KR101059587B1 - 액정 필름 및 이 액정 필름을 탑재한 액정 표시장치 - Google Patents

액정 필름 및 이 액정 필름을 탑재한 액정 표시장치 Download PDF

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Abstract

내열성과 기계적강도가 우수한 액정 필름이 제공된다.
액정 필름은 하기 화학식 (1)로 표시되는 옥세타닐 기를 보유한 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴 부분을 단독중합하거나 또는 이 화합물을 다른 (메트)아크릴 화합물과 공중합시켜 제조한 적어도 1종의 측쇄형 고분자 액정성 물질 및 하기 화학식 (2)로 표시되는 2개의 옥세타닐 기를 보유한 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 함유하는 배향 액정 재료를 고정시켜 수득한다:
화학식 (1)
Figure 112004015713296-pat00001
화학식 (2)
Figure 112004015713296-pat00002
액정 필름, 측쇄형 고분자 액정성 물질, (메트)아크릴 화합물, 옥세타닐기, 이작용기성 저분자량 액정 물질, 광학 필름, 액정 표시장치

Description

액정 필름 및 이 액정 필름을 탑재한 액정 표시장치{LIQUID CRYSTAL FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE EQUIPPED WITH SAME}
도 1은 참조예 1에서 수득한 아크릴 화합물 1의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 2는 참조예 2에서 수득한 아크릴 화합물 2의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 3은 참조예 3에서 수득한 아크릴 화합물 3의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 4는 참조예 4에서 수득한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 4의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 5는 참조예 5에서 수득한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 5의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 6은 참조예 6에서 수득한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 6의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 7은 참조예 7에서 수득한 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 7의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 8은 참조예 8에서 수득한 이작용기성 옥세탄 단량체 8의 1H-NMR 스펙트럼을 도시한 것이다.
도 9는 실시예 4에서 이용한 액정 표시 장치의 각 축의 배치를 나타내는 모식도이다.
도 10은 실시예 5에서 이용한 액정 표시 장치의 각 축의 배치를 나타내는 모식도이다.
본 발명은 액정 필름 및 이 액정 필름을 탑재한 액정 표시장치에 관한 것이다.
최근, 액정 재료를 광학 목적에 적용하기 위한 연구개발이 활발하게 진행된 결과로서, 액정 재료를 배향한 뒤 이 재료를 필름으로 성형하여 만든 액정 필름이 액정 표시장치의 색 보상과 시각의 광대역화 목적으로 실제 사용되고 있다.
액정 물질을 필름으로 성형하는 방법은 다수가 공지되어 있다. 예를 들어, 배향능이 있는 기판 상에 고분자 액정 물질을 박막 형성시킨 뒤 이 박막을 액정(액정 분자) 배향을 위해 유리전이온도 "Tg" 또는 그 이상의 온도로 가열한 다음, 배 향된 액정을 고정시키기 위하여 그 박막을 급냉시켜 액정 필름을 제조하는 방법이 있다(JP 특개평 3-9321). 하지만, 이 방법은 주쇄형은 물론 측쇄형 고분자 액정성 물질에 적용할 수 있지만, Tg가 높은 주쇄형 고분자 액정성 물질을 사용하는 경우에는 액정성이 나타나는 온도가 상승하기 때문에 공정의 부하가 증가하여 적합한 배향 기판이 제한된다는 문제점이 있다. 또한, 측쇄형 고분자 액정 물질을 사용하는 경우에도 이 방법은 Tg 부근의 온도에서 액정 배향의 무질서화가 일어나는 단점과 최종 액정 필름의 내열성에 문제점이 있다.
별법으로, 반응기를 보유하는 액정형 저분자량 물질로 배향 기판의 액정 셀을 봉하고, 상기 물질이 배향할 수 있도록 액정성을 나타내는 온도로 셀을 가열한 다음, 배향된 액정을 광이나 열 등의 외부 자극으로 중합시켜 고정시킴으로써 액정 필름을 생산하는 방법이 있다(JP 특개평 8-21915). 하지만, 이 방법에서도 배향될 액정이 저분자량 물질이고 이에 따라 유동성 및 복굴절과 같은 물리적 성질이 온도에 크게 의존하기 때문에 최종적으로 수득된 액정 필름의 파라미터를 조절하기가 어렵다. 또한, 이 방법은 중합 후 액정의 구조가 측쇄형 고분자 액정형 물질의 구조와 유사해져서 Tg를 충분히 상승시키지 못하기 때문에 최종적으로 수득된 액정 필름의 내열성에 문제점을 제공할 수 있다.
외부 자극에 의한 중합으로 액정 배향을 고정시키는 별법으로서, 고분자 액정성 물질과 반응성 저분자량 물질의 혼합물을 배향한 뒤 반응시키는, 즉 외부 자극으로 경화시키는 방법이 있다(JP 특개평 10-120640). 하지만, 고분자 액정성 물질과 반응성 저분자량 물질 사이에 반응이 충분히 진행되지 않기 때문에 Tg가 충분 히 상승되지 못하여 최종 액정 필름의 내열성에 문제를 유발할 수 있다.
이러한 문제점들의 관점에서, JP 특개평 2000-319527에 개시된 방법이 가장 효과적인 방법이라고 할 수 있는데, 이 방법에서는 Tg가 비교적 낮은 고분자 액정성 물질, 예컨대 측쇄형 물질에 반응기를 직접 도입시킨 다음, 반응기를 액정 상태로 배향시킨 후 광이나 열 등의 외부 자극으로 가교시켜 Tg를 상승시키고 있다. 그러나, 이 방법은 상기 반응기를 보유한 측쇄형 고분자 액정형 물질을 합성하기가 어렵다는 문제가 있다. 예를 들어, 반응기를 도입시키기 전에 고분자 구조를 구축하는 경우에는 반응기의 양이 불충분하기 쉽다. 한편, 반응기를 2개 가진 단량체로부터 이 반응기 중 하나를 중합시켜, 하나의 반응기를 보유하는 측쇄형 고분자 액정성 물질을 합성하는 방법에서는, 반응하는 반응기의 반응성이 다른 반응기의 반응성 보다 낮게 유지되어야 하는 것을 필요로 하여, 반응기를 액정 상태로 배향시킨 후의 반응기의 반응이 불충분해지기 쉽다는 문제가 나타난다.
또한, 측쇄형 고분자 액정성 물질만을 사용하는 경우에는 가교 반응 동안 반응 영역을 이동하기가 어려워 가교가 충분히 진행되지 않는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결할 수 있는 내열성이 우수한 액정 필름 및 이 액정 필름을 탑재한 액정 표시장치를 제공한다.
본 발명은 전술한 문제점의 관점에서 구축된 것으로, 배향 액정 구조를 고정시키기에 탁월한 반응성을 가진 반응기를 보유한 신규 화합물과 이러한 반응기를 2개 이상 보유하는 이작용기성 저분자량 액정 물질을 중합시켜 수득한 측쇄형 고분 자 액정성 물질을 함유하는 배행 액정 재료를 고정시켜 생성하는 내열성이 우수한 액정 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 제1 양태는 하기 화학식 (1)로 표시되는 옥세타닐 기를 보유한 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴 부분을 단독중합하거나 또는 이 화합물을 다른 (메트)아크릴 화합물과 공중합시켜 제조한 적어도 1종의 측쇄형 고분자 액정성 물질 및 하기 화학식 (2)로 표시되는 2개의 옥세타닐 기를 보유한 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 함유하는 배향 액정 재료를 고정시켜 수득한 액정 필름을 제공한다:
화학식 (1)
Figure 112004015713296-pat00003
화학식 (2)
Figure 112004015713296-pat00004
상기 식 중에서, R1은 수소 또는 메틸이고; R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 메틸 및 에틸로 구성된 그룹 중에서 선택되며; L1, L2, L3 및 L4 는 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -O-CO- 및 -CO-O-로 구성된 그룹 중에서 선택되고; M1 및 M2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (3), (4) 및 (5)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 화학식으로 표시되는 것이며; l, m, n 및 o는 각각 독립적으로 0 내지 10 사이의 정수이고:
화학식 (3)
-P1-L5-P2-L6-P3-
화학식 (4)
-P1-L5-P3-
화학식 (5)
-P3-
이 식에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (6)으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이고, P3은 하기 화학식 (7)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이며, L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일 결합, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 및 -CO-O-로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이다:
화학식 (6)
Figure 112004015713296-pat00005
화학식 (7)
Figure 112004015713296-pat00006
본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명은 측쇄형 고분자 액정 물질이 하기 화학식 (8)로 표시되는 단위를 5 내지 100 mol%의 함량으로 함유하는 제1 양태의 액정 필름을 제공한다:
화학식 (8)
Figure 112004015713296-pat00007
본 발명의 제3 양태에 따르면, 본 발명은 측쇄형 고분자 액정성 물질의 중량 평균 분자량이 2,000 내지 100,000 사이인 제1 양태의 액정 필름을 제공한다.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 본 발명은 액정 물질이 적어도 10 질량% 이상의 측쇄형 고분자 액정성 물질과 적어도 5 질량% 이상의 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 함유하는 것이 특징인 제1 양태의 액정 필름을 제공한다.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 본 발명은 액정 물질이 광 양이온 발생제 및/또는 열 양이온 발생제를 함유하는 것이 특징인 제1 양태의 액정 필름을 제공한다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 본 발명은 액정 물질이 배향되도록 배향 기판 상에 형성시킨 뒤 배향된 상태의 액정 물질을 광 조사 및/또는 열 처리로 고정시켜 수득한 것인, 제1 양태의 액정 필름을 제공한다.
