KR101356857B1 - 중합성 액정 혼합물 - Google Patents

중합성 액정 혼합물 Download PDF

Info

Publication number
KR101356857B1
KR101356857B1 KR1020077008455A KR20077008455A KR101356857B1 KR 101356857 B1 KR101356857 B1 KR 101356857B1 KR 1020077008455 A KR1020077008455 A KR 1020077008455A KR 20077008455 A KR20077008455 A KR 20077008455A KR 101356857 B1 KR101356857 B1 KR 101356857B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
formula
mixture
compound
polymerizable
compounds
Prior art date
Application number
KR1020077008455A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070064341A (ko
Inventor
리차드 하딩
매튜 프란시스
Original Assignee
메르크 파텐트 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메르크 파텐트 게엠베하 filed Critical 메르크 파텐트 게엠베하
Publication of KR20070064341A publication Critical patent/KR20070064341A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101356857B1 publication Critical patent/KR101356857B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C09K19/46—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0448—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0488—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a special bonding
    • C09K2019/0496—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a special bonding the special bonding being a specific pi-conjugated group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K2019/3095—Cyclohexane rings in which the end group is the monoterpene menthyl
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2219/00—Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used
    • C09K2219/03—Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used in the form of films, e.g. films after polymerisation of LC precursor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

본 발명은 중합성 혼합물, 기재에의 향상된 접착력을 갖는 고분자(polymer) 필름을 제조하기 위한 이 혼합물의 용도, 이런 고분자 필름의 제조 방법, 이런 고분자 필름을 포함하는 다층 필름 및 광학 장치, 전기광학 장치, 장식용 또는 보안 장치 및 이들의 응용 제품을 위한 상기 혼합물 및 필름의 용도에 관한 것이다.

