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KR20180037206A - 중합성 액정 조성물 및 그것을 사용한 광학 이방체 - Google Patents

중합성 액정 조성물 및 그것을 사용한 광학 이방체 Download PDF

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KR20180037206A
KR20180037206A KR1020187004583A KR20187004583A KR20180037206A KR 20180037206 A KR20180037206 A KR 20180037206A KR 1020187004583 A KR1020187004583 A KR 1020187004583A KR 20187004583 A KR20187004583 A KR 20187004583A KR 20180037206 A KR20180037206 A KR 20180037206A
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KR
South Korea
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liquid crystal
group
polymerizable
oco
coo
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Application number
KR1020187004583A
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English (en)
Inventor
미카 야마모토
야스히로 구와나
요시유키 오노
Original Assignee
디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 경화시켜서 얻어지는 광학 이방체나 위상차막 등의 박막에 있어서, 배향성이 양호하며, 또한, 내열성이 우수한, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 제공한다. 아울러서, 당해 중합성 액정 조성물을 사용한 광학 이방체, 위상차막, 위상차 패터닝막, 휘도 향상막 등, 상기 위상차막 상에 보호층을 갖는 적층체, 및 상기 광학 이방체, 위상차막, 위상차 패터닝막, 휘도 향상막을 갖는 표시 장치를 제공한다. 본 발명은, 1종 또는 2종 이상의 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(I), 키랄 화합물(III), 중합개시제(IV), 임의로 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V), 및, 임의로 1종 또는 2종 이상의 1개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(II)을 함유하는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명의 중합성 액정 조성물을 사용한 광학 이방체도 제공한다.

Description

중합성 액정 조성물 및 그것을 사용한 광학 이방체
본원 발명은, 액정 디스플레이 등의 광학 보상이나 시야각 보상에 사용되는 광학 이방체의 구성 부재, 유기 EL 등에 사용되는 광학 이방체의 구성 부재, 또는, 광학 소자에 사용되는 광학 이방체로서 유용한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 관한 것이며, 또한 당해 중합성 콜레스테릭 액정 조성물로 이루어지는 광학 이방체, 위상차막, 위상차 패터닝막, 휘도 향상막, 반사 방지막, 차열막, 상기 광학 이방체 상에 보호층을 갖는 적층체, 및 상기 광학 이방체, 위상차막, 위상차 패터닝막, 휘도 향상막, 반사 방지막, 차열막을 갖는 액정 표시 장치, 화상 표시 장치, 광학 소자, 인쇄물에 관한 것이다.
중합성 액정 조성물은 광학 이방체의 구성 부재로서 유용하고, 광학 이방체는, 예를 들면, 편광막, 위상차막으로서, 각종 액정 디스플레이에 응용되고 있다. 편광막이나 위상차막은, 중합성 액정 조성물을 기재에 도포하고, 용제를 건조시켜서 도막으로 한 후에, 배향막 등에 의해 중합성 액정 조성물을 배향시킨 상태에서, 가열, 혹은 활성 에너지선을 조사해서 중합성 액정 조성물을 경화함에 의해 얻어진다. 특히, 중합성 액정 조성물에 키랄 화합물을 첨가한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용하면, 원편광 분리 특성이 얻어지는 것이 알려져 있고, 위상차막, 위상차 패터닝막, 휘도 향상막, 반사 방지막, 차열막, 또는 회절 격자나 픽업 렌즈 등의 다양한 광학 소자, 위조 방지의 인쇄물 등에의 응용이 검토되고 있다.
광학 이방체를 액정 표시 장치, 화상 표시 장치 등의 구성 부재에 사용할 경우, 내열성이 요구된다. 특허문헌 1에서는, 벤젠환, 시클로헥산환 등의 환 수를 넷 이상 갖는 액정 화합물을 사용함으로써, 위상차막 형성 후의 소성 처리에 있어서, 내열성이 우수한 위상차막을 작성할 수 있는 것이 개시되어 있다. 그러나, 내열성은 향상하지만, 중합성 액정 조성물에 따라서는 배향성이 악화한다는 문제가 발생하여 있었다. 그러나, 특허문헌 1은, 내열성은 향상하지만 중합성 액정 조성물의 종류에 따라서는, 배향성이 악화하는 경향이 있었다. 또한, 특허문헌 2에서는, 중합성 액정 조성물에 덴드리머 등의 다분기 화합물을 첨가함으로써, 위상차 불균일이 적으며, 또한, 위상차막 형성 후에 소성 공정을 거쳐도 위상차막의 표면 형상 변화가 작고, 또한 상기 소성 공정의 후공정인 투명 전극의 스퍼터링 공정에 있어서도 크랙이 발생하지 않아, 표면 형상이 안정한 위상차막이 얻어지는 것이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2에서는, 표면 형상이 안정한 위상차막이 얻어지지만, 실제로 액정 표시 장치, 화상 표시 장치 등에서는, 추가로 상기 투명 전극 스퍼터링 공정 후에 추가적인 소성 공정이 있고, 그 소성 공정 후의 위상차막의 내열성에 관해서는 개시되어 있지 않았다.
일본 특개2011-148761호 공보 일본 특개2010-138283호 공보
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 경화시켜서 얻어지는 광학 이방체나 위상차막 등의 박막에 있어서, 배향성이 양호하며, 또한, 내열성이 우수한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 제공하는 것에 있다. 아울러서, 당해 중합성 액정 조성물을 사용한 광학 이방체, 위상차막, 위상차 패터닝막, 휘도 향상막, 반사 방지막, 차열막, 상기 광학 이방체 상에 보호층을 갖는 적층체, 및 상기 광학 이방체, 위상차막, 위상차 패터닝막, 휘도 향상막, 반사 방지막, 차열막을 갖는 액정 표시 장치, 화상 표시 장치, 광학 소자, 인쇄물을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 중합성 액정 조성물에 착목해서 예의 연구를 거듭한 결과, 본 발명을 제공하는데 이르렀다.
즉, 본 발명은, 1종 또는 2종 이상의 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(I), 키랄 화합물(III), 중합개시제(IV), 임의로 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V), 및, 임의로 1종 또는 2종 이상의 1개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(II)을 함유하는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명의 중합성 액정 조성물을 사용한 광학 이방체도 제공한다.
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용함으로써, 광학 이방체나 위상차막 등의 박막을 형성했을 때에, 배향 결함이 적은 양호한 배향 상태를 얻을 수 있다. 또한, 상기 액정 조성물을 경화시킨 광학 이방체나 위상차막 등의 박막은, 내열성이 우수하므로, 각종 광학 재료의 용도에 유용하다. 또한, 상기 광학 이방체나 위상차막 등의 박막을 갖는 액정 표시 장치는, 우수한 표시 특성을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 도면.
이하에 본 발명에 따른 중합성 액정 조성물의 최량의 형태에 대하여 설명하지만, 본 발명에 있어서, 중합성 액정 조성물의 「액정」이란, 중합성 액정 조성물을 기재에 도포 후, 유기 용제를 제거한 상태에 있어서 액정성을 나타내는 것을 의도한다. 또한, 본 발명에 있어서, 중합성 액정 화합물의 「액정」이란, 사용하는 중합성 액정 화합물 1종만의 화합물로 액정성을 나타내는 것을 의도하는 경우나, 그 밖의 액정 화합물과 혼합하여 혼합물로 했을 경우에 액정성을 나타내는 것을 의도한다. 또, 중합성 액정 조성물을 자외선 등의 광조사, 가열 또는 그들의 병용에 의해서 중합 처리를 행함으로써 폴리머화(필름화)할 수 있다.
(중합성 액정 화합물)
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물로서는, 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물을 1종 또는 2종 이상 사용하는 것 이외는, 특히 제한 없으며, 공지 관용의 것을 사용할 수 있다.
예를 들면, Handbook of Liquid Crystals(D.Demus, J.W.Goodby, G.W.Gray, H.W.Spiess, V.Vill 편집, Wiley-VCH사 발행, 1998년), 계간화학총설 No.22, 액정의 화학(니혼가가쿠카이편, 1994년), 또는, 일본 특개평7-294735호 공보, 일본 특개평8-3111호 공보, 일본 특개평8-29618호 공보, 일본 특개평11-80090호 공보, 일본 특개평11-116538호 공보, 일본 특개평11-148079호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같은, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기 등의 구조가 복수 이어진 메소겐으로 불리는 강직한 부위와, 비닐기, 아크릴기, (메타)아크릴기와 같은 중합성 관능기를 갖는 봉상 중합성 액정 화합물, 혹은 일본 특개2004-2373호 공보, 일본 특개2004-99446호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 말레이미드기를 갖는 봉상 중합성 액정 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 중합성기를 갖는 봉상 액정 화합물이, 액정 온도 범위로서 실온 전후의 저온을 포함하는 것을 만들기 쉬워 바람직하다.
(분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물)
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에는, 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물을 1종 또는 2종 이상 함유한다. 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물을 사용함에 의해, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 중합해서 얻어지는 중합체를 제작했을 때에 경화성이 우수한 도막을 얻을 수 있다. 상기 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물로서 구체적으로는, 이하 일반식(I-1)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00001
식 중, P11 및 P12는 각각 독립해서, 중합성 관능기를 나타내고, Sp11 및 Sp12는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼18의 알킬렌기 또는 단결합을 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, X11 및 X12는 각각 독립해서, -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고(단, P11-Sp11, P12-Sp12, Sp11-X11 및 Sp12-X12에 있어서, 헤테로 원자끼리의 직접 결합을 포함하지 않는다), q1 및 q2는 각각 독립해서 0 또는 1을 나타내고, q3은 1 또는 2를 나타내고, MG12는 메소겐기를 나타낸다.
P11 및 P12는 각각 독립해서, 하기 식(P-2-1) 내지 식(P-2-20)으로 표시되는 중합성기에서 선택되는 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure pct00002
이들 중합성 관능기 중, 중합성을 높이는 관점에서, 식(P-2-1), (P-2-2), (P-2-7), (P-2-12), (P-2-13)이 바람직하고, 식(P-2-1), (P-2-2)이 보다 바람직하다.
MG12는 메소겐기를 나타내고, 일반식(I-b)
Figure pct00003
(식 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일옥시기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일기, 및/또는, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되고, Z1 및 Z2는 각각 독립해서, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂-, -C=N-, -N=C-, -CONH-, -NHCO-, -C(CF₃)₂-, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자)를 가져도 되는 탄소 원자수 2∼10의 알킬기 또는 단결합을 나타내고, Z1 및 Z2는 각각 독립해서 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂- 또는 단결합인 것이 바람직하고, -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH₂CH₂O-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂- 또는 단결합인 것이 보다 바람직하고, r1은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, A1, 및 Z1이 복수 존재하는 경우는, 각각, 동일해도 되며, 달라도 되지만, q3이 2 또는 3을 나타낼 경우, A1, A2 및 A3 중 어느 하나에 -(X12-Sp12)q2-P12기를 하나 또는 둘 갖는다)으로 표시된다. 이 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 2,6-나프틸렌기를 나타내는 것이 바람직하다.
(2관능 중합성 액정 화합물)
분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 상기 일반식(I-1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물로서는, 분자 내에 2개의 중합성 관능기를 갖는 하기 일반식(I-1-1)으로 표시되는 2관능 중합성 액정 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
Figure pct00004
(식 중, P11 및 P12는 각각 독립해서, 중합성 관능기를 나타내고, Sp11 및 Sp12는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼18의 알킬렌기 또는 단결합을 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, X11 및 X12는 각각 독립해서, -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고(단, P11-Sp11, P12-Sp12, Sp11-X11 및 Sp12-X12에 있어서, 헤테로 원자끼리의 직접 결합을 포함하지 않는다), q1 및 q2는 각각 독립해서, 0 또는 1을 나타내고, MG12는 메소겐기를 나타낸다)
여기에서, P11 및 P12는 각각 독립해서, 상술의 식(P-2-1) 내지 식(P-2-20)으로 표시되는 중합성기에서 선택되는 치환기를 나타내는 것이 바람직하다. 이들 중합성 관능기 중, 중합성을 높이는 관점에서, 식(P-2-1), (P-2-2), (P-2-7), (P-2-12), (P-2-13)이 바람직하고, 식(P-2-1), (P-2-2)이 보다 바람직하다.
또한, Sp11 및 Sp12는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼15의 알킬렌기를 나타내는 것이 바람직하고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, Sp11 및 Sp12는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 된다.
X11 및 X12는 각각 독립해서, -O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내는 것이 바람직하고, X11 및 X12는 각각 독립해서, -O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내는 것이 보다 바람직하다.
