KR20150065600A - 광학 이방성 막의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
Δn이 높고, 우수한 광학 특성을 갖는 광학 이방성막을 제공한다.
이하의 공정 (A) 및 (B)를 이 순서대로 행하는 광학 이방성 막의 제조 방법을 제공한다.
(A) 광중합 개시제와, 용제와, 250 nm 내지 370 nm의 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 중합성 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 공정
(B) 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물에, 파장 200 nm 내지 500 nm의 광으로서, 파장 범위가 250 nm 미만인 광을 조사하는 공정
이하의 공정 (A) 및 (B)를 이 순서대로 행하는 광학 이방성 막의 제조 방법을 제공한다.
(A) 광중합 개시제와, 용제와, 250 nm 내지 370 nm의 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 중합성 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 공정
(B) 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물에, 파장 200 nm 내지 500 nm의 광으로서, 파장 범위가 250 nm 미만인 광을 조사하는 공정
Description
본 발명은 광학 이방성 막의 제조 방법에 관한 것이다.
플랫 패널 표시 장치(FPD)에는, 편광판, 위상차판 등의, 광학 이방성 막을 포함하는 부재가 사용되고 있다. 이러한 광학 이방성 막으로서, 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물을 기재 상에 도포함으로써 제조된 광학 이방성 막이 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 배향 처리를 실시한 기재에, 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포하고, 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써 형성된 광학 이방성 막이 기재되어 있다.
종래의 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 이방성 막은, 광학 특성이 충분하지 않았다.
본 발명은 이하의 발명을 포함한다.
[1] 이하의 공정 (A) 및 (B)를 이 순서대로 행하는 광학 이방성 막의 제조 방법.
(A) 광중합 개시제와, 용제와, 250 nm 내지 370 nm 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 중합성 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 공정
(B) 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물에, 파장이 200 nm 내지 500 nm인 광으로서, 파장 범위가 250 nm 미만인 광을 조사하는 공정
[2] 광중합 개시제의 극대 흡수 파장이 300 nm 내지 380 nm인 [1]에 기재된 광학 이방성 막의 제조 방법.
[3] 조사되는 광이, 파장이 365 nm인 광을 포함하는 [1] 또는 [2]에 기재된 광학 이방성 막의 제조 방법.
[4] 조사되는 광이, 파장이 365 nm의 휘선인 [1]에 기재된 광학 이방성 막의 제조 방법.
[5] 중합성 액정 화합물이 식 (A)로 표시되는 화합물인, [1]에 기재된 방법에 의해 얻어지는 광학 이방성 막.
[식 (A) 중,
X1은, 산소 원자, 황 원자 또는 NR1-을 나타낸다. R1은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.
Y1은, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼12의 1가의 방향족 탄화수소기 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 3∼12의 1가의 방향족 복소환식기를 나타낸다.
Q3 및 Q4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 1가의 지방족 탄화수소기, 탄소수 3∼20의 1가의 지환식 탄화수소기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼20의 1가의 방향족 탄화수소기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, -NR2R3 또는 -SR2를 나타내거나, 또는, Q3과 Q4가 서로 결합하여, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 방향환 또는 방향족 복소환을 형성한다. R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.
D1 및 D2는, 각각 독립적으로, 단결합, -C(=O)-O-, -C(=S)-O-, -CR4R5-, -CR4R5-CR6R7-, -O-CR4R5-, -CR4R5-O-CR6R7-, -CO-O-CR4R5-, -O-CO-CR4R5-, -CR4R5-O-CO-CR6R7-, -CR4R5-CO-O-CR6R7- 또는 -NR4-CR5R6- 또는 -CO-NR4-를 나타낸다.
R4, R5, R6 및 R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.
G1 및 G2는, 각각 독립적으로, 탄소수 5∼8의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자 또는 -NH-로 치환되어 있어도 좋으며, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는, 제3 급 질소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
L1 및 L2는, 각각 독립적으로, 1가의 유기기를 나타내고, L1 및 L2 중 적어도 하나는, 중합성기를 갖는다.]
[6] [1]에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 이방성 막.
[7] 하기 식 (1) 및 (2)를 만족시키는 [6]에 기재된 광학 이방성 막.
Δn(450)/Δn(550)≤1.00 (1)
1.00≤Δn(650)/Δn(550) (2)
(Δn(450), Δn(550), Δn(650)은 각각 파장 450 nm, 550 nm, 650 nm의 광에 대한 복굴절을 나타낸다.)
[8] 위상차성을 갖는 [6] 또는 [7]에 기재된 광학 이방성 막.
[9] [6]에 기재된 광학 이방성 막을 포함하는 위상차 필름.
[10] [6]에 기재된 광학 이방성 막을 포함하는 편광판.
[11] [6]에 기재된 광학 이방성 막을 구비한 표시 장치.
본 발명에 의하면, Δn이 높고, 우수한 광학 특성을 갖는 광학 이방성 막을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관련된 편광판의 일례를 도시한 단면 모식도이다.
도 2는, 본 발명에 관련된 액정 표시 장치의 일례를 도시한 단면 모식도이다.
도 3은, 본 발명에 관련된 유기 EL 표시 장치의 일례를 도시한 단면 모식도이다.
도 2는, 본 발명에 관련된 액정 표시 장치의 일례를 도시한 단면 모식도이다.
도 3은, 본 발명에 관련된 유기 EL 표시 장치의 일례를 도시한 단면 모식도이다.
<기재>
기재는, 수지 기재인 것이 바람직하다.
수지 기재는, 통상 투명 수지 기재이다. 투명 수지 기재란, 광, 특히 가시광을 투과할 수 있는 투광성을 갖는 기재를 의미하며, 투광성이란, 파장 380 nm∼780 nm에 걸친 광선에 대한 투과율이 80% 이상이 되는 특성을 말한다. 수지 기재에는, 통상 필름형의 것이 이용되고, 바람직하게는 장척 필름 롤이 이용된다. 한편, 본 명세서에 있어서 「장척 필름 롤」이란, 「롤형의 장척 필름」 및 「롤형의 장척 필름으로부터 권출된 장척 필름」을 총칭한다.
기재를 구성하는 수지로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보넨계 폴리머 등의 폴리올레핀; 폴리비닐알콜; 폴리에틸렌테레프탈레이트; 폴리메타크릴산에스테르; 폴리아크릴산에스테르; 셀룰로오스에스테르; 폴리에틸렌나프탈레이트; 폴리카보네이트; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리에테르케톤; 폴리페닐렌술피드; 및 폴리페닐렌옥사이드를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보넨계 폴리머 등의 폴리올레핀으로 이루어지는 기재가 바람직하다.
기재에는, 표면 처리를 실시해도 좋다. 표면 처리의 방법으로는, 예컨대, 진공으로부터 대기압의 분위기하에서, 코로나 또는 플라즈마로 기재의 표면을 처리하는 방법, 기재 표면을 레이저 처리하는 방법, 기재 표면을 오존 처리하는 방법, 기재 표면을 비누화 처리하는 방법, 기재 표면을 화염 처리하는 방법, 기재 표면에 커플링제를 도포하는 방법, 기재 표면을 프라이머 처리하는 방법, 및 반응성 모노머나 반응성을 갖는 폴리머를 기재 표면에 부착시킨 후에 방사선, 플라즈마 또는 자외선을 조사하여 반응시키는 그래프트 중합시켜 처리하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 진공으로부터 대기압의 분위기하에서, 기재 표면을 코로나 또는 플라즈마 처리하는 방법이 바람직하다.
코로나 또는 플라즈마로 기재의 표면 처리를 행하는 방법으로는, 대기압 근방의 압력하에서, 대향한 전극 사이에 기재를 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜, 기재의 표면 처리를 행하는 방법, 대향한 전극 사이에 가스를 흘리고, 전극 사이에서 가스를 플라즈마화하고, 플라즈마화한 가스를 기재에 분사하는 방법, 및 저압 조건하에서, 글로우 방전 플라즈마를 발생시켜, 기재의 표면 처리를 행하는 방법을 들 수 있다.