Description

중합성 액정 혼합물{POLYMERISABLE LIQUID CRYSTAL MIXTURE}
본 발명은 중합성 혼합물, 기재에 대한 향상된 접착력을 갖는 고분자(polymer) 필름을 제조하기 위한 이 혼합물의 용도, 이런 고분자 필름의 제조 방법, 이런 고분자 필름을 포함하는 다층 필름, 및 광학 장치, 전기광학 장치, 장식용 또는 보안 장치 및 이들의 응용 제품을 위한 상기 혼합물 및 필름의 용도에 관한 것이다.
중합성 액정(LC) 물질은 액정 디스플레이에서 광학 필름을 제조하기 위해 일반적으로 사용된다. 이들 물질은 경질(hard) 필름을 제공하기 위해 가교결합되는 2개 이상의 중합성기(이- 또는 다작용성)를 갖는 특정량의 화합물을 보편적으로 함유한다. 그러나, 이러한 경질 필름은 제조 공정에서 일반적으로 사용하는 플라스틱 기재에 종종 쉽게 접착되지 않는데, 이는 중합 및 가교결합 공정에서 필름이 수축되기 때문이다. 따라서 이러한 LC 물질로부터 제조된 필름은 대개 탈층화가 일어나서 또 다른 기재, 예컨대 액정 디스플레이에서 사용하는 유리 또는 플라스틱 편광판에 다시 접착된다. 그러나, 탈층 공정 및 다른 기재에의 접착 공정은 시간 및 재료에 있어서 비용이 많이 든다. 또한, 이는 탈층 또는 재적층 과정에서 필름이 손상되어 제품의 전체 생산량이 저하되는 2가지 잠재적 문제를 야기한다.
종래의 기술에서는 LC 고분자 필름을 플라스틱 기재에 결합시키기 위해 접착 및 정렬(aligning)층을 사용하는 것이 또한 기록되어 있다. 예를 들면, 미국특허 제 5,631,051 호는 트라이아세틸 셀룰로우즈(TAC) 필름 위에 젤라틴 접착층을 먼저 제공함으로써 TAC의 투명 기재 위의 광학 보상판을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 다음, 중합성기의 첨가에 의해 화학적으로 개질된 변성 폴리바이닐 알콜(PVA) 용액을 젤라틴층에 코팅하고, 용매를 증발시키고 중합된 PVA층의 표면을 단일방향으로 러빙(rubbing)하여 정렬층을 형성시킨다. 마지막으로, 디스코틱(discotic) LC 물질을 포함하는 광학 이방성층을 PVA층의 마찰면(rubbing surface)에 코팅시키고 중합시킨다.
미국특허 제 5,747,121 호는 중합성기의 첨가에 의해 화학적으로 개질된 변성 폴리바이닐 알콜(PVA) 용액을 투명 기재에 코팅하고, 용매를 증발시키고 중합된 PVA층의 표면을 단일방향으로 러빙시킴으로써 광학 보상판을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그 다음, 디스코틱 LC 물질을 포함하는 광학 이방성층을 PVA층의 마찰면에 코팅시키고 중합시킨다. 그 후, 상기 필름을 열처리하면, 이에 의해 PVA층 및 디스코틱 LC층이 가교결합성 유리기에 의해 서로 화학적으로 결합된다고 기록되어 있다.
그러나, 상기 방법은 많은 개별적인 코팅 단계를 요구한다. 더구나, 젤라틴 또는 PVA와 같이 등방성 물질을 포함하는 몇몇 중간층, 예를 들면 접착층 또는 정렬층을 사용함으로써 광학 필름의 광학적 성능에 악영향을 줄 수 있다.
영국특허 제 2 398 077호는 2 이상의 중합성기를 갖는 7 중량% 이하의 가교결합성 화합물을 포함하는 중합성 LC 물질을 사용함으로써 가교결합된 LC 필름에 대한 우수한 접착력을 제공하는 방법을 개시한다. 이런 필름은 광학 필름 산업에서 일반적으로 사용되는 플라스틱 기재에 더 잘 접착한다. 그러나 가교결합이 낮은 LC 필름은 연질이어서 기계적 응력에 대해 민감할 수 있기 때문에, 경질 코팅이나 고도의 가교결합을 포함하는 다른 중합된 LC 필름으로 덮는 것이 바람직하다.
따라서 가공 시간을 절약하고 LC 필름의 가공 손상으로 인한 손실을 줄이면서도 플라스틱 기재에 잘 접착하는 가교결합된 LC 물질의 필름(여기서, 상기 필름은 보다 더 경질 표면을 가지고 기계적 응력 또는 손상에 대하여 더 높은 안정성을 갖는다)을 제공하는 방법이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 전술한 결점들을 갖지 않는 가교결합된 LC 필름, 이러한 필름 제조용 물질 및 제조 방법을 제공하는 데에 있다. 본 발명의 다른 목적은 당업자라면 이후 기재하는 설명을 보면 명백할 것이다.
전술한 목적은 상기 및 하기에 개시된 본 발명에 따른 필름, 방법 및 물질을 제공함으로써 해결되었다.
용어의 정의
"필름"이란 용어는 지지 기재 또는 두 기재 사이의 코팅 또는 층뿐만 아니라 기계적 안정성을 갖는 단단하거나 유연한, 자가-지지 또는 자유-직립식(free-standing) 필름을 포함한다.
"액정 또는 메소제닉 물질" 또는 "액정 또는 메소제닉 화합물"이란 하나 이상의 막대형, 판형 또는 디스크형 메소제닉기, 즉 액정(LC)상 거동을 유도할 수 있는 기를 포함하는 물질 또는 화합물을 의미한다. 막대형 또는 판형기를 갖는 LC 화합물은 또한 당업계에 "칼라미틱(calamitic)"액정으로 알려져 있다. 디스크형 기를 갖는 LC 화합물은 또한 당업계에 "디스코틱(discotic)"액정으로 알려져 있다. 메소제닉기를 포함하는 화합물 또는 물질은 그 자신이 LC 상을 나타낼 필요는 없다. 또한 이들은 오직 다른 화합물과 혼합된 상태에서만 LC상 거동을 나타내거나, 또는 메소제닉 화합물 또는 물질 또는 이들의 혼합물이 중합되는 때에 LC상 거동을 나타내는 것이 가능하다.
간단히 말하자면, 이하 본원에서"액정 물질"이라는 용어는 메소제닉 물질 및 LC 물질 둘 다에 대하여 사용한다.
하나의 중합성기를 갖는 중합성 화합물은 또한 "일반응성"화합물, 두개의 중합성기를 갖는 화합물은 "이반응성"화합물 및 2개 초과의 중합성기를 갖는 화합물은 "다반응성"화합물이라 한다. 중합성기를 갖지 않는 화합물은 또한 "비-반응성"화합물이라 한다. 다반응성 화합물은 또한 "가교결합성"화합물이라 한다.
"반응성 메소젠(RM)"이라는 용어는 중합성 메소제닉 또는 액정 화합물을 의미한다.
달리 언급하지 않는 한, 이하 중합성 액정 물질에서의 각각의 고체 결정 또는 액정 화합물의 중량 퍼센트는 전술한 물질에서의 고체 결정 또는 액정 화합물의 총량에 대한 것이다.
"방향자(director)"라는 용어는 LC 물질의 메소제닉기의 분자의 장축(칼라미틱 화합물의 경우에) 또는 분자의 단축(디스코틱 화합물의 경우에)의 바람직한 배향 방향을 의미한다.
단일축(uniaxially) 양의 복굴절 LC 물질을 포함하는 필름에서 상기 광학축은 방향자에 의해 주어진다.
"콜레스테릭(cholesteric) 구조" 또는 "나선으로 비틀린 구조"라는 용어는 방향자가 필름 평면에 평행하고 필름 평면에 수직인 축 주위에 나선으로 비틀린 LC물질을 포함하는 필름을 일컫는다.
"호메오트로픽(homeotropic) 구조" 또는 "호메오트로픽 배향"이라는 용어는 광학축이 실질적으로 필름 평면에 수직인 필름을 일컫는다.
"평면 구조" 또는 "평면 배향"이라는 용어는 광학축이 실질적으로 필름 평면에 평행한 필름을 일컫는다.
"경사 구조" 또는 "경사 배향"이라는 용어는 광학축이 필름 평면에 0 내지 90° 사이의 각 θ로 경사진 필름을 일컫는다.
"비스듬한(splayed) 구조" 또는 "비스듬한 배향"이라는 용어는 상기 정의 한 바와 같은 경사 배향을 의미하며, 이 때 경사각은 필름 평면에 수직인 방향으로, 바람직하게는 최소값에서 최대값으로 변하는 경우를 의미한다.
발명의 요약
본 발명은
a) 0 초과 내지 12%의 하나 이상의 가교결합성 화합물, 바람직하게는 가교결합성 메소제닉 화합물; 및
b) 50% 이상의 하나 이상의 하기 화학식 1의 화합물
을 포함하는 혼합물에 관한 것이다:
Figure 112007028374162-pct00001
상기 식에서,
P는 중합성기이고;
SP는 스페이서(spacer)기 또는 단일 결합이고;
A는 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리이거나, 또는 2개 또는 3개의 융합된 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리를 함유하는 기이며, 이들 고리는 N, O 및 S 중에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 선택적으로 함유하고, 하나 이상의 동일하거나 다른 기인 L1에 의해 선택적으로 치환되고;