본 발명의 제7 양태에 따르면, 본 발명은 액정 물질을 네마틱, 네마틱 하이브리드 및 스멕틱 배향으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 배향 구조로 고정시킨 제1 양태의 액정 필름을 제공한다.
본 발명의 제8 양태에 따르면, 본 발명은 제1 양태의 액정 필름을 함유하는 광학 필름을 제공한다.
본 발명의 제9 양태에 따르면, 본 발명은 λ/2 필름, λ/4 필름, 색 보상 필름, 리타데이션 필름 및 시야각 개선 필름으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 필름인 것이 특징인 제8 양태에 따른 광학 필름을 제공한다.
본 발명의 제10 양태에 따르면, 제8 양태 또는 제9 양태의 광학 필름이 탑재된 액정 표시장치를 제공한다.
상세한 설명
이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 (1)로 표시되는 옥세타닐 기를 보유한 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴 부분을 단독중합하거나 또는 이 화합물을 다른 (메트)아크릴 화합물과 공중합시켜 제조한 적어도 1종의 측쇄형 고분자 액정성 물질 및 하기 화학식 (2)로 표시되는 2개의 옥세타닐 기를 보유한 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 함유하는 배향 액정 재료를 고정시켜 수득한 액정 필름을 제공한다:
화학식 (1)
Figure 112004015713296-pat00008
화학식 (2)
Figure 112004015713296-pat00009
상기 식 중에서, R1은 수소 또는 메틸이고; R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 메틸 및 에틸로 구성된 그룹 중에서 선택되며; L1, L2, L3 및 L4 는 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -O-CO- 및 -CO-O-로 구성된 그룹 중에서 선택되고; M1 및 M2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (3), (4) 및 (5)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 화학식으로 표시되는 것이며; l, m, n 및 o는 각각 독립적으로 0 내지 10 사이의 정수이고:
화학식 (3)
-P1-L5-P2-L6-P3-
화학식 (4)
-P1-L5-P3-
화학식 (5)
-P3-
이 식에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (6)으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이고, P3은 하기 화학식 (7)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이며, L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일 결합, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 및 -CO-O-로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이다:
화학식 (6)
Figure 112004015713296-pat00010
화학식 (7)
Figure 112004015713296-pat00011
본 발명에 이용되는 옥세타닐기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물은 방향족 에스테르 등으로 이루어진 메소겐 부분과, 이 부분에 결합하는 탄화수소쇄로 이루어진 스페이서 부분과, 한쪽 말단에 반응성 옥세타닐기, 다른쪽 말단에 (메트)아크릴기를 구성단위로 함유하고, 이 화합물의 (메트)아크릴기를 단독중합하거나 또는 다른 (메트)아크릴 화합물과 공중합하여 수득한 고분자 물질이 액정성을 나타내는 것을 특징으로 한다.
먼저, 각 구성 단위에 대하여 설명한다.
본 발명에 사용된 옥세타닐기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물의 메소겐 부분은 화학식 (1)에 있어서 "L1-M1-L2"로 표시되는 것으로서, 여기에서 M1은 "-P1-L5-P2-L6-P3-", "-P1-L5-P3-" 또는 "-P3-"으로 표시되는 것이다. 상기 메소겐 부분은 1 내지 3개의 방향족 고리 또는 사이클로헥산 고리가 스페이서 부분, 옥세타닐 기 또는 (메트)아크릴 기에 직접 결합(단일 결합)하거나, 에테르 결합(-O-)을 통해 결합하거나 또는 에스테르 결합(-CO-O-)을 통해 결합된 구조를 하고 있다.
화학식 (1), (3), (4) 및 (5)에서 L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일 결합(즉, 양 측의 기가 "L"로 표시된 기를 통하지 않고 직접 결합된 것), -O-, -O-CO- 또는 -CO-O- 이고, L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일 결합(즉, 양 측의 기가 "L"로 표시된 기를 통하지 않고 직접 결합된 것), -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O- 이다. P1 및 P2는 각각 독립적으로 전술한 화학식 (6) 중에서 선택되는 기이고, P3은 전술한 화학식 (7) 중에서 선택되는 기이다.
상기 메소겐 부분으로는 전술한 각종 조합들 중에서 임의로 선택되는 것으로서, 구체적으로 하기 화학식으로 표시되는 것과 같은 구조를 가진 것이 바람직하다:
Figure 112004015713296-pat00012
본 발명에 있어서, 화학식 (1) 중의 "-(CH2)l-" 및 "-(CH2) m-"으로 표시되는 스페이서 부분은 단일결합(여기에서는, "l" 또는 "m"은 0인 경우를 말한다) 또는 탄소수가 1 내지 10개(즉, "l" 또는 "m"이 1 내지 10 사이의 정수임)인 2가 직쇄상 탄화수소기이다. 목적으로 하는 화합물이 액정성을 가진다면, 메소겐 부분은 옥세타닐 기 부분 및 (메트)아크릴 부분에 스페이서 부분 없이 직접 결합하거나 또는 에테르 결합(-O-) 또는 에스테르 결합(-CO-O-)을 통해 결합하고 있어도 좋다. 일반적으로, 메소겐 부분과 (메트)아크릴기 부분 사이의 스페이서 부분이 짧으면 액정성이 발현하는 온도 영역이 좁아질 우려가 있고, 또한 스페이서 부분이 길어도 최종적으로 수득한 액정 필름의 내열성이 악화될 우려가 있기 때문에, 메소겐 부분과 (메트)아크릴기 부분 사이의 스페이서 부분의 탄소수는 보통 1 내지 8개, 바람직하게는 2 내지 6개인 것이 좋다. 메소겐 부분과 옥세타닐기 부분 사이에 지나치게 긴 스페이서는 최종 액정 필름의 내열성에 악영향을 미칠 우려가 있다. 따라서, 메소겐 부분과 옥세타닐기 부분 사이의 스페이서 부분의 탄소 수는 보통 0 내지 6, 바람직하게는 0 내지 4인 것이 좋다. 여기에서, "탄소수 0"이란 메소겐 부분이 옥세타닐기 부분에 직접 결합한 것을 의미한다.
본 발명의 옥세타닐기를 갖는 (메트)아크릴 화합물의 말단 단부 중 하나는 반응성 옥세타닐기이고, 다른 말단 단부는 (메트)아크릴기이다. 이 화합물은 양이온 중합성 기인 옥세타닐기와 라디칼 중합성 또는 음이온 중합성 기인 (메트)아크릴기를 보유하는 이작용기성 단량체이므로, 라디칼 중합 또는 음이온 중합에 의해서는 (메트)아크릴기만이 중합하여 양이온 중합성 기인 옥세타닐기를 갖는 측쇄형 고분자 액정성 물질이 수득된다. 즉, 중합성 반응기로서 양이온 중합 이외의 조건에서는 반응성이 낮은 옥세타닐기를 양이온 중합성기로 이용함으로써, (메트)아크릴기의 음이온 중합 또는 라디칼 중합에 의해 측쇄형 고분자 액정성 화합물을 합성한다. 측쇄형 고분자 액정성 화합물은 주쇄형 액정성 고분자에 비해 Tg가 낮아서, 저온에서 용이하게 배향할 수 있다. 이와 같이 수득한 측쇄형 고분자 액정성 화합물을 배향처리한 후, 그 다음 양이온의 존재하에 옥세타닐기를 중합, 즉 경화 및 가교시켜서 Tg가 상승하여 내열성과 기계적 강도가 향상된 액정 필름을 작성할 수 있다.
옥세타닐기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물의 합성법에는 특별히 제한되는 것이 없는 바, 통상의 유기화학합성법에서 이용되는 방법을 적용하여 합성할 수 있다.
예를 들어, 윌리암슨(Williamson) 에테르 합성이나 축합제를 이용한 에스테르 합성 등의 방법으로 옥세타닐기를 가진 부분과 (메트)아크릴기를 가진 부분을 결합시킴으로써, 2개의 반응성 작용기, 즉 옥세타닐기와 (메트)아크릴기를 가진 (메트)아크릴 화합물을 합성할 수 있다.
구체적 일 예를 들면, 다음에 예시하는 공정에 의해 본 발명의 옥세타닐기를 가진 (메트)아크릴 화합물을 합성할 수 있다:
Figure 112004015713296-pat00013
상기 식 중에서, 약어는 다음과 같은 화합물을 나타낸다:
DCC: 1,3-디사이클로헥실카르보디이미드
DMAP: (디메틸아미노)피리딘
DCM: 디클로로메탄
PPTS: 피리디늄-p-톨루엔 설포네이트
THF: 테트라하이드로퓨란
DMF: 디메틸포름아마이드
BHT: 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀
하기 화학식 (8)로 표시되는 단위를 함유하는 즉쇄형 고분자 액정성 화합물은 화학식 (1)로 표시되는 옥세타닐 기 보유 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴기를 단독중합하거나, 또는 다른 (메트)아크릴 화합물과의 공중합에 의해 수득된다:
화학식 (8)
Figure 112004015713296-pat00014
화학식 (8)로 표시되는 단위를 함유하는 즉쇄형 고분자 액정성 화합물은 화학식 (1)로 표시되는 옥세타닐 기 보유 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴기를 라디칼 중합 또는 음이온 중합에 의해 단독중합하거나, 또는 다른 (메트)아크릴 화합물과의 공중합에 의해 용이하게 합성할 수 있다. 중합 조건은 특별히 한정될 것은 없고, 통상의 조건을 사용할 수 있다.
