KR101356923B1 - 콜레스테릭 필름 및 호메오트로픽 정렬 층 - Google Patents

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메르크 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 낮은 광학 지연의 중합된 콜레스테릭 액정(CLC) 물질을 포함하는 콜레스테릭 필름, 및 호메오트로픽 정렬 층으로서 그의 용도에 관한 것이다.

Description

콜레스테릭 필름 및 호메오트로픽 정렬 층{CHOLESTERIC FILM AND HOMEOTROPIC ALIGNMENT LAYER}
도 1은 C2/N2 조합에 대한 지연 결과를 도시한다.
도 2는 C3/N3 조합에 대한 지연 결과를 도시한다.
도 3은 C1/N1 조합에 대한 지연 결과를 도시한다.
도 4는 C2/N2 조합에 대한 지연 결과를 도시한다.
도 5는 C3/N3 조합에 대한 지연 결과를 도시한다.
도 6은 60°시야각에서 시료 C1/N1, C2/N2 및 C3/N3에 대한 오프-축 지연의 감소를 도시한다.
도 7은 중합체 필름 C5 내지 C7의 지연 프로파일을 도시한다.
도 8은 C7 및 C7/N7의 조합의 지연 프로파일을 도시한다.
도 9는 C8/N8/유리 조합의 지연 프로파일을 도시한다.
도 10은 상이한 시간 간격에서 C8/N8의 지연 프로파일을 도시한다.
도 11은 60°시야각에서 C8/N8의 오프-축 지연의 감소를 도시한다.
도 12는 60°시야각에서 C8/N8/유리의 오프-축 지연 하강을 도시한다.
본 발명은 낮은 광학 지연을 갖거나 또는 광학 지연을 갖지 않은 중합된 콜레스테릭 액정(CLC) 물질을 포함하는 콜레스테릭 필름 및 호메오트로픽 정렬 층으로서 그의 용도에 관한 것이다.
호메오트로픽 중합 필름은 종래기술에 개시되어 있고, 예를 들면 국제 공개 공보 제 WO 98/00475 호에 개시되어 있다. 이들은 예를 들면 LC 디스플레이에서 광학 지연기 또는 보상기로서 사용될 수 있다. 이들 필름은 전형적으로 기판 상의 중합성 LC 단량체 또는 반응성 메소젠(RM)을 제공하고, 이들을 호메오트로픽 배향으로 정렬하고, 배향된 구조를 동일 반응계에서 중합하여 고정시킴으로써 제조된다. 그러나, 종래 분야에 공지된 호메오트로픽 정렬을 촉진하는 표준 방법, 예컨대 이들 기판을 문지르는 것 또는 정렬제, 예컨대 알킬트라이클로로실란, 레시틴, 실리카 또는 높은 틸트 폴리이미드의 박층을 적용하는 것은 만족스러운 균일한 정렬을 제공하지 않는다.
호메오트로픽 정렬을 촉진하는 다른 방법이 또한 당분야에 논의되어 왔다. 예를 들어, EP 1 376 163 A2는 중합성 LC 물질을 평면 또는 나선형으로 비틀린 배향을 갖고 정렬 층으로서 작용하는 다른 중합된 LC 층에 코팅함으로써 호메오트로픽 중합체 필름을 제조함을 기술하고 있다. 그러나, 평면 또는 비틀린 LC 필름은 그 자체로서 광학 지연기로서 작용할 수 있고, 따라서 호메오트로픽 필름의 성능에 영향을 준다. 그러므로, 많은 용도를 위해, 호메오트로픽 필름은 정렬 층으로부터 탈층되어야 할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 호메오트로픽 정렬을 유도하는 정렬 층, 특히 종래 분야의 층의 단점을 가지지 않고 심지어 큰 규모로 용이하고 경제적인 제작을 가능하게 하는, 호메오트로픽 중합체 필름의 제조시에 사용되는 정렬 층을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 호메오트로픽 중합체 필름을 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 당업자들에게 이용가능한 호메오트로픽 정렬을 촉진하기 위한 방법 및 정렬 층의 풀을 연장하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 하기 상세한 설명으로부터 당업자들에게 즉시 자명해질 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따른 물질 및 필름, 및 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 물질 및 방법으로, 겨우 낮은 광학 지연을 갖고 매우 광학적으로 등방성이지만 여전히 호메오트로픽 정렬을 촉진하기 위한 정렬 층으로서 사용될 수 있는 CLC 필름을 제조할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 또한, 이들 정렬 층은 그 위에 제조된 중합된 호메오트로픽 정렬된 필름을 열적으로 안정화시키는데 사용될 수 있다. 이들 정렬 층 상에서 제조된 호메오트로픽 중합체 필름은 종래 분야의 방법에 의해 제조되는 호메오트로픽 필름에 비해 탁월한 광학 특성, 훨씬-감소된 결점 카운트, 및 현저하게 양호한 열적 안정성을 갖는다.
본원에서 사용되는 용어 "필름"은 지지 기판 상 또는 2개의 기판 사이의 코팅 또는 층뿐만 아니라 기계적 안정성을 갖는 경직 또는 가요성 자가-지지 또는 자립형 필름을 포함한다.
용어 "액정 또는 메소제닉 물질" 또는 "액정 또는 메소제닉 화합물"은 하나 이상의 봉형, 판형 또는 원판형 메소제닉 기, 즉 액정상 거동을 유발할 수 있는 능력을 갖는 기를 포함하는 물질 또는 화합물을 의미한다. 봉형 또는 판형 기를 갖는 LC 화합물은 당업계에서 "칼라미틱 액정(calamitic liquid crystal)"으로도 알려져 있다. 원판형 기를 갖는 LC 화합물은 당업계에서 "디스코틱 액정(discotic liquid crystal)"으로도 알려져 있다. 메소제닉 기를 포함하는 화합물 또는 물질은 그 자체가 반드시 LC 상을 나타낼 필요는 없다. 또한, 이들은 오직 다른 화합물과의 혼합물에서 또는 메소제닉 화합물 또는 물질, 또는 그들의 혼합물이 중합되는 경우에만 액정상 거동을 나타내는 것도 가능하다.
하기에서는 간략하게 나타내기 위해, 용어 "액정 물질"은 메소제닉 및 LC 물질 둘 다에 사용된다.
또한, 하나의 중합성 기를 갖는 중합성 화합물은 "단반응성" 화합물로서 지칭되고, 둘 이상의 중합성 기를 갖는 화합물은 "이반응성" 화합물로서 지칭되고, 둘 초과의 중합성 기를 갖는 화합물은 "다반응성" 화합물로서 지칭된다. 중합성 기가 없는 화합물은 또한 "비-반응성" 화합물로서 지칭된다.
