(57)【要約】  本発明は光学フィルム及びこれを含む表示素子に関するものであって、前記光学フィルムは液晶化合物を含む第１光学異方性層及び光反応性基を有する繰り返し単位を含む第２光学異方性層からなり、光反応速度が改善され液晶配向性に優れている。
2015523591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の化学式１で表現される液晶化合物１種以上を含む第１光学異方性層；及び
下記の化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体を含む第２光学異方性層を含む光学フィルム：
【化１】
2015523591.tif 000029
上記化学式１で、
Ａｒ１乃至Ａｒ３はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって炭素数６乃至４０のアリーレンであり、前記アリーレンは炭素数１乃至１０のアルキルまたはハロゲン置換体に置換されてもよく；
Ｅ１及びＥ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または炭素数１乃至１０のアルキレンであり；
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって下記の化学式１ａで示され；
【化２】
2015523591.tif 000030
上記化学式１ａで、
Ｇｍ、Ｌｍ、及びＮｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり、この時、Ｒは水素または炭素数１乃至１０のアルキレンであり、
Ｊｍ及びＭｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、炭素数１乃至１０のアルキレンまたは炭素数３乃至１０のシクロアルキレンであり、
Ｑｍは炭素数１乃至１０のアルキル、アクリレート、メタクリレート、またはエポキシ基である；
【化３】
2015523591.tif 000031
上記化学式２で、
ｎは５０乃至５，０００の整数であり、
ｐは０乃至４の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のうちの少なくとも一つは下記の化学式２ａ、２ｂ及び２ｃからなる群より選択されたラジカルであり、
残りのＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は互いに同一或いは異なり、
それぞれ独立的に水素；ハロゲン；置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキル；置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルケニル；置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキル；置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリール；置換または非置換された炭素数７乃至１５のアリールアルキル；置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルキニル；及び少なくとも一つ以上の酸素、窒素、リン、硫黄、シリコン、及びボロンの中から選択された少なくとも一つ以上を含む非炭化水素極性官能基（ｎｏｎ−ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ  ｐｏｌａｒ  ｇｒｏｕｐ）からなる群より選択され、
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が水素；ハロゲン；または前記非炭化水素極性官能基でない場合、Ｒ１とＲ２またはＲ３とＲ４の組み合わせが互いに連結されて炭素数１乃至１０のアルキリデン基を形成するか、または、Ｒ１またはＲ２がＲ３及びＲ４のうちのいずれか一つと連結されて炭素数４乃至１２の飽和または不飽和脂肪族環、または炭素数６乃至２４の芳香族環を形成することができる。
【化４】
2015523591.tif 000032
上記化学式２ａ、２ｂ及び２ｃで、
Ａは単純結合、置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキレン、カルボニル、カルボキシ、エステル、置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリーレン、及び置換または非置換された炭素数６乃至４０のヘテロアリーレンからなる群より選択され；
Ｂは単純結合、酸素、硫黄または−ＮＨ−であり；
Ｘは酸素または硫黄であり；
Ｒ９は単純結合、置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキレン、置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルケニレン、置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキレン、置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリーレン、置換または非置換された炭素数７乃至１５のアリールアルキレン、及び置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルキニレンからなる群より選択され；
Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４のうちの少なくとも一つはハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）であり、これを除いた残りのＲ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は互いに同一或いは異なり、それぞれ独立的に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキル；置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシ；置換または非置換された炭素数６乃至３０のアリールオキシ；置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリール、１４族、１５族または１６族のヘテロ元素を含む炭素数６乃至４０のヘテロアリール、置換または非置換された炭素数６乃至４０のアルコキシアリール及びハロゲン元素からなる群より選択される。
【請求項２】
前記非炭化水素極性官能基は、以下に羅列された官能基からなる群より選択される請求項１に記載の光学フィルム：
−ＯＲ６、−Ｒ５ＯＲ６、−ＯＣ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｒ５ＯＣ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｒ５Ｃ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５ＯＣ（Ｏ）Ｒ６、−（Ｒ５Ｏ）ｐ−ＯＲ６、−（ＯＲ５）ｐ−ＯＲ６、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−ＳＲ６、−Ｒ５ＳＲ６、−ＳＳＲ６、−Ｒ５ＳＳＲ６、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｓ（＝Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｃ（＝Ｓ）Ｒ６−、−Ｒ５Ｃ（＝Ｓ）ＳＲ６、−−Ｒ５ＳＯ３Ｒ６、−ＳＯ３Ｒ６、−Ｒ５Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＮＣＯ、−Ｒ５−ＮＣＯ、−ＣＮ、−Ｒ５ＣＮ、−ＮＮＣ（＝Ｓ）Ｒ６、−Ｒ５ＮＮＣ（＝Ｓ）Ｒ６、−ＮＯ２、−Ｒ５ＮＯ２、
【化５】
2015523591.tif 000033
【化６】
2015523591.tif 000034
【化７】
2015523591.tif 000035
【化８】
2015523591.tif 000036
前記非炭化水素極性官能基で、ｐはそれぞれ独立的に１乃至１０の整数であり、
