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KR20200115641A - 광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 - Google Patents

광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20200115641A
KR20200115641A KR1020207025669A KR20207025669A KR20200115641A KR 20200115641 A KR20200115641 A KR 20200115641A KR 1020207025669 A KR1020207025669 A KR 1020207025669A KR 20207025669 A KR20207025669 A KR 20207025669A KR 20200115641 A KR20200115641 A KR 20200115641A
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South Korea
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film
photo
carbon atoms
compound
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KR1020207025669A
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노부유키 아쿠타가와
구니히로 가세자와
다카시 고미야마
Original Assignee
후지필름 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명의 과제는, 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성이 우수하고, 또한 역파장 분산성을 갖는 액정 화합물이 균일하게 배향된 광학 필름을 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 과제는, 상기 광학 필름을 이용한 편광판, 및 상기 광학 필름 또는 상기 편광판을 이용한 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 광학 필름은, 첨가제를 포함하는 폴리머 지지체, 광배향막, 및 광학 이방성막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 광학 필름으로서,
상기 광학 이방성막은, 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물로 형성되어 있고,
상기 광배향막에 있어서 상기 광학 이방성막과의 경계 영역에 포함되는, 상기 폴리머 지지체의 첨가제에서 유래하는 성분의 양이 광배향막 전체 질량에 대하여 0.10~0.50질량%이다.

Description

광학 필름, 편광판, 화상 표시 장치
본 발명은, 광학 필름, 편광판, 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
광학 보상 시트 및 위상차 필름 등의 광학 필름은, 화상 착색 해소 및 시야각 확대를 위하여, 다양한 화상 표시 장치로 이용되고 있다.
광학 필름으로서는 연신 복굴절 필름이 사용되고 있었지만, 광학 필름의 박형화 및 고기능화의 요청으로부터, 연신 복굴절 필름 대신, 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물로 형성되는 광학 이방성막을 갖는 광학 필름이 제안되고 있다.
이와 같은 광학 이방성막은, 중합성 액정 화합물을 배향시키기 위하여, 광학 이방성막을 형성하는 폴리머 지지체 상에 미리 배향막을 마련하는 것이 알려져 있고, 또 이 배향막으로서 러빙 처리 대신 광배향 처리를 실시한 광배향막이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 및 2).
광배향막은 막으로의 접촉없이 광조사만으로 배향 규제력을 부여할 수 있는 점에서, 종래 이용되어 온 러빙 처리에서의 과제였던 배향막 상의 이물에 기인하는 면상 고장을 저감할 수 있다고 기대되고 있다. 또, 롤 투 롤 프로세스에 있어서, 조사하는 편광의 방향 및 조사 각도를 조정하는 것만으로 필름 반송 방향에 대하여 자유로운 방향의 배향 규제력을 부여할 수 있는 이점이 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공보 제5459520호
발명자들은 생산성이 우수한 롤 투 롤 프로세스에 광배향 처리를 적용하기 위하여, 광학 특성이 우수한 장척상의 폴리머 지지체 상에 광배향막을 마련하고자 한바, 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성에 과제가 있는 것을 알 수 있었다.
또, 해마다 높아지는 표시 장치의 표시 품질 향상의 요청에 따를 수 있도록, 파장에 비례하여 굴절률 이방성이 커지는, 이른바 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물이 제안되고 있다. 그러나, 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물은 종래의 중합성 화합물에 비하여 분자 구조가 복잡하여 배향 제어가 어려운 점에서, 특히 폴리머 지지체와의 밀착성이 우수한 광배향막을 적용하면, 롤 투 롤 프로세스에서는 배향이 균일하게 형성되지 않는 경우가 있는 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명은, 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성이 우수하고, 또한 역파장 분산성을 갖는 액정성 화합물이 균일하게 배향된 광학 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.
또, 본 발명은, 상기 광학 필름을 이용한 편광판, 및 상기 광학 필름 또는 상기 편광판을 이용한 화상 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 광배향막을 폴리머 지지체 상에 형성할 때에 광배향막의 표면에 추출되는 폴리머 지지체 유래의 성분의 양을 일정량으로 제어함으로써, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견했다.
[1] 첨가제를 포함하는 폴리머 지지체, 광배향막, 및 광학 이방성막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 광학 필름으로서,
상기 광학 이방성막은, 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물로 형성되어 있고,
상기 광배향막에 있어서 상기 광학 이방성막과의 경계 영역에 포함되는, 상기 폴리머 지지체의 첨가제에서 유래하는 성분의 양이 광배향막 전체 질량에 대하여 0.10~0.50질량%인, 광학 필름.
[2] 상기 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물이, 후술하는 일반식 (1)로 나타나는 화합물인, [1]에 기재된 광학 필름.
[3] 상기 광배향막이,
가교성기를 포함하는 중합체와, 신나메이트기를 갖는 저분자 화합물을 포함하는 광배향막 형성용 조성물로 형성되거나, 또는
가교성기 및 광배향성기를 포함하는 중합체를 포함하는 광배향막 형성용 조성물로 형성되는, [1] 또는 [2]에 기재된 광학 필름.
[4] 상기 폴리머 지지체가, 첨가제를 포함하는 셀룰로스아실레이트 필름인, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
[5] 상기 첨가제가, 폴리에스터 화합물 또는 당 에스터 화합물인, [4]에 기재된 광학 필름.
[6] 상기 폴리머 지지체의 Re(550)이 0~10nm이며, Rth(550)이 -10~15nm인, [4] 또는 [5]에 기재된 광학 필름.
[7] 상기 광학 이방성막이, 상기 광배향막에 대하여 박리 가능하게 마련되어 있는, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름.
[8] [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름과, 편광자를 갖는, 편광판.
[9] [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 광학 필름, 또는 [8]에 기재된 편광판을 갖는, 화상 표시 장치.
본 발명에 의하면, 광배향막과 폴리머 지지체의 밀착성이 우수하고, 또한 역파장 분산성을 갖는 액정성 화합물이 균일하게 배향된 광학 필름을 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 상기 광학 필름을 이용한 편광판, 및 상기 광학 필름 또는 상기 편광판을 이용한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 광학 필름의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 1b는 도 1a에 나타낸 단면 모식도에 있어서, 광배향막과 광학 이방성막의 경계 영역에 대하여 특히 상세하게 설명한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 광학 필름을 포함하는 편광판의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 2b는 본 발명의 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막을 포함하는 편광판의 일례를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 롤 투 롤 프로세스에 의하여 본 발명의 광학 필름을 제조하는 제조 방법의 일례를 나타내는 개념도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서 "(메트)아크릴"이라는 기재는, "아크릴 및 메타크릴 중 어느 한쪽 또는 쌍방"을 의도한다. 또, "(메트)아크릴로일기"라는 기재는, "아크릴로일 및 메타크릴로일 중 어느 한쪽 또는 쌍방"을 의도한다.
면내 리타데이션(Re(λ)) 및 두께 방향의 리타데이션(Rth(λ))은, AxoScan OPMF-1(옵토 사이언스사제)을 이용하고, 측정 파장의 광을 이용하여 측정한 값을 말한다.
구체적으로는, AxoScan OPMF-1로, 평균 굴절률((nx+ny+nz)/3)과 막두께(d(μm))를 입력함으로써,
지상축 방향(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
가 산출된다.
또한, R0(λ)는, AxoScan OPMF-1에서 산출되는 수치로서 표시되는 것이지만, Re(λ)를 의미하고 있다.
[광학 필름]
본 발명의 광학 필름은, 첨가제를 포함하는 폴리머 지지체, 광배향막, 및 광학 이방성막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 광학 필름이다. 폴리머 지지체와 광배향막은 밀착되어 있으며, 광학 이방성막 중의 액정성 화합물은, 광배향막의 배향 규제력에 의하여 배향 상태가 제어되고 있다. 또, 광학 이방성막은, 광배향막과 밀착되어 박리되지 않도록 마련되어 있어도 되고, 광배향막과의 사이에서 박리될 수 있도록 마련되어 있어도 된다. 또한, 광학 이방성막이 광배향막에 대하여 박리될 수 있도록 마련되어 있는 경우, 편광판 등의 다른 피전사체에 상기 광학 이방성막을 전사할 수 있다.
〔폴리머 지지체〕
폴리머 지지체는, 적어도 폴리머와 첨가제를 포함한다. 롤 투 롤 프로세스에 적용할 수 있는 점에서, 장척상의 폴리머 필름인 것이 바람직하다. 편차가 적은 일정한 성능을 나타내는 영역을 길게 마련하고, 반송을 위하여 권회체로 하는 관점에서는, 장척상의 폴리머 필름의 길이는 500~20000m가 바람직하며, 1000~15000m가 보다 바람직하고, 2000~10000m가 더 바람직하다.
폴리머 지지체의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 폴리머 지지체와 광학 이방성막을 분리하지 않고 일체로 이용하여 표시 장치에 적용하는 경우는, 광학 필름의 두께를 얇게 할 수 있는 등의 이유에서 5~45μm가 바람직하다. 폴리머 지지체와 광학 이방성막을 박리 가능하게 마련하는 경우는, 박리 용이성 및 취급성의 관점에서 10~80μm가 바람직하다.
폴리머 지지체는, 폴리머 지지체와 광학 이방성막을 분리하지 않고 일체로 이용하여 표시 장치에 적용하는 경우, 광학적으로 투명한 것이 바람직하고, 전광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 전광선 투과율의 상한값은, 예를 들면 100% 이하이다.
또, 폴리머 지지체의 광학 이방성에 대해서는 임의로 설정할 수 있지만, 바람직한 일례로서, 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션(Re(550))이 0~10nm이며, 파장 550nm에 있어서의 두께 방향의 리타데이션(Rth(550))이 -10~15nm인 양태를 들 수 있다.
본 발명의 광학 필름의 제조에 있어서는, 광배향막의 형성 및 광학 이방성막의 형성에 있어서 가열될 수 있는 점에서, 폴리머 지지체의 유리 전이 온도가 125℃ 이상인 것이 바람직하고, 140℃ 이상이면 보다 바람직하다. 이와 같은 폴리머 지지체는, 롤 투 롤 프로세스에 있어서의 반송 장력하에서도 변형 및 주름을 발생시키지 않고, 균일하며 고품질인 광학 필름을 얻는 것을 가능하게 한다. 상한은 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 입수할 수 있는 투명한 폴리머 지지체의 유리 전이 온도는 200℃ 이하의 것이 많다.
여기에서, 본 명세서에 있어서는, 시차 주사 열량 측정 장치(X-DSC7000(아이티 게이소쿠 세이교(주)제))로, 폴리머 지지체의 샘플 20mg을 측정 팬에 넣고, 이것을 질소 기류 중에서 속도 10℃/분으로 30℃부터 120℃까지 승온하여 15분간 유지한 후, 30℃까지 -20℃/분으로 냉각했다. 이 후, 재차 30℃부터 250℃까지 승온하여, 베이스 라인이 저온 측으로부터 편기(偏寄)하기 시작하는 온도를 유리 전이 온도 Tg로 한다.
<폴리머>
상기 폴리머 지지체를 구성하는 폴리머로서는, 구체적으로는 셀룰로스계 폴리머; 폴리메틸메타크릴레이트, 및 락톤환 함유 중합체 등의 아크릴산 에스터 중합체를 갖는 아크릴계 폴리머 등의 아크릴계 폴리머; 열가소성 노보넨계 폴리머; 폴리카보네이트계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 폴리머; 폴리스타이렌, 및 아크릴로나이트릴·스타이렌 공중합체(AS 수지) 등의 스타이렌계 폴리머; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 폴리머; 바이닐알코올계 폴리머; 바이닐뷰티랄계 폴리머; 아릴레이트계 폴리머; 폴리옥시메틸렌계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 및 이들 폴리머를 혼합한 폴리머 등을 들 수 있다.
상기 폴리머 지지체를 구성하는 폴리머로서는, 이들 중, 투명성 및 내열성의 관점에서, 아크릴계 폴리머, 열가소성 노보넨계 폴리머, 폴리카보네이트계 폴리머, 또는 트라이아세틸셀룰로스로 대표되는 셀룰로스계 폴리머(이하, "셀룰로스아실레이트"라고도 함) 등이 바람직하다. 그 중에서도, 특히 내열성과 투명성이 우수한 점에서, 셀룰로스계 폴리머가 보다 바람직하다.
<첨가제>
상기 폴리머 지지체는, 첨가제를 포함한다.
여기에서 말하는 첨가제란, 폴리머 지지체를 구성하는 상술한 폴리머의 개질, 및/또는 필름의 고기능화를 위하여 첨가되는 화합물을 가리키고, 예를 들면 가소제, UV(ultraviolet) 흡수제, 광학 이방성 발현제, 광학 이방성 저감제, 소수화제, 및 내구성 개량제 등이 해당한다.
상술한 폴리머와의 상용성(相溶性)의 관점에서, 이들의 첨가제의 분자량은, 전형적으로는 100~5000이며, 300~3000이 바람직하고, 700~2000이 보다 바람직하다.
첨가제로서 사용할 수 있는 화합물 및 그 기능은 폴리머 지지체를 구성하는 폴리머에 따라서 다르다. 따라서, 이하에 있어서는, 폴리머 지지체에 사용할 수 있는 폴리머와 첨가제의 구체적인 조합에 대하여, 폴리머종마다 설명한다.
(셀룰로스아실레이트 필름)
상기 폴리머 지지체의 바람직한 일 양태로서, 셀룰로스아실레이트 필름을 이용할 수 있다. 셀룰로스아실레이트는 셀룰로스의 수산기가 아실화된 것으로, 그 치환기는 아실기의 탄소 원자수가 2인 아세틸기부터 탄소 원자수가 22인 것까지 모두 이용할 수 있다.
셀룰로스의 수산기에 치환하는 탄소수 2~22의 아실기로서는, 특별히 제한되지 않고, 지방족기여도 되며 방향족기여도 되고, 또 단일이어도 되며 2종류 이상의 혼합물이어도 된다. 이들 기가 치환한 셀룰로스아실레이트로서는, 예를 들면 셀룰로스의 알킬카보닐에스터, 셀룰로스의 알켄일카보닐에스터, 셀룰로스의 방향족 카보닐에스터, 및 셀룰로스의 방향족 알킬카보닐에스터 등을 들 수 있고, 각각 더 치환된 기를 갖고 있어도 된다.
바람직한 아실기로서는, 아세틸기, 프로피온일기, 뷰탄오일기, 벤조일기, 나프틸카보닐기, 및 신나모일기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아세틸기, 프로피온일기, 뷰탄오일기, 벤조일기, 나프틸카보닐기, 또는 신나모일기가 바람직하고, 아세틸기, 프로피온일기, 또는 뷰탄오일기가 보다 바람직하다. 특히, 합성의 용이성, 비용, 및 치환기 분포의 제어의 용이성 등의 관점에서, 아세틸기, 또는 프로피온일기가 더 바람직하고, 아세틸기가 특히 바람직하다. 또, 2종 이상의 아실기가 치환하는 경우, 아세틸기와 프로피온일기의 조합이 바람직하다.
셀룰로스아실레이트에 있어서, 셀룰로스의 수산기에 대한 아실 치환도에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 편광판 보호 필름 및 광학 필름 등의 용도에 이용하는 경우, 아실 치환도가 높은 쪽이, 각종 첨가제를 양호하게 상용할 수 있기 때문에 바람직하다. 이 때문에, 셀룰로스의 수산기에 대한 아실 치환도(총 치환도)는, 2.50~3.00인 것이 바람직하고, 2.70~2.96인 것이 보다 바람직하며, 2.80~2.95인 것이 더 바람직하다. 또, 셀룰로스아실레이트에 있어서 아세틸기만이 치환하는 경우, 상기 아세틸기의 치환도는, 2.70~2.96인 것이 바람직하고, 2.80~2.95인 것이 보다 바람직하다. 또, 셀룰로스아실레이트에 있어서 프로피온일기만이 치환하는 경우, 상기 프로피온일기의 치환도는, 0.20~2.60이 바람직하다.
셀룰로스아실레이트에 있어서, 셀룰로스의 수산기에 치환하는 아세트산 및/또는 탄소 원자수 3~22의 지방산의 치환도(아실 치환도)의 측정 방법으로서는, ASTM의 D-817-91에 준한 방법, 및 NMR(핵자기 공명)법을 들 수 있다.
셀룰로스아실레이트 필름에 있어서는, 셀룰로스아실레이트로서 치환기, 치환도, 중합도, 및 분자량 분포 등의 관점에서, 단일 또는 다른 2종류 이상의 셀룰로스아실레이트를 혼합하여 이용할 수 있다.
셀룰로스아실레이트 필름이 포함하는 첨가제로서는, 예를 들면 가소제, 소수화제, 자외선 흡수제, 및 리타데이션 조정제 등을 들 수 있다. 첨가제의 보다 구체적인 일례로서는, 폴리에스터 올리고머와 당 에스터 화합물, 및 인산 에스터 화합물 등을 들 수 있다. 후술하는 바와 같이 필름을 편광자 보호 필름으로서의 기능을 겸하는 경우, 습열 내구성이 우수한 관점에서는, 폴리에스터 올리고머와 당 에스터 화합물이 바람직하다.
상기 폴리에스터 올리고머는, 다이카복실산과 다이올로 이루어지는 반복 단위를 가지며, 다이카복실산과 다이올의 탈수 축합 반응, 또는 다이올에 대한 무수 다이카복실산의 부가 및 탈수 축합 반응 등의 공지의 방법으로 합성할 수 있다.
