KR100837946B1 - 파라-퀴노이드 결합 시스템의 일부를 형성하는 페릴렌코어에서 옥소기를 함유하는 페릴렌테트라카르복실산디벤즈이미다졸 설포유도체, 이를 함유하는 리오트로픽액정 시스템 및 비등방성 필름, 및 이를 제조하기 위한방법 - Google Patents

파라-퀴노이드 결합 시스템의 일부를 형성하는 페릴렌코어에서 옥소기를 함유하는 페릴렌테트라카르복실산디벤즈이미다졸 설포유도체, 이를 함유하는 리오트로픽액정 시스템 및 비등방성 필름, 및 이를 제조하기 위한방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸의 설포유도체를 제공한다. 이러한 화합물은 고성능의 광학 특성을 소유한 액정 시스템을 형성한다. 생성된 액정 시스템은 기판에 용이하게 적용가능하여, 다양한 분야에 적용가능한 광학적으로 등방성이거나 비등방성이며, 적어도 부분적으로 결정성인 필름을 수득할 수 있다.

Description

파라-퀴노이드 결합 시스템의 일부를 형성하는 페릴렌 코어에서 옥소기를 함유하는 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 설포유도체, 이를 함유하는 리오트로픽 액정 시스템 및 비등방성 필름, 및 이를 제조하기 위한 방법 {PERYLENETETRACARBOXYLIC ACID DIBENZIMIDAZOLE SULFODERIVATIVES CONTAINING OXO-GROUPS IN THE PERYLENE CORE WHICH FORM PART OF A PARA-QUINOID SYSTEM OF BONDS, LYOTROPIC LIQUID CRYSTAL SYSTEMS AND ANISOTROPIC FILMS CONTAINNING THE SAME, AND METHODS FOR MAKING THE SAME}
본 발명은 일반적으로 유기 화학 및 광학적으로 비등방성인 코팅에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 헤테로시클릭 설포유도체 화합물의 합성법 및 이러한 화합물을 기재로 하는 광학적으로 비등방성인 코팅의 제조법에 관한 것이다.
현대 기술적 진보는 특정한 제어가능한 특성을 소유한 신규한 물질을 기재로하는 광학 엘리먼트의 개발이 요구된다. 특히, 현대의 비주얼 디스플레이 시스템(visual display system)에 필요한 엘리먼트는 특정 장치의 광학 특성과 다른 특성들의 최적으로 조합된 광학적으로 비등방성인 필름이다.
광학적으로 비등방성인 필름을 제조하는데 이용하기 위한 다양한 고분자 재료는 당해분야에 공지되어 있다. 상기 고분자 재료를 기재로 하는 필름은 유기 염료 또는 요오드를 이용한 개질 및 단축 신장을 통해 비등방성인 광학 특성을 획득할 수 있다. 많은 응용에서, 기재 중합체는 폴리비닐 알코올(PVA)이다. 상기 필름은 논문[Liquid Crystals: Applications and Uses, B. Bahadur (ed.), World Scientific, Singapore - New York (1990), Vol. 1, p. 101]에 보다 상세하게 기술되어 있다. 그러나, PVA-기재 필름의 낮은 열 안정성은 이들의 적용을 제한한다. 따라서 개선된 특성 특히, 높은 내열성, 보다 편리한 합성법 및 보다 양호한 필름 형성 특성을 소유하는 광학적으로 비등방성인 필름을 위한 신규한 재료를 발견하고, 이러한 필름의 합성 방법을 개발하는 것이 요구된다.
유기 이색성 염료는 높은 광학 및 작업 특성을 지니는 광학적으로 비등방성인 필름의 제조에서 탁월함이 입증된 새로운 부류의 물질이다. 상기 화합물을 기재로 하는 필름은 기판 표면상에 염료 분자로 구성된 초분자를 함유하는 액정(LC) 염료 수용액의 층을 적용한 후 물을 증발시키므로써 수득될 수 있다. 생성된 LC 필름은, 예를 들어 미국특허 제 2,553,961호에 개시된 대로 밑에 있는 기판 표면의 예비적인 기계적 배열을 통해, 또는 예를 들어 U.S. 특허 제 5,739,296호 및 제 6,174,394호에 개시된 대로 기판상의 LC 코팅에 외부의 기계력, 전기력, 자기력 또는 다른 배향력의 후속적인 적용을 통해 비등방성을 획득한다. LC 염료 용액의 기본적 특성은 당해분야에 공지되어 있다. 그러나, 이들의 적용 및 관련 시스템의 특성에 대한 연구는 지난 10년간 더욱 광범위해졌다. 최근 이러한 현상에 대한 연구들이 액정 디스플레이(LCD) 및 글레이징(glazing)의 산업적 적용에 의해 크게 유발되었다. 염료 초분자는 리오트로픽 액정(LLC) 상을 형성할 수 있다. 이러한 상에서, 염료 분자는 준결정상의 기본적인 구조 유닛인 칼럼으로 형상화되는 초분자 착물을 형성한다. 칼럼에서 염료 분자의 높은 배열은 상기 준결정상이 강한 이색성을 특징으로 하는 배향된 필름을 수득하는데 이용될 수 있게 한다.
초분자 LC 준결정상을 형성하는 염료 분자의 또 다른 특별한 특성은 염료가 수용성이 되게 하는 말단기가 존재한다는 것이다. 유기 염료의 준결정상은, 예를 들어 문헌[J. Lydon, Chromonics: Handbook of Liquid Crystals (Wiley-VCH, Weinheim, 1998), Vol. 2B, pp. 981 - 1007]에 개시된 대로, 특정 구조, 상 다이아그램, 광학 특성, 및 용해 용량을 특징으로 한다.
LLC 시스템을 형성할 수 있는 이색성 염료를 사용하여, 높은 정도의 광학적 비등방성을 소유하는 필름을 수득할 수 있다. 상기 필름은 초분자 착물의 광학적 흡수의 특수성과 관련된 E-형 편광체의 특성을 나타내고, 흡수가 현저하지 않은 경우 스펙트럼 영역에서 지연제 (상-변이 장치)로서 거동한다. 이러한 비등방성 필름의 상-지연 특성은 이들의 2굴절성 (이중 굴절), 즉 기판 위에서 LLC 용액의 적용 방향 및 수직 방향에서 측정된 굴절률의 차이와 관련된다. 강한(가볍고-빠른(light-fast)) 염료 분자를 기재로 한 LLC 시스템으로부터 형성된 필름은 높은 열 안정성 및 내광성을 특징으로 한다.
LLC 시스템의 상기 특성은 상기 재료에 대한 관심이 증가되는 원인이다. 상기 유기 염료를 기재로 하는 필름의 제조 방법이 개발되어 왔으며, 최근의 진보는 필름 적용 조건 및 신규한 LLC 시스템의 확인 둘 모두에서의 최적화를 수반한다. 특히, 광학적으로 비등방성인 필름을 합성하기 위한 신규한 LLC 조성물은, 예를 들어 공개된 U.S. 특허 제 5,739,296호 및 제 6,174,394호에 개시된 대로 필름의 특성을 개선시키기 위해 공지된 염료에 개질제, 안정화제, 계면활성제 및 다른 첨가제를 도입시켜 수득될 수 있다.
최근 몇년 간, 다양한 파장 범위에서의 개선된 선택성을 특징으로 하는 높은 광학적 비등방성을 소유하는 필름에 대한 요구가 증가하고 있다. 흡수 최대점이 적외선(IR) 내지 자외선(UV)의 넓은 스펙트럼 범위의 다양한 위치에서 발생하는 필름이 요구된다. LLC 상을 형성할 수 있는 화합물 및 요구되는 특성을 소유하는 필름의 광범한 분류법이 개발되고 있다. 그러나, 안정한 리오트로픽 준결정상을 형성하는, 공지된 염료의 수는 여전히 비교적 작다. 자연적으로, 연구의 목적은 각각의 신규한 액정 염료가 되었다.