MG12는 메소겐기를 나타내고, 일반식(I-1-b)
Figure pct00005
식 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일옥시기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일기, 및/또는, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되고, Z1 및 Z2는 각각 독립해서, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂-, -C=N-, -N=C-, -CONH-, -NHCO-, -C(CF₃)₂-, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자)를 가져도 되는 탄소 원자수 2∼10의 알킬기 또는 단결합을 나타내고, Z1 및 Z2는 각각 독립해서 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂- 또는 단결합인 것이 바람직하고, -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH₂CH₂O-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂- 또는 단결합인 것이 보다 바람직하고, r1은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, A1, 및 Z1이 복수 존재하는 경우는, 각각, 동일해도 되며, 달라도 된다. 이 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 2,6-나프틸렌기를 나타내는 것이 바람직하다.
일반식(I-1-1)의 예로서, 하기 일반식(I-1-1-1)∼(I-1-1-4)으로 표시되는 화합물을 들 수 있지만, 하기의 일반식으로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00006
식 중, P11, Sp11, X11, q1, X12, Sp12, q2, P12는, 각각, 상기 일반식(I-1-1)의 정의와 같은 것을 나타내고,
A11과 A12와 A13, A2, A3은, 상기 일반식(I-1-b)의 A1∼A3의 정의와 같은 것을 나타내고, 각각, 동일해도 되며, 달라도 되고,
Z11과 Z12와 Z13, Z2는, 각각, 상기 일반식(I-1-b)의 Z1, Z2의 정의와 같은 것을 나타내고, 각각, 동일해도 되며, 달라도 된다.
상기 일반식(I-1-1-1)∼(I-1-1-4)으로 표시되는 화합물 중, 일반식(I-1-1-2)∼(I-1-1-4)으로 표시되는, 화합물 중에 셋 이상의 환 구조를 갖는 화합물을 사용하면, 얻어지는 광학 이방체의 배향성이 양호하게 되기 때문에 바람직하고, 화합물 중에 세 환 구조를 갖는 일반식(I-1-1-2)으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기 일반식(I-1-1-1)∼(I-1-1-4)으로 표시되는 화합물로서는, 이하의 일반식(I-1-1-1-1)∼(I-1-1-1-21)으로 표시되는 화합물이 예시되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
식 중, Rd 및 Re은, 각각 독립해서 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
상기 환상기는, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일옥시기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되고,
m1, m2는, 각각 독립해서 0∼18의 정수를 나타내고, n1, n2, n3, n4는 각각 독립해서 0 또는 1을 나타낸다.
두 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물은, 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있지만, 1종∼5종이 바람직하고, 2종∼5종이 보다 바람직하다.
분자 내에 2개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물의 합계 함유량은, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량 중, 10∼98질량% 함유하는 것이 바람직하고, 15∼98질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고 20∼98질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다. 얻어지는 도막의 경화성을 중시하는 경우에는 하한값을 30질량% 이상으로 하는 것이 바람직하고, 50질량% 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
(3관능 중합성 액정 화합물)
분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 상기 일반식(I-1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물로서는, 분자 내에 3개의 중합성 관능기를 갖는 하기 일반식(I-1-2)으로 표시되는 3관능 중합성 액정 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
Figure pct00011
(식 중, P12∼P13는 각각 독립해서, 중합성 관능기를 나타내고, Sp11∼S13는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼18의 알킬렌기 또는 단결합을 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, X11∼X13는 각각 독립해서, -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고(단, P11-Sp11, P12-Sp12, Sp11-X11, Sp12-X12, Sp13-X13, 및 Sp13-X13에 있어서, 헤테로 원자끼리의 직접 결합을 포함하지 않는다), q1, q2, q4, 및 q5는 각각 독립해서, 0 또는 1을 나타내고, MG12는 메소겐기를 나타낸다)
여기에서, P12∼P13는 각각 독립해서, 하기의 식(P-2-1) 내지 식(P-2-20)으로 표시되는 중합성기에서 선택되는 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure pct00012
이들 중합성 관능기 중, 중합성을 높이는 관점에서, 식(P-2-1), (P-2-2), (P-2-7), (P-2-12), (P-2-13)이 바람직하고, 식(P-2-1), (P-2-2)이 보다 바람직하다.
또한, Sp11∼Sp13는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼15의 알킬렌기를 나타내는 것이 바람직하고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, Sp11∼Sp13는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 된다. X11∼X13는 각각 독립해서, -O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내는 것이 바람직하고, X11∼X13는 각각 독립해서, -O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내는 것이 보다 바람직하다.
MG12는 메소겐기를 나타내고, 일반식(I-2-b)
Figure pct00013
식 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일옥시기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일기, 및/또는, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되지만, 존재하는 A1, A2 및 A3 중 어느 하나에 -(X13)q5-(Sp13)q4-P13기를 갖는다. Z1 및 Z2는 각각 독립해서, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂-, -C=N-, -N=C-, -CONH-, -NHCO-, -C(CF₃)₂-, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자)를 가져도 되는 탄소 원자수 2∼10의 알킬기 또는 단결합을 나타내고, Z1 및 Z2는 각각 독립해서 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂- 또는 단결합인 것이 바람직하고, r1은 0, 1, 2 또는 3을 나타내고, A1, 및 Z1이 복수 존재하는 경우는, 각각, 동일해도 되며, 달라도 된다)으로 표시된다. 이 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 2,6-나프틸렌기를 나타내는 것이 바람직하다.
일반식(I-1-2)의 예로서, 하기 일반식(I-1-2-1)∼(I-1-2-8)으로 표시되는 화합물을 들 수 있지만, 하기의 일반식으로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00014
식 중, P11, Sp11, X11, q1, X12, Sp12, q2, P12, X13, q5, Sp13, q4, P13는, 각각, 상기 일반식(I-1-2)의 정의와 같은 것을 나타내고,
A11과 A12와 A13, A2, A3은, 각각, 상기 일반식(I―2-b)의 A1∼A3의 정의와 같은 것을 나타내고, 각각, 동일해도 되며, 달라도 되고,
Z11과 Z12와 Z13, Z2는, 각각, 상기 일반식(I―2-b)의 Z1, Z2의 정의와 같은 것을 나타내고, 각각, 동일해도 되며, 달라도 된다.
상기 일반식(I-1-2-1)∼(I-1-2-8)으로 표시되는 화합물로서는, 이하의 일반식(I-1-2-1-1)∼(I-1-2-1-8)으로 표시되는 화합물이 예시되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
상기 일반식(I-1-2-1-5) 중 두 ※는 결합 부위를 나타내지만 당해 부위에 연결기는 존재하지 않는다. 또한, 상기 식 중, Rf, Rg 및 Rh은, 각각 독립해서 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Ri, Rj 및 Rk은 각각 독립해서 수소 원자, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6의 알콕시기, 시아노기를 나타내고, 이들 기가 탄소수 1∼6의 알킬기, 혹은 탄소수 1∼6의 알콕시기일 경우, 전부가 미치환이거나, 혹은 하나 또는 둘 이상의 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자)에 의해 치환되어 있어도 되고, 상기 환상기는, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일옥시기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일옥시기를 갖고 있어도 된다. n, m, k는 각각 독립해서 1∼18의 정수를 나타내고, m4∼m9는 각각 독립해서 0∼18의 정수를 나타내고, n4∼n10은 각각 독립해서 0 또는 1을 나타낸다.
3개의 중합성 관능기를 갖는 다관능 중합성 액정 화합물은, 임의로 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다.
분자 내에 3개의 중합성 관능기를 갖는 다관능 중합성 액정 화합물의 합계 함유량은, 상기 일반식(II-1)으로 표시되는 중합성 액정 화합물을 포함시킨 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량 중, 0∼40질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0∼30질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0∼20질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
(단관능 중합성 액정 화합물)
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에는, 임의로 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 단관능 중합성 액정 화합물(II)을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 중합성 액정 조성물에 있어서, 상기 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물을 필수 성분으로서 사용할 경우, 당해 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 단관능 중합성 액정 화합물은 임의 성분으로서 사용할 수 있다. 단관능 중합성 액정 화합물로서 구체적으로는, 이하 일반식(II-1)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00018
식 중, P22는 중합성 관능기를 나타내고, Sp22는 탄소 원자수 1∼18의 알킬렌기 또는 단결합을 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, X22는 -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고(단, P22-Sp22, 및 Sp22-X22에 있어서, C, H 이외의 헤테로 원자끼리의 직접 결합을 포함하지 않는다), q6은 0 또는 1을 나타내고, MG22는 메소겐기를 나타내고, R21은, 수소 원자, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알케닐기를 나타내고, 당해 알킬기 및 알케닐기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-, -N(CH₃)-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬기 및 당해 알케닐기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립해서, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 시아노기에 의해서 치환되어도 되고, 복수 치환되어 있을 경우 각각 동일해도 되며, 달라도 된다.
여기에서, P22는, 하기의 식(P-2-1) 내지 식(P-2-20)으로 표시되는 중합성기에서 선택되는 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure pct00019
이들 중합성 관능기 중, 중합성을 높이는 관점에서, 식(P-2-1), (P-2-2), (P-2-7), (P-2-12), (P-2-13)이 바람직하고, 식(P-2-1), (P-2-2)이 보다 바람직하다.
또한, Sp22는 탄소 원자수 1∼15의 알킬렌기를 나타내는 것이 바람직하고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, Sp22는 탄소 원자수 1∼12의 알킬렌기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 된다.
X22는 -O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내는 것이 바람직하고, X22는 -O-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내는 것이 보다 바람직하다.
MG22는 메소겐기를 나타내고, 일반식(II-1-b)
Figure pct00020
(식 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일옥시기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일기, 및/또는, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되고, 이 중, A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로, 상기 치환기를 갖고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 2,6-나프틸렌기를 나타내는 것이 바람직하다.
R21은, 수소 원자, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄 또는 분기 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 8의 직쇄 또는 분기 알케닐기를 나타내는 것이 보다 바람직하고, 당해 알킬기 및 알케닐기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬기 및 당해 알케닐기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립해서, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 시아노기에 의해서 치환되어도 되고, 복수 치환되어 있을 경우 각각 동일해도 되며, 달라도 된다.
일반식(II-1)의 예로서, 하기 일반식(II-1-1)∼(II-1-4)으로 표시되는 화합물을 들 수 있지만, 하기의 일반식으로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00021
식 중, P22, Sp22, X22, q1, 및, R21은, 각각, 상기 일반식(II-1)의 정의와 같은 것을 나타내고,
A11, A12, A13, A2, A3은, 상기 일반식(II-1-b)의 A1∼A3의 정의와 같은 것을 나타내고, 각각, 동일해도 되며, 달라도 되고,
Z11, Z12, Z13, Z2는, 상기 일반식(II-1-b)의 Z1∼Z3의 정의와 같은 것을 나타내고, 각각, 동일해도 되며, 달라도 되고,
상기 일반식(II-1-1)∼(II-1-4)으로 표시되는 화합물로서는, 이하의 식(II-1-1-1)∼식(II-1-1-26)으로 표시되는 화합물이 예시되지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
식 중, Rc은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, m은 0∼18의 정수를 나타내고, n은 0 또는 1을 나타내고, R21은, 상기 일반식(II-1-1)∼(II-1-4)의 정의와 같은 것을 나타내지만, R21은, 수소 원자, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자), 시아노기, 1개의 -CH₂-가 -O-, -CO-, -COO-, -OCO-에 의해서 치환되어도 되는, 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄 알킬기 또는 탄소 원자수 1 내지 6의 직쇄 알케닐기를 나타내는 것이 바람직하다.
상기 환상기는, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일기, 탄소 원자수 1∼8의 알카노일옥시기, 탄소 원자수 1∼8의 알콕시카르보닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일기, 탄소 원자수 2∼8의 알케노일옥시기를 갖고 있어도 된다.
분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 단관능 중합성 액정 화합물의 합계 함유량은, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량 중, 0∼55질량% 함유하는 것이 바람직하고, 0∼50질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 0∼45질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다. 얻어지는 도막의 경화성을 중시하는 경우에는 상한값을 50질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 40질량% 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에는, 상기 중합성 액정 화합물을 복수 종 혼합해서 사용하는 것이 바람직하고, 상기 적어도 1종 이상의 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물과, 적어도 1종 이상의 분자 내에 2개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물을 필수 성분으로 한다. 특히, 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 상기 (II-1-2)∼(II-1-4)에서 선택되는 적어도 1종의 중합성 액정 화합물과, 상기 (I-1-2)∼(I-1-4)에서 선택되는 적어도 1종의 분자 내에 2개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물을 혼합물로 하는 것이 특히 바람직하다.
상기 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물과 분자 내에 2개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물과의 합계량은, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 사용하는 중합성 액정 화합물의 합계량 중, 60질량%∼100질량%로 하는 것이 바람직하고, 70질량%∼100질량%로 하는 것이 특히 바람직하다.
