KR102864007B1

KR102864007B1 - 광학 필름 적층체 및 포지티브 c 플레이트 및 광학 필름 적층체의 제조 방법

Info

Publication number: KR102864007B1
Application number: KR1020217019626A
Authority: KR
Inventors: 다케야 사카이
Original assignee: 하야시 텔렘프 가부시끼가이샤
Priority date: 2019-01-29
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2025-09-23
Anticipated expiration: 2040-01-16
Also published as: CN113348388A; JP7305682B2; KR20210123291A; CN113348388B; WO2020158428A1; JPWO2020158428A1

Abstract

감광성을 가지는 제1 액정성 재료를 포함하고, 상기 제1 액정성 재료가 소정의 배향성을 나타내는 제1 층(10)과, 상기 제1 층(10) 위에 직접 적층된, 포지티브 A 플레이트의 광학 특성을 가지는 제2 층(20)을 구비하는 광학 필름 적층체(1)에 있어서, 제1 액정성 재료를, 적어도 일부의 측쇄에 감광성 기를 포함하고, 소정의 화학식으로 표시되는 측쇄를 적어도 포함하는 제1 중합체를 포함하는 것으로 하고, 상기 측쇄에서의 메소겐 성분과 말단기를 연결하는 탄소쇄의 탄소수를 선택하고, 감광성 기를 단환식의 화합물로 하는 것에 의해, 제1 층(10)에 직선 편광을 조사한 후에 적층되는 제2 층(20)에 있어서, 제2 층(20)을 구성하는 제2 액정성 재료가 호모지니어스 배향할 때, 배향 결함을 저감한다.

Description

광학 필름 적층체 및 포지티브 C 플레이트 및 광학 필름 적층체의 제조 방법

본원은, 일본에서 2019년 1월 29일에 출원한 특허출원 제2019-012977호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체를 참조에 의해 본 출원의 일부를 이루는 것으로서 인용한다.

본 발명은, 광학 필름 적층체에 관한 것이며, 또한 이 적층체의 형성에 이용할 수 있는 액정 배향 특성을 가지는 포지티브 C 플레이트에 관한 것이다.

액정 표시 장치에는, 광시야각화, 고콘트라스트화가 요구되고 있다. 액정 표시 장치의 전면(前面), 이면에 배치되고, 편광 방향이 서로 직교하는 2장의 편광판을 비스듬하게 본 경우, 2장의 편광판의 흡수축이 외관상 직교로부터 어긋나 오는 것에 의해, 흑표시 시의 광의 누출이 발생하고, 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다. 이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 각종 광학 보상 필름이 이용되고 있다. 이와 같은 광학 보상 필름으로서, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 광학 필름이나, 포지티브 C 플레이트와, 포지티브 A 플레이트의 적층체의 광학 특성을 가지는 광학 필름 적층체 등의 기능의 향상이나, 제조법의 효율화가 검토되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1(일본공개특허 제2013-33128호 공보)은, 호메오트로픽((homeotropic) 배향한 광학 필름에 관한 것이며, 메소겐 성분과 감광성 기(基)를 가지는 측쇄와, 메소겐 성분을 가지고 광반응을 나타내지 않는 측쇄를, 90/10∼10/90의 몰비로 포함하는 액정성 고분자를 수직 또는 대략 호메오트로픽 배향시키고, 광결함이 에 의해 그 배향성을 고정한 광학 필름을 개시하고 있다.

특허문헌 2(일본공개특허 제2016-4142호 공보)는, 광학 필름 적층체에 관한 것이며, 감광성 기를 가지는 액정성 재료로 형성되고, 호메오트로픽 배향층의 배향성이 고정된 포지티브 C 플레이트 위에, 중합성을 가지는 액정성 재료로 형성되고, 호모지니어스(Homogeneous) 배향층의 배향성이 고정된 포지티브 A 플레이트가 직접 적층된 구성을 개시하고 있다.

일본공개특허 제2013-33128호 공보 일본공개특허 제2016-4142호 공보

특허문헌 1은, 메소겐 성분과 감광성 기를 가지는 측쇄와 메소겐 성분을 가지고 광반응성을 나타내지 않는 측쇄를 소정의 비율로 포함하는 액정성 고분자를 사용하는 것에 의해, 광중합 개시제를 함유하지 않아도, 광조사에 의해 액정성 고분자의 호메오트로픽 배향을 고정시킬 수 있는 것을 기재하고 있다. 특허문헌 2는, 호메오트로픽 배향층에 직선 편광을 조사하는 것에 의해, 감광성 기를 이방적(異方的)으로 광반응시키고, 바로 위에 적층된 중합성 액정성 재료를 배향시키는 액정 배향능을 부여할 수 있는 것을 기재하고 있다.

그러나, 특허문헌 2에서 제작한 광학 필름 적층체에서는, 편광 현미경으로 관찰했을 때, 포지티브 A 플레이트가 소광위(消光位)에서 완전한 암색으로는 되지 않고, 배향 결함이 포함된다는 문제가 있었다. 또한, 호메오트로픽 배향층에 직선 편광을 조사할 때, 장시간의 조사를 요하므로, 에너지 산업의 개선이 요구되고 있었다. 특허문헌 1에서도 특허문헌 2와 마찬가지의 재료를 사용하고 있고, 상기의 과제를 해결하는 수단을 시사하는 것은 아니다.

또한, 광학 보상의 설계상, 포지티브 C 플레이트와 포지티브 A 플레이트의 적층체 이외의 광학 특성을 가지는 필름도 준비하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 종래부터 배향 결함이 억제된 포지티브 A 플레이트를 가지는 광학 필름 적층체를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 종래부터 배향 결함이 억제된 포지티브 A 플레이트를 제공할 수 있는 액정 배향능을 가지는, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 광학 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 포지티브 C 플레이트와 포지티브 A 플레이트의 적층체 이외의 광학 특성을 가지는 광학 필름 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 종래부터도 낮은 에너지에서 제조할 수 있는 광학 필름 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 상기의 광학 필름 및 광학 필름 적층체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 이하의 태양(態樣)을 구성에 포함할 수 있다.

본 발명의 제1 태양은, 광학 필름 적층체로서, 감광성을 가지는 제1 액정성 재료를 포함하고, 이 제1 액정성 재료가 소정의 배향성을 나타내는 제1 층과, 상기 제1 층 위에 직접 적층된, 포지티브 A 플레이트의 광학 특성을 가지는 제2 층을 구비하고, 상기 제1 액정성 재료는, 적어도 일부의 측쇄에 감광성 기를 포함하고, 적어도 하기 화학식 1로 표시되는 제1 측쇄를 포함하는 제1 중합체로 적어도 구성되며, 상기 제2 층은 제2 액정성 재료로 형성되고, 이 제2 액정성 재료가 호모지니어스 배향하고 있는, 광학 필름 적층체이다.

식 중, n은 1∼12, m은 1∼5의 정수(整數)를 각각 나타내고, X는 none, -COO, -OCO-, -N=N-, -C=C- 또는 -C₆H₄-을 각각 나타내고, W₁은 신나모일기, 신나밀리덴기, 푸릴아크릴로일기 혹은 이들의 유도체로부터 선택되는 단환식의 감광성 기를 나타내거나, 또는, -H, -OH, 또는 -CN을 나타낸다.

제2 태양으로서, 상기 제1 태양에 관한 광학 필름 적층체에 있어서, 상기 제1 중합체가, 하기 화학식 2로 표시되는 제2 측쇄를 더 포함하는, 광학 필름 적층체라도 된다.

식 중, s는 0 또는 1을 나타내고, r은 1∼12의 정수를 나타내고, t는 1∼3의 정수를 나타내고, R은 H, 알킬기, 알킬옥시기 또는 할로겐을 나타낸다.

제3 태양으로서, 상기 제2 태양에 관한 광학 필름 적층체에 있어서, 상기 제1 액정성 재료가, 상기 제2 측쇄, 혹은 상기 제1 측쇄 및 상기 제2 측쇄의 양쪽을 포함하는 제2 중합체를 더 포함하고, 그 제2 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율은, 상기 제1 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율보다 적은 광학 필름 적층체라도 된다.

제4 태양으로서, 상기 제1 내지 제3 중 어느 하나의 태양에 관한 광학 필름 적층체에 있어서, 상기 제1 중합체가, 말단에 가교성(架橋性) 기를 가지는 비액정성의 제3 측쇄를 더 포함하고, 상기 제2 층이 상기 가교성 기와 반응하는 가교제를 포함하는 광학 필름 적층체라도 된다.

제5 태양으로서, 상기 제1 내지 제4 중 어느 하나의 태양에 관한 광학 필름 적층체에 있어서, 상기 제1 층이 상기 제1 액정성 재료가 호메오트로픽 배향하고 있는, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 광학 필름 적층체라도 된다.

제6 태양으로서, 상기 제2 태양에 관한 광학 필름 적층체에 있어서, 상기 제1 측쇄가 말단에 감광성 기를 가지고, 상기 제1 층이 Nz 계수 5 이상의 광학 특성을 가지는 광학 필름 적층체라도 된다.