U.S 특허 제 5,739,296호 및 제 6,174,394호에 기술된 페릴렌테트라카르복실산(PTCA) 디벤즈이미다졸(DBI)을 포함하는 다양한 유기 염료의 디설포유도체가 광학적으로 비등방성인 필름의 제조에 적용가능한, 안정한 LLC 상을 형성할 수 있는 수용성 이색성 염료중에서 중요한 자리를 차지한다. PTCA 디벤즈이미다졸 및 디이미드는 이러한 화합물의 높은 화학적, 열적 및 광화학적 안정성으로 인해 다양한 산업에서 염료 및 안료로서 널리 사용되고 있다. 이러한 특성은 LCD 및 다른 광학 장치용의 광학적으로 비등방성인 필름을 수득하기 위한 잠재적인 재료로서 이러한 물질에 대한 관심을 증가시키고 있다.
상기 염료 사용의 주요 문제점은 물 뿐 아니라 몇몇 유기 용매에서 이들의 일반적으로 불충분한 가용성에 의해 방해받는다는 것이다. 유기 용매에서 충분한 용해도를 갖는 염료를 제공하기 위하여, 분자에 다양한 치환기를 도입하는 것이 제안되었다. 상기 치환기의 예로는 문헌[R. A. Cormier and B. A.Gregg, Phys. Chem. 101 (51), 11004 to 11006 (1997)]에 개시된 옥시에틸기 및 문헌[H. Quante H. Y.Geerts, and K. Mullen, Chem. Mater. 6 (2), 495 to 500 (1997)]에 개시된 페녹시기가 있다. 페릴렌 염료의 가용성은 또한 문헌[I. K.Iverson, S. M. Casey, W. Seo, and S. -W. Tam-Chang, Langmuir 18 (9), 3510 to 5316 (2002)]에 개시된 아미노기 및 [U.S. 특허 제 5,739,296호 및 제 6,174,394호]에 개시된 설폰기에 의해 증가될 수 있다. 최고의 성과는 충분한 가용성을 제공하고 페릴렌 염료의 안정한 LLC 상을 형성시키는 설폰 치환기를 사용하여 수득되었다.
디설포유도체를 합성하기 위한 표준 공정은 하기와 같다. 소정 부피의 클로로설폰산에 계산된 양의 PTCA DBI 및 발연황산을 첨가한다. 반응 종료시, 혼합물은 착색되고 물로 희석된다. 침전물을 여과하고, 염산으로 세척하고, 건조시킨다. 이와 같이 수용성 디벤즈이미다졸 페릴렌테트라카르복시디설폰산을 생성하고, 물에 용해시키고, 정제한다. 시스템 조직의 분석 결과, 특정 염료 농도에서 시작하여, 주어진 온도 간격에서 안정한 육각형 리오트로픽 준결정상이 형성되는 것으로 나타난다. 따라서, 네마틱 상은 충분히 좁은 범위의 염료 농도 및 온도내에서 관찰된다. 등방성 상의 존재의 경계 뿐만 아니라 2상 전이 영역이 이 시스템에서 결정되었다.
PTCA DBI 설포유도체를 기재로 하여 편광체 필름의 제조에 사용되는 다양한 염료 조성물 (잉크)이 특허문헌에 기술되어 있다. 특히, 하기 구조식을 갖는 염료가 공지되어 있다:
Figure 112005075766415-pct00001
상기 식에서,
Figure 112005075766415-pct00002
R은 H, 알킬기, 할로겐 또는 알콕시기이고; Ar은 치환되거나 비치환된 아릴 라디칼이다. 약 550 내지 600 nm의 스펙트럼 영역에서 선택적인 이러한 염료가 U.S. 특허 제 5,739,296호에 개시되어 있다.
PTCA DBI를 기재로 하는 기타 염료는 하기 구조식을 갖는다:
Figure 112005075766415-pct00003
상기 식에서, R1은 H, 3(4)-CH3, 3(4)-C2H5, 3(4)-Cl, 또는 3(4)-Br이고, R2는 4(5)-SO3H이다. 약 550 내지 600 nm의 스펙트럼 영역에서 선택적인 이러한 염료는 SU 특허 제 1,598,430호에 개시되어 있다.
비등방성 필름의 특성을 개선시키기 위해 다양한 개질 첨가제가 도입된 PTCA DBI 설포 유도체의 LC 블렌드가 U.S. 특허 제 5,739,296호 및 제 6,174,394호에 기술되어 있다. 다양한 치환기를 갖는 인단트론 디설포유도체가 U.S. 특허 제 5,739,296호 및 제 6,174,394호에 기술되어 있다. 다양한 유기 양이온을 갖는 조성물이 공개 특허 출원 EP 제 961138호에 기술되어 있다.
페릴렌 염료를 포함하는 댜앙한 유기 염료의 설포유도체를 기재로 하는 LLC 시스템을 사용하여 수득된 얇은 비등방성 필름은 또한 이들의 특성 및 구조와 관련하여 특성 결정된다. 특히, 페릴렌 염료-기재 LLC 시스템을 사용하여 수득된 필름의 특성이 문헌[I. K. Iverson, S. M. Casey, W. Seo, and S. -W. Tam-Chang, Controlling Molecular Orientation in Solid-Crystalline Phase, Langmuir 18(9), 3510 to 3516 (2002)]에서 연구되었다. 모든 필름이 높은 정도의 광학 비등방성을 소유하는 것으로 보고되었다.
유기 염료의 설포유도체를 기재로 하는 LLC 시스템을 사용하여 수득된 얇은 비등방성 필름의 특성이 문헌[T. Fiske, L. Ignatov, P. Lazarev, V. Nazarov, M. Paukshto Molecular Alignment in Crystal Polarizers and Retarders, Society for Information Display, Int. Symp. Digest of Technical Papers (Boston, MA, May 19-24,2002), p. 566 to 569]에서 보고되었다. 이러한 필름이 적어도 부분적으로 결정성 구조를 소유하는 것이 확인되었다. 광학적으로 비등방성인 필름은 유리, 플라스틱, 또는 다른 물질의 기판 상에서 형성될 수 있다. 상기 비등방성 필름의 형성에 사용된 보라색 염료는 문헌[V. Nazarov, L. Ignatov, K. Kienskaya, Electronic Spectra of Aqueous Solutions and Films Made of Liquid Crystal Ink for Thin Film Polarizers, Mol. Mater. 14 (2), 153 to 163 (2001)]에 개시된 대로 시스와 트랜스 이성질체의 블렌드를 나타낸다. 상기 필름이 높은 품질의 광학 특성을 나타내고 25 내지 30의 범위에 근접하는 이색성 비를 지니기 때문에, 이들은 문헌[Y. Bobrov, L. Blinov, L. Ignatov, G. King, V. Lazarev,Y.-D. Ma, V. Nazarov, E. Neburchilova, N. Ovchinnikova, S. Remizov, Environmental and Optical Testing of Optiva Thin Crystal FilmTM Polarizers, Proceedings of the 10th SID Symposium "Advanced display technologies", (Minsk, Republic of Belarus, September 18-21, 2001), p. 23 to 30]에 기술된 대로 편광체로서 사용될 수 있다.
높은 결정도를 지니는 것들을 포함하여, 상기 필름의 제조 방법이 PCT 공개 WO 제 02/063,660호에 기술되어 있다.
