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KR20200022032A - 타원 편광판 - Google Patents

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KR20200022032A
KR20200022032A KR1020207003762A KR20207003762A KR20200022032A KR 20200022032 A KR20200022032 A KR 20200022032A KR 1020207003762 A KR1020207003762 A KR 1020207003762A KR 20207003762 A KR20207003762 A KR 20207003762A KR 20200022032 A KR20200022032 A KR 20200022032A
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KR
South Korea
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layer
liquid crystal
group
lambda
refractive index
Prior art date
Application number
KR1020207003762A
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Inventor
다츠아키 가사이
노부유키 하타나카
Original Assignee
스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Publication date
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Abstract

절단해도 절단 단면에서 물결침 등의 문제가 발생하는 일 없이, 우수한 가공 특성을 갖는 타원 편광판을 제공한다.
편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 및 보강층을 갖는 타원 편광판으로서, 수직 배향 액정 경화층은 그 액정 경화층 평면에 대해 수직 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지고, 수직 배향 액정 경화층의 막두께는 3 ㎛ 이하이며, 수직 배향 액정 경화층과 보강층의 층간 거리는 5 ㎛ 이하인, 타원 편광판.

Description

타원 편광판
본 발명은, 디스플레이 등에 이용 가능한 타원 편광판, 및 그 타원 편광판을 포함하는 유기 EL 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 디스플레이의 다양화에 수반하여, 타원 편광판의 박막화가 요구되고 있다. 타원 편광판을 박막화하기 위한 하나의 방법으로서, 타원 편광판에 사용되는 위상차판을 연신 위상차판으로부터, 중합성 액정 화합물이 배향한 상태에서 경화시켜 얻어지는 액정 경화막으로 이루어지는 위상차판으로 변경하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 액정 경화막으로 이루어지는 수평 배향 λ/4 위상차판과, 액정 경화막으로 이루어지는 막두께 방향으로 이방성을 갖는 위상차판을 조합한 광학 보상 기능을 구비한 원 편광판이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2015-163935호
그러나, 타원 편광판에 포함되는 액정 경화막은, 박막화를 위해서, 기재 상에 액정 경화막을 형성 후, 편광판에 전사되고, 기재만을 박리하는 방법에 의해 형성되지만, 기재 박리 후의 액정 경화막의 기계적 강도가 충분하지 않다. 이 때문에, 기재 상에 형성한 액정 경화막을 단독으로 편광판에 전사하여 타원 편광판을 얻으려고 하면, 얻어진 필름을 목적의 제품 사이즈에 맞춰 컷한 경우에, 절단한 단면 (端面) 에서 물결침 등의 문제가 발생하는 경우가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 절단해도 절단 단면에서 물결침 등의 문제가 발생하는 일 없이, 우수한 가공 특성을 갖는 타원 편광판, 및 그 타원 편광판을 포함하는 유기 EL 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명에는, 이하의 것이 포함된다.
[1] 편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 및 보강층을 갖는 타원 편광판으로서, 수직 배향 액정 경화층은 그 액정 경화층 평면에 대해 수직 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지고, 수직 배향 액정 경화층의 막두께는 3 ㎛ 이하인, 타원 편광판.
여기서, 수직 배향 액정 경화층과 보강층의 층간 거리는, 예를 들어 5 ㎛ 이하이다.
[2] 보강층의 막두께는 1 ∼ 10 ㎛ 인, [1] 에 기재된 타원 편광판.
[3] λ/4 위상차층은 수평 배향 액정 경화층이며, 수평 배향 액정 경화층은, 그 액정 경화층 평면에 대해 수평 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지는, [1] 또는 [2] 에 기재된 타원 편광판.
[4] 편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 보강층을 이 순서로 갖는, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[5] 편광층, 수직 배향 액정 경화층, 보강층, λ/4 위상차층을 이 순서로 갖는, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[6] 편광층, 보강층, 수직 배향 액정 경화층, λ/4 위상차층을 이 순서로 갖는, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[7] 보강층은, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하여 이루어지는, [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[8] 수직 배향 액정 경화층과 보강층 사이에 막두께 5 ㎛ 이하의 배향층을 갖고, 그 배향층은 구성 원소에 Si 원소, C 원소 및 O 원소를 포함하는 화합물로 이루어지는 층인, [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[9] 인접하는 각 층에 있어서, 파장 550 nm 에 있어서의 면내 평균 굴절률의 차는, 0.20 이하인, [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[10] λ/4 위상차층은,
λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서 파장 λ = 400 ∼ 700 nm 의 범위에서, nxQ(λ) ＞ nyQ(λ) ≒ nzQ(λ)
[식 중, nxQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 위상차층 평면에 대해 평행한 방향의 주굴절률을 나타낸다. nyQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 위상차층 평면에 대해 평행이며, 또한, 상기 nxQ(λ) 의 방향에 대해 직교하는 방향의 파장 λ (nm) 의 광에 대한 굴절률을 나타낸다. nzQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 위상차층 평면에 대해 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다.]
의 관계를 갖고,
하기 식 (1) ∼ (3)
ReQ(450)/ReQ(550) ≤ 1.00 (1)
1.00 ≤ ReQ(650)/ReQ(550) (2)
100 nm ≤ ReQ(550) ≤ 160 nm (3)
[식 중, ReQ(450) 은 파장 λ = 450 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을, ReQ(550) 은 파장 λ = 550 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을, ReQ(650) 은 파장 λ = 650 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을 각각 나타내고, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값 ReQ(λ) 는,
ReQ(λ) = (nxQ(λ) - nyQ(λ)) × dQ
로 나타낸다. 여기서, dQ 는 λ/4 위상차층의 두께를 나타낸다.]
의 관계를 만족하는, [1] ∼ [9] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[11] 수직 배향 액정 경화층은,
수직 배향 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ = 400 ∼ 700 nm 의 범위에서,
nzV(λ) ＞ nxV(λ) ≒ nyV(λ)
[식 중, nzV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층 평면에 대해 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다. nxV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층 평면에 대해 평행한 방향의 최대 굴절률을 나타낸다. nyV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 액정 경화층 평면에 대해 평행이며, 또한, 상기 nxV 의 방향에 대해 직교하는 방향의 파장 λ (nm) 의 광에 대한 굴절률을 나타낸다. 단, nxV(λ) = nyV(λ) 가 되는 경우에는, nxV(λ) 는 액정 경화층 평면에 대해 평행한 임의의 방향의 굴절률을 나타낸다.]
의 관계를 갖고, 또한
하기 식 (4) ∼ (6)
RthV(450)/RthV(550) ≤ 1.00 (4)
1.00 ≤ RthV(650)/RthV(550) (5)
-120 nm ≤ RthV(550) ≤ -50 nm (6)
[식 중, RthV(450) 은 파장 λ = 450 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을, RthV(550) 은 파장 λ = 550 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을, RthV(650) 은 파장 650 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을 각각 나타내고, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값 RthV(λ) 는,
RthV(λ) = [(nxV(λ) ＋ nyV(λ))/2 - nzV(λ)] × dV
로 나타낸다. 여기서, 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, nzV(λ) 는 파장 λ (nm) 에 있어서의 액정 경화층 평면에 대해 수직인 방향의 주굴절률을 나타내고, ((nxV(λ) ＋ nyV(λ))/2) 는, 파장 λ (nm) 에 있어서의 액정 경화층 평면에서의 평균 굴절률을 나타낸다. dV 는 액정 경화층의 두께를 나타낸다.]
의 관계를 만족하는, [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판.
[12] [1] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판을 구비하는, 유기 EL 표시 장치.
[13] [1] ∼ [12] 중 어느 하나에 기재된 타원 편광판을 구비하는, 유기 EL 표시 장치.
본 발명의 타원 편광판은, 절단해도 절단 단면에서 물결침 등의 문제가 발생하는 일 없이, 우수한 가공 특성을 갖는다.
도 1 은 본 발명의 타원 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 타원 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 타원 편광판의 층 구성의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
본 발명의 타원 편광판은, 편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 및 보강층을 갖고, 각 층의 적층 순서는 적절히 선택할 수 있다. 바람직한 양태에 있어서는, 각 층은 이하의 순서로 적층된다.
편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 보강층 ;
편광층, 수직 배향 액정 경화층, 보강층, λ/4 위상차층 ;
편광층, 보강층, 수직 배향 액정 경화층, λ/4 위상차층.
이들 순서로 적층된 본 발명의 타원 편광판의 층 구성의 일례를 도 1 ∼ 3 에 나타내지만, 본 발명은 이들 양태로 한정되는 것은 아니다.
도 1 에 나타내는 타원 편광판 (1) 은, 편광층 (2), 점접착제 (3), λ/4 위상차층 (4), 배향층 (5), 점접착제 (3), 수직 배향 액정 경화층 (6), 수직 배향층 (7), 보강층 (8) 을 이 순서로 갖는다. 도 2 에 나타내는 타원 편광판 (10) 은, 편광층 (2), 점접착제 (3), 수직 배향 액정 경화층 (6), 수직 배향층 (7), 보강층 (8), 점접착제 (3), λ/4 위상차층 (4), 배향층 (5) 을 이 순서로 갖는다. 도 3 에 나타내는 타원 편광판 (100) 은, 편광층 (2), 점접착제 (3), 보강층 (8), 수직 배향층 (7), 수직 배향 액정 경화층 (6), 점접착제 (3), λ/4 위상차층 (4), 배향층 (5) 을 이 순서로 갖는다. 타원 편광판 (1, 10 및 100) 은, 편광층 (2) 의 흡수축이 λ/4 위상차층 (4) 의 지상축 (광축) 에 대해, 실질적으로 45°가 되도록 첩합 (貼合) 되어 있다. 또, 편광층 (2) 은 편광자의 편면 (점접착제 (3) 의 반대의 면) 에 투명 보호 필름을 구비하고 있어도 된다. 본 명세서에 있어서, 실질적으로 45°란 통상 45°±5°의 범위이다.
〔보강층〕
본 발명의 타원 편광판 (1, 10 및 100) 은, 타원 편광판에 포함되는 층, 특히 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 보강하는 기능을 갖는 보강층 (8) 을 구비한다. 타원 편광판 (1, 10 및 100) 은, 수직 배향 액정 경화층 (6) 이 박막이어도, 보강층 (8) 이 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 강도를 충분히 보충할 수 있고, 수직 배향 액정 경화층 (6) 과 보강층 (8) 의 층간 거리가 작으면, 더욱 충분히, 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 강도를 보충할 수 있다. 이 때문에, 타원 편광판의 가공 특성이 향상되어, 절단 단면의 문제를 유효하게 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「층간 거리」란, 수직 배향 액정 경화층 (6) 과 보강층 (8) 의 최단 거리를 의미하고, 「가공 특성」이란, 타원 편광판을 절단했을 때에, 절단 단면에서 물결침 등의 문제의 발생을 억제 또는 방지할 수 있는 특성을 의미한다.
수직 배향 액정 경화층 (6) 과 보강층 (8) 의 층간 거리는, 예를 들어 5 ㎛ 이하, 바람직하게는 3 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 ㎛ 이하, 더욱 보다 바람직하게는 500 nm 이하, 특히 바람직하게는 300 nm 이하이다. 수직 배향층 (7) 이 없으면, 층간 거리는 0 nm 가 된다. 층간 거리의 하한은, 수직 배향 액정 경화층 (6) 과 보강층 (8) 사이의 층의 막두께, 도 1 ∼ 3 의 양태에서는 수직 배향층 (7) 의 막두께에 의해 필연적으로 정해지기 때문에, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1 nm 이상이다. 층간 거리가 상기 상한 이하이면, 보강층 (8) 이 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 보다 충분히 보강할 수 있어, 우수한 가공 특성을 발현할 수 있기 때문에, 타원 편광판을 절단했을 때에, 절단 단면에서 물결침 등의 문제가 발생하지 않는다. 또, 층간 거리가 짧을수록, 보강층 (8) 이 수직 배향 액정 경화층 (6) 에의 보강에 기여하기 쉬워지기 때문에, 가공 특성이 향상되는 경향이 있다.
보강층 (8) 은, 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 보강할 수 있는 강도를 발휘할 수 있는 재료로 구성되어 있고, 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하여 이루어진다. 이들 중에서도, 경화성이 높고, 보강성이 높은 보강층 (8) 을 형성하기 쉬운 관점에서, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하고, 아크릴 수지 및 우레탄 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하여 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
보강층 (8) 은, 열이나 광에 의해 경화하는 경화성 재료를 포함하는 경화성 조성물의 경화물인 것이 바람직하다. 아크릴 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 의 경화성 재료로는, 예를 들어 단관능 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트 ; 다관능 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 펜타글리세롤트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 글리세린트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리스(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트 ; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 트리메틸올에탄트리메타크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리메타크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라메타크릴레이트, 펜타글리세롤트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 글리세린트리메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트, 트리스(메타크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트 등을 들 수 있다. (메트)아크릴레이트는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있고, 경화 시나 경화 후의 가열에 의해 발생하는 컬을 억제하는 관점, 가공 특성을 향상시키는 관점, 보강층 (8) 의 충분한 보강성을 확보하는 관점에서, 적절히 다관능 (메트)아크릴레이트를 선택 가능하다. 또, 동일한 관점에서 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지 등과 혼합할 수도 있다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트를 총칭하여 (메트)아크릴레이트로 칭하는 경우가 있고, 아크릴산과 메타크릴산을 총칭하여 (메트)아크릴산으로 칭하는 경우가 있다.
우레탄 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 의 경화성 재료로는, 예를 들어 (메트)아크릴산 및/또는 (메트)아크릴산에스테르, 폴리올, 및 디이소시아네이트의 반응 생성물인 우레탄(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 우레탄(메트)아크릴레이트는 (메트)아크릴산 및/또는 (메트)아크릴산에스테르와 폴리올로부터, 분자 내에 수산기를 적어도 1 개 갖는 하이드록시(메트)아크릴레이트를 조제하고, 이것을 디이소시아네이트와 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 우레탄(메트)아크릴레이트는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 (메트)아크릴산에스테르는, (메트)아크릴산의 사슬형 또는 고리형 알킬에스테르일 수 있다. 그 구체예로는, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트와 같은 알킬(메트)아크릴레이트, 및, 시클로헥실(메트)아크릴레이트와 같은 시클로알킬(메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 상기 폴리올은, 분자 내에 수산기를 적어도 2 개 갖는 화합물이다. 예를 들어, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 디에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 하이드록시피발산의 네오펜틸글리콜에스테르, 시클로헥산디메틸올, 1,4-시클로헥산디올, 스피로글리콜, 트리시클로데칸디메틸올, 수소 첨가 비스페놀 A, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 A, 프로필렌옥사이드 부가 비스페놀 A, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세린, 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 글루코오스류 등을 들 수 있다.
디이소시아네이트는, 분자 내에 2 개의 이소시아나토기 (-NCO) 를 갖는 화합물이며, 방향족, 지방족 또는 지환형의 각종 디이소시아네이트를 사용할 수 있다. 구체예로는, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디페닐디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 및 이들 중 방향 고리를 갖는 디이소시아네이트의 핵 수소 첨가물 등을 들 수 있다.
경화 시나 경화 후의 가열에 의해 발생하는 컬을 억제하는 관점, 가공 특성을 향상시키는 관점, 보강층 (8) 의 충분한 보강성을 확보하는 관점에서, 적절히 우레탄(메트)아크릴레이트를 선택 가능하다. 또, 동일한 관점에서, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 멜라민 수지 등과 혼합할 수도 있다.
에폭시 수지를 포함하여 이루어지는 보강층의 경화성 재료로는, 예를 들어 지환형 에폭시 화합물, 방향족 에폭시 화합물, 수소화 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물 등을 들 수 있다.
지환형 에폭시 화합물은, 지환형 고리에 직접 결합한 에폭시기를 분자 내에 적어도 1 개 갖는 화합물이다. 예를 들어, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 디에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸에테르), 에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르 등을 들 수 있다. 이들 지환형 에폭시 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
방향족 에폭시 화합물은, 분자 내에 방향족 고리와 에폭시기를 갖는 화합물이다. 그 구체예로서, 비스페놀 A 의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F 의 디글리시딜에테르, 비스페놀 S 의 디글리시딜에테르 등의 비스페놀형 에폭시 화합물 또는 그 올리고머 ; 페놀노볼락에폭시 수지, 크레졸노볼락에폭시 수지, 하이드록시벤즈알데하이드페놀노볼락에폭시 수지 등의 노볼락형의 에폭시 수지 ; 2,2',4,4'-테트라하이드록시디페닐메탄의 글리시딜에테르, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논의 글리시딜에테르 등의 다관능형의 에폭시 화합물 ; 에폭시화폴리비닐페놀 등의 다관능형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 방향족 에폭시 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
수소화에폭시 화합물은, 상기 방향족 에폭시 화합물의 핵 수소 첨가물이 수소화에폭시 화합물이 된다. 이들은, 대응하는 방향족 에폭시 화합물의 원료인 방향족 폴리하이드록시 화합물, 전형적으로는 비스페놀류에 대해, 촉매의 존재하 및 가압하에서 선택적으로 수소화 반응을 실시함으로써 얻어지는 다가 알코올, 전형적으로는 수소 첨가 비스페놀류를 원료로 하고, 이것에 에피클로로하이드린을 반응시켜 클로로하이드린에테르로 하고, 또한 그것을 알칼리로 분자 내 폐환시키는 방법에 의해 제조할 수 있다. 이들 수소화에폭시 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
지방족 에폭시 화합물에는, 지방족 다가 알코올 또는 그 알킬렌옥사이드 부가물의 폴리글리시딜에테르가 있다. 그 구체예로서, 네오펜틸글리콜의 디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올의 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올의 디글리시딜에테르, 글리세린의 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판의 트리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜의 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜의 디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜이나 프로필렌글리콜, 글리세린과 같은 지방족 다가 알코올에 1 종 또는 2 종 이상의 알킬렌옥사이드 (에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드) 를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르 폴리올의 폴리글리시딜에테르 등을 들 수 있다. 이들 지방족 에폭시 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
경화 시나 경화 후의 가열에 의해 발생하는 컬을 억제하는 관점, 가공 특성을 향상시키는 관점, 보강층 (8) 의 충분한 보강성을 확보하는 관점, 기재나 액정 경화층과의 밀착성을 조정하는 관점에서, 적절히 에폭시 수지를 선택 가능하다. 또, 동일한 관점에서, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 멜라민 수지 등과 혼합할 수도 있다.