상기 다이카복실산으로서는, 지방족 다이카복실산 및 방향족 다이카복실산을 사용할 수 있다. 지방족 다이카복실산으로서는, 예를 들면 옥살산, 말론산, 석신산, 말레산, 푸마르산, 글루타르산, 아디프산, 및 1,4-사이클로헥세인다이카복실산 등을 들 수 있다. 방향족 다이카복실산으로서는, 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 및 1,4-나프탈렌다이카복실산 등을 들 수 있다.
상기 다이올(글라이콜)로서는, 탄소수 2~12의 지방족 혹은 지환족 다이올, 탄소수 4~20의 알킬에터다이올, 및 탄소수 6~20의 방향족환 함유 다이올을 들 수 있고, 이들로부터 선택되는 2종 이상을 병용해도 된다. 방향족 다이올의 탄소수는 6~12인 것이 바람직하다.
상기 폴리에스터 올리고머의 양 말단은, 적어도 한쪽의 말단이 밀봉되는 것이 바람직하다. 상기 말단은, 그 중에서도 탄소수 1~22의 지방족기, 탄소수 6~20의 방향족환 함유기, 탄소수 1~22의 지방족 카보닐기, 및 탄소수 6~20의 방향족 카보닐기로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
양 말단을 밀봉한 경우, 상기 폴리에스터 올리고머는 상온에서의 상태가 고체 형상이 되기 어려워, 핸들링이 양호해진다. 또, 결과적으로, 습도 안정성 및 편광판 내구성이 우수한 폴리머 필름을 얻을 수 있다.
셀룰로스아실레이트 필름 중, 첨가제로서의 폴리에스터 올리고머의 함유량(복수 포함되는 경우는 그 합계 함유량)은, 셀룰로스아실레이트에 대하여 1~30질량%인 것이 바람직하고, 5~20질량%인 것이 보다 바람직하며, 5~15질량%인 것이 더 바람직하다.
상기 당 에스터 화합물이란, 상기 화합물을 구성하는 당 골격 구조 중 치환 가능한 기(예를 들면, 수산기 및 카복실기)의 적어도 1개와, 적어도 1종의 치환기가 에스터 결합되어 있는 화합물을 말한다. 즉, 여기에서 말하는 당 에스터 화합물에는 넓은 의미의 당 유도체류도 포함되고, 예를 들면 글루콘산과 같은 당 잔기를 구조로서 포함하는 화합물도 포함된다. 즉, 이 당 에스터 화합물에는, 글루코스와 카복실산의 에스터체, 및 글루콘산과 알코올의 에스터체도 포함된다.
상기 당 에스터 화합물로서는, 프라노스 구조 혹은 피라노스 구조를 1개 갖는 화합물 (M)의 OH기의 전부 혹은 일부를 알킬에스터화한 당 에스터 화합물이거나, 또는 프라노스 구조 혹은 피라노스 구조 중 적어도 1종을 2개 결합한 화합물 (D)의 OH기의 전부 혹은 일부를 알킬에스터화한 당 에스터 화합물인 것이 바람직하다. 프라노스 구조 또는 피라노스 구조의 단환이며, 그 구조의 수산기의 전부 혹은 일부를 알킬에스터화한 당 에스터 화합물인 것이 보다 바람직하고, 글루코스 구조의 수산기의 전부 혹은 일부를 알킬에스터화한 당 에스터 화합물인 것이 더 바람직하다.
화합물 (M)으로서는, 글루코스, 갈락토스, 마노스, 프룩토스, 자일로스, 및 아라비노스를 들 수 있으며, 글루코스, 또는 프룩토스가 바람직하고, 글루코스가 보다 바람직하다.
화합물 (D)로서는, 락토스, 수크로스, 니스토스, 1F-프룩토실니스토스, 스타키오스, 말티톨, 락티톨, 락툴로스, 셀로비오스, 말토스, 셀로트리오스, 말토트리오스, 라피노스, 및 케스토스를 들 수 있다. 또, 겐티오비오스, 겐티오트리오스, 겐티오테트라오스, 자일로트리오스, 및 갈락토실수크로스 등도 들 수 있다.
이들 화합물 (D) 중에서, 특히 프라노스 구조와 피라노스 구조의 쌍방을 갖는 화합물이 바람직하고, 수크로스, 케스토스, 니스토스, 1F-프룩토실니스토스, 또는 스타키오스가 보다 바람직하며, 수크로스가 더 바람직하다.
화합물 (M) 및 화합물 (D) 중 OH기의 전부 혹은 일부를 알킬에스터화하기 위하여 지방족 모노카복실산을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 지방족 모노카복실산으로서는, 아세트산, 프로피온산, 뷰티르산, 아이소뷰티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라곤산, 카프린산, 2-에틸-헥세인카복실산, 운데실산, 라우르산, 트라이데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세린산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 메리신산, 및 락세르산 등의 포화 지방산; 운데실렌산, 올레산, 소브산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산, 및 옥텐산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있고, 그들 중에서도 아세트산, 프로피온산, 또는 아이소뷰티르산이 바람직하다. 즉, 상기 당 에스터 화합물 중 상기 치환기가, 아세틸기, 프로피온일기, 또는 아이소뷰티릴기인 것이 바람직하다.
또, 상술한 OH기의 전부 혹은 일부를 알킬에스터화하는 데에 이용되는 지방족 모노카복실산으로서는, 2종 이상의 지방족 모노카복실산이어도 되고, 그 적어도 1종이 분기쇄상의 지방족 모노카복실산인 것이 바람직하다. 분기쇄상의 지방족 모노카복실산으로서는, 그 중에서도 아이소뷰티르산이 바람직하다.
상기 양태를 보다 구체적으로 설명하면, 상술한 OH기의 전부 혹은 일부는 아세트산과 아이소뷰티르산으로 에스터화하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 상기 당 에스터 화합물 중 상기 치환기가 아세틸기와 아이소뷰티릴기인 것이 바람직하다. 치환기가 아세틸기와 아이소뷰티릴기만으로 이루어지는 경우, 그 비율은 아세틸기/아이소뷰티릴기=1/7~4/4인 것이 바람직하고, 1/7~3/5인 것이 보다 바람직하며, 2/6인 것이 더 바람직하다.
이들 지방족 모노카복실산으로 치환된 지방족 당 에스터 화합물의 제조 방법은, 예를 들면 일본 공개특허공보 평8-245678호에 기재되어 있다.
셀룰로스아실레이트 필름 중, 상술한 첨가제의 함유량(첨가제가 복수 포함되는 경우에는 그 합계 함유량)은, 셀룰로스아실레이트에 대하여 5~20질량%인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 광학 필름을 폴리머 지지체 측에서 편광자와 첩합하는 경우, 이용하는 셀룰로스아실레이트 필름에 편광자의 습열 열화를 억제하는 관점에서 하기의 일반식 (4)의 화합물을 첨가할 수 있다.
일반식 (4)
[화학식 1]
Figure pct00001
상기 일반식 (4) 중, R11, R13 및 R15는, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 3~20의 사이클로알킬기, 탄소수 2~20의 알켄일기, 탄소수 1~20의 아랄킬기, 또는 탄소수 6~20의 방향족기를 나타낸다.
이들 화합물, 및 그 합성법에 관해서는, 일본 공개특허공보 2013-174861호의 내용(화합물로서는, 동 공보 단락 번호 0090~0122에 기재된 화합물을 이용할 수 있음)을 참조할 수 있다.
셀룰로스아실레이트 필름이 상기 일반식 (4)로 나타나는 화합물을 포함하는 경우, 상기 일반식 (4)로 나타나는 화합물의 함유량은, 셀룰로스아실레이트 폴리머에 대하여 1~20질량%인 것이 바람직하다.
셀룰로스아실레이트 필름은, 매트제로서 미립자를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 미립자로서는, 이산화 규소, 이산화 타이타늄, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 탄산 칼슘, 탤크, 클레이, 소성 카올린, 소성 규산 칼슘, 수화 규산 칼슘, 규산 알루미늄, 규산 마그네슘, 및 인산 칼슘 등을 사용할 수 있다.
미립자는, 1차 평균 입자경이 20nm 이하이며, 또한 겉보기 비중이 70g/리터 이상인 것이 바람직하다. 이들 미립자는, 통상 평균 입자경이 0.1~3.0μm인 2차 입자를 형성하고, 필름 표면에 0.1~3.0μm의 요철을 형성시킨다. 이로써, 롤 투 롤 프로세스에 있어서 본 발명의 광학 필름을 장척의 권회체로 할 때, 필름끼리의 마찰에 의한 품질 열화, 및/또는 필름끼리가 접착하는 현상(블로킹이라고도 함)을 미연에 방지할 수 있다.
미립자는, 셀룰로스아실레이트 필름의 양 표면에 요철이 마련되도록 첨가해도 되지만, 광학 이방성막의 배향 제어를 위하여 광배향막 표면을 평탄하게 한다는 요청으로부터, 셀룰로스아실레이트 필름의 광배향막이 마련되는 측과는 반대의 표면에만 요철이 마련되도록 첨가하는 것이 바람직하다.
(아크릴 수지 필름)
상기 폴리머 지지체의 바람직한 다른 일 양태로서, 아크릴 수지 필름을 이용할 수 있다. 아크릴 수지는, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 외에, 내열성이 우수한 점에서, 주쇄에 환상 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지를 이용할 수 있다. 주쇄에 환상 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지로서는, 락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 글루타르이미드환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 무수 글루타르산환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 무수 말레산환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지, 및 말레이미드환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지 등을 들 수 있다.
락톤환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지로서는, 일본 공개특허공보 2000-230016호, 일본 공개특허공보 2001-151814호, 일본 공개특허공보 2002-120326호, 일본 공개특허공보 2002-254544호, 일본 공개특허공보 2005-146084호와, 일본 공개특허공보 2006-171464호에 기재된 합성법, 및 그에 따라 제조된 것을 이용할 수 있다.
글루타르이미드환 구조를 갖는 (메트)아크릴계 수지로서는, 국제 공개공보 제05/054311호, 국제 공개공보 제05/108438호, 일본 공개특허공보 2010-261025호, 일본 공개특허공보 2010-270162호, 일본 공개특허공보 2010-284840호, 일본 공개특허공보 2011-088440호, 일본 공개특허공보 2011-138119호와, 일본 공개특허공보 2011-245624호 등에 기재된 합성법, 및 그에 따라 제조된 것을 이용할 수 있다.
아크릴 수지 필름이 포함할 수 있는 첨가제로서는, 예를 들면 가소제, 소수화제, 자외선 흡수제, 리타데이션 조정제, 열화 방지제(예를 들면, 산화 방지제, 과산화물 분해제, 라디칼 금지제, 금속 불활성화제, 산포획제, 및 아민 등), 및 상술한 일반식 (4)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다. 특히, 용융 압출법을 이용하여 아크릴 수지 필름을 제작하는 경우, 열화 방지제를 사용하는 것이 바람직하다.
열화 방지제에 대해서는, 일본 공개특허공보 평3-199201호, 동 5-1907073호, 동 5-194789호, 동 5-271471호, 및 동 6-107854호의 각 공보에 기재가 있다. 또, 상기 열화 방지제의 함유량은, 조제하는 용액(도프)에 대하여 0.01~1질량%인 것이 바람직하고, 0.01~0.2질량%인 것이 보다 바람직하다. 조제하는 용액(도프) 중 열화 방지제의 함유량이 0.01질량% 이상이면, 열화 방지제의 효과가 충분히 발휘되기 때문에 바람직하고, 함유량이 1질량% 이하이면, 필름 표면에 대한 열화 방지제의 블리드 아웃(삼출) 등이 발생하기 어렵기 때문에 바람직하다. 열화 방지제로서는, 그 중에서도 뷰틸화 하이드록시톨루엔(BHT) 또는 트라이벤질아민(TBA)이 바람직하다.
〔광배향막〕
본 발명의 광학 필름을 구성하는 광배향막은, 광배향막 형성용 조성물을 이용하여 폴리머 지지체 상에 형성되어 있고, 폴리머 지지체와는 반대 측의 면에 광학 이방성막이 배치된다.
광배향막에 있어서 광학 이방성막 측의 경계 영역에 포함되는, 상술한 폴리머 지지체의 첨가제에서 유래하는 성분의 양은, 광배향막 전체 질량에 대하여 0.10~0.50질량%이다.
광배향막 중 광학 이방성막과의 경계 영역에 포함되는 상술한 폴리머 지지체의 첨가제에서 유래하는 성분의 양은, 광배향막 중 광학 이방성막과의 경계 영역을 2차 이온 질량 분석법에 따라 분석하는 이하의 방법에 의하여 구해진다.
먼저, 광배향막 중 광학 이방성막과의 경계 영역을 2차 이온 질량 분석법에 따라 분석한다. 이어서, 폴리머 지지체의 첨가제(이하 "첨가제 성분"이라고도 함)에서 유래하는 2차 이온 피크값을 총 검출 이온량으로 나눔으로써, 상기 첨가제 성분의 규격화 2차 이온량을 구한다. 그리고, 별도로 구한 검량선에 의하여, 그 외의 광배향막 성분에 대한 상기 첨가제 성분의 질량비를 산출한다. 이 산출된 수치로부터, 광배향막 중 광학 이방성막과의 경계 영역에 포함되는 상기 첨가제 성분에서 유래하는 성분의 광배향막 전체 질량에 대한 양(질량%)이 구해진다.
본 발명의 광학 필름에 있어서, 광학 이방성막이 광배향막에 대하여 박리 가능하게 마련되어 있는 경우에 있어서는, 광학 이방성막을 박리 제거한 후에 표출하는 광배향막의 표면을 2차 이온 질량 분석법에 이용함으로써, 광배향막의 광학 이방성막 측 경계 영역에 존재하는 상기 첨가제 성분 유래의 규격화 2차 이온량을 구할 수 있다. 본 발명의 광학 필름이 광배향막과 광학 이방성막의 사이에서 박리될 수 없는 경우에 있어서는, 광학 필름의 단면(필요에 따라 경사 절삭에 의한 절삭면이어도 됨)에 대하여, 도 1b에 나타내는 요령으로 영역을 특정하고, 단면 혹은 절삭면의 2차 이온 질량 분석 프로파일을 측정함으로써, 광배향막의 광학 이방성막 측 경계 영역에 존재하는 상기 첨가제 성분 유래의 규격화 2차 이온량을 구할 수 있다.
여기에서 말하는 광배향막의 광학 이방성막 측의 경계 영역이란, 광학적으로 관찰되는 광배향막과 광학 이방성막의 경계선부터 약 50nm의 깊이까지의 영역을 가리키는 것으로 한다. 도 1b를 참조하여 구체적으로 설명하면, 광배향막의 광학 이방성막 측의 경계 영역(15)이란, 광학적으로 관찰되는 광배향막과 광학 이방성막의 경계선(13)부터 약 50nm의 깊이까지의 영역을 가리킨다.
상세는 불명하지만, 발명자들은, 상술한 바와 같은 광배향막을 형성함으로써 밀착성이 우수하고, 또한 광학 이방성막을 형성하는 역분산 액정 배향 화합물이 균일하게 배향하는 메커니즘을 이하와 같이 생각하고 있다.
광배향막을 형성할 때, 후술하는 바와 같이 폴리머 지지체 상에 광배향막 형성용 조성물을 도공하지만, 이때 도막에 포함되는 용매가 폴리머 지지체 표면을 팽윤함으로써 광배향막의 성분이 폴리머 지지체를 구성하는 폴리머와 얽혀, 밀착성을 높이고 있다고 추측된다. 이 팽윤 시, 폴리머 지지체에 포함되는 첨가제도 그 일부가 도막 측에 추출되기 때문에, 일정량의 폴리머 지지체 유래의 성분이 광배향막에 혼입하는 것이 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성을 보증하는 지표가 된다고 생각하고 있다.
한편, 광배향막 상에 광학 이방성막을 형성하기 위한 중합성 액정 조성물을 도공할 때, 광배향막 자체가 가교되어 있으면 중합성 액정 조성물이 포함하는 용매에는 불용이지만, 내부에 포함되어 있는 폴리머 지지체 유래의 성분은 중합성 액정 조성물의 도막 중에 확산해 간다고 추측된다.
이때, 광배향막 중에 본래 포함되는 폴리머 지지체 유래의 성분의 함유량이 충분히 낮거나, 또는 중합성 액정 조성물의 도막에 폴리머 지지체 유래의 성분이 신속하게 확산하거나 하는 등의 이유에서, 광배향막에 있어서의 중합성 액정 조성물의 도막 측의 경계 영역에서의 폴리머 지지체 유래의 성분 농도가 충분히 저하되면 배향에 영향은 없지만, 광배향막에 있어서의 중합성 액정 조성물의 도막 측의 경계 영역에서의 폴리머 지지체 유래의 성분 농도가 높은 채 공정을 진행시키면 액정성 화합물의 배향을 형성하는 단계에서 배향 상태에 악영향을 미친다는 가설 아래, 발명자들은 폴리머 지지체 유래의 성분의 막 중 분포와 그 제어 인자를 상세하게 검토한 결과, 본 발명에 이른 것이다.
광배향막의 막두께로서는, 소재 및 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 10~1000nm가 바람직하고, 10~700nm가 보다 바람직하다. 이 범위이면, 상하면에서의 반사광이 간섭하여 노광 불균일을 발생시키지 않고, 또 배향 규제력을 충분히 부여할 수 있어, 광학 이방성막을 구성하는 액정성 화합물에 균일한 배향을 실현할 수 있다.