용어 "반응성 메소젠"(RM)은 중합성 메소제닉 또는 액정 화합물을 의미한다.
용어 "방향자(director)"는 종래 분야에 공지되어 있고, 액정 물질 중의 메소제닉 기의 장(長) 분자축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 단(短) 분자축(디스코틱 화합물의 경우)의 바람직한 배향 방향을 의미한다.
단축의 포지티브 복굴절 LC 물질을 포함하는 필름에서, 광학 축은 방향자에 의해 주어진다.
용어 "콜레스테릭 구조" 또는 "나선형의 비틀린 구조"는 LC 분자를 포함하는 필름을 지칭하고, 이때 방향자는 필름 평면에 평행하고, 필름 평면에 수직인 축 주변에 나선형으로 비틀려있다.
용어 "호메오트로픽 구조(homeotropic structure)" 또는 "호메오트로픽 배향(homeotropic orientation)"은 광학축이 필름 평면에 대해 실질적으로 수직인 필름을 지칭한다.
용어 "평면 구조" 또는 "평면 배향"은 광학축이 필름 평면에 대해 실질적으로 평행한 필름을 지칭한다.
본 발명은 550nm의 파장의 빛에 대해 50nm 미만의 절대 값을 갖는 낮은 광학 지연을 갖는 것을 특징으로 하는, 중합된 콜레스테릭 액정(CLC) 물질을 포함하는 필름, 바람직하게는 두께가 0.5㎛ 미만이고/이거나 CLC 물질이 그의 등방성 상에서 중합되는 필름에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 LC 물질에 대한 호메오트로픽 정렬 층으로서 상기 필름의 용도에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은, 중합성 LC 물질을 본 발명에 따른 CLC 필름 상에 제공하되 이때 호메오트로픽 배향을 채택하고, LC물질을 중합하여 중합체 필름을 형성하고, 선택적으로 호메오트로픽 중합체 필름을 CLC 필름으로부터 제거함으로써, 중합된 호메오트로픽 LC 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 본 발명에 따른 중합된 호메오트로픽 LC 필름 및 CLC 필름을 포함하는 다중층에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 장식용 또는 안전용의 광학 또는 전기광학 장치에서의 컴포넌트로서 본 발명에 따른 CLC 필름 또는 다중층의 용도에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 광학 컴포넌트, 지연기, 보상기, 정렬 층, 액정 디스플레이, 장식용 이미지 또는 보안 마킹, 또는 본 발명에 따른 CLC 필름 또는 다중층을 포함하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 기술되고 있는 CLC 필름은 매우 얇은 복굴절 필름 또는 광학적으로 등방성의 필름이다. 이들은 그 위에서 제조된 호메오트로픽 정렬된 중합된 LC 필름의 열적 내구성을 개선시키고 탁월한 정렬 품질을 제공하는 호메오트로픽 정렬 층으로서 사용될 수 있다.
그러므로, 정렬 층으로서 및 선택적으로 기판으로서 작용하는 CLC 필름 바로 위에서 호메오트로픽 정렬된 LC 중합체 필름을 제조할 수 있다. 이러한 방식으로 제조된 호메오트로픽 중합체 필름은 CLC 필름으로부터 탈층되거나 제거될 필요가 없다. 대신, 호메오트로픽 필름과 CLC 필름의 조합은 광학 부재의 제조를 위해 사용될 수 있고, 예를 들어 이는 다른 필름, 예컨대 편광자, 부착 층 또는 추가의 지연 필름 또는 디스플레이 패널 상에 바로 적층될 수 있다. 이는 플라스틱 기판의 수 및 적층 단계의 수를 감소시킬 수 있고, 디스플레이 또는 광학 컴포넌트의 제조에서 공정 비용의 감소를 초래하고 대량 생산을 보다 용이하고 저렴하게 만든다.
호메오트로픽 중합체 필름이 정렬 층으로서 본 발명에 따른 CLC 필름 상에서 제조되는 경우, 통상적인 기판, 예컨대 폴리이미드 코팅된 유리 상에서 제조된 필름과 비교하여 호메오트로픽 중합체 필름의 내구성은 개선된다. 특히, 호메오트로픽 중합체 필름은 높은 온도 및/또는 습도에 노출되는 경우, 그의 광학 지연의 보다 적은 감소 및 보다 높은 안정도를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 CLC 필름은 기타 LC 물질, 예컨대 낮은 몰 질량 LC 혼합물, 또는 낮은 몰질량 및 중합성 LC(또는 LC 중합체 겔)의 혼합물에서 호메오트로픽 정렬을 촉진하기 위한 정렬 층으로서 사용될 수 있고, 이는 LCD에서 스위칭가능한 매질로서 사용될 수 있다. 또한, CLC 필름은, 바람직하게는 용액으로서 CLC 필름 상에 적용되고, 선택적으로 건조되고, 이들의 유리 전이 온도 또는 용융 온도 초과로 가열되고, 선택적으로 고온에서 어닐링되어 정렬을 개선시킨 후, 냉각되거나 호메오트로픽 배향을 고정하기 위해 유리화됨으로써, 용이하게 합성된 LC 중합체에서 호메오트로픽 정렬을 촉진하기 위해 사용될 수 있다.
낮은 두께를 갖는 CLC 필름은 중합된 또는 중합되지 않은 LC 매질에서 정렬을 촉진하기 위해, 디스플레이의 스위칭가능한 LC 셀 안쪽에서("인셀 적용") 정렬 층으로서 특히 적합하다.
바람직하게는, CLC 필름은 기판상에 중합성 CLC 물질을 제공하되 이때 기판의 평면에 실질적으로 수직인 그의 콜레스테릭 나선 축의 배향을 채택하고, CLC 물질을 중합하여 중합체 필름을 형성하고, 선택적으로 중합체 필름을 기판으로부터 제거함으로써 제조된다. CLC 물질의 정렬 및 중합은 문헌에 공지되고 기술되어 있는 표준 방법에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 중합성 CLC 물질 및 CLC 중합체 필름은 바람직하게는 이들이 가시광선 파장 범위 미만의 반사 파장, 보다 바람직하게는 자외선 범위 내 또는 자외선 범위 미만, 가장 바람직하게는 350nm 미만을 갖도록 선택된다. 이러한 CLC 물질 및 필름에서 콜레스테릭 나선 피치는 바람직하게는 275nm 미만이다. 이는 예를 들어, 많은 양의 키랄 화합물, 또는 높은 나선형의 비틀린 힘(HTP)을 지닌 키랄 화합물을 포함하는 CLC 물질을 사용함으로써 달성될 수 있다. 나선 피치가 가시광선 파장 범위 보다 훨씬 낮은 값으로 감소되기 때문에, 브래그(Bragg) 반사 밴드가 자외선 범위 내에서 발생되어, CLC 필름은 빛의 가시광선 파장에 대해 투명하고, 이러한 가시광선 파장에 대한 지연기로서 순수하게 거동한다.