상기 언급된 모든 PTCA DBI 설포유도체는 LLC 상을 형성할 수 있다. 이 LLC 시스템을 사용하여 수득된 비등방성 필름은 우수한 광학 특성을 소유하고 편광체로서 양호한 성능을 나타낸다.
그러나, 공지된 수용성 PTCA DBI 설포유도체의 주요 단점중 하나는 (회분에서 회분으로 및 동일한 회분에서 상이한 기판에 대하여) 재현가능하고 (기판 표면에 걸쳐) 균질한 특성을 소유하는 관련 비등방성 필름을 수득하는데 어려움이 있다는 것이다. 현존하는 필름 도포 기술은 공정 파라미터 (농도, 온도 등)가 철저하게 선택되고 엄격하게 수행될 것이 요구된다. 그러나, 필름 형성의 모든 조건이 정확하게 수행된다고 하더라고, 코팅 양식의 임의의 국소적 변형은 일어날 수 있다. 이것은 소정의 잘못된 배향 영역의 형성 가능성 및 기판 표면에 LLC 시스템 적용시 용매 제거 동안에 균일하지 않은 미소- 및 거대결정화 공정의 결과로서의 미세결함과 관련된다. 또한, 공지된 염료를 기재로 하는 LLC 시스템은 도포된 코팅의 균일하지 않은 두께의 증가 가능성을 특징으로 하고, 이것은 또한 필름 파라미터의 재현성을 감소시킨다. 상기 언급된 단점들은 높은 광학 특성을 소유하는 필름의 형성을 어렵게 하고, 불충분하게 재현가능한 기술을 제공하며, 대부분이 기술적 파라미터들이 도포에서 건조까지의 각 단계에서 철저하게 선택되고 엄격하게 수행될 것을 요구한다.
발명의 요약
본 발명은 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 (PTCA DBI)의 신규한 수용성 설포유도체 및 이러한 화합물을 기재로 하는 광학소자를 제공한다. 특정 치환기가 PTCA DBI 설포유도체상의 특정 위치에 삽입될 경우 결정화 및 건조 공정의 균질성을 증가시켜 재현가능한 특성을 지니는 필름의 수율을 증가시키는 것으로 밝혀졌다.
특히, 한 구체예에는, 퀴노이드 시스템 결합과 관련된 페릴렌 코어에 매달린 옥소기를 함유하는 PTCA DBI 설포유도체가 기술되어 있다. 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 안정한 LLC 준결정상을 형성할 수 있다.
옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 재현가능한 높은 광학적 특성을 갖는 비등방성의 적어도 부분적으로 결정성인 필름을 수득하는데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 구체예는 편광 필름으로서 사용될 수 있는 옥소 치환된 PCTA DBI 설포유도체를 기재로 하는 비등방성 필름의 형성에 관한 것이다. 본 발명은 가시분광영역에서 흡수되며, 증가된 안정도를 갖는 안정한 LLC 상을 형성시킬 수 있는 다양한 화합물에까지 확대된다.
따라서, 본 발명은 LLC 상이 광범위한 범위의 농도, 온도 및 pH 값에 걸쳐 증가된 안정도를 갖는 신규한 유기 화합물을 제공한다. 또한, 본 발명은 필름 형성 공정을 단순화하고, 층의 적용에 구입가능한 장치의 사용을 가능하게 하며, 재현가능한 파라미터를 갖는 필름의 형성을 보장하는 신규한 유기 화합물을 제공한다.
도면의 간단의 설명
도 1은 산화에 의해 PTCA DBI를, 파라-퀴노이드 결합 시스템의 일부를 형성하는 페릴렌 코어상에 옥소-기를 함유하는 설포유도체로 전환시키는 개략도이다.
도 2는 1-히드록시 PTCA로 출발하여 PTCA 히드록시유도체로부터, 파라-퀴노이드 단편을 형성하는 페릴렌 코어상의 옥소-기를 함유하는 PTCA DBI 설포유도체의 합성법에 관한 것이다.
(1) 정의
본원에 사용된 바와 같이, 하기 용어는 하기의 뜻을 갖는다:
용어 "설폰화된" 및 "설포유도체"는 하나 이상의 설포 치환기가 존재한다는 것을 의미한다.
용어 "설포"는 -SO3 - 또는 -SO3H 치환기이다.
용어 "페릴렌 테트라카르복실산 디벤즈이미다졸"로서 약어 PTCA DBI는 하기 구조 (A) 또는 (B)중 하나를 의미한다:
Figure 112005075766415-pct00004
상기 식에서, 각각의 R은 동일하거나 상이할 수 있으며, 이웃하는 R 기와 함께 융합되어 브리지(bridge)를 형성할 수 있는 치환기이며, 여기서, x 및 y는 1 내지 4의 정수이다.
용어 옥소 기는 =O이다.
용어 "페릴렌 코어"는 예를 들어, PTCA DBI내에 나타나는 하기 부분 (I)을 의미한다:
Figure 112005075766415-pct00005
상기 식에서, 각각의 R은 동일하거나 상이할 수 있으며, 이웃하는 R 기와 함께 고리를 형성할 수 있는 치환기이다.
용어 "파라-퀴노이드" 또는 "파라 퀴노이드 결합 시스템"은 하기 부분 (m) 또는 (n)중 하나를 의미한다:
Figure 112005075766415-pct00006
(2) 설명
본 발명의 PTCA DBI 설포유도체는 페릴렌 코어에 매달린 옥소-기를 함유한다. 페릴렌 코어의 옥소 기 및 부분은 파라-퀴노이스 결합 시스템을 형성한다. 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 예를 들어, 하기 화학식 I 내지 VII중 하나를 포함한다.
옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 공지된 방법중 하나에 의해 합성된 시스 또는 트랜스 이성질체일 수 있다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 다양한 조건하에 PTCA DBI의 설폰화를 통해 수득될 수 있다.
또한, 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 PTCA 히드록시-유도체로부터 o-페닐렌디아민 또는 o-페닐렌디아민 설포네이트와 축합시키고, 산화시키고, 일부 구체예의 경우에는 추가로 설폰화시키므로써 수득될 수 있다. 도 2는 공지된 구조의 PTCA 히드록시유도체로부터 옥소 치환된 PTCA DBI 화합물을 합성하기 위한 경로를 개략적으로 나타낸다.
대안적으로, 개별적인 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 이들의 혼합물의 분류를 통해 수득될 수 있다.
옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체의 혼합물은 순수한 화합물의 이성질화를 통해 수득될 수 있다.
하기 기술된 화학식 I 내지 VII의 화합물을 포함하는 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 특정 소정의 조건에 따른 경우 합성될 수 있다. 표적 화합물을 수득하기 위해서, 반응물의 초기 농도 및 합성의 기술적 조건을 결정하는 것으로 충분하다. 가장 중요한 파라미터는 초기 반응물의 농도, 온도 및 반응 기간이다. 이들 파라미터는 합성 결과, 생성물 수율, 및 반응물중의 반응 다양한 옥소 치환된 PTCA DBI 유도체 (예를 들어, 화학식 I - VII) 및 이들의 이성질체의 비를 결정한다.
본 발명의 또 다른 양태는 신규한 유기 화합물의 개발에 있으며, 이의 용액은 최적의 친수성-소수성 균형에 의해 특성결정된다. 이러한 균형은 유리하게는 이러한 시스템에서 형성된 초분자 복합물의 크기 및 형태, 및 이들 복합물에서의 분자 정렬 정도에 영향을 끼친다. 이러한 특성은 고려되는 화합물의 목적하는 용해도를 제공하며, 동시에 이러한 화합물을 기재로 하는 LLC 상의 높은 안정성을 보장한다. 그 결과, 필름 파라미터의 재현 가능성이 증가되며, 다양한 생성 단계에 따른 최적의 기술 조건을 선택하고 유지하는 요건이 덜 엄격해지기 때문에, 생성 공정이 단순해진다. 또한, 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체의 면상 분자가 기판에 대해 더욱 균질하게 배향되며, (분자의 평면에 놓여지는) 전자 전이의 쌍극자 모멘트가 외부 배향 인자에 의해 결정되는 방향으로 더욱 우수하게 배열되기 때문에 신규한 필름의 광학 특성이 개선된다.