Ｒ５は互いに同一或いは異なり、それぞれ独立的にハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０の線状または分枝状アルキレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数２乃至２０の線状または分枝状アルケニレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至２０の線状または分枝状アルキニレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリーレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシレン；または
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のカルボニルオキシレンであり、
Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は互いに同一或いは異なり、それぞれ独立的に水素；ハロゲン；ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０の線状または分枝状アルキル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数２乃至２０の線状または分枝状アルケニル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至２０の線状または分枝状アルキニル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリール；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシ；または
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のカルボニルオキシである。
【請求項３】
前記１４族、１５族または１６族のヘテロ元素が含まれている炭素数６乃至４０のヘテロアリール基、または炭素数６乃至４０のアリール基は下記の化学式で示される化合物からなる群より選択された１種以上を含む請求項１に記載の光学フィルム：
【化９】
2015523591.tif 000037
上記化学式で、
Ｒ’１０、Ｒ’１１、Ｒ’１２、Ｒ’１３、Ｒ’１４、Ｒ’１５、Ｒ’１６、Ｒ’１７、及びＲ’１８のうちの少なくとも一つは置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシであるか、置換または非置換された炭素数６乃至３０のアリールオキシであり、
残りは互いに同一であるか異なってもよく、それぞれ独立的に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキル、置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシ、置換または非置換された炭素数６乃至３０のアリールオキシ、または置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリールである。
【請求項４】
前記第２光学異方性層は、前記化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体、光活性剤、（メタ）アクリレート系化合物及び光開始剤を含む組成物を含む請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記組成物の総重量を基準に前記化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体５０乃至７０重量％；前記光活性剤１乃至２０重量％；前記（メタ）アクリレート系化合物２０乃至４０重量％；及び前記光開始剤１乃至１５重量％を含む請求項４に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記光活性剤は、２，４−エチル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（２，４−ｅｔｈｙｌ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）、１−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（１−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）、１，３−ジフルオロ−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（１，３−ｄｉｆｌｕｏｒｏ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）、及び２−トリフルオロメチル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）からなる群より選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項４に記載の光学フィルム。
【請求項７】
前記（メタ）アクリレート系化合物は、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ  ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、トリ（２−アクリロイルオキシエチル）イソシヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｌｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙｎｕｒａｔｅ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ  ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ  ｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ）からなる群より選択された１種以上を含むことを特徴とする請求項４に記載の光学フィルム。
【請求項８】
前記第１光学異方性層はモノアクリレート系化合物を１種以上さらに含む請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項９】
前記モノアクリレート系化合物は下記の化学式からなる群より選択される請求項８に記載の光学フィルム：
【化１０】
2015523591.tif 000038
前記ｚは２乃至１２の整数である。
【請求項１０】
請求項１の光学フィルムを含む表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学フィルム及びこれを含む表示素子に関するものである。より詳しくは、液晶配向性に優れ、光反応速度が改善された光学フィルム及びこれを含む表示素子に関するものである。
【０００２】
本出願は２０１２年５月１１日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１２−００５０４２３号及び２０１３年５月８日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１３−００５２１１９号の出願日の利益を主張し、その内容全部は本明細書に含まれる。
【背景技術】
【０００３】
最近、液晶ディスプレイが大型化しモバイルフォンやノートパソコンなどの個人用から次第に壁掛けテレビなどの家庭用に用途が拡張されることによって、液晶ディスプレイについては高画質、高品位化及び広視野角が要求されている。特に、薄膜トランジスタによって駆動される薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は個々の画素を独立的に駆動させるため、液晶の応答速度が非常に優れ高画質の動画像を実現することができ、次第に応用範囲が拡張されている。
【０００４】
このようなＴＦＴ−ＬＣＤで液晶が光スイッチとして用いられるにはディスプレイセルの最も内側の薄膜トランジスタが形成された層の上に液晶が一定の方向に初期配向されなければならず、このために液晶配向膜が使用されている。