<광배향막 형성용 조성물>
본 발명에 이용하는 광배향막 형성용 조성물은, 공지의 것을 이용할 수 있다. 폴리머 지지체와의 밀착성의 관점, 및 중합성 액정 조성물과의 젖음성의 관점에서 선택하는 것이 바람직하다. 또, 배향 규제력 및 기재와의 밀착성이 우수한 관점에서, 가교 가능한 것이 바람직하다.
광배향막 형성용 조성물로서는, 가교성기를 포함하는 중합체와, 광배향성기를 갖는 저분자 화합물을 포함하는 광배향막 형성용 조성물, 및 가교성기 및 광배향성기를 포함하는 중합체를 포함하는 광배향막 형성용 조성물을 들 수 있다.
가교성기를 포함하는 중합체와, 광배향성기를 갖는 저분자 화합물을 포함하는 광배향막 형성용 조성물로서는, 예를 들면 가교성기를 포함하는 반복 단위를 포함하는 중합체와, 신나메이트기를 갖는 저분자 화합물을 포함하는 광배향막 형성용 조성물을 들 수 있다.
또, 가교성기 및 광배향성기를 포함하는 중합체를 포함하는 광배향막 형성용 조성물의 일례로서는, 가교성기를 포함하는 반복 단위와, 신나메이트기를 포함하는 반복 단위를 포함하는 중합체를 포함하는 광배향막 형성용 조성물을 들 수 있다. 상기 양태의 광배향막 형성용 조성물에 있어서는, 광배향성기를 갖는 저분자 화합물을 포함하고 있어도 되고, 포함하지 않아도 된다.
여기에서, 본 명세서에 있어서, 신나메이트기란, 신남산 또는 그 유도체를 기본 골격으로서 포함하는 신남산 구조를 갖는 기이며, 하기 식 (I) 또는 하기 식 (II)로 나타나는 기를 말한다.
[화학식 2]
Figure pct00002
식 (I) 및 식 (II) 중, a는 0~5의 정수를 나타내고, R1은, 1가의 유기기를 나타내며, *는 결합 위치인 것을 나타낸다. 또한, a가 2 이상인 경우, 복수의 R1은 각각 동일해도 되고 달라도 된다. 식 (II) 중, R2는 1가의 유기기를 나타낸다.
식 (I) 및 식 (II) 중 R1 및 R2로 나타나는 1가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1~20의 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 및 치환기를 갖고 있고 있어도 되는 탄소수 6~20의 아릴기 등을 들 수 있다.
이하에 있어서, 광배향막 형성용 조성물의 적합한 일 형태에 대하여 설명한다.
광배향막 형성용 조성물로서는, 가교성기를 포함하는 중합체 Ap와, 신나메이트기를 갖는 저분자 화합물 B를 포함하는 광배향막 형성용 조성물이거나, 또는 가교성기 및 광배향성기를 포함하는 중합체 Ap＇를 포함하는 광배향막 형성용 조성물이 바람직하다.
이하에 있어서, 가교성기를 포함하는 중합체 Ap(이하, 간단히 "중합체 Ap"라고도 함)에 대하여 설명한다. 또한, 상기 가교성기를 포함하는 중합체 Ap는, 광배향성기를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 가교성기를 포함하는 중합체 Ap는, 가교성기 및 광배향성기를 포함하는 중합체 Ap＇인 것이 바람직하다.
이하에 있어서, 중합체 Ap와 신나메이트기를 갖는 저분자 화합물 B, 및 그 외의 첨가 성분에 대하여 각각 설명한다.
(가교성기를 갖는 중합체 Ap(중합체 Ap))
중합체 Ap로서는, 가교성기를 포함만 하면 특별히 제한되지 않고, 종래 공지의 중합체를 이용할 수 있다. 중합체 Ap로서는, 구체적으로는 가교성기를 포함하는 반복 단위(이하 "가교성기를 포함하는 반복 단위 a1"이라고도 함)를 포함하는 중합체를 들 수 있다.
중합체 Ap의 주골격으로서는, 예를 들면 폴리암산, 폴리암산 에스터, 폴리이미드, 폴리오가노실록세인, (메트)아크릴계 중합체, 사이클로올레핀계 중합체, 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리아세탈 유도체, 폴리스타이렌 유도체, 및 폴리(스타이렌-페닐말레이미드) 유도체 등에 의하여 형성되는 골격을 들 수 있다. 특히 수지 필름 상에 배향층을 마련함에 있어서는, 용매 용해성과 막의 취급성이 우수한 점에서 (메트)아크릴계 중합체, 및 폴리오가노실록세인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
중합체 Ap의 바람직한 분자량으로서는, 도포 시에서의 용매 용해성과 용액의 점도, 및 배향 처리 후의 배향 규제력의 발현과 그 유지의 관점에서, 질량 평균 분자량으로 1000~500000이 바람직하고, 2000~300000이 보다 바람직하며, 3000~200000이 더 바람직하다.
여기에서, 질량 평균 분자량은, 젤 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC) 측정에 의한 폴리스타이렌(PS) 환산값으로서 정의된다. 본 발명에 있어서의 GPC에 의한 측정은, 구체적으로는 HLC-8220GPC(도소(주)제)를 이용하여, 칼럼으로서 TSKgel Super HZM-H, HZ4000, HZ2000을 이용하여 측정된다.
또, 후술하는 바와 같이, 중합체 Ap는, 또한 광배향성기를 포함하는 것이 바람직하고, 신나메이트기를 포함하는 것이 보다 바람직하며, 신나메이트기를 포함하는 반복 단위(이하 "신나메이트를 포함하는 반복 단위 a2"라고도 함)를 포함하고 있는 것이 더 바람직하다.
또, 후술하는 바와 같이, 중합체 Ap는, 가교성기를 더 포함하는 반복 단위 a1 및 신나메이트를 포함하는 반복 단위 a2 이외의 그 외의 반복 단위를 포함하고 있어도 된다.
이하에 있어서, 가교성기를 포함하는 반복 단위 a1, 신나메이트를 포함하는 반복 단위 a2, 및 그 외의 반복 단위에 대하여 각각 설명한다.
《가교성기를 포함하는 반복 단위 a1》
가교성기를 포함하는 반복 단위 a1로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 (메트)아크릴계 중합체 및 폴리오가노실록세인을 예로 들면, 하기 식 (A1) 또는 (A2)로 나타나는 반복 단위가 바람직하다.
[화학식 3]
Figure pct00003
식 (A1) 중, R1은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 식 (A2) 중, R2는, 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기, 또는 산소 원자를 통하여 다른 규소 원자와 결합하고 있는 것을 나타낸다. 또, 식 (A1) 및 식 (A2) 중, L은, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, Y는, 후술하는 가교성기를 나타낸다.
식 (A2) 중, R2의 탄소수 1~6의 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 아이소프로필기, 및 n-뷰틸기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 메틸기, 또는 에틸기가 바람직하다. 또, R2의 탄소수 1~6의 알콕시기로서는, 구체적으로는 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, 아이소프로필옥시기, 및 n-뷰톡시기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 메톡시기, 또는 에톡시기가 바람직하다.
식 (A1) 및 식 (A2) 중, L로 나타나는 2가의 연결기로서는, 구체적으로는 -CO-, -O-CO-, -O-CO-(CH2)n-O-, -CO-O-Ph-, -CO-O-Ph-Ph-, -CO-O-(CH2)n-, 및 -(CH2)n-Cy- 등을 들 수 있다. 여기에서, Ph는, 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 벤젠환(예를 들면, 페닐렌기 등)을 나타내고, Cy는, 치환기를 갖고 있어도 되는 2가의 사이클로헥세인환(예를 들면, 사이클로헥세인-1,4-다이일기 등) 등을 들 수 있다. n은, 1~4의 정수를 나타낸다. 또한, 상기 식 (A1) 및 식 (A2) 중, L로 나타나는 2가의 기(예를 들면, -CO-O-)의 결합 방향은, 특별히 설명하지 않는 한 제한되지 않는다. 예를 들면, L이 -CO-O-인 경우, L과 인접하는 탄소 원자 및 Y와의 연결 형태는, 탄소 원자 -CO-O-Y여도 되고, Y-O-CO- 탄소 원자여도 된다.
가교성기 Y로서는, 예를 들면 에폭시기, 옥세탄일기, 아미노기, 카복실기, 수산기, -NH-CH2-O-R(R은, 수소 원자 또는 탄소수 1~20의 알킬기를 나타냄)로 나타나는 기, 에틸렌성 불포화기, 및 블록 아이소사이아네이트기 등의 가교성 관능기를 포함하는 기를 들 수 있다. 가교성기 Y로서는, 그 중에서도 에폭시기, 옥세탄일기, 또는 3,4-에폭시사이클로헥실기가 바람직하고, 에폭시기, 또는 옥세탄일기가 보다 바람직하다. 또한, 3원환의 환상 에터기는, 에폭시기라고도 불리며, 4원환의 환상 에터기는, 옥세탄일기라고도 불린다.
식 (A1) 및 식 (A2)로 나타나는 반복 단위의 구체예로서는, 예를 들면 하기의 반복 단위를 들 수 있다.
이하의 구체예에 있어서, R1 및 R2는, 각각 상술한 식 (A1) 및 식 (A2) 중 R1 및 R2와 동의이다.
[화학식 4]
Figure pct00004
중합체 Ap에 있어서의 가교성기의 함유율을 적절히 설계함으로써, 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 추출 및 도막 내에서의 확산을 제어할 수 있다.
《신나메이트기를 포함하는 반복 단위 a2》
신나메이트기를 포함하는 반복 단위 a2로서는, 상술한 일반식 (A1) 또는 (A2)로 나타나는 반복 단위에 있어서, Y가 가교성기 대신 각종 신나메이트기를 나타내는 것을 들 수 있다.
신나메이트기의 구체예로서는, 일본 공개특허공보 2015-026050호의 [0016] 단락에 기재된 이하에 나타내는 기를 들 수 있다. 하기 구조에 있어서, *는, L과의 결합 위치를 나타낸다. 또한, 일반식 (A1) 또는 (A2)로 나타나는 반복 단위에 있어서, Y가, 가교성기 대신 이하에 나타내는 신나메이트기를 나타내는 경우, 일반식 (A1) 또는 (A2) 중 L은, 단결합을 나타내는 것이 바람직하다.
[화학식 5]
Figure pct00005
[화학식 6]
Figure pct00006
[화학식 7]
Figure pct00007
《다른 반복 단위》
상기 중합체 Ap는, 상술한 반복 단위 a1 및 반복 단위 a2 이외의 다른 반복 단위를 갖고 있어도 된다. 공중합체가 다른 반복 단위를 포함함으로써, 예를 들면 기재 밀착성, 용매 용해성, 및 내열성 등이 향상될 수 있다.
상기 중합체 Ap가 포함할 수 있는 그 외의 반복 단위로서는, 기재 밀착성 및 용매 용해성의 관점에서는, 중합체 Ap의 극성을 조정하는 관능기를 포함하는 반복 단위가 바람직하다. 구체적으로는, 친수성을 부여하는 관점에서는, 수산기, 카복실산기, 또는 이온성기를 포함하는 반복 단위가 바람직하고, 친유성을 부여하는 관점에서는, 고급 알킬기 또는 방향족기를 포함하는 반복 단위가 바람직하다. 또, 기재 밀착성과 용매 용해성의 양립의 관점에서는, 5원환 이상의 복소환, 환상 케톤, 또는 방향환을 포함하는 반복 단위가 바람직하다. 또, 내열성을 높이는 관점에서는, 강직한 구조를 포함하는 반복 단위가 바람직하다.
또한, 후술하는 광학 이방성막과 밀착시키고자 하는 경우는, 중합성 액정 조성물에 포함되는 성분과 반응 가능한 관능기를 포함하는 반복 단위가 바람직하다.
광배향막 형성용 조성물이 후술하는 유기 용매를 함유하는 경우, 롤 투 롤 프로세스에 적절한 도포액 점도로 조정하는 관점에서, 광배향막 형성용 조성물 중 상기 중합체 Ap의 함유량은, 용매 100질량부에 대하여 0.1~50질량부가 바람직하고, 0.5~10질량부가 보다 바람직하다.
(신나메이트기를 갖는 저분자 화합물 B)
신나메이트기를 갖는 저분자 화합물 B(이하 "저분자 화합물 B"라고도 함)로서는, 신나메이트기를 가지며, 중합체 Ap보다 분자량이 작은 화합물인 것이 바람직하다. 특히, 중합체 Ap가 신나메이트기를 포함하는 경우에 있어서는, 광배향막 형성용 조성물이 저분자 화합물 B를 포함함으로써, 제작되는 광배향막의 배향성이 보다 양호해진다.
또한, 중합체 Ap가 신나메이트기를 포함하지 않는 경우에 있어서는, 저분자 화합물 B로서 신나메이트기를 가지며, 중합체 Ap보다 분자량이 작은 화합물이고, 또한 중합체 Ap가 갖는 가교성기와 결합 가능한 화합물을 사용하여, 그 반응 생성물을 광배향막으로서 이용하는 것이 바람직하다.
상기 저분자 화합물 B의 분자량으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 용해성 및 배향 규제력을 확보하는 관점에서, 200~1000이 바람직하고, 250~700이 보다 바람직하다.
상기 저분자 화합물 B로서는, 예를 들면 하기 식 (B1)로 나타나는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure pct00008
식 (B1) 중, a는 0~5의 정수를 나타내고, R1은, 1가의 유기기를 나타내며, R2는, 1가의 유기기를 나타낸다. a가 2 이상인 경우, 복수의 R1은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
또, R1의 1가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1~20의 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 및 치환기를 갖고 있고 있어도 되는 탄소수 6~20의 아릴기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 탄소수 1~20의 알콕시기가 바람직하며, 탄소수 1~6의 알콕시기가 보다 바람직하고, 메톡시기, 또는 에톡시기가 더 바람직하다.
또, R2의 1가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1~20의 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상의 알킬기, 및 치환기를 갖고 있고 있어도 되는 탄소수 6~20의 아릴기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 탄소수 1~20의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬기가 바람직하며, 탄소수 1~10의 분기쇄상의 알킬기가 보다 바람직하다.
또, a는, 1인 것이 바람직하고, R1이 파라위에 갖고 있는 것이 바람직하다.
또, 상술한 아릴기가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 예를 들면 알콕시기, 하이드록시기, 카복시기, 및 아미노기 등을 들 수 있다.
상기 식 (B1)로 나타나는 화합물로서는, 구체적으로는 옥틸신나메이트, 에틸-4-아이소프로필신나메이트, 에틸-2,4-다이아아이소프로필신나메이트, 메틸-2,4-다이아아이소프로필신나메이트, 프로필-p-메톡시신나메이트, 아이소프로필-p-메톡시신나메이트, 아이소아밀-p-메톡시신나메이트, 2-에틸헥실-p-메톡시신나메이트, 2-에톡시에틸-p-메톡시신나메이트, 2-헥실데칸일-p-메톡시신나메이트, 및 사이클로헥실-p-메톡시신나메이트 등을 들 수 있다.
광배향막 형성용 조성물 중, 상기 저분자 화합물 B의 함유량은, 제작되는 광배향막의 배향성이 보다 양호해지는 이유에서, 중합체 Ap의 반복 단위 a1의 질량에 대하여 10~500질량%가 바람직하고, 30~300질량%가 바람직하다.
또, 광배향막 형성용 조성물이 후술하는 유기 용매를 함유하는 경우, 상기 저분자 화합물 B의 함유량은, 용매 100질량부에 대하여 0.01~50질량부가 바람직하고, 0.1~10질량부가 보다 바람직하다.
(가교제 C)
광배향막 형성용 조성물은, 폴리머 지지체와의 밀착성이 향상되는, 및 배향 규제력이 향상된다는 이유에서, 가교성기를 포함하는 반복 단위 a1을 포함하는 중합체 Ap와는 별도로, 중합체 Ap와 반응 가능한 가교성기를 갖는 가교제 C를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 가교성기량을 적절히 조정함으로써, 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 추출 및 도막 내에서의 확산을 제어할 수 있다.
상기 가교제 C의 분자량은, 1000 이하가 바람직하고, 100~500이 보다 바람직하다.
상기 가교성기는, 열의 작용에 의하여 경화 반응을 일으키는 열가교성기인 것이 바람직하다.
상기 가교제 C로서는, 예를 들면 분자 내에 2개 이상의 에폭시기 또는 옥세탄일기를 갖는 화합물, 블록 아이소사이아네이트 화합물(보호된 아이소사이아네이토기를 갖는 화합물), 및 알콕시메틸기 함유 화합물 등을 들 수 있다.
이들 중, 이하에 구체예를 나타내는, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기 또는 옥세탄일기를 갖는 화합물, 또는 블록 아이소사이아네이트 화합물이 바람직하다.
《분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물》
분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물의 구체예로서는, 지방족 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.
이들은 시판품으로서 입수할 수 있다. 예를 들면, 데나콜 EX-611, EX-612, EX-614, EX-614B, EX-622, EX-512, EX-521, EX-411, EX-421, EX-313, EX-314, EX-321, EX-211, EX-212, EX-810, EX-811, EX-850, EX-851, EX-821, EX-830, EX-832, EX-841, EX-911, EX-941, EX-920, EX-931, EX-212L, EX-214L, EX-216L, EX-321L, EX-850L, DLC-201, DLC-203, DLC-204, DLC-205, DLC-206, DLC-301, 및 DLC-402(이상 나가세 켐텍스(주)제), 셀록사이드 2021P, 2081, 3000과, EHPE3150, 에폴리드 GT401, 및 셀비너스 B0134, 및 B0177((주)다이셀제) 등을 들 수 있다.