그 중에서도, 대기압 근방의 압력하에서, 대향한 전극 사이에 기재를 설치하고, 코로나 또는 플라즈마를 발생시켜, 기재의 표면 처리를 행하는 방법, 또는, 대향한 전극 사이에 가스를 흘리고, 전극 사이에서 가스를 플라즈마화하고, 플라즈마화한 가스를 기재에 분사하는 방법이 바람직하다. 이러한 코로나 또는 플라즈마에 의한 표면 처리는, 통상, 시판되는 표면 처리 장치에 의해 행해진다.
기재는, 광학 이방성 막 형성용 조성물을 도포하는 면과는 반대의 면에 보호 필름을 갖고 있어도 좋다. 보호 필름으로는, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트 및 폴리올레핀 등의 필름, 및 상기 필름에 점착층을 더 갖는 필름 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 건조시의 열변형이 작기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다. 보호 필름을, 기재의, 광학 이방성 막 형성용 조성물을 도포하는 면과는 반대의 면에 가짐으로써, 기재 반송시의 필름의 흔들림이나 도포면의 근소한 진동을 억제할 수 있어, 도막의 균일성을 향상시킬 수 있다.
기재의 두께는, 통상 5 ㎛∼300 ㎛이고, 바람직하게는 20 ㎛∼200 ㎛이다.
장척 필름 롤의 장척 방향의 길이는, 통상 10 m∼3000 m이고, 바람직하게는 100 m∼2000 m이다. 장척 필름 롤의 단척 방향의 길이는, 통상 0.1 m∼5 m이고, 바람직하게는 0.2 m∼2 m이다.
<배향막>
기재의, 광학 이방성 막 형성용 조성물이 도포되는 면에는, 바람직하게는 배향막이 형성되어 있다.
배향막이란, 후술하는 중합성 액정 화합물을 원하는 방향으로 배향시키는, 배향 규제력을 갖는 것이다.
배향막으로는, 광학 이방성 막 형성용 조성물의 도포 등에 의해 용해되지 않는 용제 내성을 갖고, 또한, 용제의 제거나 중합성 액정 화합물의 배향을 위한 가열 처리에서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 배향막으로는, 배향성 폴리머를 포함하는 배향막, 광배향막 및, 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 갖는 그루브(groove) 배향막 등을 들 수 있다.
이러한 배향막은, 중합성 액정 화합물의 배향을 용이하게 한다. 또한, 배향막의 종류나 러빙 조건에 따라, 수평 배향, 수직 배향, 하이브리드 배향, 경사 배향 등의 여러가지 배향의 제어가 가능하다.
배향막의 두께는, 통상 10 nm∼10000 nm의 범위이고, 바람직하게는 10 nm∼1000 nm의 범위이고, 보다 바람직하게는 500 nm 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 nm∼200 nm의 범위이다.
<배향성 폴리머를 포함하는 배향막>
배향성 폴리머로는, 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그 가수 분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알콜, 알킬 변성 폴리비닐알콜, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알콜이 바람직하다. 2종 이상의 배향성 폴리머를 조합해도 좋다.
배향성 폴리머를 포함하는 배향막은, 통상, 배향성 폴리머가 용제에 용해된 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하고, 용제를 제거하여 도포막을 형성하거나, 또는, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하고, 용제를 제거하여 도포막을 형성하고, 상기 도포막을 러빙함으로써 얻어진다.
상기 용제로는, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알콜, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알콜 용제, 초산에틸, 초산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산에틸 등의 에스테르 용제, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제, 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용제, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용제, 아세토니트릴 등의 니트릴 용제, 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제, 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화탄화수소 용제를 들 수 있다. 용제는, 2종 이상을 조합해도 좋다.
배향성 폴리머 조성물 중의 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머가 용제에 완전 용해되는 범위이면 된다. 배향성 폴리머 조성물에 대한 배향성 폴리머의 함유량은, 바람직하게는 0.1∼20 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.1∼10 질량%이다.
배향성 폴리머 조성물은, 시장에서 입수할 수 있다. 시판되는 배향성 폴리머 조성물로는, 산에바(등록 상표, 닛산 화학 공업(주) 제조), 옵토마(등록 상표, JSR(주) 제조) 등을 들 수 있다.
배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 스핀 코팅법, 익스트루전법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 슬릿 코팅법, 바 코팅법, 애플리케이터법 등의 도포법, 플렉소법 등의 인쇄법 등의 공지된 방법을 들 수 있다. 광학 이방성 막을, 후술하는 롤투롤 형식의 연속적 제조 방법에 의해 제조하는 경우, 상기 도포 방법으로는 통상, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법 또는 플렉소법 등의 인쇄법이 채용된다.
배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제를 제거하는 방법으로는, 자연 건조, 통풍 건조, 가열 건조, 감압 건조 및 이들을 조합한 방법을 들 수 있다. 건조 온도는, 10∼250℃가 바람직하고, 25∼200℃가 보다 바람직하다. 건조 시간은, 용제의 종류에 따라서도 다르지만, 5초간∼60분간이 바람직하고, 10초간∼30분간이 보다 바람직하다.
배향성 폴리머 조성물로 형성된 도포막에는, 러빙 처리를 실시해도 좋다. 러빙 처리를 실시함으로써, 상기 도포막에 배향 규제력을 부여할 수 있다.
러빙 처리의 방법으로는, 러빙천이 감겨져, 회전하고 있는 러빙 롤에, 상기 도포막을 접촉시키는 방법을 들 수 있다.
러빙 처리를 행할 때에, 마스킹을 행하면, 배향의 방향이 상이한 복수의 영역(패턴)을 배향막에 형성할 수도 있다.
<광배향막>
광배향막은, 통상, 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용제를 포함하는 광배향막 형성용 조성물을 기재에 도포하고, 편광(바람직하게는, 편광 UV)을 조사함으로써 얻어진다. 광배향막은, 조사하는 편광의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있다.
광반응성기란, 광조사함으로써 배향능을 발생하는 기를 말한다. 구체적으로는, 광조사에 의해 생기는 분자의 배향 유기(誘起) 반응, 이성화 반응, 광이량화 반응, 광가교 반응 혹은 광분해 반응 등의 배향능의 기원이 되는 광반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 광반응성기로는, 불포화 결합, 특히 이중 결합을 갖는 기가 바람직하고, 탄소-탄소 이중 결합(C=C 결합), 탄소-질소 이중 결합(C=N 결합), 질소-질소 이중 결합(N=N 결합) 및 탄소-산소 이중 결합(C=O 결합)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 갖는 기가 특히 바람직하다.
C=C 결합을 갖는 광반응성기로는, 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸륨기, 칼콘기 및 신나모일기를 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광반응성기로는, 방향족 시프 염기, 방향족 히드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 갖는 광반응성기로는, 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소환 아조기, 비스아조기, 포르마잔기, 및 아조옥시벤젠 구조를 갖는 기를 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광반응성기로는, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기를 들 수 있다. 이들 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 히드록실기, 술폰산기, 할로겐화알킬기 등의 치환기를 갖고 있어도 좋다.
광반응성기로는, 광이량화 반응 또는 광가교 반응에 관여하는 기가, 배향성이 우수한 점에서 바람직하다. 그 중에서도, 광이량화 반응에 관여하는 광반응성기가 바람직하고, 배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적으며, 또한, 열안정성이나 경시 안정성이 우수한 광배향막이 얻어지기 쉽다는 점에서, 신나모일기 및 칼콘기가 바람직하다. 광반응성기를 갖는 폴리머로는, 상기 폴리머 측쇄의 말단부가 계피산 구조로 되는 것과 같은 신나모일기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
광배향막 형성용 조성물을 기재 상에 도포함으로써, 기재 상에 광배향 유기층을 형성할 수 있다. 상기 조성물에 포함되는 용제로는, 상술한 배향성 폴리머 조성물에 포함되는 용제와 동일한 것을 들 수 있고, 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 용해성에 따라 선택할 수 있다.
광배향막 형성용 조성물 중의 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 함유량은, 폴리머 또는 모노머의 종류나 목적으로 하는 광배향막의 두께에 따라 조절할 수 있고, 적어도 0.2 질량%로 하는 것이 바람직하고, 0.3∼10 질량%의 범위가 보다 바람직하다. 광배향막의 특성이 현저히 손상되지 않는 범위에서, 광배향막 형성용 조성물은, 폴리비닐알콜이나 폴리이미드 등의 고분자 재료나 광증감제를 포함하고 있어도 좋다.
