 16nm, 니혼에어로질(주)제)

·메틸렌클로라이드 339질량부

·메탄올 74질량부

·부탄올 3질량부

식(R-I)

식(R-Ⅱ)

자외선 흡수제:

(드럼층용 셀룰로오스에스테르 용액의 제조)

하기의 조성물을 믹싱탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여, 각 성분을 용해하여, 드럼층용 셀룰로오스에스테르 용액을 제조했다.

드럼층용 셀룰로오스에스테르 용액의 조성

·셀룰로오스에스테르(아세틸 치환도 2.86) 100질량부

·식(R-I)의 당에스테르 화합물 3질량부

·식(R-Ⅱ)의 당에스테르 화합물 1질량부

·자외선 흡수제 2.4질량부

· 실리카 입자 분산액(AEROSIL R972, 평균 입경 : 16nm,

니혼에어로질(주)제) 0.091질량부

·메틸렌클로라이드 339질량부

·메탄올 74질량부

·부탄올 3질량부

(코어층용 셀룰로오스에스테르 용액의 제조)

하기의 조성물을 믹싱탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여, 각 성분을 용해하여, 코어층용 셀룰로오스에스테르 용액을 제조했다.

코어층용 셀룰로오스에스테르 용액의 조성

·셀룰로오스에스테르(아세틸 치환도 2.86) 100질량부

·식(R-Ⅱ)의 당에스테르 화합물 8.3질량부

·식(R-Ⅱ)의 당에스테르 화합물 2.8질량부

·상기 자외선 흡수제 2.4질량부

·메틸렌클로라이드 266질량부

·메탄올 58질량부

·부탄올 2.6질량부

(공유연에 의한 제막)

유연 다이로서, 공유연용으로 조정한 피드 블록을 장비하여, 3층 구조의 필름을 성형할 수 있도록 한 장치를 사용했다. 상기 에어층용 셀룰로오스에스테르 용액, 코어층용 셀룰로오스에스테르 용액, 및, 드럼층용 셀룰로오스에스테르 용액을 유연구로부터 -7℃로 냉각한 드럼 상에 공유연했다. 이 때, 두께의 비가 에어층/코어층/드럼층=7/90/3이 되도록 각 도프의 유량을 조정했다.

직경 3m의 드럼인 경면(鏡面) 스테인리스 지지체 상에 유연했다. 드럼 상에서 34℃의 건조풍을 270m³/분 맞혔다.

그리고, 유연부의 종점부로부터 50cm 전에서, 유연하며 회전해온 셀룰로오스에스테르 필름을 드럼으로부터 떼어낸 후, 양단을 핀텐터로 클립했다. 박리 시, 반송 방향(길이 방향)으로 5%의 연신을 행했다.

핀텐터로 유지된 셀룰로오스에스테르 웹을 건조존에 반송했다. 최초 건조에서는 45℃의 건조풍을 송풍하고, 다음으로 110℃에서 5분 건조했다. 이 때, 셀룰로오스에스테르 웹을 폭 방향으로 배율을 10%로 연신하면서 반송했다.

핀텐터로부터 웹을 이탈시킨 후, 핀텐터로 유지되어 있던 부분을 연속적으로 절취하여, 웹의 폭 방향 양단부에 15mm의 폭으로 10㎛의 높이의 요철을 두었다. 이 때의 웹의 폭은 1610mm이었다. 반송 방향으로 210N의 인장 응력의 부하를 걸면서 140℃에서 10분 건조했다. 또한, 웹이 원하는 폭으로 되도록 폭 방향단부를 연속적으로 절취하여, 막두께 41㎛의 셀룰로오스에스테르 필름을 제작했다.

(하드코트층의 제작)

하드코트층 형성용의 도포액으로서, 하기 경화성 조성물을 제조했다.

(경화성 수지 조성물)

·KAYARAD DPHA[니혼가야쿠(주)제] 48.5질량부

·KAYARAD PET30[니혼가야쿠(주)제] 48.5질량부

·이르가큐어127 : 중합 개시제[BASF제] 3.0질량부

·톨루엔 97.0질량부

·시클로헥산온 3.0질량부

상기에서 제작한 셀룰로오스에스테르 필름 상에, 일본 특개2006-122889호 공보의 실시예1에 기재된 슬롯 다이를 사용한 다이 코팅법으로, 상기 경화성 수지 조성물을 반송 속도 30m/분의 조건으로 도포하고, 60℃에서 60초 건조시켰다. 그 후, 추가로 질소 퍼지 하(산소 농도 약 0.1%)에서 160W/cm의 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스(주)제)를 사용하여, 조도 400mW/cm², 조사량 390mJ/cm²의 자외선을 조사하여 도포층을 경화시키고, 권취했다. 경화층의 막두께는 4㎛로 되도록 도포량을 조정했다. 이와 같이 하여, 총막두께 45㎛의 하드코트층 부착 편광판 보호 필름(이후, 단순히 「편광판 보호 필름」라고도 한다)를 제작했다.