Z는 서로 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CO-O-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O- ,-OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=CR0-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CY1=CY2-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합이고;
Z1은 Z의 정의 중 하나이고;
R0은 H이거나 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고;
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN이고;
m은 0 또는 1이고;
L1 및 L2는 서로 독립적으로 F, Cl, Br, I, CN, NO2, P-SP- 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 선택적으로 F 또는 Cl로 치환되고;
r1, r2는 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 혼합물을 가교결합하여 수득할 수 있는 고분자 필름에 관한 것이다.
본 발명은 또한 광학 장치, 전기광학 장치, 장식용 장치 및 이들의 응용 장치에서의 본 발명에 따른 혼합물 또는 필름의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 혼합물 또는 필름을 포함하는 광학 컴포넌트 또는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 혼합물 또는 필름을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 혼합물 또는 필름을 포함하는 인증, 확인 또는 보안 마킹(marking) 또는 착색된 이미지에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 및 하기에 개시하는 인증, 확인 또는 보안 마킹 또는 이미지를 포함하는 유가 제품 또는 증서에 관한 것이다.
상기 및 하기의 식에서, A는 바람직하게는 상기에 정의된 1 내지 4개의 L1기에 의해 선택적으로 치환된 1,4-페닐렌 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 중에서 선택된다.
Z1은 바람직하게는 -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -CH=CH- 또는 단일 결합, 특히 바람직하게는 -COO- 또는 -OCO- 중에서 선택된다.
Z는 바람직하게는 -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -CH=CH- 또는 단일 결합 중에서 선택된다.
L1 및 L2는 바람직하게는 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2 또는 OC2F5, 특히 F, Cl, CN, CH3, C2H5, OCH3, COCH3 또는 OCF3, 가장 바람직하게는 F, Cl, CH3, OCH3 또는 COCH3 중에서 선택된다.
r1 및 r2는 바람직하게는 0, 1 또는 2이다.
치환된 페닐렌은 바람직하게는 L이 화학식 1의 L1의 정의 중 하나를 갖는
Figure 112007028374162-pct00002
, 또는
Figure 112007028374162-pct00003
, 더욱이
Figure 112007028374162-pct00004
중에서 선택된다.
할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이다.
Y1 및 Y2는 바람직하게는 H 또는 F이다.
반응성 또는 중합성기인 P는 라디칼 또는 이온 연쇄 중합반응, 중첨가반응 또는 중축합반응과 같은 중합반응에 참여할 수 있거나 또는, 예를 들면, 축합반응 또는 첨가반응에 의해 중합유사(polymeranaloguous)반응에서 중합체 주쇄로 그래프트(graft)될 수 있는 기이다. 라디칼, 양이온 또는 음이온 중합반응과 같은 연쇄중합반응을 위한 중합성기가 특히 바람직하다. C-C 이중결합 또는 삼중결합을 포함하는 중합성기, 및 옥세테인 또는 에폭사이드와 같은 개환반응에 의해 중합이 가능한 중합성기가 매우 바람직하다.
매우 바람직하게는 상기 중합성 또는 반응성기인 P는 CH2=CW1-COO-,
Figure 112007028374162-pct00005
, CH2=CW2-(O)k1-, CH3-CH=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, HO-CW2W3-, HS-CW2W3-, HW2N-, HO-CW2W3-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W4W5W6Si- 중에서 선택되며, 여기서 W1은 H, Cl, CN, 페닐 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, Cl 또는 CH3이고; W2 및 W3은 각각 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 메틸, 에틸 또는 n-프로필이고; W4, W5 및 W6은 각각 독립적으로 Cl, 옥사알킬 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 옥사카본일알킬이고; Phe는 상기 정의된 하나 이상의 L기에 의해 선택적으로 치환된 1,4-페닐렌이고; k1 및 k2는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
특히 바람직하게는 P가 바이닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 옥세테인기 또는 에폭시기이고, 특히 바람직하게는 아크릴기 또는 메타크릴기이다.
스페이서기인 SP에 관하여, 당업자에게 이러한 목적으로 알려진 모든 기가 사용될 수 있다. 스페이서기 SP는 바람직하게는 P-SP-가 P-SP′-X-가 되도록 하는 식 SP′-X를 갖는다.
상기 식에서,
SP′은 1 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌이고, 이는 선택적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 일- 또는 다치환되고, 여기서 하나 이상의 비-인접한 CH2기는 서로 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR0-, -SiR0R00-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -NR0-CO-O-, -O-CO-NR0-, -NR0-CO-NR0-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 그런 방식으로 선택적으로 치환되고;
X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -NR0-CO-NR0-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR0-, -CY1=CY2-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합이고;
R0 및 R00은 서로 독립적으로 H이거나 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고;
Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN이다.
X는 바람직하게는 -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR0-, -CY1=CY2- 또는 단일 결합이고, 특히 -O-, -S-, -C≡C-, -CY1=CY2- 또는 단일 결합이고, 매우 바람직하게는 공액계(conjugated system), 예컨대 -C≡C- 또는 -CY1=CY2-을 형성할 수 있는 기이거나 또는 단일결합이다.
전형적인 SP′로는 예컨대 -(CH2)p-, -(CH2CH2O)q-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2- 또한 -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또한 -(SiR0R00-O)p-를 들 수 있으며, 여기서 P는 2 내지 12 사이의 정수이고; q는 1 내지 3 사이의 정수이며; R0 및 R00는 상기에 주어진 정의를 갖는다.
바람직한 SP′로는 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 뷰틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시뷰틸렌, 에틸렌-싸이오에틸렌, 에틸렌-N-메틸-이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 뷰텐일렌이 바람직하다.