(그 밖의 액정 화합물)
또한, 본 발명의 액정 조성물에는, 중합성기를 갖지 않는 메소겐기를 함유하는 화합물을 첨가해도 되고, 통상의 액정 디바이스, 예를 들면 STN(수퍼·트위스티드·네마틱) 액정이나, TN(트위스티드·네마틱) 액정, TFT(박막 트랜지스터) 액정 등에 사용되는 화합물을 들 수 있다.
중합성 관능기를 갖지 않는 메소겐기를 함유하는 화합물은, 구체적으로는 이하의 일반식(5)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00027
MG3로 나타나는 메소겐기는, 일반식(5-b)
Figure pct00028
(식 중, A1d, A2d 및 A3d은 각각 독립적으로, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, 치환기로서 1개 이상의 F, Cl, CF₃, OCF₃, CN기, 탄소 원자수 1∼8의 알킬기, 알콕시기, 알카노일기, 알카노일옥시기, 탄소 원자수 2∼8의 알케닐기, 알케닐옥시기, 알케노일기, 알케노일옥시기를 갖고 있어도 되고,
Z0d, Z1d, Z2d 및 Z3d은 각각 독립해서, -COO-, -OCO-, -CH₂ CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂-, -CONH-, -NHCO-, 탄소수 2∼10의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬렌기 또는 단결합을 나타내고,
ne는 0, 1 또는 2를 나타내고,
R51 및 R52은 각각 독립해서 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기 또는 탄소 원자수 1∼18의 알킬기를 나타내지만, 당해 알킬기는 하나 이상의 할로겐 원자 또는 CN에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 하나의 CH₂기 또는 인접하고 있지 않은 둘 이상의 CH₂기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 된다)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
구체적으로는, 이하에 나타내지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00029
Ra 및 Rb는 각각 독립해서 수소 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6의 알콕시기, 탄소수 1∼6의 알케닐기, 시아노기를 나타내고, 이들 기가 탄소수 1∼6의 알킬기, 혹은 탄소수 1∼6의 알콕시기일 경우, 전부가 미치환이거나, 혹은 하나 또는 둘 이상의 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 된다.
메소겐기를 갖는 화합물의 총 함유량은, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 사용하는 중합성 액정 화합물의 합계량 중 0∼20질량%인 것이 바람직하고, 0∼15질량%인 것이 바람직하고, 0∼10질량%인 것이 특히 바람직하다.
(키랄 화합물)
본 발명에 있어서의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에는, 액정성을 나타내도 되고, 비액정성이어도 되는, 키랄 화합물(III)을 함유한다.
본 발명에 사용하는 키랄 화합물로서는, 중합성 관능기를 하나 이상 갖는 것이 바람직하다. 중합성 키랄 화합물로서는, 중합성 관능기를 하나 이상 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물로서는, 예를 들면, 일본 특개평11-193287호 공보, 일본 특개2001-158788호 공보, 일본 특표2006-52669호 공보, 일본 특개2007-269639호 공보, 일본 특개2007-269640호 공보, 일본 2009-84178호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같은, 이소소르비드, 이소만니트, 글루코시드 등의 키랄인 당류를 포함하며, 또한, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기 등의 강직한 부위와, 비닐기, 아크릴로일기, (메타)아크릴로일기, 또한, 말레이미드기와 같은 중합성 관능기를 갖는 중합성 키랄 화합물, 일본 특개평8-239666호 공보에 기재되어 있는 바와 같은, 테르페노이드 유도체로 이루어지는 중합성 키랄 화합물, NATURE VOL35 467∼469페이지(1995년 11월 30일 발행), NATURE VOL392 476∼479페이지(1998년 4월 2일 발행) 등에 기재되어 있는 바와 같은, 메소겐기와 키랄 부위를 갖는 스페이서로 이루어지는 중합성 키랄 화합물, 혹은 일본 특표2004-504285호 공보, 일본 특개2007-248945호 공보에 기재되어 있는 바와 같은, 비나프틸기를 포함하는 중합성 키랄 화합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 나선 비틀림력(HTP)이 큰 키랄 화합물이, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 바람직하다.
중합성 키랄 화합물의 배합량은, 화합물의 나선 유기력에 의해서 적의(適宜) 조정하는 것이 필요하지만, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량 중, 2∼25질량% 함유하는 것이 바람직하고, 2∼20질량% 함유하는 것이 보다 바람직하고, 2∼15질량% 함유하는 것이 더 바람직하고, 2∼15질량% 함유하는 것이 특히 바람직하다.
키랄 화합물의 일반식의 일례로서, 일반식(III-1)∼(III-4)을 들 수 있지만, 하기의 일반식으로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00030
식 중, Sp3a, 및, Sp3b는 각각 독립해서 탄소 원자수 0∼18의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기는 하나 이상의 할로겐 원자, CN기, 또는 중합성 관능기를 갖는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 하나의 CH₂기 또는 인접하고 있지 않은 둘 이상의 CH₂기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되고,
A1, A2, A3, A4, 및 A5는 각각 독립해서, 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고, n, l 및 k는 각각 독립해서, 0 또는 1을 나타내고, 0≤n+l+k≤3으로 되고,
Z0, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, 및, Z6은 각각 독립해서, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂-, -CONH-, -NHCO-, 탄소수 2∼10의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기 또는 단결합을 나타내고,
n5, 및, m5는 각각 독립해서 0 또는 1을 나타내고,
R3a 및 R3b은, 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기 또는 탄소 원자수 1∼18의 알킬기를 나타내지만, 당해 알킬기는 하나 이상의 할로겐 원자 또는 CN에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 하나의 CH₂기 또는 인접하고 있지 않은 둘 이상의 CH₂기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되고,
혹은 R3a 및 R3b은 일반식(III-a)
Figure pct00031
(식 중, P3a는 중합성 관능기를 나타낸다)
P3a는, 하기의 식(P-1) 내지 식(P-20)으로 표시되는 중합성기에서 선택되는 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure pct00032
이들 중합성 관능기 중, 중합성 및 보존안정성을 높이는 관점에서, 식(P-1) 또는 식(P-2), (P-7), (P-12), (P-13)이 바람직하고, 식(P-1), (P-7), (P-12)이 보다 바람직하다.
키랄 화합물의 구체적 예로서는, 화합물(III-5)∼(III-46)의 화합물을 들 수 있지만, 하기의 화합물로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
(식 중, m, n은 각각 독립해서 1∼18의 정수를 나타내고, R, R1∼R4은 각각 독립해서 수소 원자, 탄소수 1∼6의 알킬기, 탄소수 1∼6의 알콕시기, 카르복시기, 시아노기를 나타낸다. 이들 기가 탄소수 1∼6의 알킬기, 혹은 탄소수 1∼6의 알콕시기일 경우, 전부가 미치환이거나, 혹은 하나 또는 둘 이상의 할로겐 원자에 의해 치환되어 있어도 된다)
(중합성 디스코틱 화합물)
본 발명의 중합성 액정 조성물에 있어서, 상기 일반식(II)에 나타내는 중합성 화합물 이외의 액정성을 나타내도 되고, 비액정성이어도 되고, 중합성 디스코틱 화합물을 함유할 수도 있다.
본 발명에 사용하는 중합성 디스코틱 화합물로서는, 중합성 관능기를 하나 이상 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 화합물로서는, 예를 들면, 일본 특개평7-281028호 공보, 일본 특개평7-287120호 공보, 일본 특개평7-333431호 공보, 일본 특개평8-27284호 공보에 기재되어 있는 바와 같은 중합성 화합물을 들 수 있다.
중합성 디스코틱 화합물의 배합량은, 화합물에 의해서 적의 조정하는 것이 필요하지만, 중합성 조성물 중, 0∼10질량% 함유하는 것이 바람직하다.
중합성 디스코틱 화합물의 일반식의 일례로서, 일반식(4-1)∼(4-3)을 들 수 있지만, 하기의 일반식으로 한정되는 것은 아니다.
Figure pct00043
식 중, Sp4는 탄소 원자수 0∼18의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기는 하나 이상의 할로겐 원자, CN기, 또는 중합성 관능기를 갖는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 하나의 CH₂기 또는 인접하고 있지 않은 둘 이상의 CH₂기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되고,
A4는 1,4-페닐렌기, 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-시클로헥세닐기, 테트라히드로피란-2,5-디일기, 1,3-디옥산-2,5-디일기, 테트라히드로티오피란-2,5-디일기, 1,4-비시클로(2,2,2)옥틸렌기, 데카히드로나프탈렌-2,6-디일기, 피리딘-2,5-디일기, 피리미딘-2,5-디일기, 피라진-2,5-디일기, 티오펜-2,5-디일기, 1,2,3,4-테트라히드로나프탈렌-2,6-디일기, 2,6-나프틸렌기, 페난트렌-2,7-디일기, 9,10-디히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,2,3,4,4a,9,10a-옥타히드로페난트렌-2,7-디일기, 1,4-나프틸렌기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜-2,6-디일기, 벤조[1,2-b:4,5-b']디셀레노펜-2,6-디일기, [1]벤조티에노[3,2-b]티오펜-2,7-디일기, [1]벤조셀레노페노[3,2-b]셀레노펜-2,7-디일기, 또는 플루오렌-2,7-디일기를 나타내고,
n5는 0 또는 1을 나타내고,
Z4a는, -CO-, -CH₂ CH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -CH=CHCOO-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COCH₂CH₂-, 탄소수 2∼10의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기 또는 단결합을 나타내고,
Z4b는 -COO-, -OCO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CHCOO-, -OCOCH=CH-, -CH₂CH₂COO-, -CH₂CH₂OCO-, -COOCH₂CH₂-, -OCOCH₂CH₂-, -CONH-, -NHCO-, -OCOO-, 탄소수 2∼10의 할로겐 원자를 가져도 되는 알킬기 또는 단결합을 나타내고,
R4은, 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기 또는 탄소 원자수 1∼18의 알킬기를 나타내지만, 당해 알킬기는 하나 이상의 할로겐 원자 또는 CN에 의해 치환되어 있어도 되고, 이 기 중에 존재하는 하나의 CH₂기 또는 인접하고 있지 않은 둘 이상의 CH₂기는 각각 상호 독립해서, 산소 원자가 상호 직접 결합하지 않는 형태로, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- 또는 -C≡C-에 의해 치환되어 있어도 되고,
혹은 R4은 일반식(4-a)
Figure pct00044
(식 중, P4a는 중합성 관능기를 나타내고, Sp3a는 Sp1와 같은 의미를 나타낸다)
P4a는, 하기의 식(P-1) 내지 식(P-20)으로 표시되는 중합성기에서 선택되는 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
Figure pct00045
이들 중합성 관능기 중, 중합성 및 보존안정성을 높이는 관점에서, 식(P-1) 또는 식(P-2), (P-7), (P-12), (P-13)이 바람직하고, 식(P-1), (P-7), (P-12)이 보다 바람직하다.
중합성 디스코틱 화합물의 구체적 예로서는, 화합물(4-4)∼(4-8)의 화합물을 들 수 있지만, 하기의 화합물로 한정되는 것은 아니다.
(중합개시제)
(광중합개시제)
본 발명에 있어서의 중합성 액정 조성물은 광중합개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 광중합개시제는 적어도 1종류 이상 함유하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, BASF샤제의 「이르가큐어651」, 「이르가큐어184」, 「다로큐어1173」, 「이르가큐어907」, 「이르가큐어127」, 「이르가큐어369」, 「이르가큐어379」, 「이르가큐어819」, 「이르가큐어2959」, 「이르가큐어1800」, 「이르가큐어250」, 「이르가큐어754」, 「이르가큐어784」, 「이르가큐어OXE01」, 「이르가큐어OXE02」, 「루시린TPO」, 「다로큐어1173」, 「다로큐어MBF」나 LAMBSON사제의 「에사큐어1001M」, 「에사큐어KIP150」, 「스피드큐어BEM」, 「스피드큐어BMS」, 「스피드큐어MBP」, 「스피드큐어PBZ」, 「스피드큐어ITX」, 「스피드큐어DETX」, 「스피드큐어EBD」, 「스피드큐어MBB」, 「스피드큐어BP」나 니혼가야쿠샤제의 「카야큐어DMBI」, 니혼시이벨헤그너샤제(현 DKSH샤)의 「TAZ-A」, ADEKA샤제의 「아데카옵토머SP-152」, 「아데카옵토머SP-170」, 「아데카옵토머N-1414」, 「아데카옵토머N-1606」, 「아데카옵토머N-1717」, 「아데카옵토머N-1919」, UCC샤제의 「사이라큐어UVI-6990」, 「사이라큐어UVI-6974」나 「사이라큐어UVI-6992」, 아사히덴카고교샤제의 「아데카옵토머SP-150, SP-152, SP-170, SP-172」나 로디아제의 「PHOTOINITIATOR2074」, BASF샤제의 「이르가큐어250」, GE실리콘즈사제의 「UV-9380C」, 미도리가가쿠샤제의 「DTS-102」 등을 들 수 있다.
