KR101415498B1 - 접착력이 향상된 광정렬 재료 - Google Patents

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Abstract

본 문헌은 기판에 향상된 접착력을 나타내는 신규한 광정렬 (공)중합체를 제공한다. (공)중합체 구조는 하나 이상의 광화학적으로 활성인 발색단 및 하나 이상의 접착 프로모터 기를 포함한다. 광정렬 (공)중합체 재료로부터 제조된 하나 이상의 광정렬 층을 포함하는 제조 용품, 광학 성분, 안과 성분 및 액정 셀 및 그 형성 방법 또한 기재된다.

Description

접착력이 향상된 광정렬 재료{PHOTOALIGNMENT MATERIALS HAVING IMPROVED ADHESION}
본 발명은 광정렬 층으로서의 사용에 적합한 신규한 (공)중합 재료에 관한 것이다. 신규한 광정렬 재료는 기판 표면에 향상된 접착력을 나타내고 더 두꺼운 단량체 및 중합 액정 층을 정렬할 수 있는, 광 배향성(photo-orientable)이고 구조적으로 이방성인 중합체 네트워크를 포함한다. 또한, 본 발명은 신규한 광정렬 재료를 제조 및 적용하는 방법에 관한 것이다.
액정 재료는 액정 재료가 기판 표면의 층으로 적층되는 다양한 적용에 사용된다. 액정 장치의 성공적인 기능은 적어도 부분적으로 특정 정렬 또는 배향을 도입하고 유지하는 층 내의 액정 분자의 능력에 달려있다. 이러한 액정 층은 다양한 방법을 사용하여 정렬되거나 배향될 수 있다. 한 가지 접근방법은 액정 층의 적용 전에 배향 층으로 기판의 표면을 코팅하는 것이다. 그리고나서 배향 층이 기판에서 액정 재료를 배향하게 하기 위해, 예를 들어 문지르거나 양극화된 전자기 조사로 조사하여 사용될 수 있다. 배향 층은 분자의 세로 축이 배향 층에 의해 정해진 배향의 위치로 정렬되는 결과를 갖는 액정 분자 층의 배향의 위치를 정한다. 위치 정렬에 덧붙여 배향 층은 또한 액정 분자에 기울어진 각을 줄 수 있어서 분자 자체가 표면에 평행하게 놓이기보다 배향 층의 표면에 비스듬히 정렬한다.
양극화된 전자기 조사에 의한 중합체 층의 배향이 알려져 있다. 배향에 기초한 조사는 단축의 문지르기에 의한 배향과 관련된 특정 문제, 예를 들어 먼지 발생, 열 발생, 박막 파괴 및 구조화 능력의 결핍을 극복한다. 나아가 조사에 의한 배향은 또한 주위 영역에 비해 상이한 배향을 갖는 별개의 영역을 제공하는 가능성을 허용한다. 광 배향성 정렬 재료의 예는 중합체 결합된 광활성 신남산 유도체, 쿠마린 유도체, 시스/트랜스 이성화 가능한 아조 유도체 및 광화학적으로 분해할 수 있는 폴리이미드 유도체를 포함한다.
미국 특허 번호 제6,107,427호는 3-아릴-아크릴 산 에스테르 및 아미드 뿐만 아니라 액정 층에 대한 배향 층으로서의 용도를 포함하는 교차연결 가능한 광활성 중합체 재료에 관한 것이다. 그러한 재료는 광학적 성분 및 다중 층 시스템, 예를 들어 액정 디스플레이의 생산에 사용된다.
국제 공개 제WO2004/060861 A2호는 (a) 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드 및 메타크릴아미드의 기로부터 온, 각각이 공유결합, 직접 또는 결합 기를 통해 결합된 광화학적으로 이성질화 가능한 또는 이량체화 가능한 분자인 하나 이상의 단량체, (b) 에틸렌 불포화된 단량체 또는 다이카르복실 산의 하나 이상의 폴리옥시알킬 에스테르 또는 하나의 폴리옥시알킬아미드, 또는 에틸렌 불포화된 알코올의 하나의 폴리옥시알킬 에테르 및 (c) 임의적으로 다른 에틸렌 불포화된 공단량체의 광 교차결합성 공중합체에 관한 것이다. 공중합체는 70℃ 이하, 바람직하게는 70℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다. 그러한 재료는 전기광학적 성분, 예를 들어 액정 디스플레이, 보상 필름 광학적 지연 필터, 콜레스테릭(cholesteric) 필터, 반사방지 필터 등의 생산에 사용되는 액정용 정렬 층으로서 적합하다.
국제 공개 제WO2005/015298 A1호는 액정 필름에 향상된 접착력을 갖는 정렬 층, 그러한 층의 제조에 사용되는 전구 재료, 그러한 층 및 하나 이상의 액정 중합체 필름을 포함하는 라미네이트, 및 광학적, 전자광학적, 장식 또는 보안용 용도 및 장치를 위한 정렬 층 및 라미네이트의 용도를 제공한다. 정렬 층 및 전구 재료는 하나 이상의 단량체, 올리고머 또는 중합체 형태로 반응성 메조겐(mesogen)을 포함한다. 반응성 메조겐은 바람직하게는 정렬 필름을 형성하는데 사용되는 용매화된 조성물에 혼입된다. 그렇지 않으면 반응성 메조겐은 일반적으로 중합체 층이 아닌 자가 조립된 단일층 또는 다중층인 커맨드(command) 층을 형성하는데 사용되는 조성물에서 성분으로 사용될 수 있다. 커맨드 층에 의한 액정 정렬의 촉진은 일반적으로 벌크 효과가 아니라 오히려 표면 효과이고, 이 때 커맨드 층 분자는 표면에 묶여 있고 일반적으로 단일층 두께이다.
상기 광정렬 공중합체 및 제조된 정렬 층이 (그들이 적용된 기판 및 이후 적용되는 액정층에) 다소 향상된 접착력을 나타내지만, 그럼에도 불구하고 몇몇 적용을 위한, 예를 들어 렌즈와 같은 안과용 장치의 생산에 사용되기 위한 층에 충분한 접착력을 제공하지 않는다. 액정 장치에 사용되는 이들 종래 기술의 정렬 층 재료는 여전히 일반적으로 그러한 적용에 좋지 않은 접착력을 나타내고 종종 특정 기판, 예를 들어 플라스틱 광학 기판과 양립할 수 없는 높은 가공 온도(200℃ 내지 250℃)를 사용하여 생산된다. 이전에 언급된 바와 같이 액정층 또는 다른 층이 광정렬 층의 표면에 침착되는 적용시, 층 사이의 접착력 또한 필요하다. 접착력 수준이 충분하지 않은 적용시, 기판 표면으로부터 광정렬 층의 필링(peeling) 또는 광정렬 층의 표면으로부터 이후 층의 필링이 관찰될 수 있다.
나아가 안과용 적용과 같은 특정 적용은 두께가 20미크론 초과인 액정층을 사용한다. 이들 적용에서 두께가 1,000미크론 이하의 접착성 액정층을 정렬할 수 있는 광정렬 층이 바람직하다. 그러므로 알려진 광정렬 재료에 비해 향상된 접착 특성을 갖는 층 및 더 두꺼운 정렬된 액정층을 형성하는데 사용될 수 있는 광정렬 재료가 바람직하다. 본 발명의 광정렬 재료는 이전에 알려진 광정렬 공중합체 및 그들을 포함하는 정렬층의 단점을 극복하여 원하는, 향상된 접착 특성을 제공한다.