<편면 편광판의 제작>

편광판 보호 필름을 준비하여, 55℃로 유지한 1.5mol/L의 NaOH수용액(비누화액)에 2분간 침지한 후, 필름을 수세했다. 그 후, 25℃의 0.05mol/L의 황산수용액에 30초 침지한 후, 추가로 수세욕을 30초 유수 하에 통과시켜, 필름을 중성의 상태로 했다. 그리고, 에어나이프에 의한 물기 제거를 3회 반복하여, 물을 털어낸 후에 70℃의 건조존에 15초간 체류시켜 건조하여, 비누화 처리한 필름을 제작했다.

비누화한 편광판 보호 필름을, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 막두께 20㎛의 편광자(폴리비닐알코올계 수지 함유 편광자)의 편면에 첩합하고, 70℃에서 10분 이상 건조하여, 편광판A를 제작했다. 여기서, 편광자의 투과축과 필름의 반송 방향이 직교하도록 배치했다. 또, 첩합 시에는, 편광판 보호 필름 중의 필름측을 편광자측을 향하여 첩합을 행했다.

<편면 편광판 상 광배향막의 제작>

상기 제작한 편면 편광판의 편광자 상에 직접, [비교예1]에서 나타낸 광배향막 도포액을 도포하여, 광배향막을 제작하고, 와이어 그리드 편광자를 개재하여 직선 편광의 노광을 행했다.

<광학이방성층의 제작>

상기 제작한 편면 편광판 상 광배향막에 광학이방성층용 도포액B를, #5 바 코터를 사용하여 도포했다. 이어서, 막면 온도80℃에서 300초 숙성하고, 50℃까지 냉각한 후에, 질소 분위기 하에서 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스(주)제)를 사용하여 500mJ/cm²의 자외선을 조사하여, 그 배향 상태를 고정화함으로써 광학이방성층을 형성했다.

[비교예5]

광학이방성층용 도포액B를 광학이방성층용 도포액A로 변경하는 이외는, 실시예8과 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 제작했다.

[실시예9]

<편면 편광판 상 직접 도포에 의한 광배향막의 제작>

실시예8에서 제작한 편면 편광판의 표면에 편광자의 길이 방향 즉 편광자의 흡수축 방향으로 연속적으로 러빙 처리를 실시했다. 러빙 처리 표면 상에, 광학이방성층용 도포액B를, #5 바 코터를 사용하여 도포했다. 이어서, 막면 온도80℃에서 300초 숙성하고, 50℃까지 냉각한 후에, 질소 분위기 하에서 공랭 메탈할라이드 램프(아이그래픽스(주)제)를 사용하여 500mJ/cm²의 자외선을 조사하여, 그 배향 상태를 고정화함으로써 광학이방성층을 형성했다. 형성된 광학이방성층의 지상축은, 편광자의 길이 방향에 대하여 평행 방향이었다.

[비교예6]

광학이방성층용 도포액B를 광학이방성층용 도포액A로 변경하는 이외는, 실시예9와 같은 방법에 의해, 광학이방성층을 제작했다.

편면 편광판 상에서도, 하도(下塗) 부착 비누화 택 필름 상과 같이, 첨가제A-1에 의해 줄무늬상 결함이 개량하는 것을 알 수 있다.