광배향막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 배향성 폴리머 조성물을 기재에 도포하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다. 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거하는 방법으로는, 배향성 폴리머 조성물로부터 용제를 제거하는 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.
편광을 조사하기 위해서는, 기재 상에 도포된 광배향막 형성용 조성물로부터 용제를 제거한 것에 직접 편광을 조사하는 형식이어도 좋고, 기재측으로부터 편광을 조사하여, 편광을 기재에 투과시켜 조사하는 형식이어도 좋다. 또한, 상기 편광은, 실질적으로 평행광이면 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광반응성기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 광반응성기가, 광에너지를 흡수할 수 있는 파장 영역의 것이 좋다. 구체적으로는, 파장 250 nm∼400 nm 범위의 UV(자외선)가 특히 바람직하다. 상기 편광을 조사하는 광원으로는, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가, 파장 313 nm의 자외선의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 광을, 적당한 편광층을 통과하여 조사함으로써, 편광 UV를 조사할 수 있다. 편광층으로는, 편광 필터, 글랜 톰슨 및, 글랜 테일러 등의 편광 프리즘, 및 와이어 그리드 타입의 편광층을 들 수 있다.
편광 조사는, 편광 조사를 행할 때에, 마스킹을 행하면, 배향의 방향이 상이한 복수의 영역(패턴)을, 배향막에 형성할 수 있다.
<그루브 배향막>
그루브 배향막은, 막표면에 요철 패턴 또는 복수의 그루브(홈)를 갖는 막이다. 등간격으로 늘어선 복수의 직선형 그루브를 갖는 막에 액정 분자를 놓은 경우, 그 홈을 따른 방향으로 액정 분자가 배향한다.
그루브 배향막을 얻는 방법으로는, 감광성 폴리이미드막 표면에 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 통해 노광 후, 현상 및 린스 처리를 행하여 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 갖는 판형의 원반에, 경화 전의 UV 경화 수지층을 형성하고, 수지층을 기재에 옮기고 나서 경화하는 방법, 및 기재 상에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤형의 원반을 눌러 대어 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 일본 특허 공개 평6-34976호 공보 및, 일본 특허 공개 제2011-242743호 공보에 기재된 방법 등을 들 수 있다.
상기 방법 중에서도, 기재 상에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤형의 원반을 눌러 대어 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법이 바람직하다. 롤형 원반으로는, 내구성의 관점에서 스테인리스(SUS)강이 바람직하다.
UV 경화 수지로는, 단작용 아크릴레이트, 다작용 아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
단작용 아크릴레이트란, 아크릴로일옥시기(CH2=CH-COO-) 및 메타크릴로일옥시기(CH2=C(CH3)-COO-)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기(이하, (메트)아크릴로일옥시기라고 기재하는 경우도 있음)를 1개 갖는 화합물이다. 또한, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
(메트)아크릴로일옥시기를 1개 갖는 단작용 아크릴레이트로는, 탄소수 4 내지 16의 알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2 내지 14의 β카르복시알킬(메트)아크릴레이트, 탄소수 2 내지 14의 알킬화페닐(메트)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트 및 이소보닐(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
다작용 아크릴레이트란, 2 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물이고, (메트)아크릴로일옥시기를 2 내지 6개 갖는 화합물이 바람직하다.
(메트)아크릴로일옥시기를 2개 갖는 다작용 아크릴레이트로는, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트; 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트; 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 테트라에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르; 에톡시화비스페놀 A 디(메트)아크릴레이트; 프로폭시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트; 에톡시화네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 및 3-메틸펜탄디올디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
(메트)아크릴로일옥시기를 3∼6개 갖는 다작용 아크릴레이트로는,
트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트; 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트; 에톡시화트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 프로폭시화트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트; 트리펜타에리스리톨옥타(메트)아크릴레이트;
펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물; 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물;
트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물;
카프로락톤 변성 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨옥타(메트)아크릴레이트; 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물; 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물, 및 카프로락톤 변성 트리펜타에리스리톨헵타(메트)아크릴레이트와 산무수물의 반응물 등을 들 수 있다.
카프로락톤 변성이란, (메트)아크릴레이트 화합물의 알콜 유래 부위와 (메트)아크릴로일옥시기 사이에, 카프로락톤의 개환체, 또는, 개환 중합체가 도입되어 있는 것을 의미한다.
다작용 아크릴레이트는 시장에서 입수할 수 있다. 시판품으로는, A-DOD-N, A-HD-N, A-NOD-N, APG-100, APG-200, APG-400, A-GLY-9E, A-GLY-20E, A-TMM-3, A-TMPT, AD-TMP, ATM-35E, A-TMMT, A-9550, A-DPH, HD-N, NOD-N, NPG, TMPT[신나카무라 화학(주)], "ARONIX M-220", 동 "M-325", 동 "M-240", 동 "M-270", 동 "M-309", 동 "M-310", 동 "M-321", 동 "M-350", 동 "M-360", 동 "M-305", 동 "M-306", 동 "M-450", 동 "M-451", 동 "M-408", 동 "M-400", 동 "M-402", 동 "M-403", 동 "M-404", 동 "M-405", 동 "M-406"[토아 합성(주)], "EBECRYL11", 동 "145", 동 "150", 동 "40", 동 "140", 동 "180", DPGDA, HDDA, TPGDA, HPNDA, PETIA, PETRA, TMPTA, TMPEOTA, DPHA, EBECRYL 시리즈[다이셀·사이테크(주)] 등을 들 수 있다.
그루브 배향막의 볼록부의 폭은, 배향 흐트러짐이 작은 배향을 얻기 위해, 0.05 ㎛∼5 ㎛인 것이 바람직하고, 오목부의 폭은 0.1 ㎛∼5 ㎛인 것이 바람직하고, 요철의 단차의 깊이는 2 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.01 ㎛∼1 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
<광학 이방성 막 형성용 조성물>
광학 이방성 막 형성용 조성물은, 중합성 액정 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함한다.
<중합성 액정 화합물>
중합성 액정 화합물로는, 예컨대, 식 (X)로 표시되는 기를 포함하고, 250 nm 내지 370 nm 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 화합물(이하 「화합물 (X)」라고 하는 경우가 있음)을 들 수 있다. 중합성 액정 화합물은 1종류여도 좋고, 상이한 구조의 화합물을 복수 조합해도 좋다.
P11-B11-E11-B12-A11-B13- (X)
[식 (X) 중, P11은, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다.
A11은, 2가의 지환식 탄화수소기 또는 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 상기 2가의 지환식 탄화수소기 및 2가의 방향족 탄화수소기의 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 탄소수 1∼6의 알킬기 및 상기 탄소수 1∼6 알콕시기의 수소 원자는, 불소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
B11은, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-NR16-, -NR16-CO-, -CO-, -CS- 또는 단결합을 나타낸다. R16은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.
B12 및 B13은, 각각 독립적으로, -C≡C-, -CH=CH-, -CH2-CH2-, -O-, -S-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -C(=O)-NR16-, -NR16-C(=O)-, -OCH2-, -OCF2-, -CH2O-, -CF2O-, -CH=CH-C(=O)-O-, -O-C(=O)-CH=CH- 또는 단결합을 나타낸다.
E11은, 탄소수 1∼12의 알칸디일기를 나타내고, 상기 알칸디일기의 수소 원자는, 탄소수 1∼5의 알콕시기로 치환되어 있어도 좋고, 상기 알콕시기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 상기 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는, -O- 또는 -CO-로 치환되어 있어도 좋다.]
A11로 표시되는 2가의 방향족 탄화수소기 및 2가의 지환식 탄화수소기의 탄소수는, 3∼18의 범위인 것이 바람직하고, 5∼12의 범위인 것이 보다 바람직하고, 5 또는 6인 것이 특히 바람직하다. A11로는, 시클로헥산-1,4-디일기, 1,4-페닐렌기가 바람직하다.
E11로 표시되는 탄소수 1∼12의 알칸디일기로는, 직쇄형의 탄소수 1∼12의 알칸디일기가 바람직하다. 탄소수 1∼12의 알칸디일기를 구성하는 -CH2-는, -O-로 치환되어 있어도 좋다.