본 발명은 하기 화학식 Ⅱ의 구조를 포함하는 (공)중합체에 관한 것이다:
[화학식 Ⅱ]
Figure 112012053501595-pct00001
상기 식에서,
각각의 Ma, Mb 및 Mc는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 아크릴로일 단위로부터 선택된 단량체 단위의 잔기이고, 이 때 아크릴로일 치환체는 C1-C4 알킬, 페닐, -O- 및 이들의 조합, 치환되거나 비치환된 스티렌 단위, 치환되거나 비치환된 에폭시 단위, 치환되거나 비치환된 우레탄 단위, 치환되거나 비치환된 폴리카르복실산, 치환되거나 비치환된 폴리올 단위, 치환되거나 비치환된 폴리아민 단위 및 치환되거나 비치환된 히드록시알카노산 단위로부터 선택되고, 이 때 치환체는 C1-C20 알킬, C1-C20 알콕시, C3-C10 시클로알킬, C1-C20 알킬(C1-C20)알콕시, 할로(C1-C20)알킬, 헤테로시클로(C3-C10)알킬, 할로아릴, 할로(C1-C20)알킬아릴, C1-C20 알킬아릴, C1-C20 알콕시아릴, 헤테로아릴, 아릴(C1-C20)알킬, 헤테로아릴(C1-C20)알킬로부터 선택되고;
La, Lb 및 Lc는 각각 독립적으로 단일 결합, -(CH2)g-, -(CF2)h, -Si(Z')2(CH2)g-, 또는 -(Si(CH3)2O)h-, -N(R)-, -C(R)=C(R)-, -C(R)=N-, -C(R')2-C(R')2-, -O-, -C(O)-, -C≡C-, -N=N-, -S-, -S(O)-, -S(O)(O)-, -(O)S(O)O-, -O(O)S(O)O-, 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C24 알킬렌 잔기, 아릴렌, C3-C10 시클로알킬렌 및 이들의 다양한 조합으로부터 선택되는 스페이서 기이고, 이 때 Z'는 독립적으로 수소, C1-C18 알킬, C3-C10 시클로알킬 및 아릴로부터 각각 선택되고, R은 독립적으로 Zb, 수소, C1-C18 알킬, C3-C10 시클로알킬 및 아릴로부터 각각 선택되고, R'는 독립적으로 Zb, C1-C18 알킬, C3-C10 시클로알킬 및 아릴로부터 각각 선택되고, C1-C24 알킬렌 잔기는 Zb, 시아노 또는 할로 단일 치환되거나 Zb 또는 할로로 다치환되고, g는 독립적으로 1 내지 20으로부터 각각 선택되고, h는 1 내지 16(1과 16도 포함)의 정수이고;
각각의 Za는 독립적으로 이량체화 가능한 치환되거나 비치환된 신나메이트, 치환되거나 비치환된 쿠마린, 시스/트랜스 이성질화 가능한 치환되거나 비치환된 아조, 광화학적으로 분해 가능한 치환되거나 비치환된 폴리이미드 및 포토 프리스(Photo-Fries) 재배열 가능한 치환되거나 비치환된 방향족 에스테르로부터 선택된 광화학적으로 활성인 발색단이고;
각각의 Zb는 독립적으로 히드록시, 카르복시산, 무수물, 이소시아네이토, 블로킹된 이소시아네이토, 티오이소시아네이토, 블로킹된 티오이소시아네이토, 아미노, 티오, 유기기능성 실란, 유기기능성 티타네이트, 유기기능성 니르코네이트 또는 에폭시로부터 선택되는 접착 프로모터 기이고, 이 때 유기기능성 기는 독립적으로 비닐, 알릴, 비닐-기능성 탄화수소 라디칼, 에폭시-기능성 탄화수소 라디칼, 알릴-기능성 탄화수소 라디칼, 아크릴로일 기능성 탄화수소 라디칼, 메타크릴로일-기능성 탄화수소 라디칼, 스티릴-기능성 탄화수소 라디칼, 메르캅토-기능성 탄화수소 라디칼 및 이들 유기기능성 기의 조합으로부터 선택되고 탄화수소 라디칼은 C1-C20 알킬, C2-C20 알케닐, C2-C20 알키닐, C1-C20 알콕시, C1-C20 알킬(C1-C20)알콕시, C1-C20 알콕시(C1-C20)알킬, 아릴, 헤테로아릴 및 이들 탄화수소 라디칼의 조합으로부터 선택되되;
Zb가 히드록시 또는 카르복시산일 때 (공)중합체는 하나 이상의 다른 접착 프로모터 기를 추가로 포함하고;
Zc는 단단한 곧은 막대같은 액정 기, 단단한 구부러지는 막대같은 액정 기 및 단단한 원반같은 액정 기로부터 선택되는 메조겐 구조이고;
x는 0<x≤1의 값을 갖고, y는 0≤y<1의 값을 갖고, z는 0≤z<1의 값을 갖고 이 때 x+y+z=1이고, n은 10 내지 10,000 범위의 값을 갖고,
이 때 x=1이면 La 및 Za 중 하나 이상은 하나 이상의 Zb 접착 프로모터 기로 추가로 치환되고, y=0이면 La, Za, Lc 및 Zc 중 하나 이상은 하나 이상의 Zb 접착 프로모터 기로 추가로 치환된다.
본 구현예에 따라 본 문헌은 z가 0인 (공)중합체를 제공한다.
다른 구현예에서 본 문헌은 z가 0보다 더 큰 (공)중합체를 제공한다.
본 문헌의 추가 구현예는 제조 용품을 제공한다. 제조 용품은 상기 화학식에 의해 제시된 구조를 갖는 하나 이상의 (공)중합체를 포함하는 광정렬 가능한 부분을 포함하고, 이 때 변수 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb, Zc, x, y, z 및 n은 본 명세서에 기재된 바와 같다.
본 문헌의 또 다른 구현예는 예를 들어 안과 성분, 디스플레이 성분, 윈도우, 거울, 능동 액정 성분 또는 수동 액정 성분과 같은 안과 성분을 제공한다. 광학 성분은 기판을 포함하고 적어도 기판 표면의 한 부분에 적어도 제1의 부분적인 층을 포함한다. 적어도 부분적인 층은 상기 화학식에 의해 제시되는 구조를 갖는 (공)중합체 재료를 포함하고, 이 때 변수 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb, Zc, x, y, z 및 n은 본 명세서에 상세히 제시된 바와 같다. 특정 구현예에서 광학 성분은 하나 이상의 적어도 추가의 부분적인 층을 기판 표면의 적어도 한 부분에 추가로 포함할 수 있다.
본 문헌의 다른 추가 구현예는 액정 셀을 제공한다. 액정 셀은 제1 표면, 제1 표면과 반대쪽에 있는 제2 표면, 제2 표면을 마주보는 제1 표면의 적어도 한 부분에 적어도 제1의 부분적인 층, 제1 표면을 마주보는 제2 표면의 적어도 한 부분에 적어도 제2의 부분적인 층을 포함하고, 이 때 적어도 제1의 부분적인 층 및 적어도 제2의 부분적인 층은 적어도 제1의 부분적인 층 및 적어도 제2의 부분적인 층 사이의 공간 내에 공간 및 액정 재료를 한정한다. 적어도 제1의 부분적인 층 및 적어도 제2의 부분적인 층은 정렬층이고 적어도 제1의 부분적인 층 및 적어도 제2의 부분적인 층 중 하나 이상은 상기 화학식에 의해 제시된 구조를 갖는 (공)중합체를 포함하고, 이 때 변수 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb, Zc, x, y, z 및 n은 본 명세서에 상세히 제시된다. 특정 구현예에서 액정 재료는 하나 이상의 이색성 재료 또는 광색성-이색성 재료를 포함한다.
본 문헌의 또 다른 구현예는 광학 성분에 광정렬 재료를 적용하는 방법을 제공한다. 방법은 광정렬 (공)중합체 재료의 적어도 부분적인 층을 기판 표면의 적어도 한 부분에 적용하는 단계, 광정렬 (공)중합 재료의 하나 이상의 접착 프로모터 기와 기판 표면의 양립 가능한 기 사이에 끌어당기는 결합(attractive bond)을 형성하는 단계 및 양극화된 UV 조사에 적어도 부분적인 층을 노출시킴으로써 광정렬 (공)중합체 재료의 적어도 제1 부분을 적어도 부분적으로 정렬시키는 단계를 포함한다. 광정렬 (공)중합체 재료는 상기 화학식에 의해 제시된 구조를 갖고, 이 때 변수 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb, Zc, x, y, z 및 n은 본 명세서에 상세히 제시된다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예가 다음의 도면과 연관되면 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 문헌에 따른 광학 성분의 한 구현예를 예시한다.