옥세탄 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 의 경화성 재료로는, 분자 내에 적어도 1 개 이상의 옥세타닐기를 함유하는 화합물 등을 들 수 있다. 그 구체예로서, 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄 (옥세탄알코올이라고도 불린다), 2-에틸헥실옥세탄, 1,4-비스〔{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}메틸〕벤젠 (크실릴렌비스옥세탄이라고도 불린다), 3-에틸-3〔{(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시}메틸〕옥세탄, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 3-(시클로헥실옥시)메틸-3-에틸옥세탄 등을 들 수 있다.
멜라민 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 의 경화성 재료로는, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사에톡시메틸멜라민, 헥사프로폭시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 등의 멜라민 화합물을 들 수 있다.
보강층을 형성하기 위한 경화성 조성물은, 광 중합 개시제, 열 중합 개시제, 용매, 중합 금지제, 광 증감제, 레벨링제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 광 안정제, 점착 부여제, 충전제, 유동 조정제, 가소제, 소포제, 색소, 대전 방지제, 및 자외선 흡수제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
광 중합 개시제는, 라디칼 중합에 의해 경화하는 경화성 조성물, 예를 들어 (메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트를 경화성 재료로서 사용하는 경우에 광 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있고, 카티온 중합에 의해 경화하는 경화성 조성물, 예를 들어 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물을 경화성 조성물로서 사용하는 경우에 광 카티온 중합 개시제를 사용할 수 있고, 열에 의해 경화하는 경화성 조성물, 예를 들어 멜라민 화합물을 경화성 조성물로서 사용하는 경우에 열 중합 개시제를 사용할 수 있다.
광 중합 개시제로는, 광 라디칼 중합 개시제, 광 카티온 중합 개시제 등을 들 수 있다. 광 라디칼 중합 개시제로는, 벤조인 화합물, 벤조페논 화합물, 벤질케탈 화합물, α-하이드록시케톤 화합물, α-아미노케톤 화합물, 트리아진 화합물 등을 들 수 있고, 광 카티온 중합 개시제로는, 방향족 디아조늄염, 방향족 요오드늄염이나 방향족 술포늄염 등의 오늄염, 철-아렌 착물 등을 들 수 있다.
구체적으로는, 이르가큐어 (Irgacure, 등록상표) 907, 이르가큐어 184, 이르가큐어 651, 이르가큐어 819, 이르가큐어 250, 이르가큐어 369, 이르가큐어 379, 이르가큐어 127, 이르가큐어 2959, 이르가큐어 754, 이르가큐어 379EG (이상, BASF 재팬 주식회사 제조), 세이쿠올 BZ, 세이쿠올 Z, 세이쿠올 BEE (이상, 세이코 화학 주식회사 제조), 카야큐어 (kayacure) BP100 (닛폰 화약 주식회사 제조), 카야큐어 UVI-6992 (다우사 제조), 아데카 옵토머 SP-152, 아데카 옵토머 SP-170, 아데카 옵토머 N-1717, 아데카 옵토머 N-1919, 아데카 아클즈 NCI-831, 아데카 아클즈 NCI-930 (이상, 주식회사 ADEKA 제조), TAZ-A, TAZ-PP (이상, 닛폰 시이베르 헤그너사 제조) 및 TAZ-104 (산와 케미컬사 제조), 카야라드 (등록상표) 시리즈 (닛폰 화약 주식회사 제조), 사이라큐어 UVI 시리즈 (다우 케미컬사 제조), CPI 시리즈 (산아프로 주식회사 제조), TAZ, BBI 및 DTS (이상, 미도리 화학 주식회사 제조), RHODORSIL (등록상표) (로디아 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 광 중합 개시제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 광 중합 개시제는, 사용하는 재료에 맞추어 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
광 중합 개시제는, 광원으로부터 발산되는 에너지를 충분히 활용할 수 있고, 생산성이 우수하기 때문에, 극대 흡수 파장이 300 nm ∼ 400 nm 이면 바람직하고, 300 nm ∼ 380 nm 이면 보다 바람직하고, 그 중에서도, α-아세토페논계 중합 개시제, 옥심계 광 중합 개시제가 바람직하다.
α-아세토페논계 중합 개시제로는, 예를 들어, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온 및 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-(4-메틸페닐메틸)부탄-1-온 등을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸술파닐페닐)프로판-1-온 및 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질부탄-1-온을 들 수 있다. α-아세토페논 화합물의 시판품으로는, 이르가큐어 369, 379EG, 907 (이상, BASF 재팬 (주) 제조) 및 세이쿠올 BEE (세이코 화학사 제조) 등을 들 수 있다.
옥심계 광 중합 개시제는, 광이 조사됨으로써 라디칼을 생성시킨다. 이 라디칼에 의해 층의 심부에 있어서의 경화성 조성물의 중합이 바람직하게 진행된다. 또, 층의 심부에서의 중합 반응을 보다 효율적으로 진행시킨다는 관점에서, 파장 350 nm 이상의 자외선을 효율적으로 이용 가능한 광 중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 파장 350 nm 이상의 자외선을 효율적으로 이용 가능한 광 중합 개시제로는, 트리아진 화합물이나 옥심에스테르형 카르바졸 화합물이 바람직하고, 감도의 관점에서는 옥심에스테르형 카르바졸 화합물이 보다 바람직하다. 옥심에스테르형 카르바졸 화합물로는, 예를 들어 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)-2-(O-벤조일옥심)], 에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심) 등을 들 수 있다. 옥심에스테르형 카르바졸 화합물의 시판품으로는, 이르가큐어 OXE-01, 이르가큐어 OXE-02, 이르가큐어 OXE-03 (이상, BASF 재팬 주식회사 제조), 아데카 옵토머 N-1919, 아데카 아클즈 NCI-831 (이상, 주식회사 ADEKA 제조) 등을 들 수 있다.
열 중합 개시제로는, 예를 들어 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸-4-메톡시발레로니트릴), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 2,2'-아조비스(2-하이드록시메틸프로피오니트릴) 등의 아조계 화합물 ; 라우릴퍼옥사이드, tert-부틸하이드로퍼옥사이드, 과산화벤조일, tert-부틸퍼옥시벤조에이트, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 디프로필퍼옥시디카보네이트, tert-부틸퍼옥시네오데카노에이트, tert-부틸퍼옥시피발레이트, (3,5,5-트리메틸헥사노일)퍼옥사이드 등의 유기 과산화물 ; 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과산화수소 등의 무기 과산화물 등을 들 수 있다. 이들 열 중합 개시제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
중합 개시제의 첨가량은, 경화성 조성물 100 질량부에 대해, 통상, 0.1 ∼ 20 질량부이며, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 질량부이며, 보다 바람직하게는 1 ∼ 5 질량부이다.
상기 범위 내이면, 경화 반응이 충분히 진행되기 쉽다.
경화성 재료는 통상, 용매에 용해한 상태로 기재에 도포되기 때문에, 경화성 재료는 용매를 포함하는 것이 바람직하다. 용매로는, 경화성 조성물을 용해할 수 있는 용매가 바람직하고, 또, 경화성 재료의 중합 반응에 불활성인 용매인 것이 바람직하다. 용매로는, 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜부틸에테르, 1-메톡시-2-프로판올, 2-부톡시에탄올 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올 용매 ; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 및 락트산에틸 등의 에스테르 용매 ; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜탄온, 시클로헥산온, 2-헵탄온 및 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 용매 ; 펜탄, 헥산 및 헵탄 등의 지방족 탄화수소 용매 ; 에틸시클로헥산 등의 지환형 탄화수소 용매 ; 톨루엔 및 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용매 ; 아세토니트릴 등의 니트릴 용매 ; 테트라하이드로푸란 및 디메톡시에탄 등의 에테르 용매 ; 클로로포름 및 클로로벤젠 등의 염소 함유 용매 ; 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 (NMP), 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 등의 아미드계 용매 등을 들 수 있다. 이들 용매는, 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 알코올 용매, 에스테르 용매, 케톤 용매, 염소 함유 용매, 아미드계 용매 및 방향족 탄화수소 용매가 바람직하다.
용매의 함유량은, 경화성 조성물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 50 ∼ 98 질량부, 보다 바람직하게는 60 ∼ 95 질량부이다. 따라서, 조성물 100 질량부에서 차지하는 고형분은, 2 ∼ 50 질량부인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 경화성 조성물의 점도가 낮아지므로, 보강층의 두께가 대략 균일하게 되어, 보강층에 불균일이 생기기 어려워지는 경향이 있다.
경화성 조성물은, 경화성 재료와, 첨가제 등의 경화성 재료 이외의 성분을 소정 온도에서 교반하거나 함으로써 얻을 수 있다.
보강층 (8) 은, 경화성 조성물을 기재 상에 도포하고, 이어서 용매를 제거하고, 가열 및/또는 활성 에너지선에 의해 경화시켜 얻을 수 있다.
경화성 조성물을 기재에 도포하는 방법 (이하, 도포 방법 A 라고 하는 경우가 있다) 으로는, 예를 들어 압출 코팅법, 다이렉트 그라비어 코팅법, 리버스 그라비어 코팅법, CAP 코팅법, 슬릿 코팅법, 마이크로 그라비어법, 다이 코팅법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 또, 딥 코터, 바 코터, 스핀 코터 등의 코터를 사용하여 도포하는 방법 등도 들 수 있다. 그 중에서도, Roll to Roll 형식으로 연속적으로 도포하는 경우에는, 마이크로 그라비어법, 잉크젯법, 슬릿 코팅법, 다이 코팅법에 의한 도포 방법이 바람직하다.
용매를 제거하는 방법 (이하, 용매 제거 방법 A 라고 하는 경우가 있다) 으로는, 예를 들어, 자연 건조, 통풍 건조, 가열 건조, 감압 건조 및 이들을 조합한 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 자연 건조 또는 가열 건조가 바람직하다. 건조 온도는, 0 ∼ 200 ℃ 의 범위가 바람직하고, 20 ∼ 150 ℃ 의 범위가 보다 바람직하고, 50 ∼ 130 ℃ 의 범위가 더욱 바람직하다. 건조 시간은, 10 초간 ∼ 20 분간이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 초간 ∼ 10 분간이다.
조사하는 활성 에너지선으로는, 경화성 조성물의 종류, 광 중합 개시제를 포함하는 경우에는 광 중합 개시제의 종류, 및 그들의 양에 따라 적절히 선택된다. 조사하는 활성 에너지선으로는, 경화성 조성물의 종류, 광 중합 개시제를 포함하는 경우에는 광 중합 개시제의 종류, 및 그들의 양에 따라 적절히 선택된다. 구체적으로는, 가시광, 자외광, 적외광, X 선, α 선, β 선, 및 γ 선으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 광을 들 수 있다. 그 중에서도, 중합 반응의 진행을 제어하기 쉬운 점, 및 광 중합 장치로서 당 분야에서 광범위하게 이용되고 있는 것을 사용할 수 있는 점에서, 자외광이 바람직하고, 자외광에 의해 광 중합 가능하도록, 중합성 액정 화합물의 종류를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 활성 에너지선의 광원으로는, 예를 들어, 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 할로겐 램프, 카본 아크등, 텅스텐 램프, 갈륨 램프, 엑시머 레이저, 파장 범위 380 ∼ 440 nm 를 발광하는 LED 광원, 케미컬 램프, 블랙 라이트 램프, 마이크로 웨이브 여기 수은등, 메탈 할라이드 램프 등을 들 수 있다.
자외선 조사 강도는, 통상, 10 ∼ 3,000 mW/㎠ 이다. 자외선 조사 강도는, 바람직하게는 광 카티온 중합 개시제 또는 광 라디칼 중합 개시제의 활성화에 유효한 파장 영역에 있어서의 강도이다. 광을 조사하는 시간은, 통상 0.1 초 ∼ 10 분이며, 바람직하게는 0.1 초 ∼ 5 분, 보다 바람직하게는 0.1 초 ∼ 3 분, 더욱 바람직하게는 0.1 초 ∼ 1 분이다.
이와 같은 자외선 조사 강도로 1 회 또는 복수회 조사하면, 그 적산 광량은, 10 ∼ 3,000 mJ/㎠, 바람직하게는 50 ∼ 2,000 mJ/㎠, 보다 바람직하게는 100 ∼ 1,000 mJ/㎠ 이다. 적산 광량이 이 범위 이하인 경우에는, 경화성 조성물의 경화가 불충분해져, 타원 편광판의 가공 특성이 저하하는 경우가 있다. 반대로, 적산 광량이 이 범위 이상인 경우에는, 타원 편광판이 착색되는 경우가 있다.
열에 의해 경화성 조성물을 경화하는 경우, 가열 온도는, 경화성 재료의 종류, 열 중합 개시제를 포함하는 경우에는 열 중합 개시제의 종류, 및 그들의 양에 따라 적절히 선택되지만, 예를 들어 50 ℃ ∼ 200 ℃, 바람직하게는 50 ℃ ∼ 130 ℃ 여도 된다. 가열 시간은, 예를 들어 10 초 ∼ 10 분간, 바람직하게는 10 초 ∼ 5 분간이어도 된다. 또한, 가열 건조하는 경우에는 건조와 경화를 동시에 실시할 수도 있다.
보강층 (8) 의 막두께는, 보강성의 관점에서, 바람직하게는 1 ∼ 10 ㎛ 이다. 보강층의 막두께가 상기 하한값 이상이면, 타원 편광판에 포함되는 층, 특히 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 충분히 보강할 수 있어, 우수한 가공 특성을 발현할 수 있다. 보강층 (8) 의 막두께가 상기 상한값 이하이면, 타원 편광판의 박막화의 관점에서 바람직하다. 보강층 (8) 의 막두께는, 타원 편광판의 박막화의 관점에서는, 바람직하게는 1 ∼ 5 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ∼ 3 ㎛ 여도 되고, 타원 편광판의 가공 특성의 관점에서는, 바람직하게는 5 ∼ 10 ㎛, 보다 바람직하게는 7 ∼ 10 ㎛ 여도 된다. 보강층의 막두께는, 엘립소미터 또는 접촉식 막두께계를 사용하여 측정할 수 있다.
〔편광층〕
편광층 (2) 은, 편광 기능을 갖는 층이다. 이와 같은 층으로는, 흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름, 또는, 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름을 편광자로서 포함하는 필름 등을 들 수 있다. 흡수 이방성을 갖는 색소로는, 예를 들어, 이색성 색소를 들 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 흡착시킨 연신 필름을 편광자로서 포함하는 필름은 통상, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 1 축 연신하는 공정, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 이색성 색소로 염색함으로써, 그 이색성 색소를 흡착시키는 공정, 이색성 색소가 흡착된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 거쳐 제조된 편광자의 적어도 일방의 면에 접착제를 개재하여 투명 보호 필름으로 끼워 넣음으로써 제작된다.
폴리비닐알코올계 수지는, 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체가 사용된다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로는, 예를 들어, 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는, 통상 85 ∼ 100 몰％ 정도이며, 바람직하게는 98 몰％ 이상이다. 폴리비닐알코올계 수지는 변성되어 있어도 되고, 예를 들어, 알데하이드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는, 통상 1,000 ∼ 10,000 정도이며, 바람직하게는 1,500 ∼ 5,000 의 범위이다.
이와 같은 폴리비닐알코올계 수지를 제막한 것이, 편광층 (2) 의 원단 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지를 제막하는 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니고, 공지된 방법으로 제막할 수 있다. 폴리비닐알코올계 원단 필름의 막두께는, 예를 들어, 10 ∼ 150 ㎛ 정도로 할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 1 축 연신은, 이색성 색소에 의한 염색 전, 염색과 동시, 또는 염색 후에 실시할 수 있다. 1 축 연신을 염색 후에 실시하는 경우, 이 1 축 연신은, 붕산 처리 전에 실시해도 되고, 붕산 처리 중에 실시해도 된다. 또, 이들의 복수의 단계에서 1 축 연신을 실시하는 것도 가능하다. 1 축 연신 시에는, 주속이 상이한 롤 사이에서 1 축으로 연신해도 되고, 열롤을 사용하여 1 축으로 연신해도 된다. 또 1 축 연신은, 대기 중에서 연신을 실시하는 건식 연신이어도 되고, 용매를 이용하여, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 팽윤시킨 상태로 연신을 실시하는 습식 연신이어도 된다. 연신 배율은, 통상 3 ∼ 8 배 정도이다.
폴리비닐알코올계 수지 필름의 이색성 색소에 의한 염색은, 예를 들어, 이색성 색소를 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지하는 방법에 의해 실시된다.
이색성 색소로서, 구체적으로는, 요오드나 이색성의 유기 염료가 사용된다. 이색성의 유기 염료로는, C. I. DIRECT RED 39 등의 디스아조 화합물로 이루어지는 이색성 직접 염료 및, 트리스아조, 테트라키스아조 등의 화합물로 이루어지는 이색성 직접 염료 등을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지 필름은, 염색 처리 전에, 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는 통상, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에, 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지해 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에 있어서의 요오드의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상, 0.01 ∼ 1 질량부 정도이다. 또 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상, 0.5 ∼ 20 질량부 정도이다. 염색에 사용하는 수용액의 온도는, 통상 20 ∼ 40 ℃ 정도이다. 또, 이 수용액에의 침지 시간 (염색 시간) 은, 통상 20 ∼ 1,800 초 정도이다.
한편, 이색성 색소로서 이색성의 유기 염료를 사용하는 경우에는 통상, 수용성 이색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알코올계 수지 필름을 침지해 염색하는 방법이 채용된다.