광중합개시제의 사용량은 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량을 100질량부로 했을 경우에, 0.1∼7질량부 첨가하는 것이 바람직하고, 0.5∼6질량부 첨가하는 것이 보다 바람직하고, 1∼6질량부 첨가하는 것이 더 바람직하고, 3∼6질량부가 특히 바람직하다. 이들은, 단독으로 사용할 수도 있지만, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있고, 추가로, 증감제 등을 첨가해도 된다.
(열중합개시제)
본 발명에 있어서의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에는, 광중합개시제와 함께, 열중합개시제를 병용해도 된다. 열중합개시제로서는 공지 관용의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 메틸아세토아세테이트퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 1,1-비스(t-헥실퍼옥시)3,3,5-트리메틸시클로헥산, p-펜타하이드로퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 이소부틸퍼옥사이드, 디(3-메틸-3-메톡시부틸)퍼옥시디카보네이트, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산 등의 유기 과산화물, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조니트릴 화합물, 2,2'-아조비스(2-메틸-N-페닐프로피온-아미딘)디하이드로클로라이드 등의 아조아미딘 화합물, 2,2'아조비스{2-메틸-N-[1,1-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸]프로피온아미드} 등의 아조아미드 화합물, 2,2'아조비스(2,4,4-트리메틸펜탄) 등의 알킬아조 화합물 등을 사용할 수 있다.
열중합개시제의 사용량은 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량을 100질량부로 했을 경우에, 0.1∼7질량부 첨가하는 것이 바람직하고, 0.3∼6질량부 첨가하는 것이 보다 바람직하고, 0.5∼5질량%가 특히 바람직하다. 이들은, 단독으로 사용할 수도 있지만, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있다.
(반복 단위를 갖는 화합물)
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에는, 반복 단위를 갖는, 비실리콘계 화합물(V)을 함유하는 것이 바람직하다. 또, 후술하지만, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 광학 이방체를 형성하고, 추가로, 당해 광학 이방체막 상에, 광학 이방체를 보호하는 보호층을 별도 적층하는 경우는, 당해 보호층을 형성하는데 있어서, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V) 또는, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)을 함유하는 용액을 사용하기 때문에, 중합성 액정 조성물 중에, 당해 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)을 반드시 함유할 필요는 없다. 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)을 함유함으로써, 배향 상태가 양호하며, 내열성이 우수한 광학 이방체를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)로서는, 반복 단위를 갖는 아크릴계 화합물 및/또는 메타아크릴계 화합물(V-1)을 들 수 있다. 반복 단위를 갖는 아크릴계 화합물 및/또는 메타아크릴계 화합물(V-1)로서는, 반복 단위를 갖고 있으면 되고, 모노머여도 되고, 중합체나, (메타)아크릴계 화합물끼리나, (메타)아크릴계 화합물과 그 밖의 중합성 화합물과의 공중합체여도 되지만, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 사용하는 용제에 용해 가능하도록 분자량 Mw가 200000 이하, Mn이 400000 이하인 것이 바람직하다. 아크릴계 화합물 및/또는 메타아크릴계 화합물(V-1)로서, 구체적으로는, 이하의 식(V-1-1)∼(V-1-15)을 들 수 있다.
2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트의 공중합체(V-1-1)
부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트의 공중합체(V-1-2)
2-에틸부틸아크릴레이트의 중합체(V-1-3)
부틸아크릴레이트의 중합체(V-1-4)
에틸아크릴레이트의 중합체(V-1-5)
2-에틸헥실아크릴레이트의 중합체(V-1-6)
1,9-노난디올아크릴레이트(V-1-7)
폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트(V-1-8)
벤질아크릴레이트의 중합체(V-1-9)
2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트의 공중합체(V-1-10)
하기 (V-a), (V-b)의 공중합체(V-1-11)
하기 (V-c), (V-d)의 공중합체(V-1-12)
Figure pct00047
페닐글리시딜에테르아크릴레이트의 중합체(V-1-13)
하기 중합체(V-1-14)
Figure pct00048
하기 중합체(V-1-15)
Figure pct00049
(식 중, f, g, l, o는 각각 1 이상의 정수를 나타내지만, f는 15∼50이 바람직하고, g는 50∼85가 바람직하고, l은 1∼20이 바람직하고, o는 1∼20이 바람직하다. 또한, n, h, m, s는 각각 1 이상의 정수를 나타내지만, n은 1∼20이 바람직하고, h는 1∼20이 바람직하고, m은 1∼20이 바람직하고, s는 1∼20이 바람직하다. 또한, 식 중, R, R'는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1∼20의 탄화수소기, 또는 방향족 탄화수소를 나타내고, 당해 탄화수소기 중의 수소 원자는 하나 이상의 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다)
본 발명에 있어서, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)로서는, 하기 일반식(V-2)으로 표시되는 반복 단위를 갖는 중량 평균 분자량이 100 이상인 화합물을 들 수 있다.
Figure pct00050
식 중, R11, R12, R13 및 R14은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소 원자수 1∼20의 탄화수소기를 나타내고, 당해 탄화수소기 중의 수소 원자는 하나 이상의 할로겐 원자로 치환되어 있어도 된다.
일반식(V-2)으로 표시되는 호적한 화합물로서, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 파라핀, 유동 파라핀, 염소화폴리프로필렌, 염소화파라핀, 염소화 유동 파라핀 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)로서는, 하기 일반식 등으로 표시되는 반복 단위를 갖는 폴리이미드계 화합물 및/또는 폴리아미드계 화합물(V-3)을 들 수 있다. 반복 단위를 갖는 폴리이미드계 화합물 및/또는 폴리아미드계 화합물(V-3)로서는, 반복 단위를 갖고 있으면 되고, 모노머여도 되고, 중합체나, 폴리이미드계 화합물 및/또는 폴리아미드계 화합물과 그 밖의 중합성 화합물과의 공중합체여도 되지만, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 사용하는 용제에 용해 가능하도록 분자량 Mw가 200000 이하, Mn이 400000 이하인 것이 바람직하다. 폴리이미드계 화합물 및/또는 폴리아미드계 화합물(V-3)로서, 구체적으로는, 이하의 식(V-3-1)∼(V-3-4)의 중합체를 들 수 있다.
Figure pct00051
Figure pct00052
(식 중, i는 1 이상의 정수를 나타내지만, 1∼50이 바람직하다)
반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)의 사용량은 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량을 100질량부로 했을 경우에, 0.1∼6질량부 첨가하는 것이 바람직하고, 0.1∼5.5질량부 첨가하는 것이 보다 바람직하고, 0.1∼5질량%가 특히 바람직하다. 이들은, 단독으로 사용할 수도 있지만, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있다.
(유기 용제)
본 발명에 있어서의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 유기 용제를 첨가해도 된다. 사용하는 유기 용제로서는 특히 한정은 없지만, 중합성 액정 화합물이 양호한 용해성을 나타내는 유기 용제가 바람직하고, 100℃ 이하의 온도에서 건조할 수 있는 유기 용제인 것이 바람직하다. 그와 같은 용제로서는, 예를 들면, 톨루엔, 자일렌, 쿠멘, 메시틸렌 등의 방향족계 탄화수소, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용제, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온, 시클로펜탄온 등의 케톤계 용제, 테트라히드로퓨란, 1,2-디메톡시에탄, 아니솔 등의 에테르계 용제, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드계 용제, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤 및 클로로벤젠 등을 들 수 있다. 이들은, 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상 혼합해서 사용할 수도 있지만, 케톤계 용제, 에테르계 용제, 에스테르계 용제 및 방향족 탄화수소계 용제 중 어느 1종류 이상을 사용하는 것이 용액안정성의 점으로부터 바람직하다.
본 발명에 사용되는 조성물은 유기 용제의 용액으로 하면 기판에 대해서 도포할 수 있고, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에 사용하는 유기 용제의 비율은, 도포한 상태를 현저하게 손상시키지 않는 한 특히 제한은 없지만, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 유기 용제의 합계량이 10∼95질량%인 것이 바람직하고, 12∼90질량%인 것이 더 바람직하고, 15∼85질량%인 것이 특히 바람직하다.
유기 용제에 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 용해할 때에는, 균일하게 용해시키기 위하여, 가열 교반하는 것이 바람직하다. 가열 교반 시의 가열 온도는, 사용하는 조성물의 유기 용제에 대한 용해성을 고려해서 적의 조절하면 되지만, 생산성의 점으로부터 15℃∼110℃가 바람직하고, 15℃∼105℃가 보다 바람직하고, 15℃∼100℃가 더 바람직하고, 20℃∼90℃로 하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 용매를 첨가할 때에는 분산 교반기에 의해 교반 혼합하는 것이 바람직하다. 분산 교반기로서 구체적으로는, 디스퍼, 프로펠러, 터빈 날개 등 교반 날개를 갖는 분산기, 페인트 셰이커, 유성식 교반 장치, 진탕기, 스터러, 셰이커 또는 로터리 이베이퍼레이터 등을 사용할 수 있다. 그 외에는, 초음파 조사 장치를 사용할 수 있다.
용매를 첨가할 때의 교반 회전수는, 사용하는 교반 장치에 따라 적의 조정하는 것이 바람직하지만, 균일한 중합성 액정 조성물 용액으로 하기 위하여 교반 회전수를 10rpm∼1000rpm으로 하는 것이 바람직하고, 50rpm∼800rpm으로 하는 것이 보다 바람직하고, 150rpm∼600rpm으로 하는 것이 특히 바람직하다.
(중합금지제)
본 발명에 있어서의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물에는, 중합금지제를 첨가하는 것이 바람직하다. 중합금지제로서는, 페놀계 화합물, 퀴논계 화합물, 아민계 화합물, 티오에테르계 화합물, 니트로소 화합물 등을 들 수 있다.
페놀계 화합물로서는, p-메톡시페놀, 크레졸, t-부틸카테콜, 3,5-디-t-부틸-4-히드록시톨루엔, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 4-메톡시-1-나프톨, 4,4'-디알콕시-2,2'-비-1-나프톨 등을 들 수 있다.
퀴논계 화합물로서는, 히드로퀴논, 메틸히드로퀴논, tert-부틸히드로퀴논, p-벤조퀴논, 메틸-p-벤조퀴논, tert-부틸-p-벤조퀴논, 2,5-디페닐벤조퀴논, 2-히드록시-1,4-나프토퀴논, 1,4-나프토퀴논, 2,3-디클로로-1,4-나프토퀴논, 안트라퀴논, 디페노퀴논 등을 들 수 있다.
아민계 화합물로서는, p-페닐렌디아민, 4-아미노디페닐아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N-i-프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1.3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-디-2-나프틸-p-페닐렌디아민, 디페닐아민, N-페닐-β-나프틸아민, 4,4'-디쿠밀-디페닐아민, 4,4'-디옥틸-디페닐아민 등을 들 수 있다.
티오에테르계 화합물로서는, 페노티아진, 디스테아릴티오디프로피오네이트 등을 들 수 있다.
니트로소계 화합물로서는, N-니트로소디페닐아민, N-니트로소페닐나프틸아민, N-니트로소디나프틸아민, p-니트로소페놀, 니트로소벤젠, p-니트로소디페닐아민, α-니트로소-β-나프톨 등, N,N-디메틸p-니트로소아닐린, p-니트로소디페닐아민, p-니트로소디메틸아민, p-니트로소-N,N-디에틸아민, N-니트로소에탄올아민, N-니트로소디-n-부틸아민, N-니트로소-N-n-부틸-4-부탄올아민, N-니트로소-디이소프로판올아민, N-니트로소-N-에틸-4-부탄올아민, 5-니트로소-8-히드록시퀴놀린, N-니트로소모르폴린, N-니트로소-N-페닐히드록실아민암모늄염, 니트로소벤젠, 2,4,6-트리-tert-부틸니트로소벤젠, N-니트로소-N-메틸-p-톨루엔설폰아미드, N-니트로소-N-에틸우레탄, N-니트로소-N-n-프로필우레탄, 1-니트로소-2-나프톨, 2-니트로소-1-나프톨, 1-니트로소-2-나프톨-3,6-설폰산나트륨, 2-니트로소-1-나프톨-4-설폰산나트륨, 2-니트로소-5-메틸아미노페놀염산염, 2-니트로소-5-메틸아미노페놀염산염 등을 들 수 있다.