구체적으로는, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기, 노난-1,9-디일기, 데칸-1,10-디일기, 운데칸-1,11-디일기 및 도데칸-1,12-디일기 등의 탄소수 1∼12의 직쇄형 알칸디일기; -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- 및 -CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2- 등을 들 수 있다.
B11로는, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-가 바람직하고, 그 중에서도 -CO-O-가 보다 바람직하다.
B12 및 B13으로는, 각각 독립적으로, -O-, -S-, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O-가 바람직하고, 그 중에서도 -O- 또는 -O-C(=O)-O-가 보다 바람직하다.
P11로 표시되는 중합성기로는, 광중합 반응이 용이하다는 점에서, 라디칼 중합성기 또는 양이온 중합성기가 바람직하고, 취급이 용이한 데다가, 중합성 액정 화합물의 제조 자체도 용이한 점에서, 중합성기는, 하기 식 (P-11)∼식 (P-15)로 표시되는 기 또는 스틸벤기인 것이 바람직하다.
[식 (P-11)∼(P-13) 중,
R17∼R21은 각각 독립적으로, 탄소수 1∼6의 알킬기 또는 수소 원자를 나타낸다.]
식 (P-11)∼식 (P-13)으로 표시되는 기의 구체예로는, 하기 식 (P-16)∼식 (P-20)으로 표시되는 기 또는 p-스틸벤기를 들 수 있다.
P11은, 식 (P-14)∼식 (P-20)으로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 비닐기, 에폭시기 또는 옥세타닐기가 보다 바람직하다.
P11-B11-로 표시되는 기가, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기인 것이 더욱 바람직하다.
화합물 (X)로는, 식 (I), 식 (II), 식 (III), 식 (IV), 식 (V) 또는 식 (VI)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-B16-E12-B17-P12 (I)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-A14-F11 (II)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-B15-E12-B17-P12 (III)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-A13-F11 (IV)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-B14-E12-B17-P12 (V)
P11-B11-E11-B12-A11-B13-A12-F11 (VI)
(식 중,
A12∼A14는 각각 독립적으로, A11과 동일한 의미이고, B14∼B16은 각각 독립적으로, B12와 동일한 의미이고, B17은 B11과 동일한 의미이고, E12는 E11과 동일한 의미이다.
F11은, 수소 원자, 탄소수 1∼13의 알킬기, 탄소수 1∼13의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 트리플루오로메틸기, 디메틸아미노기, 히드록시기, 메틸올기, 포르밀기, 술포기(-SO3H), 카르복시기, 탄소수 1∼10의 알콕시카르보닐기 또는 할로겐 원자를 나타내고, 상기 알킬기 및 알콕시기를 구성하는 -CH2-는, -O-로 치환되어 있어도 좋다.
P12는 수소 원자 또는 중합성기를 나타내고, 바람직하게는 중합성기이다. 중합성기로는, 상기 P11과 동일한 중합성기를 들 수 있다. P11 및 P12는 적어도 한쪽이 중합성기이다.)
중합성 액정 화합물의 구체예로는, 액정 편람(액정 편람 편집 위원회편, 마루젠(주) 2000년 10월 30일 발행)의 「3.8.6 네트워크(완전 가교형)」 및 「6.5.1 액정 재료 b. 중합성 네마틱 액정 재료」, 일본 특허 공개 제2010-31223호 공보, 일본 특허 공개 제2010-270108호 공보, 일본 특허 공개 제2011-6360호 공보, 그리고 일본 특허 공개 제2011-207765호 공보에 기재된 화합물 중에서 중합성기를 가지며, 250 nm 내지 370 nm에 극대 흡수 파장을 갖는 화합물을 들 수 있다.
화합물 (X)의 구체예로는, 하기 식 (I-1)∼식 (I-4), 식 (II-1)∼식 (II-4), 식 (III-1)∼식 (III-22), 식 (IV-1)∼식 (IV-19), 식 (V-1)∼식 (V-2) 및 식 (VI-1)∼식 (VI-6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또, 하기 식 중, k1 및 k2는, 각각 독립적으로, 2∼12의 정수를 나타낸다. 하기 식 (I-1)∼식 (I-4), 식 (II-1)∼식 (II-4), 식 (III-1)∼식 (III-26), 식 (IV-1)∼식 (IV-26), 식 (V-1)∼식 (V-2) 및 식 (VI-1)∼식 (VI-6)으로 표시되는 화합물 (X)는, 그 합성 용이성 또는 입수 용이성의 점에서 바람직하다.
또한, 중합성 액정 화합물로는, 예컨대, 식 (A)로 표시되는 화합물로서, 250 nm 내지 370 nm에 극대 흡수 파장을 갖는 화합물(이하 「화합물 (A)」라고 하는 경우가 있음)도 들 수 있다.
화합물 (A)로는, 일본 특허 공표 제2011-207765호 공보에 기재되어 있는 중합성 액정 화합물을 들 수 있다.
[식 (A) 중,
X1은, 산소 원자, 황 원자 또는 NR1-을 나타낸다. R1은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.
Y1은, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼12의 1가의 방향족 탄화수소기 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 3∼12의 1가의 방향족 복소환식기를 나타낸다.
Q3 및 Q4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 1가의 지방족 탄화수소기, 탄소수 3∼20의 1가의 지환식 탄화수소기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼20의 1가의 방향족 탄화수소기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, -NR2R3 또는 -SR2를 나타내거나, 또는, Q3과 Q4가 서로 결합하여, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 방향환 또는 방향족 복소환을 형성한다. R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.
D1 및 D2는, 각각 독립적으로, 단결합, -C(=O)-O-, -C(=S)-O-, -CR4R5-, -CR4R5-CR6R7-, -O-CR4R5-, -CR4R5-O-CR6R7-, -CO-O-CR4R5-, -O-CO-CR4R5-, -CR4R5-O-CO-CR6R7-, -CR4R5-CO-O-CR6R7- 또는 -NR4-CR5R6- 또는 -CO-NR4-를 나타낸다.
R4, R5, R6 및 R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.
G1 및 G2는, 각각 독립적으로, 탄소수 5∼8의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자 또는 -NH-로 치환되어 있어도 좋으며, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는, 제3 급 질소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
L1 및 L2는, 각각 독립적으로, 1가의 유기기를 나타내고, L1 및 L2 중 적어도 하나는, 중합성기를 갖는다.]
로 표시되는 화합물도 들 수 있고, L1이 식 (A1)로 표시되는 기이며, 또한, L2가 식 (A2)로 표시되는 기인 식 (A)로 표시되는 화합물이 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, -CR4R5-, -CH2-CH2-, -O-, -S-, -CO-O-, -O-CO-O-, -CS-O-, -O-CS-O-, -CO-NR1-, -O-CH2-, -S-CH2- 또는 단결합을 나타낸다.
A1 및 A2는, 각각 독립적으로, 탄소수 5∼8의 2가의 지환식 탄화수소기 또는 탄소수 6∼18의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타내고, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자 또는 -NH-로 치환되어 있어도 좋으며, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는, 제3 급 질소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
k 및 l은, 각각 독립적으로, 0∼3의 정수를 나타낸다.
F1 및 F2는, 각각 독립적으로 탄소수 1∼12의 2가의 지방족 탄화수소기를 나타낸다.
P1은, 중합성기를 나타낸다.
P2는, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다.
R4 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.]
중합성 액정 화합물은, 극대 흡수 파장이 250 nm∼350 nm이면 보다 바람직하고, 250 nm∼300 nm이면 더욱 바람직하다. 극대 흡수 파장대가 가시 영역인 380 nm∼780 nm에 들어가지 않으면, 얻어지는 광학 이방성 막의 착색이 적어지기 때문에 바람직하고, 또한, 광중합 개시제의 반응을 저해하기 어렵기 때문에 바람직하다.
광학 이방성 막 형성용 조성물에 있어서의 중합성 액정 화합물의 함유량은, 광학 이방성 막 형성용 조성물 100 질량부에 대하여, 통상 5∼50 질량부이고, 바람직하게는 10∼30 질량부이다.