【０００５】
このような液晶配向のために、ポリイミドなどの耐熱性高分子を透明ガラスの上に塗布して高分子配向膜を成層し、ナイロン、レーヨンなどのラビング布を巻いた回転ローラを高速回転させながら配向膜を擦って配向させるラビング工程（ｒｕｂｂｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）が適用されたことがある。
【０００６】
しかし、ラビング工程はラビング時に液晶配向剤表面に機械的なスクラッチを発生させるか、高い静電気を発生させるため、薄膜トランジスタが破壊されることがある。また、ラビング布で発生する微細なファイバーなどによって不良が発生して生産収率向上に障害になっている。
【０００７】
このようなラビング工程の問題点を克服して生産的な側面に革新を遂げるために新たに考案された液晶配向方式がＵＶのような光による液晶配向（以下、「光配向」）である。
【０００８】
光配向とは、線偏光されたＵＶによって一定の光反応性高分子に結合された感光性基 が光反応を起こし、この過程で高分子の主鎖が一定の方向に配列されることによって結局液晶が配向される光重合型液晶配向膜を形成するメカニズムを称す。
【０００９】
このような光配向の代表的な例がＭ．Ｓｃｈａｄｔなど（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ３１．，１９９２，２１５５）、Ｄａｅ  Ｓ．Ｋａｎｇなど（米国特許第５，４６４，６６９号）、Ｙｕｒｉｙ  Ｒｅｚｎｉｋｏｖ（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３４，１９９５，Ｌ１０００）が発表した光重合による光配向である。このような特許及び論文で使用された光配向重合体は主にＰＶＣＮ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ｃｉｎｎａｍａｔｅ））またはＰＶＭＣ（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ｍｅｔｈｏｘｙｃｉｎｎａｍａｔｅ））のようなポリシンナメート系ポリマーである。これを光配向させる場合、照射されたＵＶによってシンナメートの二重結合が［２＋２］環状付加（［２＋２］ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ）反応してシクロブタン（ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）が形成され、これによって異方性が形成されて液晶分子を一方向に配列させ液晶の配向が誘導される。
【００１０】
その他にも、日本特開平１１−１８１１２７には、アクリレート、メタクリレートなどの主鎖に桂皮酸基などの感光性基を含む側鎖を有する重合体及びこれを含む配向膜が開示されている。また、韓国特許公開第２００２−０００６８１９号にはポリメタクリル系重合体からなる配向膜の使用について開示している。
【００１１】
しかし、前述の以前の配向膜用光反応性重合体は高分子主鎖の熱的安定性が落ち配向膜の安定性を低下させたり、光反応性、液晶配向性または配向速度が充分でなくなるなどの短所があった。例えば、アクリル系主鎖を有する重合体の場合、低い熱的安定性によって配向膜の安定性を大きく低下させる短所があり、感光性基が主鎖に束縛された場合、配向膜に照射される偏光に迅速に反応せず液晶配向性または配向速度が低下するという短所があった。このように、液晶配向性または配向速度が低下する場合、工程効率が低下したり液晶表示素子の液晶配向が充分でなくて二色比が小さくコントラストが劣化することがある。
【００１２】
一方、Ｂｕｌｌ．Ｋｏｒｅａｎ  Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００２、Ｖｏｌ．２３、９５７には繰り返し単位のうちの一部としてアゾ基が結合された繰り返し単位を含む光反応性重合体が提案されたことがある。しかし、このような光反応性重合体も配向性が充分でないだけでなく、光反応速度が遅くて工程効率が低下したり液晶表示素子のコントラストが劣化するなどの問題を依然として発生させることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明は液晶配向性に優れ光反応速度が改善された光学フィルムを提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は前記光学フィルムを含む表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明は、下記の化学式１で表現される液晶化合物１種以上を含む第１光学異方性層；及び
下記の化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体を含む第２光学異方性層を含む光学フィルムを提供する。
【００１６】
【化１】
2015523591.tif 000003
【００１７】
上記化学式１で、
Ａｒ１乃至Ａｒ３はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって炭素数６乃至４０のアリーレンであり、前記アリーレンは炭素数１乃至１０のアルキルまたはハロゲン置換体に置換されてもよく；
Ｅ１及びＥ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または炭素数１乃至１０のアルキレンであり；
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって下記の化学式１ａで示され；
【００１８】
【化２】
2015523591.tif 000004
上記化学式１ａで、
Ｇｍ、Ｌｍ、及びＮｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり、この時、Ｒは水素または炭素数１乃至１０のアルキレンであり、
Ｊｍ及びＭｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、炭素数１乃至１０のアルキレンまたは炭素数３乃至１０のシクロアルキレンであり、
Ｑｍは炭素数１乃至１０のアルキル、アクリレート、メタクリレート、またはエポキシ基である；
【００１９】
【化３】
2015523591.tif 000005
上記化学式２の置換基については下記で詳しく説明する。
【００２０】
また、本発明は前記光学フィルムを含む表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液晶配向性に優れ光反応速度が改善された光学フィルム及びこれを含む表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態によって製造された光学フィルムを図式化して示す図面である。
【図２】実施例１による光学フィルムの光漏れを撮影した写真である。
【図３】比較例３による光学フィルムの光漏れを撮影した写真である。
【図４】比較例４による光学フィルムの光漏れを撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
発明において、第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明することに使用され、前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。
【００２４】
また本発明において、各層または要素が各層または要素の「上に」または「の上に」形成されると言及される場合には各層または要素が直接各層または要素の上に形成されることを意味するか、他の層または要素が各層の間、対象体、基材上に追加的に形成されてもよいのを意味する。
【００２５】
また、本明細書で使用される用語は単に例示的な実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書で、「含む」、「備える」または「有する」などの用語は実施された特徴、段階、構成要素またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や段階、構成要素、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解されなければならない。
【００２６】