상기 목적은 종래의 문헌에 개시되지 않았던 유기 화합물인 수용성 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체를 사용하여 달성된다. 기술적 성과는 도시된 구조에 의해 특성 결정되는 화학 화합물, 이러한 화합물을 기재로 하는 액정 시스템, 및 이러한 시스템을 이용하여 제조된 광학 비등방성 필름을 사용하므로써 보장된다.
본 발명의 목적은 페릴렌 코어 부분과 함께 파라-퀴노이드 시스템 결합을 형성하는, 페릴렌 코어에서 옥소-기를 함유하는 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸의 시스 및/또는 트랜스 유도체를 사용하므로써 보장된다. 예시적인 화합물은 하기 일반적 구조식 I-VII중 하나를 포함한다.
Figure 112005075766415-pct00007
Figure 112005075766415-pct00008
상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
Figure 112005075766415-pct00009
X1, X3, X4, X5, X6, X7 및 X8는 독립적으로, 치환기 X6와 X7가 서로 상호작용하여 브리지 Z를 형성할 수 있도록 -H, -OH, -SO3H를 포함하는 기로부터 선택된 치환기이며; Z는 일련의 -O-, -SO2- 및 -SO2-O-로부터 선택된 브리지이며; 각각의 Y는 독립적으로 일련의 -H, -Cl, -F, -Br, Alk, -OH, -OAlk, -NO2 및 -NH2로부터 선택된 치환기이며; n은 단편 A1 및 A2 중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 선택된 0, 1 또는 2의 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 또는 4의 정수이며; 각각의 M은 반대이온이며; j는 염료 분자에서의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 개의 분자에 속하는 경우 분수일 수 있으며; n이 >1인 경우, 상이한 반대 이온 M이 포함될 수 있다.
화학식 I-VII의 화합물 모두는 개별적으로 그리고, 상기 그룹의 다른 화합물과 혼합되어 안정한 LLC 상을 형성할 수 있으며, 또한 LLC 상을 형성할 수 있는 다른 이색성 염료와 혼합되고/거나 가시 범위에서 약하게 흡수되거나 비흡수(무색)되고 LLC 상을 형성할 수 있는 기타 물질과 혼합되어 안정한 LLC 상을 형성할 수 있다. 용매 제거 후, LLC 상은 재현가능하게 높은 광학 특성을 지니는 비등방성의, 적어도 부분적으로 결정성인 필름을 형성한다.
수용액중의 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 530 내지 600 nm의 파장 간격에서 최대 광학 흡수를 나타낸다. Cl, F, Br, Alk 및 OAlk와 같은 치환기의 도입은 비치환된 분자와 비교하여 흡수 밴드를 현저하게 이동시키지 않는다. 그러나, 아미노기 및 히드록시기의 도입은 일반적으로 흡수 밴드의 확장을 야기하고 흡수 스펙트럼의 특성을 변경시킨다. 설폰기의 수 및 옥시 치환된 PTCA DBI 설포유도체에서 치환기의 수 및 특성을 변화시키므로써, LLC 용액에서 형성된 분자 응집체의 친수성-소수성 균형을 조절하고 용액 점성을 변화시킬 수 있다. 본 발명의 기술적 성과는 구조식 I-VII로 나타낸 치환기의 수 및 유형과 무관하게 달성된다.
구조식 I 내지 VII에서, 반대 이온 M은, H+, NH+ 4, K+, Li+, Na+, Cs+, Ca++, Sr++, Mg++, Ba++, Co++, Mn++, Zn++, Cu++, Pb++, Fe++, Ni++, Al+++, Ce+++, La+++ 등 뿐 아니라, 상기 양이온의 조합물로부터의 다양한 양이온일 수 있다.
옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 안정한 리오트로픽 액정 시스템을 형성할 수 있다. 구조식 I-VII의 개별적인 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체 및 이러한 화합물의 혼합물을 포함하는 액정 용액 (시스템)은 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
구조식 I-VII의 개별적 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체의 액정 용액 (시스템) 및 이러한 화합물의 혼합물은 전체가 본원에 참고문헌으로 인용된 U.S. 특허 제 5,739,296호, 제 6,174,394호 및 제 6,563,640호에 기술된 방법과 같은 공지된 방법에 의해 기판 표면상에 도포되고, 배향된다. 상기 언급된 특허문헌에 기재된 바에 따라, 예를 들어, 전단 응력 또는 전기장 또는 자기장을 가하여 요망되는 배향이 제공될 수 있다. 기판 습윤성을 개선시키고 액정 시스템의 유동학적 특성을 최적화하기 위하여, 가소성 수용성 중합체 및/또는 음이온계 또는 비이온계 계면활성제를 첨가하여 용액을 개질시킬 수 있다. 시스템은 추가로 수용성인 저분자량 첨가제를 포함할 수 있다. 모든 첨가제는 액정 시스템의 정렬 특성을 파괴하지 않도록 선택된다. 이후, 배향된 필름으로부터 용매의 제거는 두께가 0.2 내지 1.2 마이크론인 광학적으로 비등방성인 폴리결정성 필름의 형성을 야기한다.
본 발명에 따른 필름은 회분에서 회분으로, 동일한 회분의 상이한 필름간에, 및 하나의 필름의 표면에 걸쳐 예를 들어, 디설포 PTCA DBI로부터 수득된 필름과 비교하여 파라미터의 재현가능성을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
따라서, 기술된 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 리오트로픽 액정 상을 형성할 수 있고 고도로 재현가능한 광학 특성을 소유하는 비등방성 필름을 수득하는데 사용될 수 있다.
기술된 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 광학적으로 등방성이거나 비등방성인 필름을 형성하는데도 사용될 수 있다.
기술된 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 적어도 부분적으로 결정성인 필름을 형성시킬 수 있다. 필름은 광학 축중 한 축을 따라 약 3.1Å 내지 3.7Å 범위의 결정면간 거리를 나타낸다. 결정면간 거리는 예컨대, X-선 회절과 같은 표준 방법으로 용이하게 고정된다.
기술된 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 편광 및/또는 복굴절 (이중 굴졸) 필름을 형성할 수 있다.
기술된 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체는 광학적으로 등방성 또는 비등방성인 편광 및/또는 상-지연(phase-retarding) 및/또는 복굴절 필름의 조성물의 일부일 수 있다. 광학적으로 등방성 또는 비등방성인 필름의 물질은 2개 이상의 상이한 치환기를 포함하는, 2개 이상의 화학식 I 내지 VII의 화합물, 및/또는 하나 이상의 화학식 I 내지 VII중 2개 이상의 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 기술적 성과는 구조식 I 내지 VII의 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체로부터 선택된 개별적인 구성원, 또는 이러한 화합물의 2개 이상의 혼합물을 포함하는 수성 액정 시스템(때때로, "수-기재 잉크 조성물"로서 언급됨)으로 수득된다. 본 발명에 따른 액정 시스템은 일반적으로 물을 기재로 하거나 물과 유기 용매의 혼합물을 기재로 하고, 유기 용매는 임의의 비율에서 물과 혼화성이거나 물과 제한적으로 혼화성을 띤다. 기술된 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체의 함량은 개별적으로, 또는 기술된 액정 시스템에 혼합되어 3 내지 40 질량%, 더욱 일반적으로는 7 내지 20 질량%이다. 기술된 액정 시스템은 5질량% 이하의 계면활성제 및/또는 가소제를 포함할 수 있다.