라디칼 중합의 예로서, 화학식 (1)의 (메트)아크릴 화합물과 필요한 경우 사용된 공중합용의 다른 (메트)아크릴 화합물을 디메틸포름아마이드(DMF) 등의 용매에 용해하고, 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(AIBN) 또는 과산화벤조일(BPO)을 개시제로서 사용하여 수시간 동안 60 내지 110℃의 온도에서 반응시키는 방법을 사용할 수 있다. 대안적으로는, 액정상이 안정하게 발현될 수 있도록, 구리(I) 브로마 이드/2,2'-비피리딜계 또는 TEMPO계 개시제를 사용하여 활성 라디칼 중합반응을 수행함으로써, 분자량 분포를 조절하는 방법도 효과적이다. 이들 라디칼 중합반응은 탈산소 조건하에서 엄격하게 수행될 필요가 있다.
음이온 중합반응의 일례로서, 화학식 (1)의 (메트)아크릴 화합물과 필요한 경우 사용된 공중합용의 다른 (메트)아크릴 화합물을 테트라하이드로퓨란(THF) 등의 용매에 용해시키고, 유기 리튬 화합물, 유기 나트륨 화합물 또는 그리나드(Grignard) 시약과 같은 강염기를 개시제로서 사용하여 반응시키는 방법을 사용할 수 있다. 대안적으로, 이 중합반응은 개시제 또는 반응 온도를 최적화함으로써 활성 음이온 중합반응으로 전환될 수 있어서, 분자량 분포를 조절할 수 있게 된다. 이들 음이온 중합반응은 탈수 및 탈산소 조건하에 엄격히 수행될 필요가 있다.
합성된 중합체 물질이 액정성을 나타내는 한, 공중합시킬 (메트)아크릴 화합물의 유형에 관해서 특별한 제한은 없다. 그러나, 바람직한 것은 메소겐기를 갖는 (메트)아크릴 화합물인데, 왜냐하면 메소겐기가 생성되는 중합체 물질의 액정성을 향상시킬 수 있기 때문이다. 더욱 구체적으로는, 하기 식으로 나타내어지는 것들이 특히 바람직하다:
Figure 112004015713296-pat00015
본 발명의 측쇄형 고분자 액정성 물질은 화학식 8의 단위를 바람직하게는 5 내지 100 몰%의 양으로, 특히 바람직하게는 10 내지 100 몰%의 양으로 함유한다. 본 발명의 측쇄형 고분자 액정성 물질은 바람직하게는 2,000 내지 100,000의 중량 평균 분자량을, 특히 바람직하게는 5,000 내지 30,000의 중량 평균 분자량을 갖는다.
본 발명에 사용된 2개의 옥세타닐기를 가진 이작용기성 저분자량 액정성 물질은 방향족 에스테르 등으로 이루어진 메소겐 부분; 존재하는 경우 이 메소겐 부분에 결합하는 탄화수소 쇄를 각각 포함하는 스페이서 부분; 및 양말단의 반응성 옥세타닐기를 포함하고 액정성을 나타내는 것을 특징으로 하는 화합물이다.
우선, 각 구성 단위부터 설명한다.
2개의 옥세타닐기를 가진 이작용기성 저분자량 액정성 물질의 메소겐 부분은 화학식 (2)에 있어서 "-M2-"로 표시한 부분으로서, 이 M2는 "-P1 -L5-P2-L6-P3-", "-P1-L5-P3-" 또는 "-P3-"을 나타내는 것이다. 이 메소겐 부분은 1개 내지 3개의 방향환 또는 사이클로헥산 환이 직접 결합(단일결합), 에테르 결합(-O-) 또는 에스테르 결합(-CO-O-)을 통해 스페이서 부분이나 옥세타닐기에 결합한 구조를 하고 있다.
화학식 (2), (3), (4) 및 (5)에 있어서, L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합(여기에서는 L로 표시되는 기를 통하지 않고 직접 양측의 기가 결합하는 경우를 말한다), -O-, -O-CO- 또는 -CO-O- 중 어느 하나를 나타내고, L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일결합(여기에서는 L로 표시되는 기를 통하지 않고 직접 양측의 기가 결합하는 경우를 말한다), -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 또는 -CO-O- 중 어느 하나 를 나타낸다. P1 및 P2는 각각 독립적으로 상기 화학식 (6) 중에서 선택되는 기이고, P3은 상기 화학식 (7) 중에서 선택되는 기이다.
본 발명에 사용된 2개의 옥세타닐기를 가진 이작용기성 저분자량 액정성 물질의 메소겐 부분은, 전술한 조합 중에서 임의 선택할 수 있으며, 구체적으로 하기 화학식으로 표시되는 것이 바람직하다:
Figure 112004015713296-pat00016
본 발명에 있어서, 화학식 (2) 중의 "-(CH2)n-" 및 "-(CH2) o-"로 표시되는 스페이서 부분은 각각 단일결합(여기에서는, "n" 또는 "o"가 0인 경우를 말한다) 또는 탄소수가 1 내지 10(즉, "n" 또는 "o"가 1 내지 10의 정수임)의 2가 직쇄상 탄화수소기를 나타낸다. 목적으로 하는 화합물이 액정성을 가진다면, 스페이서 부분은 존재하지 않고 메소겐 부분과 옥세타닐기 부분이 직접 결합하거나 또는 에테르 결합(-O-)이나 에스테르 결합(-CO-O-)을 통해 결합하고 있어도 좋다. 일반적으로, 스페이서 부분이 짧으면 액정성이 발현하는 온도 영역이 좁아질 우려가 있고, 또한 스페이서 부분이 길어도 최종적으로 수득되는 액정 필름의 내열성이 악화될 우려가 있기 때문에, 메소겐 부분과 옥세타닐기 부분 사이의 스페이서 부분의 탄소수는 보통 0 내지 8, 바람직하게는 2 내지 6인 것이 좋다. 여기에서 "탄소수 0"이란 것은 메소겐 부분이 옥세타닐기 부분에 직접 결합한 것을 의미한다.
본 발명에 사용된 2개의 옥세타닐기를 가진 이작용기성 저분자량 액정성 화합물의 양 말단은 양이온 중합성 기인 반응성 옥세타닐기이다. 이 옥세타닐기는 필름 형성시 전술한 측쇄형 액정성 고분자의 옥세타닐기와 반응(가교)할 수 있다. 하지만, 이 이작용기성 저분자량 액정성 물질은 그 낮은 분자량으로 인하여 고분자보다 반응성이 높다. 따라서, 이작용기성 저분자량 액정성 물질의 사용은 가교 밀도를 증가시켜 최종 필름의 내열성 및 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
2개의 옥세타닐기를 보유하는 이작용기성 저분자량 액정성 물질의 합성법에는 특별히 제한되는 것이 없는 바, 통상의 유기화학합성법에서 이용되는 방법을 적용하여 합성할 수 있다.
예를 들어, 윌리암슨(Williamson) 에테르 합성이나 축합제를 이용한 에스테르 합성 등의 방법으로 옥세타닐기를 가진 부분과 메소겐 부분을 결합시킴으로써, 2개의 옥세타닐기를 가진 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 합성할 수 있다.
구체적 일 예를 들면, 다음에 예시하는 공정에 의해 2개의 옥세타닐기를 가진 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 합성할 수 있다:

Figure 112004015713296-pat00017
상기 식 중에서, 약어는 다음과 같은 화합물을 나타낸다:
DCC: 1,3-디사이클로헥실카르보디이미드
DMAP: (디메틸아미노)피리딘
다음으로, 측쇄형 고분자 액정성 물질과 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 함유하는 액정 재료를 하기에 기술할 것이다.
본 발명에 사용된 액정 재료는 전술한 측쇄형 고분자 액정성 물질을 적어도 10 질량% 이상, 바람직하게는 30 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 50 질량% 이상의 양으로 함유하고, 전술한 이작용기성 저분자량 물질을 적어도 5 질량% 이상, 바람직하게는 10 질량% 이상, 보다 바람직하게는 15 질량% 이상 함유한다. 측쇄형 고분자 액정성 물질 10 질량% 미만 또는 이작용기성 저분자량 액정성 물질 5 질량% 미만은 조성물내 중합성 기의 농도 또는 이작용기성 저분자량 액정성 물질의 농도를 감소시켜 중합 후 최종 액정 필름의 기계적 강도를 불충분하게 하기 때문이다.