또한 SP가 단일 결합인 화합물이 바람직하다.
바람직한 혼합물은 하기의 물질을 포함한다.
- 하나 이상의 하기 화학식 1a의 화합물:
Figure 112007028374162-pct00006
{상기 식에서,
P, SP, L1, L2, r1 및 r2는 화학식 1에서 주어진 정의를 갖는다.};
- r1 및 r2가 0인 하나 이상의 화학식 1 또는 화학식 1a의 화합물;
- r1 및 r2가 1인 하나 이상의 화학식 1 또는 화학식 1a의 화합물;
- r1 및 r2 중의 하나가 0이고 다른 하나는 1인 하나 이상의 화학식 1 또는 화학식 1a의 화합물;
- 하나 이상의 하기 화학식 2의 가교결합성 메소제닉 화합물:
Figure 112007028374162-pct00007
{상기 식에서,
P 및 SP, L1, L2, r1 및 r2는 화학식 1에서 정의된 것과 같고; L3는 화학식 1에서 L1의 정의 중 하나를 갖고; r3는 0, 1, 2, 3 또는 4이고; Z1 및 Z2는 화학식 1에서 Z의 정의 중 하나를 갖는다.};
- r2 및 r3가 0이고 r1이 0, 1 또는 2인 하나 이상의 화학식 2의 화합물;
- Z1 및 Z2가 -COO-, -OCO-, -CH2CH2- 및 단일 결합 중에서 선택된 하나 이상의 화학식 2의 화합물;
- 하나 이상의 화학식 2a의 가교결합성 메소제닉 화합물:
Figure 112007028374162-pct00008
{상기 식에서,
P, SP, L1 및 r1은 화학식 2에서 정의된 것과 같고; r1은 바람직하게는 0 또는 1이고; L1은 바람직하게는 Cl, CH3 또는 OCH3이다.};
- 하나 이상의 하기 화학식 3의 화합물을 포함하는 부가 성분 c):
Figure 112007028374162-pct00009
{상기 식에서,
P 및 SP는 화학식 1에서 정의된 것과 같고; R은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 선택적으로 F 또는 Cl로 치환된다.};
- 5 내지 12%의 하나 이상의 가교결합성 화합물;
- 7 초과 내지 12%의 하나 이상의 가교결합성 화합물;
- 50 내지 80%, 바람직하게는 55 내지 75%의 하나 이상의 화학식 1 또는 1a의 화합물;
- 5 내지 50%, 바람직하게는 10 내지 40%의 하나 이상의 화학식 3의 화합물;
- a) 0 초과 내지 12%의 하나 이상의 가교결합성 화합물;
b) 50% 초과의 하나 이상의 화학식 1 또는 1a의 화합물;
c) 선택적인 하나 이상의 화학식 3의 화합물;
d) 바람직하게는 0.5 내지 8% 농도의 하나 이상의 광개시제;
e) 바람직하게는 0.1 내지 2% 농도의 하나 이상의 선택적인 계면활성제;
f) 선택적인 하나 이상의 안정제.
상기 중합성 LC 혼합물의 청명점은 바람직하게는 50℃ 이상, 매우 바람직하게는 60℃ 이상이다.
본 발명은 또한 하기 단계로 이루어진 고분자 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
- 본 발명에 따른 혼합물층을 기재에 제공하는 단계;
- 선택적으로 이 혼합물을 정렬시켜서 상기 메소제닉 또는 LC 화합물을 균일하게 배향시키는 단계;
- 혼합물을 가교결합시켜서 고분자 필름을 형성시키는 단계; 및
- 선택적으로 상기 고분자 필름을 기재에서 제거하는 단계.
본 발명에 따른 고분자 필름의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 5㎛, 매우 바람직하게는 1 내지 2㎛이다.
고분자 필름의 LC 분자는 바람직하게는 평면 배향을 갖는다.
본 발명에 따른 고분자 필름은 소량의 가교결합성 화합물로 인한 제한된 가 교결합 밀도를 가지므로 특히 플라스틱 기재에 우수한 접착력을 보여준다. 따라서, 이를 후속 LC 층에 대한 접착제 또는 기초 코팅제로 사용할 수 있으며, 이렇게 하지 않으면 기재에 대한 접착력이 불량하게 된다. 동시에, 상기 고분자 필름은 덜 접착성 있는 더 경질 표면을 갖고, 종래 기술에 의한 가교결합이 낮은 필름에 비해 개선된 내구성을 보여준다.
본 발명에 따른 고분자 필름은 또한 필름의 상부에 코팅된 LC 물질의 정렬을 증진시킬 수 있으므로 LC 물질의 정렬층으로 사용할 수 있다. 고분자 필름의 두께를 변화시킴으로써 후속적인 LC 층의 배향, 특히 경사각에 영향을 주는 것이 가능하다. 예를 들면, 평면 배향을 갖는 본 발명에 따른 고분자 필름은 후속적인 LC층의 평면 배향을 유도하는데 사용될 수 있다. 경사지거나 비스듬한 배향을 갖는 본 발명에 따른 고분자 필름은 후속적인 LC층의 경사지거나 또는 비스듬한 배향을 유도하는데 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시 양태는 기초층으로서 본 발명에 따른 적게 가교결합된 고분자 필름, 및 하나 이상의 더 중합되거나 가교결합된 LC 필름을 추가적으로 포함하는 다층에 관한 것이다. 기초 고분자 필름 또는 추가적인 LC 고분자 필름 또는 이 둘 다는 예를 들면 광학층으로 작용할 수 있다.
본 발명은 또한 하기의 단계로 이루어진 다층의 제조 방법에 관한 것이다.
- 본 발명에 따른 중합성 LC 혼합물층을 기재에 제공하는 단계;
- 선택적으로 이 혼합물을 정렬시켜서 상기 메소제닉 또는 LC 화합물을 균일하게 배향시키는 단계;
- 고분자 필름을 형성시키기 위해 상기 LC 혼합물을 중합시키는 단계;
- 제 2 중합성 LC 물질층을 고분자 필름의 유리 표면에 제공하는 단계;
- 선택적으로 전술한 제 2 LC 물질을 정렬시켜서 상기 메소제닉 또는 LC 화합물을 균일하게 배향시키는 단계;
- 상기 제 2 LC 물질을 중합시켜서 제 2 고분자 필름을 형성시키는 단계.
상기 제 2 고분자 필름은 예를 들면 평면, 경사진 또는 비스듬한 배향을 갖는다.
본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 하나의 중합성기(일반응성)를 갖는 하나 이상의 중합성 화합물 및 두 개 이상의 중합성기(이- 또는 다반응성)를 갖는 하나 이상의 중합성 화합물을 포함한다.
상기 중합성 LC 혼합물은 또한 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하고, 이외에도 중합성 및/또는 메소제닉 또는 액정일 수 있다.
상기 중합성 LC 혼합물은 바람직하게는 네마틱 또는 스메틱상 또는 콜레스테릭상, 매우 바람직하게는 네마틱상을 갖는다.
중합성 메소제닉 또는 LC 화합물은 바람직하게는 단량체, 매우 바람직하게는 칼라미틱 단량체이다. 이들 물질은 전형적으로 저감된 색도(reduced chromaticity)와 같은 우수한 광학적 특성을 갖고, 바람직한 배향으로 쉽게 그리고 빨리 정렬될 수 있으며, 이는 특히 고분자 필름의 산업상 대량 생산을 위해 중요하다.
본 발명에 적합한 중합성 메소제닉 일-, 이- 및 다반응성 화합물은 그 자체 로 알려져 있으며, 예를 들면, 현대 유기화학[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]과 같은 유기 화학의 표준 연구에서 개시된 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 중합성 LC 혼합물은 또한 키랄 또는 비키랄 중합성 메소제닉 또는 LC 화합물을 포함할 수 있다. 이 유형에 적합한 화합물은 예를 들면 국제 공개공보 제 93/22397 호, 유럽특허 제 0 261 712 호, 독일특허 제 195 04 224 호, 국제 공개공보 제 95/22586 호, 국제 공개공보 제 97/00600 호, 미국특허 제 5,518,652 호, 미국특허 제 5,750,051 호, 미국특허 제 5,770,107 호 및 미국특허 제 6,514,578 호에서 개시되어 있다.
특히 유용하면서도 바람직한 중합성 메소제닉 또는 LC 화합물의 예는 하기의 목록에 개시한다.
Figure 112007028374162-pct00010
Figure 112007028374162-pct00011
Figure 112007028374162-pct00012
상기 식에서,
P는 중합성기, 바람직하게는 아크릴, 메타크릴, 바이닐, 바이닐옥시, 프로펜일 에터, 에폭시 또는 스티렌기이고;
x 및 y는 1 내지 12의 동일하거나 다른 정수이고;
A 및 D는 선택적으로 L1에 의해 일-, 이 또는 삼치환된 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌이고;