본 발명의 제7 태양은, 감광성을 가지는 제1 액정성 재료를 포함하고, 상기 제1 액정성 재료는, 적어도 하기 화학식 1로 표시되는 제1 측쇄를 포함하는 제1 중합체로 적어도 구성되어 있고, 상기 제1 액정성 재료가 호메오트로픽 배향하고 있는, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 광학 필름이다.

식 중, n은 1∼12, m은 1∼5의 정수를 각각 나타내고, X는 none, -COO, -OCO-, -N=N-, -C=C- 또는 -C₆H₄-을 각각 나타내고, W₁은 신나모일기, 신나밀리덴기, 푸릴아크릴로일기 혹은 이들의 유도체로부터 선택되는 단환식의 감광성 기를 나타내거나, 또는, -H, -OH, 또는 -CN을 나타낸다.

본 발명의 제8 태양은, 감광성 기를 가지는 제1 액정성 재료를 포함하는 제1 도막(塗膜)을 형성하는 공정과, 상기 도막을 가열 후 냉각하여 배향성을 유도하는 공정과, 상기 가열 전 또는 후에, 상기 도막에 직선 편광을 조사하고, 상기 감광성 기를 이방적으로 광반응시키는 공정과, 상기 편광 조사 후의 제1 도막 위에, 직접 제2 액정성 재료를 도포하고, 제2 도막을 형성하는 공정과, 상기 제1 도막 및 제2 도막의 적층체를 가열하는 공정을 포함하는 광학 필름 적층체의 제조 방법으로서, 상기 제1 액정성 재료는, 적어도 하기 화학식 1로 표시되는 제1 측쇄를 포함하는 제1 중합체로 적어도 구성되어 있는, 광학 필름 적층체의 제조 방법이다.

제9 태양으로서, 상기 제8 태양에 관한 방법에 있어서, 상기 제1 도막에 가열 및 편광 조사를 행한 후에, 상기 제2 액정성 재료를 도포하는 방법이라도 된다.

제10 태양으로서, 상기 제1 도막에 편광을 조사한 후, 상기 제1 도막의 가열 전에, 상기 제2 액정성 재료를 도포하고, 상기 제1 도막의 가열에 의해 배향성을 유도하는 공정을, 상기 제1 도막 및 제2 도막의 적층체를 가열하는 공정에 의해 행하는 방법이라도 된다.

본 발명에 의하면, 측쇄형의 액정성 재료가 배향한 광학 필름을 기층으로 하는 광학 필름 적층체에 있어서, 액정성 재료 중의 감광성 기를 가지는 측쇄와 감광성 기를 가지지 않는 측쇄를 동일하게 양호하게 배향시킬 수 있다. 이 필름에 직선 편광을 조사하여 감광성 기를 이방적으로 광반응시키는 것에 의해, 종래의 필름에 비하여 액정 배향을 유도하는 성능을 개선하고, 또한 그 성능을 부여할 때의 에너지도 저감할 수 있다. 이 필름 상에서 액정성 재료를 호모지니어스 배향시키면, 배향 결함이 적은 포지티브 A 플레이트를 형성할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 광학 필름 적층체의 일례를 나타내는 모식 단면도(斷面圖)이다.

(광학 필름 적층체의 기본구성)

도 1은, 본 발명의 광학 필름 적층체의 구성을 나타낸 모식 단면도이다. 본 발명의 광학 필름 적층체(1)는, 감광성을 가지는 제1 액정성 재료를 포함하고, 그 제1 액정성 재료의 배향성이 고정된 제1 층(10)과, 상기 제1 층(10) 위에 직접 적층된, 포지티브 A 플레이트의 광학 특성을 가지는 제2 층(20)을 구비하고 있다. 광학 필름 적층체(1)는, 지지체(30)를 더 포함하는 것이라도 되지만, 지지체(30)를 이용하여 형성한 후, 제1 층(10)과 제2 층(20)의 적층체만을 지지체(30)로부터 박리하여 사용해도 된다.

상기 제1 액정성 재료는 제1 중합체로 적어도 구성되며, 상기 제2 층(20)은 제2 액정성 재료로 형성된, 호모지니어스 배향층의 배향성이 고정된 것이다. 제1 중합체는, 하기 화학식 1로 표시되는 측쇄를 가지고, 적어도 1부의 측쇄(제1 측쇄 또는, 후술하는 제2 측쇄)에 감광성 기를 포함한다.

식 중, n은 1∼12, m은 1∼5의 정수를 각각 나타내고, X는 none, -COO, -OCO-, -N=N-, -C=C- 또는 -C₆H₄-을 각각 나타내고, W₁은 신나모일기, 신나밀리덴기, 푸릴아크릴로일기 혹은 이들의 유도체로부터 선택되는 단환식 감광성 기를 나타내거나, 또는, -H, -OH, 또는 -CN을 나타낸다.

놀랍게도, 본 발명자는, 상기의 제1 중합체가 포함하는 제1 측쇄의 화학식에 있어서, 산소(O)와 말단기 W₁을 연결하는 탄소쇄의 탄소수를 홀수로 한 경우, 말단기가 비감광성 기이면 수직 배향성이 우수하고 또한, 말단기 W₁이 감광성 기인 경우에도, 단환식의 화합물로 이루어지는 감광성 기이면, 말단기가 비감광성 기인 경우와 마찬가지로, 우수한 수직 배향성이 얻어지는 것을 찾아냈다. 또한, 제1 액정성 재료를 사용하여 형성되는 제1 층에 있어서, 감광성 기를 가지는 측쇄도 수직 배향하는 구성으로 한 경우에, 직선 편광의 조사에 의해 부여되는 액정 배향능이 향상되고, 제1 층 위에 제2 층을 형성했을 때, 제2 층을 구성하는 액정성 재료의 배향 결함을 억제할 수 있는 것, 또한 직선 편광의 조사에 요하는 에너지도 저감할 수 있는 것을 찾아냈다.

제1 액정성 재료를 구성하는 제1 중합체는, 하기의 화학식 2로 표시되는 제2 측쇄를 더 포함하는 것이라도 된다. 이 경우, 제2 측쇄는 감광성을 가지므로, 제1 측쇄는 말단기 W₁로서 감광성 기를 포함하지 않는 것이라도 된다.

식 중, s는 0 또는 1을 나타내고, r은 1∼12의 정수를 나타내고, t는 1∼12의 정수를 나타내고, R은 H, 알킬기(바람직하게는 C_1-4 알킬기), 알킬옥시기(바람직하게는 C_1-4 알킬옥시기) 또는 할로겐을 나타낸다.

상기 화학식 2로 표시되는 측쇄는, 하기에 설명하는 액정 배향능이 우수하므로, 이것을 포함함으로써, 제1 층(10)에 액정 배향능을 부여할 때의 직선 편광의 에너지를 억제할 수 있다.

상기 제1 액정성 재료는 제2 중합체를 더 포함해도 된다. 이 제2 중합체는, 상기 제2 측쇄를 포함하는 중합체라도 되고, 혹은 상기 제1 측쇄 및 상기 제2 측쇄의 양쪽을 포함하고, 그 제2 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율이, 상기 제1 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율보다 적은 것이라도 된다. 여기에서, 제1 중합체는, 측쇄 전체에 대한 제1 측쇄의 비율이 제2 측쇄보다 큰 것인 것이 바람직하다.

그리고, 필요에 따라, 제1 중합체 및/또는 제2 중합체는, 말단에 가교성 기를 가지는 비액정성의 측쇄(제3 측쇄)를 더 포함해도 된다.

제1 중합체는 복수의 제1 측쇄를 포함하고, 경우에 따라서는, 복수의 제2 측쇄를 더 포함하는 측쇄형 액정 폴리머이다. 제2 중합체는 복수의 제2 측쇄를 포함하고, 경우에 따라서는 복수의 제1 측쇄를 더 포함하는, 측쇄형 액정 폴리머이다. 제1 액정성 재료에서는, 제1 중합체, 제2 중합체 모두, 제1 측쇄의 적어도 1부가 말단에 단환식의 감광성 기를 포함하는 것, 또한/ 또는, 제2 측쇄를 포함함으로써 감광성을 가진다.

상기의 감광성 측쇄형 액정성 폴리머를 구성하는 주쇄(主鎖)로서는, 상기 측쇄를 스페이서를 통하여 결합한 탄화수소, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 실록산, 말레인이미드, N-페닐말레인이미드 등을 들 수 있다. 이들 폴리머는 동일한 측쇄를 가지는 단일 중합체 또는 구조가 상이한 측쇄를 가지는 복수의 단위로 이루어지는 공중합체 중 어느 것이라도 된다. 또한, 배향을 증강하기 위해 저분자 화합물을 첨가해도 상관없다. 그리고, 본 발명에 있어서 감광성 기란, 광조사에 의해 다른 분자와 결합하는 관능기를 말한다. 또한, 본 발명에 있어서, 액정성 재료란, 재료 단독으로 물리적인 외부 자극(가열, 냉각, 전장(電場), 자장, 전단의 인가(印加) 등)을 주었을 때 액정성을 나타내거나, 또는 용매나 비액정성 성분과의 혼합에 의해 액정성을 발현하는 재료를 말한다.