분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합은, 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
《분자 내에 2개 이상의 옥세탄일기를 갖는 화합물》
분자 내에 2개 이상의 옥세탄일기를 갖는 화합물의 구체예로서는, 아론 옥세테인 OXT-121, OXT-221, OX-SQ, 및 PNOX(이상, 도아 고세이(주)제)를 들 수 있다.
《블록 아이소사이아네이트 화합물》
블록 아이소사이아네이트 화합물은, 아이소사이아네이트기가 화학적으로 보호된 블록 아이소사이아네이트기를 갖는 화합물이면 특별히 제한은 없지만, 경화성의 관점에서, 1분자 내에 2 이상의 블록 아이소사이아네이트기를 갖는 화합물인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서의 블록 아이소사이아네이트기란, 열에 의하여 아이소사이아네이트기를 생성하는 것이 가능한 기이며, 예를 들면 블록제와 아이소사이아네이트기를 반응시키고 아이소사이아네이트기를 보호한 기를 바람직하게 예시할 수 있다. 또, 상기 블록 아이소사이아네이트기는, 90℃~250℃의 열에 의하여 아이소사이아네이트기를 생성하는 것이 가능한 기인 것이 바람직하다.
또, 블록 아이소사이아네이트 화합물로서는, 그 골격은 특별히 제한되는 것은 아니고, 1분자 중에 아이소사이아네이트기를 2개 갖는 것이면 어떠한 것이어도 되며, 지방족, 지환족 또는 방향족의 폴리아이소사이아네이트여도 되지만, 예를 들면 2,4-톨릴렌다이아이소사이아네이트, 2,6-톨릴렌다이아이소사이아네이트, 아이소포론다이아이소사이아네이트, 1,6-헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 1,3-트라이메틸렌다이아이소사이아네이트, 1,4-테트라메틸렌다이아이소사이아네이트, 2,2,4-트라이메틸헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 2,4,4-트라이메틸헥사메틸렌다이아이소사이아네이트, 1,9-노나메틸렌다이아이소사이아네이트, 1,10-데카메틸렌다이아이소사이아네이트, 1,4-사이클로헥세인다이아이소사이아네이트, 2,2＇-다이에틸에터다이아이소사이아네이트, 다이페닐메테인-4,4＇-다이아이소사이아네이트, o-자일렌다이아이소사이아네이트, m-자일렌다이아이소사이아네이트, p-자일렌다이아이소사이아네이트, 메틸렌비스(사이클로헥실아이소사이아네이트), 사이클로헥세인-1,3-다이메틸렌다이아이소사이아네이트, 사이클로헥세인-1,4-다이메틸렌다이아이소사이아네이트, 1,5-나프탈렌다이아이소사이아네이트, p-페닐렌다이아이소사이아네이트, 3,3＇-메틸렌다이톨릴렌-4,4＇-다이아이소사이아네이트, 4,4＇-다이페닐에터다이아이소사이아네이트, 테트라클로로페닐렌다이아이소사이아네이트, 노보네인다이아이소사이아네이트, 수소화 1,3-자일릴렌다이아이소사이아네이트, 및 수소화 1,4-자일릴렌다이아이소사이아네이트 등의 아이소사이아네이트 화합물 및 이들 화합물로부터 파생하는 프리폴리머형의 골격의 화합물을 적합하게 이용할 수 있다. 이들 중에서도, 톨릴렌다이아이소사이아네이트(TDI) 및 다이페닐메테인다이아이소사이아네이트(MDI), 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트(HDI), 또는 아이소포론다이아이소사이아네이트(IPDI)가 바람직하다.
블록 아이소사이아네이트 화합물의 모(母)구조로서는, 뷰렛형, 아이소사이아누레이트형, 어덕트형, 및 2관능 프리폴리머형 등을 들 수 있다.
상기 블록 아이소사이아네이트 화합물의 블록 구조를 형성하는 블록제로서는, 옥심 화합물, 락탐 화합물, 페놀 화합물, 알코올 화합물, 아민 화합물, 활성 메틸렌 화합물, 피라졸 화합물, 머캅탄 화합물, 이미다졸계 화합물, 및 이미드계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 옥심 화합물, 락탐 화합물, 페놀 화합물, 알코올 화합물, 아민 화합물, 활성 메틸렌 화합물, 및 피라졸 화합물로부터 선택되는 블록제가 바람직하다.
블록 아이소사이아네이트 화합물은, 시판품으로서 입수 가능하고, 예를 들면 콜로네이트 AP 스테이블 M, 콜로네이트 2503, 2515, 2507, 2513, 2555, 밀리오네이트 MS-50(이상, 닛폰 폴리유레테인 고교(주)제), 타케네이트 B-830, B-815N, B-820NSU, B-842N, B-846N, B-870N, B-874N, B-882N(이상, 미쓰이 가가쿠(주)제), 듀라네이트 17B-60PX, 17B-60P, TPA-B80X, TPA-B80E, MF-B60X, MF-B60B, MF-K60X, MF-K60B, E402-B80B, SBN-70D, SBB-70P, K6000(이상, 아사히 가세이 케미컬즈(주)제), 데스모듀어 BL1100, BL1265 MPA/X, BL3575/1, BL3272MPA, BL3370MPA, BL3475BA/SN, BL5375MPA, VPLS2078/2, BL4265SN, PL340, PL350, 스미듀어 BL3175(이상, 스미카 바이에른 유레테인(주)제) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
광배향막 형성용 조성물이 상기 가교제 C를 포함하는 경우, 상기 가교제 C의 함유량은, 중합체 Ap의 반복 단위 a1의 100질량부에 대하여 1~1000질량부가 바람직하고, 10~500질량부가 보다 바람직하다. 또, 광배향막 형성용 조성물이 후술하는 유기 용매를 함유하는 경우, 상기 가교제 C의 함유량은, 용매 100질량부에 대하여 0.05~50질량부가 바람직하고, 1~10질량부가 보다 바람직하다.
(그 외의 성분 D)
광배향막 형성용 조성물은, 상기 이외의 다른 성분을 포함하고 있어도 된다.
다른 성분으로서는, 예를 들면 가교 촉진제, 밀착 개량제, 레벨링제, 및 가소제 등을 들 수 있다. 가교 촉진제로서는, 다양한 금속염 킬레이트 화합물, 및 열산발생제 등을 들 수 있다. 밀착 개량제, 레벨링제, 및 가소제로서는, 도포용 조성물의 첨가제로서 알려져 있는 다양한 공지의 재료를 이용할 수 있다.
(유기 용매)
광배향막 형성용 조성물은, 광배향막을 제작하는 작업성 등의 관점에서, 유기 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 용매를 적절히 선택함으로써 광배향막 형성용 조성물을 폴리머 지지체 상에 도공했을 때에 폴리머 지지체의 표면에 작용하여, 광배향막과의 밀착이 강화되고, 또 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 추출을 제어함으로써 광학 이방성막의 배향 제어를 개선할 수 있다.
그 중에서도, 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분과 상용하기 쉬운 유기 용매가 바람직하다. 광배향막 형성용 조성물에 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분과 상용하기 쉬운 유기 용매를 사용함으로써, 광배향막 형성용 조성물을 폴리머 지지체 상에 도공했을 때에 폴리머 지지체의 표면에 작용하여 광배향막과의 밀착이 강화될 수 있다. 또, 상기 유기 용매의 함유량을 적절히 조정함으로써, 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 광배향막 형성용 조성물로의 과도한 추출이 억제됨으로써 광학 이방성막의 배향 제어가 개선될 수 있다.
또한, 폴리머 지지체가 첨가제를 포함하는 셀룰로스아실레이트 필름이며, 또한 폴리에스터 화합물 또는 당 에스터 화합물인 경우, 유기 용매로서 케톤류, 에스터류, 또는 프로필렌글라이콜에터류를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유기 용매로서는, 구체적으로는 케톤류(예를 들면, 아세톤, 2-뷰탄온, 메틸아이소뷰틸케톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온, 및 사이클로펜탄온 등), 에터류(예를 들면, 다이옥세인, 및 테트라하이드로퓨란 등), 지방족 탄화 수소류(예를 들면, 헥세인 등), 지환식 탄화 수소류(예를 들면, 사이클로헥세인 등), 방향족 탄화 수소류(예를 들면, 톨루엔, 자일렌, 및 트라이메틸벤젠 등), 할로젠화 탄소류(예를 들면, 다이클로로메테인, 다이클로로에테인, 다이클로로벤젠, 및 클로로톨루엔 등), 에스터류(예를 들면, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 및 아세트산 뷰틸 등), 물, 알코올류(예를 들면, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올, 및 사이클로헥산올 등), 셀로솔브류(예를 들면, 메틸셀로솔브, 및 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브아세테이트류, 프로필렌글라이콜에터류(예를 들면, 프로필렌글라이콜모노메틸에터 등), 설폭사이드류(예를 들면, 다이메틸설폭사이드 등), 및 아마이드류(예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 및 다이메틸아세트아마이드 등) 등을 들 수 있다.
유기 용매는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
〔광배향막의 제조 방법〕
본 발명을 구성하는 광배향막은, 상술한 광배향막 형성용 조성물을 이용하는 것 이외에는 종래 공지의 제조 방법에 의하여 제조할 수 있고, 특히, 롤 투 롤 프로세스로 제조하는 것이 바람직하다.
구체적인 제조 방법의 일례로서는, 하기 공정 1, 하기 공정 2, 및 하기 공정 3을 포함하는 제조 방법을 들 수 있다. 이들 공정의 각 조건을 적절히 조정함으로써, 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성을 높이면서, 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 추출을 제어함으로써 광학 이방성막의 배향 제어를 개선할 수 있다.
공정 1: 상술한 광배향막 형성용 조성물을 상술한 폴리머 지지체 표면에 도포하고 도막을 형성하는 도포 공정
공정 2: 가열함으로써 상기 도막을 건조 및 가교하는 가열 공정
공정 3: 상기 건조 및 가교 후의 도막에 대하여 편광을 조사하거나, 또는 상기 건조 및 가교 후의 도막의 표면에 대하여 경사 방향으로부터 비편광을 조사하는 광조사 공정
이하, 상기 제조 방법에 대하여, 도 3을 참조하면서 설명한다.
<공정 1: 도포 공정>
도포 공정에 있어서의 도포 방법은 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들면 스핀 코팅, 다이 코팅, 그라비어 코팅, 플렉소 인쇄, 및 잉크젯 인쇄 등을 들 수 있다. 롤 투 롤 프로세스에 있어서는, 그 중에서도 다이 코팅, 또는 그라비어 코팅이 바람직하다.
도 3에 있어서는, 폴리머 지지체의 권회체(롤)로부터 권출한 폴리머 지지체(1) 상에 다이(32)를 이용하여 도포를 행하고 있다.
<공정 2: 가열 공정>
가열 공정에 있어서의 가열 방법은 특별히 제한되지 않고, 공정 1을 거쳐 얻어지는 도막 포함 폴리머 지지체를 공지의 방법에 의하여 가열하면 된다.
가열 방법으로서는, 예를 들면 가열 분위기하에 노출시킴으로써 도막 포함 폴리머 지지체를 가열하는 방법, 열 매체를 통류시킨 반송 롤 등에 접촉시킴으로써 도막 포함 폴리머 지지체를 가열하는 방법, 및 열선을 조사함으로써 도막 포함 폴리머 지지체를 가열하는 방법을 들 수 있다. 가열 온도로서는, 30~200℃가 바람직하다.
가열 공정 시에 도막 중 용매 제거와 중합체 Ap의 열가교 반응을 적절히 제어함으로써, 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성이 강화되고, 또한 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 추출의 제어가 이루어져 광학 이방성막의 배향 제어를 개선할 수 있다.
또한, 도 3에 있어서는, 가열 장치(33)에 의하여, 도막 포함 폴리머 지지체를 가열을 행하고 있다.
<광조사 공정>
광조사 공정에 있어서, 공정 2를 거친 상기 건조 및 가교 후의 도막에 대하여 조사하는 편광은 특별히 제한은 없고, 예를 들면 직선 편광, 원편광, 및 타원 편광 등을 들 수 있으며, 직선 편광이 바람직하다.
또, 비편광을 조사하는 "경사 방향"이란, 도막 표면의 법선 방향에 대하여 극각 θ(0<θ<90°) 경사진 방향인 한은 특별히 제한은 없고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
편광 또는 비편광에 있어서의 파장으로서는, 상기 건조 및 가교 후의 도막 중에 포함되는 액정 분자의 배향을 제어할 수 있는 파장이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 자외선, 근자외선, 및 가시광선 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 250nm~450nm의 근자외선이 특히 바람직하다. 또, 편광 또는 비편광을 조사하기 위한 광원으로서는, 예를 들면 제논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 및 메탈할라이드 램프 등을 들 수 있다. 이와 같은 광원으로부터 얻은 자외선 및 가시광선에 대하여, 간섭 필터 및 색 필터 등을 적용함으로써, 조사하는 파장 범위를 적절히 제어할 수 있다. 또, 이들 광원으로부터의 광에 대하여, 편광 필터 및 편광 프리즘을 적용함으로써, 직선 편광이 얻어진다.
또한, LED(light emitting diode) 및 레이저 등의 광원을 이용한 경우에는, 보다 간략한 구성으로 동일한 편광 조사를 실현할 수 있다.
편광 또는 비편광의 적산광량으로서는, 상기 건조 및 가교 후의 도막 중에 포함되는 액정 분자의 배향을 제어할 수 있는 파장이면 특별히 제한은 없지만, 1~600mJ/cm2가 바람직하고, 1~300mJ/cm2가 보다 바람직하며, 5~100mJ/cm2가 더 바람직하다.
편광 또는 비편광의 조도로서는, 상기 건조 및 가교 후의 도막 중에 포함되는 액정 분자의 배향을 제어할 수 있는 파장이면 특별히 제한은 없지만, 0.1~300mW/cm2가 바람직하고, 1~100mW/cm2가 보다 바람직하다.
또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 공정 2를 거친 건조 및 가교 후의 도막에 대하여 광조사를 실시할 때에는, 도막 중에 포함되는 액정 분자의 배향에 불균일 및 편차를 발생시키지 않는 점에서, 폴리머 지지체(1)가 광원에 대하여 변동하는 것을 방지하기 위한 백업 롤(38)을 마련하는 것이 바람직하다.
〔광학 이방성막〕
본 발명의 광학 필름을 구성하는 광학 이방성막은, 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물을 포함하는 조성물(이하, "중합성 액정 조성물"이라고도 함)을 경화시켜 얻어지는 층이다.
상기 광학 이방성막 중, 액정 화합물의 배향 상태는 고정되어 있다. 즉, 광학 이방성막 중, 액정 화합물은 상술한 광배향막의 배향 규제력에 의하여 배향 상태를 형성하고, 또한 경화 처리에 의하여 액정 화합물 중 중합성기가 중합함으로써, 상기 배향 상태는 고정화되어 있다.
또 "역파장 분산성의 중합 액정성 화합물"이란, 역파장 분산성의 광학 이방성막을 형성할 수 있는 중합성 액정 화합물을 의도한다.
중합성 액정 화합물로서는, 후술하는 특정 중합성 액정 화합물이 바람직하다.
상기 광학 이방성막의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 0.1~10μm가 바람직하고, 0.5~5μm가 보다 바람직하다.
상기 광학 이방성막을 포지티브 A 플레이트로서 기능시키는 경우, 특정 중합성 액정 화합물을 호모지니어스(수평) 배향시킨 광학 이방성막인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광학 이방성막의 배향성이 보다 향상되는 이유에서, 광학 이방성막은, 중합성 액정 조성물을 스멕틱상에 배향한 후에 중합(배향 상태를 고정화)하여 얻어지는 층인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름을 구성하는 광학 이방성막은, 광대역에 걸쳐 균일한 편광 변환 기능을 나타내고 표시 장치가 우수한 표시 성능을 부여하는 관점에서, 역파장 분산성이며, 하기 식 (II)를 충족시키고 있는 것이 바람직하다.
0.75<Re(450)/Re(550)<1.00…(II)
여기에서, 식 (II) 중, Re(450)은, 광학 이방성막의 파장 450nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타내고, Re(550)은, 광학 이방성막의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션을 나타낸다.
또, 상술한 바와 같이, 면내 리타데이션의 값은, AxoScan OPMF-1(옵토 사이언스사제)을 이용하여 측정 파장의 광을 이용하여 측정한 값을 말한다.
상술한 식 (II)는, 중합성 액정 조성물에, 후술하는 특정 중합성 액정 화합물을 이용함으로써 달성될 수 있다. 이하에 있어서, 중합성 액정 조성물이 포함하는 특정 중합성 액정 화합물 및 임의의 첨가제에 대하여 설명한다.
<특정 중합성 액정 화합물>
본 명세서에 있어서의 특정 중합성 액정 화합물이란, 하기 식 (1)로 나타나는 중합성 액정 화합물이다. 하기 식 (1)로 나타나는 중합성 액정 화합물은, 역파장 분산성이다. 즉, 하기 식 (1)로 나타나는 중합성 액정 화합물을 경화하여 광학 이방성막을 형성했을 때, 상기 광학 이방성막은 역파장 분산성을 나타낸다.