u 및 v는 각각 독립적으로 0 또는 1이고;
Z0는 -COO-, -OCO-, -CH2CH2- 또는 단일 결합이고;
Y는 F, Cl, CN, NO2, OCH3, OCN, SCN, 선택적으로 플루오르화된 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 일-, 올리고- 또는 폴리플루오르화된 알킬 또는 알콕시이고;
R0는 선택적으로 플루오르화된 1 이상, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이고;
Ter는 예를 들면 멘틸과 같은 터페노이드(terpenoid) 라디칼이고;
Chol은 콜레스테릴(cholesteryl)이고;
L1 및 L2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 선택적으로 할로겐화된 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이다.
적합한 키랄 화합물은 상기 목록에서 나타낸 것들로서, 추가로 R- 또는 S-811, R- 또는 S-1011, R- 또는 S-2011, R- 또는 S-3011, R- 또는 S-4011, R- 또는 S- 5011, 또는 CB 15(모두 독일 다름스타트에 소재하는 메르크 카게아아 제품임)와 같이 통상적으로 구입할 수 있는 키랄 도판트(dopant)이다. 높은 나선 비틀림 파워(HTP)를 갖는 키랄 화합물, 특히 국제 공개공보 제 98/00428 호에 개시된 것과 같은 소비톨(sorbitol)기를 포함하는 화합물, 영국특허 제 2,328,207 호에 개시된 것과 같은 하이드로벤조인기, 국제 공개공보 제 02/94805 호에 개시된 것과 같은 키랄 바이나프틸 유도체, 국제 공개공보 제 02/34739 호에 개시된 것과 같은 키랄 바이나프톨 아세탈 유도체, 국제 공개공보 제 02/06265 호에 개시된 것과 같은 키 랄 TADDOL 유도체, 국제 공개공보 제 02/06196 호 및 국제 공개공보 제 02/06195 호에 개시된 것과 같은 하나 이상의 플루오르화된 연결기 및 말단 또는 중심 키랄기를 갖는 키랄 화합물이 매우 바람직하다.
달리 언급하지 않는 한, 본 발명에 따른 고분자 LC 필름의 일반적인 제조는 상기 문헌에 개시된 표준 방법에 따라 수행될 수 있다. 전형적으로 중합성 LC 물질은 코팅되거나 그렇지 않으면 균일한 배향으로 정렬되어 있는 기재에 도포되고, LC 분자의 정렬을 고착시키기 위하여 예를 들면 열 또는 화학 방사선에의 노출, 바람직하게는 광중합반응, 매우 바람직하게는 UV-광중합반응에 의해 LC상에서 자체 중합된다. 필요에 따라서, 균일한 정렬은 LC 물질의 전단(shearing), 기재의 표면 처리 또는 LC 물질에 계면활성제의 첨가와 같은 부가적인 수단에 의해 촉진될 수 있다.
예를 들면 유리 또는 수정판 또는 플라스틱 필름이 기재로서 사용될 수 있다. 중합 전 및/또는 중합 중 및/또는 중합 후에 코팅된 물질의 상부에 제 2 기재를 위치시키는 것이 또한 가능하다. 상기 기재는 중합 후에 제거되거나 제거되지 않을 수도 있다. 화학 방사선에 의해 경화되는 경우에 2개의 기재를 사용할 때에는, 적어도 하나의 기재가 중합반응에 사용되는 화학 방사선에 대하여 투과성이어야 한다. 등방성 또는 복굴절 기재를 사용할 수 있다. 중합 후에 기재가 고분자 필름으로부터 제거되지 않는 경우에는 등방성 기재를 사용하는 것이 바람직하다.
적합하고 바람직한 플라스틱 기재는 예를 들면 폴리에스터 필름, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리바이닐알 콜(PVA), 폴리카보네이트(PC) 또는 트라이아세틸셀룰로우즈(TAC)이며, 매우 바람직하게는 PET 또는 TAC 필름이다. 복굴절 기재 예를 들면 단일축으로 연신된 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. PET 필름은 예를 들면 멜리넥스(MelinexR)라는 상표명으로 듀퐁 테이진 필름(DuPont Teijin Films)에서 통상적으로 시판된다.
상기 중합성 물질은 스핀-코팅 또는 블레이드 코팅과 같은 종래의 코팅 기술에 의해 기재에 적용될 수 있다. 이는 또한 예를 들면 스크린 프린팅, 오프셋 프린팅, 릴-투-릴 프린팅, 레터 프레스 프린팅, 그라비어(gravure) 프린팅, 로토그라비어(rotogravure) 프린팅, 플렉소그래픽(flexographic) 프린팅, 음각(intaglio) 프린팅, 패드 프린팅, 열봉합 프린팅, 잉크-젯 프린팅 또는 스탬프 또는 프린트판에 의한 프린팅과 같은 당업자에게 알려진 종래의 프린팅 기술에 의해 기재에 적용될 수 있다.
상기 중합성 물질을 적절한 용매에 용해시키는 것 또한 가능하다. 이 용액은 이후, 예를 들면 스핀-코팅 또는 프린팅 또는 다른 개시된 기술에 의해 기재에 코팅되거나 프린팅되고, 상기 용매는 중합 전에 증발된다. 대부분의 경우에 용매의 증발을 용이하게 하기 위하여 혼합물을 가열하는 것이 적합하다. 예를 들면 용매로서 표준 유기 용매를 사용할 수 있다. 이 용매는 예를 들면 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 또는 사이클로헥산온과 같은 케톤; 메틸, 에틸 또는 뷰틸 아세테이트 또는 메틸 아세토아세테이트와 같은 아세테이트; 메탄올, 에탄올 또는 아이소프로필 알콜과 같은 알콜; 톨루엔 또는 자일렌과 같은 방향족 용매; 다이 - 또는 트라이클로로메테인과 같은 할로겐화된 탄화수소; PGMEA(프로필 글리콜 모노메틸 에터 아세테이트), 뷰타이로락톤 등과 같은 글리콜 또는 이들의 에스터 중에서 선택할 수 있다. 또한 상기 용매의 2성분, 3성분 또는 다성분 혼합물이 가능하다.
중합성 LC 물질의 초기의 정렬(예컨대 평면 정렬)은 예를 들면 기재에 러빙 처리를 하거나, 코팅 중 또는 코팅 후에 LC 물질을 전단시키거나, 정렬층을 적용시키거나, 코팅된 물질에 자기장 또는 전기장을 적용시키거나, 또는 상기 물질에 표면-활성 화합물을 첨가시킴으로써 달성할 수 있다. 정렬 기술의 예를 들면 세이지의 문헌[I. Sage in "Thermotropic Liquid Crystals", edited by G. W. Gray, John Wiley& Sons, 1987, pages 75-77]; 및 우치다의 문헌[T. Uchida and H. Seki in "Liquid Crystals - Applications and Uses Vol. 3", edited by B. Bahadur, World Scientific Publishing, Singapore 1992, pages 1-63]이 게시하고 있다. 정렬 물질 및 기술의 리뷰는 코냐르의 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1(1981), pages 1-77]이 개시하고 있다.
LC 분자의 특정 표면 정렬을 촉진시키는 하나 이상의 계면활성제를 포함하는 중합성 물질이 특히 바람직하다. 적합한 계면활성제는 예를 들면 코냐르의 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1, 1-77(1981)]에 개시되어 있다. 평면 정렬에 바람직한 정렬제는 예를 들면 비-이온성 계면활성제, 바람직하게는 플루오르카본 계면활성제, 예컨대 상업적으로 시판되는 3M사의 플루오라드 FC-171R뷰타이로락톤(Fluorad FC-171R) 또는 듀퐁사의 조닐 FSNR(Zonyl FSNR), 영국특허 제 2 383 040 호에서 개시하고 있는 계면활성제 또는 유럽특허 제 1 256 617 호에서 개시하는 것과 같은 중합성 계면활성제이다.
정렬층을 기재에 적용시키고 이 정렬층 위로 중합성 물질을 제공하는 것 또한 가능하다. 적합한 정렬층은 예를 들면 러빙(rubbing)된 폴리이미드 또는 미국특허 제 5,602,661 호, 미국특허 제 5,389,698 호 또는 미국특허 제 6,717,644 호에 개시된 광정렬에 의해 제조된 정렬층과 같이 당업계에 알려져 있다.
중합반응은 예를 들면 중합성 물질을 열 또는 화학 방사선에 노출시킴으로써 일으킬 수 있다. 화학 방사선은 UV광, IR광 또는 가시광과 같은 빛의 조사, X선 또는 감마선의 조사 또는 이온 또는 전자와 같은 고에너지 입자의 조사를 의미한다. 바람직하게는 중합반응은 UV 조사에 의해 수행된다. 화학 방사선의 광원으로서 예를 들면 단일 UV 램프 또는 UV 램프 세트가 사용될 수 있다. 고출력의 램프를 사용하는 경우, 경화시간이 단축될 수 있다. 화학 방사선의 다른 가능한 광원은 예를 들면 UV, IR 또는 가시(visible) 레이저와 같은 레이저이다.