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるところ、特定実施例を例示して下記で詳細に説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むと理解されなければならない。
【００２７】
以下、本発明の光学フィルム及び表示素子をより詳しく説明する。
【００２８】
光学フィルム
本発明の光学フィルムは下記の化学式１で表現される液晶化合物１種以上を含む第１光学異方性層；及び
下記の化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体を含む第２光学異方性層を含む。
【００２９】
【化４】
2015523591.tif 000006
【００３０】
前記化学式１で、
Ａｒ１乃至Ａｒ３はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって炭素数６乃至４０のアリーレンであり、前記アリーレンは炭素数１乃至１０のアルキルまたはハロゲン置換体に置換されてもよく；
Ｅ１及びＥ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または炭素数１乃至１０のアルキレンであり；
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって下記の化学式１ａで示され；
【００３１】
【化５】
2015523591.tif 000007
前記化学式１ａで、
Ｇｍ、Ｌｍ、及びＮｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり、この時、Ｒは水素または炭素数１乃至１０のアルキレンであり、
Ｊｍ及びＭｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、炭素数１乃至１０のアルキレンまたは炭素数３乃至１０のシクロアルキレンであり、
Ｑｍは炭素数１乃至１０のアルキル、アクリレート、メタクリレート、またはエポキシ基である；
【００３２】
【化６】
2015523591.tif 000008
前記化学式２で、
ｎは５０乃至５，０００の整数であり、
ｐは０乃至４の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４のうちの少なくとも一つは下記の化学式２ａ、２ｂ及び２ｃからなる群より選択されたラジカルであり、
残りのＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は互いに同一或いは異なって、
それぞれ独立的に水素；ハロゲン；置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキル；置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルケニル；置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキル；置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリール；置換または非置換された炭素数７乃至１５のアリールアルキル；置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルキニル；及び少なくとも一つ以上の酸素、窒素、リン、硫黄、シリコン、及びボロンの中から選択された少なくとも一つ以上を含む非炭化水素極性官能基（ｎｏｎ−ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓ  ｐｏｌａｒ  ｇｒｏｕｐ）からなる群より選択され、
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が水素；ハロゲン；または前記非炭化水素極性官能基でない場合、Ｒ１とＲ２またはＲ３とＲ４の組み合わせが互いに連結されて炭素数１乃至１０のアルキリデン基を形成するか、または、Ｒ１またはＲ２がＲ３及びＲ４のうちのいずれか一つと連結されて炭素数４乃至１２の飽和または不飽和脂肪族環、または炭素数６乃至２４の芳香族環を形成することができる。
【００３３】
【化７】
2015523591.tif 000009
【００３４】
前記化学式２ａ、２ｂ及び２ｃで、
Ａは単純結合、置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキレン、カルボニル、カルボキシ、エステル、置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリーレン、及び置換または非置換された炭素数６乃至４０のヘテロアリーレンからなる群より選択され；
Ｂは単純結合、酸素、硫黄または−ＮＨ−であり；
Ｘは酸素または硫黄であり；
Ｒ９は単純結合、置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキレン、置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルケニレン、置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキレン、置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリーレン、置換または非置換された炭素数７乃至１５のアリールアルキレン、及び置換または非置換された炭素数２乃至２０のアルキニレンからなる群より選択され；
Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４のうちの少なくとも一つはハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）であり、これを除いた残りのＲ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は互いに同一或いは異なり、それぞれ独立的に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキル；置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシ；置換または非置換された炭素数６乃至３０のアリールオキシ；置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリール、１４族、１５族または１６族のヘテロ元素を含む炭素数６乃至４０のヘテロアリール、置換または非置換された炭素数６乃至４０のアルコキシアリール及びハロゲン元素からなる群より選択される。
【００３５】
本発明の一実施形態によれば、前記非炭化水素極性官能基は以下に羅列された官能基からなる群より選択されるものであり得る。
【００３６】
−ＯＲ６、−Ｒ５ＯＲ６、−ＯＣ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｒ５ＯＣ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｃ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｒ５Ｃ（Ｏ）ＯＲ６、−Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５ＯＣ（Ｏ）Ｒ６、−（Ｒ５Ｏ）ｐ−ＯＲ６、−（ＯＲ５）ｐ−ＯＲ６、−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｃ（Ｏ）−Ｏ−Ｃ（Ｏ）Ｒ６、−ＳＲ６、−Ｒ５ＳＲ６、−ＳＳＲ６、−Ｒ５ＳＳＲ６、−Ｓ（＝Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｓ（＝Ｏ）Ｒ６、−Ｒ５Ｃ（＝Ｓ）Ｒ６−、−Ｒ５Ｃ（＝Ｓ）ＳＲ６、−−Ｒ５ＳＯ３Ｒ６、−ＳＯ３Ｒ６、−Ｒ５Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＮＣＯ、−Ｒ５−ＮＣＯ、−ＣＮ、−Ｒ５ＣＮ、−ＮＮＣ（＝Ｓ）Ｒ６、−Ｒ５ＮＮＣ（＝Ｓ）Ｒ６、−ＮＯ２、−Ｒ５ＮＯ２、
【化８】
2015523591.tif 000010
【化９】
2015523591.tif 000011
【化１０】
2015523591.tif 000012