또한, 상기 제1 액정성 재료에 광증감제를 첨가해도 된다. 광증감제로서는, 예를 들면, 미힐러 케톤 등의 벤조페논계 화합물; 크산톤 및 티옥산톤 등의 크산톤 화합물(예를 들면, 2,4-디에틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤 등); 안트라센 및 알콕시기 함유 안트라센(예를 들면, 디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물;

페노티아진; 루브렌 등을 들 수 있다. 광증감제의 첨가에 의해, 직선 편광 조사 시의 반응이 촉진되고, 조사 시간을 단축(조사 에너지를 절약)하는 데에 효과가 있다.

또한 예를 들면, 상기 제1 액정성 재료를 구성하는 제1 중합체 및/또는 제2 중합체가 가교성의 관능기를 가지는 비액정성의 측쇄를 제3 측쇄로서 가지는 것이라도 된다. 비액정성의 측쇄가 가지는 가교성 관능기는 활성수소기라도 된다. 활성수소기로서는, 수산기, 카르복시기, 아미노기, 및 티올기 등을 들 수 있다.

(액정 배향능을 가지는 제1 층의 형성)

본 발명의 광학 필름 적층체(1)에 있어서, 제1 층(10)은, 상기의 제1 액정성 재료(측쇄형 액정성 폴리머)를, 적당한 용매에 용해한 용액(도포액)을 지지체(30)위에 도포하여 필름을 제막하고, 건조에 의해 용매를 제거한 후, 가열 공정에서 가열·냉각(서랭)하는 것에 의해 형성된다. 본 발명에서는, 가열·냉각 전, 혹은 가열·냉각 후의 필름에 직선 편광, 바람직하게는 자외선 직선 편광을 조사하는 것에 의해, 액정 배향능이 부여된다. 편광의 조사를 가열 공정 후에 행한 경우에는, 제1 액정성 재료는 호메오트로픽 배향을 나타내고, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 필름이 형성된다. 편광의 조사를 가열 공정 전에 행한 경우에는, 제1 층(10)이 포함하는 측쇄의 구성에 따라, 포지티브 C 플레이트와는 상이한 광학 특성(예를 들면, Nz 계수 5 이상)의 필름이 형성된다.

여기에서, 제1 층(10)이 가지는 액정 배향능이란, 제1 층(10) 위에 제2 액정성 재료로 이루어지는 층을 형성했을 때에, 제2 액정성 재료의 배향을 유도하는 특성이다. 제1 액정성 재료로 형성된 필름에 직선 편광을 조사한 경우, 편광의 진동면에 평행한 방향에서 선택적으로 감광성 측쇄 사이의 반응이 진행되므로, 제1 층(10)의 표면 상태가 이방적으로 되고, 제1 층(10) 위에 적층되는 제2 액정성 재료에, 소정 방향의 호모지니어스 배향을 유도하는 것으로 고려된다. 제1 층(10)이 액정 배향능을 가지므로, 제2 액정성 재료를 적층하는 데에 있어서, 별도 배향막 등은 필요로 하지 않고, 제2 층(20)을 제1 층(10) 위에 직접 적층할 수 있다.

용매로서는, 디옥산, 디클로로에탄, 시클로헥사논, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란, o-디클로로벤젠, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등을 예로 들 수 있고, 이들 용매는 단독 또는 혼합하여 사용된다.

지지체(30)는 유리기판 외에, 각종 고분자 필름 중에서 적절히 선택하여 사용된다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 디아세틸셀룰로오스 및 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머 필름, 비스페놀 A·탄산 공중합체 등의 폴리카보네이트계 폴리머 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌·프로필렌 공중합체 등의 직쇄 또는 분지상 폴리올레핀 필름, 폴리아미드계 필름, 이미드계 폴리머 필름, 술폰계 폴리머 필름 등을 들 수 있다.

스핀 코트, 롤 코트, 스크린 인쇄법, 나이프 코트, 스프레이 코트 등의 도포 방법에 의해, 상기의 지지체(30) 위에 소정의 막 두께의 도막이 형성된다(도공 공정). 도막의 건조는 상온에서 행해도 되고, 재료의 등방 상전이 온도 이하의 온도 (예를 들면, 60℃ 이하)에 가열하여 행해도 된다(건조 공정). 건조 과정에서, 이미 제1 액정성 재료는 일정한 배향성을 나타내지만, 건조 후의 필름을 재료의 액정 상전이 온도 이상이며 등방성 전이 온도 이하(바람직하게는 등방성 전이 온도 미만)의 온도로 가열·냉각(서랭)하는 것에 의해 배향이 촉진된다. 가열은 예를 들면 80∼130℃, 바람직하게는, 100∼120℃ 정도의 온도에서 행해도 된다(가열 공정). 경우에 따라, 가열은 제1 층 위에, 제2 액정성 재료를 도포한 후에 행해도 된다.

(직선 편광 조사)

직선 편광의 조사는, 가열 전(바람직하게는 건조 후), 또는 가열 후(바람직하게는 냉각 후)에 행해진다. 조사에는, 직선 편광 자외선을 이용하는 것이 바람직하다. 이 조사에 의해, 액정성 폴리머의 감광성 기의 광반응이 이방적으로 진행되는 것에 의해, 제1 층(10)을 구성하는 필름에, 제2 층(20)의 액정성 재료를 배향시키는 액정 배향능이 부여된다. 이 광반응을 진행시키기 위해서는, 감광성 기의 부분이 반응할 수 있는 파장의 광의 조사를 요한다. 이 파장은, 측쇄의 종류에 따라서도 상이하지만, 일반적으로 200-500㎚이며, 그 중이어도 250-400㎚의 유효성이 높은 경우가 많다. 상기의 직선 편광을 조사하는 공정에 있어서, 조사되는 에너지는, 0.1mJ/㎠∼10J/㎠인 것이 바람직하고, 1mJ/㎠∼5J/㎠인 것이 더욱 바람직하다.

제1 액정성 재료에 포함되는 제1 측쇄의, 감광성 측쇄의 비율이 큰 경우, 가열 공정 전에 직선 편광을 조사한 경우, 감광성 기의 반응이, 측쇄의 배향성에 영향을 주고, 그 후의 가열·냉각에 의해서도, 제1 액상성 재료는, 완전한 호메오트로픽 배향으로는 되지 않고, 제1 층(10)은, 포지티브 C 플레이트 이외의 광학 특성을 가지는 광학 필름이 된다. 예를 들면, 제1 측쇄가 감광성 기를 가지는 것으로 한 경우, Nz 계수 5 이상의 광학 필름이 형성된다. 다른 한편, 가열 전에 직선 편광의 조사를 하지 않는 경우, 건조 공정에서 유도된 호메오트로픽 배향이 가열·냉각으로 촉진되고, 제1 층(10)은, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 호메오트로픽 배향층이 된다. 그 후, 직선 편광(직선 편광성 자외선)의 조사가 행해져도, 호메오트로픽 배향층의 배향성은 실질적으로 영향을 받지 않는다. 그리고, 제1 액정성 재료를, 제2 측쇄와, 감광성 기를 가지지 않는 제1 측쇄를 포함한 것으로 하여, 가열 공정 전에 직선 편광을 조사하고, 가열 공정을 제2 액정성 재료의 도포 후에 행한 경우에는, 제1 층(10)은, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 호메오트로픽 배향층이 된다. 이 경우, 액정 배향능은, 제1 액정성 재료가 포함하는 제2 측쇄에 부여된다.

(호모지니어스 배향층의 형성)

상기와 같이 하여 형성된 제1 층 위에, 제2 액정성 재료를 용매에 용해하고 용액으로 하여, 도포하고, 도포 후 건조하고, 가열 처리를 행함으로써 제2 액정성 재료의 배향을 유도시킨다. 그 때, 제1 층이 가지는 전술의 액정 배향능에 의해, 제2 액정성 재료에는 호모지니어스 배향이 유도된다. 이어서, 비편광성의 자외선을 조사하는 것에 의해, 이 배향을 고정시킬 수 있다. 제1 층의 가열 공정을 행한 후에, 제2 액정성 재료를 도포하는 경우, 가열 처리는, 예를 들면 60∼120℃ 정도의 온도에서 행해도 된다. 제1 액정성 재료와 제2 층의 액정성 재료의 가열 처리를 동시에 행하는 경우, 상기의 가열 공정과 동일한 정도의 온도(예를 들면, 80∼130℃, 바람직하게는, 100∼120℃ 정도의 온도)에서 행해도 된다.