<광중합 개시제>
광중합 개시제로는, 광조사에 의해 라디칼을 발생하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제로는, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 벤질케탈 화합물, α-히드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물, α-아세토페논 화합물, 트리아진 화합물, 요오도늄염 및 술포늄염을 들 수 있다. 구체적으로는, 이르가큐어(Irgacure)(등록 상표) 907, 이르가큐어 184, 이르가큐어 651, 이르가큐어 819, 이르가큐어 250, 이르가큐어 369(이상, 전부 치바·재팬 주식회사 제조), 세이크올(등록 상표) BZ, 세이크올 Z, 세이크올 BEE(이상, 전부 세이코 화학 주식회사 제조), 카야큐어(kayacure)(등록 상표) BP100(닛폰 카야쿠 주식회사 제조), 카야큐어 UVI-6992(다우사 제조), 아데카옵토마(등록 상표) SP-152, 아데카옵토마 SP-170(이상, 전부 주식회사 ADEKA 제조), TAZ-A, TAZ-PP(이상, 니혼 시이베르 헤그너사 제조) 및 TAZ-104(산와 케미컬사 제조) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, α-아세토페논 화합물이 바람직하고, α-아세토페논 화합물로는, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온 및 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-(4-메틸페닐메틸)부탄-1-온 등을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온 및 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온을 들 수 있다. α-아세토페논 화합물의 시판품으로는, 이르가큐어 369, 379EG, 907(이상, BASF 재팬(주) 제조) 및 세이크올 BEE(세이코 화학사 제조) 등을 들 수 있다.
광중합 개시제는, 광원으로부터 발생하는 에너지를 충분히 활용할 수 있어, 생산성이 우수하기 때문에, 극대 흡수 파장이 300 nm∼380 nm이면 바람직하고, 300 nm∼360 nm이면 보다 바람직하다.
중합 개시제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않고 중합성 액정 화합물을 중합시키기 위해서는, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.5∼10 질량부이다.
<용제>
용제로는, 중합성 액정 화합물 등의 광학 이방성 막 형성용 조성물의 구성 성분을 용해할 수 있는 유기 용제가 바람직하고, 중합성 액정 화합물 등의 광학 이방성 막 형성용 조성물의 구성 성분을 용해할 수 있는 용제로서, 또한, 중합성 액정 화합물의 중합 반응에 불활성인 용제가 보다 바람직하다.
구체적으로는, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알콜, 프로필렌글리콜, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 페놀 등의 알콜 용제; 초산에틸, 초산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 젖산에틸 등의 에스테르 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용제; 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 비염소화 지방족 탄화수소 용제; 톨루엔, 크실렌 등의 비염소화 방향족 탄화수소 용제; 아세토니트릴 등의 니트릴 용제; 테트라히드로푸란, 디메톡시에탄 등의 에테르 용제; 및 클로로포름, 클로로벤젠 등의 염소화탄화수소 용제를 들 수 있다. 2종 이상의 유기 용제를 조합하여 이용해도 좋다. 그 중에서도, 알콜 용제, 에스테르 용제, 케톤 용제, 비염소화 지방족 탄화수소 용제 및 비염소화 방향족 탄화수소 용제가 바람직하다.
용제의 함유량은, 고형분 100 질량부에 대하여, 10∼10000 질량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100∼5000 질량부이다. 광학 이방성 막 형성용 조성물 중의 고형분 농도는, 통상 1∼90 질량%이고, 바람직하게는 2∼50 질량%이고, 보다 바람직하게는 5∼50 질량%이다. "고형분"이란, 광학 이방성 막 형성용 조성물로부터 용제를 제외한 성분의 합계를 의미한다.
광학 이방성 막 형성용 조성물은, 중합 금지제, 광증감제, 레벨링제, 카이럴제, 반응성 첨가제 등을 더 포함해도 좋다.
<중합 금지제>
중합 금지제는, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 컨트롤할 수 있다.
중합 금지제로는, 히드로퀴논 및 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 히드로퀴논류; 부틸카테콜 등의 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 카테콜류; 피로갈롤류, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시 라디칼 등의 라디칼 보충제; 티오페놀류; β-나프틸아민류 및 β-나프톨류를 들 수 있다.
중합 금지제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않고 중합성 액정 화합물을 중합시키기 위해서는, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.5∼10 질량부이다.
<광증감제>
광증감제로는, 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤류; 안트라센 및 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 안트라센류; 페노티아진; 루브렌을 들 수 있다.
광증감제를 이용함으로써, 광중합 개시제를 고감도화할 수 있다. 광증감제의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.5∼10 질량부이다.
<레벨링제>
레벨링제로는, 유기 변성 실리콘 오일계, 폴리아크릴레이트계 및 퍼플루오로알킬계의 레벨링제를 들 수 있다. 구체적으로는, DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, ST80PA, ST86PA, SH8400, SH8700, FZ2123(이상, 전부 도오레·다우코닝(주) 제조), KP321, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341, X22-161A, KF6001(이상, 전부 신에츠 화학 공업(주) 제조), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460(이상, 전부 모멘티브 퍼포먼스 머트리얼즈 재팬 합동회사 제조), 플로리너트(fluorinert)(등록 상표) FC-72, 동 FC-40, 동 FC-43, 동 FC-3283(이상, 전부 스미토모 스리엠(주) 제조), 메가팍(등록 상표) R-08, 동 R-30, 동 R-90, 동 F-410, 동 F-411, 동 F-443, 동 F-445, 동 F-470, 동 F-477, 동 F-479, 동 F-482, 동 F-483(이상, 전부 DIC(주) 제조), 에프톱(상품명) EF301, 동 EF303, 동 EF351, 동 EF352(이상, 전부 미츠비시 머트리얼 전자 화성(주) 제조), 사프론(등록 상표) S-381, 동 S-382, 동 S-383, 동 S-393, 동 SC-101, 동 SC-105, KH-40, SA-100(이상, 전부 AGC 세이미 케미컬(주) 제조), 상품명 E1830, 동 E5844((주)다이킨 파인케미컬 연구소 제조), BM-1000, BM-1100, BYK-352, BYK-353 및 BYK-361N(전부 상품명: BM Chemie사 제조)을 들 수 있다. 2종 이상의 레벨링제를 조합해도 좋다.
레벨링제를 이용함으로써, 보다 평활한 광학 이방성 필름을 형성할 수 있다. 또한, 광학 이방성 필름의 제조 과정에서, 광학 이방성 막 형성용 조성물의 유동성을 제어하거나, 광학 이방성 필름의 가교 밀도를 조정할 수 있다. 레벨링제의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.1∼10 질량부이다.
<카이럴제>
카이럴제로는, 공지된 카이럴제(예컨대, 액정 디바이스 핸드북, 제3장 4-3항, TN, STN용 카이럴제, 199페이지, 일본 학술 진흥회 제142 위원회편, 1989에 기재)를 들 수 있다.
카이럴제는, 일반적으로 비대칭 탄소 원자를 포함하지만, 비대칭 탄소 원자를 포함하지 않는 축성 비대칭 화합물 혹은 면성 비대칭 화합물도 카이럴제로서 이용할 수 있다. 축성 비대칭 화합물 또는 면성 비대칭 화합물로는, 비나프틸, 헬리센, 파라시클로판 및 이들의 유도체를 들 수 있다.
구체적으로는, 일본 특허 공개 제2007-269640호 공보, 일본 특허 공개 제2007-269639호 공보, 일본 특허 공개 제2007-176870호 공보, 일본 특허 공개 제2003-137887호 공보, 일본 특허 공표 제2000-515496호 공보, 일본 특허 공개 제2007-169178호 공보 및 일본 특허 공표 평9-506088호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 화합물을 들 수 있고, 바람직하게는 BASF 재팬(주) 제조의 paliocolor(등록 상표) LC756이다.
카이럴제의 함유량은, 중합성 액정 화합물의 배향을 흐트러뜨리지 않고 중합성 액정 화합물을 중합시키기 위해서는, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 1.0∼25 질량부이다.
<반응성 첨가제>
반응성 첨가제로는, 그 분자 내에 탄소-탄소 불포화 결합과 활성 수소 반응성기를 갖는 것이 바람직하다. 또, 여기서 말하는 「활성 수소 반응성기」란, 카르복실기(-COOH), 수산기(-OH), 아미노기(-NH2) 등의 활성 수소를 갖는 기에 대하여 반응성을 갖는 기를 의미하고, 에폭시기, 옥사졸린기, 카르보디이미드기, 아지리딘기, 이미드기, 이소시아네이트기, 티오이소시아네이트기, 무수말레산기 등이 그 대표예이다.