중합반응은 바람직하게는 화학 방사선의 파장에서 흡수하는 개시제의 존재 하에 수행된다. 예를 들면, UV 광으로 중합하는 경우, 광개시제는 UV 조사 하에 분해되어 중합반응을 개시하는 유리 라디칼 또는 이온을 생산하는 데에 사용될 수 있다. 아크릴기 또는 메타크릴기를 중합하기 위하여 바람직하게는 라디칼 광개시제가 사용된다. 바이닐, 에폭사이드 또는 옥세테인기를 중합하기 위하여 바람직하 게는 양이온 광개시제가 사용된다. 가열되는 경우 분해되어 중합반응을 개시하는 유리 라디칼 또는 이온을 생산하는 열 중합 개시제를 사용하는 것 또한 가능하다. 전형적인 라디칼 광개시제는 예를 들면 시바 가이기사(Ciba Geigy AG)의 이르가큐어 907(Irgacure 907), 이르가큐어 651, 이르가큐어 184, 다로큐어 1173(Darocure 1173) 또는 다로큐어 4205이고, 전형적인 양이온 광개시제는 예를 들면 유니온 카바이드사(Union Carbide)의 UVI 6974이다.
경화 시간은 특히 중합성 물질의 반응시간, 코팅층의 두께, 중합 개시제의 유형 및 UV 램프의 출력에 따라 변한다. 이러한 경화 시간은 바람직하게는 5분 이하, 매우 바람직하게는 3분 이하, 가장 바람직하게는 1분 이하이다. 대량생산을 위해서는 30초 이하의 짧은 경화 시간이 바람직하다.
상기 중합성 물질은 또한 중합반응에 사용된 조사의 파장에 대하여 조절된 흡수 최대값을 갖는 염료, 특히 예를 들면 스위스 바젤의 시바사의 4,4˝-아족시 아니졸(4,4˝-azoxy anisole) 또는 티누빈R(TinuvinR)과 같은 UV 염료를 하나 이상 포함할 수 있다.
다른 바람직한 실시 양태에서 상기 중합성 물질은 하나 이상의 일반응성 중합성 비-메소제닉 화합물을 바람직하게는 0 내지 50%, 매우 바람직하게는 0 내지 20% 포함한다. 전형적인 예는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트이다.
고분자 필름의 물성을 개조시키기 위하기 중합성 물질에 하나 이상의 연쇄 이동제(chain transfer agent)를 첨가하는 것 또한 가능하다. 특히 티올 화합물, 예를 들면 도데케인 티올과 같은 일작용성 티올 또는 트라이메틸프로페인 트라이(3-머캅토프로피오네이트)와 같은 다작용성 티올이 바람직하다. 메소제닉 또는 LC 티올, 예를 들면 국제 공개공보 제 96/12209 호, 국제 공개공보 제 96/25470 호 또는 미국특허 제 6,420,001 호에 개시된 것이 매우 바람직하다. 연쇄 이동제를 사용하여 유리 고분자 사슬의 길이 및/또는 고분자 필름에서 두개의 가교결합 사이의 고분자 사슬의 길이를 조절할 수 있다. 상기 연쇄 이동제의 양이 증가되면, 고분자 필름에서의 상기 고분자 사슬의 길이는 감소한다.
상기 중합성 물질은 추가적으로 예를 들면 촉매, 감광제, 안정제, 억제제, 연쇄-이동제, 동시-반응 단량체, 표면-활성 화합물, 윤활제, 습윤제, 분산제, 소수화제, 접착제, 유동 개선제, 소포제, 탈기제, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료 또는 안료와 같은 추가적인 성분을 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 고분자 필름은 종래의 LC 디스플레이, 예를 들면 DAP(정렬 상의 변형), ECB(전기적으로 조절된 복굴절), CSH(컬러 수퍼 호메오트로픽), VA(수직 정렬), VAN 또는 VAC(수직 정렬된 네마틱 또는 콜레스테릭), MVA(다중-영역 수직 정렬) 또는 PVA(패턴화된 수직 정렬) 모드와 같은 수직 정렬을 갖는 디스플레이; OCB(광학적으로 보상된 벤드 셀 또는 광학적으로 보상된 복굴절), R-OCB(반사 OCB), HAN(복합형 정렬 네마틱) 또는 파이(π)-셀 모드와 같은 벤드 또는 복합형 정렬을 갖는 디스플레이; TN(비틀린 네마틱), HTN(고도로 비틀린 네마틱), STN(과도하게 비틀린 네마틱), AMD-TN(능동 매트릭스 구동형의 TN) 모드와 같은 비틀린 정렬을 갖는 디스플레이; IPS(평면 스위칭) 모드, 또는 국제 공개공보 제 02/93244 호에 개시된 것과 같은 광학 등방 상에서 스위칭하는 디스플레이에서 정렬층, 위상차 또는 보상 필름으로 사용될 수 있다.
상기 및 하기에서, 달리 언급하지 않는 한, 모든 온도는 섭씨로 주어지고, 모든 퍼센티지(%)는 중량을 기준으로 한다. 하기의 약어를 LC상 거동을 설명하는 데에 사용한다: C, K = 결정체; N = 네마틱; S = 스메틱; N*, Ch = 키랄 네마틱 또는 콜레스테릭; I = 등방성. 이들 기호 간의 숫자는 섭씨에서의 상 전이 온도를 가리킨다. 더욱이, m.p.는 녹는점이고 c.p.는 청명점(℃)이다.
하기의 실시예는 본 발명을 제한하지 않으면서 이를 설명한다.
실시예 1
중합성 LC 혼합물은 표 1에 나타낸 바와 같이 서로 다른 농도에서 (1) 내지 (8)의 화합물로부터 형성된다.
(1) = 가교결합성(이반응성) 메소제닉 화합물
(2), (4) = 일반응성 메소제닉 화합물
(3), (5) = 화학식 1의 일반응성 메소제닉 화합물
(6) = 이르가큐어 907R(시바사의 광개시제)
(7) = 이르가녹스 1076R(시바사의 안정제)
(8) = 플루오라드 FC171R(3M사의 계면활성제)
Figure 112007028374162-pct00013
Figure 112007028374162-pct00014
자일렌 또는 톨루엔 내에 상기의 화합물을 30% 내지 50%의 농도로 용해시킴으로써 이들 혼합물로부터 평면 정렬을 갖는 LC 고분자 필름을 제조한다. 대략 4㎛ 두께의 습윤 필름(영국 RK Coating사의 바 #0)을 적층시키기 위하여 와이어가 감긴 바(bar)를 사용하여 이 용액을 기재에 바-코팅시킨다. 코팅 후 즉시, 이 표본들을 60℃에서 30초간 어닐링하고, 공기 중에서 20mW/cm2의 출력으로 60초 동안 중간 압력의 수은 램프를 사용하여 중합한다. 상기 기재는 LoFo Germany사의 트라이아세틸 셀룰로우즈(TAC)이다. 코팅하기 전에 중합성 LC 혼합물에 대해 평면 정렬을 제공하기 위하여 상기 TAC 필름을 벨벳 천에 러빙한다.
고분자 필름 표면의 연필 경도는 ASTM D3363-00에 따라 측정한다. 경화도(EoC)는 반응한 아크릴기의 퍼센트로 정의되며 중합 전후에 아크릴 피크(810cm-1) 안에 있는 면적비를 취하는 FTIR법으로 측정한다. 고분자 필름의 TAC 기재에 대한 접착력은 스카치 610(3M사,"테입 1") 및 세키수이(Sekisui) 번호 252 테입("테입 2") 둘 모두를 사용하여 망상(crosshatch) 방법으로 3번 이상의 테스트의 평균값으로 측정한다. 상기 망상 방법은 필름에 25칸의 구획을 만드는 기구로 선을 긋는 것(즉, 기재에 대한 절단)을 포함하며, 이때 상기 접착 테입은 제거하기 전에 붙여서 압착시킨다. 그다음 각 구획에 대하여 남아있는 칸의 수를 측정하고 이후 전형적으로 주어진 필름에 대한 전체 퍼센트로 인용한다. 이러한 방법은 영국 표준 IS 2409:1992(E)에 더 자세히 개시되어 있다.
고분자 필름 P1 내지 P12의 중합성 LC 혼합물의 조성 및 청명점, 및 EoC, 연필 경도 및 접착력은 하기의 표 1에 나와 있다.
Figure 112007028374162-pct00015
Figure 112007028374162-pct00016
혼합물 1 내지 5는 소량의 가교결합 화합물 및 화학식 1의 일반응성 화합물을 포함한다. 그 결과로 생성된 고분자 필름 P1 내지 P5는 부분적으로 TAC에 우수한 접착력을 갖지만, 중합 후에도 여전히 점착성 표면을 갖는다. 이런 필름은 예를 들면 롤러에 감겨 있는 경우 스스로 들러 붙는 경향이 있고, 이는 결국 예컨대 제조 공정에서 광학 필름 또는 다층 성분을 제조할 때 필름에 손상을 입히게 된다.
혼합물 6은 과량의 화학식 1의 일반응성 화합물 및 12% 초과의 가교결합성 화합물을 포함한다. 이로부터 생성되는 고분자 필름 P6은 더 경질 표면을 가지나 TAC에 대해 보다 작은 접착력을 갖는다.
본 발명에 따른 혼합물 7 내지 12는 12% 이하의 가교결합성 화합물 및 화학식 1의 일반응성 화합물을 다량 포함한다. 이로부터 생성되는 고분자 필름 P7 내지 P12는 예를 들면 광학 다층의 제조를 위해 더욱 가공되거나 사용되는 경우에 TAC에 대한 우수한 또는 충분한 접착력을 갖고, 동시에 점착성이 덜하고 기계적 자응력에 대해 더욱 안정적인 더 경질 표면을 갖는다.