기술된 액정 시스템에서 특정한 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체의 함량은 하기 제한된 범위내에서 요구되는 특성에 따라 변화될 수 있다:
- 0 내지 99 질량%, 가장 유리하게는 0 내지 70질량%의 화학식 I 및/또는 V의 화합물;
- 0 내지 99 질량%, 가장 유리하게는 0 내지 50 질량%의 화학식 II 및/또는 VI의 화합물;
- 0 내지 50 질량%, 가장 유리하게는 0 내지 20 질량%의 화학식 IV 및/또는 VII의 화합물;
- 0 내지 99 질량%, 가장 유리하게는 0 내지 20 질량%의 화학식 III의 화합물.
기술된 액정 시스템은 리오트로픽 액정 상의 형성에 관여할 수 있는 하나 이상의 수용성 유기 염료 또는 무색의 유기 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
또한 액정 시스템은 구조식 I 내지 VII의 둘 이상의 화합물, 및/또는 둘 이상의 상이한 치환기를 갖는 구조식 I 내지 VII 중의 하나 이상으로부터 선택된 둘 이상의 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 기술적 성과는 구조식 I 내지 VII의 개별적인 옥소 치환된 PTCA DBI 설포유도체 또는 상기 화합물의 혼합물을 포함하는 광학적으로 비등방성인 필름에 의해 달성된다. 본 발명의 광학적으로 비등방성인 필름은 추가로 상이한 유기 염료 또는 몇몇 무색 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 광학적으로 비등방성인 필름은 액정 시스템을 기판에 적용시킨 후, 배향 작용 및 건조에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 비등방성 필름은 적어도 부분적으로 결정성이다.
본 발명에 따른 필름은 상이한 구조식 I 내지 VII로부터 선택된 둘 이상의 화합물 및/또는 두개 이상의 상이한 치환기를 포함하는 구조식 I 내지 VII중 하나를 갖는 두개 이상의 화합물을 포함한다.
도 1 및 도 2는 가능한 제조 방법을 나타낸다. 기술된 화합물은 설폰화 (도 1) 및, 축합 및 그에 따른 산화 (도 2)에 의해 제조될 수 있다. 하기 기술된 실험 결과는 두 제조 방법 모두의 일부 실례를 나타낸 것이다. 이러한 실시예는 단지 예시를 목적으로 하는 것이며, 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
실시예 1: 이성질 DBI PTCA 디옥소-디설포산의 합성
단계 1a. 모노히드록시 PTCADA와 o-페닐렌디아민의 축합
30ml의 에틸렌 글리콜중의 공지된 방법 (J.Org.Chem., USSr, 1972, VIII, 369)에 의해 제조된 1g의 모노히드록시PTCADA와 1.6g의 o-페닐렌디아민의 현탁액을 90℃에서 10시간 동안 가열하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고, 에탄올로 세척하였다. 수득량, 하기구조식의 화합물 1.3g.
Figure 112005075766415-pct00010
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 551.7; mol.wt., 552.54.
단계 1b. 이성질 DBI PTCA 디옥소-디설포산의 혼합물의 합성
단계 1a의 생성물 (1g)을 5ml의 50% 발연황산중에서 2시간 동안 50℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산으로 희석하고, 물로 희석하여 55% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고, 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 하기 구조식의 화합물 1.1g.
Figure 112005075766415-pct00011
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 726.2; mol.wt., 726.65.
단계 1c. DBI PTCA 디옥소-디설포산의 개별적 이성질체의 제조
단계 1b으로부터의 이성질체 혼합물(1g)을 20ml의 황산중에 용해시키고, 물로 희석하여 65% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고, 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 하기 구조식의 화합물 0.5g.
Figure 112005075766415-pct00012
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 726.5; mol.wt., 726.65; 원소 분석, 실측치 (%): C, 59.13; 59; 48; H, 1.87; 1.90; N, 7.51; 7.38; S, 8.66; 9.07 C36H14N4010S3; C36H14N4010S2 (%)에 대한 분석 계산치: C, 59.50; H, 1.94; N, 7.71; O, 22.02; S, 8.83; IR 스펙트럼 (FSM-1201 Fourier-트랜스폼 IR 분광계, KRS-5 윈도우에 대한 박막) (ν,cm-1) : 1229.0, 1179.7 (설폰기), 1073.6, 1033.2 (설폰기), 1670.6 (카르보닐); 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 325, 375, 540.
물로 모액을 황산 농도 45%로 희석하여, 또 다른 이성질체를 침전시켰다. 또한, 이를 여과에 의해 분리하고, 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 하기 구조식의 화합물 0.4g.
Figure 112005075766415-pct00013
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 726.5; mol. wt., 726.65; 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm) : 325, 355, 375, 550.
실시예 2: 이성질 DBI PTCA 디옥소-설폰-디설포산의 합성
단계 2a. 이성질 DBI PTCA 디옥소-설폰-디설포산의 혼합물의 합성
단계 1a의 생성물(1g)을 5 ml의 65% 발연황산중에서 12 시간 동안 65℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산 및 그 후, 물로 희석시켜 45% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 1.4 g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00014
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 789.2; mol. wt., 788.7; 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 325, 375, 550, 590.
단계 2b. DBI PTCA 디옥소-설폰-디설포산의 개별적인 트랜스-이성질체의 제조
단계 2a로부터의 이성질체의 혼합물(1g)을 20ml의 황산에 용해시키고, 물로 희석하여 65% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 0.5 g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00015
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 789.2; mol. wt., 788.7; 원소 분석, 실측치 (%): C, 54.22; 54; 45; H, 1.44; 1.46; N, 7.01; 7.19; S, 12.32; 12.10 C36H14N4O10S3; C36H12N4012S3 (%)에 대한 분석 계산치: C, 54.82; H, 1.53; N, 7.10; O, 24.34; S, 12.20; IR 스펙트럼 (FSM-1201 Fourier-트랜스폼 IR 분광계, KRS-5 윈도우에 대한 박막) (ν, cm-1): 1228.9, 1179. 4 (설폰기), 1074.0, 1027.0 (설폰기), 1324.0 (설폰), 1699.6 (카르보닐); 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm) : 325, 375, 540, 600.
단계 2c. DBI PTCA 디옥소-설폰-디설포산의 개별적 시스-이성질체의 제조
물로 모액을 황산 농도 45%로 희석하여, 또 다른 이성질체를 침전시켰다. 또한, 이를 여과에 의해 분리하고, 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 하기 구조식의 화합물 0.4g.
Figure 112005075766415-pct00016
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드):m/z, 789.2; mol. wt., 788.7; 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 325, 355, 375, 550, 580.
실시예 3: DBI PTCA 디설포산으로부터 이성질 DBI PTCA 디옥소-설폰-디설포산의 합성
단계 3a. 모노히드록시PTCADA와 o-페닐렌디아민 설포네이트의 축합
70% 수성 피리딘 30ml 중의 모노히드록시PTCADA (1 g)와 1.5g의 o-페닐렌디아민 설포네이트의 혼합물을 90℃에서 8시간 동안 가열하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 수성 에탄올 용액으로 세척하였다. 수득량, 1.2 g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00017
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드):m/z, 711.4; mol. wt., 712.67.