일 실시형태에서는, 제1 층을 가열한 후, 제1 층에 편광을 조사하고, 그 후 제2 액정성 재료의 도포와 가열이 행해진다. 별도의 실시형태에서는, 제1 층에 편광 조사를 행한 후, 제1 층을 가열하고, 그 후 제2 액정성 재료의 도포와 가열이 행해진다. 또 다른 실시형태에서는, 제1 액정성 재료에 배향성을 유도하기 위한 제1 층의 가열과, 제2 액정성 재료에 배향성을 유도시키기 위한 가열이 동시에 행해진다. 이 경우, 제1 층에 편광을 조사하여 액정 배향능을 부여한 후, 가열을 거치지 않고 제2 액정성 재료가 도포되고, 그 후, 미가열의 제1 층과 제2 층으로 이루어지는 적층체가 가열·냉각(서랭)된다.

여기에서, 필요에 의해 호모지니어스 배향층을 형성하기 위해 사용되는 중합성 액정성 재료 중에, 그 중합성 액정성 재료의 액정성을 어지럽히지 않을 정도의 양으로 감광성을 가지는 화합물을 첨가할 수 있다. 이 경우, 감광성 기는, 제1 층을 형성하는 감광성 기를 가지는 액정성 재료의 감광성 기와 화학 구조가 동일 또는 유사한 것을 사용하는 것이, 제1 층과 제2 층의 계면에서의 밀착을 높이는 점에서 바람직하다.

(호모지니어스 배향층을 형성하는 제2 액정성 재료)

본 발명에 있어서, 제2 층(20)을 구성하는 제2 액정성 재료는, 액정성 폴리머로 이루어지는 것이라도 되고, 액정성 모노머로 이루어지는 것이라도 된다. 제2 액정성 재료는, 광이나 열에 의해 중합하는 관능기를 가지는 중합성 액정성 재료나, 이소시아네이트 재료, 에폭시 재료 등의 가교제에 의해, 액정성을 손상시키지 않을 정도로 가교 구조를 도입한 액정성 폴리머라도 되고, 액정성 모노머라도 된다. 또한, 저분자 재료로서 하기의 다관능성의 저분자 재료를 더하여 도포하고, 중합성 액정성 재료를 배향시킨 후, 중합시키고 가교성 폴리머를 함유하도록 해도 된다. 필요에 따라, 광중합 개시제, 열중합 개시제나 증감제를 혼합해도 된다. 이와 같은 중합성 액정성 재료를 액정 배향능이 부여된 제1 층(10) 상에서 호모지니어스 배향시키고, 그 배향을 고정하는 것에 의해, 제1 층(10) 위에 포지티브 A 플레이트의 광학 특성을 가지는 광학 필름을 형성할 수 있다.

중합성 액정으로서는, 시프 염기계, 비페닐계, 터페닐계, 에스테르계, 티오에스테르계, 스틸벤계, 트란계, 아족시계, 아조계, 페닐시클로헥산계, 피리미딘계, 시클로헥실시클로헥산계, 트리메스산계, 트리페닐렌계, 트룩센계, 프탈로시아닌계, 포르피린계 분자 골격을 가지는 액정 화합물, 또는 이들 화합물의 혼합물 등을 들 수 있고, 가교성 기의 도입 혹은 적절한 가교제의 블렌드에 의해, 액정 상태 혹은 액정 전이 온도 이하로 냉각한 상태에서, 열가교 혹은 광가교 등의 수단에 의해 배향 고정화할 수 있는 것이 포함된다. 중합성 액정으로서는, 네마틱성의 액정상을 나타내는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 중합성 액정은, 가교성 기의 도입 혹은 적절한 가교제의 블렌드에 의해, 액정 상태 혹은 액정 전이 온도 이하로 냉각한 상태에서, 열가교 혹은 광가교 등의 수단에 의해 배향 고정화할 수 있는 액정 폴리머라도 되고, 메소겐 형성성 기로 구성된 유닛을 가지는 한 특별히 한정되지 않는다. 상기 유닛을 액정 폴리머의 주쇄에 가지고 있어도 되고, 측쇄에 가지고 있어도 된다. 주쇄형 액정 폴리머로서는, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리카보네이트계, 폴리이미드계, 폴리우레탄계, 폴리벤즈이미다졸계, 폴리벤조옥사졸계, 폴리벤조티아졸계, 폴리아조메틴계, 폴리에스테르아미드계, 폴리에스테르카보네이트계, 폴리에스테르이미드계의 액정 폴리머, 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또한 측쇄형 액정성 폴리머로서는, 폴리아크릴레이트계, 폴리메타크릴레이트계, 폴리비닐계, 폴리실록산계, 폴리에테르계, 폴리말로네이트계 등의 직쇄형 또는 환형(環形) 구조의 골격쇄를 가지는 고분자에 측쇄로서 메소겐기가 결합한 액정 폴리머, 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 액정 폴리머로서는, 네마틱성의 액정상을 나타내는 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.

가교성 기로서는, 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.

광중합 개시제로서는, 이르가큐어(Irgacure) 907, 이르가큐어 184, 이르가큐어 651, 이르가큐어 819, 이르가큐어 250, 이르가큐어 369(이상, 모두 치바·재팬(주) 제조), 세이크올 BZ, 세이크올 Z, 세이크올 BEE(이상, 모두 세이코 가코(주)제조), 가야큐어(kayacure) BP100(니폰 가야쿠(주) 제조), 가야큐어 UVI-6992(다우 사 제조), 아데카 옵토머-SP-152 또는 아데카 옵토머-SP-170(이상, 모두 (주)ADEKA제조), TAZ-A, TAZ-PP(이상, 니혼 시버헤그너사 제조) 및 TAZ-104(산와 케미컬사 제조) 등, 시판되고 있는 광중합 개시제도 사용할 수 있다.

열중합 개시제로서는, 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조 화합물; 과산화수소, 과황산염, 과산화벤조일 등의 과산화물 등을 들 수 있다. 중합 개시제의 함유량은, 중합성 액정 화합물(또는 중합성 액정 폴리머) 100 질량부에 대하여, 0.1∼30 질량부가 바람직하고, 0.5∼10 질량부가 보다 바람직하고, 0.5∼8 질량부가 더욱 바람직하다. 상기 범위 내이면, 중합성 액정 화합물의 배향을 어지럽히지 않고 중합시킬 수 있다. 중합 개시제로서 광중합 개시제를 사용하는 경우, 광증감제를 병용해도 된다. 광증감제로서는, 예를 들면 크산톤 및 티옥산톤 등의 크산톤 화합물(예를 들면, 2,4-디에틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤 등); 안트라센 및 알콕시기 함유 안트라센(예를 들면, 디부톡시안트라센 등) 등의 안트라센 화합물; 페노티아진; 루브렌 등을 들 수 있다.

필요에 따라, 제2 액정성 재료에 가교제를 첨가해도 된다. 제1 액정성 재료를 구성하는 제1 중합체 및/또는 제2 중합체가, 가교성 관능기를 가지는 측쇄를 포함하는 경우, 이들의 관능기와 가교 결합을 형성하는 가교제를 제2 액정성 재료가 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 제1 층(10)과 제2 층(20) 사이에 가교 결합을 형성하고, 층간 밀착성을 높일 수 있다. 가교제로서는, 분자 내에 2개 이상의 관능기를 가지는 다관능성 화합물을 들 수 있다. 다관능성 화합물로서는, 액정성 고분자와 가교 결합을 형성할 수 있는 관능기를 가지고 있으면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 제1 액정성 재료가 가교성 관능기를 가지고, 해당 가교성 관능기가 수산기 또는 카르복시기인 경우, 이소시아네이트기, 카르보디이미드기, 아지리딘기, 아제티딘기, 옥사졸린기, 에폭시기 등을 가지는 화합물을 들 수 있다. 이들 가교제 중, 액정성 고분자가 가지는 가교성 관능기와 비교적 온화한 반응 조건 하에서 반응하는 반응성의 관점에서, 분자 내에 2개 이상의 이소시아네이트기를 가지는 다관능성 화합물인 폴리이소시아네이트계 화합물이 바람직하고, 폴리이소시아네이트계 화합물은 공지의 것이 사용 가능하다. 예를 들면, 폴리이소시아네이트계 화합물로서는, 디이소시아네트 화합물, 트리이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다. 디이소시아네트 화합물로서는, 예를 들면, 페닐렌디이소시아네트, 톨릴렌디이소시아네트, 디페닐메탄디이소시아네트, 헥사메틸렌디이소시아네트, 크실릴렌디이소시아네트, 메틸시클로헥실렌디이소시아네트, 비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 메틸렌비스(시클로헥실이소시아네트), 이소포론디이소시아네트, 헥사메틸렌디이소시아네트와 디올의 축합 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 트리이소시아네이트 화합물로서는, 헥사메틸렌디이소시아네트 등의 디이소시아네트의 이소시아누레이트체, 뷰렛체, 헥사메틸렌디이소시아네트 등의 디이소시아네트와 메틸올프로판의 부가체인 어덕트(adduct)체 등을 들 수 있다. 이들 가교제 중, 트리이소시아네이트 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.