이 수용액에 있어서의 이색성 유기 염료의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상, 1 × 10-4 ∼ 10 질량부 정도이며, 바람직하게는 1 × 10-3 ∼ 1 질량부이며, 더욱 바람직하게는 1 × 10-3 ∼ 1 × 10-2 질량부이다. 이 수용액은, 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 포함하고 있어도 된다. 염색에 사용하는 이색성 염료 수용액의 온도는, 통상, 20 ∼ 80 ℃ 정도이다. 또, 이 수용액에의 침지 시간 (염색 시간) 은, 통상, 10 ∼ 1,800 초 정도이다.
이색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는 통상, 염색된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 붕산 수용액에 침지하는 방법에 의해 실시할 수 있다. 이 붕산 수용액에 있어서의 붕산의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상 2 ∼ 15 질량부 정도이며, 바람직하게는 5 ∼ 12 질량부이다. 이색성 색소로서 요오드를 사용한 경우에는, 이 붕산 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하고, 그 경우의 요오드화칼륨의 함유량은, 물 100 질량부당, 통상 0.1 ∼ 15 질량부 정도이며, 바람직하게는 5 ∼ 12 질량부이다. 붕산 수용액에의 침지 시간은, 통상 60 ∼ 1,200 초 정도이며, 바람직하게는 150 ∼ 600 초, 더욱 바람직하게는 200 ∼ 400 초이다. 붕산 처리의 온도는, 통상 50 ℃ 이상이며, 바람직하게는 50 ∼ 85 ℃, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 80 ℃ 이다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알코올계 수지 필름은 통상, 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들어, 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 수지 필름을 물에 침지하는 방법에 의해 실시할 수 있다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는, 통상 5 ∼ 40 ℃ 정도이다.
또 침지 시간은, 통상 1 ∼ 120 초 정도이다.
수세 후에 건조 처리가 실시되고, 편광자가 얻어진다. 건조 처리는 예를 들어, 열풍 건조기나 원적외선 히터를 사용하여 실시할 수 있다. 건조 처리의 온도는, 통상 30 ∼ 100 ℃ 정도이며, 바람직하게는 50 ∼ 80 ℃ 이다. 건조 처리의 시간은, 통상 60 ∼ 600 초 정도이며, 바람직하게는 120 ∼ 600 초이다. 건조 처리에 의해, 편광자의 수분율은 실용 정도로까지 저감된다. 그 수분율은, 통상 5 ∼ 20 중량％ 정도이며, 바람직하게는 8 ∼ 15 중량％ 이다. 수분율이 5 중량％ 를 하회하면, 편광자의 가요성이 상실되어, 편광자가 그 건조 후에 손상되거나, 파단되거나 하는 경우가 있다. 또, 수분율이 20 중량％ 를 상회하면, 편광자의 열 안정성이 악화될 가능성이 있다.
이렇게 하여 폴리비닐알코올계 수지 필름에, 1 축 연신, 이색성 색소에 의한 염색, 붕산 처리, 수세 및 건조를 하여 얻어지는 편광자의 두께는 바람직하게는 5 ∼ 40 ㎛ 이다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로는, 액정성을 갖는 이색성 색소를 포함하는 조성물 또는, 이색성 색소와 중합성 액정을 포함하는 조성물을 도포하여 얻어지는 필름 등을 들 수 있다. 당해 필름은, 바람직하게는, 그 편면 또는 양면에 보호 필름을 갖는다.
당해 보호 필름으로는, 후술하는 기재와 동일한 것을 들 수 있다.
흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름은 얇은 편이 바람직하지만, 지나치게 얇으면 강도가 저하하여, 가공성이 열등한 경향이 있다. 당해 필름의 두께는, 통상 20 ㎛ 이하이며, 바람직하게는 5 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 3 ㎛ 이다.
상기 흡수 이방성을 갖는 색소를 도포한 필름으로는, 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2012-33249호 등에 기재된 필름을 들 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 편광자의 적어도 일방의 면에, 접착제를 개재하여 투명 보호 필름을 적층함으로써 편광층 (2) 이 얻어진다. 투명 보호 필름으로는, 후술하는 기재와 동일한 투명 필름을 바람직하게 사용할 수 있다.
〔λ/4 위상차층〕
λ/4 위상차층 (4) 은 필름면 내의 굴절률에 이방성을 갖는 층이다. λ/4 위상차층 (4) 은, 고분자 필름을 연신 또는 수축시키는 방법에 의해 형성해도 되지만, 타원 편광판의 박막화의 관점에서, 중합성 액정 화합물 (중합성 액정이라고도 한다) 을 포함하는 중합성 액정 조성물을 배향시킨 채 중합하여 형성하는 것이 바람직하다.
λ/4 위상차층 (4) 이 형성하는 3 차원 굴절률 타원체는 2 축성을 가지고 있어도 되지만, 1 축성을 갖는 것이 바람직하다. λ/4 위상차층 (4) 은, λ/4 위상차층 (4) 의 평면에 대해 수평 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지는 수평 배향 액정 경화층인 것이 바람직하다.
수평 배향 액정 경화층은, 중합성 액정의 광축이 λ/4 위상차층의 평면에 대해 수평 방향으로 배향하고 있다. λ/4 위상차층을 구성하는 중합성 액정은, 봉상 또는 원판상의 중합성 액정이어도 된다. 봉상의 중합성 액정이 λ/4 위상차층의 평면에 대해 수평 배향 또는 수직 배향한 경우에는, 중합성 액정의 광축은, 그 중합성 액정의 장축 방향과 일치한다. 원반상의 중합성 액정이 배향한 경우에는, 중합성 액정의 광축은, 그 중합성 액정의 원반면에 대해 직교하는 방향으로 존재한다.
중합성 액정의 배향에 의해 형성되는 굴절률 타원체에 있어서의 3 방향의 굴절률 nx, ny 및 nz 는, nx ＞ ny ≒ nz (포지티브 A 플레이트라고 한다), nx ≒ ny ＜ nz (포지티브 C 플레이트라고 한다), nx ＜ ny ≒ nz (네거티브 A 플레이트라고 한다) 또는 nx ≒ ny ＞ nz (네거티브 C 플레이트라고 한다) 등의 관계를 들 수 있다. nx 는, λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, λ/4 위상차층의 평면에 대해 평행한 방향의 주굴절률을 나타낸다. ny 는, λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, λ/4 위상차층의 평면에 대해 평행이며, 또한, 그 nx 의 방향에 대해 직교하는 방향의 굴절률을 나타낸다. nz 는, λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, λ/4 위상차층의 평면에 대해 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다.
λ/4 위상차층 (4) 은, 봉상의 중합성 액정과 원반상의 중합성 액정의 어느 것이어도 사용 가능하지만, 봉상의 중합성 액정인 것이 바람직하고, 봉상의 중합성 액정이 수평 배향 액정 경화층을 형성하는 경우, λ/4 위상차층은 포지티브 A 플레이트가 된다.
λ/4 위상차층 (4) 은, λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서 파장 λ = 400 ∼ 700 nm 의 범위에서,
nxQ(λ) ＞ nyQ(λ) ≒ nzQ(λ)
[식 중, nxQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 위상차층 평면에 대해 평행한 방향의 주굴절률을 나타낸다. nyQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 위상차층 평면에 대해 평행이며, 또한, 상기 nxQ(λ) 의 방향에 대해 직교하는 방향의 파장 λ (nm) 의 광에 대한 굴절률을 나타낸다. nzQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 위상차층 평면에 대해 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다.]
의 관계를 갖고,
하기 식 (1) ∼ (3)
ReQ(450)/ReQ(550) ≤ 1.00 (1)
1.00 ≤ ReQ(650)/ReQ(550) (2)
100 nm ≤ ReQ(550) ≤ 160 nm (3)
[식 중, ReQ(450) 은 파장 λ = 450 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을, ReQ(550) 은 파장 λ = 550 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을, ReQ(650) 은 파장 λ = 650 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을 각각 나타내고, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값ReQ(λ) 는,
ReQ(λ) = (nxQ(λ) - nyQ(λ)) × dQ
로 나타낸다. 여기서, dQ 는 λ/4 위상차층의 두께를 나타낸다.]
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
λ/4 위상차층 (4) 의 면내 위상차 ReQ(550) 이 식 (3) 의 범위를 초과하면, 타원 편광판을 포함하는 디스플레이 정면의 색상이 붉게 되거나 파랗게 되거나 하는 문제를 발생시킬 수 있다. 면내 위상차값의 더욱 바람직한 범위로는, 130 nm ≤ Re1(550) ≤ 150 nm 이다. λ/4 위상차층의 ReQ(450)/ReQ(550) 이 1.00 을 초과하면, 당해 λ/4 위상차층을 구비하는 타원 편광판에서의 단파장측에 있어서의 타원율이 악화된다. 단파장측에서 원 편광판의 타원율이 악화되어 1.0 을 벗어나 작아지면, 단파장측에서 정면으로부터 보았을 때의 원 편광판으로서의 기능이 저해된다. 이 「ReQ(450)/ReQ(550)」 은, 바람직하게는 0.75 ∼ 0.92, 보다 바람직하게는 0.77 ∼ 0.87, 더욱 바람직하게는 0.79 ∼ 0.85 이다.
λ/4 위상차층 (4) 의 면내 위상차값은, λ/4 위상차층의 두께 dQ 에 의해, 조정할 수 있다. 면내 위상차값은, 상기 식 ReQ(λ) = (nxQ(λ) - nyQ(λ)) × dQ 에 의해 결정되므로, 원하는 면내 위상차값 (ReQ(λ) : 파장 λ (nm) 에 있어서의 λ/4 위상차층의 면내 위상차값) 을 얻으려면, 3 차원 굴절률과 막두께 d1 을 조정하면 된다. 또한, 3 차원 굴절률은, 후술하는 중합성 액정 화합물의 분자 구조 그리고 배향 상태에 의존한다.
λ/4 위상차층 (4) 의 막두께의 상한은, 박막화의 관점에서, 바람직하게는 5 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.5 ㎛ 이하이다. 또, λ/4 위상차층 (4) 의 막두께의 하한은, 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.8 ㎛ 이상이다. λ/4 위상차층의 막두께는, 엘립소미터 또는 접촉식 막두께계를 사용하여 측정할 수 있다.
(수직 배향 액정 경화층)
수직 배향 액정 경화층 (6) 은, 그 액정 경화층 평면에 대해 수직 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지는 층이다. 수직 배향 액정 경화층 (6) 이 형성하는 3 차원 굴절률 타원체는 2 축성을 가지고 있어도 되지만, 1 축성을 갖는 것이 바람직하다. 수직 배향 액정 경화층 (6) 은, 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 평면에 대해 수직 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지는 수직 배향 액정 경화층이다. 수직 배향 액정 경화층 (6) 은 봉상의 액정인 것이 바람직하게는, 포지티브 C 플레이트인 것이 바람직하다.
수직 배향 액정 경화층 (6) 이 포지티브 C 플레이트인 경우, 수직 배향 액정 경화층 (6) 은, 수직 배향 액정 경화층 (6) 이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ = 400 ∼ 700 nm 의 범위에서,
nzV(λ) ＞ nxV(λ) ≒ nyV(λ)
[식 중, nzV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층 평면에 대해 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다. nxV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층 평면에 대해 평행한 방향의 최대 굴절률을 나타낸다. nyV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 액정 경화층 평면에 대해 평행이며, 또한, 상기 nxV 의 방향에 대해 직교하는 방향의 파장 λ (nm) 의 광에 대한 굴절률을 나타낸다. 단, nxV(λ) = nyV(λ) 가 되는 경우에는, nxV(λ) 는 액정 경화층 평면에 대해 평행한 임의의 방향의 굴절률을 나타낸다.]
의 관계를 갖고, 또한
하기 식 (4) ∼ (6)
RthV(450)/RthV(550) ≤ 1.00 (4)
1.00 ≤ RthV(650)/RthV(550) (5)
-120 nm ≤ RthV(550) ≤ -50 nm (6)
[식 중, RthV(450) 은 파장 λ = 450 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을, RthV(550) 은 파장 λ = 550 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을, RthV(650) 은 파장 650 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을 각각 나타내고, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값 RthV(λ) 는, RthV(λ) = [(nxV(λ) ＋ nyV(λ))/2 - nzV(λ)]×dV
로 나타낸다. 여기서, 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, nzV(λ) 는 파장 λ (nm) 에 있어서의 액정 경화층 평면에 대해 수직인 방향의 주굴절률을 나타내고, ((nxV(λ) ＋ nyV(λ))/2) 는, 파장 λ (nm) 에 있어서의 액정 경화층 평면에서의 평균 굴절률을 나타낸다. dV 는 액정 경화층의 두께를 나타낸다.]
의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
수직 배향 액정 경화층 (6) 의 두께 방향의 위상차값 Rth2(550) 이 식 (6) 의 범위를 초과하면, 타원 편광판을 포함하는 디스플레이의 사방 (斜方) 의 색상이 붉게 되거나 파랗게 되거나 하는 문제를 발생시킬 수 있다. 두께 방향의 위상차값의 보다 바람직한 범위로는, -95 nm ≤ RthV(550) ≤ -55 nm, 더욱 바람직한 범위로는 -90 nm ≤ RthV(550) ≤ -60 nm 이다. 수직 배향 액정 경화층의 「RthV(450)/RthV(550)」 이 1.0 을 초과하면, 당해 수직 배향 경화층을 포함하는 타원 편광판에서의 단파장측에서의 사방으로부터 본 경우의 타원율이 악화된다. 단파장측에서 원 편광판의 타원율이 악화되어 1.0 을 벗어나 작아지면, 단파장측에서 원 편광판으로서의 기능이 저해된다. 「RthV(450)/RthV(550)」 은, 바람직하게는 0.75 ∼ 0.92, 보다 바람직하게는 0.77 ∼ 0.87, 더욱 바람직하게는 0.79 ∼ 0.85 이다.
수직 배향 액정 경화층 (6) 의 두께 방향의 위상차값은, 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 두께 dV 에 의해, 조정할 수 있다. 면내 위상차값은 상기 식 RthV(λ) = [(nxV(λ) ＋ nyV(λ))/2 - nzV(λ)] × dV 에 의해 결정되므로, 원하는 두께 방향의 위상차값 (RthV(λ) : 파장 (nm) 에 있어서의 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 두께 방향의 위상차값) 을 얻기 위해서는, 3 차원 굴절률과 막두께 dV 를 조정하면 된다. 또한, 3 차원 굴절률은, 후술하는 중합성 액정 화합물의 분자 구조 그리고 배향성에 의존한다.
수직 배향 액정 경화층 (6) 의 막두께의 상한은, 박막화의 관점에서, 바람직하게는 3 ㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 2.5 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 2.0 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하이다. 또, 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 막두께의 하한은, 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상이다. 수직 배향 액정 경화층의 막두께는, 엘립소미터 또는 접촉식 막두께계를 사용하여 측정할 수 있다.
(중합성 액정 조성물)
λ/4 위상차층 (4) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 은 각각, 배향 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지는 것이 바람직하다. 중합성 액정 화합물은, 중합성 관능기, 특히 광 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물이다. 광 중합성 관능기란, 광 중합 개시제로부터 발생한 활성 라디칼이나 산 등에 의해 중합 반응에 관여할 수 있는 기를 말한다.
광 중합성 관능기로는, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다. 액정성은 서모트로픽성 액정이어도 되고 리오트로픽성 액정이어도 되고, 상 질서 구조로는 네마틱 액정이어도 되고 스멕틱 액정이어도 된다.
본 발명에 있어서, 중합성 액정 화합물은, 역파장 분산성의 발현, 바람직하게는, 상기 식 (1) 및 (2) 혹은 (4) 및 (5) 의 관계를 충족시키는 관점에서, 하기 식 (I)
[화학식 1]
Figure pct00001
로 나타내는 화합물이 바람직하다.
식 (I) 중, Ar 은 치환기를 가지고 있어도 되는 2 가의 방향족기를 나타낸다. 여기서 말하는 방향족기란, 평면성을 갖는 고리형 구조의 기이며, 그 고리 구조가 갖는 π 전자수가 휘켈 규칙에 따라 [4n ＋ 2] 개인 것을 말한다. 여기서, n 은 정수를 나타낸다. -N= 나 -S- 등의 헤테로 원자를 포함하여 고리 구조를 형성하고 있는 경우, 이들 헤테로 원자 상의 비공유 결합 전자쌍을 포함하여 휘켈 규칙을 만족하고, 방향족성을 갖는 경우도 포함한다. 그 2 가의 방향족기 중에는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 중 적어도 1 개 이상이 포함되는 것이 바람직하다.
G1 및 G2 는 각각 독립적으로, 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환형 탄화수소기를 나타낸다.
여기서, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환형 탄화수소기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기로 치환되어 있어도 되고, 그 2 가의 방향족기 또는 2 가의 지환형 탄화수소기를 구성하는 탄소 원자가, 산소 원자, 황 원자 또는 질소 원자로 치환되어 있어도 된다.
L1, L2, B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 단결합 또는 2 가의 연결기이다.
k, l 은, 각각 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타내고, 1 ≤ k ＋ l 의 관계를 만족한다. 여기서, 2 ≤ k ＋ l 인 경우, B1 및 B2, G1 및 G2 는, 각각 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.
E1 및 E2 는 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 17 의 알칸디일기를 나타내고, 여기서, 알칸디일기에 포함되는 수소 원자는, 할로겐 원자로 치환되어 있어도 되고, 그 알칸디일기에 포함되는 -CH2- 는, -O-, -S-, -Si- 로 치환되어 있어도 된다. P1 및 P2 는 서로 독립적으로, 중합성 기 또는 수소 원자를 나타내고, 적어도 1 개는 중합성 기이다.
G1 및 G2 는, 각각 독립적으로, 바람직하게는, 할로겐 원자 및 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 치환기로 치환되어 있어도 되는 1,4-페닐렌디일기, 할로겐 원자 및 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 치환기로 치환되어 있어도 되는 1,4-시클로헥산디일기이며, 보다 바람직하게는 메틸기로 치환된 1,4-페닐렌디일기, 무치환의 1,4-페닐렌디일기, 또는 무치환의 1,4-trans-시클로헥산디일기이며, 특히 바람직하게는 무치환의 1,4-페닐렌디일기, 또는 무치환의 1,4-trans-시클로헥산디일기이다. 또, 복수 존재하는 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환형 탄화수소기인 것이 바람직하고, 또, L1 또는 L2 에 결합하는 G1 및 G2 중 적어도 1 개는 2 가의 지환형 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.