중합금지제의 첨가량은 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량을 100질량부로 했을 경우에 0.01∼1.0질량부인 것이 바람직하고, 0.05∼0.5질량부인 것이 보다 바람직하다.
(배향제어제)
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물은, 중합성 액정 화합물을 콜레스테릭 배향(평면 배향)한 상태로 하기 위하여, 배향성을 보다 촉진하는 배향제어제를 1종류 이상 함유해도 된다. 함유할 수 있는 배향제어제로서는, 알킬카르복시산염, 알킬인산염, 알킬설폰산염, 플루오로알킬카르복시산염, 플루오로알킬인산염, 플루오로알킬설폰산염, 폴리옥시에틸렌 유도체, 플루오로알킬에틸렌옥사이드 유도체, 폴리에틸렌글리콜 유도체, 알킬암모늄염, 플루오로알킬암모늄염류 등을 들 수 있고, 함불소 계면활성제가 특히 바람직하다. 구체적으로는, 「메가팩 F-251」, 「메가팩 F-444」, 「메가팩 F-510」, 「메가팩 F-552」, 「메가팩 F-553」, 「메가팩 F-554」, 「메가팩 F-555」, 「메가팩 F-558」, 「메가팩 F-560」, 「메가팩 F-561」, 「메가팩 F-563」, 「메가팩 F-565」, 「메가팩 F-570」, 「메가팩 R-40」, 「메가팩 R-41」, 「메가팩 R-43」, 「메가팩 R-94」(이상, DIC가부시키가이샤제), 「FTX-218」(가부시키가이샤네오스제) 등의 예를 들 수 있다.
또한, 사용 가능한 배향제어제의 예로서, 하기 일반식(5-1)∼(5-4)으로 표시되는 화합물을 들 수 있지만, 구조는 이것으로 한정되지 않는다.
Figure pct00053
(식 중, R은 각각 동일해도 되며 달라도 되고, 불소 원자로 치환되어 있어도 되는 탄소 원자수 1∼30의 알콕시기를 나타낸다. 식 중, m1, m2 및 m3은 각각 1 이상의 정수를 나타낸다)
(연쇄이동제)
본 발명에 있어서의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물은, 광학 이방체로 한 경우의 기재와의 밀착성을 보다 향상시키기 위하여, 연쇄이동제를 첨가하는 것도 바람직하다. 연쇄이동제로서는, 방향족 탄화수소류, 클로로포름, 사염화탄소, 사브롬화탄소, 브로모트리클로로메탄 등의 할로겐화탄화수소류, 모노티올, 디티올, 트리티올, 테트라티올 등의 티올 화합물을 들 수 있지만, 방향족 탄화수소류, 티올 화합물이 보다 바람직하다. 구체적으로는 하기 일반식(8-1)∼(8-12)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pct00054
Figure pct00055
식 중, R65은 탄소 원자수 2∼18의 알킬기를 나타내고, 당해 알킬기는 직쇄여도 되며 분기쇄여도 되고, 당해 알킬기 중의 하나 이상의 메틸렌기는 산소 원자, 및 황 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 산소 원자, 황 원자, -CO-, -OCO-, -COO-, 또는 -CH=CH-로 치환되어 있어도 되고, R66은 탄소 원자수 2∼18의 알킬렌기를 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 하나 이상의 메틸렌기는 산소 원자, 및 황 원자가 상호 직접 결합하지 않는 것으로서, 산소 원자, 황 원자, -CO-, -OCO-, -COO-, 또는 -CH=CH-로 치환되어 있어도 된다.
연쇄이동제의 첨가량은 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에 함유하는 중합성 액정 화합물(I), 중합성 액정 화합물(II) 및 키랄 화합물(III)의 합계 함유량을 100질량부로 했을 경우에, 0.5∼10질량부인 것이 바람직하고, 1.0∼5.0질량부인 것이 보다 바람직하다.
(그 밖의 첨가제)
또한 물성 조정을 위하여, 목적에 따라서, 액정성이 없는 중합성 화합물, 틱소제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 항산화제, 표면처리제 등의 첨가제를 액정의 배향능을 현저하게 저하시키지 않을 정도로 첨가할 수 있다.
(광학 이방체)
본 발명의 광학 이방체는, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을, 배향 기능을 갖는 기재상에 도포하고, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중의 액정 분자를, 네마틱상, 키랄스멕틱상을 유지한 상태에서 배향시키고, 중합시킴에 의해서 얻어진다. 또, 본 발명의 광학 이방체는, 후술의 위상차막은, 당해 광학 이방체의 용도의 하나이며, 광학 이방체의 개념에 포함되는 것이다.
(위상차막)
본 발명의 위상차막은, 본 발명의 광학 이방체와 마찬가지로 해서 제작된다. 기재에 대해서, 액정성 화합물이 균일하게 연속적인 배향 상태를 형성해서, 위상차막이 얻어진다. 또, 본 발명의 위상차막은, 위상차층 및 위상차 필름과 동의(同意)이다.
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 도포 등에 의해, 기재 상에 배향시키고, 중합해서 얻어지는 위상차막으로서, 네거티브C 플레이트, 이축성(二軸性) 플레이트 등을 들 수 있다.
여기에서, 네거티브C 플레이트는, 위상차막의 면내 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률을 nx, 위상차막의 면내 진상축(進相軸) 방향의 굴절률을 ny, 위상차막의 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때에, 「nx=ny>nz」의 관계로 되는 위상차막이다. 이축성 플레이트는, 위상차막의 면내 지상축 방향의 굴절률을 nx, 위상차막의 면내 진상축 방향의 굴절률을 ny, 위상차막의 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때에, 「nx>ny>nz」의 관계로 되는 위상차막이다.
본 발명의 위상차막은, 액정 표시 장치, 디스플레이, 광학 소자, 광학 부품, 착색제, 시큐리티용 마킹, 레이저 발광용 부재, 광학 필름, 및, 보상 필름 등의 용도에 따라서, 용도에 적합한 형태로 적용된다. 또한, 접착제나 접착층, 점착제나 점착층, 보호 필름이나 편광 필름 등이 적층되어 있어도 된다.
(위상차 패터닝막)
본 발명의 위상차 패터닝막은, 본 발명의 광학 이방체와 마찬가지로, 기재, 배향막, 및, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물의 중합체를 순차 적층한 것이지만, 중합 공정에 있어서, 부분적으로 서로 다른 위상차가 얻어지도록 패터닝된 것이다. 패터닝은, 격자상의 패터닝, 원상의 패터닝, 다각형상의 패터닝 등, 서로 다른 방향의 경우도 있다. 본 발명의 위상차 패터닝막은, 액정 표시 장치, 디스플레이, 광학 소자, 광학 부품, 착색제, 시큐리티용 마킹, 레이저 발광용 부재, 광학 필름, 및, 보상 필름 등의 용도에 따라서, 적용된다.
부분적으로 서로 다른 위상차를 얻는 방법으로서는, 기재에 배향막을 마련하고, 배향 처리할 때에 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 도포 건조했을 때에, 중합성 액정 조성물이 패터닝 배향하도록 처리한다. 그와 같은 배향 처리는, 미세 러빙 처리, 포토 마스크를 개재한 편광 자외가시광 조사 처리, 미세 형상 가공 처리 등을 들 수 있다. 배향막은, 공지 관용의 것이 사용된다. 그와 같은 배향막으로서는, 폴리이미드, 폴리실록산, 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 에폭시 수지, 에폭시아크릴레이트 수지, 아크릴 수지, 쿠마린 화합물, 칼콘 화합물, 신나메이트 화합물, 풀기드 화합물, 안트라퀴논 화합물, 아조 화합물, 아릴에텐 화합물 등의 화합물을 들 수 있다. 미세 러빙에 의해 배향 처리하는 화합물은, 배향 처리, 또는 배향 처리 후에 가열 공정을 넣음으로써 재료의 결정화가 촉진되는 것이 바람직하다. 러빙 이외의 배향 처리를 행하는 화합물 중에서는 광배향 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
(휘도 향상막)
본 발명의 휘도 향상막은, 본 발명의 광학 이방체와 마찬가지로 해서 제작된다. 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 경화한 위상차막, λ/4 파장판을 점착제층 등으로 개재해서 적층시킴에 의해, 본 발명의 휘도 향상막으로서 사용할 수 있다. 본 발명의 휘도 향상막을 마련함으로써, 액정 표시 장치에 있어서, 백라이트로부터의 광을 유효하게 이용하여, 휘도를 향상시키며 또한 발광 효율을 높이는 것이 가능하다.
(반사 방지막)
본 발명의 반사 방지막은, 본 발명의 광학 이방체와 마찬가지로 해서 제작된다. 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 경화한 위상차막, λ/4 파장판을 점착제층 등으로 개재해서 적층시킴에 의해, 본 발명의 반사 방지막으로서 사용할 수 있다. 유기 EL 등의 화상 표시 장치에는, 외광 반사나 배경의 되비침 등의 문제가 있지만, 본 발명의 반사 방지막을 마련함으로써, 상기 문제를 방지할 수 있다.
(차열막)
본 발명의 차열막은, 본 발명의 광학 이방체와 마찬가지로 해서 제작된다. 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 경화한 위상차막을 적층함으로써, 본 발명의 차열막으로서 사용할 수 있다. 본 발명의 차열막을 마련함으로써, 태양광의 가시광선, 또는 적외광선 등의 투과를 방지하는 것이 가능하다.
(광학 이방체의 제조 방법)
(기재)
본 발명의 광학 이방체에 사용되는 기재는, 액정 표시 장치, 디스플레이, 광학 부품이나 광학 필름에 통상 사용하는 기재로서, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물의 도포 후의 건조 시에 있어서의 가열에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 재료이면, 특히 제한은 없다. 그와 같은 기재로서는, 유리 기재, 금속 기재, 세라믹스 기재나 플라스틱 기재 등의 유기 재료를 들 수 있다. 특히 기재가 유기 재료일 경우, 셀룰로오스 유도체, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트(아크릴 수지), 폴리아릴레이트, 폴리에테르설폰, 폴리이미드, 폴리페닐렌설피드, 폴리페닐렌에테르, 나일론 또는 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 그 중에서도 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 셀룰로오스 유도체, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트 등의 플라스틱 기재가 바람직하고, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 셀룰로오스 유도체 등의 기재가 더 바람직하고, 폴리올레핀으로서 COP(시클로올레핀 폴리머)를 사용하고, 셀룰로오스 유도체로서 TAC(트리아세틸셀룰로오스)를 사용하고, 폴리아크릴레이트로서 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 기재의 형상으로서는, 평판 외에, 곡면을 갖는 것이어도 된다. 이들 기재는, 필요에 따라서, 전극층, 반사 방지 기능, 반사 기능을 갖고 있어도 된다.
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물의 도포성이나 접착성 향상을 위하여, 이들 기재의 표면 처리를 행해도 된다. 표면 처리로서, 오존 처리, 플라스마 처리, 코로나 처리, 실란커플링 처리 등을 들 수 있다. 또한, 광의 투과율이나 반사율을 조절하기 위하여, 기재 표면에 유기 박막, 무기 산화물 박막이나 금속 박막 등을 증착 등 방법에 의해서 마련하거나, 또는, 광학적인 부가 가치를 매기기 위하여, 기재가 픽업 렌즈, 로드 렌즈, 광디스크, 위상차 필름, 광확산 필름, 컬러필터 등이어도 된다. 그 중에서도 부가 가치가 보다 높아지는 픽업 렌즈, 위상차 필름, 광확산 필름, 컬러필터는 바람직하다.
(배향 처리)
또한, 상기 기재에는, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 도포 건조했을 때에 중합성 콜레스테릭 액정 조성물이 배향하도록, 통상 배향 처리가 실시되어 있거나, 또는 배향막이 마련되어 있어도 된다. 배향 처리로서는, 연신 처리, 러빙 처리, 편광 자외가시광 조사 처리, 이온빔 처리 등을 들 수 있다. 배향막을 사용할 경우, 배향막은 공지 관용의 것이 사용된다. 그와 같은 배향막으로서는, 폴리이미드, 폴리실록산, 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설폰, 에폭시 수지, 에폭시아크릴레이트 수지, 아크릴 수지, 쿠마린 화합물, 칼콘 화합물, 신나메이트 화합물, 풀기드 화합물, 안트라퀴논 화합물, 아조 화합물, 아릴에텐 화합물 등의 화합물을 들 수 있다. 러빙에 의해 배향 처리하는 화합물은, 배향 처리, 혹은 배향 처리 후에 가열 공정을 넣음으로써 재료의 결정화가 촉진되는 것이 바람직하다. 러빙 이외의 배향 처리를 행하는 화합물 중에서는 광배향 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
(도포)
본 발명의 광학 이방체를 얻기 위한 도포법으로서는, 애플리케이터법, 바 코팅법, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 플렉소 코팅법, 잉크젯법, 다이 코팅법, 갭 코팅법, 딥 코팅법, 슬릿 코팅법 등, 공지 관용의 방법을 행할 수 있다. 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 도포 후, 필요에 따라서 건조시킨다.