예를 들면, 제1 액정성 재료(제1 액정성 재료를 구성하는 중합체)가, 가교성 관능기로서 수산기, 카르복시기, 아미노기, 및 티올기 등의 활성수소기를 가지고, 제2 액정성 재료가 가교제로서 폴리이소시아네이트계 화합물을 포함하는 경우, 우레탄 결합(-NH-CO-O-), 아미드 결합(-NH-CO-), 우레아 결합(-NH-CO-NH-), 티오우레탄 결합(-NH-CO-S-) 등의 결합에 의해, 제1 층(10)과 제2 층(20)의 계면 접합성을 향상시킬 수 있다.

또한, 필요에 따라, 제1 액정성 재료의 감광성 기와 반응할 수 있는 감광성 기를 가지는 화합물을 제2 액정성 재료에 첨가해도 된다. 예를 들면, 신나모일기, 신나밀리덴기, 푸릴아크릴로일기 또는, 이들의 유도체 등의 감광성 기다. 이와 같은 감광성 기를 제2 액정성 재료에 함유시키는 방법으로서, 감광성 기가 제2 액정성 재료의 분자 구조에 포함되어 있어도 되고, 혹은 상기 감광성 기를 가지는 화합물을 첨가해도 된다. 필요에 의해 첨가하는 화합물이 중합성 액정성 재료 자체의 중합성 기와 반응할 수 있는 반응성기를 가지고 있어도 된다. 나아가, 제2 액정성 재료의 액정성을 손상시키지 않는 것이 바람직하고, 이와 같은 화합물로서 결정성 또는 액정성을 가지는 화합물이 바람직하게 사용된다.

(비편광성의 자외선 조사)

액정 배향능이 부여된 제1 층(10) 위에 제2 액정성 재료를 배향시키고 호모지니어스 배향층을 형성한 후, 비편광성의 자외선을 조사하는 것이 바람직하다. 비편광성자외선을 조사하면, 제2 액정성 재료 중의 중합성 기가 반응하여 배향이 고정되고, 안정된 호모지니어스 배향층이 형성되고 또한, 제1 층(10)에서의 배향도 고정된다.

이상과 같이 하여, 제1 층(10) 위에 직접 제2 층(20)을 형성하는 것에 의해, 본 발명의 광학 필름 적층체(1)를 형성할 수 있다. 지지체(30) 위에 형성된 광학 필름 적층체(1)는, 액정 패널을 구성하는 편광판 또는 액정 셀에 점착제를 도포해 두면, 그 위에 전사하는 것에 의해 지지체(30)필름으로부터 분리할 수 있다.

(제1 층 및 제2 층의 두께)

제1 층(10) 및 제2 층(20)의 두께는, 각각 0.3∼3㎛인 것이 바람직하고, 0.5∼2.5㎛인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 의하면, 제1 층(10) 및 제2 층(20)으로 이루어지는 광학 필름 적층체(1)를, 0.6∼6㎛로 매우 얇게 형성할 수 있는 것으로부터, 종래의 액정 표시 장치에 사용되고 있는 광학 보상 필름(얇아도 15㎛의 두께있음)에 비하여, 표시 장치의 박형화가 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 광학 필름 적층체(1)의 예시적 실시형태에 대하여 설명한다. 설명을 위해, 제1 측쇄에 있어서, 말단기가 감광성 기가 아닌 측쇄를 측쇄 Ia, 말단기가 감광성 기를 가지는 측쇄를 측쇄 Ib, 제2 측쇄를 측쇄 II로 기재한다.

(실시형태 1)

일 실시형태에 있어서, 제1 액정성 재료는 제1 중합체로 구성되며, 그 제1 중합체의 측쇄가 측쇄 Ib로 이루어지는 것이라도 된다. 이 액정성 재료를 사용하면, 제1 층(10)에 있어서 감광성 기를 가지는 측쇄 Ib를 호메오트로픽 배향시키고, 직선 편광의 조사에 의해 액정 배향능을 부여하고, 제2 층(20)을 형성하는 제2 액정성 재료에 호모지니어스 배향성을 부여할 수 있다.

(실시형태 2)

일 실시형태에 있어서, 제1 액정성 재료는, 측쇄가 측쇄 Ia와 측쇄 II로 이루어지고, 측쇄 II에 대하여 측쇄 Ia의 몰비가 많은 제1 중합체와, 측쇄가 측쇄 II로 이루어지는 제2 중합체 또는, 측쇄가 측쇄 Ia와 측쇄 II로 이루어지고, 측쇄 Ia에 대한 측쇄 II의 몰비가 많은 제2 중합체로 이루어지는 것이라도 된다. 측쇄 II에 기인하는 액정 배향능은 측쇄 Ib보다 강하므로, 제1 층(10)에 있어서 감광성 기를 가지는 측쇄 Ia와 측쇄 II를 호메오트로픽 배향시키고, 직선 편광의 조사에서 액정 배향능을 부여할 때의 조사 에너지를 억제할 수 있고, 제2 층(20)을 형성하는 제2 액정성 재료에 양호한 호모지니어스 배향성을 부여할 수 있다.

(실시형태 3)

일 실시형태에 있어서, 제1 액정성 재료는, 측쇄가 측쇄 Ib와 측쇄 II로 이루어지는 제1 중합체로 구성된 것이라도 된다. 이 경우, 제1 액정성 재료는, 호메오트로픽 배향성이 양호하고 또한 감광성 기를 가지는 측쇄 Ib와, 액정 배향능이 우수한 측쇄 II의 공중합체로 이루어지므로, 제1 층(10)에서 양쪽의 측쇄 Ib, 측쇄 II를 양호하게 호메오트로픽 배향시키고, 직선 편광의 조사로 액정 배향능을 부여할 때의 조사 에너지를 억제할 수 있고, 제2 층(20)을 형성하는 제2 액정성 재료에 양호한 호모지니어스 배향성을 부여할 수 있다.

(실시형태 4)

일 실시형태에 있어서, 제1 액정성 재료를 측쇄가 측쇄 Ib와 측쇄 II로 이루어지는 제1 중합체로 구성하고, 이것에 포지티브 C 플레이트 이외의 광학 특성을 부여해도 된다. 상기의 실시형태(3)에 있어서는, 제1 액정성 재료로 이루어지는 도막을 가열·냉각시키면, 측쇄가 호메오트로픽 배향한 층이 형성되고, 액정 배향능을 부여하기 위한 직선 편광의 조사에 의해서도 그 배향성은 변화하지 않는다. 한편, 가열 전에 직선 편광을 조사하면, 광반응이 먼저 진행되므로, 나중의 가열·냉각에 따라서는 완전한 호메오트로픽 배향은 취해지지 않고, 포지티브 C 플레이트와는 상이한 광학 특성(예를 들면, Nz 계수 5 이상)의 필름이 형성된다. 이 필름 위에, 제2 층(20)을 형성하는 것에 의해, 포지티브 C 플레이트와는 상이한 광학 특성을 가지는 제1 층(10) 위에, 포지티브 A 플레이트의 광학 특성을 가지는 제2 층(20)을 형성할 수 있다.

(실시형태 5)

일 실시형태에 있어서, 제1 액정성 재료는 실시형태 1과 마찬가지로, 측쇄 Ib를 가지는 제1 중합체로 구성되며, 광증감제를 더 포함하는 것이라도 된다. 이 구성에 의하면, 제1 층(10)에 액정 배향능을 부여하기 위한 조사 에너지를 저감하고, 보다 높은 에너지 효율로 광학 필름 적층체(1)를 형성할 수 있다.

(실시형태 6)

일 실시형태에 있어서, 제1 액정성 재료는, 측쇄 Ib와, 말단에 가교성 기 (예를 들면, 수산기)를 가지는 비액정성의 측쇄를 포함하는 제1 중합체로 구성되며, 제2 액정성 재료가 상기 가교성 기와 반응하는 가교제(예를 들면, 이소시아네이트계 화합물)를 포함하는 것이라도 된다. 이 구성에 의하면, 제1 층(10)과 제2 층(20)의 층간 밀착성을 향상시킬 수 있다.

(실시형태 7)

일 실시형태에 있어서, 제1 액정성 재료로 이루어지는 도막을 형성한 후, 가열에 의한 배향성의 유도를 행하지 않고, 액정 배향능을 부여하기 위한 직선 편광의 조사를 행하고, 제2 액정성 재료를 도포하고, 그 후, 가열·냉각함으로써, 제1 액정성 재료와, 제2 액정성 재료의 배향성을 동시에 유도해도 된다. 이 경우, 제1 액정성 재료를 측쇄가 측쇄 Ia와 측쇄 II로 이루어지는 제1 중합체로 구성해도 된다. 제4 실시형태에서는, 편광을 조사한 후, 가열·냉각에 의해 포지티브 C 플레이트의 이외의 배향을 유도한 제1 층(10) 위에, 제2 층(20)을 형성하고 있지만, 본실시형태에서는, 제1 층(10)을 구성하는 제1 액정성 재료를, 수직 배향성을 나타내지만 말단기가 감광성 기가 아닌 측쇄 Ia을 포함하는 것으로 하는 것에 의해, 직선 편광을 조사했을 때 생기는 배향이 억제되고, 제2 액정성 재료를 도포한 후의 가열·냉각에 의해, 제1 층은 호메오트로픽 배향이 유도된다. 제2 실시형태와 대비하면, 본실시형태에서는, 측쇄 II의 몰비가 많은 제2 중합체를 포함하지 않는 경우에도, 제1 층(10)과 제2 층(20)의 배향 유도를 동시에 행하는 것에 의해, 배향 결함의 발생을 억제하고 또한, 제1 층을 양호하게 배향시킬 수 있다.