L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 바람직하게는, 단결합, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra1ORa2-, -Ra3COORa4-, -Ra5OCORa6-, Ra7OC=OORa8-, -N=N-, -CRc=CRd-, 또는 C≡C- 이다. 여기서, Ra1 ∼ Ra8 은 각각 독립적으로 단결합, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타내고, Rc 및 Rd 는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 수소 원자를 나타낸다. L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 보다 바람직하게는 단결합, -ORa2-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa4-1-, 또는 OCORa6-1- 이다. 여기서, Ra2-1, Ra4-1, Ra6-1 은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2- 중 어느 것을 나타낸다. L1 및 L2 는 각각 독립적으로, 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2-, 또는 OCO- 이다.
B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 바람직하게는, 단결합, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기, -O-, -S-, -Ra9ORa10-, -Ra11COORa12-, -Ra13OCORa14-, 또는 Ra15OC=OORa16- 이다. 여기서, Ra9 ∼ Ra16 은 각각 독립적으로 단결합, 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타낸다. B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 보다 바람직하게는 단결합, -ORa10-1-, -CH2-, -CH2CH2-, -COORa12-1-, 또는 OCORa14-1- 이다. 여기서, Ra10-1, Ra12-1, Ra14-1 은 각각 독립적으로 단결합, -CH2-, -CH2CH2- 중 어느 것을 나타낸다. B1 및 B2 는 각각 독립적으로, 더욱 바람직하게는 단결합, -O-, -CH2CH2-, -COO-, -COOCH2CH2-, -OCO-, 또는 OCOCH2CH2- 이다.
k 및 l 은, 역파장 분산성 발현의 관점에서 2 ≤ k ＋ l ≤ 6 의 범위가 바람직하고, k ＋ l = 4 인 것이 바람직하고, k = 2 또한 l = 2 인 것이 보다 바람직하다. k = 2 또한 l = 2 이면 대칭 구조가 되기 때문에 더욱 바람직하다.
E1 및 E2 는 각각 독립적으로, 탄소수 1 ∼ 17 의 알칸디일기가 바람직하고, 탄소수 4 ∼ 12 의 알칸디일기가 보다 바람직하다.
P1 또는 P2 로 나타내는 중합성 기로는, 예를 들어 에폭시기, 비닐기, 비닐옥시기, 1-클로로비닐기, 이소프로페닐기, 4-비닐페닐기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 옥시라닐기, 및 옥세타닐기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 비닐옥시기, 옥시라닐기 및 옥세타닐기가 바람직하고, 아크릴로일옥시기가 보다 바람직하다.
Ar 은 치환기를 가지고 있어도 되는 방향족 탄화수소 고리, 치환기를 가지고 있어도 되는 방향족 복소 고리, 및 전자 흡인성 기에서 선택되는 적어도 1 개를 갖는 것이 바람직하다. 당해 방향족 탄화수소 고리로는, 예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리 등을 들 수 있고, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리가 바람직하다. 당해 방향족 복소 고리로는, 푸란 고리, 벤조푸란 고리, 피롤 고리, 인돌 고리, 티오펜 고리, 벤조티오펜 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 트리아졸 고리, 트리아진 고리, 피롤린 고리, 이미다졸 고리, 피라졸 고리, 티아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 티에노티아졸 고리, 옥사졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 및 페난트롤린 고리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 티아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 또는 벤조푸란 고리를 갖는 것이 바람직하고, 벤조티아졸기를 갖는 것이 더욱 바람직하다. 또, Ar 에 질소 원자가 포함되는 경우, 당해 질소 원자는 π 전자를 갖는 것이 바람직하다.
식 (I) 중, Ar 로 나타내는 2 가의 방향족기에 포함되는 π 전자의 합계수 Nπ 는 8 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 이상이며, 더욱 바람직하게는 14 이상이며, 특히 바람직하게는 16 이상이다. 또, 바람직하게는 30 이하이며, 보다 바람직하게는 26 이하이며, 더욱 바람직하게는 24 이하이다.
Ar 로 나타내는 방향족기로는, 예를 들어 이하의 기를 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
식 (Ar-1) ∼ 식 (Ar-22) 중, * 표시는 연결부를 나타내고, Z0, Z1 및 Z2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬술피닐기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬술포닐기, 카르복실기, 탄소수 1 ∼ 12 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬티오기, 탄소수 1 ∼ 12 의 N-알킬아미노기, 탄소수 2 ∼ 12 의 N,N-디알킬아미노기, 탄소수 1 ∼ 12 의 N-알킬술파모일기 또는 탄소수 2 ∼ 12 의 N,N-디알킬술파모일기를 나타낸다.
Q1 및 Q2 는, 각각 독립적으로, -CR2'R3'-, -S-, -NH-, -NR2'-, -CO- 또는 O- 를 나타내고, R2' 및 R3' 는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기를 나타낸다.
J1, 및 J2 는, 각각 독립적으로, 탄소 원자, 또는 질소 원자를 나타낸다.
Y1, Y2 및 Y3 은, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 방향족 탄화수소기 또는 방향족 복소 고리기를 나타낸다.
W1 및 W2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 시아노기, 메틸기 또는 할로겐 원자를 나타내고, m 은 0 ∼ 6 의 정수를 나타낸다.
Y1, Y2 및 Y3 에 있어서의 방향족 탄화수소기로는, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 비페닐기 등의 탄소수 6 ∼ 20 의 방향족 탄화수소기를 들 수 있고, 페닐기, 나프틸기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다. 방향족 복소 고리기로는, 푸릴기, 피롤릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아조릴기 등의 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 등의 헤테로 원자를 적어도 1 개 포함하는 탄소수 4 ∼ 20 의 방향족 복소 고리기를 들 수 있고, 푸릴기, 티에닐기, 피리디닐기, 티아졸릴기, 벤조티아졸릴기가 바람직하다.
Y1 및 Y2 는, 각각 독립적으로, 치환되어 있어도 되는 다환계 방향족 탄화수소기 또는 다환계 방향족 복소 고리기여도 된다. 다환계 방향족 탄화수소기는, 축합 다환계 방향족 탄화수소기, 또는 방향 고리 집합에서 유래하는 기를 말한다. 다환계 방향족 복소 고리기는, 축합 다환계 방향족 복소 고리기, 또는 방향 고리 집합에서 유래하는 기를 말한다.
Z0, Z1 및 Z2 는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ∼ 12 의 알콕시기인 것이 바람직하고, Z0 은, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 12 의 알킬기, 시아노기가 더욱 바람직하고, Z1 및 Z2 는, 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 시아노기가 더욱 바람직하다.
Q1 및 Q2 는, -NH-, -S-, -NR2'-, -O- 가 바람직하고, R2' 는 수소 원자가 바람직하다. 그 중에서도 -S-, -O-, -NH- 가 특히 바람직하다.
Ar1 로 나타내는 방향족기로서, 이하의 식 (Ar-23) 으로 나타내는 기도 들 수 있다.
Figure pct00003
식 (Ar-23) 중, *, Z1, Z2, Q1 및 Q2 는 상기와 동일한 의미를 나타내고, U1 은 치환기가 결합하고 있어도 되는 제14속 ∼ 제16속의 비금속 원자를 나타낸다. 제14속 ∼ 제16속의 비금속 원자로는, 예를 들어 탄소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자를 들 수 있고, 바람직하게는 =O, =S, =NR' 및 =C(R')R' 등을 들 수 있다. 치환기 R' 로는, 예를 들어 수소 원자, 할로겐 원자, 알킬기, 할로겐화알킬기, 알케닐기, 아릴기, 시아노기, 아미노기, 니트로기, 니트로소기, 카르복시기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬술피닐기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬술포닐기, 탄소수 1 ∼ 6 의 플루오로알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬술파닐기, 탄소수 1 ∼ 6 의 N-알킬아미노기, 탄소수 2 ∼ 12 의 N,N-디알킬아미노기, 탄소수 1 ∼ 6 의 N-알킬술파모일기, 탄소수 2 ∼ 12 의 디알킬술파모일기 등을 들 수 있고, 비금속 원자가 탄소 원자 (C) 인 경우에 있어서의 2 개의 R' 는 서로 동일해도 되고, 상이해도 된다.
식 (Ar-1) ∼ (Ar-23) 중에서도, 식 (Ar-6) 및 식 (Ar-7) 이 분자의 안정성의 관점에서 바람직하다.
식 (Ar-16) ∼ (Ar-22) 에 있어서, Y1 은, 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0 과 함께, 방향족 복소 고리기를 형성하고 있어도 된다. 방향족 복소 고리기로는, Ar 이 가지고 있어도 되는 방향족 복소 고리로서 상기한 것을 들 수 있지만, 예를 들어, 피롤 고리, 이미다졸 고리, 피롤린 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 이소퀴놀린 고리, 푸린 고리, 피롤리딘 고리 등을 들 수 있다. 이 방향족 복소 고리기는, 치환기를 가지고 있어도 된다. 또, Y1 은, 이것이 결합하는 질소 원자 및 Z0 과 함께, 전술한 치환되어 있어도 되는 다환계 방향족 탄화수소기 또는 다환계 방향족 복소 고리기여도 된다. 예를 들어, 벤조푸란 고리, 벤조티아졸 고리, 벤조옥사졸 고리 등을 들 수 있다. 또한, 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2010-31223호에 기재된 방법에 준해 제조할 수 있다.
중합성 액정 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 2 종 이상 병용하는 경우, 상기 식 (I) 로 나타내는 화합물의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 50 질량부 이상, 보다 바람직하게는 70 질량부 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량부 이상이다.
중합성 액정 조성물은, 용매, 광 중합 개시제, 중합 금지제, 광 증감제, 레벨링제, 밀착성 향상제, 이색성 색소 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
중합성 액정 화합물의 함유량은, 중합성 액정 조성물의 고형분 100 질량부에 대해, 예를 들어 70 ∼ 99.5 질량부이며, 바람직하게는 80 ∼ 99 질량부이며, 보다 바람직하게는 90 ∼ 98 질량부이다. 함유량이 상기 범위 내이면, 층의 배향성이 높아지는 경향이 있다. 여기서, 고형분이란, 조성물로부터 용매를 제거한 성분의 합계량을 말한다.
용매로는, 보강층의 항에서 예시한 용매를 사용할 수 있다. 용매의 함유량은, 중합성 액정 조성물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 50 ∼ 98 질량부, 보다 바람직하게는 70 ∼ 95 질량부이다. 따라서, 조성물 100 질량부에서 차지하는 고형분은, 2 ∼ 50 질량부가 바람직하다. 조성물의 고형분이 50 질량부 이하이면, 조성물의 점도가 낮아지므로, 층의 두께가 대략 균일해져, 층에 불균일이 생기기 어려워지는 경향이 있다. 상기 고형분은, 제조하고자 하는 층의 두께를 고려해 적절히 정할 수 있다.
광 중합 개시제로는, 보강층의 항에서 예시한 광 중합 개시제를 사용할 수 있다. 광 중합 개시제의 첨가량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 통상, 0.1 ∼ 30 질량부이며, 바람직하게는 1 ∼ 20 질량부이며, 보다 바람직하게는 1 ∼ 15 질량부이다.
상기 범위 내이면, 중합성 기의 반응이 충분히 진행되고, 또한, 중합성 액정 화합물의 배향을 흩트리기 어렵다.
중합 금지제를 배합함으로써, 중합성 액정 화합물의 중합 반응을 컨트롤할 수 있다. 중합 금지제로는, 하이드로퀴논 및 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 하이드로퀴논류 ; 부틸카테콜 등의 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 카테콜류 ; 피로갈롤류, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥시라디칼 등의 라디칼 보착제 ; 티오페놀류 ; β-나프틸아민류 및 β-나프톨류를 들 수 있다. 중합성 액정 화합물의 배향을 흩트리는 일 없이, 중합성 액정 화합물을 중합하기 위해서는, 중합 금지제의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 통상 0.01 ∼ 10 질량부이며, 바람직하게는 0.1 ∼ 5 질량부이며, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 3 질량부이다. 중합 금지제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 광 증감제를 사용함으로써, 광 중합 개시제를 고감도화할 수 있다. 광 증감제로는, 예를 들어, 크산톤, 티오크산톤 등의 크산톤류 ; 안트라센 및 알킬에테르 등의 치환기를 갖는 안트라센류 ; 페노티아진 ; 루브렌을 들 수 있다. 광 증감제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 광 증감제의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 통상 0.01 ∼ 10 질량부이며, 바람직하게는 0.05 ∼ 5 질량부이며, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 3 질량부이다.
레벨링제란, 경화성 조성물의 유동성을 조정하여, 조성물을 도포해 얻어지는 층을 보다 평탄하게 하는 기능을 갖는 첨가제이며, 예를 들어, 실란 커플링제 등의 실리콘계 및 폴리아크릴레이트계 및 퍼플루오로알킬계의 레벨링제를 들 수 있다. 구체적으로는, DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA, ST80PA, ST86PA, SH8400, SH8700, FZ2123 (이상, 모두 도레이·다우코닝 (주) 제조), KP321, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341, X22-161A, KF6001, KBM-1003, KBE-1003, KBM-303, KBM-402, KBM-403, KBE-402, KBE-403, KBM-1403, KBM-502, KBM-503, KBE-502, KBE-503, KBM-5103, KBM-602, KBM-603, KBM-903, KBE-903, KBE-9103, KBM-573, KBM-575, KBE-585, KBM-802, KBM-802, KBM-803, KBE-846, KBE-9007 (이상, 모두 신에츠 화학 공업 (주) 제조), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460 (이상, 모두 모멘티브 퍼포먼스 매티리얼즈 재팬 합동회사 제조), 플루오리너트 (fluorinert) (등록상표) FC-72, 동(同) FC-40, 동 FC-43, 동 FC-3283 (이상, 모두 스미토모 3M (주) 제조), 메가팍 (등록상표) R-08, 동 R-30, 동 R-90, 동 F-410, 동 F-411, 동 F-443, 동 F-445, 동 F-470, 동 F-477, 동 F-479, 동 F-482, 동 F-483 (이상, 모두 DIC (주) 제조), 에프탑 (상품명) EF301, 동 EF303, 동 EF351, 동 EF352 (이상, 모두 미츠비시 매티리얼 전자 화성 (주) 제조), 서플론 (등록상표) S-381, 동 S-382, 동 S-383, 동 S-393, 동 SC-101, 동 SC-105, KH-40, SA-100 (이상, 모두 AGC 세이미 케미칼 (주) 제조), 상품명 E1830, 동 E5844 ((주) 다이킨 파인 케미컬 연구소 제조), BM-1000, BM-1100, BYK-352, BYK-353 및 BYK-361N (모두 상품명 : BM Chemie 사 제조) 등을 들 수 있다. 레벨링제는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
레벨링제의 함유량은, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 0.01 ∼ 5 질량부가 바람직하고, 0.05 ∼ 3 질량부가 더욱 바람직하다. 레벨링제의 함유량이, 상기 범위 내이면, 얻어지는 층이 보다 평활해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 이색성 색소란, 분자의 장축 방향에 있어서의 흡광도와, 단축 방향에 있어서의 흡광도가 상이한 성질을 갖는 색소를 말한다. 이색성 색소로는, 가시광을 흡수하는 특성을 갖는 것이 바람직하고, 380 ∼ 680 nm 의 범위에 흡수 극대 파장 (λMAX) 을 갖는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 이색성 색소로는, 예를 들어, 아크리딘 색소, 옥사진 색소, 시아닌 색소, 나프탈렌 색소, 아조 색소 및 안트라퀴논 색소 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 아조 색소가 바람직하다. 아조 색소로는, 모노아조 색소, 비스아조 색소, 트리스아조 색소, 테트라키스아조 색소 및 스틸벤아조 색소 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비스아조 색소 및 트리스아조 색소이다. 이색성 색소는 단독으로도, 조합하여도 되지만, 가시광 전역에서 흡수를 얻기 위해서는, 3 종류 이상의 이색성 색소를 조합하는 것이 바람직하고, 3 종류 이상의 아조 색소를 조합하는 것이 보다 바람직하다.
아조 색소로는, 예를 들어, 하기 식 (II) 로 나타내는 화합물 (이하, 「화합물 (II)」라고 하는 경우도 있다) 을 들 수 있다.
T1-A1(-N=N-A2)p-N=N-A3-T2 (II)
[식 (II) 중,
A1, A2 및 A3 은, 서로 독립적으로, 치환기를 가지고 있어도 되는 1,4-페닐렌기, 나프탈렌-1,4-디일기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 2 가의 복소 고리기를 나타내고, T1 및 T2 는 전자 흡인기 혹은 전자 방출기이며, 아조 결합면 내에 대해 실질적으로 180°의 위치에 갖는다. p 는 0 ∼ 4 의 정수를 나타낸다. p 가 2 이상인 경우, 각각의 A2 는 서로 동일해도 되고 상이해도 된다. 가시역에 흡수를 나타내는 범위에서 -N=N- 결합이 -C=C-, -COO-, -NHCO- 또는 -N=CH- 결합으로 치환되어 있어도 된다.]