반응성 첨가제에 있어서, 활성 수소 반응성기는 적어도 2개 존재하면 바람직하고, 이 경우, 복수 존재하는 활성 수소 반응성기는, 서로 독립적으로 동일해도 좋고, 상이한 것이어도 좋다.
반응성 첨가제가 갖는 탄소-탄소 불포화 결합은, 탄소-탄소 이중 결합, 탄소-탄소 삼중 결합 또는, 이들의 조합이어도 좋고, 바람직하게는 탄소-탄소 이중 결합이다. 그 중에서도, 반응성 첨가제가, 비닐기 및/또는 (메트)아크릴기를 포함하면 바람직하다. 또한, 활성 수소 반응성기가, 에폭시기, 글리시딜기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 아크릴기와, 이소시아네이트기를 갖는 반응성 첨가제가 특히 바람직하다.
반응성 첨가제의 구체예로는, 메타크릴옥시글리시딜에테르나 아크릴옥시글리시딜에테르 등의, (메트)아크릴기와 에폭시기를 갖는 화합물; 옥세탄아크릴레이트나 옥세탄메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 옥세탄기를 갖는 화합물; 락톤아크릴레이트나 락톤메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 락톤기를 갖는 화합물; 비닐옥사졸린이나 이소프로페닐옥사졸린 등의, 비닐기와 옥사졸린기를 갖는 화합물; 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 이소시아네이토메틸메타크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트 및 2-이소시아네이토에틸메타크릴레이트 등의, (메트)아크릴기와 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 올리고머 등을 들 수 있다. 또한, 메타크릴산무수물, 아크릴산무수물, 무수말레산 및 비닐무수말레산 등의, 비닐기나 비닐렌기와 산무수물을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 메타크릴옥시글리시딜에테르, 아크릴옥시글리시딜에테르, 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 이소시아네이토메틸메타크릴레이트, 비닐옥사졸린, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸메타크릴레이트 및 상기한 올리고머가 바람직하고, 이소시아네이토메틸아크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸아크릴레이트 및 상기한 올리고머가 특히 바람직하다.
이 바람직한 반응성 첨가제는, 하기 식 (Y)로 표시된다.
[식 (Y) 중,
n은 1∼10까지의 정수를 나타내고, R1'는, 탄소수 2∼20의 2가의 지방족 또는 지환식 탄화수소기, 혹은 탄소수 5∼20의 2가의 방향족 탄화수소기를 나타낸다. 각 반복 단위에 있는 2개의 R2'는, 한쪽이 -NH-이고, 다른쪽이 >N-C(=O)-R3'로 표시되는 기이다. R3'는, 수산기 또는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기를 나타낸다.
n이 2 이상인 경우에는, 복수개 존재하는 >N-C(=O)-R3'기 중, 적어도 하나의 R3'는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 기인 것이 바람직하다.]
상기 식 (Y)로 표시되는 반응성 첨가제 중에서도, 하기 식 (YY)로 표시되는 화합물(이하, 경우에 따라 「화합물 (YY)」라고 함)이 특히 바람직하다(또, n은 상기와 동일한 의미임).
화합물 (YY)의 시판품으로는, 예컨대, Laromer(등록 상표) LR-9000(BASF사 제조) 등을 들 수 있다.
반응성 첨가제의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대하여, 통상 0.1∼30 질량부이고, 바람직하게는 0.1∼5 질량부이다.
<도포>
광학 이방성 막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비아 코팅법, 리버스 그라비아 코팅법, CAP 코팅법, 잉크젯법, 딥코팅법, 슬릿 코팅법, 다이 코팅법 등을 들 수 있다. 또한, 딥 코터, 바 코터, 스핀 코터 등의 코터를 이용하여 도포하는 방법 등도 들 수 있다. 그 중에서도, 롤투롤 형식으로 연속적으로 도포할 수 있는 점에서, CAP 코팅법, 잉크젯법, 딥 코팅법, 슬릿 코팅법, 다이 코팅법 및 바 코터에 의한 도포 방법이 바람직하다. 롤투롤 형식으로 도포하는 경우, 기재에 배향성 폴리머를 포함하는 조성물을 도포하여 배향막을 형성하고, 또한 얻어진 배향막 상에 광학 이방성 막 형성용 조성물을 연속적으로 도포할 수도 있다.
기재에 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물에 광을 조사하여, 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 광학 이방성 필름을 얻을 수 있다. 여기서, 기재에 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물이 네마틱상 등의 액정상을 나타내는 경우, 얻어지는 광학 이방성 막은 모노 도메인 배향에 의한 복굴절성을 갖는다.
광조사는 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물에 그대로 행하여도 좋지만, 건조시켜 용제를 제거한 후에 광조사하는 것이 바람직하다. 건조(용제의 제거)는, 광조사와 병행하여 행하여도 좋지만, 광조사를 행하기 전에, 대부분의 용제를 제거해 두는 것이 바람직하다. 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물로부터 용제를 제거하고, 액정상으로 전이시킴으로써, 이 광학 이방성 막 형성용 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물은, 통상, 배향한다.
건조 방법으로는, 자연 건조, 통풍 건조, 가열 건조, 감압 건조 및 이들을 조합한 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 자연 건조 또는 가열 건조가 바람직하다. 건조 온도는, 0℃∼250℃의 범위가 바람직하고, 50℃∼220℃의 범위가 보다 바람직하며, 60℃∼170℃의 범위가 더욱 바람직하다. 건조 시간은, 10초간∼60분간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30초간∼30분간이다.
광조사에서는, 파장 200 nm 내지 500 nm의 광으로서, 파장 범위가 250 nm 미만인 광을 조사한다. 바람직하게는 파장이 300 nm 내지 500 nm의 광이고, 보다 바람직하게는 파장이 365 nm인 광을 포함하며, 더욱 바람직하게는 중심 파장이 365 nm인 광이다. 이러한 광 중에서도, 파장 범위가 200 nm 이하인 광이 보다 바람직하고, 100 nm 이하인 광이 더욱 바람직하며, 30 nm 이하인 광이 더욱 바람직하다. 특히 바람직하게는 파장이 365 nm인 광만으로 이루어진 휘선이다.
이러한 광을 조사하면, 중합성 액정 화합물을 중합할 때에, 여분의 에너지가 가해지지 않기 때문에 중합성 액정 화합물의 배향성을 향상시킬 수 있다.
파장이 300 nm 이하인 광은, 중합성 액정 화합물의 분해나, 배향 결함의 원인이 되는 경우가 있기 때문에, 파장이 300 nm 이상의 광을 조사하는 것이 바람직하다.
조사 파장 범위가 200 nm 이내이면, 얻어지는 광학 이방성 막 중의 중합성 액정 화합물의 배향성이 보다 향상되기 때문에 바람직하다.
조사되는 광이, 파장이 365 nm인 휘선뿐이면, 중합성 액정 화합물의 배향 결함이 특히 억제되고, 광조사에 의해 발생하는 열의 영향도 제거할 수 있기 때문에 특히 바람직하다.
상기 광을 조사하는 방법으로는, 광원과 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물 사이에 원하는 파장 이외의 광을 커트하는 필터를 넣는 방법, 상기한 광을 발생시키는 광원을 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
파장 범위가 200 nm 이내의 광을 조사하는 방법으로는, 시판되고 있는 장파장 커트 필터와 단파장 커트 필터를 적층하여 사용하는 방법 및 투과하는 파장 범위가 제어된 밴드 패스 필터를 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
파장이 365 nm인 휘선을 조사하는 방법으로는, 단일 파장만을 투과하는 커트 필터를 이용하는 방법, LED와 같이 한정된 파장만을 발생시키는 광원을 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
광을 조사하는 시간은, 통상 5초∼10분이고, 바람직하게는 5초∼2분이며, 보다 바람직하게는 5초∼1분이고, 더욱 바람직하게는 5초∼30초이다. 상기 범위라면, 보다 투명성이 우수한 광학 이방성 막을 얻을 수 있다.
본 발명의 제조 방법은, 장척 필름 롤의 기재에 공정 (A) 및 (B)를 연속하여 실시하는 것이 바람직하다.