(중합 방법)
본 발명의 광학 이방체를 얻기 위한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물의 중합 조작에 대해서는, 중합성 액정 조성물 중의 액정 화합물이 기재에 대해서 콜레스테릭 배향(평면 배향)한 상태에서 일반적으로 자외선 등의 광조사, 또는 가열에 의해서 행해진다. 중합을 광조사로 행하는 경우는, 구체적으로는 390㎚ 이하의 자외광을 조사하는 것이 바람직하고, 250∼370㎚의 파장의 광을 조사하는 것이 가장 바람직하다. 단, 390㎚ 이하의 자외광에 의해 중합성 콜레스테릭 액정 조성물이 분해 등을 일으키는 경우는, 390㎚ 이상의 자외광으로 중합 처리를 행하는 편이 바람직한 경우도 있다. 이 광은, 확산광이며, 또한 편광하여 있지 않은 광인 것이 바람직하다.
본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 중합시키는 방법으로서는, 활성 에너지선을 조사하는 방법이나 열중합법 등을 들 수 있지만, 가열을 필요로 하지 않고, 실온에서 반응이 진행하므로 활성 에너지선을 조사하는 방법이 바람직하고, 그 중에서도, 조작이 간편하므로, 자외선 등의 광을 조사하는 방법이 바람직하다.
조사 시의 온도는, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물이 액정상을 유지할 수 있는 온도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물의 조사 시의 온도를 상승시킴에 의해, 얻어진 광학 이방체의 경화성을 향상시키는 것이 가능하다. 또, 액정 조성물은, 통상적으로, 승온 과정에 있어서, C(고상(固相))-N(네마틱) 전이 온도(이하, C-N 전이 온도로 약기한다)로부터, N-I 전이 온도 범위 내에서 액정상을 나타낸다. 한편, 강온 과정에 있어서는, 열역학적으로 비평형 상태를 취하기 때문에, C-N 전이 온도 이하에서도 응고하지 않고 액정 상태를 유지하는 경우가 있다. 이 상태를 과냉각 상태로 한다. 본 발명에 있어서는, 과냉각 상태에 있는 액정 조성물도 액정상을 유지하고 있는 상태에 포함되는 것으로 한다. 구체적으로는 390㎚ 이하의 자외광을 조사하는 것이 바람직하고, 250∼370㎚의 파장의 광을 조사하는 것이 가장 바람직하다. 단, 390㎚ 이하의 자외광에 의해 중합성 조성물이 분해 등을 일으키는 경우는, 390㎚ 이상의 자외광으로 중합 처리를 행하는 편이 바람직한 경우도 있다. 이 광은, 확산광이며, 또한 편광하여 있지 않은 광인 것이 바람직하다. 자외선 조사 강도는, 0.05kW/㎡∼10kW/㎡의 범위가 바람직하다. 특히, 0.2kW/㎡∼2kW/㎡의 범위가 바람직하다. 자외선 강도가 0.05kW/㎡ 미만일 경우, 중합을 완료시키는데 다대한 시간이 걸린다. 한편, 2kW/㎡를 초과하는 강도에서는, 중합성 액정 조성물 중의 액정 분자가 광분해하는 경향이 있는 것이나, 중합열이 많이 발생해서 중합 중의 온도가 상승하여, 중합성 액정의 오더 파라미터가 변화해서, 중합 후의 필름의 리타데이션에 차질이 발생할 가능성이 있다.
마스크를 사용해서 특정의 부분만을 자외선 조사로 중합시킨 후, 당해 미중합 부분의 배향 상태를, 전장, 자장 또는 온도 등을 가해서 변화시키고, 그 후 당해 미중합 부분을 중합시키면, 서로 다른 배향 방향을 가진 복수의 영역을 갖는 광학 이방체를 얻을 수도 있다.
또한, 마스크를 사용해서 특정의 부분만을 자외선 조사로 중합시켰을 때에, 미리 미중합 상태의 중합성 액정 조성물에 전장, 자장 또는 온도 등을 가해서 배향을 규제하고, 그 상태를 유지한 그대로 마스크 위로부터 광을 조사해서 중합시킴에 의해서도, 서로 다른 배향 방향을 가진 복수의 영역을 갖는 광학 이방체를 얻을 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합시켜서 얻어지는 광학 이방체는, 기판으로부터 박리해서 단체(單體)로 광학 이방체로서 사용할 수도 있고, 기판으로부터 박리하지 않고 그대로 광학 이방체로서 사용할 수도 있다. 특히, 다른 부재를 오염하기 어려우므로, 피적층 기판으로서 사용하거나, 다른 기판에 첩합해서 사용하거나 할 때에 유용하다.
(광학 이방체 상에 보호층을 갖는 적층체의 제조 방법)
본 발명의 광학 이방체 상에 보호층을 갖는 적층체의 제조 방법으로서 이하의 방법을 들 수 있다.
제1 방법으로서, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에, 상기 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)을 함유시키고, 상기 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 중합하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 함유하는 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)이, 상기 중합성 콜레스테릭 액정 조성물의 도포 후, 필요에 따라서 건조해서 일정의 배향 상태를 형성할 때까지의 사이에, 상기 중합성 콜레스테릭 액정 조성물로부터 배척되고, 상기 중합성 콜레스테릭 액정 조성물과 공기 계면의 사이에 편석해서 보호층을 형성하여, 적층체로 되는 것으로 추찰된다. 본 방법을 사용할 경우, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)로서, 상기 일반식(V-1), (V-2)으로 사용되는 화합물을 사용하면, 광학 이방체와 적당히 분리하여 보호층을 형성하기 쉽고, 또한 배향성이 양호한 광학 이방체가 얻어지기 때문에 바람직하다.
제2 방법으로서, 본 발명의 광학 이방체를 갖는 광학 이방체를 얻기 위한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 중합해서 얻어지는 광학 이방체 상에, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)을 함유하는 용액을 건조 후, 필요에 따라서 경화해서 보호층을 적층하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 중에, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)을 함유하고 있어도 되고 함유하고 있지 않아도 되지만, 함유하는 경우는, 상기 일반식(V-2)으로 표시되는 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 본 방법을 사용할 경우, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)로서, 상기 일반식(V-1), (V-3)으로 표시되는 화합물을 사용하면, 유리 전이 온도가 높음에 의해, 보호층으로서 내열성의 기능이 우수하기 때문에 바람직하다.
(액정 표시 장치)
본 발명의 액정 표시 장치는, 유리 등의 광투과성 기판의 사이에 액정 물질을 봉입(封入)한 표시 소자이다. 액정 표시 장치는, 도시하지 않는 표시 제어 장치로부터의 전기적 제어에 의해 액정 물질의 분자 배향을 변화시킴으로써, 액정 셀의 배면측에 배치한 편광판에 의해 편광된 백라이트의 광의 편광 상태를 변화시키고, 액정 셀의 시인측에 배치한 편광판을 투과하는 광량을 제어함에 의해서 화상을 표시시킨다. 본 실시형태의 액정 표시 장치는, 음의 유전율이방성을 갖는 봉상의 액정 분자를 배향시키고 있다.
본 발명의 일 실시형태인 액정 표시 장치에서는, 편광축 직교성의 시야각 의존을 보상해서 시야각을 넓이기 위하여, 본 발명의 위상차막의 네거티브C 플레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 포지티브A 플레이트를 병용하는 것이 바람직하고, 또한 포지티브A 플레이트 및 네거티브C 플레이트를 적층하는 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 포지티브A 플레이트는, 필름의 면내 지상축 방향의 굴절률을 nx, 필름의 면내 진상축 방향의 굴절률을 ny, 필름의 두께 방향의 굴절률을 nz로 했을 때에, 「nx>ny=nz」의 관계로 된다.
포지티브A 플레이트 및 네거티브C 플레이트를 적층할 경우, 제1 위상차막으로서, 포지티브A 플레이트를 사용하는 것이 바람직하고, 포지티브A 플레이트로서는, 파장 550㎚에 있어서의 면내 위상차값이 30∼500㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다. Nz 계수는, 0.9∼1.1의 범위가 바람직하다. 네거티브C 플레이트로서는, 파장 550㎚에 있어서의 두께 방향 위상차값은 20∼400㎚의 범위가 바람직하다.
또, 두께 방향의 굴절률이방성은, 식(2)에 의해 정의되는 두께 방향 위상차값 Rth로 나타난다. 두께 방향 위상차값 Rth는, 면내 위상차값 R0, 지상축을 경사축으로 해서 50° 경사져서 측정한 위상차값 R50, 필름의 두께 d, 필름의 평균 굴절률 n0을 사용해서, 식(1)과 다음 식(4)∼(7)으로부터 수치 계산에 의해 nx, ny, nz를 구하고, 이들을 식(2)에 대입해서 산출할 수 있다. 또한, Nz 계수는, 식(3)으로부터 산출할 수 있다. 이하, 본 명세서의 다른 기재에 있어서 마찬가지이다.
R0=(nx-ny)×d (1)
Rth=[(nx+ny)/2-nz]×d (2)
Nz 계수=(nx-nz)/(nx-ny) (3)
R50=(nx-ny')×d/cos(φ) (4)
(nx+ny+nz)/3=n0 (5)
여기에서,
φ=sin-1[sin(50°)/n0] (6)
ny'=ny×nz/[ny2×sin2(φ)+nz2×cos2(φ)]1/2 (7)
시판의 위상차 측정 장치에서는, 여기에 나타낸 수치 계산을 장치 내에서 자동적으로 행하여, 면내 위상차값 R0이나 두께 방향 위상차값 Rth 등을 자동적으로 표시하도록 되어 있는 것이 많다. 이와 같은 측정 장치로서는, 예를 들면, RETS-100(오쓰카가가쿠(주)제)을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 위상차막은, 액정 셀의 외측에 배치되는 액정 표시 장치(아웃셀형, 도 1), 위상차막이 액정 셀의 내측에 배치되는 액정 표시 장치(인셀형)의 어느 쪽의 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다. 액정 표시 장치의 박형화·경량화·첩부 공정 삭감에 의한 생산성 향상의 관점에서, 인셀형 위상차막을 사용하는 편이 좋다.
본 발명의 「인셀형 위상차막」은, 한 쌍의 광투과성 기판 사이에 끼워진 내측에 위상차막을 구비하고 있고, 액정 셀의 내측에 배치되어 있다. 위상차막에는, 중합성 액정 조성물을 배향시킨 상태에서, 중합시킨 광학 이방체를 사용하고 있다. 또한, 도 2, 도 3에 나타내는 액정 표시 장치는, 배치예의 하나에 지나지 않으며, 위상차막이 마련되는 위치로서는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 전극과 배면측의 배향막과의 사이 등, 원하는 위치에 위상차막을 마련하도록 해도 된다(도 10, 도 11).
본 발명의 액정 표시 장치는, 컬러필터를 갖고 있어도 된다. 컬러필터는, 블랙 매트릭스 및 적어도 RGB 삼색 화소부로부터 구성된다. 컬러필터층의 형성에는, 어느 방법을 사용해도 된다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 제1 기판과 제2 기판 상의 액정 조성물과 접하는 면에는 액정 조성물을 배향시키기 위하여 배향막을 갖고 있어도 된다. 배향막 재료는, 본 발명의 배향 처리에 기재된 바와 같다.
본 발명의 액정 표시 장치에 있어서, 투명 전극의 재료로서는, 도전성의 금속 산화물을 사용할 수 있고, 금속 산화물로서는 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 산화인듐주석(In2O3-SnO2), 산화인듐아연(In2O3-ZnO), 니오븀 첨가 이산화티타늄(Ti1 - xNbxO2), 불소도프산화주석, 그라펜나노리본 또는 금속 나노와이어 등을 사용할 수 있지만, 산화아연(ZnO), 산화인듐주석(In2O3―SnO2) 또는 산화인듐아연(In2O3―ZnO)이 바람직하다. 이들 투명 도전막의 패터닝에는, 포토·에칭법이나 마스크를 사용하는 방법 등을 사용할 수 있다.