도 2는 본 문헌에 따른 광학 성분의 제2의 구현예를 예시한다.
도 3은 본 문헌에 따른 액정 셀의 한 구현예를 예시한다.
본 문헌은 기판에 층으로서 침착에 적합하고, 더 두꺼운 단량체 및 중합체 액정층을 정렬하라 수 있고, 통상적으로 사용되는 기판 뿐만 아니라 중합체 층의 표면에 침착되는 이후의 층에 향상된 접착을 나타낼 수 있는 신규한 광 배향성, 구조적으로 이방성인 중합체 네트워크를 생산하기 위한 구조 및 방법에 관한 것이다.
액정 재료는 다양한 적용에 사용된다. 액정(LC) 분자는 바람직한 방향으로 서로 정렬하여 이방성 광학, 전자기 및/또는 기계적 특성을 갖는 유체 재료를 만드는 경향이 있다. 메조겐은 LC의 기능적 단위이고 이는 액정 재료에서 구조적 정돈을 유도한다. LC의 메조겐 모이어티는 일반적으로 LC 조성물에서 다른 메조겐 성분과 정렬하여 하나의 특정 방향으로 LC 분자를 정렬하는 단단한 모이어티를 포함한다. 메조겐의 단단한 부분은 단단한 분자 구조, 예를 들어 모노 또는 폴리시클릭 환 구조, 예를 들어 모노 또는 폴리시클릭 방향족 환 구조를 포함하는 단단한 분자 구조로 이루어질 수 있다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용하기에 적합한 액정 메조겐은 굴열성 액정 메조겐 및 이액순의 액정 메조겐을 포함한다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용하기에 적합한 굴열성 액정 메조겐의 예는 콜루머틱(columatic, 또는 막대같은) 액정 메조겐, 디스코틱(discotic, 또는 원반같은) 액정 메조겐 및 콜레스테릭 액정 메조겐을 포함한다. 가능한 메조겐의 예는 예를 들어 미국 출원 번호 제12/163,116호, 문단 [0024]-[0047]에 더욱 상세히 제시되어 있고 문헌[Demus, et al., "Flussige Kristalle in Tabellen," VEB Deutscher Ve lag Fiir Grundstoffindustrie, Leipzig, Germany, 1974 및 "Flussige Kristalle in Tabellen II," VEB Deutscher Verlag Fiir Grundstoffindustrie, Leipzig, Germany, 1984]에 기재된 것들을 포함한다.
LC는 질서없는 상태 또는 질서있는(정렬된) 상태로 존재할 수 있다. 질서없는 상태에서 LC 분자는 기본적으로 임의의 배향을 취할 수 있다, 즉 LC 분자에 일반적인 배향이 없을 것이다. 질서있는 또는 정렬된 상태에서 LC 분자는 일반적으로 LC 분자의 메조겐 부분이 LC 재료의 정렬된 부분에 걸쳐서 적어도 부분적으로 정렬된 배향을 취할 것이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "정렬하다" 또는 "정렬된"이라는 용어는 다른 재료, 화합물 또는 구조와의 상호작용에 의해 적합한 배열 또는 위치로 오게 하는 것을 의미한다. 특정 경우에 LC 분자의 메조겐 부분은 적어도 부분적으로 평행 배향으로 정렬될 것이다. 다른 경우에 LC 분자의 메조겐 부분은 적어도 부분적으로 나선 배향으로 정렬될 것이다.
액정 중합체("LCP")는 액상으로 매우 질서있는 구조의 영역을 형성할 수 있는 중합체이다. LCP는 중합되어 LCP를 형성하는 액정 단량체(LCM) 화합물로부터 만들어질 수 있다. 그렇지 않으면 LCP는 액정 재료의 존재하에 중합 가능한 재료를 중합하여 형성될 수 있어 액정 재료가 중합체 내에 잡히게 된다. LC, LCM 및 LCP는 강한 엔지니어링 플라스틱으로서의 사용에서부터 LC 디스플레이용의 부서지기 쉬운 겔에 이르는 광범위한 용도를 갖는다. 이들 재료는 또한 예를 들어 안과 성분, 디스플레이 성분, 창문 및 거울과 같은 광학 성분에 사용될 수 있다. 액정 재료는 예를 들어 기판의 적어도 일부분에서 적어도 부분적인 층, 코팅 또는 필름으로 사용될 수 있고, 예를 들어 포토마스크나 장식 색소와 같은 광학 데이터 저장 적용에; 화장품에 그리고 보안용으로(예를 들어 미국 특허 제6,217,948호 참조); 의학, 치과, 접착 및 광조형(stereolithographic) 적용(미국 특허 제7,238,831호 참조)용 경화성 수지로서; 제조를 위한 용품, 예를 들어 몰드 어셈블(molded assemble) 또는 상기 적용 및 다양한 관련 장치에 사용하기 위한 캐스트 용품으로서 사용하기 위해 기재에 특정한 원하는 특성을 부여할 수 있다. 특정한 경우에, LC 재료는 광학 성분, 예를 들어 안과 성분, 디스플레이 성분, 창, 거울, 능동 및 수동 액정 셀, 성분 및 장치 및 관심있는 용품, 예를 들어 편광자, 광학 보정기(예를 들어 미국 특허 제7,169,448호 참조), 광학 지연제(예를 들어 미국 특허 제RE39,605E 참조), 색 필터 및 광파 회로용 파장판(예를 들어 미국 특허 제7,058,249 참조)을 포함하는 다른 LC 또는 LCP와 같은 광학 성분으로 삽입될 수 있다. 특정 메조겐 화합물은 특히 이색성 또는 광색성-이색성 재료 또는 화합물을 추가로 포함하는 안과 성분의 형성을 위한 LCM 및 LCP로서 사용될 수 있다. 이색성 화합물은 평면 편광의 두 개의 직각 성분 중 하나를 우선적으로 흡수할 수 있다.
일반적으로 원하는 효과를 달성하기 위해, 예를 들어 이색성 성분을 포함하는 메조겐 또는 LC 분자를 적합하게 배치하거나 배열하는 것이 필요하다. 즉, 막대형 또는 선형 메조겐용으로, 일반적으로 메조겐 화합물의 적어도 부분적으로 정렬된 분자의 장축이 일반적으로 서로 평행하도록, 화합물 분자를 적어도 부분적으로 정렬하는 것이 필요하다. LC 재료 또는 다른 이방성 재료의 적어도 부분적인 정렬은 자기장에 재료의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 전단력에 재료의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 전기장에 재료의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 평면 편광된 자외선(UV) 조사에 재료의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 적외선 조사에 재료의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 재료의 적어도 일부분을 건조시키는 것, 재료의 적어도 일부분을 에칭시키는 것, 재료의 적어도 일부분을 문지르는 것 및 재료의 적어도 일부분을 다른 구조 또는 재료, 예를 들어 적어도 부분적으로 정돈된 정렬 재료로 정렬시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 또한 배향된 표면, 예를 들어 적어도 부분적으로 정돈된 정렬 재료로 코팅된 표면을 갖는 LC 재료 또는 다른 이방성 재료를 정렬하는 것이 가능하다. 즉, 액정 분자는 예를 들어 문지름, 그루빙(grooving) 또는 광정렬 방법에 의해 배향된 표면에 코팅, 층 또는 필름으로 적용되고 이후 각각의 액정 분자의 장축이 일반적으로 표면의 배향의 일반적인 방향에 평행한 배향을 취하도록 정렬될 수 있다.
정렬 재료, 예를 들어 광정렬 재료는 정렬 재료가 적어도 부분적으로 정렬되는 경우에 기판의 표면 또는 표면의 일부에 코팅으로서 사용될 수 있고 그리고나서 정렬 재료 층의 일부에 적용되는 후속 층에 하나 이상의 액정 재료를 정렬하는데 사용될 수 있다. 그러나 종래의 광정렬 재료는 표면 및/또는 광정렬 재료의 표면에 코팅될 수 있는 후속 층에 불만족스러운 접착력을 나타낼 수 있다. 이는 표면 및/또는 후속 층으로부터 광정렬 층의 필링 또는 분리 및 제품의 유용성 및 수명에 전반적인 손실을 초래할 수 있다. 본 발명의 다양한 구현예는 신규한 (공)중합체 광정렬 재료를 제공한다. (공)중합체 광정렬 재료는 재료가 코팅된 기판의 표면에 향상된 접착력, 재료와 광정렬 재료 층의 표면에 적층되는 후속 층 사이에 향상된 접착력을 나타낸다. 향상된 접착력 특징은 광정렬 재료의 (공)중합체 구조 내에 접착 프로모머 기의 삽입에 의해 영향을 받는다.