L1-SP1-(E3-A1)m-E1-G1-D1-Ar1-D2-G2-E2-(A2-E4)n-SP2-L2…(1)
상기 식 (1) 중, D1, D2, E1, E2, E3, 및 E4는, 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -C(=S)O-, -CR1R2-, -CR1R2-CR3R4-, -O-CR1R2-, -CR1R2-O-CR3R4-, -CO-O-CR1R2-, -O-CO-CR1R2-, -CR1R2-O-CO-CR3R4-, -CR1R2-CO-O-CR3R4-, -NR1-CR2R3-, 또는 -CO-NR1-을 나타낸다. 또한, 상기 식 (1) 중, D1, D2, E1, E2, E3, 및 E4로 나타나는 2가의 기(예를 들면, -CO-O-)의 결합 방향은, 특별히 설명하지 않는 한 제한되지 않는다. 예를 들면, D1이 -CO-O-인 경우, D1과 인접하는 G1 및 Ar1과의 연결 형태는, G1-CO-O-Ar1이어도 되고, G1-O-CO-Ar1이어도 된다. R1, R2, R3, 및 R4는, 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 또는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타낸다.
또, 상기 식 (1) 중, G1 및 G2는, 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기를 나타내고, 지환식 탄화 수소기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, 또는 NH-로 치환되어 있어도 된다.
또, 상기 식 (1) 중, A1 및 A2는, 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6~12의 2가의 방향족 탄화 수소기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기를 나타내고, 지환식 탄화 수소기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, 또는 NH-로 치환되어 있어도 된다.
또, 상기 식 (1) 중, SP1 및 SP2는, 각각 독립적으로 단결합, 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-에 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
또, 상기 식 (1) 중, L1과 L2는, 각각 독립적으로 1가의 유기기를 나타내고, L1과 L2 중 적어도 한쪽은 중합성기를 나타낸다. 단, Ar1이, 하기 식 (Ar-3)으로 나타나는 방향환인 경우, L1과 L2 및 하기 식 (Ar-3) 중의 L3과 L4 중 적어도 하나가 중합성기를 나타낸다.
또, 상기 식 (1) 중, m은, 0~2의 정수를 나타내며, m이 2인 경우, 복수의 E3은, 각각 동일해도 되고 달라도 되며, 복수의 A1은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
또, 상기 식 (1) 중, n은, 0~2의 정수를 나타내며, n이 2인 경우, 복수의 E4는, 각각 동일해도 되고 달라도 되며, 복수의 A2는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
또, 상기 식 (1) 중, Ar1은, 후술하는 식 (Ar-1)~(Ar-5)로 나타나는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방향환을 나타낸다.
상기 식 (1) 중, R1, R2, R3, 및 R4가 나타내는 탄소수 1~4의 알킬기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상 중 어느 것이어도 되고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, 및 tert-뷰틸기 등을 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, G1 및 G2가 나타내는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기로서는, 5원환 또는 6원환인 것이 바람직하다. 또, 지환식 탄화 수소기는, 포화여도 되고 불포화여도 되지만 포화 지환식 탄화 수소기가 바람직하다. G1 및 G2로 나타나는 2가의 지환식 탄화 수소기로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-021068호의 [0078] 단락의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본원 명세서에 원용된다.
이들 중, 사이클로헥실렌기(사이클로헥세인환에서 유래하는 2가의 기)가 바람직하고, 1,4-사이클로헥실렌기가 보다 바람직하며, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌기가 더 바람직하다.
또, 상기 식 (1) 중, G1 및 G2가 나타내는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 후술하는 식 (Ar-1) 중 Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, A1 및 A2가 나타내는 탄소수 6~12의 2가의 방향족 탄화 수소기로서는, 1,2-페닐렌기, 1,3-페닐렌기, 1,4-페닐렌기, 1,4-나프틸렌기, 1,5-나프틸렌기, 및 2,6-나프틸렌기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 1,4-페닐렌기가 바람직하며, 트랜스-1,4-페닐렌기가 보다 바람직하다.
또, A1 및 A2가 나타내는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기로서는, 상기 식 (1) 중 G1 및 G2에서 설명한 것과 동일한 것을 들 수 있고, 사이클로헥실렌기(사이클로헥세인환에서 유래하는 2가의 기)가 바람직하며, 1,4-사이클로헥실렌기가 보다 바람직하고, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌기가 더 바람직하다.
또, 상기 식 (1) 중, A1 및 A2가 나타내는 탄소수 6~12의 2가의 방향족 탄화 수소기, 및 A1 및 A2가 나타내는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 후술하는 식 (Ar-1) 중 Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, SP1 및 SP2가 나타내는 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기로서는, 예를 들면 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 뷰틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 메틸헥실렌기, 또는 헵틸렌기 등이 바람직하다. 또한, SP1 및 SP2는, 상술한 바와 같이, 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-에 치환된 2가의 연결기여도 된다. Q로 나타나는 치환기로서는, 후술하는 식 (Ar-1) 중 Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, L1 및 L2가 나타내는 1가의 유기기로서는, 예를 들면 알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 및 사이아노기 등을 들 수 있다.
알킬기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상이어도 되지만, 직쇄상이 바람직하다. 알킬기의 탄소수는, 1~30이 바람직하고, 1~20이 보다 바람직하며, 1~10이 더 바람직하다.
또, 아릴기는, 단환이어도 되고 다환이어도 되지만 단환이 바람직하다. 아릴기의 탄소수는, 6~25가 바람직하고, 6~10이 보다 바람직하다.
또, 헤테로아릴기는, 단환이어도 되고 다환이어도 된다. 헤테로아릴기를 구성하는 헤테로 원자의 수는 1~3이 바람직하다. 헤테로아릴기를 구성하는 헤테로 원자는, 질소 원자, 황 원자, 또는 산소 원자가 바람직하다. 헤테로아릴기의 탄소수는, 6~18이 바람직하고, 6~12가 보다 바람직하다.
또, 상술한 알킬기, 아릴기, 및 헤테로아릴기는, 무치환이어도 되고, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기로서는, 후술하는 식 (Ar-1) 중 Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
상기 식 (1) 중, L1 및 L2 중 적어도 한쪽이 나타내는 중합성기는, 특별히 제한되지 않지만, 라디칼 중합이 가능한 중합성기(라디칼 중합성기) 또는 양이온 중합이 가능한 중합성기(양이온 중합성기)가 바람직하다.
라디칼 중합성기로서는, 일반적으로 알려져 있는 라디칼 중합성기를 이용할 수 있고, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기가 바람직하다. 아크릴로일기 및 메타크릴로일기를 비교하면, 일반적으로 아크릴로일기의 중합 속도의 쪽이 빠른 것이 알려져 있고, 생산성 향상의 관점에서 아크릴로일기가 바람직하지만, 메타크릴로일기도 중합성기로서 동일하게 사용할 수 있다.
양이온 중합성기로서는, 일반적으로 알려져 있는 양이온 중합성을 이용할 수 있고, 구체적으로는 지환식 에터기, 환상 아세탈기, 환상 락톤기, 환상 싸이오에터기, 스파이로오쏘에스터기, 및 바이닐옥시기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 지환식 에터기, 또는 바이닐옥시기가 바람직하고, 에폭시기, 옥세탄일기, 또는 바이닐옥시기가 보다 바람직하다.
중합성기로서는, 그 중에서도 하기에 예시하는 것이 바람직하다.
[화학식 9]
Figure pct00009
상기 식 (1) 중, 습열 내구성이 보다 양호해지는 이유에서, 상기 식 (1) 중의 L1 및 L2가, 모두 중합성기인 것이 바람직하고, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기인 것이 보다 바람직하다.
한편, 상기 식 (1) 중, Ar1은, 하기 식 (Ar-1)~(Ar-5)로 나타나는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방향환을 나타낸다. 또한, 하기 식 (Ar-1)~(Ar-5) 중, *는, 상기 식 (I) 중 D1 또는 D2와의 결합 위치를 나타낸다.
이하에 있어서, 식 (Ar-1)~(Ar-5)에 대하여 설명한다.
[화학식 10]
Figure pct00010
여기에서, 상기 식 (Ar-1) 중, Q1은, N, 또는 CH를 나타내고, Q2는, -S-, -O-, 또는 -N(R5)-를 나타내며, R5는, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타내고, Y1은, 치환기를 가져도 되는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기, 또는 치환기를 가져도 되는 탄소수 3~12의 방향족 복소환기를 나타낸다.
R5가 나타내는 탄소수 1~6의 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, n-펜틸기, 및 n-헥실기 등을 들 수 있다.
Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기로서는, 예를 들면 페닐기, 2,6-다이에틸페닐기, 및 나프틸기 등의 아릴기를 들 수 있다.
Y1이 나타내는 탄소수 3~12의 방향족 복소환기로서는, 예를 들면 싸이엔일기, 싸이아졸일기, 퓨릴기, 및 피리딜기 등의 헤테로아릴기를 들 수 있다.
또, Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기로서는, 예를 들면 알킬기, 알콕시기, 및 할로젠 원자 등을 들 수 있다.
알킬기로서는, 예를 들면 탄소수 1~18의 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~8의 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, t-뷰틸기, 및 사이클로헥실기 등)가 보다 바람직하며, 탄소수 1~4의 알킬기가 더 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기가 특히 바람직하다.
알콕시기로서는, 예를 들면 탄소수 1~18의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1~8의 알콕시기(예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, n-뷰톡시기, 및 메톡시에톡시기 등)가 보다 바람직하며, 탄소수 1~4의 알콕시기가 더 바람직하고, 메톡시기 또는 에톡시기가 특히 바람직하다.
할로젠 원자로서는, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있고, 그 중에서도 불소 원자, 또는 염소 원자가 바람직하다.
또, 상기 식 (Ar-1)~(Ar-5) 중, Z1, Z2 및 Z3은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~20의 1가의 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 탄화 수소기, 탄소수 3~20의 1가의 지환식 탄화 수소기, 탄소수 6~20의 1가의 방향족 탄화 수소기, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, -OR6, -NR7R8, -SR9, -COORX, 또는 -OCORY를 나타내고, R6~R9, RX, 및 RY는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타내며, Z1 및 Z2는, 서로 결합하여 방향환을 형성해도 된다.
탄소수 1~20의 1가의 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 탄화 수소기로서는, 탄소수 1~15의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 1~8의 알킬기가 보다 바람직하며, 구체적으로는 메틸기(Me), 에틸기, 아이소프로필기, tert-펜틸기(1,1-다이메틸프로필기), tert-뷰틸기(tBu), 또는 1,1-다이메틸-3,3-다이메틸-뷰틸기가 보다 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 또는 tert-뷰틸기가 더 바람직하다.
탄소수 3~20의 1가의 지환식 탄화 수소기로서는, 예를 들면 사이클로프로필기, 사이클로뷰틸기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로헵틸기, 사이클로옥틸기, 사이클로데실기, 메틸사이클로헥실기, 및 에틸사이클로헥실기 등의 단환식 포화 탄화 수소기; 사이클로뷰텐일기, 사이클로펜텐일기, 사이클로헥센일기, 사이클로헵텐일기, 사이클로옥텐일기, 사이클로데센일기, 사이클로펜타다이엔일기, 사이클로헥사다이엔일기, 사이클로옥타다이엔일기, 및 사이클로데카다이엔 등의 단환식 불포화 탄화 수소기; 바이사이클로[2.2.1]헵틸기, 바이사이클로[2.2.2]옥틸기, 트라이사이클로[5.2.1.02,6]데실기, 트라이사이클로[3.3.1.13,7]데실기, 테트라사이클로[6.2.1.13,6.02,7]도데실기, 및 아다만틸기 등의 다환식 포화 탄화 수소기 등을 들 수 있다.
탄소수 6~20의 1가의 방향족 탄화 수소기로서는, 구체적으로는 페닐기, 2,6-다이에틸페닐기, 나프틸기, 및 바이페닐기 등을 들 수 있고, 탄소수 6~12의 아릴기(특히 페닐기)가 바람직하다.
할로젠 원자로서는, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있고, 그 중에서도 불소 원자, 염소 원자, 또는 브로민 원자가 바람직하다.
한편, R6~R9, RX, 및 RY가 나타내는 탄소수 1~6의 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, n-펜틸기, 및 n-헥실기 등을 들 수 있다.
또, 상기 식 (Ar-2) 및 상기 식 (Ar-3) 중, A3 및 A4는, 각각 독립적으로 -O-, -N(R10)-, -S-, 및 -CO-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, R10은, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서는, 상술한 식 (Ar-1) 중 Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
또, 상기 식 (Ar-2) 중, X는, 수소 원자 또는 치환기가 결합되어 있어도 되는 제14~16족의 비금속 원자를 나타낸다.
또, X가 나타내는 제14~16족의 비금속 원자로서는, 예를 들면 산소 원자, 황 원자, 치환기를 갖는 질소 원자, 및 치환기를 갖는 탄소 원자를 들 수 있고, 치환기로서는, 구체적으로는 알킬기, 알콕시기, 알킬 치환 알콕시기, 환상 알킬기, 아릴기(예를 들면, 페닐기, 나프틸기 등), 사이아노기, 아미노기, 나이트로기, 알킬카보닐기, 설포기, 및 수산기 등을 들 수 있다.
또, 상기 식 (Ar-3) 중, D3 및 D4는, 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -C(=S)O-, -CR1R2-, -CR1R2-CR3R4-, -O-CR1R2-, -CR1R2-O-CR3R4-, -CO-O-CR1R2-, -O-CO-CR1R2-, -CR1R2-O-CO-CR3R4-, -CR1R2-CO-O-CR3R4-, -NR1-CR2R3-, 또는 -CO-NR1-을 나타낸다. 또한, 상기 식 (Ar-3) 중, D3 및 D4로 나타나는 2가의 기(예를 들면, -CO-O-)의 결합 방향은, 특별히 설명하지 않는 한 제한되지 않는다. 예를 들면, D3이 -CO-O-인 경우, D1과 인접하는 SP3 및 탄소 원자와의 연결 형태는, SP3-CO-O- 탄소 원자여도 되고, SP3-O-CO- 탄소 원자여도 된다. R1, R2, R3, 및 R4는, 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 또는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타낸다.
상기 식 (1) 중, R1, R2, R3, 및 R4가 나타내는 탄소수 1~4의 알킬기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상 중 어느 것이어도 되고, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, 및 tert-뷰틸기 등을 들 수 있다.
또, 상기 식 (Ar-3) 중, SP3 및 SP4는, 각각 독립적으로 단결합, 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-에 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기로서는, 상기 식 (1) 중 SP1 및 SP2에 있어서 설명한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
Q로 나타나는 치환기로서는, 상기 식 (Ar-1) 중 Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
또, 상기 식 (Ar-3) 중, L3 및 L4는, 각각 독립적으로 1가의 유기기를 나타내고, L3과 L4 및 상기 식 (1) 중의 L1과 L2 중 적어도 하나가 중합성기를 나타낸다.
1가의 유기기로서는, 상기 식 (1) 중의 L1 및 L2에 있어서 설명한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
또, 중합성기로서는, 상기 식 (1) 중의 L1 및 L2에 있어서 설명한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
또, 상기 식 (Ar-4) 및 상기 식 (Ar-5) 중, Ax는, 방향족 탄화 수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2~30의 유기기를 나타낸다.
또, 상기 식 (Ar-4) 및 상기 식 (Ar-5) 중, Ay는, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~12의 알킬기, 또는 방향족 탄화 수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2~30의 유기기를 나타낸다.
여기에서, Ax 및 Ay에 있어서의 방향환은, 치환기를 갖고 있어도 되고, Ax와 Ay가 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
또, 상기 식 (Ar-4) 및 상기 식 (Ar-5) 중, Q3은, 수소 원자, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.
Ax 및 Ay로서는, 특허문헌 2(국제 공개공보 제2014/010325호)의 [0039]~[0095] 단락에 기재된 것을 들 수 있다.
또, Q3이 나타내는 탄소수 1~6의 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, 아이소뷰틸기, sec-뷰틸기, tert-뷰틸기, n-펜틸기, 및 n-헥실기 등을 들 수 있다. 또, Q3이 나타내는 탄소수 1~6의 알킬기가 갖고 있어도 되는 치환기로서는, 상기 식 (Ar-1) 중 Y1이 나타내는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기 및 탄소수 3~12의 방향족 복소환기가 가져도 되는 치환기와 동일한 것을 들 수 있다.
중합성 액정 화합물로서는, 광학 이방성막의 습열 내구성이 보다 양호해지는 이유에서, 상기 식 (1)에 있어서, m이 1이고, A1 및 G1이 모두 치환기를 갖고 있어도 되는 사이클로헥실렌기이며, E1가 단결합이고, n이 1이며, A2 및 G2가 모두 치환기를 갖고 있어도 되는 사이클로헥실렌기이고, 또한 E2가 단결합을 나타내는 화합물인 것이 바람직하다.
또, 내광성이 보다 양호해지는 이유에서, 상기 식 (1) 중 Ar1의 구조로부터 유도되는, HO-Ar1-OH로 나타나는 다이페놀 화합물의 pKa가 11 이하인 것이 바람직하다.
여기에서, pKa는, 25℃에 있어서의 테트라하이드로퓨란(THF)/수=6/4의 체적비인 혼합 용매 중에 있어서의 산해리 상수의 값이다.
본 발명에 있어서의 산해리 상수의 측정 방법으로서는, 마루젠(주) 간행 실험 화학 강좌 제2판의 215페이지~217페이지에 기재된 알칼리 적정법을 이용할 수 있다.
이와 같은 중합성 액정 화합물 (1)로서는, 예를 들면 하기 식 (1-1)~(1-14)로 나타나는 화합물이 바람직하고, 구체적으로는 하기 식 (1-1)~(1-14) 중 K(측쇄 구조)로서, 하기 표 1에 나타내는 측쇄 구조를 갖는 화합물을 각각 들 수 있다.