본 발명에 사용된 액정 재료는 상기 측쇄형 고분자 액정성 물질 이외에, 액 정성을 방해하지 않고 혼합될 수 있는 각종 화합물을 함유할 수 있다. 이러한 화합물의 예는 옥세타닐, 에폭시 및 비닐에테르기와 같은 양이온 중합성 작용기를 갖는 화합물, 필름 형성능을 갖는 각종 고분자 물질 및 네마틱-, 콜레스테릭-, 또는 디스코틱(discotic) 액정성을 발현하는 각종 저분자량- 또는 고분자 액정성 화합물이다.
이 액정 재료가 배향 처리에 들어간 이후, 양이온 중합반응에 의해 옥세타닐기가 가교결합됨으로써 액정 상태로 고정되어, 생성되는 액정 필름의 내열성을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 양이온성 중합반응을 더욱 용이하고 신속하게 진행시키기 위하여, 액정 재료는 바람직하게는 광 또는 열과 같은 외부 자극에 의해 양이온을 발생시키는 광- 또는 열-양이온 발생제를 함유하는 것이 좋다. 필요한 경우, 각종 감광제를 배합하여 사용할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "광 양이온 발생제"는 특정 파장을 가진 광을 조사함으로써 양이온을 생성시킬 수 있는 화합물을 의미하며, 유기 설포늄 염-, 요오도늄 염-, 또는 포스포늄 염-계통의 화합물일 수 있다. 이들 화합물의 반대 이온으로는 바람직하게는 안티모네이트, 포스페이트 및 보레이트가 좋다. 구체 예로는 Ar3S+SbF6 -, Ar3P+BF4 -, 및 Ar2I+PF6 -가 있으며, 여기에서 Ar은 페닐 또는 치환된 페닐기를 지칭한다. 설폰산 에스테르, 트리아진, 디아조메탄, β-케토설폰, 이미노설포네이트, 및 벤조인설포네이트 또한 사용할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "감광제"란 적당한 파장의 광 조사로 화합물이 광여기 상태가 된 후 에너지 이동으로 광 양이온 발생제를 활성화시킬 수 있는 화합물을 의미한다. 이러한 감광제의 예로는 페노티아진, 안트라센, 파이렌, 벤조페논, 티옥산톤, 플루오레논 및 안트라퀴논이 있다. 이 감광제들은 광 양이온 발생제와 함께 사용되는 경우 광 조사량을 줄여도 효과적으로 양이온을 발생시킬 수 있다.
본원에 사용된 용어 "열 양이온 발생제" 는 특정 온도로 가열함으로써 양이온을 발생시킬 수 있는 화합물을 지칭하고, 그 예로는 벤질설포늄 염, 벤질암모늄 염, 벤질피리디늄 염, 벤질포스포늄 염, 하이드라디늄 염, 탄산 에스테르, 설폰산 에스테르, 아민이미드, 오염화안티몬-염화아세틸 복합체, 디아릴요오도늄 염-디벤질옥시 구리, 및 할로겐화 붕소-3차 아민 첨가물이 있다.
상기 액정 재료에 첨가되는 양이온 발생제의 양은 사용될 측쇄형 고분자 액정성 물질을 구성하는 메소겐 부분 또는 스페이서 부분의 구조, 옥세타닐기의 당량 및 액정 배향 조건에 따라 좌우되거나 액정 조성물의 상 거동에 영향을 미치기 때문에, 구체적으로 규정할 수는 없다. 그러나, 보통 100 질량 ppm 내지 20 질량%, 바람직하게는 1000 질량 ppm 내지 10 질량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 7 질량% 범위, 가장 바람직하게는 0.5 내지 5 질량% 범위인 것이 좋다. 100 질량 ppm 미만의 양이온 발생제는 양이온이 충분히 발생하지 않아 중합반응이 진행되지 않을 수 있으므로, 바람직하지 않다. 20 질량% 이상의 양이온 발생제 역시 바람직하지 않은데, 그 이유는 생성되는 액정 필름내에 양이온 발생제의 분해 잔류물이 다량으로 남아있어, 필름의 내광성이 손상될 수 있기 때문이다.
이러한 성분을 함유하는 액정 재료를 전체적으로 고찰할 때, 이 액정 재료는 액정상, 바람직하게는 네마틱상을 보유하고 가교 시의 배향상태를 유지해야 한다.
다음으로, 상기 액정 재료(고분자 액정성 조성물)를 사용하여 액정 필름을 제조하는 방법을 지금부터 기술할 것이다. 배향시킬 배향 기판 위에 액정 재료를 형성시킨 다음, 광 조사 및/또는 열 처리를 하여 액정 재료를 배향 상태로 고정처리함으로써 액정 필름을 제조할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
우선, 배향 기판 위에 본 발명의 액정 재료를 형성 배향시킨다. 배향 기판의 예에는 폴리이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에테르 케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아릴레이트 및 트리아세틸 셀룰로스 등의 필름이 있다. 이들 필름 중 일부는 액정 재료를 배향시킬 수 있는 충분한 성능을 보여서 그 자체를 배향 기판으로 바로 사용할 수도 있지만, 이들 중 대부분은 필름의 배향능을 향상시키거나, 필름이 배향능을 발현하도록 러빙(rubbing), 연신, 편광 조사, 또는 비축면 광선 조사와 같은 처리 후 사용한다. 대안적으로, 폴리이미드, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 시나메이트와 같은 통상의 배향 필름을 기판 필름 위에 라미네이팅한 뒤, 러빙, 연신, 편광 조사, 또는 비축면 광선 조사와 같은 처리로 배향능을 부여할 수 있다.
사용할 배향 기판이 광학적으로 등방성이지 않아서, 사용하고자 하는 파장 영역에서 액정 필름이 불투명하거나, 배향 기판이 실제 사용하기에는 문제를 유발할 정도로 지나치게 두꺼운 경우에는, 액정 층을 광학적으로 등방성인 기판 필름이나 또는 액정 필름을 사용하고자 하는 파장 영역에서 투명한 기판 필름이나 또는 액정 필름이 액정 셀에 부착할 때까지 일시적으로 기판 필름에 전달할 수 있다. 전 달 방법은 임의의 통상적인 방법일 수 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개평 제 4-57017호 및 5-333313호에 기재된 바와 같이, 배향 기판을 갖는 액정 층 상에 전달될 기판 필름을 점착제 또는 접착제를 통해 라미네이팅하고, 필요한 경우 점착제 또는 접착제를, 액정층이 라미네이팅되지 않은 전달할 기판 필름의 다른 표면 상에 코팅한 다음, 경화시킨 후, 배향 기판을 박리시켜 액정 층만이 전달할 기판 필름 상에 전달되게 하는 방법을 사용할 수 있다.
액정 층이 전달되는 기판 필름의 예에는 후지택[Fujitack, 후지 포토 필름사(Fuji Photo Film Co., Ltd.) 제조] 및 코니카택[Konicaktack, 코니카사(Konica Corp.) 제조]과 같은 트리아세틸 셀룰로스 필름; TPX 필름[미츠이 케미컬사(Mitsui Chemical Inc.) 제조], 아르톤(Arton) 필름(JSR 제조), 제오넥스(Zeonex) 필름[니폰 제온사(Nippon Zeon Co., Ltd.) 제조] 및 아크리프렌(Acryprene) 필름[미츠비시 레이온사(Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) 제조]과 같은 투명 필름; 및 실리콘 처리되었거나 표면에 박리가능한 층을 입힌 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 있다. 필요한 경우, 액정 층은 편광 필름에 바로 전달할 수도 있다.
액정 층을 전달하기 위해 사용한 점착제 또는 접착제는 광학적 등급이라면 특별히 제한되지는 않는다. 따라서, 통상의 아크릴-, 에폭시-, 또는 우레탄 계열의 접착제를 사용할 수 있다.
액정 재료는, 용융 상태의 액정 재료를 배향 기판 상에 직접 코팅하는 방법에 의해, 또는 액정 재료 용액을 배향 기판 상에 코팅한 후, 용매를 제거하기 위하 여 건조시키는 방법에 의해, 배향 기판 상에 형성된 후 액정 층으로 성형된다.
용액 제조에 사용되는 용매는, 용매가 본 발명의 액정 재료를 용해시킬 수 있고, 적당한 조건하에서 증발될 수 있는 한, 특별히 제한되지는 않는다. 용매의 바람직한 예에는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 및 이소포론과 같은 케톤; 부톡시에틸 알코올, 헥실옥시에틸 알코올, 및 메톡시-2-프로판올과 같은 에테르 알코올; 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 및 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르와 같은 글리콜 에테르; 에틸 아세테이트 및 에틸 락테이트와 같은 에스테르; 페놀 및 클로로페놀과 같은 페놀; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드 및 N-메틸피롤리돈과 같은 아미드; 클로로포름, 테트라클로로에탄, 및 디클로로벤젠과 같은 할로겐 계열 용매; 및 이들의 혼합물이 있다. 배향 기판 상에 균일한 층을 형성시키기 위하여 계면활성제, 소포제, 또는 평준화제를 용액에 첨가할 수도 있다.
액정 재료를 직접 코팅하거나 또는 이의 용액을 코팅하는 방법은 필름 층의 균일성을 보장하는 한, 특별히 제한되지는 않는다. 그러므로, 임의의 통상적인 방법을 사용할 수 있다. 이들 방법의 예로는 스핀 코팅, 다이 코팅, 커튼 코팅, 딥 코팅, 및 롤 코팅 방법이 있다.