<실시예>

이하에, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에 있어서 사용한 재료에 관한 합성 방법을 이하에 나타낸다. 또한, 본 발명의 실시예에 의해 얻어진 샘플의 광학 특성의 판정에는, 자동 복굴절계를 사용하고, 포지티브 C 플레이트, 포지티브 A 플레이트의 판정은 위상차값의 각도 의존성에 기초하여 행하였다. 제2 층을 구성하는 포지티브 A 플레이트의 배향성에 대해서는, 편광 현미경으로 크로스 니콜(cross nicol)상을 관찰하고, 대부분이 소광되는 소광위에서의 투광성(透光性) 부분(배향 결함)의 다과(또는 유무)에 의해 판단하였다.

(단량체 A)

4,4'-비페닐디올과 3-클로로프로판올을 알칼리 조건 하에서 가열함으로써, 4-하이드록시-4'-하이드록시프로필옥시비페닐을 합성하였다. 이 생성물에, 알칼리 조건 하에서 1,6-디브로모헥산을 반응시키고, 4-(6-브로모헥실옥시)-4'-하이드록시프로필옥시비페닐을 합성하였다. 이어서, 리튬메타크릴레이트를 반응시키고, 화학식 3으로 표시되는 단량체 A를 합성하였다.

(단량체 B)

단량체 A에, 염기성의 조건 하에 있어서, 염화신나모일를 더하고, 화학식 4로 표시되는 단량체 B를 합성하였다.

(단량체 C)

단량체 A에, 염기성의 조건 하에 있어서, 염화나프틸아크릴로일을 더하고, 하기 화학식 5로 표시되는 단량체 C를 합성하였다.

(단량체 D)

4,4'-비페닐디올과 2-클로로에탄올을 알칼리 조건 하에서 가열함으로써, 4-하이드록시-4-하이드록시에톡시비페닐을 합성하였다. 이 생성물에, 알칼리 조건 하에서 1,6-디브로모헥산을 반응시키고, 4-(6-브로모헥실옥시)-4'-하이드록시에톡시비페닐을 합성하였다. 이어서, 리튬메타크릴레이트를 반응시키고, 화학식 6으로 표시되는 단량체 D를 합성하였다.

(단량체 E)

단량체 D에, 염기성의 조건 하에 있어서, 염화신나모일를 더하고, 화학식 7로 표시되는 단량체 E를 합성하였다.

(단량체 F)

p-쿠마르산과 6-클로로-1-헥산올을 알칼리 조건 하에서 가열함으로써, 4- (6-하이드록시헥실옥시)신남산을 합성하였다. 이 생성물에 p-톨루엔술폰산의 존재 하에서 메타크릴산을 대과잉량 부가하여 에스테르화 반응시키고, 화학식 8로 표시되는 단량체 F를 합성하였다.

(중합체 1-1)

단량체 B를 THF 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 56℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 1-1을 얻었다. 이 중합체 1-1은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 1-2)

단량체 A를 THF 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 56℃에서 24시간 중합함으로써 중합체 1-2를 얻었다. 이 중합체 1-2는 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 1-3)

단량체 C를 THF 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 56℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 1-3을 얻었다. 이 중합체 1-3은 액정성을 보였지만, 기판에 도포하고 열처리해도 수직 배향성은 나타내지 않았다.

(중합체 1-4)

단량체 D를 THF 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 56℃에서 24시간 중합함으로써 중합체 1-4를 얻었다. 이 중합체 1-4는 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 1-5)

단량체 E를 THF 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 56℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 1-5를 얻었다. 이 중합체 1-5는 액정성을 보였지만, 기판에 도포하고 열처리해도 수직 배향성을 나타내지 않았다.

(중합체 1-6)

단량체 A와 단량체 C를 7:3의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 1-6을 얻었다. 이 중합체 1-6은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 1-7)

단량체 D와 단량체 E를 7:3의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 1-7을 얻었다. 이 중합체 1-7은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 2-1)

단량체 F를 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 2-1을 얻었다. 이 중합체 2-1은 액정성을 보였다. 이 중합체 2-1을 기판에 도포하여 열처리하면 수직 배향성을 나타내지만 이방성은 크지 않았다.

(중합체 2-2)

단량체 A와 단량체 F를 7:3의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 2-2를 얻었다. 이 중합체 2-2는 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 2-3)

단량체 A와 단량체 F를 3:7의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 2-3을 얻었다. 이 중합체 2-3은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 3-1)

단량체 B와 단량체 F를 5:5의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 3-1을 얻었다. 이 중합체 3-1은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 3-2)

단량체 A와 단량체 F를 7:3의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 3-2를 얻었다. 이 중합체 3-2는 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 4-1)

단량체 B와 단량체 F를 5:5의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 4-1을 얻었다. 이 중합체 4-1은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 5-1)

단량체 B를 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 5-1을 얻었다. 이 중합체 5-1은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 5-2)

단량체 A와 단량체 E를 7:3의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 5-2를 얻었다. 이 중합체 5-2는 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 6-1)

단량체 B와 메타크릴산 2-하이드록시에틸을 몰비 10:2로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 6-1을 얻었다. 이 중합체 6-1은 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 6-2)

단량체 B를 THF 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 6-2를 얻었다. 이 중합체 6-2는 액정성을 보이고, 기판에 도포하고 열처리하면 수직 배향성을 나타내었다.

(중합체 7-1)

단량체 A와 단량체 F를 5:5의 몰비로 디옥산 중에 용해하고, 반응 개시제로서 AIBN을 첨가하여, 70℃에서 24시간 중합함으로써 감광성의 중합체 7-1을 얻었다. 이 중합체 7-1은 액정성을 보였다.

이하에 기재하는 제1 실시예부터 제7 실시예에 있어서, 직선 편광성의 광으로서는, 모두 고압 수은등으로부터의 광을, 글랜-테일러 프리즘를 사용하여 직선 편광성으로 변환한 광을 이용하였다. 또한, 비편광 자외선으로서는, 고압 수은등으로부터의 광을 편광으로 변환하지 않고 조사하였다.

<제1 실시예>

[실시예 1-1]

중합체 1-1을 THF(테트라하이드로퓨란)에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 105℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 50분 조사하고, 액정 배향능을 부여하였다. 이어서, 이 기재(基材) 위에, 중합성 액정성 화합물(「LC-242」, BASF 제조) 100 질량부에 대하여, 광중합 개시제(「이르가큐어 907」, 치바·스페셜티·케미컬 제조) 0.05 중량부를 혼합하고 PEGMEA에 용해하였다. 이 혼합물(혼합물 용액)을 제작한 배향막 위에 1.1㎛의 두께로 되도록 도포하고, 70℃까지 기판을 가열하고 혼합물을 등방상으로 전이 후, 실온까지 승온하였다. 또한, 비편광성의 자외선을 300초간 조사(300mJ/㎠)하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되고, 비교예 1-1, 1-2와 비교하여 배향 결함은 대폭으로 저감되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 기판의 광학 특성을 측정하면, Re=150㎚, Nz=0.38이며, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것이 확인되었다.

[비교예 1-1]

중합체 1-6을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 배향을 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 50분 조사하였으나 액정 배향능이 불충분하였다. 또한, 30분 조사한 바 액정 배향능이 부여되는 것을 확인하였다. 이어서, 실시예 1-1과 마찬가지로, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었지만, 실시예 1-1과 비교하여 배향 결함이 현저하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 비교예 1-1에서도 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것은 확인되었다.

[비교예 1-2]

중합체 1-7을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 50분 조사하였으나 액정 배향능이 불충분하였다. 또한, 30분 조사한 바 액정 배향능이 부여되는 것을 확인하였다. 이어서, 실시예 1-1과 마찬가지로, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었지만, 실시예 1-1과 비교하여 배향 결함이 현저하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 비교예 1-2에서도 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것은 확인되었다.

<제2 실시예>

[실시예 2-1]

중합체 2-1과 중합체 2-2를 중량비 3:7로 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 105℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 500초 조사하고, 액정 배향능을 부여하였다. 이어서, 실시예 1-1과 마찬가지로 조제한 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물 용액을, 제작한 배향막 위에 도포하고, 70℃까지 기판을 가열하고 혼합물을 등방상으로 전이 후, 실온까지 강온(降溫)하였다. 또한, 비편광성의 자외선을 300초간 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되고, 비교예 2-1과 비교하여 배향 결함은 대폭으로 저감되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 기판의 광학 특성을 측정하면, Re=150㎚, Nz=0.38이며, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것이 확인되었다.