발명의 액정 표시 장치는, 편광층을 갖고 있어도 된다. 편광층은, 자연광을 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 부재이다. 상기 편광층은, 편광 기능을 갖는 필름이면 되며, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름에 요오드나 이색성 색소를 흡착시키고 연신한 필름, 폴리비닐알코올계 필름을 연신해서 요오드나 이색성 염료 또는, 이색성 색소를 흡착시킨 필름, 이색성 염료를 함유하는 수용액을 기판 상에 도포해서 편광층을 형성한 필름, 와이어 그리드 편광자 등을 들 수 있다.
와이어 그리드 편광자를 사용하는 경우는, Al, Cu, Ag, Cu, Ni, Cr, 및 Si 등의 도전 재료로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 편광층에는 추가로, 필요에 따라서, 보호 필름으로 되는 필름을 구비하고 있어도 된다. 상기 보호 필름으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보르넨계 폴리머 등의 폴리올레핀 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리메타크릴산에스테르 필름, 폴리아크릴산에스테르 필름, 셀룰로오스에스테르 필름 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는, 액정 셀 내에 편광층을 설치하는, 인셀 편광층이 마련되어도 된다. 이 경우의 액정 표시 장치의 일례를 도 4∼도 9에 나타낸다.
상술한 편광층을 갖는 광학 부재에는, 액정 셀과의 첩합을 위하여 점착제층을 마련하고 있어도 된다. 액정 셀 이외의 다른 부재와 첩합하기 위해서도 점착제층을 마련할 수도 있다. 점착제층을 형성하는 점착제는 특히 제한되지 않지만, 예를 들면 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르, 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적의 선택해서 사용할 수 있다. 본 발명의 액정 조성물에는, 시아노비페닐계, 페닐시클로헥실계, 페닐벤조에이트계, 시클로헥실벤조에이트계, 아조메틴계, 아조벤젠계, 피리미딘계, 디옥산계, 시클로헥실시클로헥산계, 스틸벤계, 톨란계 등, 특히 제한 없이, 공지 관용의 것을 사용할 수 있다.
(화상 표시 장치)
본 발명의 화상 표시 장치는, 화상 표시용의 각종 장치에 사용할 수 있다. 화상 표시 장치로서는, 유기 EL 표시 장치, 플라스마 디스플레이 표시 장치 등을 들 수 있으며, 화상 표시 장치의 용도, 종류, 구성에 한정은 없다. 화상 표시 장치를 구성할 때에, 확산판, 반사 방지막, 보호막, 광확산판, 백라이트 등의 부품을 배치할 수 있다.
(광학 소자)
본 발명의 광학 이방체는, 광학 소자로서 사용할 수도 있다. 광학 소자로서는, 회절 격자나 픽업 렌즈 등을 일례로서 들 수 있지만, 광학 소자의 용도, 종류, 구성에 한정은 없다.
(인쇄물)
본 발명의 광학 이방체는, 인쇄물로서 사용할 수도 있다. 인쇄물로서는, 위조 방지용으로 인쇄한 것을 일례로서 들 수 있지만, 인쇄물의 용도, 종류, 구성에 한정은 없다.
(실시예)
이하에 본 발명을 합성예, 실시예, 및, 비교예에 의해서 설명하지만, 물론 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다. 또, 특히 한정하지 않는 한, 「부」 및 「%」는 질량 기준이다.
(중합성 액정 조성물의 조제)
위상차막용의 본 발명의 각 중합성 액정 조성물을 이하와 같이 조제했다.
표 1에 나타내는, 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물인 하기 식(A-1)∼식(A-7)으로 표시되는 화합물, 1개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물인 하기 식(B-1)∼식(B-3)으로 표시되는 화합물, 키랄 화합물인 하기 식(C-1)∼식(C-6)으로 표시되는 화합물의 합계량 100질량부에 대하여, 하기 식(D-1)으로 표시되는 화합물, 하기 (E-1)∼(E-2)의 화합물, 반복 단위를 갖는 하기 식(F-1)∼(F-9)으로 표시되는 화합물, 유기 용제인 하기 시클로펜탄온(G-1)을 각각, 표 1에 나타내는 비율(질량부)로 사용해서 각 중합성 액정 조성물을 조제했다.
(중합성 콜레스테릭 액정 조성물(1)의 조제)
표 1에 나타내는 바와 같이, 식(A-1)으로 표시되는 화합물 51.0질량부, 식(A-2)으로 표시되는 화합물 12.8질량부, 식(B-1)으로 표시되는 화합물 9.2질량부, 식(B-2)으로 표시되는 화합물 22.4질량부, 식(C-1)으로 표시되는 화합물 4.6질량부의 합계값 100질량부에 대해서, 메틸히드로퀴논(MEHQ)(D-1) 0.1질량부, 중합개시제(E-1) 3.0질량부, 식(F-1)으로 표시되는 화합물 0.1질량부, 및, 유기 용제인 시클로펜탄온(G-1)을 300질량부 사용하고, 교반 프로펠러를 갖는 교반 장치를 사용하여, 교반 속도가 500rpm, 용액 온도가 60℃인 조건 하에서 1시간 교반 후, 0.2㎛의 멤브레인 필터로 여과해서 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(1)을 얻었다.
(중합성 콜레스테릭 액정 조성물(2)∼(28), 비교용 중합성 액정 조성물(29)∼(40)의 조제)
본 발명의 중합성 액정 조성물(1)의 조제와 마찬가지로, 표 1에 나타내는 식(A-1)∼식(A-7), 식(B-1)∼식(B-3), 식(C-1)∼식(C-6), 중합금지제(D-1), 중합개시제(E-1)∼(E-2), 반복 단위를 갖는 식(F-1)∼(F-9)으로 표시되는 화합물의 각 화합물을 각각 표 1∼표 3에 나타내는 비율로 변경한 것 이외는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(1)의 조제와 동일 조건으로, 각각, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(2)∼(28), 비교용 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(29)∼(40)을 얻었다.
하기 표에, 본 발명의 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(1)∼(28), 비교용 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(29)∼(40)의 구체적인 조성을 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00056
[표 2]
Figure pct00057
[표 3]
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
Figure pct00061
MEHQ(D-1)
이르가큐어907(E-1)
양이온 중합성 개시제 DTS-102(E-2)
2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트의 공중합체(F-1)
부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트의 공중합체(F-2)
폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트(F-3)
하기 (F-a), (F-b)의 공중합체(F-4)
Figure pct00062
유동 파라핀(F-5)
BASF재팬샤제, 실리콘계 폴리머 EFKA-2550 (F-6)
DIC샤제, UV 경화 수지 우레탄아크릴레이트 유니딕 V-4260 (F-7)
DIC샤제, UV 경화 수지 에폭시아크릴레이트 아크리딕 V-5500(F-8)
Sigma Aldrich사제, 열경화성 배향 재료 폴리이미드 575798(F-9)
((F-1) : 2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트를 3:1의 비율로 중합시킨, Mw : 5000, Mn : 10000의 공중합체. (F-2) : 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트를 9:1의 비율로 중합시킨, Mw : 10000, Mn : 20000의 공중합체. (F-3) : Mw : 708의 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트. (F-4) : (F-a), (F-b)를 3:7의 비율로 중합시킨, Mw : 4200, Mn : 9500의 공중합체. (F-5) : Mw : 740의 유동 파라핀)
(실시예 1)
(배향성)
<배향성 평가용 광학 이방체의 제작>
광투과성 기판 상에, 수평 배향막용인 폴리이미드 배향막 재료를 스핀 코트법으로 도포하고, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 2000rpm/30sec로, 조정한 상기 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(1)을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조했다. 그 후, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 실시예 1의 광학 이방체(막두께 1㎛)를 얻었다.
<배향성의 평가>
○ : 목시로 결함이 전혀 없으며, 편광 현미경 관찰에서도 결함이 전혀 없음
△ : 목시로는 결함이 없지만, 편광 현미경 관찰에서 일부에 무배향 부분이 존재하여 있음
× : 목시로는 결함이 없지만, 편광 현미경 관찰에서 전체적으로 무배향 부분이 존재하여 있음
<내열성의 평가>
상기 배향성 평가 시험에 있어서 얻어진 광학 이방체 상에, 스퍼터링 장치를 사용해서, 50℃에서 압력 3.7×10-1Pa, 아르곤 유량 90sccm, 산소 가스 유량 4.7sccm으로 ITO 스퍼터링을 2분반 동안 행하여, 막두께 700Å의 ITO막을, 광학 이방체 상에 성막했다. 그 후, 소성 처리(100℃ 10분)를 행하고, SPM 표면 분석 장치로 도막 50㎛ 사방에 있어서, 요철(막두께 단차)을 3점 측정하여, 그 막두께 단차의 평균값을 평가했다. 또, 실시예 1∼30, 비교예 2, 3, 10에 있어서, ITO 증착 전의 광학 이방체의 막두께 단차의 평균값은 모두 0.02μ였다.
얻어진 결과를 이하의 표에 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00063
[표 5]
Figure pct00064
(실시예 2∼28, 비교예 1∼12)
중합성 콜레스테릭 액정 조성물(2)∼(40)을 사용해서, 광학 이방체를 제작하여, 배향성, 내열성을 측정했다. 결과를, 각각, 실시예 2∼28, 비교예 1∼12로 하고, 상기 표에 나타낸다. 실시예 2∼28, 비교예 1∼12의 각 광학 이방체의 제작 방법은 이하와 같다.
실시예 1∼6, 비교예 1∼3의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 실시예 1과 마찬가지로, 광투과성 기판 상에, 수평 배향막용인 폴리이미드 배향막 재료를 스핀 코트법으로 도포하고, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 2000rpm/30sec로, 조정한 각 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 그 후, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 각 실시예, 및 비교예의 광학 이방체(막두께 1㎛)를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 광학 이방체 상에 성막해서 행했다.
실시예 7∼16, 비교예 2∼9의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 광투과성 기판 상에, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 350rpm/30sec로, 조정한 콜레스테릭막용 각 중합성 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 그 후, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 각 실시예, 및 비교예의 광학 이방체(막두께 4㎛)를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 광학 이방체 상에 성막해서 행했다.
실시예 17∼20, 비교예 10의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, COP 기판을 기재로 하고, 당해 기재에 바 코터 #3을 사용하여, 조정한 각 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 각 실시예, 및 비교예의 광학 이방체(막두께 1㎛)를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 광학 이방체 상에 성막해서 행했다.
실시예 21, 비교예 11의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, COP 기판을 기재로 하고, 당해 기재에 바 코터 #5를 사용하여, 조정한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 각 실시예, 및 비교예의 광학 이방체(막두께 4㎛)를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 광학 이방체 상에 성막해서 행했다.
실시예 22∼23, 및 비교예 12의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 유리 기판 상에, 수평 배향막용인 폴리이미드 배향막 재료를 스핀 코트법으로 도포하고, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막(6)을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 650rpm/30sec로, 일본 특개2014-231568호 공보 실시예 2에 나타나 있는 호모지니어스 배향 중합성 액정 조성물을 사용하여, 실온에서 도포하고, 100℃에서 2분간 건조하고, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 막두께 0.6㎛의 제1 위상차막(7)을 얻었다(도 12 참조). 당해 위상차막 1 상에, 스핀 코터를 사용하여 350rpm/30sec로, 상기 표에 나타내는 조정한 각 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 그 후, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사하여, 막두께 4㎛의 제2 위상차막(8)(도 12 참조)을 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 위상차막 2 상에 성막해서 행했다.
실시예 24의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 광투과성 기판 상에, 수평 배향막용인 폴리이미드 배향막 재료를 스핀 코트법으로 도포하고, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 2000rpm/30sec로, 상기 표에 나타내는 조정한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해 막두께 1㎛의 광학 이방체를 얻었다. 당해 광학 이방체 상에, 스핀 코터를 사용하여 800rpm/120sec로, 상기 식(F-7)을 5중량% 함유하는 용액((F-7) 100질량부에 대해서, (E-1)을 3중량부 함유한다. 유기 용제 : 아세트산에틸)을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 25℃에서 2분 방치 후, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 광학 이방체를 보호하는 보호층(막두께 1㎛)을 적층하여, 실시예 26의 광학 이방체를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 상기 보호층 상에 성막해서 행했다.
실시예 25∼실시예 26의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 광투과성 기판 상에, 수평 배향막용인 폴리이미드 배향막 재료를 스핀 코트법으로 도포하고, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 350rpm/30sec로, 상기 표에 나타내는 조정한 각 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해 막두께 4㎛의 광학 이방체를 얻었다. 당해 광학 이방체 상에, 스핀 코터를 사용하여 6000rpm/120sec로, 상기 (F-7)을 5중량% 함유하는 실시예 24에서 사용한 용액을 실온에서 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 광학 이방체를 보호하는 보호층(막두께 0.1㎛)을 적층하여, 각 실시예의 광학 이방체를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 상기 보호층 상에 성막해서 행했다.