단계 3b. PTCADBI 모노히드록시유도체의 발연황산으로의 산화 및 설폰화
모노히드록시PTCADBI(1 g)의 혼합물을 30 ml의 65% 발연황산중에서 50℃에서 8시간 동안 가열하였다. 그 후, 반응물을 황산 및 그 후, 물로 희석하여 55% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 실시예 2a로부터의 생성물과 유사한 1.4g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00018
실시예 4: 트랜스-DBI PTCA 디옥소-디설포산의 합성
트랜스-DBI PTCA (1 g)을 100 ml의 55% 발연황산중에서 3 시간 동안 50℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산 및 그 후 물로 희석시켜 65% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 실시예 1c로부터의 생성물과 동일한 구조를 가지며, 하기 구조식을 갖는 0.9 g의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00019
실시예 5: 트랜스-DBI PTCA 디옥소-설폰-디설포산의 합성
단계 5a. 트랜스-DBI PTCA 디옥소-디설포산의 설폰화
실시예 4의 생성물 (1g)을 50 ml의 65% 발연황산중에서 10 시간 동안 65℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산 및 그 후, 물로 희석시켜 45% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 실시예 2b로부터의 생성물과 동일한 구조를 가지며, 하기 구조식에 상응하는 1g의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00020
단계 5b. 트랜스-DBI PTCA의 설폰화
트랜스-DBI PTCA (1 g)를 100 ml의 65% 발연황산중에서 12 시간 동안 60-55℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산 및 물로 희석하여 65% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 실시예 5a에서 수득된 것과 동일한 구조의 화합물 1.2g.
실시예 6: 시스-DBI PTCA 디옥소-디설포산의 합성
시스-DBI PTCA (1 g)을 30 ml의 50% 발연황산중에서 3 시간 동안 50-55℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산 및 물로 희석하여 55% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 실시예 1c로부터의 생성물에 상응하는 하기 구조식의 화합물 1.2g.
Figure 112005075766415-pct00021
실시예 7: CIS-DBI PTCA 디옥소-설폰-디설포산의 합성
단계7a. 시스-DBI PCTA 디옥소-디설포산의 설폰화
실시예 6의 생성물(1 g)을 50ml의 65% 발연황산중에서 10 시간 동안 65℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산 및 물로 희석하여 45% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 실시예 2b로부터의 생성물에 상응하는 하기 구조식의 화합물 1g.
Figure 112005075766415-pct00022
단계7b. 시스-DBI PTCA의 설폰화
Cis-DBI PTCA(1 g)을 50ml의 65% 발연황산중에서 12 시간 동안 60-55℃에서 설폰화시키고, 반응물을 황산 및 물로 희석하여 65% 황산을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 실시예 7a로부터의 생성물에 상응하는 화합물 1.3g.
실시예 8: 디히드록시PTCA로부터의 PTCA DBI의 이성질 옥소-디설폰산의 합성
단계 8a. 2,8-디히드록시PTCADA의 o-페닐렌디아민과의 축합
30ml의 아세트산중의 1.5g의 디히드록시PTCADA 및 3g의 o-페닐렌디아민의 현탁액을 8시간 동안 비등시켰다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 에탄올로 세척하였다. 수득량, 1.8 g의 하기 구조식의 화합물
Figure 112005075766415-pct00023
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 567.4; mol. wt., 568.5; 원소 분석, 실측치 (%): C, 75.82; 75; 91; H, 2.94; 2.65; N, 9.61; 9.49 C36H14N4010S3; C36H16N404(%)에 대한 분석 계산치 : C, 76.05; H, 2.84; N, 9.85; O, 11.6.
단계 8b. o-페닐렌디아민과의 디히드록시PTCADA 축합 생성물의 설폰화
단계 1a의 생성물(1g)을 5ml의 4% 발연황산중에서 12 시간 동안 100℃에서 설폰화시키고, 반응물을 20ml의 물로 희석하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 1g의 하기 구조식의 화합물
Figure 112005075766415-pct00024
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z,729.0; mol. wt., 728.6.
단계 8c. 디히드록시PTCADBI 디설포산의 발연황산으로의 산화
단계 8b의 생성물(1g)을 20ml의 80% 발연황산에 충전시키고, 12 시간 동안 20℃에서 교반하고, 반응물을 희석하여 50% 황산 농도가 되게 하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 0.8g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00025
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 758.4; mol. wt., 758.6; 원소 분석, 실측치 (%): C, 56.62; 56; 84; H, 1.94; 1.72; N, 7.34; 7.32; S, 8.32; 8.40 C36H14N4O10S3; C36H14N4Ol2S2 (%)에 대한 분석 계산치: C, 56.99; H, 1.86; N, 7.39; O, 25.31; S, 8.45; IR 스펙트럼 (FSM-1201 Fourier-트랜스폼 IR 분광계, KRS-5 윈도우에 대한 박막) (ν, cm-1): 1230.4, 1180.5 (설폰기), 1074.0, 1030.5 (설폰기), 1700.9 (카르보닐); 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 560.
단계 8d. o-페닐렌디아민과 1,12-디히드록시PTCADA의 축합
30ml의 아세트산중의 1.5g의 1,12-디히드록시PTCADA 및 3g의 o-페닐렌디아민의 현탁액을 8시간 동안 비등시켰다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 에탄올로 세척하였다. 수득량, 1.8 g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00026
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 567.4; mol. wt., 568.5.
단계8e. 디히드록시PTCADBI 디설포산의 발연황산으로의 산화
단계 8d의 생성물(1g)을 10ml의 80% 발연황산중에서 12 시간 동안 20℃에서 교반하고, 반응물을 희석하여 50% 황산 농도가 되게 하였다. 침전물을 여과에 의 해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 0.8g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00027
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 758.4; mol. wt., 758.6; 원소 분석, 실측치 (%): C, 56.54; 56; 77; H, 1.80; 1.74; N, 7.25; 7.30; S, 8.24; 8.36 C36H14N4010S3; C36H14N4012S2 (%)에 대한 분석 계산치: C, 56.99; H, 1.86; N, 7.39; O, 25.31; S, 8.45; IR 스펙트럼 (FSM-1201 Fourier-트랜스폼 IR 분광계, KRS-5 윈도우에 대한 박막) (ν, cm-1): 1230.4, 1180.5 (설폰기), 1074.0, 1030.5 (설폰기), 1700.9 (카르보닐); 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 560.
단계 8j. o-페닐렌디아민과의 디히드록시PTCADA 축합 생성물의 설폰화
80% 발연황산중의 단계 8e의 반응 생성물(1g)을 희석하여 50% 발연황산이 되게 하고, 10 시간 동안 50℃에서 가열하고, 200ml의 물로 희석하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 1.4g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00028
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 819.8; mol. wt., 818.7; 원소 분석, 실측치 (%): C, 52.77; 52; 80; H, 1.04; 1.26; N, 6.51; 6.49; S, 11.62; 11.40 C36H14N4010S3, C36H10N4014S3 (%)에 대한 분석 계산치: C, 52.81; H, 1.23; N, 6.84; O, 27.36; S, 11.75; IR 스펙트럼 (FSM-1201 Fourier-트랜스폼 IR 분광계, KRS-5 윈도우에 대한 박막) (ν, cm-1): 1230.4, 1180.5 (설폰기), 1074.0, 1030.5 (설폰기), 1330.0 (설폰), 1700.6 (카르보닐); 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 560, 675.
실시예 9: PTCA DBI의 설폰화에 의한 PTCA DBI 푸란 유도체의 합성
단계 9a. 시스-PTCA DBI 푸란의 디설폰산의 합성
단계 8d로부터의 생성물(5.0g)을 35ml의 10% 발연황산에 나누어서 유입시키고, 5 시간 동안 60℃에서 설폰화시켰다. 그 후, 반응물을 연속적으로 92% 수성 황산으로 희석하여 일수화물이 되게한 후, 물로 희석하여 65%의 황산 농도가 되게하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고, 3배로 아세트산중에 재현탁시키고 건조시켜 6.5g의 하기 구조식의 화합물을 수득하였다.