Claims (14)

  1. a) 0 초과 내지 12 중량%의 하나 이상의 가교결합성(crosslinkable) 화합물;
    b) 50 내지 100 중량% 미만의 하나 이상의 하기 화학식 1의 화합물; 및
    c) 하나 이상의 하기 화학식 3의 화합물
    을 포함하되, 혼합물 중의 모든 성분들의 중량%의 합은 100 중량%를 초과하지 않는, 혼합물:
    화학식 1
    Figure 112013012851274-pct00017
    화학식 3
    Figure 112013012851274-pct00023
    상기 식에서,
    P는 중합성기이고;
    SP는 스페이서기 또는 단일 결합이고;
    A는 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리이거나, 또는 2개 또는 3개의 융합된 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리를 함유하는 기이며, 이들 고리는 N, O 및 S 중에서 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 선택적으로 함유하고 하나 이상의 동일하거나 다른 기인 L1에 의해 선택적으로 치환되고;
    Z는 서로 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CO-O-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O- ,-OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=CR0-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CY1=CY2-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합이고;
    Z1은 Z의 정의 중 하나를 가지고;
    R0은 H이거나 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고;
    Y1 및 Y2는 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN이고;
    m은 0 또는 1이고;
    L1 및 L2는 서로 독립적으로 F, Cl, Br, I, CN, NO2, P-SP- 또는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 선택적으로 치환되고;
    r1 및 r2는 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
    R은 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 선택적으로 치환된다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합물이 하기 화학식 1a의 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합물:
    화학식 1a
    Figure 112010060858844-pct00018
    상기 식에서,
    P, SP, L1, L2, r1 및 r2는 화학식 1에서 주어진 정의와 같다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합물이 하기 화학식 2의 가교결합성 메소제닉 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합물:
    화학식 2
    Figure 112010060858844-pct00019
    상기 식에서,
    P 및 SP, L1, L2, r1 및 r2는 화학식 1에서 정의된 것과 같고;
    L3은 화학식 1에서 L1의 정의 중 하나를 갖고;
    r3은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
    Z1 및 Z2는 화학식 1에서 Z의 정의 중 하나를 갖는다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합물이 하기 화학식 2a의 가교결합성 메소제닉 화합물을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합물:
    화학식 2a
    Figure 112010060858844-pct00020
    상기 식에서,
    P, SP, L1 및 r1은 화학식 2에서 정의된 것과 같다.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합물이 50 내지 80 중량%의 하나 이상의 화학식 1의 화합물 또는 하기 화학식 1a의 화합물 및 5 내지 40 중량%의 하나 이상의 화학식 3의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합물:
    화학식 1a
    Figure 112013012851274-pct00022
    상기 식에서,
    P, SP, L1, L2, r1 및 r2는 화학식 1에서 주어진 정의와 같다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합물이 하나 이상의 광개시제; 하나 이상의 계면활성제; 하나 이상의 안정제; 또는 이들의 조합을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합물.
  9. 제 1 항에 따른 혼합물을 가교결합하여 수득할 수 있는 고분자 필름.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학 장치에서 사용하기 위한 혼합물.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 혼합물을 포함하는 광학 컴포넌트.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 혼합물을 포함하는 액정 디스플레이.
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020077008455A 2004-10-14 2005-09-19 중합성 액정 혼합물 KR101356857B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04024472 2004-10-14
EP04024472.5 2004-10-14
PCT/EP2005/010073 WO2006039980A1 (en) 2004-10-14 2005-09-19 Polymerisable liquid crystal mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070064341A KR20070064341A (ko) 2007-06-20
KR101356857B1 true KR101356857B1 (ko) 2014-01-28