[실시예 2-2]

중합체 2-2와 중합체 2-3을 중량비 7:3로 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 105℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 이어서, 실시예 2-1과 마찬가지로, 이 도막에 직선 편광성의 광을 500초 조사하였다. 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여 제작한 기판을 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되고, 비교예 2-1과 비교하여 배향 결함은 대폭으로 저감되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 기판의 광학 특성을 측정하면, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것이 확인되었다.

[비교예 2-1]

중합체 2-2를 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 배향을 수직 배향을 유도하였다. 이어서, 실시예 2-1과 마찬가지로, 이 도막에 직선 편광성의 광을 500초 조사하였다. 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여 제작한 기판을 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었지만, 실시예 2-1, 실시예 2-2와 비교하여 배향 결함이 현저하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 비교예 2-1에서도 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것은 확인되었다.

<제3 실시예>

[실시예 3-1]

중합체 3-1을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 100℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 40초 조사하고, 액정 배향능을 부여하였다. 이어서, 이 기재 위에 제작한 배향막 위에, 실시예 1-1과 마찬가지로 조제한 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물 용액을 도포하고, 70℃까지 기판을 가열하고 혼합물을 등방상으로 전이 후, 실온까지 강온하였다. 또한, 비편광성의 자외선을 300초간 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되고, 비교예 3-1과 비교하여 배향 결함은 대폭으로 저감되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

이 기판의 광학 특성을 측정하면, Re=218㎚, Nz=0.41이며, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것이 확인되었다.

[비교예 3-1]

중합체 3-2를 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 배향을 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 40초 조사하였으나 액정 배향능이 불충분하였다. 또한, 100초 조사한 바 액정 배향능이 부여되는 것을 확인하였다. 이어서, 실시예 3-1과 마찬가지로, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었지만, 실시예 3-1과 비교하여 배향 결함이 현저하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 비교예 3-1에서도 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것은 확인되었다.

<제4 실시예>

[실시예 4-1]

중합체 4-1을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 직선 편광성의 광을 40초 조사하였다. 계속해서, 100℃까지 가열 후 서랭함으로써 배향을 유도하였다. 이 배향층의 광학 특성은, 면내 위상차값은 16.7㎚, Nz 계수는 7.4였다. 이어서, 이 기재 위에, 실시예 1-1과 마찬가지로 조제한 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물 용액을 도포하고, 70℃까지 기판을 가열하고 혼합물을 등방상으로 전이 후, 실온까지 강온하였다. 또한, 비편광성의 자외선을 300초간 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여 제작한 기판은, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되고, 면내 위상차값은 141.5㎚, Nz 계수는 0.47이었다.

이 기판의 각 층의 광학 특성을 조사하기 위하여, 중합성 액정층만을 점착재 부착의 광학 등방성 필름에 전사하고, 중합성 액정층만 광학 특성, 박리 후의 기판의 광학 특성을 측정하면, 중합성 액정층은, Re=127.5㎚, Nz=0.99(대략 1축성=A 플레이트)이며, 박리 후의 기판은, 17.5㎚, Nz=8.0이었다. 이에 의해, Nz=5 이상의 배향층과 포지티브 A 플레이트를 조합한 광학 적층체인 것이 확인되었다.

<제5 실시예>

[실시예 5-1]

중합체 5-1과 광증감제(미힐러 케톤 ) 5 중량부를 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 105℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 150초 조사하고, 액정 배향능을 부여하였다. 이어서, 실시예 1-1과 마찬가지로 조제한 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물 용액을 제작한 배향막 위에 도포하고, 70℃까지 기판을 가열하고 혼합물을 등방상으로 전이 후, 실온까지 강온하였다. 또한, 비편광성의 자외선을 300초간 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되고, 비교예 5-1과 비교하여 배향 결함은 대폭으로 저감되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 기판의 광학 특성을 측정하면, Re=150㎚, Nz=0.38이며, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것이 확인되었다.

[실시예 5-2]

중합체 5-1을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 105℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 이 도막에 있어서, 직선 편광성의 광을 조사함으로써, 실시예 5-1과 마찬가지의 액정 배향능을 얻는 데에는, 50분의 조사를 요하는 것이 확인되었다.

[비교예 5-1]

중합체 5-2를 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 배향을 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 50분 조사하였으나 액정 배향능이 불충분하였다. 또한, 30분 조사한 바 액정 배향능이 부여되는 것을 확인하였다. 이어서, 실시예 5-1과 마찬가지로, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었지만, 실시예 5-1과 비교하여 배향 결함이 현저하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 비교예 5-1에서도 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것은 확인되었다.

<제6 실시예>

[실시예 6-1]

중합체 6-1을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시킨 후, 105℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 50분 조사하고, 액정 배향능을 부여하였다. 이어서, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물(「LC-242」, BASF 제조) 100 질량부, 광중합 개시제(「이르가큐어 907」, 치바·스페셜티·케미컬 제조) 0.05 중량부, 폴리이소시아네이트(아사히 가세이 가부시키가이샤 제조, 듀라네이트 TKA-100) 0.6 중량부를 혼합하고 PEGMEA에 용해하였다. 이 혼합물을 제작한 배향막 위에 도포하고, 70℃까지 기판을 가열하고 혼합물을 등방상으로 전이 후, 실온까지 강온하였다. 또한, 비편광성의 자외선을 300초간 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되었다. 또한, 크로스컷 시험으로 밀착성을 확인한 바, 박리는 보여지지 않았다. 이 기판의 광학 특성을 측정하면, Re=150㎚, Nz=0.38이며, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것이 확인되었다.

[실시예 6-2]

중합체 6-2를 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 배향을 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 50분 조사하고, 액정 배향능을 부여하였다. 이어서, 실시예 6-1과 마찬가지로, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제, 폴리이소시아네이트의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었다. 크로스컷 시험에서 밀착성을 확인한 바, 실시예 6-1과 마찬가지의 밀착성은 얻을 수 없었다.

[실시예 6-3]

중합체 6-1을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 배향을 수직 배향을 유도하였다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 50분 조사하였으나 액정 배향능이 불충분하였다. 또한, 30분 조사한 바 액정 배향능이 부여되는 것을 확인하였다. 이어서, 폴리이소시아네이트를 혼합하지 않는 것은 제외하고, 실시예 6-1과 마찬가지로, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었다. 크로스컷 시험으로 밀착성을 확인한 바, 실시예 6-1과 마찬가지의 밀착성은 얻어지고 있지 않았다.

<제7 실시예>

[실시예 7-1]

중합체 7-1을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 제1 층을 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서 이 도막에 직선 편광성의 광을 500초 조사하고, 액정 배향능을 부여하였다. 이어서, 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물(「LC-242」, BASF 제조) 100 질량부에 대하여, 광중합 개시제(「이르가큐어 907」, 치바·스페셜티·케미컬 제조) 0.05 중량부를 혼합하고 PEGMEA에 용해하였다. 이 혼합물(혼합물 용액)을, 액정 배향능의 부여된 기판 상에 도포하였다(제2 층). 이어서, 110℃까지 기판을 가열하고 실온까지 서랭함으로써, 제1 층의 수직 배향을 유도하고 또한, 제2 층의 면내 배향을 유도하였다. 또한, 비편광성의 자외선을 300초간 조사하고, 제2 층의 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정의 배향이 관찰되고, 비교예 7-1과 비교하여 배향 결함은 저감되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 기판의 광학 특성을 측정하면, Re=145㎚, Nz=0.55이며, 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것이 확인되었다.

[비교예 7-1]

중합체 7-1을 THF에 용해하고 용액을 조정하였다. 이 용액을 커버 유리기판 위에 스핀 코터를 이용하여 약 1.5㎛의 두께로 되도록 도포하였다. 이 기판을 실온(25℃)에서 건조시켰다. 계속해서, 130℃까지 가열 후 서랭함으로써 수직 배향을 유도하였다. 이어서, 실시예 7-1과 마찬가지로, 이 도막에 직선 편광성의 광을 500초 조사하였다. 이 기재 위에, 중합성 액정성 화합물, 광중합 개시제의 혼합물을 도포하고, 배향시킨 후, 비편광성의 자외선을 조사하고, 중합성 액정성 화합물을 가교 반응시켰다. 이와 같이 하여, 편광판 크로스 니콜 하에서 관찰하면 중합성 액정 화합물의 배향이 관찰되었지만, 실시예 7-1과 비교하여 배향 결함이 현저하게 발생하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 비교예 7-1에서도 포지티브 A 플레이트와 포지티브 C 플레이트를 적층한 광학 특성인 것은 확인되었다.

이하의 표 1에 사용한 중합체의 특성을, 표 2에 각 실시예·비교예의 재료, 편광 조사 시간, 및 광학 특성의 평가 결과를 나타낸다. 그리고, 중합체 2-2는, 중합체 3-2와 동일한 재료 및 제조법으로 제작되어 있고, 중합체 4-1도, 중합체 3-1과 동일한 재료·제조법으로 제작되어 있다. 실시예 5-2는, 본 발명의 범위에 들어가지만, 광증감제의 효과에 대한 비교예이다. 실시예 6-2, 6-3도 본 발명의 범위에 들어가지만, 실시예 6-1에서의 밀착성 향상의 효과에 대해서는 비교예이다.