본 발명의 첫 번째 바람직한 양태는, 특히 호메오트로픽 정렬된 중합된 LC물질을 포함하는 필름을 제조하기 위해 호메오트로픽 정렬 층으로서 유리하게 사용되는 0.5㎛ 미만의 두께를 갖는 CLC 필름에 관한 것이다.
CLC 필름이 얇기 때문에, 이는 겨우 낮은 광학 지연을 갖고, 그의 광학 특성은 CLC 필름 상에 코팅된 호메오트로픽 필름의 것과 강하게 상호작용하지 않거나, 단지 다수의 광학 용도에 견딜수 있는 미미한 정도로만 상호작용한다. 예를 들어, CLC 필름의 오프-축 지연은 호메오트로픽 필름의 것과 반대이지만, 각각의 필름으로부터 지연의 크기는 현저하게 상이하기 때문에, 호메오트로픽 필름으로부터의 광학 효과는 우세하다.
CLC 필름은 전형적으로 기판, 예를 들어 유리 또는 투명한 플라스틱 필름 상에서 제조되고, 이는 바람직하게는 광학적으로 등방성이다. 제조 후, CLC 필름은 상기 기판 상에 유지될 수 있고 호메오트로픽 필름을 제조하기 위한 정렬 층으로서 직접적으로 사용될 수 있다. 중합 후 호메오트로픽 및 CLC 필름은 이 기판으로부터 함께 제거되거나 그러지 않을 수 있다.
0.1 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.15 내지 0.5㎛의 두께; 0.4㎛ 미만, 바람직하게는 0.1 내지 0.4㎛, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.4㎛의 두께; 0.3㎛ 미만, 바람직하게는 0.2㎛ 미만의 두께; 및 0 내지 -50nm의 지연 Rth를 갖는 CLC 필름이 특히 바람직하다.
지연 Rth는 하기 수학식 1로서 정의된다:
Figure 112006025782846-pat00001
상기 식에서,
d는 필름 두께이고;
nx 및 ny는 필름 평면 내에서 직교 방향의 굴절률이고;
nz는 필름 평면에 수직인 방향의 굴절률이다.
본 발명의 두 번째 양태는 그의 등방성 상에서, 즉 콜레스테릭-등방성 상 전이(등명점) 초과의 온도에서 중합성 CLC 물질을 중합함으로써 수득될 수 있는 CLC 필름에 관한 것이다. 이는 그 위에 코팅된 호메오트로픽 필름의 광학 특성과 상호작용하지 않는 광학적으로 등방성 중합체 필름을 제공한다.
등방성 상은 주어진 온도에서 중합하고 중합성 CLC 물질 중에서 키랄 성분의 양을 증가시키거나, 주어진 CLC 물질의 중합 온도를 등명점 초과의 온도로 증가시킴으로써 달성될 수 있다.
또한, 등방성 상에서의 중합은 CLC 물질의 균일한 정렬의 달성 요건을 없앤다. 그러므로, 특별한 기판 처리, 예컨대 문지르기 또는 정렬제의 사용이 요구되지 않는다. 추가로, 이는 문지르는 물질로부터 발생하는 입자 또는 문지르기에 의해 생성되는 정전기에 의한 기판으로 끌려가는 입자로 인한 필름 내의 결점의 수를 감소시킨다는 이점을 갖는다.
중합성 CLC 물질은, 예를 들어 하나 이상의 키랄 중합성 메소제닉 화합물, 또는 하나 이상의 비키랄 중합성 메소제닉 화합물 및 하나 이상의 키랄 화합물을 포함한다.
바람직하게는, 중합성 CLC 물질은 하나 이상의 비키랄 중합성 메소제닉 화합물 및 하나 이상의 키랄 화합물을 포함한다. 키랄 화합물은 비중합성 키랄 화합물, 통상적인 키랄 도판트, 중합성 키랄 비-메소제닉 및 중합성 키랄 메소제닉 화합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다.
특히 바람직한 것은 하기를 포함하는 중합성 CLC 물질이다:
-하나의 중합성 기를 갖는 하나 이상의 비키랄 중합성 메소제닉 화합물, 둘 이상의 중합성 기를 갖는 하나 이상의 비키랄 중합성 메소제닉 화합물, 및 하나 이상의 키랄 화합물;
-키랄 화합물 5% 이상; 및
-30㎛-1 이상, 바람직하게는 8% 초과의 양의 나선형 비틀린 힘(HTP)을 갖는 하나 이상의 키랄 화합물.
바람직하게는, 호메오트로픽 필름을 제조하기 위한 중합성 LC 물질은 하나의 중합성 기를 갖는 하나 이상의 비키랄 중합성 메소제닉 화합물, 및 둘 이상의 중합성 기를 갖는 하나 이상의 비키랄 중합성 메소제닉 화합물을 포함한다. 중합성 네마틱 혼합물이 특히 바람직하다.
호메오트로픽 필름은 바람직하게는 중합성 LC 물질, 바람직하게는 중합성 네마틱 LC 물질을 상기 및 하기 기술된 바와 같은 CLC 필름 상에 제공하되 이때 호메오트로픽 배향을 채택하고, LC 물질을 중합하여 중합체 필름을 형성하고, 선택적으로 호메오트로픽 중합체 필름을 CLC 필름으로부터 제거함으로써 제조된다.
특히 바람직한 것은 하기를 갖는 호메오트로픽 필름이다:
-0.8 내지 2㎛, 바람직하게는 1 내지 1.4㎛, 보다 바람직하게는 1.2㎛의 두께;
-88 내지 90°, 바람직하게는 90°의 필름 법선에 대한 광학 축의 틸트 각; 및
-140 내지 180nm, 바람직하게는 160nm의 지연 Rth.