Family

ID=35385796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077008455A KR101356857B1 (ko) 2004-10-14 2005-09-19 중합성 액정 혼합물

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5255278B2 (ko)
KR (1) KR101356857B1 (ko)
TW (1) TWI498416B (ko)
WO (1) WO2006039980A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5354238B2 (ja) * 2006-05-31 2013-11-27 Ｄｉｃ株式会社 重合性液晶組成物
EP2227513B1 (en) 2008-01-11 2012-08-29 Merck Patent GmbH Reactive mesogenic compounds and mixtures
CA2719793C (en) 2008-04-02 2014-10-07 Sicpa Holding Sa Identification and authentication using liquid crystal material markings
US9469810B2 (en) 2011-11-30 2016-10-18 Dic Corporation Polymerizable liquid crystal composition and thin film using same
JP5880944B2 (ja) * 2012-02-16 2016-03-09 Dic株式会社 重合性コレステリック液晶組成物、及びそれを用いた薄膜
EP3060947B1 (en) 2013-10-21 2021-04-14 Merck Patent GmbH Method of preparing a birefringent polymer film
JP6972663B2 (ja) * 2016-06-28 2021-11-24 大日本印刷株式会社 側鎖型液晶ポリマー、液晶組成物、位相差フィルム、位相差フィルムの製造方法、転写用積層体、光学部材、光学部材の製造方法、及び表示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0616616A (ja) * 1992-07-03 1994-01-25 Canon Inc 反応性液晶性化合物、高分子液晶化合物、液晶組成物および液晶素子
JPH11503854A (ja) * 1995-04-06 1999-03-30 アライアント・テックシステムズ・インコーポレーテッド グレー・スケールを用いた液晶光記憶媒体

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0888281B1 (en) * 1996-03-19 2001-05-02 MERCK PATENT GmbH Reactive liquid crystal compounds
TW373100B (en) * 1996-07-01 1999-11-01 Merck Patent Gmbh Compensation film and liquid crystal display device containing the same
TW373123B (en) * 1996-07-26 1999-11-01 Merck Patent Gmbh Combination of optical elements, means to produce substantially linear polarized light, optical retardation film and liquid crystal display device
JP4058786B2 (ja) * 1997-01-23 2008-03-12 旭硝子株式会社 液晶高分子を用いてなる光学素子、光学素子の製造方法および光ヘッド
JP2000515201A (ja) * 1997-04-29 2000-11-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 巨視的に配向した架橋ポリマーの製造方法
JP3963035B2 (ja) * 1997-09-05 2007-08-22 大日本インキ化学工業株式会社 液晶性（メタ）アクリレート化合物と組成物及びこれを用いた光学異方体
US6599443B1 (en) * 1998-03-05 2003-07-29 Rockwell Technologies, Llc Film
JP2001055573A (ja) * 1999-08-17 2001-02-27 Nippon Mitsubishi Oil Corp 液晶フィルム
WO2002044801A2 (en) * 2000-11-23 2002-06-06 Merck Patent Gmbh Homeotropic alignment layer
DE60201213T2 (de) * 2001-05-08 2005-09-29 Merck Patent Gmbh Polymerisierbares Flüssigkristallmaterial
GB2398077B (en) * 2003-01-31 2006-12-06 Merck Patent Gmbh Polymerised liquid crystal film with improved adhesion

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0616616A (ja) * 1992-07-03 1994-01-25 Canon Inc 反応性液晶性化合物、高分子液晶化合物、液晶組成物および液晶素子
JPH11503854A (ja) * 1995-04-06 1999-03-30 アライアント・テックシステムズ・インコーポレーテッド グレー・スケールを用いた液晶光記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
TW200619362A (en) 2006-06-16
WO2006039980A1 (en) 2006-04-20
JP2008517077A (ja) 2008-05-22
KR20070064341A (ko) 2007-06-20
JP5255278B2 (ja) 2013-08-07
TWI498416B (zh) 2015-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101176677B1 (ko) 중합성 액정 물질
JP5377959B2 (ja) ホメオトロピック配向の材料
KR100883004B1 (ko) 호메오트로픽 얼라인먼트 층
KR101779226B1 (ko) 음성 광학 분산도를 갖는 중합성 lc 물질 및 중합체 필름
US8043670B2 (en) Polymerizable mesogenic cyclohexyl derivatives
KR101060829B1 (ko) 액정 분자를 정렬하기 위해 반응성 메소젠을 갖는 정렬층
KR101506055B1 (ko) 메소젠 이량체
KR101356857B1 (ko) 중합성 액정 혼합물
JP5064029B2 (ja) 接着性が向上した重合液晶フィルム
US6491990B1 (en) Monoreactive mesogenic compounds
KR20170103775A (ko) 중합성 액정 조성물 및 당해 조성물을 사용해서 제작한 광학 이방체, 위상차막, 반사 방지막, 액정 표시 소자
JP5000179B2 (ja) 配向膜
EP1626079B1 (en) Polymerisable mesogenic cyclohexylphenyl derivatives
TWI393933B (zh) 膽固醇型（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）薄膜及垂直配向層

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161221

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190117

Year of fee payment: 6