【化１１】
2015523591.tif 000013
【００３７】
前記非炭化水素極性官能基で、ｐはそれぞれ独立的に１乃至１０の整数であり、
Ｒ５は互いに同一或いは異なり、それぞれ独立的にハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０の線状または分枝状アルキレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数２乃至２０の線状または分枝状アルケニレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至２０の線状または分枝状アルキニレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリーレン；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシレン；または
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のカルボニルオキシレンであり、
Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は互いに同一或いは異なり、それぞれ独立的に水素；ハロゲン；ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０の線状または分枝状アルキル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数２乃至２０の線状または分枝状アルケニル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至２０の線状または分枝状アルキニル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数３乃至１２のシクロアルキル；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリール；
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシ；または
ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、アリール、ハロアリール、アラルキル、ハロアラルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、カルボニルオキシ、ハロカルボニルオキシ、アリールオキシ、ハロアリールオキシ、シリル及びシロキシの中から選択された１以上の置換基に置換または非置換された炭素数１乃至２０のカルボニルオキシである。
【００３８】
一方、前記１４族、１５族または１６族のヘテロ元素が含まれている炭素数６乃至４０のヘテロアリール基、または炭素数６乃至４０のアリール基は下記の化学式で示される化合物からなる群より選択された１種以上である。
【００３９】
【化１２】
2015523591.tif 000014
【００４０】
上記化学式で、
Ｒ’１０、Ｒ’１１、Ｒ’１２、Ｒ’１３、Ｒ’１４、Ｒ’１５、Ｒ’１６、Ｒ’１７、及びＲ’１８のうちの少なくとも一つは置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシであるか、置換または非置換された炭素数６乃至３０のアリールオキシであり、
残りは互いに同一または異なってもよく、それぞれ独立的に置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルキル、置換または非置換された炭素数１乃至２０のアルコキシ、置換または非置換された炭素数６乃至３０のアリールオキシ、または置換または非置換された炭素数６乃至４０のアリールである。
【００４１】
一方、前述の化学式で各置換基の定義を具体的に説明すると次の通りである。
【００４２】
「アルキル」は１乃至２０個、好ましくは１乃至１０個、より好ましくは１乃至６個の炭素原子の直鎖または分枝鎖飽和１価炭化水素部位を意味する。アルキル基は１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。アルキル基の例として、メチル、エチル、プロピル、２−プロピル、ｎ−ブチル、イソ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデシル、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロメチル、ジクロロメチル、トリクロロメチル、ヨードメチル、ブロモメチルなどが挙げられる。
【００４３】
「アルケニル」は１以上の炭素−炭素二重結合を含む２乃至２０個、好ましくは２乃至１０個、より好ましくは２乃至６個の炭素原子の直鎖または分枝鎖１価炭化水素部位を意味する。アルケニル基は炭素−炭素二重結合を含む炭素原子を通じて、または飽和された炭素原子を通じて結合されてもよい。アルケニル基は１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。アルケニル基の例として、エテニル、１−プロフェニル、２−プロフェニル、２−ブテニル、３−ブテニル、ペンテニル、５−ヘキセニル、ドデセニルなどが挙げられる。
【００４４】
「シクロアルキル」は３乃至１２個の環炭素の飽和されたまたは不飽和された非芳香族１価モノサイクリック、ビサイクリックまたはトリサイクリック炭化水素部位を意味し、１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、シクロへプチル、シクロオクチル、デカヒドロナフタレニル、アダマンチル、ノルボルニル（即ち、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−５−エニル）などが挙げられる。
【００４５】
「アリール」は６乃至２０個、好ましくは６乃至１２個の環原子を有する１価モノサイクリック、バイサイクリックまたはトリサイクリック芳香族炭化水素部位を意味し、１以上のハロゲン置換体などによって任意に置換されてもよい。アリール基の例として、フェニル、ナフタレニル、フルオレニルなどが挙げられる。
【００４６】
「アルコキシアリール」は前記定義されたアリール基の水素原子１つ以上がアルコキシ基に置換されているものを意味する。アルコキシアリール基の例として、メトキシフェニル、エトキシフェニル、プロポキシフェニル、ブトキシフェニル、ペントキシフェニル、ヘクトキシフェニル、ヘプトキシ、オクトキシ、ナノキシ、メトキシビフェニル、メトキシナフタレニル、メトキシフルオレニル、メトキシアントラセニル、エトキシアントラセニル、プロポキシアントラセニル、メトキシフルオレニルなどが挙げられる。
【００４７】
「アリールアルキル」は前記定義されたアルキル基の水素原子１つ以上がアリール基に置換されているものを意味し、１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。例えば、ベンジル、ベンズヒドリル及びトリチルなどが挙げられる。
【００４８】
「アルキニル」は１以上の炭素−炭素三重結合を含む２乃至２０個の炭素原子、好ましくは２乃至１０個、より好ましくは２乃至６個の直鎖または分枝鎖の１価炭化水素部位を意味する。アルキニル基は炭素−炭素三重結合を含む炭素原子を通じて、または飽和された炭素原子を通じて結合されてもよい。アルキニル基は１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。例えば、エチニル及びプロピニルなどが挙げられる。
【００４９】
「アルキレン」は１乃至２０個、好ましくは１乃至１０個、より好ましくは１乃至６個の炭素原子の直鎖または分枝鎖の飽和された２価炭化水素部位を意味する。アルキレン基は１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。アルキル基の例として、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキシレンなどが挙げられる。
【００５０】
「アルケニレン」は１以上の炭素−炭素二重結合を含む２乃至２０個、好ましくは２乃至１０個、より好ましくは２乃至６個の炭素原子の直鎖または分枝鎖の２価炭化水素部位を意味する。アルケニレン基は炭素−炭素二重結合を含む炭素原子を通じて、及び／または飽和された炭素原子を通じて結合されてもよい。アルケニレン基は１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。