추가로, 본 발명은 본 발명에 따른 중합된 CLC 필름 및 중합된 호메오트로픽 LC 필름을 포함하는 다중층에 관한 것이다. 다중층은 추가의 층, 예를 들어 균일한 배향을 갖는 추가의 중합된 LC 물질의 광학 층, 또는 CLC 필름을 지지하는 유리 또는 플라스틱 기판 하나 이상, 또는 CLC 및/또는 호메오트로픽 필름을 피복하는 보호 또는 부착 층 하나 이상을 추가로 포함할 수도 있다. 이 다중층은 호메오트로픽 필름을 CLC 필름 상에 코팅하고 경화함으로써 상기 기술된 바와 같이 제조될 수 있다. 다중층은 예를 들어, 장식용 또는 보안용의 광학 또는 전기광학 장치에서 컴포넌트로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 다중층은 호메오트로픽 중합체 층이 그의 복굴절 오프-축 특성으로 인한 보상 효과를 갖는 경우 LC 디스플레이에서 보상기 또는 지연기로서 사용될 수 있고, CLC 중합체 층은 그의 낮은 두께 및/또는 광학적으로 등방성 거동으로 인한 효과가 없거나 무시할만하다. 추가로, 다중층은 호메오트로픽 층 면 또는 CLC 층 면 상에서 코팅되는 추가의 LC 층에서 호메오트로픽 정렬을 유도하기 위해 정렬 층으로서 사용될 수 있다. 또한, 다중층은, 예를 들어 복굴절 필름을 필요로 하는 보안 마킹에서 사용될 수 있다.
일반적으로, 상기 및 하기 기술된 바와 같은 중합성 LC 물질은 바람직하게는 하나의 중합성 기(단반응성)를 갖는 중합성 화합물 하나 이상 및 둘 이상의 중합성 기(이- 또는 다반응성)를 갖는 중합성 화합물 하나 이상을 포함한다.
중합성 메소제닉 또는 LC 화합물은 바람직하게는 단량체, 보다 바람직하게는 칼라미틱 단량체이다. 이들 물질은 전형적으로 양호한 광학 특성, 예컨대 감소된 색도를 갖고, 목적 배향으로 용이하고 신속하게 정렬될 수 있고, 이는 큰 규모의 중합체 필름의 산업적 제조에서 특히 중요하다.
본 발명에 적합한 중합성 메소제닉 단-, 이- 및 다반응성 화합물은 그 자체로 공지되어 있고 예를 들어, 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]의 유기 화학의 표준 작업에 기술되어 있는 방법에 의해 제조될 수 있다.
단량체 또는 공단량체로서 사용되기에 적합한 중합성 메소제닉 또는 LC 화합물은, 예를 들면 국제 공개 공보 제 WO 93/22397 호, EP 0 261 712, DE 195 04 224, 국제 공개 공보 제 WO 95/22586 호, 국제 공개 공보 제 WO 97/00600 호, US 5,518,652, US 5,750,051, US 5,770,107 및 US 6,514,578에 개시되어 있다.
특히 유용하고 바람직한 키랄 및 비키랄 중합성 메소제닉 또는 LC 화합물(반응성 메소젠)의 예를 하기에 나타낸다:
Figure 112006025782846-pat00002
Figure 112006025782846-pat00003
Figure 112006025782846-pat00004
상기 식에서,
P는 중합성 기, 바람직하게는 아크릴, 메트아크릴, 비닐, 비닐옥시, 프로페닐 에터, 에폭시 또는 스티렌 기이고;
x 및 y는 동일하거나 상이한 1 내지 12의 정수이고;
A 및 D는 선택적으로 L1에 의해 일-, 이- 또는 삼치환된 1,4-페닐렌, 또는 1,4-사이클로헥실렌이고;
u 및 v는 서로 독립적으로 0 또는 1이고;
Z0은 -COO-, -OCO-, -CH2CH2- 또는 단일 결합이고;
Y는 F, Cl, CN, NO2, OCH3, OCN, SCN, 탄소원자수 1 내지 4의 선택적으로 플루오르화된 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시, 또는 탄소원자수 1 내지 4의 모노-, 올리고- 또는 폴리플루오르화된 알킬 또는 알콕시이 고;
R0은 탄소원자수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 12의 선택적으로 플루오르화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이고;
Ter은 테르페노이드 라디칼, 예컨대 멘틸이고;
Chol은 콜레스테릴이고;
L1 및 L2는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 탄소원자수 1 내지 5의 선택적으로 할로겐화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이다.
단반응성 비키랄 화합물은 바람직하게는 상기 화학식 R1 내지 R8, 특히 R1 및 R5의 화합물에서 선택된다(이때, v는 1임).
이반응성 비키랄 화합물은 바람직하게는 상기 화학식 R18 및 R19의 화합물에서 선택되고, 특히 화학식 R18의 화합물이다.
적합한 키랄 도판트로는 예를 들어, 표준 도판트, 예컨대 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 15가 있다(모두 독일 담스타트(Darmstadt) 소재의 메르크 카게아(Merck KGaA)제임). 매우 바람직한 것으로는 높은 나선형 비틀린 힘(HTP)의 키랄 화합물, 특히 국제 공개 공보 제 WO 98/00428 호에 기술된 바와 같은 소르비톨 기를 포함하는 화합물, GB 2,328,207에 기술된 바와 같은 하이드로벤조인 기를 포함하는 화합물, 국제 공개 공보 제 WO 02/94805에 기술된 바와 같은 키랄 바이나프틸 유도체, 국제 공개 공보 제 02/34739에 기술된 바와 같은 키랄 바이나프톨 아세탈 유도체, 국제 공개 공보 제 02/06265 호에 기술된 바와 같은 키랄 타돌(TADDOL) 유도체, 및 국제 공개 공보 제 WO 02/06196 호 및 제 02/06195 호에 기술된 바와 같은 플루오르화된 연결 기 및 종결 또는 중심 키랄 기 하나 이상을 갖는 키랄 화합물이 있다.
달리 언급되지 않는 한, 본 발명에 따른 중합체 LC 필름의 일반적인 제조는 문헌으로부터 공지된 표준 방법에 따라 수행될 수 있다. 전형적으로, 중합성 LC 물질은 코팅되거나 또는 다르게는 균일한 배향으로 정렬하는 경우 기판 상에 적용되고, 예를 들어 열 또는 화학선 조사에의 노출에 의해, 바람직하게는 광중합에 의해, 보다 바람직하게는 자외선 광중합에 의해 그의 LC 상에서 동일 반응계에서 중합되어, LC분자의 정렬을 고정한다. 필요에 따라, 균일한 정렬은 추가의 수단, 예컨대 LC 물질의 전단, 기판의 표면 처리, 또는 LC 물질에 계면활성제를 첨가하는 것에 의해 촉진될 수 있다.