Figure 112005075766415-pct00029
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드) : m/z, 709.4; mol. wt., 710.65; 원소 분석, 실측치: C 60.66; 60.10; H 2.09; 2.27; N 7.39; 7.32; S 9.51; 9.41 C36H14N409S2; C36H14N4O9S2 (%)에 대한 분석 계산치: C 60.84; H, 1.99; N, 7.88; O, 20.26; S, 9.02; 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 325, 355, 375, 600.
단계 9b. 시스-PTCA DBI 푸란의 디설폰산의 발연황산으로의 설폰화
단계 9a의 생성물(1g)을 50℃에서 30ml의 50% 발연황산에 충전시키고, 8시간 동안 이 온도에서 교반하였다. 반응물을 희석하여 65% 황산 농도가 되게 하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 0.4g의 하기 구조식의 화합물.
Figure 112005075766415-pct00030
모액을 물로 희석하여 황산 농도 40%가 되게 하였다. 침전물을 여과에 의해 분리하고 아세트산으로 세척하였다. 수득량, 0.4g의 하기 구조식의 화합물
Figure 112005075766415-pct00031
질량 스펙트럼 (VISION 2000, 네거티브 반사 모드): m/z, 772.0; 740.6; mol. wt., 772.7; 원소 분석, 실측치 (%): C, 55.56; 55.59, 58.72; 58, 10; H, 1.49; 1.43; 1.54; 1.56; N, 6.98, 6.83, 7.31; 7.39; S, 13.00, 13.16, 8.33; 8.46 C36H14N4O10S3; C36H12N4011S3 (%)에 대한 분석 계산치: C, 55.96, 58.38; H, 1.57, 1.63; N, 7.25, 7.5; O, 22.78, 23.76; S, 12.45, 8.66; IR 스펙트럼 (FSM-1201 Fourier-트랜스폼 IR 분광계, KRS-5 윈도우에 대한 박막) (ν, cm-1): 1230.0, 1182.2 (설폰기), 1072.0, 1030.5 (설폰기), 1324.0 (설폰), 1700.0 (카르보닐); 전자 흡수 스펙트럼 (Ocean PC2000, 수용액)(λmax, nm): 첫번째 분획에 있어서 325, 375, 540 및 두번째 분획에 있어서 325, 355, 375, 535.
구조 I 내지 VI에 상응하는 기타 유도체는 유사한 공정에 의해, 예를 들어 PTCA DBI 이성질체 또는 혼합물의 설폰화를 통해, 상응하는 PTCA 유도체의 축합에 이어 설폰화에 의해, 상기 PTCA 유도체와 o-페닐렌디아민 설포네이트의 축합에 의해, 또는 동등한 방법에 의해 합성될 수 있다.
실시예 10: PTCA DBI 디옥소디설폰산의 액정 조성물 및 필름의 수득, 및 필름의 광학 특성 측정
79.9 ml의 탈이온수 중의 10 g의 PTCA DBI 디옥소디설폰산 (실시예 1, 단계 c)의 용액을 20℃에서 교반에 의해 제조하고, 암모니아로 중화시켜 100 g의 10% 액정 용액을 수득하였다. 이 용액을 메이어 로드(Meyer rod) 3호의 석영 유리판상에 25 mm/s의 선속으로 적용하였다. 공정을 20℃의 온도 및 65%의 상대 습도에서 수행하였고, 이후 필름을 동일한 조건하에 건조시켰다.
필름의 특성을 필름 적용 방향(Tpar)에 따라 용액 적용 방향에 수직 방향(Tper)으로 편광된 광 빔을 사용하여 190 내지 800 nm의 파장에서 캐리(Cary)-500 분광광도계상에서 측정된 투과 스펙트럼에 의해 기술하였다. 최대 흡수 에 상응하는 λ=540 nm의 파장에서, 이색성 비 Kd = log(Tper)/log(Tpar)는 32이었고; 35%의 필름 투과율에서, 대조비(CR)는 170이었다.
실시예 11 : PTCA DBI 디옥소- 및 테트라옥소-디설포유도체의 혼합물의 액정 조성물 및 필름의 수득, 및 필름의 광학 특성 측정
79.9ml의 탈이온수중의 디옥소-디설포유도체 (실시예 1, 30 질량%), 디옥소-설폰-디설포유도체 (실시예 2b, 30 질량%), 테트라옥소-디설포유도체 (실시예 8e, 20 질량%, 실시예 8j, 20 질량%)를 포함하는 10g의 PTCA DBI 설포유도체의 혼합물 용액을 20℃에서 교반하여 제조하여, 암모니아에 의해 중화시켰다. 이 용액에 10ml 물중의 0.1g의 설폰올 용액을 첨가하고, 혼합물을 완전하게 교반하여 100g의 10% 액정 용액을 수득하였다. 이 용액을 메이어 로드(Meyer rod) 3호의 석영 유리판상에 25 mm/s의 선속으로 가하였다. 공정을 20℃의 온도 및 65%의 상대 습도에서 수행하였고, 이후 필름을 동일한 조건하에 건조시켰다.
필름의 특성을 필름 적용 방향(Tpar)에 따라 용액 적용 방향에 수직 방향(Tper)으로 편광된 광 빔을 사용하여 190 내지 800 nm의 파장에서 캐리-500 분광광도계상에서 측정된 투과 스펙트럼에 의해 기술였다. 최대 흡수에 상응하는 λ=540 nm의 파장에서, 이색성 비 Kd = log(Tper)/log(Tpar)는 28이었고; 36%의 필름 투과율에서, 대조비(CR)는 150이었다.
실시예 12: PTCA DBI 디옥소-디설포유도체 및 디옥소-설폰-디설포유도체와 인단트론 유도체의 혼합물의 액정 조성물 및 필름의 수득, 및 필름의 광학 특성 측정
79.9 ml의 탈이온수 중의 PTCA DBI 디옥소-디설포유도체 (실시예 1, 20 질량%), 디옥소-설폰-디설포유도체 (실시예 2b, 20 질량%) 및 인단트론 트리설폰산 (60 질량%)의 혼합물 10g 용액을 20℃에서 교반하여 제조하고 암모니아로 중화시켰다. 10 ml의 물중의 0.1 g의 설폰올의 용액을 상기 용액에 첨가하고, 혼합물을 완전히 교반하여 100 g의 10% 액정 용액을 수득하였다. 이 용액을 메이어 로드 3호의 석영 유리판상에 25 mm/s의 선속으로 적용하였다. 공정을 20℃의 온도 및 65%의 상대 습도에서 수행하였고, 이후 필름을 동일한 조건하에 건조시켰다.
필름의 특성을 필름 적용 방향(Tpar)에 따라 용액 적용 방향에 수직 방향(Tper)으로 편광된 광 빔을 사용하여 190 내지 800 nm의 파장에서 캐리-500 분광광도계상에서 측정된 투과 스펙트럼에 의해 기술하였다. 최대 흡수에 상응하는 λ=650 nm의 파장에서, 이색성 비 Kd = log(Tper)/log(Tpar)는 35이었고; 35%의 필름 투과율에서, 대조비(CR)는 250이었다.
실시예 13 : PTCA DBI 디옥소-설폰-디설포유도체와 인단트론의 유도체 및 나프탈렌테트라카르복실산의 혼합물의 액정 조성물 및 필름의 제조, 및 필름의 광학 특성 측정
79.9 ml의 탈이온수 중의 PTCA DBI 디옥소-설폰-디설포유도체 (실시예 2b, 40 질량%), 인단트론 트리설폰산 (40 질량%) 및 NTCA DBI 디설폰산 (20 질량%)을 포함하는 10g의 혼합물 용액을 20℃에서 교반하여 제조하고 암모니아로 중화시켰다. 10 ml의 물 중의 0.1 g의 설폰올의 용액을 상기 용액에 첨가하고, 혼합물을 완전히 교반하여 100 g의 10% 액정 용액을 수득하였다. 이 용액을 메이어 로드 3호의 석영 유리판상에 25 mm/s의 선속으로 적용하였다. 공정을 20℃의 온도 및 65%의 상대 습도에서 수행하였고, 이후 필름을 동일한 조건하에 건조시켰다.