A1, A2 및 A3 에 있어서의 1,4-페닐렌기, 나프탈렌-1,4-디일기 및 2 가의 복소 고리기가 임의로 갖는 치환기로는, 메틸기, 에틸기 및 부틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 ; 메톡시기, 에톡시기 및 부톡시기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기 ; 트리플루오로메틸기 등의 탄소수 1 ∼ 4 의 불화알킬기 ; 시아노기 ; 니트로기 ; 염소 원자, 불소 원자 등의 할로겐 원자 ; 아미노기, 디에틸아미노기 및 피롤리디노기 등의 치환 또는 무치환 아미노기 (치환 아미노기란, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 1 개 또는 2 개 갖는 아미노기, 혹은 2 개의 치환 알킬기가 서로 결합하여 탄소수 2 ∼ 8 의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기를 의미한다. 무치환 아미노기는, -NH2 이다.) 를 들 수 있다. 또한, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기 및 헥실기 등을 들 수 있다. 탄소수 2 ∼ 8 의 알칸디일기로는, 에틸렌기, 프로판-1,3-디일기, 부탄-1,3-디일기, 부탄-1,4-디일기, 펜탄-1,5-디일기, 헥산-1,6-디일기, 헵탄-1,7-디일기, 옥탄-1,8-디일기 등을 들 수 있다. 스멕틱 액정과 같은 고질서 액정 구조 중에 포섭하기 위해서는, A1, A2 및 A3 은 무치환 또는 수소가 메틸기 또는 메톡시기로 치환된 1,4-페닐렌기, 또는 2 가의 복소 고리기가 바람직하고, p 는 0 또는 1 인 것이 바람직하다. 그 중에서도 p 가 1 이며, 또한, A1, A2 및 A3 의 3 개의 구조 중 적어도 2 개가 1,4-페닐렌기인 것이 분자 합성의 간편함과 높은 성능의 양방을 갖는다는 점에서 보다 바람직하다.
2 가의 복소 고리기로는, 퀴놀린, 티아졸, 벤조티아졸, 티에노티아졸, 이미다졸, 벤조이미다졸, 옥사졸 및 벤조옥사졸에서 2 개의 수소 원자를 제거한 기를 들 수 있다. A2 가 2 가의 복소 고리기인 경우에는, 분자 결합 각도가 실질적으로 180°가 되는 구조가 바람직하고, 구체적으로는, 2 개의 5 원 고리가 축합한 벤조티아졸, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸 구조가 보다 바람직하다.
T1 및 T2 는 전자 흡인기 혹은 전자 방출기이며, 상이한 구조인 것이 바람직하고, T1 이 전자 흡인기 및 T2 가 전자 방출기, 혹은, T1 이 전자 방출기 및 T2 가 전자 흡인기의 관계인 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는, T1 및 T2 는 서로 독립적으로 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 1 개 또는 2 개 갖는 아미노기, 혹은 2 개의 치환 알킬기가 서로 결합하여 탄소수 2 ∼ 8 의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기, 또는 트리플루오로메틸기가 바람직하고, 그 중에서도 스멕틱 액정과 같은 고질서 액정 구조 중에 포섭하기 위해서는, 분자의 배제 체적이 보다 작은 구조체일 필요가 있기 때문에, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 시아노기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기를 1 개 또는 2 개 갖는 아미노기, 혹은 2 개의 치환 알킬기가 서로 결합하여 탄소수 2 ∼ 8 의 알칸디일기를 형성하고 있는 아미노기가 바람직하다.
이와 같은 아조 색소로는, 예를 들어, 이하와 같은 것을 들 수 있다.
[화학식 3]
Figure pct00004
[화학식 4]
Figure pct00005
식 (2-1) ∼ (2-6) 중,
B1 ∼ B20 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6 의 알킬기, 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 무치환의 아미노기 (치환 아미노기 및 무치환 아미노기의 정의는 상기와 같음), 염소 원자 또는 트리플루오로메틸기를 나타낸다. 또, 높은 편광 성능이 얻어지는 관점에서, B2, B6, B9, B14, B18, B19 는 수소 원자 또는 메틸기가 바람직하고, 수소 원자가 더욱 바람직하다.
n1 ∼ n4 는, 각각 독립적으로 0 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.
n1 이 2 이상인 경우, 복수의 B2 는 각각 동일해도 되고, 상이해도 되고,
n2 가 2 이상인 경우, 복수의 B6 은 각각 동일해도 되고, 상이해도 되고,
n3 이 2 이상인 경우, 복수의 B9 는 각각 동일해도 되고, 상이해도 되고,
n4 가 2 이상인 경우, 복수의 B14 는 각각 동일해도 되고, 상이해도 된다.
상기 안트라퀴논 색소로는, 식 (2-7) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 5]
Figure pct00006
[식 (2-7) 중,
R1 ∼ R8 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
상기 옥사진 색소로는, 식 (2-8) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 6]
Figure pct00007
[식 (2-8) 중,
R9 ∼ R15 는, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
상기 아크리딘 색소로는, 식 (2-9) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 7]
Figure pct00008
[식 (2-9) 중,
R16 ∼ R23 은, 서로 독립적으로, 수소 원자, -Rx, -NH2, -NHRx, -NRx 2, -SRx 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
Rx 는, 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기 또는 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기를 나타낸다.]
식 (2-7), 식 (2-8) 및 식 (2-9) 에 있어서의, Rx 로 나타내는 탄소수 1 ∼ 4 의 알킬기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기 및 헥실기 등을 들 수 있고, 탄소수 6 ∼ 12 의 아릴기로는, 페닐기, 톨루일기, 크실릴기 및 나프틸기 등을 들 수 있다.
상기 시아닌 색소로는, 식 (2-10) 으로 나타내는 화합물 및 식 (2-11) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 8]
Figure pct00009
[식 (2-10) 중,
D1 및 D2 는, 서로 독립적으로, 식 (2-10a) ∼ 식 (2-10d) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
[화학식 9]
Figure pct00010
n5 는 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
[화학식 10]
Figure pct00011
[식 (2-11) 중,
D3 및 D4 는, 서로 독립적으로, 식 (2-11a) ∼ 식 (2-11h) 중 어느 것으로 나타내는 기를 나타낸다.
[화학식 11]
Figure pct00012
n6 은 1 ∼ 3 의 정수를 나타낸다.]
이색성 색소의 함유량 (복수종 포함하는 경우에는 그 합계량) 은, 양호한 광 흡수 특성을 얻는 관점에서, 중합성 액정 화합물 100 질량부에 대해, 통상 0.1 ∼ 30 질량부이며, 바람직하게는 1 ∼ 20 질량부이며, 보다 바람직하게는 3 ∼ 15 질량부이다. 이색성 색소의 함유량이 이 범위보다 적으면 광 흡수가 불충분해져, 충분한 편광 성능이 얻어지지 않고, 이 범위보다 많으면 액정 분자의 배향을 저해하는 경우가 있다.
중합성 액정 조성물은, 중합성 액정 화합물과, 첨가제 등의 중합성 액정 화합물 이외의 성분을 소정 온도에서 교반하거나 함으로써 얻을 수 있다.
λ/4 위상차층 (4) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 은, 배향 규제력을 부여하는 배향층 상에 형성되는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, λ/4 위상차층 (4) 은, 상기 중합성 액정 조성물을 배향층 (5) 상에 도포하고, 이어서 용매를 제거하고, 배향 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물을 가열 및/또는 활성 에너지선에 의해 경화시켜 얻을 수 있다. 수직 배향 액정 경화층 (6) 은 상기 중합성 액정 조성물을 수직 배향층 (7) 상에 도포하고, 이어서 용매를 제거하고, 배향 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물을 가열 및/또는 활성 에너지선에 의해 경화시켜 얻을 수 있다.
중합성 액정 조성물을 배향층 (5) 또는 수직 배향층 (7) 상에 도포하는 방법으로는, 보강층의 항에서 예시한 도포 방법 A 를 들 수 있다. 용매를 제거하는 방법으로는, 보강층의 항에서 예시한 용매 제거 방법 A 를 들 수 있다. 조사하는 활성 에너지선으로는, 중합성 액정 화합물의 종류, 광 중합 개시제를 포함하는 경우에는 광 중합 개시제의 종류, 및 그들의 양에 따라 적절히 선택된다. 활성 에너지선, 그 광원으로는 보강층의 항에서 예시한 것을 사용할 수 있다. 또, 중합성 액정 조성물에 자외선을 조사하는 경우, 자외선 조사 강도, 조사 시간, 및 적산 광량도 보강층의 항에서 예시한 범위에서 사용할 수 있다. 적산 광량이 상기에 기재된 범위 이하인 경우에는, 중합성 액정 화합물의 경화가 불충분해져, 보강성이 충분하지 않은 경우가 있다. 반대로, 적산 광량이 상기에 기재된 범위 이상인 경우에는, 타원 편광판이 착색되는 경우가 있다.
〔배향층〕
배향층 (5) 은, 중합성 액정 화합물을 소정 방향으로 배향시키는 배향 규제력을 갖는다. 예를 들어, 배향층 (5) 이 배향 규제력으로서 수평 배향 규제력을 발현시키는 재료이면, 중합성 액정 화합물은 수평 배향 또는 하이브리드 배향을 형성할 수 있고, 수직 배향 규제력을 발현시키는 재료이면, 중합성 액정 화합물은 수직 배향 또는 경사 배향을 형성할 수 있다. 또, 수직 배향층 (7) 은, 수직 배향 액정 경화층 (6) 에 포함되는 중합성 액정 화합물이 수직 배향을 형성하고 있으므로, 수직 배향 규제력을 발현시키는 재료로 구성된다. 배향 규제력은, 배향층의 종류, 표면 상태나 러빙 조건 등에 따라 임의로 조정하는 것이 가능하고, 광 배향성 폴리머로 형성되어 있는 경우에는, 편광 조사 조건 등에 따라 임의로 조정하는 것이 가능하다. 또, 중합성 액정 화합물의, 표면장력이나 액정성 등의 물성을 선택함으로써, 액정 배향을 제어할 수도 있다.
배향층 (5) 또는 배향층 (7) 으로는, 중합성 액정 조성물의 도포 등에 의해 용해하지 않는 용매 내성을 갖고, 또, 용매의 제거나 중합성 액정 화합물의 배향을 위한 가열 처리에 있어서의 내열성을 갖는 것이 바람직하다.
λ/4 위상차층 (4) 을 수평 방향으로 배향시키는 배향 규제력을 나타내는 수평 배향층으로는, 러빙 배향층, 광 배향층 및, 표면에 요철 패턴이나 복수의 홈을 갖는 그루브 배향층 등을 들 수 있다. 예를 들어 장척의 롤상 필름에 적용하는 경우에는, 배향 방향을 용이하게 제어할 수 있는 점에서, 광 배향층이 바람직하다.
러빙 배향층은, 통상, 배향성 폴리머와 용매를 포함하는 조성물 (이하, 러빙 배향층 형성용 조성물이라고도 한다) 을 기재에 도포하고, 용매를 제거하여 도포막을 형성하고, 그 도포막을 러빙함으로써 배향 규제력을 부여할 수 있다.
배향성 폴리머로는, 예를 들어, 아미드 결합을 갖는 폴리아미드나 젤라틴류, 이미드 결합을 갖는 폴리이미드 및 그 가수분해물인 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 알킬 변성 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 폴리옥사졸, 폴리에틸렌이민, 폴리스티렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 폴리아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 이들 배향성 폴리머는 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
러빙 배향층 형성용 조성물 중의 배향성 폴리머의 농도는, 배향성 폴리머가 용매에 완용하는 범위이면 된다. 배향성 폴리머의 함유량은, 그 조성물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.1 ∼ 20 질량부이며, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 10 질량부이다.
러빙 배향층 형성용 조성물은, 시장으로부터 입수할 수 있다. 시판품으로는, 선에버 (등록상표, 닛산 화학 공업 (주) 제조), 옵트머 (등록상표, JSR (주) 제조) 등을 들 수 있다.
용매는, 예를 들어 보강층의 항에서 예시한 용매를 사용할 수 있다. 러빙 배향층 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 상기 도포 방법 A 를 들 수 있고, 용매를 제거하는 방법으로는, 상기 용매 제거 방법 A 를 들 수 있다.
러빙 처리의 방법으로는, 예를 들어, 러빙포가 감기고, 회전하고 있는 러빙 롤에, 상기 도포막을 접촉시키는 방법을 들 수 있다. 러빙 처리를 실시할 때에, 마스킹을 실시하면, 배향의 방향이 상이한 복수의 영역 (패턴) 을 배향막에 형성할 수도 있다.
광 배향층은, 통상, 광 반응성 기를 갖는 폴리머 또는 모노머와 용매를 포함하는 조성물 (광 배향층 형성용 조성물이라고도 한다) 을 기재에 도포하고, 용매를 제거 후에 편광 (바람직하게는, 편광 UV) 을 조사함으로써 얻어진다. 광 배향층은, 조사하는 편광의 편광 방향을 선택함으로써, 배향 규제력의 방향을 임의로 제어할 수 있다.
광 반응성 기란, 광 조사함으로써 배향능을 생기게 하는 기를 말한다. 구체적으로는, 광 조사에 의해 생기는 분자의 배향 야기 반응, 이성화 반응, 광 이량화 반응, 광 가교 반응 혹은 광 분해 반응 등의 배향능의 기원이 되는 광 반응에 관여하는 기를 들 수 있다. 광 반응성 기로는, 불포화 결합, 특히 이중 결합을 갖는 기가 바람직하고, 탄소-탄소 이중 결합 (C=C 결합), 탄소-질소 이중 결합 (C=N 결합), 질소-질소 이중 결합 (N=N 결합) 및 탄소-산소 이중 결합 (C=O 결합) 으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개를 갖는 기가 특히 바람직하다.
C=C 결합을 갖는 광 반응성 기로는, 예를 들어, 비닐기, 폴리엔기, 스틸벤기, 스틸바졸기, 스틸바졸륨기, 칼콘기 및 신나모일기를 들 수 있다. C=N 결합을 갖는 광 반응성 기로는, 예를 들어, 방향족 시프 염기, 방향족 하이드라존 등의 구조를 갖는 기를 들 수 있다. N=N 결합을 갖는 광 반응성 기로는, 예를 들어, 아조벤젠기, 아조나프탈렌기, 방향족 복소 고리 아조기, 비스아조기, 포르마잔기, 및, 아족시벤젠 구조를 갖는 기를 들 수 있다. C=O 결합을 갖는 광 반응성 기로는, 예를 들어, 벤조페논기, 쿠마린기, 안트라퀴논기 및 말레이미드기를 들 수 있다. 이들 기는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 알릴옥시기, 시아노기, 알콕시카르보닐기, 하이드록실기, 술폰산기, 할로겐화알킬기 등의 치환기를 가지고 있어도 된다.
광 이량화 반응 또는 광 가교 반응에 관여하는 기가, 배향성이 우수한 점에서 바람직하다. 그 중에서도, 광 이량화 반응에 관여하는 광 반응성 기가 바람직하고, 배향에 필요한 편광 조사량이 비교적 적고, 또한 열 안정성이나 시간 경과 안정성이 우수한 광 배향층이 얻어지기 쉽다는 점에서, 신나모일기 및 칼콘기가 바람직하다. 광 반응성 기를 갖는 폴리머로는, 당해 폴리머 측사슬의 말단부가 신남산 구조 또는 신남산에스테르 구조가 되는 신나모일기를 갖는 것이 특히 바람직하다.
광 반응성 기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 함유량은, 폴리머 또는 모노머의 종류나 목적으로 하는 광 배향층의 두께에 따라 조절할 수 있고, 광 배향층 형성용 조성물 100 질량부에 대해, 적어도 0.2 질량부 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 10 질량부의 범위가 보다 바람직하다.
용매는, 예를 들어 보강층의 항에서 예시한 용매를 사용할 수 있다. 광 배향층 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 상기 도포 방법 A 를 들 수 있고, 용매를 제거하는 방법으로는, 상기 용매 제거 방법 A 를 들 수 있다.
편광을 조사하려면, 예를 들어, 기재 상에 도포된 광 배향층 형성용 조성물로부터, 용매를 제거한 것에 직접, 편광을 조사하는 형식이어도 된다. 또, 당해 편광은, 실질적으로 평행광이면 바람직하다. 조사하는 편광의 파장은, 광 반응성 기를 갖는 폴리머 또는 모노머의 광 반응성 기가, 광 에너지를 흡수할 수 있는 파장역인 것이 좋다. 구체적으로는, 파장 250 ∼ 400 nm 의 범위의 UV (자외선) 가 특히 바람직하다. 당해 편광을 조사하는 광원으로는, 크세논 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, KrF, ArF 등의 자외광 레이저 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프 및 메탈 할라이드 램프가, 파장 313 nm 의 자외선의 발광 강도가 크기 때문에 바람직하다. 상기 광원으로부터의 광을, 적당한 편광 소자를 통과시켜 조사함으로써, 편광 UV 를 조사할 수 있다. 편광 소자로는, 편광 필터, 글랜 톰슨, 및 글랜 테일러 등의 편광 프리즘, 그리고 와이어 그리드를 들 수 있다. 그 중에서도 대면적화와 열에 의한 내성의 관점에서 와이어 그리드 타입의 편광 소자가 바람직하다.
또한, 러빙 또는 편광 조사를 실시할 때, 마스킹을 실시하면, 액정 배향의 방향이 상이한 복수의 영역 (패턴) 을 형성할 수도 있다.
그루브 (groove) 배향층은, 막 표면에 요철 패턴 또는 복수의 그루브 (홈) 를 갖는 막이다. 등간격으로 배열된 복수의 직선상의 그루브를 갖는 막에 중합성 액정 화합물을 도포한 경우, 그 홈을 따른 방향으로 액정 분자가 배향한다.
그루브 배향층을 얻는 방법으로는, 감광성 폴리이미드막 표면에 패턴 형상의 슬릿을 갖는 노광용 마스크를 통하여 노광 후, 현상 및 린스 처리를 실시하여 요철 패턴을 형성하는 방법, 표면에 홈을 갖는 판상의 원반에, 경화 전의 UV 경화 수지의 층을 형성하고, 형성된 수지층을 기재에 옮기고 나서 경화하는 방법, 및, 기재에 형성한 경화 전의 UV 경화 수지의 막에, 복수의 홈을 갖는 롤상의 원반을 압박하여 요철을 형성하고, 그 후 경화하는 방법 등을 들 수 있다.
수직 배향 액정 경화층 (6) 을 수직 방향으로 배향시키는 배향 규제력을 나타내는 수직 배향층으로는, 배향층 표면의 표면장력을 낮추는 재료를 적용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 재료로는, 상기 서술한 배향성 폴리머, 예를 들어 폴리이미드, 폴리아미드, 그 가수분해물인 폴리아믹산, 퍼플루오로알킬 등의 불소계 폴리머, 및 실란 화합물 그리고 그들의 축합 반응에 의해 얻어지는 폴리실록산 화합물을 들 수 있다. 수직 배향층은, 이와 같은 재료와 용매, 예를 들어 보강층의 항에서 예시한 용매를 포함하는 조성물 (이하, 수직 배향층 형성용 조성물이라고도 한다) 을 기재에 도포하고, 용매 제거 후, 도포막에 가열 등 실시함으로써 얻을 수 있다.