기판으로서, 예를 들어 유리 또는 석영 시트 또는 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. 또한, 중합 전 및/또는 중 및/또는 후에 코팅된 물질의 상부에 제 2 기판을 둘 수 있다. 상기 기판은 중합 후에 제거되거나 제거되지 않을 수 있다. 화학선 조사에 의한 경화의 경우 2개의 기판을 사용할 때, 하나 이상의 기판은 중합에 사용되는 화학선 조사에 투과되어야 한다. 등방성 또는 복굴절성 기판이 사용될 수 있다. 기판이 중합 후 중합된 필름으로부터 제거되지 않는 경우, 바람직하게는 등방성 기판이 사용된다.
적합하고 바람직한 플라스틱 기판으로는, 예를 들어 폴리에스터의 필름, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌-나프탈레이트(PEN), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC) 또는 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 보다 바람직하게는 PET 또는 TAC 필름이 있다. 복굴절성 기판으로는, 예를 들어 단축으로 신장된 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. PET 필름은 듀퐁 테이진 필름즈(DuPont Teijin Films)의 상표명 멜리넥스(Melinex, 등록상표)로서 시판된다.
중합성 물질은 통상적인 코팅 기술, 예컨대 스핀-코팅 또는 블레이드 코팅에 의해 기판 상에 적용될 수 있다. 또한, 당업자에게 공지되어 있는 통상적인 인쇄 기술, 예컨대 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 릴-투-릴(reel-to-reel) 인쇄, 레터 프레스 인쇄, 그라보어 인쇄, 로토그라보어 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 인타글리오 인쇄, 패드 인쇄, 가열-밀봉 인쇄, 잉크젯 인쇄 또는 스탬프 또는 인쇄 플레이트에 의한 인쇄에 의해 기판에 적용될 수 있다.
또한, 적합한 용매 중에 중합성 물질을 용해시킬 수 있다. 그 후, 이 용액은, 예를 들어 스핀-코팅 또는 인쇄 또는 기타 공지된 기술에 의해 기판 상에 코팅되거나 인쇄되고, 용매는 중합 전에 증발 제거된다. 대부분의 경우에서, 용매의 증발을 촉진하기 위해 혼합물을 가열하는 것이 적합하다. 용매로서, 예를 들어 표준 유기 용매가 사용될 수 있다. 용매는 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 또는 사이클로헥사논; 아세테이트, 예컨대 메틸, 에틸 또는 부틸 아세테이트 또는 메틸 아세토아세테이트; 알콜, 예컨대 메탄올, 에탄올 또는 아이소프로필 알콜; 방향족 용매, 예컨대 톨루엔 또는 자일렌; 할로겐화된 탄화수소, 예컨대 다이- 또는 트라이클로로메탄; 글라이콜 또는 이들의 에스터, 예컨대 PGMEA(프로필 글라이콜 모노메틸 에터 아세테이트), γ-부티로락톤 등으로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 상기 용매의 2원, 3원 또는 그 이상의 혼합물도 사용될 수 있다.
중합성 LC 물질의 초기 정렬(예: 평면 정렬)은 예를 들어, 기판의 문지르는 처리, 코팅 중 또는 후에 물질을 전단하는 것, 정렬 층의 적용, 코팅된 물질로의 전기장 또는 자기장의 인가, 또는 물질에 표면-활성 화합물을 첨가함에 의해 달성될 수 있다. 정렬 기술의 검토는, 예를 들어 문헌[I. Sage in "Thermotropic Liquid Crystals", edited by G. W. Gray, John Wiley & Sons, 1987, pages 75-77]; 및 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]에 주어진다. 정렬 물질 및 기술의 검토는 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1 (1981), pages 1-77]에 주어진다.
LC 분자의 특정 표면 정렬을 촉진하는 계면활성제 하나 이상을 포함하는 중합성 물질이 특히 바람직하다. 적합한 계면활성제로는 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1, 1-77 (1981)]에 기술된 것이 있다. 평면 정렬을 위한 바람직한 정렬제로는, 예를 들어 비이온성 계면활성제, 바람직하게는 플루오로카본 계면활성제, 예컨대 시판되는 플루오라드(Fluorad) FC-171(등록상표)(쓰리엠 캄파니(3M Co.)제) 또는 조닐(Zonyl) FSN(등록상표)(듀퐁제), 또는 GB 238040에서 기술된 계면활성제가 있다.
기판 상에 정렬 층을 적용하는 것이 가능하고 이 정렬 층 상에 중합성 물질을 제공하는 것이 가능하다. 적합한 정렬 층은 당분야에 공지되어 있고, 예를 들어 러빙된(rubbed) 폴리이미드 또는 US 5,602,661, US 5,389,698 또는 US 6,717,644에 기술된 바와 같은 광정렬에 의해 제조된 정렬 층이 있다.
중합은, 예를 들어 중합 물질을 열 또는 화학선 조사에 노출시킴으로써 달성된다. 화학선 조사는 광, 에컨대 자외선 광, 적외선 광 또는 가시광으로 조사하는 것, X-선 또는 감마선으로 조사하는 것, 또는 고에너지 입자, 예컨대 이온 또는 전자로 조사하는 것을 의미한다. 바람직한 중합은 자외선에 의해 수행된다. 화학선 조사를 위한 공급원으로는, 예를 들어 단일 자외선 램프 또는 자외선 램프 세트가 사용될 수 있다. 고 램프 전력이 사용되는 경우, 경화 시간이 감소될 수 있다. 화학선 조사를 위한 다른 가능한 공급원으로는, 레이져, 예를 들어 자외선, 적외선 또는 가시광선 레이져가 있다.
중합은 바람직하게는 화학선 조사의 파장에서 흡수하는 개시제의 존재하에 수행된다. 예를 들어, 자외선 광에 의해 중합되는 경우, 중합 반응을 시작하는 유리 라디칼 또는 이온을 생성하기 위해 자외선 조사하에 분해되는 광개시제가 사용될 수 있다. 아크릴레이트 또는 메트아크릴레이트 기를 중합하기 위해, 바람직하게는 라디칼 광개시제가 사용된다. 비닐, 에폭사이드 또는 옥세탄 기를 중합하기 위해, 바람직하게는 양이온성 광개시제가 사용된다. 또한, 중합을 시작하는 유리 라디칼 또는 이온을 생성하기 위해 가열되는 경우 분해되는 열적인 중합 개시제를 사용하는 것이 가능하다. 전형적인 라디칼 광개시제로는, 예를 들어 이르가큐어(Irgacure) 907, 이르가큐어 651, 이르가큐어 184, 다로큐어(Darocure) 1173 또는 다로큐어 4205(시바 게이지 아게(Cibaa Geigy AG)제)가 있고, 전형적인 양이온성 광개시제로는, 예를 들어 UVI 6974(유니온 카바이드(Union Carbide))가 있다.