[표 3]

[표 4]

[표 5]

Claims

스멕틱상을 나타내는 액정 화합물이 스멕틱상으로 고정화되어 있는 위상차 필름으로서, 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 위상차 필름:
조건A : 분자량이 10000 이하이다;
조건B : T0-T1≤30℃;
T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
제1항에 있어서,
상기 비액정 화합물이, 하기 조건B-1을 만족시키는 위상차 필름;
조건B-1 : T0-T1≤10℃
T0 및 T1은 제1항과 동의이다.
제1항에 있어서,
상기 비액정 화합물이, 하기 조건C 및 D를 만족시키는, 위상차 필름.
조건C : 비점>T0;
조건D : T0'-T1'≤15℃;
T0은 제1항과 동의이다.
T0'는, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하며, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 스멕틱상과 네마틱상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1'는, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대해서 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 스멕틱상과 네마틱상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
스멕틱상을 나타내는 액정 화합물이 스멕틱상으로 고정화되어 있는 위상차 필름으로서, 하기 조건A 및 B를 만족시키며 가교환 구조를 갖는 비액정 화합물을 포함하는 위상차 필름:
조건A : 분자량이 10000 이하이다;
조건B : T0-T1≤30℃;
T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위상차 필름이 상기 액정 화합물과 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물로 형성되고, 상기 비액정 화합물의 융점이, 상기 조성물의 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 낮은 위상차 필름.
제5항에 있어서,
상기 조성물의 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도가 100℃ 이하인 위상차 필름.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
하기 식을 만족시키는 위상차 필름;
Re450/Re550<1
Re450은, 파장450nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타내고, Re550은 파장550nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타낸다.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
nx>ny=nz를 만족시키는 위상차 필름;
단, nx는 광학이방성층면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny는 광학이방성층면 내에 있어서 nx에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 nx 및 ny에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액정 화합물을, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화한 위상차 필름.
제9항에 있어서,
상기 액정 화합물을, 네마틱상과 등방상의 상전이 온도 이상으로 가열한 후에, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화한 위상차 필름.
스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 조성물을 지지체 상에 도포하고, 상기 액정 화합물을 스멕틱상으로 고정화하는 공정을 포함하는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름의 제조 방법;
조건A : 분자량이 10000 이하이다;
조건B : T0-T1≤30℃;
T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
제11항에 있어서,
상기 액정 화합물을, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화하는 위상차 필름의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 액정 화합물을, 네마틱상과 등방상의 상전이 온도 이상으로 가열한 후에, 네마틱상과 스멕틱상의 상전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 온도에서 고정화하는 위상차 필름의 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 액정 화합물을, 40℃∼200℃로 가열한 후에, 25℃∼120℃에서 고정화하는 위상차 필름의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름과, 제2의 위상차 필름을 갖는 적층체.
제15항에 있어서,
상기 제2의 위상차 필름이 nz>nx=ny를 만족시키는 필름인 적층체;
단, nx는 광학이방성층면 내에 있어서의 지상축 방향의 굴절률을 나타내고, ny는 광학이방성층면 내에 있어서 nx에 직교하는 방향의 굴절률을 나타내고, nz는 nx 및 ny에 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다.
스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 조성물;
조건A : 분자량이 10000 이하이다;
조건B : T0-T1≤30℃;
T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
편광자와, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름을 갖는 편광판.
편광자와, 제15항에 기재된 적층체를 갖는 편광판.
제18항에 있어서,
편광자의 표면에 상기 위상차 필름이 존재하거나, 편광자와 상기 위상차 필름과의 사이에 두께 10㎛ 이하의 필름이 존재하는 편광판.
제19항에 있어서,
편광자의 표면에 상기 위상차 필름이 존재하거나, 편광자와 상기 위상차 필름과의 사이에 두께 10㎛ 이하의 필름이 존재하는 편광판.
제18항에 있어서,
스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 조성물을 편광자의 표면에 도포하고, 액정 화합물을 고정화함으로써 얻어지는 편광판.
조건A : 분자량이 10000 이하이다;
조건B : T0-T1≤30℃;
T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
제19항에 있어서,
스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과 하기 조건A 및 B를 만족시키는 비액정 화합물을 포함하는 조성물을 편광자의 표면에 도포하고, 액정 화합물을 고정화함으로써 얻어지는 편광판.
조건A : 분자량이 10000 이하이다;
조건B : T0-T1≤30℃;
T0은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물을 포함하고, 상기 비액정 화합물을 포함하지 않는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
T1은, 상기 스멕틱상을 나타내는 액정 화합물과, 상기 액정 화합물의 질량에 대하여 6질량%의 상기 비액정 화합물을 포함하는 조성물의 네마틱상과 등방상의 상전이 온도를 나타내고, 단위는 ℃이다.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 위상차 필름을 갖는 액정 표시 장치.
제15항에 기재된 적층체를 갖는 액정 표시 장치.
제18항에 기재된 편광판을 갖는 액정 표시 장치.