한 구현예에 따르면, 본 문헌은 하기 화학식 Ⅰ에 의해 제시되는 구조를 포함하는 (공)중합체를 제공한다:
[화학식 Ⅰ]
Figure 112012053501595-pct00002
화학식 Ⅰ과 관련하여, Ma 및 Mb는 단량체 단위의 잔기를 나타낸다. 각각의 Ma 및 Mb는 치환되거나 비치환된 아크릴로일 단위로부터 선택되고, 아크릴로일 치환체는 C1-C4 알킬, 페닐, -O- 및 그들의 조합으로부터 선택된다. 그러한 아크릴로일 단위의 예는 아크릴로일옥시, 메타크릴로일옥시 및 신나메이트를 포함한다. 각각의 Ma 및 Mb는 또한 치환되거나 비치환된 스티렌 단위, 치환되거나 비치환된 에폭시 단위, 치환되거나 비치환된 우레탄 단위, 치환되거나 비치환된 폴리카르복시산, 치환되거나 비치환된 폴리올 단위, 치환되거나 비치환된 폴리아민 단위 및 치환되거나 비치환된 히드록시알카노산 단위로부터 선택되고 치환체는 C1-C20알킬, C1-C20알콕시, C3-C10시클로알킬, C1-C20알킬(C1-C20)알콕시, 할로(C1-C20)알킬, 헤테로시클로(C3-C10)알킬, 할로아릴, 할로(C1-C20)알킬아릴, C1-C20알킬아릴, C1-C20알콕시아릴, 헤테로아릴, 아릴(C1-C20)알킬 및 헤테로아릴(C1-C20)알킬로부터 선택된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단량체 또는 단량체 단위와 관련하여 사용되면 용어 "잔기"는 중합체 쇄에 삽입된 후에 단량체 단위 중에 남아있다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 카르복시산 또는 폴리카르복시산 관련하여 사용되면 용어 "유도체"는 아미드, 에스테르, 아실 할라이드, 아실 무수물 및 시아노 유도체를 포함한다. 화학식 Ⅰ에서 Ma 및 Mb 기는 (공)중합체의 중합체 주쇄를 구성한다. 특정 구현예에 따르면, Ma 및 Mb 기는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 아크릴로일옥시 단위 또는 치환되거나 비치환된 메타크릴옥시 단위의 잔기일 수 있다.
화학식 Ⅰ에 의해 제시된 바와 같이, (공)중합체는 펜던트(pendant) 기 -La-Za 및 -Lb-Zb를 갖고, L 기는 단량체 잔기(즉, Ma 및 Mb)와 Za 및 -Zb 기 사이의 스페이서 기를 나타낸다. 다양한 구현예에 따르면 La 및 Lb 기는 각각 독립적으로 단일 결합, -(CH2)g-, -(CF2)h-, -Si(Z')2(CH2)g- 또는 (Si(CH3)2O)h-, -N(R)-, -C(R)=C(R)-, -C(R)=N-, -C(R')2-C(R')2-, -O-, -C(O)-, -C≡C-, -N=N-, -S-, -S(O)-, -S(O)(O)-, -(O)S(O)O-, -O(O)S(O)O-, 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C24알킬렌 잔기, 아릴렌, C3-C10시클로알킬렌 및 이들의 다양한 조합으로부터 선택될 수 있다. 이들 구조에 따르면, Z'는 독립적으로 각각 수소, C1-C18알킬, C3-C10시클로알킬 및 아릴로부터 선택될 수 있고; R은 독립적으로 각각 Zb, 수소, C1-C18알킬, C3-C10시클로알킬 및 아릴로부터 선택될 수 있고; R'는 독립적으로 각각 Zb, C1-C18알킬, C3-C10시클로알킬 및 아릴로부터 선택될 수 있고; C1-C24알킬렌 잔기는 Zb, 시아노 또는 할로로부터 선택될 수 있고 Zb 또는 할로로 다치환될 수 있다. 나아가 스페이서 기 La 및 Lb에 따르면 g는 독립적으로 각각 1 내지 20, 예를 들어 2 내지 15 또는 5 내지 10으로부터 선택될 수 있고; h는 1 내지 16(1과 16 포함)의 정수, 예를 들어 2 내지 12 또는 4 내지 10에 의해 제시될 수 있다.
각각의 Za 기는 광화학적으로 활성인 발색단을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 구 "광화학적으로 활성인 발색단"은 화학선 조사의 흡수시 (그들 자체로 또는 다른 활성 모이어티, 예를 들어 다른 광화학적으로 활성인 발색단과 같이) 화학적으로 반응하는 분자 또는 중합체의 구조 또는 부분을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "화학선 조사"는 반응을 일으킬 수 있는 전자기적 조사를 의미한다. 화학선 조사는 예를 들어 가시광선 및 자외선 조사를 포함한다. 광화학적으로 활성인 발색단은 광화학적 시스/트랜스 이성질화, (중합체 또는 올리고머의 가교결합으로 이끄는) 광화학적 [2+2] 시클로 부가, 광화학적 분해 또는 광화학적 재배열을 겪을 수 있다. 다양한 구현예에 따르면 적합한 광화학적으로 활성인 발색단은 이량체화 가능한 치환되거나 비치환된 신나메이트, 이량체화 가능한 치환되거나 비치환된 쿠마린 유도체, 시스/트랜스 이성질화 가능한 치환되거나 비치환된 아조, 광화학적으로 분해 가능한 치환되거나 비치환된 폴리이미드 및 광화학적으로 재배열 가능한 치환되거나 비치환된 방향족 에스테르, 예를 들어 포토 프리스 재배열을 겪을 수 있는 것들을 포함한다. 특정 구현예에서 광화학적으로 활성인 발색단은 이성질체화 가능한 치환되거나 비치환된 신나메이트 또는 이성질체화 가능한 치환되거나 비치환된 쿠마린일 수 있다. 신나메이트 및 쿠마린은 화학선 조사에 노출시 반응하여 문헌["Alignment Technologies and Applications of Liquid Crystal Devices," KLohki Takotah et al., Taylor 및 Francis, New York, 2005, 페이지 61-63]에 기재된 바와 같이 [2+2] 이량체화를 겪을 수 있다. 적합한 신나메이트의 예는 미국 특허 제5,637,739호의 컬럼 6, 19번째줄 내지 32번째줄 및 제7,173,114호의 컬럼 3, 13번째줄 내지 컬럼 5, 2번째줄에서 발견될 수 있고 쿠마린은 미국 특허 제5,231,194호의 컬럼 1, 37번째줄 내지 컬럼 3, 50번째줄, 제5,247,099호의 컬럼 1, 66번째줄 내지 컬럼 4, 28번째줄, 제5,300,656호의 컬럼 1, 13번째줄 내지 컬럼 10, 15번째줄 및 제5,342,970호의 컬럼 1, 6번째줄 내지 컬럼 7, 34번째줄에서 발견될 수 있다.