경화 시간은 특히 중합성 물질의 반응성, 코팅된 층의 두께, 중합 개시제의 유형, 및 자외선 램프의 전력에 의존적이다. 경화 시간은 바람직하게는 5분 이하, 보다 바람직하게는 3분 이하, 가장 바람직하게는 1분 이하이다. 대량 생산을 위해, 30초 이하의 짧은 경화 시간이 바람직하다.
또한, 중합성 물질은 중합에 사용되는 방사선의 파장으로 조정된 최대 흡수를 갖는 염료, 특히 자외선 염료, 예컨대 4,4'-아족시 아니졸 또는 티누빈(Tinuvin, 등록상표) 염료(스위스 바젤(Basel) 소재의 시바 아게(Ciba AG)) 하나 이상을 포함할 수도 있다.
다른 바람직한 양태에서, 중합성 물질은 하나 이상의 단반응성 중합성 비-메소제닉 화합물을 바람직하게는 0 내지 50%, 보다 바람직하게는 0 내지 20%의 양으로 포함한다. 전형적인 예로는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메트아크릴레이트가 있다.
다른 바람직한 양태에서, 중합성 물질은 하나 이상의 이- 또는 다반응성 중합성 비-메소제닉 화합물을 바람직하게는 0 내지 50%, 보다 바람직하게는 0 내지 20%의 양으로 포함하고, 다르게는 또는 추가로 이- 또는 다반응성 중합성 메소제닉 화합물을 포함한다. 이반응성 단량체의 전형적인 예로는 탄소원자수 1 내지 20의 알킬 기를 갖는 알킬다이아크릴레이트 또는 알킬다이메트아크릴레이트가 있다. 다반응성 단량체의 전형적인 예로는 트라이메틸프로판트라이메트아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트가 있다.
또한, 중합체 필름의 물리적 특성을 변형하기 위해 중합성 물질에 하나 이상의 쇄 전달제를 첨가하는 것이 가능하다. 특히 바람직한 것은 싸이올 화합물, 예를 들어 단작용성 싸이올, 예컨대 도데칸 싸이올, 또는 다작용성 싸이올, 예컨대 트라이메틸프로판 트라이(3-머캅토프로피오네이트)가 있다. 매우 바람직한 것으로는, 예를 들어 국제 공개 공보 제 WO 96/12209 호, 제 WO 96/25470 호 또는 US 6,420,001에 개시되어 있는 메소제닉 또는 LC 싸이올이 있다. 쇄 전달제를 사용함으로써, 유리 중합체 쇄의 길이 및/또는 중합체 필름 내의 2개의 교차결합 사이의 중합체 쇄의 길이가 조절될 수 있다. 쇄 전달제의 양이 증가되는 경우, 중합체 필름 내의 중합체 쇄 길이는 감소한다.
또한, 중합성 물질은 중합성 결합제, 또는 중합성 결합제를 형성할 수 있는 단량체 하나 이상, 및/또는 분산 보조제 하나 이상을 포함할 수도 있다. 적합한 결합제 및 분산 보조제는, 예를 들어 국제 공개 공보 제 WO 96/02597 호에 개시되어 있다. 그러나, 중합성 물질이 결합제 또는 분산 보조제를 함유하지 않는 것이 바람직하다.
중합성 물질은 하나 이상의 추가 성분, 예컨대 촉매, 감광제, 안정제, 저해제, 쇄 전달제, 공-반응 단량체, 계면-활성 화합물, 윤활제, 습윤제, 분산제, 소수성제, 부착제, 유동성 향상제, 소포제, 탈기기, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.
본 발명의 중합체 필름은 통상적인 LC 디스플레이, 예를 들어 수직 정렬을 갖는 디스플레이, 예컨대 DAP(정렬된 상의 변형), ECB(전기적으로 제어된 복굴절성), CSH(칼라 슈퍼 호메오트로픽; colour super homeotropic), VA(수직 정렬), VAN(수직 정렬 네마틱) 또는 VAC(수직 정렬 콜레스테릭), MVA(다영역 수직 정렬) 또는 PVA(패턴화된 수직 정렬) 모드; 굽은 또는 혼성형 정렬을 갖는 디스플레이, 예컨대 OCB(광학적으로 보상된 굽은 셀 또는 광학적으로 보상된 복굴절성), R-OCB(반사성 OCB), HAN(혼성 정렬된 네마틱) 또는 π-셀 모드; 비틀린 정렬을 갖는 디스플레이, 예컨대 TN(비틀린 네마틱), HTN(고 비틀린 네마틱), STN(초 비틀린 네마틱) 또는 AMD-TN(능동 매트릭스 구동 TN) 모드; IPS(평면내 스위칭) 모드의 디스플레이, 또는 국제 공개 공보 제 WO 02/93244 호에 기재된 바와 같은 광학적으로 등방성 상 내의 스위칭을 갖는 디스플레이에서 정렬 층, 지연 또는 보상 필름으로서 사용될 수 있다.
상기 및 하기에서, 달리 지시되지 않는 한, 모든 온도는 섭씨이고, 모든 %는 중량%이다. 하기 약어는 LC 상 거동을 설명하기 위해 사용된다: C, K = 결정질; N = 네마틱; S = 스멕틱; N*, Ch = 키랄 네마틱 또는 콜레스테릭; I = 등방성. 상기 기호 사이의 수는 상 전이 온도(단위: 섭씨)를 나타낸다. 추가로, mp는 융점이고 cp는 등명점이다(단위: ℃).
LC 호스트 물질 중에서 키랄 도판트의 HTP는 하기 수학식 2로 나타낸다:
Figure 112006025782846-pat00005
상기 식에서,
p는 분자 나선의 피치(단위:㎛)이고;
c는 호스트 중의 키랄 화합물의 농도(단위: 중량%)이다(예를 들어, 1중량%의 농도는 c= 0.01에 상응한다).
달리 지시되지 않는 한, 상기 및 하기 주어진 특정 HTP 값은 20℃에서 LC 호스트 혼합물 MLC-6260(독일 담스타트 소재의 메르크 카게아(Merck KGaA)) 중에서 1%의 도판트 농도에 관한 것이다.