액정 재료 용액의 코팅 방법에는, 코팅 후에 용매를 제거하기 위한 건조 과정을 삽입하는 것이 바람직하다. 건조 방법은, 필름 층의 균일성을 유지할 수 있는 한, 특별히 제한되지는 않는다. 그러므로, 임의의 통상의 방법을 사용할 수 있고, 이에 따라 가열기(노) 또는 온풍 공기 중에서 용매를 제거할 수 있다.
배향 기판 상에 형성된 액정 재료층은 액정 배향을 형성시키기 위해 열 처리 등으로 처리하고, 배향을 고정시키기 위해 추가로 광 조사 및/또는 열 처리한다. 첫번째 열처리에서, 액정 재료는 이 액정 재료가 본래 지닌 자기배향능으로 배향될 수 있도록 액정 배향을 발현하는 온도로 가열한다. 이 때의 열처리 조건은 사용되는 액정 재료의 액정상 거동 온도(전이 온도)에 따라 최적 조건과 최적 범위가 달라지므로 특정할 수는 없다. 그러나, 열처리 온도는 보통 10 내지 250℃, 바람직하게는 30 내지 160℃ 범위인 것이 좋다. 액정 층은 바람직하게는 유리 전이 온도와 동일한 온도 또는 그 이상의 온도로, 더욱 바람직하게는 유리 전이 온도보다 10℃ 높거나 더 높은 온도로 가열하는 것이 좋다. 너무 낮은 온도는 액정 재료의 배향이 충분히 진행되지 않을 가능성이 있으므로 바람직하지 않으며, 너무 높은 온도 또한 액정 재료내의 양이온 중합성 반응기와 배향 기판에 악영향을 줄 수 있으므로 바람직하지 않다. 열처리는 보통 3초 내지 30분 동안, 바람직하게는 10초 내지 10분 동안 수행한다. 3초 미만의 열처리는 바람직하지 않는데, 그 이유는 배향이 충분히 달성되지 않을 가능성이 있기 때문이다. 30분을 넘는 열처리 또한, 생산성 악화로 바람직하지 않다.
액정 층의 열처리 등에 의한 액정 배향 후에, 액정 배향 상태를 유지하면서 조성물내의 양이온 중합성 반응기를 중합 반응시킴으로써 액정 재료를 경화한다. 이 경화 공정은 경화(가교결합) 반응에 의해 형성된 액정 배향을 고정하여, 액정 층을 더욱 견고히 변형시키기 위해서 수행하는 것이다.
상기에 기술하였듯이, 본 발명의 액정 재료는 양이온 중합성 반응기를 가지기 때문에, 반응기를 중합(가교결합)하기 위해서 양이온 중합반응 개시제(양이온 발생제)를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 중합반응 개시제로서, 광 양이온 발생제가 열 양이온 발생제보다 바람직하다.
광 양이온 발생제를 사용하는 경우, 이것의 첨가 후 액정 재료의 배향을 위한 열처리 이전의 과정은 암조건(광을 차단하여, 광 양이온 발생제가 해리되지 않도록 하는 조건)에서 수행하여, 액정 재료가 배향 과정에 투입되기 전까지 경화되지 않도록 함으로써, 충분한 유동성을 유지하면서 배향될 수 있게 한다. 이후에, 적당한 파장의 광을 방출할 수 있는 광원으로부터 광 조사하여 양이온을 발생시킴으로써, 액정 재료를 경화하게 되는 것이다.
광 조사는, 사용될 광 양이온 발생제의 흡수 파장 영역에서 일정 스펙트럼을 갖는 광원으로부터, 예컨대 금속 할라이드 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 제논 램프, 아크 방전 램프 및 레이저로부터 광을 조사하여, 광 양이온 발생제를 분해함으로써 수행된다. ㎠당 조사량은 일반적으로 1 내지 2000 mJ, 바람직하게는 10 내지 1000 mJ의 총 조사량 범위 이내이다. 그러나, 광 양이온 발생제의 흡수 영역이 광원의 스펙트럼과 현저하게 상이한 경우, 또는 액정 재료 자체가 광원의 파장내 광을 흡수할 수 있는 경우에는, 조사량은 상기 범위내로 제한되지 않는다. 이들 경우에, 적절한 감광제 또는 상이한 흡수 파장을 갖는 두 종류 이상의 광 양이온 발생제를 사용하는 방법을 사용할 수 있다.
광을 조사하는 동안의 온도는, 액정 재료가 액정 배향을 보이는 범위로 제한될 필요가 있다. 또한, 광 조사는 경화 효율을 충분히 향상시키기 위하여 바람직하게는 액정 재료의 Tg 온도, 또는 그 이상의 온도에서 수행한다.
상기 서술한 방법에 의해 제조된 액정 재료 층은 충분히 견고하고 강인한 필름이 된다. 더욱 구체적으로는, 메소겐 부분의 3차원 결합이 경화 반응에 의해 달성되기 때문에, 본 발명의 액정 재료 층은 내열성(액정 배향이 유지되는 온도의 증가) 뿐만 아니라, 흠집, 파열 및 균열에 대한 저항과 같은 기계적 강도 또한 현저히 개선되었다. 본 발명은 서로 반대되는 목적을 달성할 수 있기 때문에, 즉, 액정 배향의 손쉬운 제어와, 열/기계적 강도의 개선을 동시에 달성할 수 있기 때문에 산업적 의미에서 매우 중요하다.
액정 배향이 고정되어 있는 액정 층은 광학 필름으로서 사용할 수 있는데, 이 때 이 필름의 형태는 배향 기판 상에 액정층이 지지되어 남아 있는 형태(배향 기판/(배향 층)/액정층), 필름이 배향 기판이 아닌 투명 기판 필름 또는 다른 것에 전달된 형태(투명 기판 필름/액정층), 또는 액정층 단일 층 형태이다.
본 발명의 액정 층이 나타낼 수 있는 액정 배향 상태는 측쇄형 고분자 액정성 물질 및 액정 재료를 구성하는 다른 화합물의 구조를 적절히 선택함으로써 조절할 수 있다. 본 발명의 액정 층은 네마틱 배향, 네마틱 하이브리드 배향 또는 스멕틱(smectic) 배향을 나타낼 수 있고, 이러한 배향이 고정된 광학 필름을 형성할 수 있다.
본 발명의 액정 필름은 광학 필름으로서 특히 적합하게 사용할 수 있어, 각종 액정 표시장치에 λ/2 필름, λ/4 필름(λ는 광 파장을 의미한다), 색보상 필름, 광학 리타데이션 필름 또는 시야각 개선 필름 형태로 탑재된다.
광학 필름은 배향 구조에 따라 용도가 다양하다. 네마틱 또는 네마틱 하이브 리드 배향의 필름은 광학 리타데이션 필름 및 시야각 개선 필름으로 사용할 때 특히 바람직하다.
예를 들어, 네마틱 배향이 고정된 광학 필름은 STN-, TN-, OCB-, 또는 HAN-투과 또는 반사형 액정 표시장치에 대한 보상 판으로서 사용할 수 있는 광학 리타데이션 필름으로서의 기능을 한다. 스멕틱 배향이 고정된 광학 필름은 회절 필름으로 사용할 수 있다. 네마틱 하이브리드 배향이 고정된 광학 필름은 정면에서 주시할 때 리타데이션을 이용하는 광학 리타데이션 필름 또는 파장판으로 사용할 수 있고, 리타데이션의 시각 의존성의 비대칭성을 활용하는 TN형 액정 표시장치용 시야각 개선 필름으로 사용할 수 있다.
옥세타닐기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴 부분을 단독중합하거나 이것과 다른 (메트)아크릴 화합물을 공중합하여 수득한 신규 측쇄형 고분자 액정성 물질 및 2 이상의 옥세타닐기를 보유하는 신규 이작용기성 저분자량 액정 물질을 함유하는 배향 액정 재료를 고정처리함으로써 내열성과 기계적 강도가 우수하고 경도가 향상된 액정 필름을 수득할 수 있다. 이 액정 필름은 다양한 액정 표시장치의 광학 필름으로서 유용하다.
실시예
본 발명은 하기 실시예에서 추가로 설명될 것이지만, 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 실시예에 사용된 분석 방법은 하기와 같다.
(1) 1H-NMR 측정
화합물을 중수소화 클로로포름에 용해시킨 뒤, 400 MHz에서 1H-NMR[브루커 가부시키가이샤(Bruker Co., Ltd.)에서 제조한 INOVA400]을 사용하여 조성물을 측정하였다.
(2) GPC 측정
화합물을 테트라하이드로퓨란에 용해시킨 뒤, 연속하여 연결된 TSK-GEL, Super H1000, Super H2000, Super H3000, 및 Super H4000을 장착한 토소사(Tosoh Corporation) 제조의 8020 GPC 시스템과, 용출 용매로서 테트라하이드로퓨란을 사용하여 GPC 측정을 수행하였다. 분자량 계산을 위한 표준물질로서 폴리스티렌을 사용하였다.