나아가, 광화학적으로 활성인 발색단의 예는 다음을 포함할 수 있다: 광이성질화 가능한 아조 화합물, 예를 들어 폴리((n-부틸 메타크릴레이트-코-(E)-4-(페닐디아제닐)페닐 메타크릴레이트)-b-스티렌)(문헌[Macromol. Chem. Phys. 2009, 210, 페이지 1484-1492]에 기재됨); 광분해 가능한 폴리이미드, 예를 들어 폴리(2-메틸-6-(4-(p-톨리옥시)페닐)피롤로[3,4-f]이소인돌-1,3,5,7(2H,6H)-테트라온), 폴리(5-(2-(1,3-디옥소-2-(4-(p-톨릴옥시)페닐)이소인돌린-5-일)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판-2-일)-2-메틸이소인돌린-1,3-디온), 폴리(5-(2-(1,3-디옥소-2-(4-(2-(p-톨릴)프로판-2-일)페닐)이소인돌린-5-일)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판-2-일)-2-메틸이소인돌린-1,3-디온) 및 폴리(5-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-(2-(4-(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-(p-톨릴)프로판-2-일)페닐)1,3-디옥소이소인돌린-5-일)프로판-2-일)-2-메틸이소인돌린-1,3-디온)(문헌[Macromolecules 1994, 27, 페이지 832-837]에 기재됨); 광반응성 폴리이미드, 예를 들어 (2E,2'E)-4-(5-(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-(2-메틸-1,3-디옥소이소인돌린-5-일)프로판-2-일)-1,3-디옥소인돌린-2-일)-4'-메틸-[1,1'-비페닐]-3,3'-디일 비스(3-페닐아크릴레이트)(문헌[Macromolecules 2003, 36, 페이지 6527-6536]에 기재됨); 광분해 가능한 폴리이미드, 예를 들어 7-메틸-2-(4-(4-메틸벤질)페닐)테트라히드로-1H-5,9-메타노피리도[3,4-d]아제핀-1,3,6,8(2H,4H,7H)-테트라온 및 2-메틸-5-(4-(4-(2-(4-(p-톨릴옥시)페닐)프로판-2-일)페녹시)페닐)헥사히드로시클로부타[1,2-c:3,4-c']디피롤-1,3(2H,3aH)-디온(문헌[the The Liquid Crystal Book Series: Alignment Technologies and Application of Liquid Crystal Devices, K. Takatoh et.al., 2005, Taylor 및 Francis, 페이지 63]에 기재됨); 및 폴리(5-메타크릴아미도나프탈렌-1-일 메타크릴레이트), 폴리(4-메타크릴아미도나프탈렌-1-일 메타크릴레이트), 폴리(4-메타크릴아미도페닐 메타크릴레이트), 폴리(4-메타크릴아미도페네틸 메타크릴레이트) 및 폴리(4-(2-메타크릴아미도에틸)페닐 메타크릴레이트(문헌[Molecular Crystal and Liquid Crystal, 2007, 479권, 페이지 121]에 기재됨)을 포함하는 포토 프리스 재배열을 겪을 수 있는 방향족 에스테르를 포함한다.
각각의 Zb기는 접착 프로모터 기를 제시한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "접착 프로모터"는 (공)중합체 구조와 그것이 코팅되는 기판 사이 또는 접착 프로모터를 포함하는 중합체의 표면에 코팅되는 중합체 필름에 대한 접착력을 향상시키는 기 또는 구조를 의미한다. 접착 프로모터는 (공)중합체 및 기판 또는 후속 코팅 사이에 분자 또는 원자 수준에서 적어도 부분적인 인력을 형성함으로써 작용할 수 있다. 인력의 예는 공유 결합, 극성 공유 결합, 이온성 결합, 수소 결합, 정전기적 인력, 소수성 상호작용 및 반 데르 발스 인력을 포함한다. 즉, 접착 프로모터 기 Zb에서 기능은 표면에서의 기능 또는 후속 코팅에서의 기능을 갖는 인력 상호작용을 형성할 수 있다. 본 명세서에서 다양한 구현예에 따른 공중합체의 구조 내에 다수의 접착 프로모터 기 Zc와 기판 표면 또는 후속 코팅 재료 사이의 인력 상호작용은 공중합체와 기판 표면 및/또는 후속 코팅 사이에 향상된 접착력을 초래할 수 있다. 접착 프로모터 기 Zb에 대한 적합한 구조의 다양한 구현예는 히드록시, 카르복시산, 무수물, 이소시아네이토, 블로킹된 이소시아네이토, 티오이소시아네이토, 블로킹된 티오이소시아네이토, 아미노, 티오, 유기기능성 실란, 유기기능성 티타네이트, 유기기능성 지르코네이트 및 에폭시를 포함하고, 각각의 유기기능성 기는 독립적으로 비닐, 알릴, 비닐 기능성 탄화수소 라디칼, 에폭시 기능성 탄화수소 라디칼, 알릴 기능성 탄화수소 라디칼, 아크릴로일 기능성 탄화수소 라디칼, 메타크릴로일 기능성 탄화수소 라디칼, 스티릴 기능성 탄화수소 라디칼, 머캅토 기능성 탄화수소 라디칼 및 이들 유기기능성 기의 조합으로부터 선택되고, 탄화수소 라디칼은 C1-C20알킬, C2-C20알케닐, C2-C20알키닐, C1-C20알콕시, C1-C20알킬(C1-C20)알콕시, C1-C20알콕시(C1-C20)알킬, 아릴, 헤테로아릴 및 이들 탄화수소 라디칼의 조합으로부터 선택되되, Zb가 히드록시 또는 카르복시산일 때 (공)중합체는 하나 이상의 다른 접착 프로모터 기, 예를 들어 문헌[미국 특허 제6,025,026호의 컬럼 6, 5번째줄 내지 컬럼 8, 65번째줄; 제6,150,430호의 컬럼 2, 59번째줄 내지 컬럼 5, 44번째줄 및 제7,410,691호의 컬럼 6, 4번째줄 내지 컬럼 8, 19번째줄]에 기재된 프로모터를 추가로 포함한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 이소시아네이토 또는 티오이소시아네이토 기와 관련하여 사용될 때 용어 "블로킹된"은 이소시아네이토 또는 티오이소시아네티오 기가 블로킹 기가 제거될 때까지 반응으로부터 이소시아네이토 또는 티오이소시아네이토 기를 보호하는 기와 가역적으로 반응하는 구조를 일컫는다. 일반적으로 이소시아네이토 또는 티오이소시아네이토 기를 블로킹하는데 사용되는 화합물은 활성 수소 원자를 갖는 유기 화합물, 예를 들어 휘발성 알코올, 엡실론-카프롤락탐 또는 케톡심 화합물일 수 있다. 블로킹 기의 예는 아민, 히드로옥삼 에스테르, 치환되거나 비치환된 피라졸 기, 페놀, 그레졸, 노닐페놀, 카프롤락탐, 트리아졸, 이미다졸린, 옥심, 포르메이트 및 다이아세톤을 포함하고 문헌[X. Tassel et al, "A New Blocking Agent of Isocyanates" European Polymer Journal, 2000, 36, 1745-1751 및 Z. W. Wicks Jr., Progress in Organic Coatings, 1975, 3, 73-99]에 기재된 것들을 포함한다.
또 화학식 Ⅰ과 관련하여, 다양한 구현예에 따르면 n은 10 내지 10,000, 예를 들어 100 내지 5,000 또는 500 내지 2,000 범위의 값을 가질 수 있다. 특정 구현예에 따르면, x는 0<x≤1의 값을 가질 수 있고, y는 0≤x<1의 값을 가질 수 있고, 이 때 x+y=1이다. 즉, 이들 특정 구현예에 따르면 (공)중합체는 Ma 및 Mb 단량체 잔기만을 포함한다. 다른 구현예에서 본 명세서에 기재된 바와 같이 (공)중합체는 추가적인 단량체 잔기를 포함할 수 있다. 그들 구현예에서 x=1이면(즉, y=0이면) La 및 Za 중 하나 이상은 하나 이상의 Zb 접착 프로모터 기로 추가로 치환된다.