실시예 27의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 광투과성 기판 상에, 수평 배향막용인 폴리이미드 배향막 재료를 스핀 코트법으로 도포하고, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 350rpm/30sec로, 상기 표에 나타내는 조정한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 막두께 4㎛의 광학 이방체를 얻었다. 당해 위상차막 상에, 스핀 코터를 사용하여 800rpm/120sec로, 상기 (F-8)을 5중량% 함유하는 용액((F-8) 100질량부에 대해서, (E-1)을 3중량부 함유한다. 유기 용제 : 아세트산에틸)을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 25℃에서 2분 방치 후, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 광학 이방체를 보호하는 보호층(막두께 1㎛)을 적층하여, 실시예 27의 광학 이방체를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 상기 보호층 상에 성막해서 행했다.
실시예 28의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 광투과성 기판 상에, 수평 배향막용인 폴리이미드 배향막 재료를 스핀 코트법으로 도포하고, 100℃에서 10분 건조한 후, 200℃에서 60분 소성함에 의해 도막을 얻었다. 얻어진 도막을 러빙 처리했다. 러빙 처리는, 시판의 러빙 장치를 사용해서 행했다. 얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 350rpm/30sec로, 상기 표에 나타내는 조정한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 그 후 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 광학 이방체(막두께 4㎛)를 얻었다. 당해 광학 이방체 상에, 스핀 코터를 사용하여 1000rpm/60sec로, 상기 (F-9)를 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고 25℃에서 2분 방치 후, 200℃의 핫플레이트 상에서 30분 방치해서 위상차막을 보호하는 보호층(막두께 1㎛)을 적층하여, 실시예 28의 광학 이방체를 얻었다. 또한, 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막을 상기 보호층 상에 성막해서 행했다.
(실시예 29, 실시예 30, 비교예 13)
(VA 모드의 액정 표시 장치)
[표 6]
Figure pct00065
상기 중합성 콜레스테릭 액정 조성물 (40), (41), (42)를 사용해서, 광학 이방체를 제작하여, 배향성, 내열성을 측정했다. 결과를, 각각, 실시예 29∼30, 비교예 13으로 하고, 상기 표에 나타낸다. 실시예 29∼30, 비교예 13의 각 광학 이방체의 제작 방법은 이하와 같다.
실시예 29∼실시예 30, 및 비교예 13의 배향성 평가용 등의 광학 이방체는, 광투과성 기판(3) 상에, 컬러필터층(4), 평탄화층(5)을 구비한 후, 신남산 폴리머(H)를 3중량% 함유하는 용액(유기 용제 시클로펜탄온)을 스핀 코트법으로 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 그 후, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용하여, 편광 필터를 개재해서, 파장 313㎚ 부근의 가시자외광의 직선 편광이며 또한 평행광을, 기재에 대해서 수직 방향으로부터 조사함에 의해(조사량 : 100mJ/㎠), 광배향막(6)을 얻었다.
Figure pct00066
(또, 신남산 폴리머(H)는, 이하와 같이 조정한 것이다. 상기 구조식으로 표시되는 화합물(I) 1부(10.0mmol)를 에틸메틸케톤 10부에 용해시키고, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)을 0.01부 더하고, 질소 분위기 하 2일간 가열 환류하여, 용액을 얻는다. 다음으로, 용액을 메탄올 60부에 적하 교반하고, 석출한 고체를 여과한다. 얻어진 고체를 테트라히드로퓨란(THF) 5부에 용해시키고, 빙냉(氷冷)한 헥산 120부에 적하 교반하고, 석출한 고체를 여과한다. 얻어진 고체를 THF 5부에 용해시키고, 빙냉한 메탄올 120부에 적하 교반하고, 석출한 고체를 여과한다. 얻어진 고체를 THF에 용해시킨 후 진공 건조함으로써 얻어진다)
얻어진 기재에 스핀 코터를 사용하여 650rpm/30sec로, 일본 특개2014-231568호 공보 실시예 2에 나타나 있는 호모지니어스 배향 중합성 액정 조성물을 사용하여, 실온에서 도포하고, 100℃에서 2분간 건조하고, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사함에 의해, 막두께 0.6㎛의 제1 위상차막(7)을 얻었다. 당해 위상차막 1 상에, 스핀 코터를 사용하여 350rpm/30sec로, 상기 표에 나타내는 조정한 각 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 실온에서, 도포하고, 80℃에서 2분간 건조하고, 그 후, 25℃에서 2분 방치한 후에, 고압 수은 램프를 사용해서, 질소 분위기 하에 있어서, 조사량이 3600mJ/㎠로 되도록 세팅해서 UV광을 조사하여, 막두께 4㎛의 제2 위상차막(8)을 얻었다. 내열성의 평가는, 실시예 1과 동일 조건으로 ITO막(9)을 제2 위상차막(8) 상에 성막해서 행했다. 제2 위상차막(8)에, 투명 전극층인 ITO막(9)을 증착 후, 배향막(10)을 형성했다. 광투과성 기판(14)에 대해서, 화소 전극층인 ITO막(13)을 부착한 후, 배향막(12)을 형성 후, 약(弱)러빙 처리를 행했다. 배향막층(10), (12)의 사이의 액정층(11)에 DIC샤제의 TFT 액정을 주입하여, 실시예 29∼실시예 30, 및 비교예 13의 VA 모드의 액정 표시 장치를 제작했다(도 13).
얻어진 결과를 이하의 표에 나타낸다.
[표 7]
Figure pct00067
이상의 결과로부터, 식(F-1)∼식(F-5), 식(F-7)∼식(F-9)에서 선택되는, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물을 함유하는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(실시예 1∼실시예 23, 실시예 29∼30)은, 반복 단위를 갖는 화합물을 함유하지 않는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(비교예 1, 비교예 4, 비교예 6, 비교예 8)에 비하여, 배향성이 우수한 광학 이방체를 얻을 수 있다. 또한, 반복 단위를 갖는 실리콘계 화합물을 함유하는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(비교예 2, 비교예 3, 비교예 5, 비교예 7, 비교예 8∼비교예 13)은, 당해 반복 단위를 갖는 실리콘계 화합물을 첨가함에 의해, 얻어지는 위상차막의 막두께가 1㎛로 얇은 막두께인 경우는, 위상차막의 배향성이 양호한 광학 이방체를 얻을 수 있지만(비교예 2, 비교예 3, 비교예 10), 얻어지는 위상차막의 막두께가 4㎛로 막두께가 두꺼울 경우, 위상차막의 배향성을 양호하게 할 수 없다(비교예 5, 비교예 7, 비교예 9, 비교예 11∼비교예 13). 그리고, 당해 반복 단위를 갖는 실리콘계 화합물을 첨가한 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 얻어지는 위상차막은 막두께가 1㎛로 얇은 막두께의 경우여도, ITO막의 성막 후의 소성 처리 후의 막두께 단차는 큰 수치로 되어 있으므로, 내열성이 떨어지는 것이 명백하다. 한편, 식(F-1)∼식(F-5), 식(F-7)∼식(F-9)에서 선택되는, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물을 함유하는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물(실시예 1∼23, 실시예 29∼30)을 사용했을 경우, ITO막의 성막 후의 소성 처리 후의 막두께 단차는 작고, 비교예와의 차이로부터, 식(F-1)∼식(F-5), 식(F-7)∼식(F-9)에서 선택되는 화합물이, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물의 중합 과정에 있어서, 광학 이방체에 도입되지 않고, 광학 이방체 상에 당해 광학 이방체를 보호하는 보호층으로서 적층됨에 의해, ITO 성막 후의 소성 처리에 의한 열로부터 광학 이방체를 보호하는 것이 가능하게 되어 내열성이 향상하여 있는 것으로 고찰된다.
상기 고찰은, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물을 함유하는 용액을 광학 이방체 상에, 당해 광학 이방체를 보호하는 보호층을 적층해서 얻어지는 광학 이방체의 내열성(실시예 24∼실시예 28)이, 실시예 1∼실시예 23의 광학 이방체의 내열성과 같은 정도인 것으로부터도 증명된다.
1 : 편광층 2 : 점착제층
3 : 광투과성 기판 4 : 컬러필터층
5 : 평탄화층 6 : 위상차막용 배향막
7 : 중합성 액정 조성물을 사용한 위상차막 1
8 : 중합성 액정 조성물을 사용한 위상차막 2
9 : 투명 전극층 10 : 배향막
11 : 액정 조성물 12 : 배향막
13 : 화소 전극층 14 : 광투과성 기판
15 : 점착제층 16 : 편광층
17 : 백라이트

Claims (22)

1종 또는 2종 이상의 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(I), 키랄 화합물(III), 중합개시제(IV), 임의로, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V), 및, 임의로, 1종 또는 2종 이상의 1개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(II)을 함유하는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물.
제1항에 있어서,
반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)을 필수 성분으로서 함유하는 중합성 콜레스테릭 액정 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V)이 아크릴계 화합물 및/또는 메타아크릴계 화합물인 중합성 콜레스테릭 액정 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분자 내에 2개 이상의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(I)이 일반식(I-1)
Figure pct00068

(식 중, P11 및 P12는 각각 독립해서, 중합성 관능기를 나타내고, Sp11 및 Sp12는 각각 독립해서, 탄소 원자수 1∼18의 알킬렌기 또는 단결합을 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자) 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, X11 및 X12는 각각 독립해서, -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고(단, P11-Sp11, P12-Sp12, Sp11-X11 및 Sp12-X12에 있어서, 헤테로 원자끼리의 직접 결합을 포함하지 않는다), q1 및 q2는 각각 독립해서 0 또는 1을 나타내고, q3은 1 또는 2를 나타내고, MG12는 메소겐기를 나타낸다)으로 표시되는 화합물인, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분자 내에 1개의 중합성 관능기를 갖는 중합성 액정 화합물(II)이 일반식(II-1)
Figure pct00069

(식 중, P22는 중합성 관능기를 나타내고, Sp22는 탄소 원자수 1∼18의 알킬렌기 또는 단결합을 나타내고, 당해 알킬렌기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -COO-, -OCO- 또는 -OCO-O-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬렌기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는, 할로겐 원자 또는 CN기에 의해서 치환되어도 되고, X22는 -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -COO-CH₂CH₂-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-COO-, -CH₂CH₂-OCO-, -COO-CH₂-, -OCO-CH₂-, -CH₂-COO-, -CH₂-OCO-, -CH=CH-, -N=N-, -CH=N-N=CH-, -CF=CF-, -C≡C- 또는 단결합을 나타내고(단, P22-Sp22, 및 Sp22-X22에 있어서, C, H 이외의 헤테로 원자끼리의 직접 결합을 포함하지 않는다), q6은 0 또는 1을 나타내고, MG22는 메소겐기를 나타내고, R21은, 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알킬기, 탄소 원자수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기 알케닐기를 나타내고, 당해 알킬기 및 알케닐기 중의 1개의 -CH₂- 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-가 각각 독립해서 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -NH-, -N(CH₃)-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -CF=CF- 또는 -C≡C-에 의해서 치환되어도 되고, 당해 알킬기 및 당해 알케닐기가 갖는 1개 또는 2개 이상의 수소 원자는 각각 독립해서, 할로겐 원자 또는 시아노기에 의해서 치환되어도 되고, 복수 치환되어 있을 경우 각각 동일해도 되며, 달라도 된다)으로 표시되는 화합물인, 중합성 콜레스테릭 액정 조성물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 이루어지는 광학 이방체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 이루어지는 위상차막.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 이루어지는 위상차 패터닝막.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 이루어지는 휘도 향상막.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 이루어지는 반사 방지막.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 이루어지는 차열막.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 사용해서 이루어지는 광학 이방체 상에 보호층을 갖는 적층체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 중합해서 얻어지는 광학 이방체 상에, 반복 단위를 갖는 비실리콘계 화합물(V) 함유 용액을 도포하고 건조하여, 필요에 따라서 경화해서 얻어지는 제12항에 기재된 적층체의 제조 방법.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 중합성 콜레스테릭 액정 조성물을 중합해서 얻어지는 제12항에 기재된 적층체의 제조 방법.
제6항에 기재된 광학 이방체를 갖는 액정 표시 장치.
제7항에 기재된 위상차막을 갖는 액정 표시 장치.
제8항에 기재된 위상차 패터닝막을 갖는 화상 표시 장치.
제9항에 기재된 휘도 향상막을 갖는 화상 표시 장치.
제10항에 기재된 반사 방지막을 갖는 화상 표시 장치.
제7항에 기재된 광학 이방체를 갖는 광학 소자.
제8항에 기재된 위상차 패터닝막을 갖는 광학 소자.
제6항에 기재하는 광학 이방체를 갖는 인쇄물.
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