수직 배향층에 실란 화합물을 사용하는 경우에는, 표면장력을 저하시키기 쉽고, 인접하는 층과의 밀착성을 높이기 쉬운 관점에서, 적어도 수직 배향층 (7) 은 구성 원소에 Si 원소와 C 원소를 포함하는 화합물로 이루어지는 층이 바람직하고, 실란 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 적어도 수직 배향층 (7) 이 구성 원소에 Si 원소와 C 원소를 포함하는 화합물로 이루어지면, 인접하는 층과의 밀착성을 높여, 형성되는 타원 편광판의 가공 특성을 향상시킬 수 있다.
실란 화합물로는, 상기 서술한 실란 커플링제 등의 실리콘계가 바람직하게 적용 가능하지만, 예를 들어, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필디메톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필에톡시디메틸실란 등을 들 수 있다.
실란 화합물은, 실리콘 모노머 타입의 것이어도 되고, 실리콘 올리고머 (폴리머) 타입의 것이어도 된다. 실리콘 올리고머를 (단량체)-(단량체) 코폴리머의 형식으로 나타내면, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 및 3-메르캅토프로필트리에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머와 같은, 메르캅토프로필기 함유의 코폴리머 ; 메르캅토메틸트리메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 메르캅토메틸트리메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 메르캅토메틸트리에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 및 메르캅토메틸트리에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머와 같은, 메르캅토메틸기 함유의 코폴리머 ; 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-메타크릴로일옥시프로필트리에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-메타크릴로일옥시프로필트리에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 및 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머와 같은, 메타크릴로일옥시프로필기 함유의 코폴리머 ; 3-아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-아크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-아크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-아크릴로일옥시프로필메틸디에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 및 3-아크릴로일옥시프로필메틸디에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머와 같은, 아크릴로일옥시프로필기 함유의 코폴리머 ; 비닐트리메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 비닐트리메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 비닐트리에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 비닐트리에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 비닐메틸디메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 비닐메틸디메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 비닐메틸디에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 및 비닐메틸디에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머와 같은, 비닐기 함유의 코폴리머 ; 3-아미노프로필트리메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-아미노프로필트리메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-아미노프로필트리에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-아미노프로필트리에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란-테트라메톡시실란 코폴리머, 및 3-아미노프로필메틸디에톡시실란-테트라에톡시실란 코폴리머와 같은, 아미노기 함유의 코폴리머 등을 들 수 있다. 실란 화합물은 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또, 레벨링제로서도 사용되는 경우도 있는, 실란 커플링제 등도 사용할 수 있다.
이들 중에서도 분자 말단에 알킬기를 갖는 실란 화합물이 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 30 의 알킬기를 갖는 실란 화합물이 보다 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서는, 수직 배향 액정 경화층 (6) 과 보강층 (8) 사이에 막두께 5 ㎛ 이하의 수직 배향층 (7) 을 갖고, 그 수직 배향층 (7) 은 구성 원소에 Si 원소, C 원소 및 O 원소를 포함하는 화합물로 이루어지는 층이다. 수직 배향층 (7) 은 인접하는 층과의 밀착성 향상의 관점, 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 형성용 조성물의 도포성의 관점에서, 구성 원소에 Si 원소, C 원소, 및 O 원소를 포함하는 화합물로 이루어지는 것이 바람직하고, 실란 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 수직 배향층 (7) 을 형성하는 실란 화합물의 Si 원자에 결합하는 C 원자를 포함하는 치환기, 바람직하게는 알킬기 또는 알콕시기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 1 ∼ 30, 보다 바람직하게는 2 ∼ 25, 더욱 바람직하게는 3 ∼ 20 이다. 즉, Si 원소와 C 원소의 비율 (Si/C, 몰비) 은, 바람직하게는 0.03 ∼ 1.00, 보다 바람직하게는 0.04 ∼ 0.50, 더욱 바람직하게는 0.05 ∼ 0.33 이다. Si/C 비가 상기 하한 이상이면, 수직 배향 액정 경화층 (6) 형성용 조성물의 도포성이 향상되고, Si/C 비가 상한 이하이면 인접하는 층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
용매는, 예를 들어, 보강층 (8) 의 항에서 예시한 용매를 사용할 수 있다. 수직 배향층 형성용 조성물을 기재에 도포하는 방법으로는, 상기 도포 방법 A 를 들 수 있고, 용매를 제거하는 방법으로는, 상기 용매 제거 방법 A 를 들 수 있다.
배향층 형성용 조성물, 즉, 상기 러빙 배향층 형성용 조성물, 상기 광 배향층 형성용 조성물 등의 수평 배향층 형성용 조성물, 및 상기 수직 배향층 형성용 조성물은 용매 외에, 예를 들어 중합성 액정 조성물에 포함되는 첨가제와 동일한 첨가제를 포함할 수 있다.
배향층 (5) 및 수직 배향층 (7) 의 막두께는, 박막화의 관점에서, 각각 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 이하이다. 또, 배향층 (5) 및 수직 배향층 (7) 의 막두께는 각각, 바람직하게는 1 nm 이상, 보다 바람직하게는 5 nm 이상, 더욱 바람직하게는 10 nm 이상, 특히 바람직하게는 30 nm 이상이다. 배향층 (5) 및 수직 배향층 (7) 의 막두께는, 엘립소미터 또는 접촉식 막두께계를 사용하여 측정할 수 있다.
〔점접착제〕
점접착제 (3) 로는, 감압식 점착제, 건조 고화형 접착제 및 화학 반응형 접착제를 들 수 있다. 화학 반응형 접착제로는, 예를 들어, 활성 에너지선 경화형 접착제를 들 수 있다.
감압식 점착제는, 통상, 폴리머를 포함하고, 용매를 포함하고 있어도 된다. 폴리머로는, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 또는 폴리에테르 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴계 폴리머를 포함하는 아크릴계의 점착제는, 광학적인 투명성이 우수하고, 적당한 젖음성이나 응집력을 갖고, 접착성이 우수하고, 나아가서는 내후성이나 내열성 등이 높고, 가열이나 가습의 조건하에서 들뜸이나 박리 등이 생기기 어렵기 때문에 바람직하다.
아크릴계 폴리머로는, 에스테르 부분의 알킬기가 메틸기, 에틸기 또는 부틸기 등의 탄소수 1 ∼ 20 의 알킬기인 (메트)아크릴레이트와, (메트)아크릴산이나 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 등의 관능기를 갖는 (메트)아크릴계 모노머의 공중합체가 바람직하다.
이와 같은 공중합체를 포함하는 감압식 점착제는, 점착성이 우수하고, 피전사체에 첩합한 후에 제거할 때에도, 피전사체에 풀 잔존 등을 발생시키는 일 없이, 비교적 용이하게 제거하는 것이 가능하므로 바람직하다. 아크릴계 폴리머의 유리 전이 온도는, 25 ℃ 이하가 바람직하고, 0 ℃ 이하가 보다 바람직하다. 이와 같은 아크릴계 폴리머의 질량 평균 분자량은, 10 만 이상인 것이 바람직하다.
용매로는, 상기 용매로서 예시된 용매 등을 들 수 있다. 감압식 점착제는, 광 확산제를 함유하고 있어도 된다. 광 확산제는, 점착제에 광 확산성을 부여하는 첨가제이며, 점착제가 포함하는 폴리머의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 미립자이면 된다. 광 확산제로는, 무기 화합물로 이루어지는 미립자, 및 유기 화합물 (폴리머) 로 이루어지는 미립자를 들 수 있다. 아크릴계 폴리머를 포함하여, 점착제가 유효 성분으로서 포함하는 폴리머의 상당수는 1.4 ∼ 1.6 정도의 굴절률을 가지므로, 그 굴절률이 1.2 ∼ 1.8 인 광 확산제에서 적절히 선택하는 것이 바람직하다. 점착제가 유효 성분으로서 포함하는 폴리머와 광 확산제의 굴절률차는, 통상, 0.01 이상이며, 표시 장치의 밝기와 표시성의 관점에서는, 0.01 ∼ 0.2 가 바람직하다. 광 확산제로서 사용하는 미립자는, 구형의 미립자, 그것도 단분산에 가까운 미립자가 바람직하고, 평균 입경이 2 ∼ 6 ㎛ 인 미립자가 보다 바람직하다. 굴절률은, 일반적인 최소 편각법 또는 아베 굴절계에 의해 측정된다.
무기 화합물로 이루어지는 미립자로는, 산화알루미늄 (굴절률 1.76) 및 산화규소 (굴절률 1.45) 등을 들 수 있다. 유기 화합물 (폴리머) 로 이루어지는 미립자로는, 멜라민 비즈 (굴절률 1.57), 폴리메타크릴산메틸 비즈 (굴절률 1.49), 메타크릴산메틸/스티렌 공중합체 수지 비즈 (굴절률 1.50 ∼ 1.59), 폴리카보네이트 비즈 (굴절률 1.55), 폴리에틸렌 비즈 (굴절률 1.53), 폴리스티렌 비즈 (굴절률 1.6), 폴리염화비닐 비즈 (굴절률 1.46), 및 실리콘 수지 비즈 (굴절률 1.46) 등을 들 수 있다. 광 확산제의 함유량은, 통상, 폴리머 100 질량부에 대해, 3 ∼ 30 질량부이다.
감압식 점착제의 두께는, 그 밀착력 등에 따라 결정되기 때문에, 특별히 제한되지 않지만, 통상, 1 ㎛ ∼ 40 ㎛ 이다. 가공성이나 내구성 등의 점에서, 당해 두께는 3 ㎛ ∼ 25 ㎛ 가 바람직하고, 5 ㎛ ∼ 20 ㎛ 가 보다 바람직하다. 점착제로 형성되는 점접착제층의 두께를 5 ㎛ ∼ 20 ㎛ 로 함으로써, 표시 장치를 정면으로부터 본 경우나 경사로부터 본 경우의 밝기를 유지하고, 표시상의 번짐이나 흐릿해짐을 일으키기 어렵게 할 수 있다.
건조 고화형 접착제는, 용매를 포함하고 있어도 된다. 건조 고화형 접착제로는, 수산기, 카르복실기 또는 아미노기 등의 프로톤성 관능기와 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머의 중합체, 또는, 우레탄 수지를 주성분으로서 함유하고, 또한, 다가 알데하이드, 에폭시 화합물, 에폭시 수지, 멜라민 화합물, 지르코니아 화합물, 및 아연 화합물 등의 가교제 또는 경화성 화합물을 함유하는 조성물 등을 들 수 있다. 수산기, 카르복실기 또는 아미노기 등의 프로톤성 관능기와 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머의 중합체로는, 에틸렌-말레산 공중합체, 이타콘산 공중합체, 아크릴산 공중합체, 아크릴아미드 공중합체, 폴리아세트산비닐의 비누화물, 및, 폴리비닐알코올계 수지 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지로는, 폴리비닐알코올, 부분 비누화 폴리비닐알코올, 완전 비누화 폴리비닐알코올, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올, 및, 아미노기 변성 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다. 수계의 점접착제에 있어서의 폴리비닐알코올계 수지의 함유량은, 물 100 질량부에 대해, 통상, 1 ∼ 10 질량부이며, 바람직하게는 1 ∼ 5 질량부이다.
우레탄 수지로는, 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지 등을 들 수 있다.
여기서 말하는 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지란, 폴리에스테르 골격을 갖는 우레탄 수지이고, 그 중에 소량의 이온성 성분 (친수 성분) 이 도입된 수지이다. 이러한 아이오노머형 우레탄 수지는, 유화제를 사용하지 않고, 수중에서 유화하여 에멀션이 되기 때문에, 수계의 점접착제로 할 수 있다. 폴리에스테르계 아이오노머형 우레탄 수지를 사용하는 경우에는, 가교제로서 수용성의 에폭시 화합물을 배합하는 것이 유효하다.
에폭시 수지로는, 디에틸렌트리아민 또는 트리에틸렌테트라민 등의 폴리알킬렌폴리아민과 아디프산 등의 디카르복실산의 반응으로 얻어지는 폴리아미드폴리아민에, 에피클로로하이드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이러한 폴리아미드에폭시 수지의 시판품으로는, "스미레즈 레진 (등록상표) 650" 및 "스미레즈 레진 675" (이상, 스미카 켐텍스 주식회사 제조), "WS-525" (닛폰 PMC 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 에폭시 수지를 배합하는 경우, 그 첨가량은, 폴리비닐알코올계 수지 100 질량부에 대해, 통상, 1 ∼ 100 질량부이며, 바람직하게는 1 ∼ 50 질량부이다.
건조 고화형 접착제로 형성되는 점접착제층의 두께는, 통상, 0.001 ∼ 5 ㎛ 이며, 바람직하게는 0.01 ∼ 2 ㎛ 이며, 더욱 바람직하게는 0.01 ∼ 0.5 ㎛ 이다. 건조 고화형 접착제로 형성되는 점접착제층이 지나치게 두꺼우면, 외관 불량이 되기 쉽다.
활성 에너지선 경화형 접착제는, 용매를 포함하고 있어도 된다. 활성 에너지선 경화형 접착제란, 활성 에너지선의 조사를 받아 경화하는 접착제이다. 활성 에너지선 경화형 접착제로는, 에폭시 화합물과 카티온 중합 개시제를 함유하는 카티온 중합성의 접착제, 아크릴계 경화 성분과 라디칼 중합 개시제를 함유하는 라디칼 중합성의 접착제, 에폭시 화합물 등의 카티온 중합성의 경화 성분 및 아크릴계 화합물 등의 라디칼 중합성의 경화 성분의 양자를 함유하고, 추가로 카티온 중합 개시제 및 라디칼 중합 개시제를 함유하는 접착제, 및, 이들 중합 개시제를 포함하지 않고 전자빔을 조사함으로써 경화되는 접착제 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 아크릴계 경화 성분과 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 라디칼 중합성의 활성 에너지선 경화형 접착제, 에폭시 화합물과 광 카티온 중합 개시제를 함유하는 카티온 중합성의 활성 에너지선 경화형 접착제가 바람직하다. 아크릴계 경화 성분으로는, 메틸(메트)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴산 등을 들 수 있다. 에폭시 화합물을 함유하는 활성 에너지선 경화형 접착제는, 에폭시 화합물 이외의 화합물을 추가로 함유하고 있어도 된다. 에폭시 화합물 이외의 화합물로는, 옥세탄 화합물이나 아크릴 화합물 등을 들 수 있다.
광 라디칼 중합 개시제 및 광 카티온 중합 개시제로는, 상기 서술한 광 라디칼 중합 개시제 및 광 카티온 중합 개시제를 들 수 있다. 라디칼 중합 개시제 그리고 카티온 중합 개시제의 함유량은, 활성 에너지선 경화형 접착제 100 질량부에 대해, 통상, 0.5 ∼ 20 질량부이며, 바람직하게는 1 ∼ 15 질량부이다.
활성 에너지선 경화형 접착제에는, 추가로 이온 트랩제, 산화 방지제, 연쇄 이동제, 점착 부여제, 열 가소성 수지, 충전제, 유동 조정제, 가소제 및 소포제 등이 함유되어 있어도 된다.
본 명세서에 있어서 활성 에너지선이란, 활성종을 발생하는 화합물을 분해하여 활성종을 발생시킬 수 있는 에너지선이라고 정의된다. 이와 같은 활성 에너지선으로는, 가시광, 자외선, 적외선, X 선, α 선, β 선, γ 선 및 전자선 등을 들 수 있고, 자외선 및 전자선이 바람직하다. 바람직한 자외선의 조사 조건은 전술한 중합성 액정 화합물의 중합과 동일하다.
〔타원 편광판〕
본 발명의 타원 편광판 (1, 10 및 100) 은, 상기 수직 배향 액정 경화층 (6) 과 보강층 (8) 의 층간 거리가 5 ㎛ 이하이기 때문에, 박막의 수직 배향 액정 경화층 (6) 이 충분히 보강되어, 절단 단면에 있어서의 물결침 등의 문제의 억제 또는 방지가 가능하다. 이 때문에, 디스플레이 용도에 적용 가능하다.
본 발명의 타원 편광판에 있어서, 보강층 (8), 배향층 (5) 및 수직 배향층 (7) 은 3 차원 굴절률의 등방성을 갖는 층인 것이 바람직하다.
본 발명의 타원 편광판 (1, 10 및 100) 의 막두께는 각각, 바람직하게는 10 ∼ 300 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ∼ 200 ㎛, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 100 ㎛ 이다. 타원 편광판의 막두께가 상기 하한 이상이면, 가공 특성의 관점에서 유리하고, 타원 편광판의 막두께가 상기 상한 이하이면, 박막화의 관점에서 유리하다.
본 발명의 타원 편광판 (1, 10 및 100) 은, 인접하는 각 층에 있어서, 파장 550 nm 에 있어서의 면내 평균 굴절률의 차는, 0.20 이하인 것이 바람직하다. 면내 평균 위상차의 차가 상기 상한 이하이면, 각 층 간의 계면에 있어서의 반사가 작아진다. 또한, 면내 평균 굴절률은 실시예에 기재된 방법에 따라 측정할 수 있다.
〔타원 편광판의 제조 방법〕
도 1 에 나타내는 타원 편광판 (1) 은, 편광층 (2), λ/4 위상차층 (4) 과 배향층 (5) 의 적층체 A, 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 과 배향층 (7) 과 보강층 (8) 의 적층체를 따로따로 형성한 후, 점접착제 (3) 를 개재하여 첩합함으로써 얻을 수 있다. 예를 들어, 기재 상에 배향층 (5) 및 λ/4 위상차층 (4) 를 이 순서로 적층한 적층체 A, 그리고 기재 상에 보강층 (8), 배향층 (7) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 이 순서로 적층한 적층체 B 를 형성하고, 편광층 (2) 과 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 측을 점접착제 (3) 를 개재하여, 편광층 (2) 의 흡수축과 λ/4 위상차층 (4) 의 지상축이 이루는 각도가 45°가 되도록 첩합하고, 기재만을 박리하여 적층체 C 를 제작한다. 이어서, 적층체 C 의 배향층 (5) 측과 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 측을 점접착제 (3) 를 개재하여 첩합하고, 기재만을 박리함으로써 타원 편광판 (1) 을 제작할 수 있다.