본 명세서에 기재된 (공)중합체의 또 다른 구현예에서 화학식 Ⅰ에 의해 제시되는 공중합체 구조는 하기 화학식 Ⅲ의 구조를 갖는 치환된 단량체 단위 Mc의 잔기를 추가로 포함할 수 있다:
[화학식 Ⅲ]
Figure 112012053501595-pct00003
상기 식에서 각각의 Mc는 독립적으로 치환되거나 비치환된 아크릴로일 단위로부터 선택되는 단량체 단위의 잔기일 수 있고, 이 때 아크릴로일 치환체는 C1-C4 알킬, 페닐, -O- 및 그들의 조합, 치환되거나 비치환된 스티렌 단위, 치환되거나 비치환된 에폭시 단위, 치환되거나 비치환된 우레탄 단위, 치환되거나 비치환된 폴리카르복시산 단위, 치환되거나 비치환된 폴리올 단위, 치환되거나 비치환된 폴리아민 단위 및 치환되거나 비치환된 히드록시알카노산 단위로부터 선택되고, 이 때 치환체는 C1-C20알킬, C1-C20알콕시, C3-C10시클로알킬, C1-C20알킬(C1-C20)알콕시, 할로(C1-C20)알킬, 헤테로시클로(C3-C10)알킬, 할로아릴, 할로(C1-C20)알킬아릴, C1-C20알킬아릴, C1-C20알콕시아릴, 헤테로아릴, 아릴(C1-C20)알킬, 헤테로아릴(C1-C20)알킬로부터 선택된다. 각각의 Lc는 본 명세서에 기재된 스페이서 기로부터 독립적으로 선택될 수 있는 스페이서 기이다. 다양한 구현예에 따르면 기 Zc는 단단한 직선의 막대같은 액정 기, 단단한 구부러진 막대같은 액정 기 및 단단한 원반같은 액정 기로부터 선택될 수 있다. 이들 구현예에 따르면 z은 x+y+z=1이 되도록 0<z<1의 값을 가질 수 있다. 즉, 공중합체는 Ma, Mb 및 Mc로 제시되는 단량체 구조의 잔기로 구성될 수 있다. 그들 구현예에서 y=0이면 La, Za, Lc 및 Zc 중 하나 이상은 하나 이상의 Zb 접착 프로모터 기로 추가로 치환된다. 이것은 공중합체의 모든 구현예에서이고 공중합체의 단량체 잔기는 하나 이상의 Zb 접착 프로모터 기를 갖는 치환체를 가질 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예는 하기 화학식 Ⅱ에 의해 제시되는 구조를 포함하는 (공)중합체를 제공한다:
화학식 Ⅱ
Figure 112012053501595-pct00004
상기 식에서 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc Za, Zb 및 Zc는 본 명세서에 제시된 구조를 갖는다. n의 값은 10 내지 10,000, 예를 들어 100 내지 5,000 또는 500 내지 2,000 범위이다. 화학식 Ⅱ에 따르면 x는 0<x≤1의 값을 가질 수 있고, y는 0≤y<1의 값을 가질 수 있고, z는 0<z≤1의 값을 가질 수 있고, 이 때 x+y+z=1이되, x=1이면 La 및 Za 중 하나 이상은 하나 이상의 Zb 접착 프로모터 기로 추가로 치환되고, y=0이면 La, Za, Lc 및 Zc 중 하나 이상은 하나 이상의 Z 접착 프로모터 기로 추가로 치환된다.
특정 구현예에서 Ma, Mb 및 Mc는 각각 독립적으로 치환되거나 비치환된 아크릴로일옥시 단위 또는 치환되거나 비치환된 메타크릴로일옥시 단위의 잔기일 수 있고 Za는 이량체화 가능한 치환되거나 비치환된 신나메이트 및 이량체화 가능한 치환되거나 비치환된 쿠마린으로부터 선택되는 광화학적으로 활성인 발색단일 수 있다.
본 명세서에 기재된 (공)중합체의 다양한 구현예에 따르면 Zc 메조겐 구조는 하기 화학식 Ⅳ의 구조를 가질 수 있다:
[화학식 Ⅳ]
Rm-[G1-[S1]j]j'-[G2-[S2]d]d'-[G3-[S3]c]c'-[S4]f-
Zc 메조겐 구조에 따르면 각각의 G1, G2 및 G3는 독립적으로 각각 비치환되거나 치환된 방향족 기, 비치환되거나 치환된 지환족 기, 비치환되거나 치환된 헤테로사이클릭 기 및 이들의 혼합물로부터 선택된 2가 기로부터 선택되되, 이 때 치환체는 히드록시, 아미노, 할로겐, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, 아지도, 실릴, 실록시, 실릴 수소화물, (테트라히드로-2H-피란-2-일)옥시, 티오, 이소시아네이토, 티오이소시아네이토, 아크릴로일옥시, 메타크릴로일옥시, 2-(아크릴로일옥시)에틸카르바밀, 2-(메타크릴로일옥시)에틸카르바밀, 아지리디닐, 알릴옥시카르보닐옥시, 에폭시, 카르복실산, 카르복실 에스테르, 아크릴로일아미노, 메타크릴로일아미노, 아미노카르보닐, C1-C18알킬 아미노카르보닐, 아미노카르보닐(C1-C18)알킬, C1-C18알콕시카르보닐, C1-C18알킬카르보닐, 아릴옥시카르보닐옥시, 퍼플루오로(C1-C18)알킬아미노, 다이-(퍼플루오로(C1-C18)알킬)아미노, C1-C18아세틸, C3-C10시클로알킬, C3-C10시클로알콕시, C1-C18알킬옥시카르보닐옥시, 할로카르보닐, 수소, 아릴, 히드록시(C1-C18)알킬, C1-C18알킬, C1-C18알콕시, 아미노(C1-C18)알킬, C1-C18알킬아미노, 다이-(C1-C18)알킬아미노, C1-C18알킬(C1-C18)알콕시, C1-C18알콕시(C1-C18)알콕시, 니트로, 폴리(C1-C18)알킬 에테르, (C1-C18)알킬(C1-C18)알콕시(C1-C18)알킬, 폴리(C1-C18)알콕시, 에틸렌, 아크릴로일옥시(C1-C18)알킬, 메타크릴옥실옥시(C1-C18)알킬, 2-클로로아크릴로일옥시, 2-페닐아크릴로일옥시, 아크릴로일옥시페닐, 2-클로로아크릴로일아미노, 2-페닐아크릴로일아미노카르보닐, 옥세타닐, 글리시딜, 시아노, 이소시아네이토(C1-C18)알킬, 이타콘산 에스테르, 비닐 에테르, 비닐 에스테르, 스티렌, 주쇄 또는 측쇄 액정 중합체, 실록산 유도체, 에틸렌이민 유도체, 말레산 유도체, 푸마르산 유도체, 시아노, 할로 또는 C1-C18알콕시로 단일 치환된 또는 할로로 다중 치환된 직쇄 또는 분지된 C1-C18알킬 기, 비치환된 신남산 유도체, 메틸, 메톡시, 시아노 또는 할로겐으로 치환된 신남산 유도체, 스테로이드 라디칼, 테르페노이드 라디칼, 알칼로이드 라디칼 및 이들의 혼합물로부터 선택된 치환되거나 비치환된 키랄 또는 비키랄 1가 또는 2가 기(이 때 치환체는 독립적으로 C1-C18알킬, C1-C18알콕시, 아미노, C3-C10시클로알킬, C1-C18알킬(C1-C18)알콕시, 플루오로(C1-C18)알킬, 시아노, 시아노(C1-C18)알킬, 시아노(C1-C18)알콕시 및 이들의 혼합물로부터 선택됨), 및 화학식 -M(T)(t-1) 및 -M(OT)(t-1) 중 하나를 포함하는 기(이 때 M은 알루미늄, 안티몬, 탄탈룸, 티타늄, 지르코늄 및 규소로부터 선택되고 T는 유기기능성 라디칼, 유기기능성 탄화수소 라디칼, 지방족 탄화수소 라디칼 및 방향족 탄화수소 라디칼로부터 선택되고, t는 M의 원자가임)로부터 선택될 수 있다. 메조겐 구조 Zc와 관련하여 Rm은 H, 히드록시, 아미노, 할로겐, 할로알킬, 아릴, C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시일 수 있다. 나아가 변수 j, d, e 및 f는 각각 독립적으로 0 내지 20(0과 20 포함) 범위의 정수로부터 선택되되 j, d 및 e는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이되, j'+d'+e'의 합은 1 이상이다. Zc 메조겐 구조와 관련하여 각각의 S1, S2, S3 및 S4는 독립적으로 각각 (a) -(CH2)g-, -(CF2)h-, -Si(Z')2(CH2)g- 또는 (Si(CH3)2O)h-(이 때 Z'는 독립적으로 각각 수소, C1-C18알킬, C3-C10시클로알킬 및 아릴로부터 선택되고, g는 독립적으로 각각 1 내지 20으로부터 선택되고, h는 1 내지 16(1과 16 포함)의 정수임), (b) -N(Y)-, -C(Y)=C(Y)-, -C(Y)=N-, -C(Y')2-C(Y')2- 또는 단일 결합(이 때, 각각의 Y는 독립적으로 각각 수소, C1-C18알킬, C3-C10시클로알킬 및 아릴로부터 선택되고 Y'는 독립적으로 각각 C1-C18알킬, C3-C10시클로알킬 및 아릴로부터 선택됨), 및 (c) -O-, -C(O)-, -C≡C-, -N=N-, -S-, -S(O)-, -S(O)(O)-, -(O)S(O)O-, -O(O)S(O)O-, 아릴렌, C3-C10시클로알킬렌, 또는 직쇄 또는 분지된 C1-C24알킬렌 잔기(이 때 C1-C24 알킬렌 잔기는 비치환되거나, 시아노 또는 할로로 단일 치환되거나 할로로 다중 치환됨)로부터 선택된 스페이서 단위로부터 선택되되, 헤테로원자를 포함하는 2개의 스페이서 단위가 서로 연결될 때 스페이서 단위는 헤테로원자가 서로에게 직접적으로 연결되지 않도록 연결되고 S1 및 S4가 다른 기에 연결될 때 그들은 2개의 헤테로원자가 서로에게 직접적으로 연결되지 않도록 연결된다.