【００５１】
「シクロアルキレン」は３乃至１２個の環炭素の飽和されたまたは不飽和された非芳香族２価モノサイクリック、バイサイクリックまたはトリサイクリック炭化水素部位を意味し、１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。例えば、シクロプロピレン、シクロブチレンなどが挙げられる。
【００５２】
「アリーレン」は６乃至２０個、好ましくは６乃至１２個の環原子を有する２価モノサイクリック、バイサイクリックまたはトリサイクリック芳香族炭化水素部位を意味し、１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。アリール基の芳香族部分は炭素原子のみを含む。アリーレン基の例として、フェニレンなどが上げられる。
【００５３】
「アリールアルキレン」は前記定義されたアルキル基の水素原子１つ以上がアリール基に置換されている２価部位を意味し、１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもよい。例えば、ベンジレンなどが挙げられる。
【００５４】
「アルキニレン」は１以上の炭素−炭素三重結合を含む２乃至２０個の炭素原子、好ましくは２乃至１０個、より好ましくは２乃至６個の直鎖または分枝鎖の２価炭化水素部位を意味する。アルキニレン基は炭素−炭素三重結合を含む炭素原子を通じて、または飽和された炭素原子を通じて結合されてもよい。アルキニレン基は１以上のハロゲン置換体によって任意に置換されてもい。例えば、エチニレンまたはプロピニレンなどが挙げられる。
【００５５】
本発明の一実施形態によれば、前記化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体を含む組成物は光活性剤、（メタ）アクリレート系化合物及び光開始剤をさらに含むことができる。
【００５６】
前記光反応性重合体に光活性化剤を添加することによって光反応性基の反応性を増加させることができる。前記光活性剤の例としては、２，４−エチル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（２，４−ｅｔｈｙｌ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）、１−イソプロピル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（１−ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）、１，３−ジフルオロ−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（１，３−ｄｉｆｌｕｏｒｏ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）、及び２−トリフルオロメチル−９Ｈ−チオキサンテン−９−オン（２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ−９Ｈ−ｔｈｉｏｘａｎｔｈｅｎ−９−ｏｎｅ）などが挙げられる。
【００５７】
また、前記（メタ）アクリレート系化合物は例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ  ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、トリ（２−アクリロイルオキシエチル）イソシヌレート（ｔｒｉｓ（２−ａｃｒｙｌｏｌｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｉｓｏｃｙｎｕｒａｔｅ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ  ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ）、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ  ｈｅｘａａｃｒｙｌａｔｅ）からなる群より選択された１種以上であり得る。
【００５８】
前記光開始剤としてはイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７、８１９などを使用することができ、本発明がこれに限定されるのではない。
【００５９】
本発明の一実施形態によれば、前記成分の含量は前記組成物総重量を基準に前記化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体を約５０乃至約７０重量％、前記光活性剤を約１乃至約２０重量％、前記（メタ）アクリレート系化合物を約２０乃至約４０重量％、そして前記光開始剤を約１乃至約１５重量％含むことができる。
【００６０】
本発明の光学フィルムで、前記第１光学異方性層は下記の化学式１で表現される液晶化合物１種以上を含む。
【００６１】
【化１３】
2015523591.tif 000015
【００６２】
前記化学式１で、
Ａｒ１乃至Ａｒ３はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって炭素数６乃至４０のアリーレンであり、前記アリーレンは炭素数１乃至１０のアルキルまたはハロゲン置換体に置換されてもよく；
Ｅ１及びＥ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または炭素数１乃至１０のアルキレンであり；
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって下記の化学式１ａで示され；
【００６３】
【化１４】
2015523591.tif 000016
［化学式１ａ］
【００６４】
前記化学式１ａで、
Ｇｍ、Ｌｍ、及びＮｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−であり、この時、Ｒは水素または炭素数１乃至１０のアルキレンであり、
Ｊｍ及びＭｍはそれぞれ独立的に互いに同一或いは異なって単純結合、炭素数１乃至１０のアルキレンまたは炭素数３乃至１０のシクロアルキレンであり、
Ｑｍは炭素数１乃至１０のアルキル、アクリレート、メタクリレート、またはエポキシ基である。
【００６５】
本発明の一実施形態によれば、前記第１光学異方性層は前記化学式１で表現される液晶化合物以外に、モノアクリレート系化合物１種以上をさらに含むことができる。
【００６６】
本発明の一実施形態によれば、前記第１光学異方性層は前記化学式１で表現される液晶化合物以外に、モノアクリレート系化合物１種以上をさらに含むことができる。
【００６７】
本発明の一実施形態によれば、前記モノアクリレート系化合物は下記の化学式からなる群より選択される１種以上であり得る。下記の化学式で、ｚは２乃至１２の整数である。
【００６８】
【化１５】
2015523591.tif 000017
【００６９】
光学フィルムに要求される配向性や光反応性などの物理的特徴は前記第１光学異方性層に含まれている液晶化合物と前記第２光学異方性層に含まれている光反応性重合体の相互作用によって決定される。したがって、このような相互作用は前記液晶化合物と前記光反応性重合体の構造的特性によって変化し得る。
【００７０】
本発明の光学フィルムは前記化学式１で表現される液晶化合物と前記化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体をそれぞれ別個の層に含む。したがって、前記液晶化合物と光反応性重合体が一つの層に含まれる場合の不必要な相互作用なく組合わせることによって適切な結合力で優れた配向性や光反応性を示す。これにより、液晶配向性及び光反応速度が改善された光学フィルムを提供することができる。
【００７１】