도 2 에 나타내는 타원 편광판 (10) 은, 편광층 (2), 상기 적층체 A, 및 상기 적층체 B 를 따로따로 제작하고, 편광층 (2) 과 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 측을 점접착제 (3) 를 개재하여 첩합하고, 기재만을 박리하여 적층체 D 를 제작한다. 이어서, 적층체 D 의 보강층 (8) 측과 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 측을 점접착제 (3) 를 개재하여, 편광층 (2) 의 흡수축이 λ/4 위상차층 (4) 의 지상축 (광축) 에 대해, 실질적으로 45°가 되도록 첩합하고, 기재만을 박리함으로써 제작할 수 있다.
도 3 에 나타내는 타원 편광판 (100) 은, 편광층 (2), 상기 적층체 A, 및 상기 적층체 B 를 따로따로 제작하고, 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 측과 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 측을 점접착제를 개재하여 첩합하고, 양방의 기재를 박리하여 적층체 E 를 제작한다. 이어서, 적층체 E 의 보강층 (8) 측과 편광층 (2) 을 점접착제 (3) 를 개재하여, 편광층 (2) 의 흡수축이 λ/4 위상차층 (4) 의 지상축 (광축) 에 대해, 실질적으로 45°가 되도록 첩합함으로써 제작할 수 있다.
(기재)
기재로는, 유리 기재 및 필름 기재를 들 수 있고, 가공성의 관점에서 필름 기재가 바람직하고, 연속적으로 제조할 수 있는 점에서 장척의 롤상 필름이 보다 바람직하다. 필름 기재를 구성하는 수지로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 노르보르넨계 폴리머 등의 폴리올레핀 ; 고리형 올레핀계 수지 ; 폴리비닐알코올 ; 폴리에틸렌테레프탈레이트 ; 폴리메타크릴산에스테르 ; 폴리아크릴산에스테르 ; 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스에스테르 ; 폴리에틸렌나프탈레이트 ; 폴리카보네이트 ; 폴리술폰 ; 폴리에테르술폰 ; 폴리에테르케톤 ; 폴리페닐렌술파이드 및 폴리페닐렌옥사이드 등의 플라스틱을 들 수 있다. 이 기재의 점착제층과의 접합면에, 실리콘 처리와 같은 이형 처리가 실시된 것일 수 있다. 시판되는 셀룰로오스에스테르 기재로는, "후지탁 필름" (후지 사진 필름 주식회사 제조) ; "KC8UX2M", "KC8UY" 및 "KC4UY" (이상, 코니카 미놀타 옵토 주식회사 제조) 등을 들 수 있다. 이와 같은 수지를, 용매 캐스트법, 용융 압출법 등의 공지된 수단에 의해 제막하여, 기재로 할 수 있다.
시판되는 고리형 올레핀계 수지로는, "Topas" (등록상표) (Ticona 사 (독일) 제조), "아톤" (등록상표) (JSR 주식회사 제조), "제오노어 (ZEONOR)" (등록상표), "제오넥스 (ZEONEX)" (등록상표) (이상, 닛폰 제온 주식회사 제조) 및 "아펠" (등록상표) (미츠이 화학 주식회사 제조) 을 들 수 있다. 시판되고 있는 고리형 올레핀계 수지 기재를 사용할 수도 있다. 시판되는 고리형 올레핀계 수지 기재로는, "에스시나" (등록상표), "SCA40" (등록상표) (이상, 세키스이 화학 공업 주식회사 제조), "제오노어 필름" (등록상표) (옵테스 주식회사 제조) 및 "아톤 필름" (등록상표) (JSR 주식회사 제조) 을 들 수 있다.
기재는, 각 층을 적층하기 쉽고, 또한 박리가 용이한 두께인 것이 바람직하다. 이와 같은 기재의 두께는, 통상 5 ∼ 300 ㎛ 이며, 바람직하게는 10 ∼ 150 ㎛ 이다.
〔타원 편광판의 다른 양태〕
도 1 ∼ 3 에 나타내는 타원 편광판 (1, 10 및 100) 은, 점착제 (3), 배향층 (5) 및 수직 배향층 (7) 을 포함하고 있지만, 본 발명의 타원 편광판은, 편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 보강층을 적어도 가지고 있으면 되고, 이들 이외의 층, 예를 들어, 다른 배향 액정 경화층, 보호층 등을 포함하고 있어도 된다.
다른 배향 액정 경화층으로는, λ/4 위상차층의 항에서 예시한 포지티브 A 플레이트, 포지티브 C 플레이트, 네거티브 A 플레이트, 네거티브 C 플레이트 등을 들 수 있다.
바람직한 양태에 있어서, 다른 배향 액정 경화층은, 식 (6) 으로 나타내는 광학 특성을 갖고, 바람직하게는 식 (6-1) 로 나타내는 광학 특성을 갖는다. 면내 위상차값 Re(550) 은, 상기 λ/4 위상차층의 면내 위상차값의 조정 방법과 동일한 방법으로 조정할 수 있다.
200 nm ＜ Re(550) ＜ 320 nm (6)
265 nm ＜ Re(550) ＜ 285 nm (6-1)
또, 다른 배향 액정 경화층의 Re(450)/Re(550) 은, 1.00 이상이어도 되고 1.00 이하여도 되지만, 타원 편광판의 타원율이 향상된다는 관점에서, λ/4 위상차층 (4) 의 ReQ(450)/ReQ(550) 에 가까우면 가까울수록 바람직하고, Re(650)/Re(550) 에 대해서도 동일하게 λ/4 위상차층 (4) 의 ReQ(650)/ReQ(550) 의 값과 가까운 편이 바람직하다.
다른 배향 액정 경화층의 막두께는 바람직하게는 0.5 ㎛ ∼ 5.0 ㎛, 보다 바람직하게는 2.0 ㎛ ∼ 4.5 ㎛ 이다.
보호층은, 통상, 다관능 아크릴레이트 (메타크릴레이트), 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등으로 이루어지는 아크릴계 올리고머 혹은 폴리머, 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 전분류, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 알긴산나트륨 등의 수용성 폴리머와 용매를 함유하는 보호층 형성용 조성물로 형성되는 것이 바람직하다.
보호층 형성용 조성물에 함유되는 용매는, 중합성 액정 조성물의 항에서 예시한 용매와 동일한 것을 들 수 있고, 그 중에서도, 물, 알코올 용매 및 에테르 용매로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 용매가, 보호층을 형성하는 층을 용해시키지 않는 점에서, 바람직하다.
알코올 용매로는, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에틸렌글리콜, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜부틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르를 들 수 있다. 에테르 용매로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 들 수 있다. 그 중에서도, 에탄올, 이소프로필알코올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트가 바람직하다.
보호층의 막두께는, 0.1 ㎛ ∼ 10 ㎛, 보다 바람직하게는 0.3 ㎛ ∼ 5.0 ㎛ 이다.
본 발명의 타원 편광판은, 도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 타원 편광판과 같이, 각 층을 형성 후, 점접착제를 개재하여 각 층을 첩합해도 되고, 각 층을 점접착제 등을 개재하지 않고 직접 적층해도 된다. 각 층을 첩합하는 방법은, 예를 들어 기재 상에 층을 각각 적층하고, 점접착제를 개재하여 층을 첩합한 후, 기재를 박리하는 방법, 혹은 기재를 박리 후에 점접착제를 개재하여 층을 첩합하는 방법이어도 된다. 또한, 각 층을 직접 적층하는 방법 또는 기재 상에 층을 적층하는 방법은, 상기 서술한 각 층을 기재에 형성하는 방법과 동일한 방법을 사용할 수 있다.
또, 기재 상에 층을 적층하기 전이나, 각 층을 점접착제를 개재하여 첩합하기 전에, 기재 표면 또는 각 층의 표면에, 표면 처리, 예를 들어 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 실시해도 된다.
〔표시 장치〕
본 발명의 타원 편광판은 표시 장치에 이용할 수 있다. 표시 장치란, 표시 기구를 갖는 장치이며, 발광원으로서 발광 소자 또는 발광 장치를 포함한다. 표시 장치로는, 액정 표시 장치, 유기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 무기 일렉트로 루미네선스 (EL) 표시 장치, 터치 패널 표시 장치, 전자 방출 표시 장치 (전기장 방출 표시 장치 (FED 등), 표면 전계 방출 표시 장치 (SED)), 전자 페이퍼 (전자 잉크나 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치), 플라즈마 표시 장치, 투사형 표시 장치 (그레이팅 라이트 밸브 (GLV) 표시 장치, 디지털 마이크로 미러 디바이스 (DMD) 를 갖는 표시 장치 등) 및 압전 세라믹 디스플레이 등을 들 수 있다. 액정 표시 장치는, 투과형 액정 표시 장치, 반투과형 액정 표시 장치, 반사형 액정 표시 장치, 직시형 액정 표시 장치 및 투사형 액정 표시 장치 등의 어느 것도 포함한다. 이들 표시 장치는, 2 차원 화상을 표시하는 표시 장치여도 되고, 3 차원 화상을 표시하는 입체 표시 장치여도 된다. 특히, 본 발명의 타원 편광판을 구비하는 표시 장치로는, 유기 EL 표시 장치 및 터치 패널 표시 장치가 바람직하고, 특히 유기 EL 표시 장치가 바람직하다. 본 발명은, 본 발명의 타원 편광판을 구비하는 유기 EL 표시 장치도 포함한다.
본 발명의 유기 EL 장치의 바람직한 양태로서, 예를 들어 도 1 에 나타내는 타원 편광판의 보강층 (8) 측을, 점접착제를 개재하여 유기 EL 패널과 첩합한 장치, 도 2 또는 도 3 에 나타내는 타원 편광판의 배향층 (5) 을, 점접착제를 개재하여 유기 EL 패널과 첩합한 장치를 들 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 예 중의 「％」 및 「부」는, 특별히 기재가 없는 한, 질량％ 및 질량부를 의미한다. 또, 이하의 실시예에 있어서 사용한 폴리머 필름, 장치 및 측정 방법은 이하와 같다.
·코로나 처리 장치에는, 카스가 전기 주식회사 제조의 AGF-B10 을 사용하였다.
·코로나 처리는, 기재에 조성물을 도포하는 경우에 적절히 실시할 수 있다. 상기 코로나 처리 장치를 사용하여, 출력 0.3 kW, 처리 속도 3 m/분의 조건으로 1 회 실시하였다.
·편광 UV 조사 장치에는, 우시오 전기 주식회사 제조의 편광자 유닛 부착 SPOT CURE SP-9 를 사용하였다.
·고압 수은 램프에는, 우시오 전기 주식회사 제조의 유니큐어 VB-15201BY-A 를 사용하였다.
·면내 방향의 위상차값 Re(λ) 는, 오지 계측 기기 주식회사 제조의 KOBRA-WPR 을 사용하여 측정하였다.
·두께 방향의 위상차값 Rth(λ), 및 막두께는 닛폰 분광 주식회사 제조의 엘립소미터 M-220 또는 접촉식 막두께계 (Nikon 사 MH-15M, 카운터 TC101, MS-5C) 를 사용하여 측정하였다. 또, Si/C 의 비율은, 수직 배향층 (7) 의 원소 분석, X 선 광전 분광법을 사용한 표면 구성 원소의 측정으로부터 산출하거나, 수직 배향층 (7) 의 형성에 사용한 화합물의 구조식을 모두 알고 있는 경우에는 구조식으로부터 산출할 수 있다.
(실시예 1)
이하와 같이 하여 도 1 에 나타내는 층 구성의 타원 편광판 (1) 을 제작하였다.
〔편광층 (2) 의 제조〕
평균 중합도 약 2,400, 비누화도 99.9 몰％ 이상, 두께 75 ㎛ 의 폴리비닐알코올 필름을, 30 ℃ 의 순수에 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 질량비가 0.02/2/100 인 수용액에 30 ℃ 에서 침지하여 요오드 염색을 실시하였다 (요오드염색 공정). 요오드 염색 공정을 거친 폴리비닐알코올 필름을, 요오드화칼륨/붕산/물의 질량비가 12/5/100 인 수용액에, 56.5 ℃ 에서 침지하여 붕산 처리를 실시하였다 (붕산 처리 공정). 붕산 처리 공정을 거친 폴리비닐알코올 필름을 8 ℃ 의 순수로 세정한 후, 65 ℃ 에서 건조하여, 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향하고 있는 편광자 (연신 후의 두께 27 ㎛) 를 얻었다. 이때, 요오드 염색 공정과 붕산 처리 공정에 있어서 연신을 실시하였다. 이러한 연신에 있어서의 토탈 연신 배율은 5.3 배였다. 얻어진 편광자와, 비누화 처리된 트리아세틸셀룰로오스 필름 (코니카 미놀타 제조 KC4UYTAC 40 ㎛) 을 수계 접착제를 개재하여 닙롤로 첩합하였다. 얻어진 첩합물의 장력을 430 N/m 으로 유지하면서, 60 ℃ 에서 2 분간 건조하여, 편면에 보호 필름으로서 트리아세틸셀룰로오스 필름을 갖는 편광층을 얻었다. 또한, 상기 수계 접착제는 물 100 부에, 카르복실기 변성 폴리비닐알코올 (쿠라레 제조, 「쿠라레 포발 KL318」) 3 부와, 수용성 폴리아미드에폭시 수지 (스미카 켐텍스 제조, 「스미레즈 레진 650」, 고형분 농도 30 ％ 의 수용액) 1.5 부를 첨가하여 조제하였다.
얻어진 편광층 (2) 에 대해 광학 특성의 측정을 실시하였다. 측정은 상기에서 얻어진 편광층의 편광자면을 입사면으로 하여 분광 광도계 (「V7100」, 닛폰 분광 제조) 로 실시하였다. 편광층의 흡수축은 폴리비닐알코올의 연신 방향과 일치하고 있고, 얻어진 편광층의 시감도 보정 단체 투과율은 42.1 ％, 시감도 보정 편광도는 99.996 ％, 단체 색상 a 는 -1.1, 단체 색상 b 는 3.7 이었다.
〔λ/4 위상차층 (4) 형성용의 배향층 (5) 형성용 조성물 (a) 의 조제〕
하기 구조의 광 배향성 재료 5 부 (중량 평균 분자량 : 30000) 와 시클로펜탄온 (용매) 95 부를 성분으로서 혼합하고, 얻어진 혼합물을 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, λ/4 위상차층 (4) 형성용의 배향층 (5) 형성용 조성물 (a) 를 얻었다.
[화학식 12]
Figure pct00013
〔λ/4 위상차층 (4) 형성용 조성물, 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 형성용 조성물의 조제〕
이하에 나타내는 중합성 액정 화합물 A, 및 중합성 액정 화합물 B 를 90 : 10 의 질량비로 혼합한 혼합물에 대해, 레벨링제 (F-556 ; DIC 사 제조) 를 1.0 부, 및 중합 개시제인 2-디메틸아미노-2-벤질-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 (「이르가큐어 369 (Irg369)」, BASF 재팬 주식회사 제조) 을 6 부 첨가하였다.
또한, 고형분 농도가 13 ％ 가 되도록 N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 을 첨가하고, 80 ℃ 에서 1 시간 교반함으로써, λ/4 위상차층 (4) 형성용 조성물, 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 형성용 조성물을 얻었다.
중합성 액정 화합물 A 는 일본 공개특허공보 2010-31223호에 기재된 방법으로 제조하였다. 또, 중합성 액정 화합물 B 는, 일본 공개특허공보 2009-173893호에 기재된 방법에 준해 제조하였다. 이하에 각각의 분자 구조를 나타낸다.
[중합성 액정 화합물 A]
[화학식 13]
Figure pct00014
[중합성 액정 화합물 B]
[화학식 14]
Figure pct00015
〔기재, 배향층 (5) 및 λ/4 위상차층 (4) 으로 이루어지는 적층체 A 의 제조〕
닛폰 제온 주식회사 제조의 시클로올레핀 폴리머 필름 (COP) 필름 (ZF-14-50, 막두께 50 ㎛) 상에, 배향층 형성용 조성물 (a) 를 바 코터 도포하고, 80 ℃ 에서 1 분간 건조하고, 편광 UV 조사 장치 (「SPOT CURE SP-9」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 파장 313 nm 에 있어서의 적산 광량 : 100 mJ/㎠ 이고 축각도 45°로 편광 UV 노광을 실시하였다. 얻어진 배향층 (5) 의 막두께를 엘립소미터로 측정한 바, 100 nm 였다.
계속해서, 배향층 (5) 에, λ/4 위상차층 (4) 형성용 조성물을, 바 코터를 사용하여 도포하고, 120 ℃ 에서 1 분간 건조한 후, 고압 수은 램프 (「유니큐어 VB-15201BY-A」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 자외선을 조사 (질소 분위기하, 파장 365 nm 에 있어서의 적산 광량 : 500 mJ/㎠) 함으로써, λ/4 위상차층 (4) 을 형성하여, 기재, 배향층 (5) 및 λ/4 위상차층 (4) 으로 이루어지는 적층체 A 를 얻었다. 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 의 막두께를 엘립소미터로 측정한 바, 2.3 ㎛ 였다.
〔수직 배향 액정 경화층 형성용의 수직 배향층 형성용 조성물 (b) 의 조제〕
신에츠 화학 공업 주식회사 제조의 실란 커플링제 「KBE-9103」을, 에탄올과 물을 9 : 1 (질량비) 의 비율로 혼합한 혼합 용매에 용해시켜, 고형분 0.5 ％ 의 수직 배향 액정 경화층 형성용의 수직 배향층 형성용 조성물 (b) 를 얻었다.