본 발명은 하기 실시예로 설명되나, 이로써 제한되지 않는다.
실시예
실시예 1
CLC 필름 상에서 제조된 호메오트로픽 필름
1A) CLC 필름의 제조
중합성 콜레스테릭 혼합물 CM을 하기와 같이 제형화하였다:
Figure 112006025782846-pat00006
Figure 112006025782846-pat00007
혼합물 CM은 63.8 내지 64.1℃의 등명점(Ch-I 상 전이 온도)을 갖는 콜레스테릭 상을 갖고, 자외선 범위 내의 광을 반사한다.
하기 표에 나타낸 바와 같이 상이한 두께를 갖는 CLC 중합체 필름 C1, C2 및 C3을, 혼합물 CM으로부터, 러빙된 폴리이미드 코팅된 유리 슬라이드 상에서 톨루엔/사이클로헥사논(7:3) 중 상이한 농도의 혼합물의 용액을 상이한 스핀 속도(3000 또는 5000rpm)에서 30초동안 스핀-코팅함으로써 제조하였다. 그 후, 코팅을 61℃에서 1분동안 고온 플레이트 상에서 어닐링하여 LC 물질을 정렬하고, 자외선 광에 노출시켜 중합하여 CLC 중합체 필름을 수득하였다.
Figure 112011027063891-pat00026
1B) 호메오트로픽 필름의 제조
중합성 네마틱 혼합물 NM을 하기와 같이 제형화하였다:
Figure 112006025782846-pat00009
호메오트로픽 네마틱 중합체 필름을, 3000rpm에서 30초동안 기판 상에서 톨루엔/사이클로헥사논(7:3) 중 혼합물 NM의 25% 용액을 코팅하고, 용매를 증발시키고, 자외선 광에 노출시켜 혼합물을 중합함으로써 제조하였다. 호메오트로픽 필름의 두께는 약 1㎛였다.
호메오트로픽 네마틱 필름 N1, N2 및 N3을, 각각 기판으로서 유리 상에 제공된 CLC 필름 C1, C2 및 C3 상에서 제조하였다. 비교 목적을 위해, 호메오트로픽 중합체 필름 N4를 기판으로서 CLC 필름 대신 임의의 표면 처리 없는 유리 기판 상에서 제조하였다.
CLC 필름 및 네마틱 필름의 지연을 상이한 시야각에서 측정하여 지연 프로파일을 확립하였다. 하기 표는 단일 기판 및 이들 기판들과 호메오트로픽 필름의 조합에 대한 상이한 시야각에서의 지연(단위: nm)을 나타낸다:
Figure 112006025782846-pat00010
CLC 필름 C1(1.21㎛) 상에서 제조된 네마틱 필름 N1이 CLC 필름 C2(0.37㎛) 상에서 제조된 네마틱 필름 N2보다 훨씬 낮은 오프-축 지연을 갖는 것으로 보여진다. CLC 필름 C3(0.12㎛) 상에서 제조된 네마틱 필름 N3은 유리 상에서 직접적으로 코팅된 네마틱 필름 N4와 거의 유사한 지연 프로파일을 갖는다.
이는 얇은 CLC 필름이 호메오트로픽 정렬을 촉진하기 위해 정렬 층으로서 사용될 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 2
내구성 시험
실시예 1에 따라 제조한 콜레스테릭 및 호메오트로픽 필름의 내구성을 시험하였다.
2A) 80℃에서 내구성
필름의 시료를 80℃의 온도 및 90%의 상대 습도(RH)에 노출시켰다. 시료의 지연을 노출 전 및 상이한 시간 간격에서 측정하였다.
도 1은 C2/N2 조합에 대한 결과를 도시한다. 도 2는 C3/N3 조합에 대한 결과를 도시한다.
도시된 바와 같이, 지연의 현저한 변화는 관찰되지 않았다. 또한, 노출 후 필름에서 균열이 검출되지 않았다.
2B) 고온 내구성
필름의 시료를 180℃에서 오븐에 두었다. 시작 시간 및 상이한 시간 간격에서 지연을 측정하였다.
도 3은 C1/N1 조합에 대한 결과를 도시한다. 도 4는 C2/N2에 대한 결과를 도시한다. 도 5는 C3/N3에 대한 결과를 도시한다.
도시된 바와 같이, 오프-축 지연의 최소 감소가 시료 C2/N2(필름 두께는 0.37㎛)에서 관찰되었다. 임의의 시점에서 시료 어느 것에서도 균열이 검출되지 않았다.
도 6은 60°에서 시료 C1/N1, C2/N2 및 C3/N3에 대한 오프-축 지연의 감소를 도시한다. 모든 초기 지연은 100%로 표시되고, 열 처리 후 잔류 %를 나타낸다. 시료 C2/N2가 가장 낮은 지연 감소를 나타내는 것을 알 수 있다. 평평한 유리 상에 직접적으로 스핀-코팅된 실시예 1의 시료 N4를 비교를 위해 나타낸다.
이러한 결과는 CLC 필름이 호메오트로픽 필름을 안정화시키는 효과를 갖고, CLC 필름 상에 코팅된 호메오트로픽 필름이 개선된 열 안정성 및 균열에 대한 저항성을 갖는 것을 보여준다.
실시예 3
등방성 상에서 중합된 CLC 필름 상에 제조된 호메오트로픽 필름
CM2 및 CM4의 중합성 콜레스테릭 혼합물을 제조하였다. 실시예 1의 혼합물 CM에 비해, CM2는 키랄 도판트(6)의 양을 2배로 함유하고 CM4는 4배로 함유하였다. 단일 성분의 %를 하기에 나타낸다:
Figure 112006025782846-pat00011
이들 혼합물에 대한 전이 온도는 하기와 같다:
Figure 112011027063891-pat00027
상기 혼합물을 30% 농도에서 톨루엔/사이클로헥사논(7:3) 중에 용해시켜 각각 용액 S, S2 및 S4를 형성하였다.
중합체 필름 C5, C6 및 C7을, 각각 용액 S, S2 및 S4로부터 2000rpm에서 상기 용액을 30초동안 러빙된 폴리이미드 코팅된 유리 슬라이드 상에서 스핀-코팅함으로써, 제조하였다. 코팅을 61℃에서 1분동안 어닐링하고, 20mW/cm2에서 1분동안 경화하여 중합체 필름을 수득하였다. 모든 시료는 매우 깨끗한 필름을 제공하였다.