(3) 상 거동의 관찰
액정 상거동은 메틀러(Metler) 핫 스테이지 상에서 샘플을 가열하면서, 올림푸스(Olympus) BH2 편광 현미경을 사용하여 관찰하였다.
상 전이 온도는 퍼킨 엘머 코포레이션(Perkin Elmer Co.)사가 제조한 시차주사열량계 DSC7를 사용하여 측정하였다.
(4) 액정 필름의 파라미터 측정
네마틱 배향의 리타데이션을 오지 게이소쿠키 가부시키가이샤(Oji Keisokuki Co., Ltd.)가 제조한 KOBRA를 사용하여 측정하였다.
참조예 1
옥세타닐기를 갖는 아크릴 화합물 1의 합성
하기 반응식 1에 따라, 옥세타닐기를 갖는 아크릴 화합물(아크릴 화합물 1) 을 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄[OXT-101, 도아고세이사(Toagosei Co., Ltd.) 제조]을 사용하여 합성하였다.
아크릴 화합물 1의 1H-NMR 스펙트럼을 도 1에 제시하였다.
반응식 1
Figure 112004015713296-pat00018
참조예 2
옥세타닐기를 갖는 아크릴 화합물 2의 합성
하기 반응식 2에 따라, 옥세타닐기를 갖는 아크릴 화합물(아크릴 화합물 2)을 3-에틸-3-하이드록시메틸옥세탄[OXT-101, 도아고세이사(Toagosei Co., Ltd.) 제조]을 사용하여 합성하였다.
아크릴 화합물 2의 1H-NMR 스펙트럼을 도 2에 제시하였다.
반응식 2
Figure 112004015713296-pat00019
참조예 3
옥세타닐기를 갖지 않는 아크릴 화합물 3의 합성
하기 반응식 3에 따라, 옥세타닐기를 갖지 않는 아크릴 화합물(아크릴 화합물 3)을 합성하였다. 아크릴 화합물 3의 1H-NMR 스펙트럼을 도 3에 제시하였다.
반응식 3
Figure 112004015713296-pat00020
참조예 4
옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 4의 합성
개시제로서 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴을 사용하고 용매로서 DMF를 사용하여 질소 대기하의 90℃ 온도에서 6시간 동안, 옥세타닐기를 보유하는 아크릴 화합물 1, 2.5부(몰비)와 옥세타닐기를 보유하지 않는 아크릴 화합물 3, 7.5부(몰비)를 라디칼 중합반응으로 처리하고, 정제를 위해 메탄올로 재침전시킴으로써, 옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트(폴리아크릴레이트 4)를 수득하였다. 이 폴리아크릴레이트 4의 1H-NMR 스펙트럼은 도 4에 제시하였다.
GPC 측정 결과, 폴리아크릴레이트 4의 중량평균분자량은 11,800 이었다.
DSC 측정 결과 Tg는 76℃였다. 메틀러 관찰 결과, 폴리아크릴레이트 4는 Tg와 동일 온도 또는 그 이상의 온도에서 액정상을 발현하고 네마틱성-등방성 전이 온도는 250℃ 또는 그 이상이었다.
참조예 5
옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 5의 합성
개시제로서 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴을 사용하고 용매로서 DMF를 사용하여 질소 대기하의 60℃ 온도에서 8시간 동안, 옥세타닐기를 보유하는 아크릴 화합물 1, 2부(몰비)와 옥세타닐기를 보유하지 않는 아크릴 화합물 3, 8부(몰비)를 라디칼 중합반응으로 처리하고, 정제를 위해 메탄올로 재침전시킴으로써, 옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트(폴리아크릴레이트 5)를 수득하였다. 이 폴리아크릴레이트 5의 1H-NMR 스펙트럼은 도 5에 제시하였다.
GPC 측정 결과, 폴리아크릴레이트 5의 중량평균분자량은 23,600 이었다.
DSC 측정 결과 Tg는 82℃였다. 메틀러 관찰 결과, 폴리아크릴레이트 5는 Tg와 동일 온도 또는 그 이상의 온도에서 액정상을 발현하고 네마틱성-등방성 전이 온도는 250℃ 또는 그 이상이었다.
참조예 6
옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 6의 합성
개시제로서 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴을 사용하고 용매로서 DMF를 사용하여 질소 대기하의 110℃ 온도에서 4시간 동안, 옥세타닐기를 보유하는 아크릴 화합물 2, 2.5부(몰비)와 옥세타닐기를 보유하지 않는 아크릴 화합물 3, 7.5부(몰비)를 라디칼 중합반응으로 처리하고, 정제를 위해 메탄올로 재침전시킴으로써, 옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트(폴리아크릴레이트 6)를 수득하였 다. 이 폴리아크릴레이트 6의 1H-NMR 스펙트럼은 도 6에 제시하였다.
GPC 측정 결과, 폴리아크릴레이트 6의 중량평균분자량은 5,600 이었다.
DSC 측정 결과 Tg는 68℃였다. 메틀러 관찰 결과, 폴리아크릴레이트 6은 Tg와 동일 온도 또는 그 이상의 온도에서 액정상을 발현하고 네마틱성-등방성 전이 온도는 200℃였다.
참조예 7
옥세타닐기를 갖지 않는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 7의 합성
개시제로서 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴을 사용하고 용매로서 DMF를 사용하여 질소 대기하의 90℃ 온도에서 6시간 동안, 옥세타닐기를 보유하지 않는 아크릴 화합물 3을 라디칼 중합반응으로 처리하고, 정제를 위해 메탄올로 재침전시킴으로써, 옥세타닐기를 갖지 않는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트(폴리아크릴레이트 7)를 수득하였다. 이 폴리아크릴레이트 7의 1H-NMR 스펙트럼은 도 7에 제시하였다.
GPC 측정 결과, 폴리아크릴레이트 7의 중량평균분자량은 6,600 이었다.
DSC 측정 결과 Tg는 74℃였다. 메틀러 관찰 결과, 폴리아크릴레이트 7은 Tg와 동일 온도 또는 그 이상의 온도에서 네마틱상을 발현하고 네마틱성-등방성 전이 온도는 250℃ 또는 그 이상이었다.
참조예 8
이작용기성 옥세탄 단량체 8의 합성
하기 반응식 4에 따라 이작용기성 옥세탄 단량체 8을 합성하였다. 이작용기 성 옥세탄 단량체 8의 1H-NMR 스펙트럼은 도 8에 제시하였다.
DSC 측정 및 메틀러 관찰 결과, 상기 단량체는 "결정-69℃-네마틱상-95℃-등방상)의 상거동을 나타내었다.
반응식 4
Figure 112004015713296-pat00021
실시예 1
옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 4를 이용한 액정 필름의 제조
참조예 4에서 합성한 폴리아크릴레이트 4, 0.8g과 참조예 8에서 합성한 이작용기성 옥세탄 단량체 8, 0.2g을 사이클로헥산 9ml에 용해시켰다. 암소에서, 50% 트리아릴설포늄헥사플루오로안티모네이트(알드리치 컴패니에서 제조한 시약)에 0.05g의 탄산프로필렌을 용해시킨 용액을 첨가하였다. 이 용액 혼합물을 기공 크기가 0.45㎛인 폴리테트라플루오로에틸렌 필터를 통해 여과하여 불용물을 제거하여 액정 재료 용액을 수득하였다.
이 용액을 테이진사(TEIJIN Limited)에서 제조한 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 필름 "Teonex" 위에 스핀 코팅시켰는데, 이때 필름의 표면은 레이온 천으로 러빙 처리한 뒤, 55℃의 열판 상에서 건조시킨 것이었다. PEN 필름 위에 생성된 액정 층을 150℃ 온도로 5분간 가열한 후 대기 공기 중에서 고압 수은 램프로부터 총 600 mJ/㎠ 조사량의 자외선을 조사한 뒤 냉각시켜, 경화된 액정 층을 수득하였다.
기판으로서 사용된 PEN 필름은 복굴절이 커서, 광학 필름으로서는 바람직하지 않기 때문에, 생성되는 액정 층을 토아고세이사(Toagosei Co., Ltd.)가 제조한 자외선 경화형 접착제 "UV-1394"를 사용하여 트리아세틸셀룰로스 필름(TAC) 상에 전달함으로써 광학 필름을 수득하였다. 더욱 구체적으로는, 5 ㎛ 두께의 UV-1394를 PEN 필름 상의 경화된 액정 층 위에 코팅한 뒤, TAC 필름과 라미네이팅했다. 접착제를 경화시키기 위해 600 mJ/㎠ 자외선을 TAC 필름측으로부터 조사한 뒤에, PEN 필름(기판)을 박리시켜 광학 필름을 수득했다.
생성되는 광학 필름을 편광 현미경을 사용하여 관찰한 결과, 전경(disclination)이 발생하지 않으면서, 단일도메인의 균일한 네마틱 하이브리드 액정 배향이 관찰되었고, 정면에서 주시했을 때 리타데이션이 111 nm임을 확인하였다. 또한, 러빙 축의 수직으로부터 40° 경사진 방향에서 주시했을 때 리타데이션은 131 nm였고, 그 대향 각도, 즉 -40°경사진 방향에서 주시했을 때 리타데이션은 64 nm로서 40°리타데이션과 비대칭성이었다. 이와 같은 관찰을 통해 본 필름이 네마틱 하이브리드 배향 구조임을 알 수 있었다.