광학 이방성 막의 두께는, 그 용도에 따라 적절히 조절할 수 있지만, 0.1 ㎛∼10 ㎛인 것이 바람직하고, 광탄성을 작게 하는 점에서 0.2 ㎛∼5 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조되는 광학 이방성 막(이하, 본 광학 이방성 막이라고 하는 경우가 있음)은, 본 발명의 제조 방법에서 사용되는 기재와 적층된 상태로 사용되어도 좋고, 이 기재로부터 박리하여 취하여, 그 밖의 기재 또는 광학 필름에 접합되어 사용되어도 좋다.
본 광학 이방성 막은, 바람직하게는 하기 식 (1) 및 (2)를 만족시키는 것이다.
Δn(450)/Δn(550)≤1.00 (1)
1.00≤Δn(650)/Δn(550) (2)
여기서, Δn(450), Δn(550), Δn(650)은 각각 파장 450 nm, 550 nm, 650 nm의 광에 대한 복굴절을 나타낸다.
식 (1) 및 식 (2)를 만족시키기 위해서는, 상기 화합물 (A)가 중합성 액정 화합물로서 포함되어 있으면 좋다. 구체적으로는, 일본 특허 공표 제2011-207765호 공보에 기재된 방법을 들 수 있다.
본 광학 이방성 막은, 바람직하게는 위상차성을 갖는다.
본 광학 이방성 막은, 광사출측의 사각(斜角)으로부터 확인한 경우의 직선 편광을 원 편광이나 타원 편광으로 변환하거나, 원 편광 또는 타원 편광을 직선 편광으로 변환하거나, 직선 편광의 편광 방향을 변환하거나 하기 위해 이용되는 위상차 필름으로서 유용하다.
또한, 본 광학 이방성 막은, 복수 장 적층시키거나 또는, 다른 필름과 조합함으로써, 시야각 보상 필름, 시야각 확대 필름, 반사 방지 필름, 편광 필름, 원 편광 필름, 타원 편광 필름 및 휘도 향상 필름 등에 이용할 수 있다.
본 광학 이방성 막을 형성하는 중합성 액정 화합물에 포함되는, 화합물 (X)과 화합물 (A)의 양을 조정함으로써, 본 광학 이방성 막의 위상차를 조정할 수 있다. 또한, 얻어지는 본 광학 이방성 막의 위상차값[리터데이션값, Re(λ)]은, 식 (4)와 같이 결정되기 때문에, 원하는 Re(λ)를 얻기 위해서는, Δn(λ)과 막 두께(d)를 적절하게 조정하면 된다.
Re(λ)=d×Δn(λ) (4)
(식 중, Re(λ)는, 파장 λ nm에 있어서의 위상차값을 나타내고, d는 막 두께를 나타내며, Δn(λ)은 파장 λ nm에 있어서의 복굴절률을 나타낸다.)
본 광학 이방성 막의 파장 550 nm의 광에 대한 면내 위상차값은, 90 nm∼180 nm인 것이 바람직하고, 95 nm∼170 nm인 것이 보다 바람직하며, 100 nm∼160 nm인 것이 더욱 바람직하다.
본 광학 이방성 막은, 편광판을 구성하는 부재로서도 유용하다. 본 발명의 편광판은, 본 광학 이방성 막을 적어도 하나 포함하는 것이다.
편광판(4)의 구체예로는, 도 1의 (a)∼도 1의 (e)에서 도시된 편광판을 들 수 있다. 도 1의 (a)에서 도시된 편광판(4a)은, 위상차 필름(1)과, 편광 필름(2)이, 직접 적층된 편광판이고, 도 1의 (b)에서 도시된 편광판(4b)은, 위상차 필름(1)과 편광 필름(2)이, 접착제층(3')을 통해 접합된 편광판이다. 도 1의 (c)에서 도시된 편광판(4c)은, 위상차 필름(1)과, 위상차 필름(1')을 적층시키고, 또한, 위상차 필름(1')과 편광 필름(2)을 적층시킨 편광판이고, 도 1의 (d)에서 도시된 편광판(4d)은, 위상차 필름(1)과, 위상차 필름(1')을 접착제층(3)을 통해 접합시키고, 또한, 위상차 필름(1') 상에 편광 필름(2)을 적층시킨 편광판이다. 도 1의 (e)에서 도시된 편광판(4e)은, 위상차 필름(1)과, 위상차 필름(1')을 접착제층(3)을 통해 접합시키고, 또한, 위상차 필름(1')과 편광 필름(2)을 접착제층(3')을 통해 접합시킨 편광판이다. "접착제"란, 접착제 및/또는 점착제의 총칭을 의미한다. 상기 위상차 필름(1) 및 위상차 필름(1')으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나에는 본 광학 이방성 막이 포함된다.
편광 필름(2)은, 편광 기능을 갖는 필름이면 된다. 상기 필름으로는, 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름, 및 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름 등을 들 수 있다. 흡수 이방성을 갖는 색소로는, 요오드 및 아조 화합물 등의 2색성 색소를 들 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름으로는, 폴리비닐알콜계 필름에 2색성 색소를 흡착시켜 연신한 필름 및, 폴리비닐알콜계 필름을 연신하여 2색성 색소를 흡착시킨 필름 등을 들 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로는, 액정성을 갖는 2색성 색소를 포함하는 조성물 또는, 2색성 색소와 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물을 도포하여 얻어지는 필름 등을 들 수 있다.
편광 기능을 갖는 필름은, 바람직하게는, 그 한면 또는 양면에 보호 필름을 갖는다. 상기 보호 필름으로는, 상기한 기재와 동일한 것을 들 수 있다.
상기 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름으로는, 구체적으로는, 일본 특허 제3708062호, 일본 특허 제4432487호 등에 기재된 편광판을 들 수 있다.
상기 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로는, 구체적으로는, 일본 특허 공개 제2012-33249호 공보 등에 기재된 편광 필름을 들 수 있다.
편광 필름(2)의 두께는 얇은 쪽이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하되고, 가공성이 뒤떨어지는 경향이 있다. 편광 필름의 두께는, 통상 0.1 ㎛∼300 ㎛이고, 바람직하게는 1 ㎛∼200 ㎛이며, 보다 바람직하게는 5 ㎛∼100 ㎛이다.
접착제층(3) 및 접착제층(3')에 이용되는 접착제는, 투명성이 높고, 내열성이 우수한 접착제인 것이 바람직하다. 그러한 접착제로는, 예컨대, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제 혹은 우레탄계 접착제 등이 이용된다.
본 발명의 표시 장치로는, 예컨대, 본 광학 이방성 막과, 액정 패널이 접합된 액정 패널을 구비하는 액정 표시 장치나, 본 광학 이방성 막과, 발광층이 접합된 유기 일렉트로루미네선스(이하, 「EL」이라고도 함) 패널을 구비하는 유기 EL 표시 장치를 들 수 있다. 본 발명의 표시 장치의 실시형태로서, 액정 표시 장치와, 유기 EL 표시 장치에 대해서 설명한다.
액정 표시 장치로는, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시한 액정 표시 장치(10a 및 10b)를 들 수 있다. 도 2의 (a)에 도시한 액정 표시 장치(10a)에서는, 본 발명의 편광판(4)과 액정 패널(6)이, 접착층(5)을 통해 접합되어 있다. 도 2의 (b)에 도시한 액정 표시 장치(10b)에서는, 본 발명의 편광판(4)이 액정 패널(6)의 한쪽의 면에, 본 발명의 편광판(4')이 액정 패널(6)의 다른쪽의 면에, 접착층(5) 및 접착층(5')을 각각 통해 접합된 구조를 갖고 있다. 이들 액정 표시 장치에서는, 도시하지 않은 전극을 이용하여, 액정 패널에 전압을 인가함으로써, 액정 분자의 배향이 변화되어, 흑백 표시를 실현할 수 있다.
유기 EL 표시 장치로는, 도 3에 도시된 유기 EL 표시 장치 등을 들 수 있다. 상기 유기 EL 표시 장치로는, 본 발명의 편광판(4)과, 유기 EL 패널(7)을, 접착층(5)을 통해 접합시켜 이루어지는 유기 EL 표시 장치(11)를 들 수 있다. 상기 유기 EL 패널(7)은, 도전성 유기 화합물로 이루어진 적어도 1층의 층이다. 상기 구성에 따르면, 도시하지 않은 전극을 이용하여, 유기 EL 패널에 전압을 인가함으로써, 유기 EL 패널이 갖는 발광층에 포함되는 화합물이 발광하여, 흑백 표시를 할 수 있다.