〔아크릴 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 형성용 조성물의 조제〕
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (아로닉스 M-403 동아 합성 주식회사 제조 다관능 아크릴레이트) 50 부, 아크릴레이트 수지 (에베크릴 4858 다이셀 유시비 주식회사 제조) 50 부, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 (이르가큐어 907 ; 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조) 3 부를 이소프로판올 250 부에 용해한 용액을 조제하여, 아크릴 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 형성용 조성물을 조제하였다.
〔기재, 보강층 (8), 배향층 (7) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 으로 이루어지는 적층체 B 의 제조〕
닛폰 제온 주식회사 제조의 이형 처리가 실시된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (린텍 (주) 제조, SP-PLR382050, 이하, 「세퍼레이터」로 약기한다.) 상에, 아크릴 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 형성용 조성물을 바 코터로 도포하고, 50 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 고압 수은 램프 (「유니큐어 VB-15201BY-A」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 자외선을 조사 (질소 분위기하, 파장 365 nm 에 있어서의 적산 광량 : 500 mJ/㎠) 함으로써, 아크릴 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 을 형성하였다. 얻어진 보강층 (8) 의 막두께를 접촉식 막두께계로 측정한 바, 10 ㎛ 였다. 이어서, 보강층 (8) 상에 수직 배향층 형성용 조성물 (b) 를 바 코터로 도포하고, 80 ℃ 에서 1 분간 건조하여, 수직 배향층 (7) 을 얻었다. 얻어진 수직 배향층 (7) 의 막두께를 엘립소미터로 측정한 바, 50 nm 였다.
또한, 수직 배향층 (7) 에, 수직 배향 액정 경화층 (6) 형성용 조성물을 바 코터를 사용하여 도포하고, 120 ℃ 에서 1 분간 건조한 후, 고압 수은 램프 (「유니큐어 VB-15201BY-A」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 자외선을 조사 (질소 분위기하, 파장 365 nm 에 있어서의 적산 광량 : 500 mJ/㎠) 함으로써, 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 형성하여, 기재, 보강층 (8), 수직 배향층 (7) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 으로 이루어지는 적층체 B 를 얻었다. 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 막두께를 엘립소미터로 측정한 바, 1.2 ㎛ 였다. 또, 보강층 (8) 과 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 층간 거리는 50 nm 였다. 또, 수직 배향층 (7) 의 구성 원소비는, Si/C = 0.33 이었다.
〔λ/4 위상차층 (4) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 Re 측정〕
상기 방법으로 제조한 λ/4 위상차층 (4) 및 수직 배향 액정 경화층 (8) 의 면내 위상차값 (Re1(λ) 및 Re2(λ)) 은, 기재인 COP 필름에 위상차가 없는 것을 확인한 후에, 측정기 (「KOBRA-WPR」, 오지 계측 기기 주식회사 제조) 에 의해 측정하였다. 각 파장에 있어서의 위상차값 ReQ(λ) 를 측정한 결과는, ReQ(450) = 119 nm, ReQ(550) = 140 nm, ReQ(650) = 146 nm, ReQ(450)/ReQ(550) = 0.85 였다.
〔수직 배향 액정 경화층 (6) 의 Rth 측정〕
상기 방법으로 제조한 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 두께 방향 위상차값 (RthV(λ)) 은 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 점착제 (린텍사 제조 감압식 점착제 15 ㎛) 를 개재하여 유리와 첩합하고, 기재인 세퍼레이터를 박리하여 측정용 샘플을 제작한 후, 배향층 (7) 및 보강층 (8) 에 위상차가 없는 것을 확인한 후에, 엘립소미터에 의해 샘플에의 광의 입사각을 변경하여 측정하였다. 또, 450 nm 및 550 nm 의 파장 λ 에 있어서의 평균 굴절률은 굴절률계 (주식회사 아타고 제조, 「다파장 아베 굴절계 DR-M4」) 를 사용하여 측정하였다. 얻어진 막두께, 평균 굴절률, 및 엘립소미터의 측정 결과로부터 산출되는 ReV 는 각각, RthV(450) = -60 nm, RthV(550) = -70 nm 이며, RthV(450)/RthV(550) = 0.85 였다.
〔타원 편광판 (1) 의 제조〕
적층체 A 에 있어서의 λ/4 위상차층 (4) 의 중합성 액정 조성물 도포면에 대해 코로나 처리를 실시한 후, 상기에서 제조된 편광층 (2) 과 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 을 점착제 (3) (린텍사 제조 감압식 점착제 15 ㎛) 를 개재하여, 편광층 (2) 의 흡수축과 λ/4 위상차층 (4) 의 지상축이 이루는 각도가 45°가 되도록 첩합하고, 기재만을 박리하여 적층체 C 를 제작하였다. 이어서, 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 에 대해 코로나 처리를 실시한 후, 적층체 C 의 배향층 (5) 과 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 점착제 (3) (린텍사 제조 감압식 점착제 15 ㎛) 를 개재하여 첩합하고, 기재만을 박리함으로써 타원 편광판 (1) 을 제작하였다.
〔각 층의 면내 평균 굴절률의 차〕
상기 방법에 준해 각 층을 유리 상에 도포하고, 굴절률계 (주식회사 아타고 제조, 「다파장 아베 굴절계 DR-M4」) 또는 엘립소미터를 사용하여 각 층의 평균 굴절률을 산출하고, 각 층의 면내 평균 굴절률의 차가 0.2 이하인 것을 확인하였다.
〔절단 단면 관찰〕
얻어진 타원 편광판을 커팅 매트 상에 놓고, 커터를 사용하여 3 cm × 3 cm 의 정방형으로 잘라낸 후, 단면을 10 배의 루페로 육안 관찰하고, 물결침이나 크랙 등의 문제가 발생하여 있는지 확인하였다. 동일한 작업을 3 회 실시하고, 그 중 1 회라도 문제가 관찰된 경우를 ×, 문제가 관찰되지 않은 경우를 ○ 로 하고, 표 1 에 결과를 기재하였다.
(실시예 2 및 3)
보강층 (8) 의 막두께를 표 1 에 기재된 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 타원 편광판을 제작하여 절단 단면 관찰을 실시하였다.
(실시예 4)
0.5 중량％ 의 폴리이미드 (「선에버 SE-610」, 닛산 화학 공업 주식회사 제조), 72.3 중량％ 의 N-메틸-2-피롤리돈, 18.1 중량％ 의 2-부톡시에탄올, 9.1 중량％ 의 에틸시클로헥산, 및 0.01 중량％ 의 DPHA (신나카무라 화학 제조) 를 혼합하여, 수직 배향층 형성용 조성물 (b) 를 제작하고, 이 수직 배향층 형성용 조성물 (b) 를 사용한 것, 및 보강층 (8) 의 막두께를 5 ㎛ 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 타원 편광판을 제작하고, 절단 단면 관찰을 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다. 또한, 수직 배향층 (7) 의 막두께를 엘립소미터로 측정한 바 0.5 ㎛ 였다. 이 점에서, 보강층 (8) 과 수직 배향 액정 경화층 (6) 의 층간 거리는 0.5 ㎛ 였다.
(실시예 5)
이하에 나타내는 바와 같이, 보강층 (8) 형성용 조성물, 및 보강층 (8) 의 제조 방법을 변경한 것 이외에는, 실시예 1 에 기재와 동일한 방법으로 타원 편광판을 제작하고, 절단 단면 관찰을 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
〔에폭시 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 형성용 조성물의 조제〕
3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 80 부, 2-에틸헥실글리시딜에테르 20 부, 산아프로사 제조 CPI-100P 2.25 부, 프로필렌카보네이트 2.25 부를 혼합하여 에폭시 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 형성용 조성물을 조제하였다.
〔기재, 보강층 (8), 배향층 (7) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 으로 이루어지는 적층체 B 의 제조 (보강층 (8) 의 제조부만)〕
이형 처리가 실시된 세퍼레이터 상에, 에폭시 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 형성용 조성물을 바 코터로 도포하고, 50 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 고압 수은 램프 (「유니큐어 VB-15201BY-A」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 자외선을 조사 (질소 분위기하, 파장 365 nm 에 있어서의 적산 광량 : 400 mJ/㎠) 함으로써, 에폭시 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 을 형성하였다. 얻어진 보강층 (8) 의 막두께를 접촉식 막두께계로 측정한 바, 5 ㎛ 였다.
(실시예 6)
이하에 나타내는 바와 같이, 보강층 (8) 형성용 조성물, 및 보강층 (8) 의 제조 방법을 변경한 것 이외에는, 실시예 1 의 기재와 동일한 방법으로 타원 편광판을 제작하고, 절단 단면 관찰을 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
〔우레탄 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 형성용 조성물의 조제〕
아크릴레이트 수지 (에베크릴 4858 다이셀 유시비 주식회사 제조) 100 부, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 (이르가큐어 907 ; 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조) 3 부를 이소프로판올 250 부에 용해한 용액을 조제하여, 우레탄 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 형성용 조성물을 얻었다.
〔기재, 보강층 (8), 배향층 (7) 및 수직 배향 액정 경화층 (6) 으로 이루어지는 적층체 B 의 제조 (보강층 (8) 의 제조부만)〕
이형 처리가 실시된 세퍼레이터 상에, 우레탄 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 형성용 조성물을 바 코터로 도포하고, 50 ℃ 에서 1 분간 건조 후, 고압 수은 램프 (「유니큐어 VB-15201BY-A」, 우시오 전기 주식회사 제조) 를 사용하여, 자외선을 조사 (질소 분위기하, 파장 365 nm 에 있어서의 적산 광량 : 400 mJ/㎠) 함으로써, 우레탄 수지를 포함하여 이루어지는 보강층 (8) 을 형성하였다. 얻어진 보강층 (8) 의 막두께를 접촉식 막두께계로 측정한 바, 5 ㎛ 였다.
(실시예 7 ∼ 9)
보강층 (8) 의 막두께를 변경한 것, 및 타원 편광판의 제조 방법을 이하와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 도 2 에 나타내는 층 구성의 타원 편광판 (10) 을 제작하고, 절단 단면 관찰을 실시하였다.
〔타원 편광판 (10) 의 제조 방법〕
먼저, 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 에 대해 코로나 처리를 실시한 후, 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 측과 상기에서 얻어진 편광층 (2) 을 점착제 (3) (린텍사 제조 감압식 점착제 15 ㎛) 를 개재하여 첩합하고, 기재를 박리하여 적층체 D 를 제작하였다. 이어서, 적층체 A 에 있어서의 λ/4 위상차층 (4) 의 중합성 액정 조성물 도포면에 대해 코로나 처리를 실시한 후, 적층체 D 의 보강층 (8) 과, 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 을 점착제 (3) (린텍사 제조 감압식 점착제 15 ㎛) 를 개재하여, 편광층 (2) 의 흡수축이 λ/4 위상차층 (4) 의 지상축 (광축) 에 대해 실질적으로 45°가 되도록 첩합하고, 기재를 박리하여 타원 편광판 (10) 을 제조하였다.
(실시예 10 ∼ 12)
보강층 (8) 의 막두께를 변경한 것, 및 타원 편광판의 제조 방법을 이하와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 도 3 에 나타내는 층 구성의 타원 편광판 (100) 을 제작하고, 절곡 시험을 실시하였다.
〔타원 편광판 (100) 의 제조 방법〕
먼저, 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 과, 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 에 대해 코로나 처리를 실시한 후, 적층체 A 의 λ/4 위상차층 (4) 과 적층체 B 의 수직 배향 액정 경화층 (6) 을 점착제 (3) (린텍사 제조 감압식 점착제 15 ㎛) 를 개재하여 첩합하고, 적층체 B 의 기재를 박리하여 적층체 E 를 제작하였다. 이어서, 적층체 E 의 보강층 (8) 과 편광층 (2) 을 점착제 (3) (린텍사 제조 감압식 점착제 15 ㎛) 를 개재하여, 편광층 (2) 의 흡수축이 λ/4 위상차층 (4) 의 지상축 (광축) 에 대해, 실질적으로 45°가 되도록 첩합한 후, 적층체 A 에 포함되어 있던 기재를 박리함으로써, 타원 편광판 (100) 을 제작하였다.
(비교예 1)
보강층을 제조하는 공정을 생략한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 타원 편광판을 제작하고, 절단 단면 관찰을 실시하였다.
(비교예 2)
보강층을 제조하는 공정을 생략한 것 이외에는, 실시예 7 ∼ 9 와 동일한 방법으로 타원 편광판을 제작하고, 절단 단면 관찰을 실시하였다.
이하에, 실시예 및 비교예에 있어서, 절단 단면 관찰을 실시한 결과를 나타낸다. 또한, 표 1 중, 층간 거리는 수직 배향 액정 경화층 (6) 과 보강층 (8) 의 층간 거리를 의미한다.
Figure pct00016
실시예 1 ∼ 12 의 타원 편광판은, 절단 시에 물결침이나 크랙 등의 문제가 발생하는 일 없이 가공 가능하여, 가공 특성이 우수한 타원 편광판이다.
1, 10, 100 : 타원 편광판
2 : 편광층
3 : 점착제
4 : λ/4 위상차층
5 : 배향층
6 : 수직 배향 액정 경화층
7 : 수직 배향층
8 : 보강층

Claims (13)

  1. 편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 및 보강층을 갖는 타원 편광판으로서, 수직 배향 액정 경화층은 그 액정 경화층 평면에 대해 수직 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지고, 수직 배향 액정 경화층의 막두께는 3 ㎛ 이하인, 타원 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    수직 배향 액정 경화층과 보강층의 층간 거리가 5 ㎛ 이하인 타원 편광판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    보강층의 막두께는 1 ∼ 10 ㎛ 인, 타원 편광판.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    λ/4 위상차층은 수평 배향 액정 경화층이며, 수평 배향 액정 경화층은, 그 액정 경화층 평면에 대해 수평 방향으로 배향한 상태의 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 중합체로 이루어지는, 타원 편광판.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    편광층, λ/4 위상차층, 수직 배향 액정 경화층, 보강층을 이 순서로 갖는,타원 편광판.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    편광층, 수직 배향 액정 경화층, 보강층, λ/4 위상차층을 이 순서로 갖는, 타원 편광판.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    편광층, 보강층, 수직 배향 액정 경화층, λ/4 위상차층을 이 순서로 갖는, 타원 편광판.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    보강층은, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지, 우레탄 수지, 및 멜라민 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하여 이루어지는, 타원 편광판.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수직 배향 액정 경화층과 보강층 사이에 막두께 5 ㎛ 이하의 배향층을 갖고, 그 배향층은 구성 원소에 Si 원소, C 원소 및 O 원소를 포함하는 화합물로 이루어지는 층인, 타원 편광판.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접하는 각 층에 있어서, 파장 550 nm 에 있어서의 면내 평균 굴절률의 차는, 0.20 이하인, 타원 편광판.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    λ/4 위상차층은,
    λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서 파장 λ = 400 ∼ 700 nm 의 범위에서,
    nxQ(λ) ＞ nyQ(λ) ≒ nzQ(λ)
    [식 중, nxQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 위상차층 평면에 대해 평행한 방향의 주굴절률을 나타낸다. nyQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 위상차층 평면에 대해 평행이며, 또한, 상기 nxQ(λ) 의 방향에 대해 직교하는 방향의 파장 λ (nm) 의 광에 대한 굴절률을 나타낸다. nzQ(λ) 는 λ/4 위상차층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 위상차층 평면에 대해 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다.]
    의 관계를 갖고,
    하기 식 (1) ∼ (3)
    ReQ(450)/ReQ(550) ≤ 1.00 (1)
    1.00 ≤ ReQ(650)/ReQ(550) (2)
    100 nm ≤ ReQ(550) ≤ 160 nm (3)
    [식 중, ReQ(450) 은 파장 λ = 450 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을, ReQ(550) 은 파장 λ = 550 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을, ReQ(650) 은 파장 λ = 650 nm 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값을 각각 나타내고, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 λ/4 위상차층의 면내 위상차값ReQ(λ) 는,
    ReQ(λ) = (nxQ(λ) - nyQ(λ)) × dQ
    로 나타낸다. 여기서, dQ 는 λ/4 위상차층의 두께를 나타낸다.]
    의 관계를 만족하는, 타원 편광판.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    수직 배향 액정 경화층은,
    수직 배향 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ = 400 ∼ 700 nm 의 범위에서,
    nzV(λ) ＞ nxV(λ) ≒ nyV(λ)
    [식 중, nzV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층 평면에 대해 수직인 방향의 굴절률을 나타낸다. nxV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층 평면에 대해 평행한 방향의 최대 굴절률을 나타낸다. nyV(λ) 는 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, 액정 경화층 평면에 대해 평행이며, 또한, 상기 nxV 의 방향에 대해 직교하는 방향의 파장 λ (nm) 의 광에 대한 굴절률을 나타낸다. 단, nxV(λ) = nyV(λ) 가 되는 경우에는, nxV(λ) 는 액정 경화층 평면에 대해 평행한 임의의 방향의 굴절률을 나타낸다.]
    의 관계를 갖고, 또한
    하기 식 (4) ∼ (6)
    RthV(450)/RthV(550) ≤ 1.00 (4)
    1.00 ≤ RthV(650)/RthV(550) (5)
    -120 nm ≤ RthV(550) ≤ -50 nm (6)
    [식 중, RthV(450) 은 파장 λ = 450 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을, RthV(550) 은 파장 λ = 550 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을, RthV(650) 은 파장 650 nm 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값을 각각 나타내고, 파장 λ (nm) 의 광에 대한 액정 경화층의 두께 방향의 위상차값 RthV(λ) 는,
    RthV(λ) = [(nxV(λ) ＋ nyV(λ))/2 - nzV(λ)] × dV
    로 나타낸다. 여기서, 액정 경화층이 형성하는 굴절률 타원체에 있어서, nzV(λ) 는 파장 λ (nm) 에 있어서의 액정 경화층 평면에 대해 수직인 방향의 주굴절률을 나타내고, ((nxV(λ) ＋ nyV(λ))/2) 는, 파장 λ (nm) 에 있어서의 액정 경화층 평면에서의 평균 굴절률을 나타낸다. dV 는 액정 경화층의 두께를 나타낸다.]
    의 관계를 만족하는, 타원 편광판.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 타원 편광판을 구비하는, 유기 EL 표시 장치.
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