필름의 특성을 필름 적용 방향(Tpar)에 따라 용액 적용 방향에 수직 방향(Tper)으로 편광된 광 빔을 사용하여 190 내지 800 nm의 파장에서 캐리-500 분광광도계상에서 측정된 투과 스펙트럼에 의해 기술하였다. 최대 흡수에 상응하는 λ=650 nm의 파장에서, 이색성 비 Kd = log(Tper)/log(Tpar)는 34이었고; 35%의 필름 투과율에서, 대조비(CR)는 200이었다.
구조식 I 내지 VI을 특징으로 하는 모든 화합물이 안정한 리오트로픽 액정 시스템을 제공하며, 이것은 고 성능 특성 및 높은 재현성을 지니는 광학적으로 비등방성인 필름을 수득하는데 이용될 수 있다. 상기 실시예는 예시적인 것이며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims (22)

  1. 삭제
  2. 하기 구조식 I을 가짐을 특징으로 하는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물:
    Figure 112007092607094-pct00043
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007092607094-pct00033
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X4, X5, X6, X7 및 X8은 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  3. 하기 구조식 II를 가짐을 특징으로 하는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물:
    Figure 112007092607094-pct00044
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007092607094-pct00045
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X4, X6 및 X7은 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  4. 하기 구조식 III을 가짐을 특징으로 하는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물:
    Figure 112007092607094-pct00046
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007092607094-pct00047
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X3, X5 및 X7은 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  5. 하기 구조식 IV를 가짐을 특징으로 하는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물:
    Figure 112007092607094-pct00048
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007092607094-pct00049
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X3, X4, X5, X6 및 X7은 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  6. 하기 구조식 V를 가짐을 특징으로 하는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물:
    Figure 112007092607094-pct00050
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007092607094-pct00051
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X4, X5 및 X8은 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    Z는 -O-, -SO2-, -O-SO2-로부터 선택된 이가 브리지(bridge)이고;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  7. 하기 구조식 VI을 가짐을 특징으로 하는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물:
    Figure 112007092607094-pct00052
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007092607094-pct00035
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1 및 X4는 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    Z는 -O-, -SO2-, -O-SO2-로부터 선택된 이가 브리지이고;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  8. 하기 구조식 VII를 가짐을 특징으로 하는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물:
    Figure 112007092607094-pct00053
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007092607094-pct00054
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X3, X4 및 X5는 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    Z는 -O-, -SO2-, -O-SO2-로부터 선택된 이가 브리지이고;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  9. 제 2항 내지 제 8항중의 어느 한 항에 따른 하나 이상의 설폰화된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물을 포함하는 리오트로픽 액정 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 시스템이 수성임을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템.
  11. 제 9항에 있어서, 액정 시스템중의 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물의 함량이 3 내지 40 질량%임을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템.
  12. 제 9항에 있어서, 5 질량% 이하의 계면활성제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템.
  13. 제 9항에 있어서, 5 질량% 이하의 가소제를 추가로 포함함을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템.
  14. 제 9항에 있어서, 하기 구조식 I 내지 VII중 어느 하나를 갖는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물의 혼합물을 포함하며,
    구조식 I의 화합물, 구조식 V의 화합물 또는 이둘 모두는 0 내지 99 질량%의 농도로 존재하며,
    구조식 II의 화합물, 구조식 VI의 화합물 또는 이둘 모두는 0 내지 99 질량%의 농도로 존재하며,
    구조식 IV의 화합물, 구조식 VII의 화합물 또는 이둘 모두는 0 내지 50 질량%의 농도로 존재하고,
    구조식 III의 화합물은 0 내지 99 질량%의 농도로 존재함을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템:
    Figure 112007049784711-pct00036
    Figure 112007049784711-pct00037
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007049784711-pct00038
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X3, X4, X5, X6, X7 및 X8은 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기이며;
    Z는 -O-, -SO2-, -O-SO2-로부터 선택된 이가 브리지이고;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  15. 제 14항에 있어서,
    구조식 I의 화합물, 구조식 V의 화합물 또는 이둘 모두는 0 내지 70 질량%의 농도로 존재하며,
    구조식 II의 화합물, 구조식 VI의 화합물 또는 이둘 모두는 0 내지 50 질량%의 농도로 존재하며,
    구조식 IV의 화합물, 구조식 VII의 화합물 또는 이둘 모두는 0 내지 20 질량%의 농도로 존재하고,
    구조식 III의 화합물은 0 내지 50 질량%의 농도로 존재함을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템.
  16. 제 9항에 있어서, 하기 구조식 VIII 내지 X중 어느 하나를 갖는 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물을 하나 이상 추가로 포함함을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템:
    Figure 112007049784711-pct00039
    상기 식에서, A1 및 A2는 독립적으로, 하기 구조식을 갖는 동일하거나 동일하지 않은 단편이며;
    Figure 112007049784711-pct00040
    [여기서, 각각의 Y는 독립적으로 -H, -Cl, -F, -Br, -OH, -NO2, 및 -NH2로부터 선택된 치환기이고; n은 단편 A1 및 A2중 하나 이상이 하나 이상의 설포 기를 포함하도록 0, 1 및 2로부터 선택된 정수이며; p는 0, 1, 2, 3 및 4로부터 선택된 정수임]
    X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7 및 X8은 독립적으로 -H, -OH, 및 -S03H로부터 선택된 치환기로서, 이들 치환기중 하나 이상은 -H와 상이하고, 치환기 X2와 X3, X6와 X7, 또는 둘 모두는 각각 서로 상호작용하여 브리지 Z1, Z2 또는 이둘 모두를 형성할 수 있도록 선택된 치환기이며;
    Z1, Z2 또는 이둘 모두는 -O-, -SO2-, -SO2-O-로부터 독립적으로 선택된 브리지이며;
    각각의 M은 반대 이온이고, n > 1인 경우, 각각의 M은 동일하거나 상이하며;
    j는 분자의 반대 이온의 수이며, 이는 하나 이상의 반대 이온이 여러 분자에 속하여 있는 경우 분수일 수 있다.
  17. 제 9항에 있어서, 설폰화된 옥소 치환된 페릴렌테트라카르복실산 디벤즈이미다졸 화합물을 갖는 일반적인 리오트로픽 액정 시스템의 형성에 관여할 수 있는 하나 이상의 수용성 유기 염료 또는 유기 화합물을 추가로 포함함을 특징으로 하는 리오트로픽 액정 시스템.
  18. 제 9항에 따른 리오트로픽 액정 시스템을 증착시키므로써 형성된 광학적으로 비등방성인 필름.
  19. 제 18항에 있어서, 필름의 일부 또는 전체가 결정성임을 특징으로 하는 광학적으로 비등방성인 필름.
  20. 제 18항에 있어서, 결정의 결정면간 거리가 광학 축 중의 한 축을 따라서 3.1Å 내지 3.7Å임을 특징으로 하는 광학적으로 비등방성인 필름.
  21. 제 18항에 있어서, 필름이 편광성임을 특징으로 하는 광학적으로 비등방성인 필름.
  22. 제 18항에 있어서, 필름이 상-지연(phase-retarding) 필름임을 특징으로 하는 광학적으로 비등방성인 필름.
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