[표 1]

[표 2]

표 1 및 표 2에 정리한 결과를 나타낸 바와 같이, 전술한 화학식 1에서 산소(O)와 말단기 W₁을 연결하는 탄소쇄의 탄소수가 홀수인 경우, 단환식의 감광성 기인 단량체 B로 이루어지는 중합체 1-1은, 말단기를 감광성 기로 치환하지 않는 단량체 A로 이루어지는 중합체 1-2와 마찬가지로 수직 배향성을 나타내지만, 말단기 W₁이 복환식의 감광성 기인 단량체 C로 이루어지는 중합체 1-3에서는 수직 배향성은 보여지지 않는다. 또한, 중합체 1-3과 같이, 산소(O)와 말단기 W₁을 연결하는 탄소쇄의 탄소수가 짝수인 경우, 감광성 기가 단환식이라도, 수직 배향성은 보여지지 않는다. 측쇄가 수직 배향성이며 또한 감광성 기를 가지는 실시예 1-1은, 수직 배향성 측쇄와, 감광성 기는 가지지만 수직 배향성이 없는 측쇄가 공중합된 비교예 1-1, 1-2에 비하여, 단시간의 편광 조사로 액정 배향능이 부여되고, 게다가 제2 층의 배향 결함이 적다. 실시예 3-1과 실시예 1-1을 대비하면, 실시예 3-1에서는, 단량체 B와 단량체 F가 공중합되고, 전술한 화학식 2로 표시되는 액정 배향능이 우수한 감광성 측쇄를 포함함으로써, 편광 조사 시간을 더욱 단축할 수 있다. 또한 비교예 2-1, 3-1과 같이, 감광성 기를 포함하지 않는 수직 배향성의 측쇄를 형성하는 단량체 A를 단량체 F와 공중합한 것만으로는, 배합비를 변경해도 제2 층에 배향 결함이 보여지지만, 단량체 A와 단량체 F의 공중합체에서, 수직 배향성의 단량체 A의 비율이 많은 중합체와, 단량체 A에 대하여 단량체 F의 비율이 많은 중합체의 혼합물로 제1 층을 형성한 경우에는, 제2 층에서 양호한 배향성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 실시예 5-1은, 광증감제를 제1 액정성 재료에 첨가함으로써, 편광 조사 시간을 저감할 수 있는 것을 나타내고, 실시예 6-1은, 제1 액정성 재료를 구성하는 중합체가 가교성 관능기(여기서는 수산기)를 포함하고, 제2 층을 구성하는 액정성 재료에 상기 관능기와 반응하는 가교제를 포함하는 경우에, 밀착성이 높은 것을 나타내고 있다. 비교예 7-1에서는, 제1 액정성 재료가 단량체 A를 단량체 F와 공중합한 것이며, 단량체 F의 비율을 비교예 2-1에 비하여 많게 해도, 제2 층에 배향 결함이 발생하고 있지만, 실시예 7-1에서, 제1 액정성 재료의 가열에 의한 배향성의 유도를, 제2 액정성 재료를 도포한 후에 행한 경우, 배향 결함이 억제되는 결과가 얻어졌다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 의하면, 제1 층을 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는 호메오트로픽 배향층, 또는 포지티브 C 플레이트 이외의 광학 특성(예를 들면, Nz 계수 5 이상)을 가지는 층으로 하고, 그 위에 포지티브 A 플레이트의 광학 특성을 가지는 호모지니어스 배향층을 직접 적층한 광학 필름 적층체를 얻을 수 있다. 이로써, 박형화된 광학 보상 기능을 가지는 광학 필름이 얻어지므로, 액정 표시 장치 등의 광학 기기의 박형화에 공헌할 수 있다. 또한, 필름 중의 액정성 재료의 배향 결함의 저감에 의해, 광학 특성을 개선할 수 있고, 제조 시의 에너지의 절약에 의해, 광학 필름 적층체나, 이것을 사용한 광학 기기의 제조 비용을 저감할 수 있다.

이상과 같이, 도면을 참조하면서 본 발명이 바람직한 실시형태를 설명하였으나, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 각종 추가, 변경 또는 삭제가 가능하며, 그와 같은 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

1 : 광학 필름 적층체
10 : 제1 층
20 : 제2 층
30 : 지지체

Claims

감광성을 가지는 제1 액정성 재료를 포함하고, 상기 제1 액정성 재료가 소정의 배향성을 나타내는 제1 층과,
상기 제1 층 위에 직접 적층된, 포지티브 A 플레이트의 광학 특성을 가지는 제2 층을 구비하고,
상기 제1 액정성 재료는, 적어도 일부의 측쇄에 감광성 기(基)를 포함하고, 적어도 하기 화학식 1로 표시되는 제1 측쇄 및 하기 화학식 2로 표시되는 제2 측쇄를 포함하는 제1 중합체로 적어도 구성되며,
상기 제2 층은, 제2 액정성 재료로 형성되고, 상기 제2 액정성 재료가 호모지니어스(Homogeneous) 배향하고,
상기 제1 액정성 재료가, 상기 제2 측쇄, 혹은 상기 제1 측쇄 및 상기 제2 측쇄의 양쪽을 포함하는 제2 중합체를 더 포함하고, 상기 제2 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율은, 상기 제1 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율보다 적은, 광학 필름 적층체:

상기 식 중, n은 1∼12, m은 1∼5의 정수를 각각 나타내고, X는 none, -COO, -OCO-, -N=N-, -C=C- 또는 -C₆H₄-을 각각 나타내고, W₁은 신나모일기, 신나밀리덴기, 푸릴아크릴로일기 혹은 이들의 유도체로부터 선택되는 단환식의 감광성 기를 나타내거나, 또는, -H, -OH, 또는 -CN을 나타냄;

상기 식 중, s는 0 또는 1을 나타내고, r은 1∼12의 정수를 나타내고, t는 1∼3의 정수를 나타내고, R은 H, 알킬기, 알킬옥시기 또는 할로겐을 나타냄.
제1항에 있어서,
상기 제1 중합체가, 말단에 가교성(架橋性) 기를 가지는 비액정성의 제3 측쇄를 더 포함하고, 상기 제2 층이 상기 가교성 기와 반응하는 가교제를 포함하는, 광학 필름 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 층이 상기 제1 액정성 재료가 호메오트로픽(homeotropic) 배향하고 있는, 포지티브 C 플레이트의 광학 특성을 가지는, 광학 필름 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 측쇄가 말단에 감광성 기를 가지고, 상기 제1 층이 Nz 계수 5 이상의 광학 특성을 가지는, 광학 필름 적층체.
감광성 기를 가지는 제1 액정성 재료를 포함하는 제1 도막(塗膜)을 형성하는 공정;
상기 제1 도막을 가열 후 냉각하여 배향성을 유도하는 공정;
상기 가열 전 또는 후에, 상기 도막에 직선 편광을 조사하고, 상기 감광성 기를 이방적(異方的)으로 광반응시키는 공정;
상기 편광 조사 후의 도막 위에, 직접 제2 액정성 재료를 도포하고, 제2 도막을 형성하는 공정; 및
상기 제1 도막 및 제2 도막의 적층체를 가열하는 공정
을 포함하는, 광학 필름 적층체의 제조 방법으로서,
상기 제1 액정성 재료는, 적어도 하기 화학식 1로 표시되는 제1 측쇄 및 하기 화학식 2로 표시되는 제2 측쇄를 포함하는 제1 중합체로 적어도 구성되어 있고, 상기 제1 액정성 재료가, 상기 제2 측쇄, 혹은 상기 제1 측쇄 및 상기 제2 측쇄의 양쪽을 포함하는 제2 중합체를 더 포함하고, 상기 제2 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율은, 상기 제1 중합체의 측쇄 전체에서의, 상기 제1 측쇄의 비율보다 적은, 광학 필름 적층체의 제조 방법:

상기 식 중, n은 1∼12, m은 1∼5의 정수를 각각 나타내고, X는 none, -COO, -OCO-, -N=N-, -C=C- 또는 -C₆H₄-을 각각 나타내고, W₁은 신나모일기, 신나밀리덴기, 푸릴아크릴로일기 혹은 이들의 유도체로부터 선택되는 단환식의 감광성 기를 나타내거나, 또는, -H, -OH, 또는 -CN을 나타냄;

상기 식 중, s는 0 또는 1을 나타내고, r은 1∼12의 정수를 나타내고, t는 1∼3의 정수를 나타내고, R은 H, 알킬기, 알킬옥시기 또는 할로겐을 나타냄.
제5항에 있어서,
상기 제1 도막에 가열 및 편광 조사를 행한 후에, 상기 제2 액정성 재료를 도포하는, 광학 필름 적층체의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 도막에 편광을 조사한 후, 상기 제1 도막의 가열 전에, 상기 제2 액정성 재료를 도포하고, 상기 제1 도막의 가열에 의해 배향성을 유도하는 공정을, 상기 제1 도막 및 제2 도막의 적층체를 가열하는 공정에 의해 행하는, 광학 필름 적층체의 제조 방법.
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