또한, 하기 표 1 중, K의 측쇄 구조에 나타나는 "*"는, 방향환과의 결합 위치를 나타낸다.
또, 하기 표 1 중 1-2, 1-12로 나타나는 측쇄 구조에 있어서, 각각 아크릴로일옥시기 및 메타크릴로일기에 인접하는 기는, 프로필렌기(메틸기가 에틸렌기에 치환한 기)를 나타내고, 메틸기의 위치가 다른 위치 이성체의 혼합물을 나타낸다.
[화학식 11]
Figure pct00011
[표 1]
Figure pct00012
<다른 중합성 화합물>
중합성 액정 조성물은, 상술한 특정 중합성 액정 화합물 이외에, 중합성기를 하나 이상 갖는 다른 중합성 화합물을 포함하고 있어도 된다.
여기에서, 다른 중합성 화합물이 갖는 중합성기는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 스타이릴기, 알릴기 등을 들 수 있다. 중합성기로서는, 그 중에서도 (메트)아크릴로일기가 바람직하다.
다른 중합성 화합물로서는, 형성되는 광학 이방성막의 내구성이 보다 향상되는 이유에서, 중합성기를 1~4개 갖는 다른 중합성 화합물인 것이 바람직하고, 중합성기를 2개~4개 갖는 다른 중합성 화합물인 것이 보다 바람직하다.
이와 같은 다른 중합성 화합물로서는, 일본 공개특허공보 2014-077068호의 [0030]~[0033] 단락에 기재된 식 (M1), 식 (M2) 및 식 (M3)으로 나타나는 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 동 공보의 [0046]~[0055] 단락에 기재된 구체예를 들 수 있다.
또, 파장 분산성 및 굴절률 이방성의 크기의 조정, 및 도막의 액정 상전이 온도의 조정을 목적으로 하여, 공지의 중합성 액정 화합물을 첨가해도 된다. 이와 같은 중합성 액정 화합물로서는, 예를 들면 "액정 편람"(액정 편람 편집 위원회편, 마루젠)에 기재된 다양한 중합성 액정 화합물을 들 수 있다.
<중합 개시제>
중합성 액정 조성물은, 중합 개시제를 포함하는 것이 바람직하다.
중합 개시제로서는, 자외선 조사에 의하여 중합 반응을 개시 가능한 광중합 개시제인 것이 바람직하다.
광중합 개시제로서는, 예를 들면α-카보닐 화합물(미국 특허공보 제2367661호, 및 동 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에터(미국 특허공보 제2448828호 기재), α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물(미국 특허공보 제2722512호 기재), 다핵 퀴논 화합물(미국 특허공보 제3046127호, 및 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트라이아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤과의 조합(미국 특허공보 제3549367호 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물(일본 공개특허공보 소60-105667호, 및 미국 특허공보 제4239850호 기재)과 옥사다이아졸 화합물(미국 특허공보 제4212970호 기재), 및 아실포스핀옥사이드 화합물(일본 공고특허공보 소63-040799호, 일본 공고특허공보 평5-029234호, 일본 공개특허공보 평10-095788호, 및 일본 공개특허공보 평10-029997호 기재) 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 습열 내구성이 보다 양호해지는 이유에서, 중합 개시제가 옥심형의 중합 개시제인 것이 바람직하고, 구체적으로는 하기 식 (I)로 나타나는 중합 개시제인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 12]
Figure pct00013
상기 식 (I) 중, X2는, 수소 원자 또는 할로젠 원자를 나타낸다.
또, 상기 식 (I) 중, Ar3은, 2가의 방향족기를 나타내고, D5는, 탄소수 1~12의 2가의 유기기를 나타낸다.
또, 상기 식 (I) 중, R11은, 탄소수 1~12의 알킬기를 나타내고, Y2는, 1가의 유기기를 나타낸다.
상기 식 (I) 중, X2가 나타내는 할로젠 원자로서는, 예를 들면 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있고, 그 중에서도 염소 원자인 것이 바람직하다.
또, 상기 식 (I) 중, Ar3이 나타내는 2가의 방향족기를 구성하는 방향환으로서는, 예를 들면 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 및 페난트롤린환 등의 방향족 탄화 수소환; 퓨란환, 피롤환, 싸이오펜환, 피리딘환, 싸이아졸환, 및 벤조싸이아졸환 등의 방향족 복소환; 등을 들 수 있다.
또, 상기 식 (I) 중, D5가 나타내는 탄소수 1~12의 2가의 유기기로서는, 예를 들면 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 들 수 있고, 구체적으로는 메틸렌기, 에틸렌기, 또는 프로필렌기가 바람직하다.
또, 상기 식 (I) 중, R11이 나타내는 탄소수 1~12의 알킬기로서는, 구체적으로는 메틸기, 에틸기, 또는 프로필기가 바람직하다.
또, 상기 식 (I) 중, Y2가 나타내는 1가의 유기기로서는, 예를 들면 벤조페논 골격((C6H5)2CO)을 포함하는 관능기를 들 수 있다. 구체적으로는, 하기 식 (Ia) 및 하기 식 (Ib)로 나타나는 기와 같이, 말단의 벤젠환이 무치환 또는 1치환인 벤조페논 골격을 포함하는 관능기가 바람직하다. 또한, 하기 식 (Ia) 및 하기 식 (Ib) 중, *는 결합 위치, 즉, 상기 식 (I)에 있어서의 카보닐기의 탄소 원자와의 결합 위치를 나타낸다.
[화학식 13]
Figure pct00014
상기 식 (I)로 나타나는 옥심형의 중합 개시제로서는, 예를 들면 하기 식 (S-1)로 나타나는 화합물, 및 하기 식 (S-2)로 나타나는 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 14]
Figure pct00015
중합 개시제는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
중합성 액정 조성물 중, 중합 개시제의 함유량(복수 종 포함되는 경우는 그 합계 함유량)은 특별히 제한되지 않지만, 중합성 액정 조성물의 고형분의 0.01~20질량%인 것이 바람직하고, 0.5~5질량%인 것이 보다 바람직하다.
<용매>
중합성 액정 조성물은, 광학 이방성막을 형성하는 작업성 등의 관점에서, 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 용매를 적절히 선택함으로써, 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 보다 정밀하게 제어할 수 있다.
용매로서는, 구체적으로는 케톤류(예를 들면, 아세톤, 2-뷰탄온, 메틸아이소뷰틸케톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온, 및 사이클로펜탄온 등), 에터류(예를 들면, 다이옥세인, 및 테트라하이드로퓨란 등), 지방족 탄화 수소류(예를 들면, 헥세인 등), 지환식 탄화 수소류(예를 들면, 사이클로헥세인 등), 방향족 탄화 수소류(예를 들면, 톨루엔, 자일렌, 및 트라이메틸벤젠 등), 할로젠화 탄소류(예를 들면, 다이클로로메테인, 다이클로로에테인, 다이클로로벤젠, 트라이클로로메테인, 및 클로로톨루엔 등), 에스터류(예를 들면, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 및 아세트산 뷰틸 등), 물, 알코올류(예를 들면, 에탄올, 아이소프로판올, 뷰탄올, 및 사이클로헥산올 등), 셀로솔브류(예를 들면, 메틸셀로솔브, 및 에틸셀로솔브 등), 셀로솔브아세테이트류, 설폭사이드류(예를 들면, 다이메틸설폭사이드 등), 및 아마이드류(예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 및 다이메틸아세트아마이드 등) 등을 들 수 있다.
유기 용매는, 1종 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
<레벨링제>
중합성 액정 조성물은, 광학 이방성막의 표면을 평활하게 유지하고, 배향 제어를 용이하게 하는 관점에서, 레벨링제를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 레벨링제로서는, 첨가량에 대한 레벨링 효과가 높은 이유에서, 불소계 레벨링제 또는 규소계 레벨링제인 것이 바람직하고, 삼출(블룸, 블리드)을 일으키기 어려운 관점에서, 불소계 레벨링제인 것이 보다 바람직하다.
레벨링제로서는, 구체적으로는 일본 공개특허공보 2007-069471호의 [0079]~[0102] 단락의 기재에 기재된 화합물, 일본 공개특허공보 2013-047204호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 화합물(특히 [0020]~[0032] 단락에 기재된 화합물), 일본 공개특허공보 2012-211306호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 화합물(특히 [0022]~[0029] 단락에 기재된 화합물), 일본 공개특허공보 2002-129162호에 기재된 일반식 (I)로 나타나는 액정 배향 촉진제(특히 [0076]~[0078] 및 [0082]~[0084] 단락에 기재된 화합물), 및 일본 공개특허공보 2005-099248호에 기재된 일반식 (I), (II) 및 (III)으로 나타나는 화합물(특히 [0092]~[0096] 단락에 기재된 화합물) 등을 들 수 있다. 또한, 후술하는 배향 제어제로서의 기능을 겸비해도 된다.
<배향 제어제>
중합성 액정 조성물은, 필요에 따라서 배향 제어제를 포함하고 있어도 된다.
배향 제어에 의하여, 호모지니어스 배향 외에, 경사 배향, 하이브리드 배향, 및 콜레스테릭 배향 등의 다양한 배향 상태를 형성할 수 있고, 또 특정의 배향 상태를 보다 균일하고 보다 정밀하게 제어하여 실현할 수 있다.
호모지니어스 배향을 촉진하는 배향 제어제로서는, 예를 들면 저분자의 배향 제어제, 및 고분자의 배향 제어제를 이용할 수 있다.
저분자의 배향 제어제로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2002-020363호의 [0009]~[0083] 단락, 일본 공개특허공보 2006-106662호의 [0111]~[0120] 단락, 및 일본 공개특허공보 2012-211306 공보의 [0021]~[0029] 단락의 기재를 참조할 수 있고, 이 내용은 본원 명세서에 원용된다.
또, 고분자의 배향 제어제로서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2004-198511호의 [0021]~[0057] 단락, 및 일본 공개특허공보 2006-106662호의 [0121]~[0167] 단락을 참조할 수 있고, 이 내용은 본원 명세서에 원용된다.
중합성 액정 조성물이 배향 제어제를 포함하는 경우, 배향 제어제의 함유량(복수 포함되는 경우는 그 합계 함유량)은, 중합성 액정 조성물 중 전고형분 질량에 대하여 0.01~10질량%인 것이 바람직하고, 0.05~5질량%인 것이 보다 바람직하다. 배향 제어제의 함유량이 이 범위이면, 원하는 배향 상태를 실현하면서, 석출과 상분리, 및 배향 결함 등이 없어, 균일하고 투명성이 높은 광학 이방성막을 얻을 수 있다.
이들 배향 제어제는, 중합성 관능기, 특히, 본 발명에 이용하는 중합성 액정 조성물을 구성하는 특정 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성 관능기를 더 갖고 있어도 된다.
<그 외의 성분>
중합성 액정 조성물은, 상술한 성분 이외의 그 외의 성분을 포함하고 있어도 된다. 그 외의 성분으로서는, 예를 들면 상술한 중합성 액정 화합물 이외의 액정 화합물, 계면활성제, 틸트각 제어제, 배향 조제, 가소제, 및 가교제 등을 들 수 있다. 배향 조제로서는, 하이솔브 MTEM(도호 가가쿠 고교사제), 및 NK 에스터 A-200(신나카무라 가가쿠 고교사제) 등이 바람직하다.
이와 같은 성분을 갖는 중합성 액정 조성물을 이용한 광학 이방성막의 형성 방법은 특별히 제한되지 않는다.
예를 들면, 상술한 광배향막 상에, 중합성 액정 조성물을 도포하여 도막을 형성하고, 얻어진 도막에 대하여 경화 처리(광조사 처리(예를 들면 자외선 조사 처리) 또는 가열 처리)를 실시함으로써 형성할 수 있다. 또한, 광학 이방성막의 형성 공정은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 광배향막의 형성 공정과 연속하여 행하는 것이 바람직하다.
<광학 이방성막의 형성 방법>
중합성 액정 조성물의 도포는, 예를 들면 와이어 바 코팅법, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, 및 다이 코팅법 등의 공지의 방법에 의하여 실시할 수 있다. 또한, 도 3에 있어서는, 중합성 액정 조성물의 도포는, 다이(35)에 의하여 행해진다.
도막으로부터 용매를 제거함에 있어서는, 광배향막의 형성 방법에서 설명한 것과 동일한 가열 공정을 적용할 수 있다. 가열 조건, 특히 도막으로부터 용매를 제거하는 조건을 조정함으로써 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 추출 및 도막 내에서의 확산을 제어함으로써, 광학 이방성막의 배향 상태를 개선할 수 있다.
또한, 도 3에 있어서는, 상기 가열 공정은, 가열 장치(36)에 의하여 행해진다.
배향 상태의 고정에 관한 중합 프로세스에서는, 도 3에서는 광원(37)에 의한 노광에서의 프로세스를 나타내고 있지만, 광원으로서는 공지의 것을 제한없이 이용할 수 있다. 또, 열중합성의 중합성 액정 화합물을 이용하는 경우는, 광원(37) 대신 가열 장치를 마련할 수 있어, 가열 장치(36)에서 이것을 겸할 수 있다. 롤 투 롤 프로세스에서는, 제작된 광학 필름을 권회체(롤)(39)로서 권취할 수 있다.
[편광판]
본 발명의 광학 필름과 편광자를 첩합함으로써 각종 기능을 부여한 편광판을 구성할 수 있다. 또, 본 발명의 광학 필름 중 광학 이방성막이 광배향막과 박리 가능한 경우, 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막과 편광자를 첩합시킴으로써 편광판을 구성할 수도 있다.
편광자로서는 광을 특정의 직선 편광으로 변환하는 기능을 갖는 부재이면 특별히 제한되지 않고, 종래 공지의 흡수형 편광자 및 반사형 편광자를 이용할 수 있다.
상술한 흡수형 편광자로서는, 아이오딘계 편광자, 이색성 염료를 이용한 염료계 편광자, 및 폴리엔계 편광자 등이 이용된다. 아이오딘계 편광자 및 염료계 편광자에는, 도포형 편광자와 연신형 편광자가 있고, 모두 적용할 수 있지만, 폴리바이닐알코올에 아이오딘 또는 이색성 염료를 흡착시키고, 연신하여 제작되는 편광자가 바람직하다.
또, 기재 상에 폴리바이닐알코올층을 형성한 적층 필름 상태로 연신 및 염색을 실시함으로써 편광자를 얻는 방법으로서, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제5143918호, 일본 특허공보 제5048120호, 일본 특허공보 제4691205호, 일본 특허공보 제4751481호, 및 일본 특허공보 제4751486호 등을 들 수 있고, 이들 편광자에 관한 공지의 기술도 바람직하게 이용할 수 있다.
상술한 반사형 편광자로서는, 복굴절이 다른 박막을 적층한 편광자, 와이어 그리드형 편광자, 및 선택 반사역을 갖는 콜레스테릭 액정과 1/4 파장판을 조합한 편광자 등이 이용된다.
그 중에서도, 취급성의 점에서, 폴리바이닐알코올계 수지(-CH2-CHOH-를 반복 단위로서 포함하는 폴리머, 특히, 폴리바이닐알코올 및 에틸렌-바이닐알코올 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나)를 포함하는 편광자인 것이 바람직하다.
편광자의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 1~60μm가 바람직하고, 1~30μm가 보다 바람직하며, 2~20μm가 더 바람직하다.
또, 상술한 편광판은, 편광자를 폴리머 필름으로 지지 또는 협지하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 폴리머 필름을 구성하는 폴리머로서는, 구체적으로는 셀룰로스계 폴리머; 폴리메틸메타크릴레이트, 및 락톤환 함유 중합체 등의 아크릴산 에스터 중합체를 갖는 아크릴계 폴리머 등의 아크릴계 폴리머; 열가소성 노보넨계 폴리머; 폴리카보네이트계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 및 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터계 폴리머; 폴리스타이렌, 및 아크릴로나이트릴·스타이렌 공중합체(AS 수지) 등의 스타이렌계 폴리머; 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌, 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 폴리머; 염화 바이닐계 폴리머; 나일론, 방향족 폴리아마이드 등의 아마이드계 폴리머; 이미드계 폴리머; 설폰계 폴리머; 폴리에터설폰계 폴리머; 폴리에터에터케톤계 폴리머; 폴리페닐렌설파이드계 폴리머; 염화 바이닐리덴계 폴리머; 바이닐알코올계 폴리머; 바이닐뷰티랄계 폴리머; 아릴레이트계 폴리머; 폴리옥시메틸렌계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 및 이들 폴리머를 혼합한 폴리머를 들 수 있다.
이들 중, 트라이아세틸셀룰로스로 대표되는, 셀룰로스계 폴리머(이하, "셀룰로스아실레이트"라고도 함)를 이용하는 것이 바람직하다. 또, 가공성 및 광학 성능의 관점에서, 아크릴계 폴리머를 이용하는 것도 바람직하다.
셀룰로스계 폴리머 또는 아크릴계 폴리머를 이용한 필름으로서는, 상술한 폴리머 지지체와 동일한 것을 이용할 수 있다. 또한, 편광판으로서는, 상술한 폴리머 지지체를 편광자를 첩합한 것이어도 된다.
폴리머 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 편광판의 두께를 얇게 할 수 있는 등의 이유에서 40μm 이하가 바람직하다. 하한은 특별히 제한되지 않지만, 편광판의 취급성을 고려하여 통상 5μm 이상이다.