메조겐 Zc의 다른 적합한 구조의 예는 예를 들어 미국 출원 제12/489,811호, 단락 [0018]-[0040]에서 발견될 수 있고 문헌[Demus, et al., "Flussige Kristalle in Tabellen," VEB Deutscher Verlag Fur Grundstoffindustrie, Leipzig, Germany, 1974 및 "Flussige Kristalle in Tabellen II," VEB Deutscher Verlag Fur Grundstoffindustrie, Leipzig, Germany, 1984]에 기재된 것들을 포함할 수 있다. 본 문헌에 기초하여 당업자는 단량체 단위 Mc의 구조에 이들 참조에 제시된 메조겐 구조를 어떻게 혼입하는지를 이해할 것이다.
본 명세서에서 다양한 구현예에 따른 (공)중합체는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 선형 공중합체, 분지된 공중합체, 고차 분지된(hyperbranched) 공중합체, 덴드리틱(dendritic) 공중합체 또는 별형(star) 공중합체의 형태를 가질 수 있다. 특정 구현예에서 (공)중합체는 상이한 섹션이 상이한 형태를 가질 수 있는, 예를 들어 랜덤 중합체 섹션 및 블록 중합체 섹션과 같은 중합체 쇄를 포함할 수 있다. 하나 이상의 나열된 형태를 갖는 (공)중합체의 형성은 당업계에 공지된 중합체화 방법, 예컨대 부가 중합체화, 축합 중합체화, 제어된 "리빙(living)" 중합체화, 음이온성 중합체화, 양이온성 중합체화 및 라디칼 중합체화를 사용하여 달성될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예의 (공)중합체는 광색성 화합물, 이색성 화합물, 광색성-이색성 화합물, 광감응성 재료 및 비-광감응성 재료 중 하나 이상의 잔기를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 (공)중합체는 조성물에 추가로 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 광색성 화합물, 이색성 화합물, 광색성-이색성 화합물, 광감응성 재료, 액정, 액정 특성 제어 첨가제, 비선형 광학 재료, 염료, 정렬 프로모터, 운동 증진제, 광 개시자, 열 개시자, 계면활성제, 중합화 억제자, 용매, 광 안정화제, 열 안정화제, 이형제, 레올로지(rheology) 조절제, 겔화제(gelator), 균염제, 자유 라디칼 소거제, 커플링제, 기울기 제어 첨가제, 블록 또는 비블록 중합체 재료 및 접착 프로모터로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 적합한 광색성 화합물, 이색성 화합물, 광색성-이색성 화합물, 광감응성 재료, 비-광감응성 재료의 예는 예를 들어 2008년 12월 8일에 출원된 "광학 염료용 정렬 시설(Alignment Facilities for Optical Dyes)" 명칭의 미국 출원 제12/329,197호의 단락 [0090]-[0102] 및 인용된 참조 및 2008년 6월 27일에 출원된 "메조겐 함유 화합물을 포함하는 제형(Formulations Comprising Mesogen Containing Compounds)" 명칭의 미국 특허 출원 제12/163,180호의 단락 [0064]-[0084] 및 인용된 참조에서 발견될 수 있다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용될 수 있는 이색성 염료의 다른 예는 미국 특허 제7,044,599호의 컬럼 7, 18-56번째줄에 기재된 것들을 포함한다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용될 수 있는 광색성-이색성 염료의 예는 미국 특허 출원 공개 제2005/0004361호의 문단 27 내지 문단 158에 제시되고 기재된 재료들을 포함한다. 2008년 6월 27일에 출원된 "메조겐 함유 화합물을 포함하는 제형(Formulations Comprising Mesogen Containing Compounds)" 명칭의 미국 출원 제12/163,180호의 단락 [0085]-[0108] 및 인용된 참조에 상세히 기재되어 있다.
본 문헌의 또다른 구현예는 하나 이상의 광정렬 가능한 부분을 포함하는 제조 용품을 제공한다. 광정렬 가능한 부분은 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ 중 하나에 의해 제시된 구조를 갖는 (공)중합체를 포함할 수 있고, 이 때 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb 및 Zc 기는 본 명세서에 제시된 바와 같은 구조를 갖는다. n의 값은 10 내지 10,000의 범위이고 x, y 및 z에 대한 값은 본 명세서에 기재된 바와 같다.
제조 용품은 기판 및/또는 후속 코팅의 표면으로의 광정렬 층의 접착력이 용품 유용성 및 수명에 중요한 광정렬 층을 혼입하는 임의의 상업적 용품의 형태일 수 있다. 예를 들어 특정 구현예에서 제조 용품은 능동 액정 셀, 수동 액정 셀, 광학 성분 또는 안과 성분일 수 있다. 광학 성분의 예는 안과 성분 및 장치, 디스플레이 성분 및 장치, 창, 거울, 및 능동 및 수동 액정 셀 성분 및 장치를 포함한다. 안과 성분의 예는 교정 렌즈 및 비교정 렌즈, 예컨대 단일 시각 및 분절되거나 비분절된 다중 시각 렌즈(예를 들어 이중 초점 렌즈, 삼중 초점 렌즈 및 프로그레시브 렌즈)일 뿐만 아니라 (화장용 또는 그 외에) 시력을 교정, 보호 또는 증진하기 위해 사용되는 다른 성분, 예컨대 콘택트 렌즈, 안구내 렌즈, 확대 렌즈 및 보호 렌즈 또는 가리개를 포함하고 또한 부분적으로 형성된 렌즈 및 렌즈 블랭크(blank)일 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 용어 "디스플레이"는 단어, 숫자, 상징, 디자인 및 그림으로 볼 수 있거나 기계 판독가능하게 정보를 제시하는 것을 의미한다. 디스플레이 성분 및 장치의 예는 스크린, 모니터 및 보안 성분, 예컨대 보안 마크 및 인증 마크를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "창"은 그를 통해 조사의 전달이 가능하도록 하는 구멍을 의미한다. 창의 예는 자동차 및 비행기의 투명한 부분, 필터, 셔터 및 광학 스위치를 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "거울"은 입사광의 많은 부분을 정반사하는 표면을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "액정 셀"은 질서있는 액정 재료를 포함하는 구조를 일컫는다. 활성 액정 셀은 질서있는 상태와 질서없는 상태 사이에서 또는 2개의 질서있는 상태 사이에서 외부 힘, 예를 들어 전기 또는 자기장의 적용에 의해 바뀔 수 있다. 수동 액정 셀은 액정 재료가 질서있는 상태를 유지하는 셀이다. 능동 액정 셀 성분 또는 장치의 한 예는 액정 디스플레이이다.