또한, 상기 유기 EL 표시 장치(11)에 있어서, 편광판(4)은, 광대역 원 편광판으로서 기능하는 것이 바람직하다. 광대역 원 편광판으로서 기능하는 것이면, 유기 EL 표시 장치(11)의 표면에 있어서 외광의 반사를 방지할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 예 중의 「%」 및 「부」는 특별히 기재가 없는 한, 질량% 및 질량부이다.
실시예 1
[광학 이방성 막 형성용 조성물의 조제]
표 1의 성분을 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80℃에서 1시간 동안 교반함으로써, 광학 이방성 막 형성용 조성물을 얻었다.
표 1에 있어서, 괄호 안의 값은, 조제한 조성물의 전량에 대한 각 성분의 함유 비율을 의미한다.
표 1에 있어서의 Irg369는, BASF 재팬사 제조의 이르가큐어 369이고, BYK-361N은, 빅케미재팬 제조의 레벨링제이며, 화합물 (A1)은, 하기 식으로 표시되는 액정 화합물이다.
화합물 (A1):
화합물 (A1)은, 일본 특허 공개 제2010-31223호 공보에 기재된 방법으로 합성하였다. 화합물 (A1) 및 광중합 개시제의 극대 흡수 파장을 표 2에 나타낸다.
표 2에 있어서, 화합물 (A1)의 극대 흡수 파장은, 10-4 M 클로로포름 용액 중에 있어서 흡광도가 0.01 이상이고, 250 nm 이상인 파장 영역을 나타내고, 중합 개시제는 극대 흡수 파장을 나타낸다.
실시예 1
유리 기재에 폴리비닐알콜(폴리비닐알콜 1000 완전 비누화형, 와코쥰야쿠 공업 주식회사 제조)의 2 중량% 수용액을 도포하고, 가열 건조 후, 두께 89 nm 막을 얻었다. 얻어진 막의 표면에 러빙 처리를 행하고, 그 위에 광학 이방성 막 형성용 조성물을 스핀 코트법에 의해 도포하고, 가열 건조하여, 표 3에 기재된 실시예 1의 조건으로 유니큐어(VB-15201BY-A, 우시오 전기 주식회사 제조)를 이용하여 광을 조사하여 광학 이방성 막을 얻었다. 조사 파장 및, 파장 범위는, 아사히 분광 주식회사 제조, 밴드 패스 필터(LUX300)를 이용하여 제어하였다.
실시예 2, 비교예 1
상기 실시예 1에 있어서, 광조사 조건을 표 3에 기재된 실시예 2 또는 비교예 1로 한 것 이외에는, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하여, 광학 이방성 막을 얻었다.
실시예 2에 있어서의 조사 파장 및, 파장 범위는, 아사히 분광 주식회사 제조, 단파장 커트 필터(LX0365)를 이용하여 제어하였다. 비교예 1에서는 조사 파장 및, 파장 범위의 제어는 행하지 않고, 광원의 광을 그대로 조사하였다.
광학 특성의 측정
실시예 1, 실시예 2 및 비교예 1에서 얻어진 광학 이방성 막의 위상차값을 측정기(KOBRA-WR, 오지 계측기기사 제조)에 의해 측정하였다. 위상차값(nm)의 측정은, 유리 기판, 배향막 및 필름을 포함하는 적층체에 대해서 행하였지만, 유리 기판 및 배향막은 복굴절성을 갖지 않기(배향막 및 유리 기판에 대해서는, Re(447)=Re(547)=Re(628)=0) 때문에, 측정된 위상차값을 광학 이방성 막의 위상차값으로 할 수 있다.
위상차값 Re(λ)는, 파장(λ) 451 nm, 549 nm 및 628 nm에 있어서 측정하였다. 또한, 광학 이방성 막의 막 두께를 레이저 현미경(LEXT, 올림푸스 주식회사 제조)으로 측정하고, 549 nm에 있어서의 굴절률 이방성 Δn(549)을 산출하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예의 광학 이방성 막은, Δn이 높아, 높은 광학 특성을 갖는 것을 알 수 있었다.
본 발명은, Δn이 높아, 우수한 광학 특성을 갖는 광학 이방성 막의 제조 방법으로서 유용하다.
1,1': 본 광학 이방성막, 2: 편광 필름, 3, 3': 접착제층, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4, 4': 본 발명의 편광판, 5, 5': 접착층, 6: 액정 패널, 7: 유기 EL 패널, 10a, 10b: 액정 표시 장치, 11: 유기 EL 표시 장치
Claims (11)
- 이하의 공정 (A) 및 (B)를 이 순서대로 행하는 광학 이방성 막의 제조 방법.
(A) 광중합 개시제와, 용제와, 250 nm 내지 370 nm 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 중합성 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 막 형성용 조성물을 기재에 도포하는 공정
(B) 도포된 광학 이방성 막 형성용 조성물에, 파장이 200 nm 내지 500 nm인 광으로서, 파장 범위가 250 nm 미만인 광을 조사하는 공정 - 제1항에 있어서, 광중합 개시제의 극대 흡수 파장이 300 nm 내지 380 nm인 광학 이방성 막의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 조사되는 광이, 파장이 365 nm인 광을 포함하는 광학 이방성 막의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 조사되는 광이, 파장이 365 nm의 휘선인 광학 이방성 막의 제조 방법.
- 중합성 액정 화합물이 식 (A)로 표시되는 화합물인, 제1항에 기재된 방법에 의해 얻어지는 광학 이방성 막.
[식 (A) 중,
X1은, 산소 원자, 황 원자 또는 NR1-을 나타낸다. R1은, 수소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.
Y1은, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼12의 1가의 방향족 탄화수소기 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 3∼12의 1가의 방향족 복소환식기를 나타낸다.
Q3 및 Q4는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 1가의 지방족 탄화수소기, 탄소수 3∼20의 1가의 지환식 탄화수소기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소수 6∼20의 1가의 방향족 탄화수소기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, -NR2R3 또는 -SR2를 나타내거나, 또는, Q3과 Q4가 서로 결합하여, 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 방향환 또는 방향족 복소환을 형성한다. R2 및 R3은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타낸다.
D1 및 D2는, 각각 독립적으로, 단결합, -C(=O)-O-, -C(=S)-O-, -CR4R5-, -CR4R5-CR6R7-, -O-CR4R5-, -CR4R5-O-CR6R7-, -CO-O-CR4R5-, -O-CO-CR4R5-, -CR4R5-O-CO-CR6R7-, -CR4R5-CO-O-CR6R7- 또는 -NR4-CR5R6- 또는 -CO-NR4-를 나타낸다.
R4, R5, R6 및 R7은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 불소 원자 또는 탄소수 1∼4의 알킬기를 나타낸다.
G1 및 G2는, 각각 독립적으로, 탄소수 5∼8의 2가의 지환식 탄화수소기를 나타내고, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틸렌기는, 산소 원자, 황 원자 또는 -NH-로 치환되어 있어도 좋으며, 이 지환식 탄화수소기를 구성하는 메틴기는, 제3 급 질소 원자로 치환되어 있어도 좋다.
L1 및 L2는, 각각 독립적으로, 1가의 유기기를 나타내고, L1 및 L2 중 적어도 하나는, 중합성기를 갖는다.] - 제1항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 광학 이방성 막.
- 제6항에 있어서, 하기 식 (1) 및 (2)를 만족시키는 광학 이방성 막.
Δn(450)/Δn(550)≤1.00 (1)
1.00≤Δn(650)/Δn(550) (2)
(Δn(450), Δn(550), Δn(650)은 각각 파장 450 nm, 550 nm, 650 nm의 광에 대한 복굴절을 나타낸다.) - 제6항 또는 제7항에 있어서, 위상차성을 갖는 광학 이방성 막.
- 제6항에 기재된 광학 이방성 막을 포함하는 위상차 필름.
- 제6항에 기재된 광학 이방성 막을 포함하는 편광판.
- 제6항에 기재된 광학 이방성 막을 구비한 표시 장치.
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