이하에 있어서, 편광판의 구성에 대하여 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2a는, 직선 편광자(22), 폴리머 지지체(16), 광배향막(14), 광학 이방성막(12)을 이 순서로 갖는 편광판(20)의 개념도이다. 직선 편광자(22)와 폴리머 지지체(16)의 사이는 임의로 접착층(도시하지 않음)을 마련해도 되고, 또 직선 편광자(22)의 폴리머 지지체(16)와는 반대의 면에 임의의 폴리머 필름(도시하지 않음)을 마련해도 된다.
도 2b는, 직선 편광자(22), 본 발명의 광학 필름으로부터 전사한 광학 이방성막(12), 및 포지티브 C 플레이트(18)를 이 순서로 갖는 편광판의 개념도를 나타낸다. 각 층 간에는 감압성 접착층 등의 접착층(도시하지 않음) 및 임의의 폴리머 필름(도시하지 않음)을 마련해도 된다.
〔원편광판〕
본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막이 λ/4 플레이트의 특성을 갖는 경우, 조합하는 직선 편광자의 흡수축과, 본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막의 지상축을 45°로 교차시킴으로써, 원편광판을 얻을 수 있다.
또한, 상기 원편광판을 후술하는 화상 표시 장치의 외광 반사 방지층으로서 이용하는 경우에 있어서는, 반사광의 색조를 조정하는 것을 목적으로 하여, 조합하는 직선 편광자의 흡수축과, 본 발명의 광학 필름 혹은 본 발명의 광학 필름을 구성하는 광학 이방성막의 지상축의 교차각을 45°±8°의 범위에서 조정하는 것이 바람직하다.
〔그 외의 층〕
상술한 편광판에는, 본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막, 및 상술한 임의의 폴리머 필름 외에, 그 외의 층을 더 포함하고 있어도 된다. 그 외의 층으로서는, 구체적으로는 가식층, 접착층, 광확산층, 가스 배리어층, 착색층, 도전층(터치 패널), 및 대전 방지층 등을 들 수 있다. 또, 기울기 투과광의 편광 변환의 최적화를 목적으로 하여, 예를 들면 포지티브 C 플레이트 및 그 외의 위상차 필름을 더 조합해도 된다.
[화상 표시 장치]
본 발명의 광학 필름 또는 상술한 편광판은, 화상 표시 장치에 적용할 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치에 이용되는 표시 소자로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 액정 셀, 유기 일렉트로 루미네선스(이하, "EL"이라고 약기함) 표시 패널, 플라즈마 디스플레이 패널, 및 마이크로 LED 디스플레이 패널 등을 들 수 있다. 본 발명의 광학 필름 또는 상술한 편광판은, 표시 화질을 향상시키기 위한 광학 보상의 목적으로 사용할 수도 있고, 외광이 표시 소자로 반사되는 것에 의한 표시 화질의 저하를 억제할 목적으로 사용할 수도 있다.
〔액정 표시 장치〕
상술한 본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막을 적용한 액정 표시 장치의 일례로서는, 상술한 본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막을 첩합한 편광판과, 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치를 들 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 액정 셀의 양측에 마련되는 편광판 중, 프론트 측의 편광판으로서 상술한 편광판을 이용하는 것이 바람직하다. 필요에 따라 포지티브 C 플레이트 등을 더 조합하여, 경시 방향의 표시 성능을 개선할 수 있다.
이하에, 액정 표시 장치를 구성하는 액정 셀에 대하여 상세하게 설명한다.
<액정 셀>
액정 표시 장치에 이용되는 액정 셀은, VA(Virtical Alignment) 모드, OCB(Optical Compensated Bend) 모드, IPS(In-Place-Switching) 모드, 또는 TN(Twisted Nematic)인 것이 바람직하지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
TN 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수평 배향하고, 또한 60~120°로 비틀림 배향하고 있다. TN 모드의 액정 셀은, 컬러 TFT(thin-film-transistor liquid-crystal display) 액정 표시 장치로서 가장 많이 이용되고 있고, 다수의 문헌에 기재가 있다.
VA 모드의 액정 셀에서는, 전압 무인가 시에 봉상 액정성 분자가 실질적으로 수직으로 배향하고 있다. VA 모드의 액정 셀에는, (1) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직으로 배향시키고, 전압 인가 시에 실질적으로 수평으로 배향시키는 좁은 의미의 VA 모드의 액정 셀(일본 공개특허공보 평2-176625호 기재)에 더하여, (2) 시야각 확대를 위하여, VA 모드를 멀티 도메인화한(MVA 모드의) 액정 셀(SID97, Digest of tech. Papers(예고집) 28(1997) 845 기재), (3) 봉상 액정성 분자를 전압 무인가 시에 실질적으로 수직 배향시키며, 전압 인가 시에 비틀림 멀티 도메인 배향시키는 모드(n-ASM 모드)의 액정 셀(일본 액정 토론회의 예고집 58~59(1998) 기재) 및 (4) SURVIVAL 모드의 액정 셀(LCD 인터내셔널 98에서 발표)이 포함된다. 또, PVA(Patterned Vertical Alignment)형, 광배향형(Optical Alignment), 및 PSA(Polymer-Sustained Alignment) 중 어느 것이어도 된다. 이들 모드의 상세에 대해서는, 일본 공개특허공보 2006-215326호, 및 일본 공표특허공보 2008-538819호에 상세한 기재가 있다.
IPS 모드의 액정 셀은, 봉상 액정 분자가 기판에 대하여 실질적으로 평행하게 배향하고 있고, 기판면에 평행한 전계가 인가함으로써 액정 분자가 평면적으로 응답한다. IPS 모드는 전계 무인가 상태로 흑색 표시가 되어, 상하 한 쌍의 편광판의 흡수축은 직교하고 있다. 광학 보상 시트를 이용하여, 경사 방향에서의 흑색 표시 시의 누출광을 저감시켜, 시야각을 개량하는 방법이, 일본 공개특허공보 평10-054982호, 일본 공개특허공보 평11-202323호, 일본 공개특허공보 평9-292522호, 일본 공개특허공보 평11-133408호, 일본 공개특허공보 평11-305217호, 및 일본 공개특허공보 평10-307291호 등에 개시되어 있다.
〔유기 EL 표시 장치〕
유기 EL 표시 장치에 있어서, 본 발명의 광학 필름 또는 본 발명의 광학 필름으로부터 전사된 광학 이방성막을 첩합한 원편광판을 이용함으로써, 외부광이 유기 EL 패널의 전극 등에 반사하여 표시 콘트라스트를 저하시키는 현상을 억제하여 고화질의 표시를 가능하게 할 수 있다. 유기 EL 패널로서는 공지의 구성을 넓게 이용할 수 있고, 또 터치 패널을 더 구비하는 것일 수 있다. 상술한 원편광판에는, 포지티브 C 플레이트를 더 조합함으로써, 경시 방향에도 우수한 반사 색조를 나타내는 표시 장치를 구성할 수 있다.
실시예
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 및 처리 수순 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 제한적으로 해석되어서는 안된다.
〔중합체 Ap의 합성〕
<중합체 Ap1의 합성>
냉각관, 온도계, 및 교반기를 구비한 플라스크에, n-뷰톡시메틸아크릴레이트 60.0질량부, 아크릴아마이드 40.0질량부, 중합 개시제로서 2,2＇-아조비스(아이소뷰티로나이트릴) 4.8질량부, 및 프로필렌글라이콜모노메틸에터 313.9질량부를 도입하고, 85℃에서 20시간 반응시킴으로써, 가교성기를 갖는 중합체 Ap1의 용액(고형분 농도 25질량%)을 얻었다. 얻어진 중합체 Ap1의 Mn은 3,560, Mw는 4,820이었다.
<중합체 Ap2의 합성>
Langmuir, 32(36), 9245-9253, (2016년)에 기재된 방법에 따라, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(HEMA)(도쿄 가세이 시야쿠)와 하기 신남산 클로라이드 유도체를 이용하여, 이하에 나타내는 모노머 m-1을 합성했다.
신남산 클로라이드 유도체
[화학식 15]
Figure pct00016
모노머 m-1
[화학식 16]
Figure pct00017
냉각관, 온도계, 및 교반기를 구비한 플라스크에, 용매로서 2-뷰탄온 5질량부를 도입하고, 플라스크 내에 질소를 5mL/min 흐르게 하면서, 수욕 가열에 의하여 환류시켰다. 여기에, 모노머 m-1을 5질량부, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸메타크릴레이트(사이클로머 M100, 다이셀사제) 5질량부, 중합 개시제로서 2,2＇-아조비스(아이소뷰티로나이트릴)을 1질량부와, 용매로서 2-뷰탄온 5질량부를 혼합한 용액을, 3시간 동안 적하하고, 다시 3시간 환류 상태를 유지한 채 교반했다. 반응 종료 후, 실온까지 방랭하고, 2-뷰탄온 30질량부를 첨가하여 희석함으로써 약 20질량%의 중합체 용액을 얻었다. 얻어진 중합체 용액을 크게 과잉된 메탄올 중으로 투입하여 중합체를 침전시키고, 회수한 침전물을 여과 분리하여, 대량의 메탄올로 세정한 후, 50℃에 있어서 12시간 송풍 건조함으로써, 가교성기 및 광배향성기를 갖는 중합체 Ap2를 얻었다.
중합체 Ap2
[화학식 17]
Figure pct00018
<중합체 Ap3의 합성>
냉각관, 온도계, 및 교반기를 구비한 플라스크에, 메타크릴산 2.5질량부, 메틸메타크릴레이트 9.2질량부, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 5.0질량부, 중합 개시제로서 2,2＇-아조비스(아이소뷰티로나이트릴) 0.2질량부, 프로필렌글라이콜모노메틸에터 50.7질량부를 도입하고, 70℃에서 20시간 반응시킴으로써, 가교성기를 갖는 중합체 Ap3의 용액(고형분 농도 25질량%)을 얻었다. 얻어진 아크릴 공중합체의 Mn는 19,600, Mw는 45,200이었다.
〔광배향막용 조성물의 조제〕
하기 조성(P-1, P-2, P-3)의 광배향막용 조성물을 조제했다. 또한, 얻어진 각 조성물에서는, 각 중합체 및 다른 성분은 첨가한 양대로 용매에 충분히 용해하고 있었다.
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광배향막용 조성물 (P-1)
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화합물 CIN-1 1.00질량부
상기 중합체 Ap1의 용액(고형분량 35질량%) 2.90질량부
상기 중합체 Ap3의 용액(고형분량 25질량%) 4.00질량부
파라톨루엔설폰산 1수화물 0.10질량부
프로필렌글라이콜모노메틸에터 43.7질량부
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화합물 CIN-1: 4-(6-하이드록시헥실옥시)신남산 메틸에스터
-------------------------------------------------
광배향막용 조성물 (P-2)
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상기 중합체 Ap1 4.60질량부
하기 화합물 B2 0.80질량부
하기 가교제 C-1 3.00질량부
화합물 D1 0.80질량부
아세트산 뷰틸 120질량부
-------------------------------------------------
(화합물 B2)
[화학식 18]
Figure pct00019
(가교제 C-1) 다관능 에폭시 화합물(에폴리드 GT401, 다이셀사제)
(화합물 D1) 열산발생제(선에이드 SI-60, 산신 가가쿠 고교 주식회사제)
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광배향막용 조성물 (P-3)
-------------------------------------------------
상기 중합체 Ap2 10.00질량부
상기 화합물 D1 0.50질량부
아이소프로필알코올 1.65질량부
아세트산 뷰틸 107.20질량부
메틸에틸케톤 26.80질량부
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〔광학 이방성막용 조성물의 조제〕
하기 조성 (A-1~A-3)의 광학 이방성막용 도포액을 조제했다.
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광학 이방성막용 도포액 (A-1)
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·하기 중합성 액정 화합물 L-1 42.00질량부
·하기 중합성 액정 화합물 L-2 42.00질량부
·하기 중합성 화합물 A-1 16.00질량부
·하기 중합 개시제 S-1 0.50질량부
·레벨링제(하기 화합물 G-1) 0.20질량부
·하이솔브 MTEM(도호 가가쿠 고교사제) 2.00질량부
·NK 에스터 A-200(신나카무라 가가쿠 고교사제) 1.00질량부
·메틸에틸케톤 424.8질량부
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또한, 하기 중합성 액정 화합물 L-1 및 L-2의 아크릴로일옥시기에 인접하는 기는, 프로필렌기(메틸기가 에틸렌기에 치환한 기)를 나타내고, 하기 중합성 액정 화합물 L-1 및 L-2는, 메틸기의 위치가 다른 위치 이성체의 혼합물을 나타낸다.
(중합성 액정 화합물 L-1)
[화학식 19]
Figure pct00020
(중합성 액정 화합물 L-2)
[화학식 20]
Figure pct00021
(중합성 화합물 A-1)
[화학식 21]
Figure pct00022
(중합 개시제 S-1)
[화학식 22]
Figure pct00023
(화합물 G-1)
[화학식 23]
Figure pct00024
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(광학 이방성막용 도포액 A-2)
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·하기 중합성 액정 화합물 L-3 95.00질량부
·하기 중합성 액정 화합물 L-4 5.00질량부
·상기 중합 개시제 S-1 0.50질량부
·상기 레벨링제 G-1 0.20질량부
·사이클로펜탄온 570.00질량부
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(중합성 액정 화합물 L-3)
[화학식 24]
Figure pct00025
(중합성 액정 화합물 L-4)
[화학식 25]
Figure pct00026
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광학 이방성막용 도포액 (A-3)
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·상기 중합성 액정 화합물 L-1 42.00질량부
·상기 중합성 액정 화합물 L-2 42.00질량부
·상기 중합성 화합물 A-1 16.00질량부
·상기 중합 개시제 S-1 0.50질량부
·레벨링제(상기 화합물 G-1) 0.20질량부
·하이솔브 MTEM(도호 가가쿠 고교사제) 2.00질량부
·NK 에스터 A-200(신나카무라 가가쿠 고교사제) 1.00질량부
·사이클로펜탄온 424.8질량부
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〔셀룰로스아실레이트 필름 1의 제작〕
(코어층 셀룰로스아실레이트 도프의 제작)
하기의 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 교반하며, 각 성분을 용해하여, 코어층 셀룰로스아실레이트 도프로서 이용하는 셀룰로스아세테이트 용액을 조제했다.
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코어층 셀룰로스아실레이트 도프
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아세틸 치환도 2.88의 셀룰로스아세테이트 100질량부
일본 공개특허공보 2015-227955호의 실시예에
기재된 폴리에스터 화합물 B 12질량부
하기의 화합물 F 2질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용매) 430질량부
메탄올(제2 용매) 64질량부
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(화합물 F)
[화학식 26]
Figure pct00027
(외층 셀룰로스아실레이트 도프의 제작)
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 90질량부에 하기의 매트제 용액을 10질량부 첨가하고, 외층 셀룰로스아실레이트 도프로서 이용하는 셀룰로스아세테이트 용액을 조제했다.
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매트제 용액
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평균 입자 사이즈 20nm의 실리카 입자
(AEROSIL R972, 닛폰 에어로질(주)제) 2질량부
메틸렌 클로라이드(제1 용매) 76질량부
메탄올(제2 용매) 11질량부
상기의 코어층 셀룰로스아실레이트 도프 1질량부
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(셀룰로스아실레이트 필름 1의 제작)
상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프와 상기 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 평균 구멍 직경 34μm의 여과지 및 평균 구멍 직경 10μm의 소결 금속 필터로 여과한 후, 상기 코어층 셀룰로스아실레이트 도프와 그 양측에 외층 셀룰로스아실레이트 도프를 3층 동시에 유연구로부터 20℃의 드럼 상에 유연했다(밴드 유연기). 드럼 상의 필름의 용매 함유율이 대략 20질량% 상태로 필름을 박리하고, 필름의 폭방향의 양단을 텐터 클립으로 고정하여, 가로 방향으로 연신 배율 1.1배로 연신하면서 건조했다. 그 후, 열처리 장치의 롤 사이를 반송함으로써, 추가로 건조하고, 두께 40μm의 셀룰로스아실레이트 필름을 제작하여, 이것을 실시예 1의 폴리머 지지체(셀룰로스아실레이트 필름 1)로 했다. 셀룰로스아실레이트 필름 1의 코어층은 두께 36μm, 코어층의 양측에 배치된 외층은 각각 두께 2μm였다. 얻어진 셀룰로스아실레이트 필름 1의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션은 0nm이며, 두께 방향의 리타데이션은, 1nm였다.
(실시예 1)
〔광학 필름의 제작〕
제작한 장척상의 셀룰로스아실레이트 필름 1을 조출하여 반송하면서, 셀룰로스아실레이트 필름 1의 편측의 면에, 먼저 조제한 광배향막용 조성물 P-1을 연속적으로 도포했다.
도포 후, 반송하면서 115℃의 분위기하에서 150초간 가열하고, 두께 0.2μm의 광이성화 조성물층을 형성했다.
얻어진 광이성화 조성물층에 편광 자외선 조사(10mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)함으로써, 광배향막 PA-1을 형성했다.
이어서, 광배향막 상에, 먼저 조제한 광학 이방성막용 도포액 A-1을 연속적으로 도포하고, 조성물층(도막)을 형성했다.
형성한 조성물층을 110℃까지 가열한 후, 60℃로 냉각하여 배향을 안정화시켰다. 그 후, 60℃로 유지하고, 질소 분위기하(산소 농도 100ppm)에서 자외선 조사(500mJ/cm2, 초고압 수은 램프 사용)에 의하여 배향을 고정화하며, 두께 2.3μm의 광학 이방성막을 형성하여, 실시예 1의 광학 필름 1을 제작했다. 얻어진 광학 적층체의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션은 140nm였다.