本発明の光学フィルムは当業界に知られた通常の方法によって製作できる。前記光学フィルムを製造するために、前記化学式２で表示される繰り返し単位を含む光反応性重合体、光活性剤、バインダーとして（メタ）アクリレート系化合物及び光開始剤を含む組成物を適切な有機溶媒に溶かして溶液を作る。前記有機溶媒としてはトルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）、アニソール（ａｎｉｓｏｌｅ）、クロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、ジクロロエタン（ｄｉｃｈｌｏｒｏｅｔｈａｎｅ）、シクロヘキサン（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）、シクロペンタン（ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｎｅ）、またはプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｇｌｙｃｏｌ  ｍｅｔｈｙｌ  ｅｔｈｅｒ  ａｃｅｔａｔｅ）などを使用することができるが、これにのみ限定されるのではない。
【００７２】
この時、前記溶液の固形分は溶液の重量対比約１乃至約１５重量％であり得る。例えば、フイルムをキャスティングするためには約１０乃至約１５重量％が好ましく、薄膜を作るためには約１乃至約５重量％が好ましい。
【００７３】
前記製造した溶液を基材やガラスの上に落とした後、スピンコーティング、バーコーティング、溶媒キャスティングなどを実施した後、オーブンやホットプレートに載せて乾燥させる。その次に、偏光ＵＶを照射して光反応基の二重結合が一定の方向に二量体をなすようにして第２光学異方性層を形成する。
【００７４】
前記第２光学異方性層上に前記化学式１で表現される液晶化合物を含む溶液をコーティングし乾燥させて第１光学異方性層を形成することができる。
【００７５】
この時、前記液晶化合物及び光開始剤を有機溶媒に溶解させて製造することができる。前記液晶化合物溶液中の前記液晶化合物の含量は特に制限されるわけではないか、全体液晶化合物溶液１００重量部に対して約５乃至約７０重量部であり得、好ましくは約５乃至５０重量部であり得る。
【００７６】
また、前記液晶化合物溶液には液晶配向を妨害しない限り光開始剤、キラル剤、界面活性剤、重合性モノマー、ポリマーなどを添加することができる。
【００７７】
前記液晶化合物溶液の製造時、有機溶媒としてはクロロホルム、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼンなどの芳香族炭化水素類；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなどのケトン類；イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノールなどのアルコール類；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類などを使用することができるが、これらにのみ限定されるのではなく、単一または混合物形態に使用されてもよい。
【００７８】
表示素子
本発明は前記光学フィルムを含む表示素子を提供する。
【００７９】
本発明による光学フィルムは表示装置用光学部材として使用できる。例としては、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型ＬＣＤ、ＴＦＴ−ＴＮ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型ＬＣＤ、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型ＬＣＤ、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型ＬＣＤなどの位相差フィルム；１／２波長板；１／４波長板；逆波長分散特性フィルム；光学補償フィルム；カラーフィルタ；偏光板との積層フィルム；偏光板補償フィルムなどが挙げられる。
【００８０】
本発明の表示素子は前記光学フィルムを一つまたは２以上含むことができる。
【００８１】
例えば、液晶セル及びこの液晶セルの両面にそれぞれ備えられた第１偏光板及び第２偏光板を含む表示素子において、本発明による光学フィルムは前記液晶セルと前記第１偏光板及び／または第２偏光板の間に備えられてもよい。即ち、第１偏光板と液晶セルの間に光学フィルムが備えられてもよく、第２偏光板と液晶セルの間に、または第１偏光板と液晶セルの間と第２偏光板と液晶セルの間の両方共に光学フィルムが一つまたはそれ以上備えられてもよい。
【００８２】
本発明の表示素子は当業界に知られた通常の方法によって製造できる。
本発明の一実施形態によれば、前記表示素子は、基材として第１基板及び第２基板を準備する段階；前記基板上に第２光学異方性層を形成する段階；前記基板上に形成された第２光学異方性層を乾燥させる段階；前記乾燥された第２光学異方性層にＵＶ光を照射して光配向する段階；前記第２光学異方性層上に第１光学異方性層を形成する段階；及び前記両基板の間に液晶層が介在されるように両基板を合着させる段階で製造できる。
【００８３】
より具体的に、基材上に前記化学式２で表現される繰り返し単位を含む光反応性重合体、光活性剤、バインダーとして（メタ）アクリレート系化合物及び光開始剤を含む組成物を適切な有機溶媒に溶かして溶液を作った後、塗布及び乾燥する。
【００８４】
乾燥が完了した後、所定の方向に線偏光された紫外線を照射することによって所望の任意の方向に配向を付与することができる。これは光学異方性層を構成する光反応性重合体などが紫外線照射による二量化（環添加）反応を通じて紫外線偏光板（ワイヤグリッド偏光板）の透過軸に垂直な方向（吸収軸）に１次分子配向を誘導するようになる。したがって、照射する紫外線の偏光方向を調節する場合、光学異方性層の配向方向を任意の所望の角に調節することができ、したがって以後第２光学異方性層上に形成される第１光学異方性層の光軸を基材の進行方向に対して任意の角に調節することが可能である。
【００８５】
前記第１光学異方性層上に液晶化合物を含む溶液を塗布及び乾燥して第１光学異方性層を形成する。
【００８６】
前記乾燥過程を経た後、前記第１光学異方性層上に配向された第１光学異方性層は紫外線照射を通じて重合して硬化させることによって固定される。
【００８７】
その後、本発明による光学フィルムを有する基板２つの基板のうちの一つにはボールスペーサが含有された光反応性接着剤をガラス基板端部に塗布した後、これに残りの一つの基板を合着して接着剤が塗布された部分のみ紫外線を照射してセルを接合させる。その後、完成されたセルに液晶を注入し熱処理して表示素子を完成する。
【００８８】
前記光学フィルムを備えた本発明の表示素子は優れた液晶配向性及び光反応速度を示す。
【００８９】
図１は本発明の一実施形態によって製造された光学フィルムを図式化して示す図面である。
【００９０】
図１を参照すれば、本発明の一実施形態による光学フィルム１００は第１光学異方性層２０；及び第２光学異方性層１０を含むことができる。
【００９１】
以下、本発明の理解のために好ましい実施例を提示する。しかし、下記の実施例は本発明をより容易に理解するために提供させるものに過ぎず、これによって本発明の内容が限定されるのではない。
【実施例】
【００９２】
＜実施例＞
実施例１
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−フルオロシンナメート）重合体（Ｍｗ  １５９ｋ）をｃ−ペンタノン（ｃ−ｐｅｎｔａｎｏｎｅ）溶媒に２重量％の濃度で溶解し、８０ミクロン厚さのポリエチレンテレフタレート（商品名：ＳＨ７１、ＳＫＣ（株）社製造）基板上に、乾燥後の厚さが１，０００Åになるようにロールコーティング方法でコーティングした。その後、８０℃オーブンで３分間加熱してコーティング膜内部の溶媒を除去することによってコーティング膜を形成した。
【００９３】
露光は２００ｍＷ／ｃｍ２強度の高圧水銀灯を光源にしＭｏｘｔｅｋ社のワイヤグリッドポラライザ（ｗｉｒｅ  ｇｒｉｄ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）を用いてフィルムの進行方向と垂直に偏光されたＵＶが出るようにして前記コーティング膜に５秒間照射して配向を付与することによって第２光学異方性層を形成した。
【００９４】