또한, 액정 재료 부분만을 박리하여 DSC를 사용하여 유리전이온도를 측정하였다. 그 결과, Tg가 관찰되지 않았다.
광학 필름을 2 mm 두께 청판 유리 위에 무담체 점착제를 사용하여 라미네이팅하고, 이 필름 위에 액정층의 러빙 축과 편광판의 흡수축이 일치하도록 편광판[스미토모 케미컬사(Sumitomo Chemical Co., Ltd.)에 의해 제조된 SQW-862]을 적층시켰다. 이 샘플을 역광 상에 배치한 편광판을 통해 관찰한 결과 균일한 필름이었다. 이 샘플을 100℃의 항온조에서 24시간 경과시킨 후 꺼내어 동일 방식으로 관찰한 결과 특별한 변화나 액정 배향의 무질서는 관찰되지 않았다.
또한, 필름의 액정 층 표면의 연필 경도는 2H 이어서 충분히 강고한 필름이 수득되었다. 이와 같이, 폴리아크릴레이트 4의 이용은 양호한 액정 배향성을 보유하고 액정 배향 고정화 후의 열안정성과 강도가 우수한 필름을 제작할 수 있음을 확인하였다.
실시예 2
옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 5를 이용한 액정 필름의 제조
참조예 5에서 합성한 폴리아크릴레이트 5, 0.8g과 참조예 8에서 합성한 이작용기성 옥세탄 단량체 8, 0.2g을 에틸메틸 케톤 9ml에 용해시켰다. 암소에서, 50% 트리아릴설포늄헥사플루오로포스포네이트(알드리치 컴패니에서 제조한 시약)에 0.04g의 탄산프로필렌을 용해시킨 용액과 0.01g의 2,4-디에틸-9H-티옥산텐-9-온(알드리치 컴패니에서 제조한 시약)을 상기 용액에 첨가하였다. 이 용액 혼합물을 기 공 크기가 0.45㎛인 폴리테트라플루오로에틸렌 필터를 통해 여과하여 불용물을 제거하여 액정 재료 용액을 수득하였다.
이 용액을 듀퐁(DuPont Co.)에서 제조한 100 ㎛ 두께의 폴리이미드 필름 "KAPTON" 위에 스핀 코팅시켰으며, 이때 필름의 표면은 코튼 천으로 러빙 처리한 뒤, 55℃의 열판 상에서 건조시킨 것이었다. 폴리이미드 필름 위에 생성된 액정 층을 170℃ 온도로 5분간 가열한 후, 100℃로 가열하면서 대기 공기 중에서 고압 수은 램프로부터 총 150 mJ/㎠ 조사량의 자외선을 조사한 뒤 냉각시켜, 경화된 액정 층을 수득하였다.
기판으로서 사용된 폴리이미드 필름은 갈색이어서, 광학 필름으로서는 바람직하지 않기 때문에, 생성되는 액정 층을 토아고세이사(Toagosei Co., Ltd.)가 제조한 자외선 경화형 접착제 "UV-1394"를 사용하여 트리아세틸셀룰로스 필름(TAC) 상에 전달시킴으로써 광학 필름을 수득하였다. 더욱 구체적으로는, 5 ㎛ 두께의 UV-1394를 폴리이미드 필름 상의 경화된 액정 층 위에 코팅한 뒤, TAC 필름과 라미네이팅했다. 접착제를 경화시키기 위해 600 mJ/㎠ 자외선을 TAC 필름측으로부터 조사한 뒤에, 폴리이미드 필름(기판)을 박리시켜 광학 필름을 수득하였다.
생성되는 광학 필름을 편광 현미경을 사용하여 관찰한 결과, 전경(disclination)이 발생하지 않으면서, 단일도메인의 균일한 네마틱 액정 배향이 관찰되었고, 정면에서 주시했을 때 리타데이션이 265 nm임을 확인하였다. 또한, 러빙 축에 대해 경사진 방향에서 주시한 리타데이션은 수직 방향에 대하여 대칭성이었다. 이와 같은 관찰을 통해 본 필름이 네마틱 배향 구조임을 알 수 있었다.
또한, 액정 재료 부분만을 박리하여 DSC를 사용하여 유리전이온도를 측정하였다. 그 결과, Tg가 관찰되지 않았다.
광학 필름을 2 mm 두께 청판 유리 위에 무담체 점착제를 사용하여 라미네이팅하고, 이 필름 위에 액정층의 러빙 축과 편광판의 흡수축이 일치하도록 편광판[스미토모 케미컬사(Sumitomo Chemical Co., Ltd.)에 의해 제조된 SQW-862]을 적층시켰다. 이 샘플을 역광 상에 배치한 편광판을 통해 관찰한 결과 균일한 필름이었다. 이 샘플을 90℃의 항온조에서 24시간 경과시킨 후 꺼내어 동일 방식으로 관찰한 결과 특별한 변화나 액정 배향의 무질서는 관찰되지 않았다.
또한, 필름의 액정 층 표면의 연필 경도는 2H 이어서 충분히 강고한 필름이 수득되었다. 이와 같이, 폴리아크릴레이트 5의 이용은 양호한 액정 배향성을 보유하고 액정 배향 고정화 후의 열안정성과 강도가 우수한 필름을 제작할 수 있음을 확인하였다.
실시예 3
옥세타닐기를 갖는 측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 6을 이용한 액정 필름의 제조
참조예 6에서 합성한 폴리아크릴레이트 6, 0.8g과 참조예 8에서 합성한 이작용기성 옥세탄 단량체 8, 0.2g을 사이클로헥산 9ml에 용해시켰다. 이 용액에 암소에서 50% 트리아릴설포늄헥사플루오로안티모네이트(알드리치 컴패니에서 제조한 시약)에 0.05g의 탄산프로필렌을 용해시킨 용액을 첨가하였다. 이 용액 혼합물을 기공 크기가 0.45㎛인 폴리테트라플루오로에틸렌 필터를 통해 여과하여 불용물을 제 거하여 액정 재료 용액을 수득하였다.
이 용액을 도레이 인더스트리스, 가부시키가이샤(Toray Industries, Inc.)에서 제조한 100 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 "Lumirror" 위에 스핀 코팅시켰는데, 이때 필름의 표면은 레이온 천으로 러빙 처리한 뒤, 60℃의 열판 상에서 건조시킨 것이었다. PET 필름 위에 생성된 액정 층을 130℃ 온도로 가열하면서 대기 공기 중에서 고압 수은 램프로부터 총 600 mJ/㎠ 조사량의 자외선을 조사한 뒤 냉각시켜, 경화된 액정 층을 수득하였다.
기판으로서 사용한 PET 필름은 복굴절이 커서, 광학 필름으로서는 바람직하지 않기 때문에, 생성되는 필름을 토아고세이사(Toagosei Co., Ltd.)가 제조한 자외선 경화형 접착제 "UV-1394"를 사용하여 트리아세틸셀룰로스 필름(TAC) 상에 전달하여 광학 필름을 수득하였다. 더욱 구체적으로는, 5 ㎛ 두께의 UV-1394를 PET 필름 상의 경화된 액정 층 위에 코팅한 뒤, TAC 필름과 라미네이팅했다. 접착제를 경화시키기 위해 600 mJ/㎠ 자외선을 TAC 필름측으로부터 조사한 뒤에, PET 필름(기판)을 박리시켜 광학 필름을 수득하였다.
생성되는 광학 필름을 편광 현미경을 사용하여 관찰한 결과, 전경(disclination)이 발생하지 않으면서 단일도메인의 균일한 네마틱 하이브리드 액정 배향이 관찰되었고, 정면에서 주시했을 때 리타데이션이 95 nm임을 확인하였다. 또한, 러빙 축의 수직으로부터 40° 경사진 방향에서 주시했을 때 리타데이션은 128 nm였고, 그 대향 각도, 즉 -40°경사진 방향에서 주시했을 때 리타데이션은 45 nm로서 40°리타데이션과 비대칭성이었다. 또한, 어떤 각도에서도 리타데이션이 0 nm인 점은 없었다. 이와 같은 관찰을 통해 본 필름이 네마틱 하이브리드 배향 구조임을 알 수 있었다.
또한, 액정 재료 부분만을 박리하여 DSC를 사용하여 유리전이온도를 측정하였다. 그 결과, Tg가 관찰되지 않았다.
광학 필름을 2 mm 두께 청판 유리 위에 무담체 점착제를 사용하여 라미네이팅하고, 이 필름 위에 액정층의 러빙 축과 편광판의 흡수축이 일치하도록 편광판[스미토모 케미컬사(Sumitomo Chemical Co., Ltd.)에 의해 제조된 SQW-862]을 적층시켰다. 이 샘플을 역광 상에 배치한 편광판을 통해 관찰한 결과 균일한 필름이었다. 이 샘플을 100℃의 항온조에서 24시간 경과시킨 후 꺼내어 동일 방식으로 관찰한 결과 특별한 변화나 액정 배향의 무질서는 관찰되지 않았다.