(실시예 2~4, 비교예 1)
광배향막용 조성물 및/또는 광배향막의 두께를 표 2에 기재와 같이 변경하여, 실시예 2~4의 광학 필름 2~4, 비교예 1의 광학 필름 11을 제작했다. 또한, 광배향막의 두께의 변경은, 사용한 광배향막용 조성물의 면적당 도포량을 변경함으로써 행했다. 또, 광학 이방성막 형성용 조성물의 면적당 도포량을 조정함으로써, 각 필름의 광학 이방성막의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션은 모두 140nm로 했다.
(실시예 5)
광학 이방성막 형성용 조성물로서 광학 이방성막용 도포액 A-3을 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 5의 광학 필름 5를 제작했다. 광학 이방성막의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션은 140nm였다.
(실시예 6)
광학 이방성막 형성용 조성물로서 광학 이방성막용 도포액 A-2를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여, 실시예 6의 광학 필름 6을 제작했다. 광학 이방성막의 파장 550nm에 있어서의 면내 리타데이션은 140nm였다.
(비교예 2)
실시예 1에 있어서, 셀룰로스아실레이트 필름 1 대신 필름 2로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(FD100, 후지필름(주)제. 표 중에서는 필름 2라고 칭함)을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 2의 광학 필름 12를 제작했다.
(비교예 3)
실시예 1에 있어서, 광이성화 조성물층의 가열 시간을 100초로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 3의 광학 필름 13을 제작했다.
(광배향막의 평가)
<지지체와 광배향막과의 밀착성>
상기의 광학 필름 제작 공정 중에 있어서, 지지체 상에 광배향막이 적층된 적층체를 취출하고, JIS D0202-1988에 준거하여, 바둑판눈 테이프 박리 시험을 행했다. 셀로판 테이프(상품명: CT24, 니치반(주)제)를 이용하고, 마찰봉을 이용하여 필름에 밀착시킨 후, 박리했다. 판정은 100칸 중, 박리되는 칸의 수로 나타내고, 하기의 기준에 따라 평가했다.
A: 박리된 칸이 없음
B: 1~9칸의 박리가 보임
C: 박리된 칸이 10칸 이상
(광학 필름의 평가)
<광배향막 표면의 지지체 유래 성분량>
[검량선의 작성]
상기의 광배향막용 조성물 P-1에, 상술한 폴리에스터 화합물 B를, 조성물 P-1의 전고형분량에 대하여 0.1질량%, 1.0질량% 첨가한 검량선 작성용의 조성물 P-1(0.1), P-1(1.0)을 각각 조제했다. 광배향막용 조성물 P-1, 및 검량선 작성용의 조성물 P-1(0.1) 및 P-1(1.0)을 세정한 유리판 상에 각각 스핀 코트한 후 120℃에서 1분간 가열하고, 유리판 상에 마련된 두께 0.3μm의 모델막을 각각 제작했다.
얻어진 모델막에 대하여, Ulvac-PHI사제 질량 분석 장치 "TRIFT V Nano TOF(1차 이온 Bi3 ++, 가속 전압 30kV)"를 이용하여, 모델막에 Ar-GCIB총(15kV, 2.5nA, 평방 500μm)으로 에칭하면서, 막에 포함되는 폴리에스터 화합물 B 유래의 프래그먼트 이온의 막두께 방향의 총합을 총 검출 이온량으로 규격화함으로써, 광배향막용 조성물 P-1에 포함되는 폴리에스터 화합물 B 비율을 측정함으로써 계산상 포함되는 폴리에스터 화합물 B의 양과 검출 이온량과의 상관 관계를 구하고, 광배향막 중에 포함되는 폴리에스터 화합물 B 함유량의 검량선을 작성했다.
상술한 화합물 F에 대해서도, 동일한 조작에 의하여 검량선을 작성했다.
또, 광배향막용 조성물 P-2, P-3에 대해서도 동일한 수순에 의하여 상술한 폴리에스터 화합물 B 함유량 및 화합물 F 함유량의 검량선을 작성했다.
[광배향막 표면의 분석]
제작한 광학 필름 1, 2, 4, 5, 6, 11, 12, 및 13에 대하여, 광학 이방성막을 점착 테이프를 이용하여 광배향막 상으로부터 제거한 후, 표출한 광배향막 PA-1의 표면을 2차 이온 질량 분석 장치로 분석했다. 또, 제작한 광학 필름 3에 대해서는, 필름면으로부터 0.6°의 각도로 경사 절삭하여 그 절삭면에 표출한 광배향막의 부위를 2차 이온 질량 분석 장치로 분석했다. 얻어진 각 화합물의 규격화 2차 이온 피크량으로부터, 상술한 검량선에 근거하여, 그들 함유량의 총량을 산출했다. 즉, 광배향막 전체 질량에 대한, 광배향막에 있어서 광학 이방성막과의 경계 영역에 포함되는 폴리머 지지체의 첨가제에서 유래하는 성분의 양(질량%)을 구했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
<배향성>
제작한 광학 필름에 대하여, 편광 현미경을 이용하여 소광위로부터 2도 어긋난 상태로 관찰했다. 그 결과, 이하의 기준으로 평가했다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
A: 액정 디렉터가 균일하게 갖추어져 배향하고 있다
B: 액정 디렉터의 흐트러짐이 없고, 면상이 안정되어 있다
C: 액정 디렉터의 흐트러짐이 부분적이며, 면상이 안정되어 있다
D: 액정 디렉터가 넓게 흐트러져 있고, 면상이 안정되어 있지 않다
<파장 분산>
AxoScan OPMF-1(옵토 사이언스사제)을 이용하여, 면내 리타데이션(Re(450nm)과 Re(550nm)) 측정 파장의 광을 이용하여 측정하고, 파장 분산 Re(450nm)/Re(550nm)의 값을 나타낸다.
표 2 중, 비교예 3의 "측정 불가"란, 배향성이 현저하게 낮아, 측정할 수 없었던 것을 의도한다.
[표 2]
Figure pct00028
실시예 1~6은, 적절한 광배향막 형성용 조성물, 및 적절한 광배향막의 형성 조건을 거쳤기 때문에, 밀착이 우수하고, 또한 액정 화합물의 배향 상태가 양호했다.
또, 실시예 2, 실시예 5, 및 실시예 6의 대비로부터, 특정 중합성 액정 화합물이 상술한 식 (1-1)~(1-14)로 나타나는 화합물에 해당하는 경우, 얻어지는 광학 필름은, 액정 화합물의 배향 상태가 보다 양호했다.
한편, 비교예 1~3은, 폴리머 지지체와 광배향막 형성용 조성물의 작용, 및 광배향막의 형성 조건이 적절히 설계되지 않았기 때문에, 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성, 및/또는 액정 화합물의 배향 상태의 균일성이 뒤떨어지는 것이었다.
보다 구체적으로는, 비교예 1에 있어서는, 폴리머 지지체 상에 형성되는 광배향막 형성용 조성물의 도막(광이성화 조성물층)이 두꺼운 점에서 폴리머 지지체에 작용하는 용매량이 많고, 이것에 기인하여, 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 광이성화 조성물층로의 과도한 추출이 발생한 것이 이유라고 추측된다. 이 결과, 얻어지는 광학 필름은, 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성은 우수하지만, 광이성화 조성물층의 액정 화합물의 배향 상태의 균일성이 뒤떨어진다고 생각된다.
또, 비교예 2에 있어서는, 광배향막 형성용 조성물 중 용매가 폴리머 지지체 표면을 팽윤하는 작용이 없거나 또는 현저하게 약하기 때문에, 얻어지는 광학 필름의 폴리머 지지체와 광배향막의 밀착성이 원하는 요구를 충족시키지 않았다고 생각된다.
또, 비교예 3에 있어서는, 광배향막 형성용 조성물의 도막(광이성화 조성물층)의 도막의 가열 시간을 짧게 했기 때문에 광배향막의 가교 밀도가 작고, 이것에 기인하여, 광배향막 상에 광학 이방성막 형성용 조성물의 도막을 형성했을 때에, 폴리머 지지체의 첨가제 유래의 성분의 광이성화 조성물층으로의 과도한 추출이 발생한 것이 이유라고 추측된다. 이 결과, 얻어지는 광학 필름은, 광이성화 조성물층의 액정 화합물의 배향 상태의 균일성이 뒤떨어진다고 생각된다.
〔유기 EL용 반사 방지판(원편광판)의 평가〕
(포지티브 C 플레이트막 1의 제작)
일본 공개특허공보 2015-200861호의 [0124] 단락에 기재에 기재된 포지티브 C 플레이트와 동일한 방법으로, 형성용 가지지체 상에 포지티브 C 플레이트막 C-1을 갖는 필름을 제작했다. 단, Rth(550)이 -69nm가 되도록, 포지티브 C 플레이트의 두께는 제어했다.
(원편광판 1의 제작)
실시예 1의 광학 필름 1의 광학 이방성막 상에 점착제층을 마련하고, 편광판과 첩합시킨 후 셀룰로스아실레이트 필름 1을 박리 제거하여, 편광판과 광학 이방성막이 점착제로 적층된 적층체를 제작했다. 또한, 광학 이방성막 측에 점착제를 통하여 상기에서 제작한 포지티브 C 플레이트막 C-1을 전사하고, 형성용 가지지체는 제거하여, 원편광판 1을 얻었다.
(원편광판 2, 4, 5, 6의 제작)
실시예 1의 광학 필름 대신 실시예 2, 4, 5, 6의 광학 필름 2, 4, 5, 6을 이용한 것 이외에는 원편광판 1과 동일하게 하여, 원편광판 2, 4, 5, 6을 각각 제작했다.
(원편광판 3의 제작)
실시예 3의 광학 필름 3의 광학 이방성막 측에, 점착제를 통하여 상기에서 제작한 포지티브 C 플레이트막 C-1을 전사하고, 형성용 가지지체는 제거했다. 또, 광학 적층체의 셀룰로스아실레이트 필름 1 측에 점착제를 통하여 편광판을 첩합하여 원편광판 3을 얻었다.
(유기 EL 패널로의 실장·평가)
다음으로, 유기 EL 패널이 탑재된 SAMSUNG사제 GALAXY SII를 분해하고, 원편광판을 박리하고, 상기에서 제작한 원편광판 1~6을, 포지티브 C 플레이트 측이 패널 측이 되도록 점착제를 통하여 첩합하여, 각각 대응하는 표시 장치를 제작했다.
얻어진 표시 장치에 백색 표시, 흑색 표시, 화상 표시를 하여, 극각 60도로부터 형광등을 비추었을 때의 반사광을 관찰한바, 어느 원편광판을 이용한 표시 장치도 흑표시 부족이 전혀 없고, 흑색 표시 시의 패널 색조는 뉴트럴이며, 표시 장치로서 극히 우수한 것이었다.
10 광학 필름
3, 12 광학 이방성막
2, 14 광배향막
1, 16 폴리머 지지체
11 광학 이방성막의 광배향막 측의 경계 영역
13 광배향막과 광학 이방성막의 계면
15 광배향막의 광학 이방성막 측의 경계 영역
18 포지티브 C 플레이트
20 편광판
22 편광자
30 광학 필름의 제조 공정
31, 39 롤
32, 35 다이
33, 36 가열 장치
34, 37 광원
38 백업 롤

Claims (9)

  1. 첨가제를 포함하는 폴리머 지지체, 광배향막, 및 광학 이방성막을 이 순서로 적층하여 이루어지는 광학 필름으로서,
    상기 광학 이방성막은, 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물로 형성되어 있고,
    상기 광배향막에 있어서 상기 광학 이방성막과의 경계 영역에 포함되는, 상기 폴리머 지지체의 첨가제에서 유래하는 성분의 양이 광배향막 전체 질량에 대하여 0.10~0.50질량%인, 광학 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 역파장 분산성의 중합성 액정 화합물이, 하기 일반식 (1)로 나타나는 화합물인, 광학 필름.
    L1-SP1-(E3-A1)m-E1-G1-D1-Ar1-D2-G2-E2-(A2-E4)n-SP2-L2…(1)
    식 (1) 중, D1, D2, E1, E2, E3 및 E4는, 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -C(=S)O-, -CR1R2-, -CR1R2-CR3R4-, -O-CR1R2-, -CR1R2-O-CR3R4-, -CO-O-CR1R2-, -O-CO-CR1R2-, -CR1R2-O-CO-CR3R4-, -CR1R2-CO-O-CR3R4-, -NR1-CR2R3-, 또는 -CO-NR1-을 나타낸다. R1, R2, R3 및 R4는, 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 또는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타낸다.
    G1 및 G2는, 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기를 나타내고, 상기 지환식 탄화 수소기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, 또는 NH-로 치환되어 있어도 된다.
    A1 및 A2는, 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 6~12의 2가의 방향족 탄화 수소기, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 5~8의 2가의 지환식 탄화 수소기를 나타내고, 상기 지환식 탄화 수소기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, 또는 NH-로 치환되어 있어도 된다.
    SP1 및 SP2는, 각각 독립적으로 단결합, 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-에 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
    L1과 L2는, 각각 독립적으로 1가의 유기기를 나타내고, L1과 L2 중 적어도 한쪽은 중합성기를 나타낸다. 단, Ar1이, 하기 식 (Ar-3)으로 나타나는 방향환인 경우, L1과 L2 및 하기 식 (Ar-3) 중의 L3과 L4 중 적어도 하나가 중합성기를 나타낸다.
    m은, 0~2의 정수를 나타내며, m이 2인 경우, 복수의 E3은, 각각 동일해도 되고 달라도 되며, 복수의 A1은, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
    n은, 0~2의 정수를 나타내며, n이 2인 경우, 복수의 E4는, 각각 동일해도 되고 달라도 되며, 복수의 A2는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
    Ar1은, 하기 식 (Ar-1)~식 (Ar-5)로 나타나는 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 방향환을 나타낸다.
    [화학식 1]
    Figure pct00029

    식 (Ar-1)~(Ar-5) 중, *는, D1 또는 D2와의 결합 위치를 나타낸다.
    Q1은, N 또는 CH를 나타낸다.
    Q2는, -S-, -O-, 또는 -N(R5)-를 나타내고, R5는, 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.
    Y1은, 치환기를 가져도 되는 탄소수 6~12의 방향족 탄화 수소기, 또는 치환기를 가져도 되는 탄소수 3~12의 방향족 복소환기를 나타낸다.
    Z1, Z2, 및 Z3은, 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~20의 1가의 직쇄상 또는 분기쇄상의 지방족 탄화 수소기, 탄소수 3~20의 1가의 지환식 탄화 수소기, 탄소수 6~20의 1가의 방향족 탄화 수소기, 할로젠 원자, 사이아노기, 나이트로기, -OR6, -NR7R8, -SR9, -COORX, 또는 -OCORY를 나타내고, R6~R9, RX, 및 RY는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타내며, Z1 및 Z2는, 서로 결합하여 방향환을 형성해도 된다.
    A3 및 A4는, 각각 독립적으로 -O-, -N(R10)-, -S-, 및 -CO-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 나타내고, R10은, 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
    X는, 수소 원자, 또는 치환기가 결합되어 있어도 되는 제14~16족의 비금속 원자를 나타낸다.
    D3 및 D4는, 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -C(=S)O-, -CR1R2-, -CR1R2-CR3R4-, -O-CR1R2-, -CR1R2-O-CR3R4-, -CO-O-CR1R2-, -O-CO-CR1R2-, -CR1R2-O-CO-CR3R4-, -CR1R2-CO-O-CR3R4-, -NR1-CR2R3-, 또는 -CO-NR1-을 나타낸다. R1, R2, R3, 및 R4는, 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 또는 탄소수 1~4의 알킬기를 나타낸다.
    SP3 및 SP4는, 각각 독립적으로 단결합, 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는 탄소수 1~12의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기를 구성하는 -CH2-의 하나 이상이 -O-, -S-, -NH-, -N(Q)-, 혹은 -CO-에 치환된 2가의 연결기를 나타내고, Q는, 치환기를 나타낸다.
    L3과 L4는, 각각 독립적으로 1가의 유기기를 나타내고, L3과 L4 및 상기 식 (1) 중의 L1과 L2 중 적어도 하나가 중합성기를 나타낸다.
    Ax는, 방향족 탄화 수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2~30의 유기기를 나타낸다.
    Ay는, 수소 원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~12의 알킬기, 또는 방향족 탄화 수소환 및 방향족 복소환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방향환을 갖는, 탄소수 2~30의 유기기를 나타낸다.
    Ax 및 Ay에 있어서의 방향환은, 치환기를 갖고 있어도 되고, Ax와 Ay가 결합하여 환을 형성하고 있어도 된다.
    Q3은, 수소 원자, 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1~6의 알킬기를 나타낸다.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 광배향막이,
    가교성기를 포함하는 중합체와, 신나메이트기를 갖는 저분자 화합물을 포함하는 광배향막 형성용 조성물로 형성되거나, 또는
    가교성기 및 광배향성기를 포함하는 중합체를 포함하는 광배향막 형성용 조성물로 형성되는, 광학 필름.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 지지체가, 첨가제를 포함하는 셀룰로스아실레이트 필름인, 광학 필름.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 첨가제가, 폴리에스터 화합물 또는 당 에스터 화합물인, 광학 필름.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 폴리머 지지체의 Re(550)이 0~10nm이며, Rth(550)이 -10~15nm인, 광학 필름.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 이방성막이, 상기 광배향막에 대하여 박리 가능하게 마련되어 있는, 광학 필름.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름과, 편광자를 갖는, 편광판.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 광학 필름, 또는 청구항 8에 기재된 편광판을 갖는, 화상 표시 장치.
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