下記構造式の化合物（ＲＭ２５７）９５．０重量％と光開始剤としてイルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７（スイスのＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製造）５．０重量％が混合された固形分を液晶溶液１００重量部当り液晶含量が２５重量部になるようにトルエンに溶解させて重合可能な反応性液晶溶液を製造した。
【００９５】
【化１６】
2015523591.tif 000018
製造された液晶溶液をロールコーティング方法によって前記形成された第２光学異方性層上に乾燥後の厚さが１ｕｍになるようにコーティングした後、８０℃で２分間乾燥して液晶分子が配向されるようにして第１光学異方性層を製造した。配向された第１光学異方性層に対して２００ｍＷ／ｃｍ２強度の高圧水銀灯を光源とする非偏光ＵＶを照射して液晶の配向状態を固定化させ第１光学異方性層及び第２光学異方性層を含む光学フィルムを製造した。
【００９６】
実施例２
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−フルオロシンナメート）重合体の代わりに５−ノルボルネン−２−エチル−（４−クロロシンナメート）重合体（Ｍｗ  １４４ｋ）を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【００９７】
実施例３
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−フルオロシンナメート）重合体の代わりに５−ノルボルネン−２−エチル−（４−ブロモシンナメート）重合体（Ｍｗ  １３０ｋ）を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【００９８】
実施例４
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−フルオロシンナメート）重合体の代わりに５−ノルボルネン−２−エチル−（４−メトキシシンナメート）重合体（Ｍｗ  １０２ｋ）を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【００９９】
実施例５
ＲＭ２５７の代わりに下記構造式の化合物（ＲＭ２５７−４）を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１００】
【化１７】
2015523591.tif 000019
【０１０１】
実施例６
ＲＭ２５７の代わりにＲＭ２５７−４を使用したことを除いては実施例２と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１０２】
実施例７
ＲＭ２５７の代わりにＲＭ２５７−４を使用したことを除いては実施例３と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１０３】
実施例８
ＲＭ２５７の代わりにＲＭ２５７−４を使用したことを除いては実施例４と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１０４】
実施例９
ＲＭ２５７の代わりにＲＭ２５７：ＲＭ−Ｔ０２５：ＲＭ−Ｔ５５：ＲＭ−Ｔ９５を６０：１０：２０：１０の重量比で混合した混合物を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
ＲＭ−Ｔ０２５：
【０１０５】
【化１８】
2015523591.tif 000020
【０１０６】
実施例１０
ＲＭ２５７の代わりに下記構造式のＲＭ−Ｔ７０９を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１０７】
【化１９】
2015523591.tif 000021
【０１０８】
実施例１１
ＲＭ２５７の代わりに下記構造式のＲＭ−Ｔ８１３を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１０９】
【化２０】
2015523591.tif 000022
【０１１０】
実施例１２
ＲＭ２５７の代わりに下記構造式のＲＭ−Ｔ８６１を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１１１】
【化２１】
2015523591.tif 000023
【０１１２】
比較例１
ＲＭ２５７の代わりに下記構造式の化合物（ＬＣ１０５７）を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１１３】
【化２２】
2015523591.tif 000024
【０１１４】
比較例２
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−フルオロシンナメート）重合体の代わりに下記構造式の化合物を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１１５】
【化２３】
2015523591.tif 000025
上記構造式で、ＣｅｌＡｃはセルロースアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ａｃｅｔａｔｅ）を意味する。
【０１１６】
比較例３
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−フルオロシンナメート）重合体の代わりに下記構造式の化合物を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１１７】
【化２４】
2015523591.tif 000026
上記構造式で、Ｃｅｌはセルロース（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）を意味する。
【０１１８】
比較例４
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−フルオロシンナメート）重合体の代わりに下記構造式の化合物を使用したことを除いては実施例１と同様な方法で光学フィルムを製造した。
【０１１９】
【化２５】
2015523591.tif 000027
上記構造式で、ＣｅｌＡｃはセルロースアセテート（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ａｃｅｔａｔｅ）を意味する。
【０１２０】
＜実験例＞
実験例１：液晶配向性（光漏れ程度）評価
直交状態に配置された偏光板の間に前記実施例１及び比較例３乃至４の光学フィルムをそれぞれ配置した後、ＥＣＬＩＰＳＥ  ＬＶ１００ＰＯＬ（ＮＩＫＯＮ社製造）を用いて光漏れ程度を撮影した。
図２は実施例１による光学フィルムの光漏れを撮影した写真である。
図３は比較例３による光学フィルムの光漏れを撮影した写真である。
図４は比較例４による光学フィルムの光漏れを撮影した写真である。
図２乃至４を参照すれば、本発明による光学フィルムは光漏れ現象が殆どなかったが、比較例３及び４の光学フィルムは相当な光漏れ現象が観察された。
【０１２１】
実験例２：光反応性評価
前記実施例１及び比較例３乃至４で製造された光学フィルムのＦＴ−ＩＲスペクトルを観察した。２０ｍｗ／ｃｍ２の強度を有する水銀ランプを用いて露光すことによって重合体のシンナメート基のＣ＝Ｃ結合のストレッチングモードの強度が初期値の半分になるまでの時間（ｔ１／２）とこれをエネルギーに換算した値（Ｅ１／２＝２０ｍＷ／ｃｍ２×ｔ１／２）を基準に光学フィルムの光反応性を評価した。
その結果を下記表１に示した。
【０１２２】
【表１】
2015523591.tif 000028
【０１２３】
上記表１を参照すれば、本発明による実施例で製造された光学フィルムは比較例に比べて優れた光反応性を示した。
【符号の説明】
【０１２４】
１０：第２光学異方性層
２０：第１光学異方性層
１００：光学フィルム
【図１】
2015523591.tif 000039
【図２】
2015523591.tif 000040
【図３】
2015523591.tif 000041
【図４】
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【国際調査報告】
2015523591.tif 000043
2015523591.tif 000044
2015523591.tif 000045
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