Figure 112006025782846-pat00013
도 7은 중합체 필름 C5 내지 C7의 지연 프로파일을 도시한다. C6 및 C5가 콜레스테릭이면서 C6은 낮은 지연을 갖는 반면, C7은 등방성이다.
그 후, 중합체 필름 C7을 2000rpm에서 톨루엔/사이클로헥사논(7:3) 중 실시예 1의 중합성 네마틱 혼합물 NM의 25% 용액으로 코팅하였다. 용매의 증발 후, 네마틱 혼합물을 자외선 광하에 중합하여 호메오트로픽 중합체 필름 N7을 수득하였다.
도 8은 C7 및 C7/N7의 조합의 지연 프로파일을 도시한다.
상기 실험을 반복하지만, 콜레스테릭 필름을 폴리이미드로 미리-코팅하고 문질러서 평면 정렬을 촉진시킨 유리 슬라이드 상에서 제조하였다. 러빙된 폴리이미드가 요구되지 않는 것을 확실하게 하기 위해, 콜레스테릭 코팅을 평평한 유리 상에 다시 반복하였다. 동일한 결과가 나타났다.
이는 호메오트로픽 정렬 필름이 CLC 필름이 제조되는 기판을 문지르거나 문지르지 않으면서 등방성 CLC 중합체 필름 상에서 제조될 수 있음을 보여준다.
실시예 4
등방성 상에서 중합된 CLC 필름 상에서 제조된 호메오트로픽 필름
톨루엔/사이클로헥사논(7:3) 중 실시예 1의 중합성 콜레스테릭 혼합물 CM의 15% 용액을 러빙된 폴리이미드로 코팅된 유리 슬라이드 상에서 5000rpm에서 30초동안 스핀-코팅하였다. 코팅된 슬라이드를 80℃로 설정된 고온 플레이트 상에 90초동안 놓은 후 콜레스테릭 혼합물의 등명점 초과의 온도로 상승시켰다. 그 후, 코팅을 80℃에서 온도를 유지하면서 25mW/cm2에서 1분동안 경화하여 0.49㎛ 두께의 깨끗한 필름으로서 중합체 필름 C8을 수득하였다.
그 후, 톨루엔/사이클로헥사논(7:3) 중 실시예 1의 중합성 네마틱 혼합물 NM의 25% 용액을 2000rpm에서 30초동안 중합체 필름 C8 상에서 스핀-코팅하였다. 용매의 제거 후, 코팅을 20mW/cm2에서 1분동안 경화하여 호메오트로픽 정렬을 갖는 깨끗한 필름으로서 네마틱 중합체 필름 N8을 수득하였다.
도 9는 C8/N8/유리 조합의 지연 프로파일을 도시한다.
상기 C8/N8/유리 조합의 내구성을 200℃에서 설정한 오븐에서 슬라이드 상에 둠으로써 시험하고, 상이한 시간 간격에서 지연을 측정하고, 지연 감소%를 계산하였다. 도 10은 상이한 시간 간격에서 C8/N8의 지연 프로파일을 도시한다. 도 11은 60°시야각에서 C8/N8의 오프-축 지연의 감소를 도시한다. 도시된 바와 같이, 오프-축 지연은 처음에 상당하게 떨어지지만, 그 후 감소 비율은 줄어든다. 필름 중의 균열은 관찰되지 않았다.
시료를 상기 기술된 바와 같이 제조하고 250℃로 설정된 오븐에 두고, 상이한 시간 간격에서 지연을 측정하였다. 온-축 지연은 거의 변화를 나타내지 않았다. 60°시야각에서 C8/N8/유리의 오프-축 지연 하강은 도 12에 도시된다. 120분 후에, 필름의 탈색이 나타났으나, 균열은 관찰되지 않았다.
본 발명에 따른 중합체 콜레스테릭 액정 (CLC) 물질의 낮은 광학 지연을 포함하는 콜레스테릭 필름은 종래 분야의 방법에 의해 제조되는 호메오트로픽 필름에 비해 탁월한 광학 특성, 훨씬-감소된 결점 카운트, 및 현저하게 양호한 열적 안정성을 갖는다.

Claims (13)

  1. 하나 이상의 비키랄 중합성 메소제닉 화합물 및 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 중합성 콜레스테릭 액정(CLC) 물질을 상기 중합성 CLC 물질의 등방성 상에서 중합함으로써 수득되고,
    -60°내지 60°의 시야각에서 550nm의 파장의 빛에 대해 50nm 미만의 절대 값을 갖는, 하기 수학식 1로서 정의되는 광학 지연(Rth)을 가짐을 특징으로 하는,
    중합된 CLC 물질을 포함하고 액정(LC) 물질을 위한 호메오트로픽 정렬 층으로서 사용되는 필름:
    [수학식 1]
    Figure 712013003423590-pat00029
    상기 식에서,
    d는 필름 두께이고;
    nx 및 ny는 필름 평면 내에서 직교 방향의 굴절률이고;
    nz는 필름 평면에 수직인 방향의 굴절률이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름의 두께가 0.5㎛ 미만임을 특징으로 하는, 필름.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름이 275nm 미만의 나선 피치(helical pitch)를 가짐을 특징으로 하는, 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름의 두께가 0.1 내지 0.4㎛임을 특징으로 하는, 필름.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름이, 중합성 CLC 물질을 기판 상에 제공하되 이때 상기 기판의 평면에 실질적으로 수직인 콜레스테릭 나선 축의 배향을 채택하고, 상기 CLC 물질을 중합하여 중합체 필름을 형성하고, 선택적으로 상기 중합체 필름을 상기 기판으로부터 제거함으로써 수득됨을 특징으로 하는, 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합된 CLC 물질이 키랄 화합물을 5% 이상 포함함을 특징으로 하는, 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합된 CLC 물질이, 30㎛-1 이상의 나선형의 비틀린 힘(HTP)을 갖는 키랄 화합물을 하나 이상 포함함을 특징으로 하는, 필름.
  10. 삭제
  11. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 CLC 필름 상에 중합성 LC 물질을 제공하되 이때 호메오트로픽 배향을 채택하고, 이어서 상기 LC 물질을 중합하여 중합체 필름을 형성하고, 이어서, 선택적으로, 상기 중합체 필름을 상기 CLC 필름으로부터 제거함으로써, 중합된 호메오트로픽 LC 필름을 제조하는 방법.
  12. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 CLC 필름, 및 호메오트로픽 중합된 LC 필름을 포함하는 다중층.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다중층이 광학 또는 전기 광학 장치의 컴포넌트로서 사용되거나 장식용 또는 보안용으로 사용되는, 다중층.
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