또한, 필름의 액정 층 표면의 연필 경도는 2H 이어서 충분히 강고한 필름이 수득되었다. 이와 같이, 폴리아크릴레이트 6의 이용으로 양호한 액정 배향성을 보유하고 액정 배향 고정화 후의 열안정성과 강도가 우수한 필름을 제작할 수 있음을 확인하였다.
실시예 4
실시예 1에서 작성한 리타데이션 111 nm의 광학 필름(이하, "액정 필름 11"이라 부른다)과 실시예 2에서 작성한 리타데이션 265 nm의 광학 필름(이하, "액정 필름 12"라 부른다)을 함께 광대역 λ/4판으로 하고, 반사판을 보유한 반투과반사 TFT-ECB형 액정 셀을 조합하여 도 9와 같은 배치의 액정 표시장치를 작성하였다. 이 액정 셀은 액정성 재료로서 ZLI-1695(머크사 제품)를 이용하여 액정층 두께 5㎛ 로 균일하게 배향시켰다. 셀 계면의 프리틸트(pretilt)각은 2°인 반면, 액정 셀의 △nd는 310nm였다. 또한, 편광판으로, 스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제품인 SQW-862를 사용하였다.
그 결과 CR=10인 양호한 흑백표시가 수득됨을 확인하였다.
비교예 1
측쇄형 액정성 폴리아크릴레이트 7을 이용한 액정 필름의 제조
참조예 7에서 합성한 폴리아크릴레이트 7, 1g을 사이클로헥산 9ml에 용해시키고, 기공 크기가 0.45㎛인 폴리테트라플루오로에틸렌 필터를 통해 여과하여 불용물을 제거하여 액정 재료 용액을 수득하였다.
이 용액을 테이진 리미티드(TEIJIN Limited)에서 제조한 50 ㎛ 두께의 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 필름 "Teonex" 위에 스핀 코팅시켰는데, 이때 필름의 표면은 레이온 천으로 러빙 처리한 뒤, 60℃의 열판 상에서 건조시킨 것이었다. PEN 필름 위에 생성된 액정 층을 150℃ 온도로 5분간 가열한 뒤 실온으로 급냉시켜, 액정 층을 수득하였다.
기판으로서 사용한 PET 필름은 복굴절이 커서, 광학 필름으로서는 바람직하지 않기 때문에, 생성되는 필름을 토아고세이사(Toagosei Co., Ltd.)가 제조한 자외선 경화형 접착제 "UV-1394"를 사용하여 트리아세틸셀룰로스 필름(TAC) 상에 전달하여 광학 필름을 수득하였다. 더욱 구체적으로는, 5 ㎛ 두께의 UV-1394를 PEN 필름 상의 경화된 액정 층 위에 코팅한 뒤, TAC 필름과 라미네이팅했다. 접착제를 경화시키기 위해 400 mJ/㎠ 자외선을 TAC 필름측으로부터 조사한 뒤에, PEN 필름( 기판)을 박리시켜 광학 필름을 수득하였다.
생성되는 광학 필름을 편광 현미경을 사용하여 관찰한 결과, 전경(disclination)이 발생하지 않으면서 단일도메인의 균일한 네마틱 액정 배향이 관찰되었고, 리타데이션이 100 nm임을 확인하였다. 또한, 액정 재료 부분만을 박리하여 DSC를 사용하여 유리전이온도를 측정하였다. 그 결과, Tg는 80℃로 낮았다. 또한, 필름의 액정 층 표면의 연필 경도는 B 이어서 광학 필름으로 사용하기에는 지나치게 연성이었다.
광학 필름을 2 mm 두께 청판 유리 위에 무담체 점착제를 사용하여 라미네이팅하고, 이 필름 위에 액정층의 러빙 축과 편광판의 흡수축이 일치하도록 편광판[스미토모 케미컬사(Sumitomo Chemical Co., Ltd.)에 의해 제조된 SQW-862]을 적층시켰다. 이 샘플을 역광 상에 배치한 편광판을 통해 관찰한 결과 균일한 필름이었다. 이 샘플을 80℃의 항온조에서 24시간 경과시킨 후 꺼내어 동일 방식으로 관찰한 결과 주변부에 무질서한 액정 배향으로 인한 공극이 발생되어 있었다.
실시예 5
실시예 1에서 작성한 전방 리타데이션 111 nm의 광학 필름(이하, "액정 필름 11"이라 부른다)과 실시예 2에서 작성한 전방 리타데이션 265 nm의 광학 필름(이하, "액정 필름 12"라 부른다) 및 실시예 2의 광학 필름 중 액정 층의 두께를 변화시켜 수득한 전방 리타데이션이 111 nm인 광학 필름(액정 필름 13)을 함께 광대역 λ/4판으로 하고, 반사판을 보유한 반투과반사 TFT-ECB형 액정 셀을 조합하여 도 10과 같은 배치의 액정 표시장치를 작성하였다. 이 액정 셀은 액정성 재료로서 ZLI-1695(머크사 제품)를 이용하여 액정층 두께 5㎛로 균일하게 배향시켰다. 셀 계면의 프리틸트(pretilt)각은 2°인 반면, 액정 셀의 △nd는 310nm였다. 또한, 편광판으로, 스미토모 가가쿠 가부시키가이샤 제품인 SQW-862를 사용하였다.
그 결과 CR=9인 양호한 흑백표시가 수득됨을 확인하였다. 또한, 본 표시장치를 통해 실시예 4와 비교했을 때 보다 넓은 시야각이 수득되는 것을 알 수 있었다.
옥세타닐기를 보유하는 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴 부분을 단독중합하거나 이것과 다른 (메트)아크릴 화합물을 공중합하여 수득한 신규 측쇄형 고분자 액정성 물질 및 2 이상의 옥세타닐기를 보유하는 신규 이작용기성 저분자량 액정 물질을 함유하는 배향 액정 재료를 고정처리함으로써 내열성과 기계적 강도가 우수하고 경도가 향상된 액정 필름을 수득할 수 있다. 이 액정 필름은 다양한 액정 표시장치의 광학 필름으로서 유용하다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 (1)로 표시되는 옥세타닐 기를 보유한 (메트)아크릴 화합물의 (메트)아크릴 부분을 단독중합하거나 또는 이 화합물을 다른 (메트)아크릴 화합물과 공중합시켜 제조한 적어도 1종의 측쇄형 고분자 액정성 물질 및 하기 화학식 (2)로 표시되는 2개의 옥세타닐 기를 보유한 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 함유하는 액정 재료의 배향 구조를 고정시켜 수득한 액정 필름:
    화학식 (1)
    Figure 112004015713296-pat00022
    화학식 (2)
    Figure 112004015713296-pat00023
    상기 식 중에서, R1은 수소 또는 메틸이고; R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 메틸 및 에틸로 구성된 그룹 중에서 선택되며; L1, L2, L3 및 L4 는 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -O-CO- 및 -CO-O-로 구성된 그룹 중에서 선택되고; M1 및 M2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (3), (4) 및 (5)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 화학식으로 표시되는 것이며; l, m, n 및 o는 각각 독립적으로 0 내지 10 사이의 정수이고:
    화학식 (3)
    -P1-L5-P2-L6-P3-
    화학식 (4)
    -P1-L5-P3-
    화학식 (5)
    -P3-
    이 식에서, P1 및 P2는 각각 독립적으로 하기 화학식 (6)으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이고, P3은 하기 화학식 (7)로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이며, L5 및 L6은 각각 독립적으로 단일 결합, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -O-CO- 및 -CO-O-로 구성된 그룹 중에서 선택되는 기이다:
    화학식 (6)
    Figure 112004015713296-pat00024
    화학식 (7)
  2. 제1항에 있어서, 측쇄형 고분자 액정 물질이 하기 화학식 (8)로 표시되는 단위를 5 내지 100 mol%의 함량으로 함유하는 것이 특징인 액정 필름:
    화학식 (8)
    Figure 112004015713296-pat00026
    상기 식에서, R1, R2, L1, L2, M1, l 및 m은 화학식 (1)에서 기술한 것과 같은 것이다.
  3. 제1항에 있어서, 측쇄형 고분자 액정성 물질의 중량 평균 분자량이 2,000 내지 100,000 사이인 액정 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 액정 물질이 적어도 10 질량% 이 상의 측쇄형 고분자 액정성 물질과 적어도 5 질량% 이상의 이작용기성 저분자량 액정성 물질을 함유하는 것이 특징인 액정 필름.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 액정 물질이 광 양이온 발생제 및/또는 열 양이온 발생제를 함유하는 것이 특징인 액정 필름.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 액정 물질이 배향되도록 배향 기판 상에 형성시킨 뒤 배향된 상태의 액정 물질을 광 조사 및/또는 열 처리로 고정시켜 수득한 것인, 액정 필름.
  7. 제6항에 있어서, 액정 물질을 네마틱, 네마틱 하이브리드 및 스멕틱 배향으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 배향 구조로 고정시킨 액정 필름.
  8. 제1항의 액정 필름을 함유하는 광학 필름.
  9. 제8항에 있어서, λ/2 필름, λ/4 필름, 색 보상 필름, 리타데이션 필름 및 시야각 개선 필름으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 필름인 것이 특징인 광학 필름.
  10. 제8항 또는 제9항의 광학 필름이 탑재된 액정 표시장치.
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