본 명세서에 기재된 바와 같이 특정 구현예에서 광학 성분은 보안 성분일 수 있다. 보안 성분의 예는 기판의 적어도 한 부분에서 예를 들어 접근 카드 및 패스, 예를 들어 티켓, 밴드, 신분증 또는 회원증, 데빗 카드 등, 유통증권 및 비유통증권, 예를 들어 어음, 수표, 채권, 지폐, 양도성 예금증서, 증권증서 등, 정부 문서, 예를 들어 통화, 면허증, 신분증, 복지 카드, 비자, 여권, 공인 인증서, 증서 등, 소비재, 예를 들어 소프트웨어, 컴팩트 디스크("CD"), 디지털 비디오 디스크("DVD"), 가전제품, 가정용 기기, 가전제품, 스포츠 제품, 카드 등, 신용카드, 및 상품 태그, 라벨 및 포장에 연결되는 보안 마크 및 인증 마크를 포함한다.
보안 성분은 투명한 기판 및 반사성 기판으로부터 선택된 기판의 적어도 일부분에 연결될 수 있다. 그렇지 않으면 반사성 기판이 필요한 특정 구현예에 따라 의도하는 적용을 위해 기판이 반사성이 아니거나 충분히 반사성이 아니면 반사성 재료는 보안 마크가 적용되기 전에 기판의 적어도 일부분에 먼저 적용될 수 있다. 예를 들어 반사성 알루미늄 코팅은 보안 성분을 형성하기 전에 기판의 적어도 일부분에 적용될 수 있다. 더 나아가 보안 성분은 염색되지 않은(untinted) 기판, 염색된 기판, 광색성 기판, 염색된 광색성 기판, 선형 편광 기판, 원형 편광 기판 및 타원 편광 기판으로부터 선택된 기판 중 적어도 일부분에 연결될 수 있다.
나아가 상기 구현예에 따른 보안 성분은 추가로 하나 이상의 다른 코팅 또는 시트를 포함하여 미국 특허 제6,641,874호에 기재된 시야각 의존 특성을 갖는 다중 층 반사성 보안 성분을 형성할 수 있다.
다른 구현예에 따르면 본 발명은 광학 성분을 제공한다. 이들 구현예에 다르면 광학 성분은 기판 및 최초 기판의 적어도 일부분에 적어도 부분적인 층을 포함할 수 있다. 최초의 적어도 부분적인 층은 본 명세서에 기재된 공중합체 재료, 예를 들어 본 명세서에 기재된 바와 같이 화학식 Ⅰ 또는 화학식 Ⅱ 중 임의의 하나에 의해 제시되는 구조를 갖는 공중합체를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 광학 성분은 안과 성분, 디스플레이 성분, 창, 거울, 능동 액정 셀 또는 수동 액정 셀 성분을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이 용어 "층" 또는 "코팅"은 균일한 두께를 가지거나 가지지 않을 수 있는 유동성 조성물로부터 유도되고 구체적으로 중합 시트를 배제하는 지지된 필름을 의미한다. 층이나 코팅은 광학 성분의 표면에 적용 후에 경화되어 경화된 층 또는 코팅을 형성할 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 "시트"는 일반적으로 균일한 두께를 갖고 자가 지지 가능한 미리 형성된(pre-formed) 필름을 의미한다. 나아가 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "연결된"은 물체에 직접적으로 접촉하거나, 하나 이상이 물체에 직접적으로 접촉하는 하나 이상의 다른 구조 또는 재료를 통해 물체에 간접적으로 접촉하는 것을 의미한다. 그러므로 본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따르면 적어도 부분적인 코팅이 기판의 적어도 일부분과 직접적으로 접촉할 수 있거나 하나 이상의 다른 구조 또는 재료를 통해 기판의 적어도 일부분과 간접적으로 접촉할 수 있다. 예를 들어 적어도 부분적인 코팅은 하나 이상이 기판의 적어도 일부분과 직접적으로 접촉하는 하나 이상의 다른 적어도 부분적인 코팅, 중합체 시트 또는 이들의 조합과 접촉할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 구 "적어도 부분적인"은 층 또는 코팅과 관련하여 사용되었을 때 층 또는 코팅이 관련된 코팅된 면적의 5% 내지 100% 면적을 덮는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 구 "적어도 일부분"은 기판의 표면과 관련하여 사용되었을 때 기판이 기판 표면의 총 면적의 1% 내지 100% 범위의 표면의 면적을 의미한다.
본 명세서에서 논의된 바와 같이 본 명세서에 기재된 공중합체 재료는 기판 표면에 향상된 접착력을 나타내고/거나 코팅 재료의 후속 층의 향상된 접착력을 제공한다. 코팅 재료의 접착력, 예를 들어 기판의 표면의 코팅 재료의 접착력 또는 코팅 재료의 표면의 후속 코팅의 접착력을 측정하는 한가지 방법은 크로스 해치(cross-hatch) 접착 테이프 테스트이다. 이 방법에 따르면 코팅 재료는 크로스 해치 패턴에서 예를 들어 나이프, 메스, 레이저 블레이드, 크로스 해치 커터 또는 다른 절단 장치를 가지고 점수가 매겨진다. 압력 감응성 테이프는 크로스 해치 컷 상의 코팅 표면으로 적용되고 그리고나서 (ASTM D3359에 기재된 바와 같이) 빠르게 제거된다. 그리고나서 크로스 해치 컷을 갖는 면적이 코팅 제거에 대해 점검되고 편가된다. 다양한 구현예에서 본 명세서에 기재된 바와 같이 기판의 표면에서 중합체 재료의 적어도 부분적인 층이 크로스 해치 접착력 테스트 방법에 의해 측정될 때 10% 내지 100% 접착을 나타낼 것이다. 다른 구현예는 25% 내지 100% 접착, 50% 내지 100% 접착 또는 특정 구현예에서 심지어 100% 접착을 나타낼 수 있다. 당업계에서 이해되는 바와 같이 다른 접착력 테스트가 기판의 표면에 공중합체 재료의 접착력 또는 공중합체 재료 층에 후속 코팅의 접착력을 측정하는데 사용될 수 있다. 이들 방법은 예를 들어 나이프 테스트, 풀 오프(pull-off) 테스트, 문지르기 테스트 또는 다른 테스트 방법을 포함한다. 대안적인 접착 방법은 크로스 해치 접착력 테스트에서 보는 바와 같은 비슷한 결과를 가져올 것이다.
특정 구현예에 따르면 제1의 적어도 부분적인 층은 후속의 정렬 가능한 코팅의 적용 및 정렬 정도의 측정에 의해 측정되는 바와 같이 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 구 "적어도 부분적으로"는 층에서 정렬 가능한 재료의 정렬 정도와 관련하여 사용될 때 재료의 정렬 가능한 성분의 10% 내지 100%가 정렬되는 것을 의미한다. 다른 구현예는 25% 내지 100% 정렬, 50% 내지 100% 정렬 또는 특정 구현예에서 심지어 100% 정렬을 나타낼 수 있다. 제1의 적어도 부분적인 층은 평행 배향, 타원, 사면, 수직 또는 나선 배향으로 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 제1의 적어도 부분적인 층을 적어도 부분적으로 정렬하는 적합한 방법은 자기장에 조성물의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 전단력에 조성물의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 전기장에 조성물의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 평면 편광된 자외선 조사에 조성물의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 자외선 조사에 조성물의 적어도 일부분을 노출시키는 것, 조성물의 적어도 일부분을 건조시키는 것, 조성물의 적어도 일부분을 에칭하는 것, 조성물의 적어도 일부분을 문지르는 것 및 다른 구조 또는 재료, 예를 들면 적어도 부분적으로 질서있는 정렬 매체로 조성물의 적어도 일부분을 정렬하는 것 중 하나 이상을 포함한다. 층들에 대한 적합한 정렬 방법은 미국 특허 제7,097,303호의 컬럼 27, 17번째줄 내지 컬럼 28, 45번째줄에 더 상세히 기재된다. 특정 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 층은 편광된 전자기 조사로의 노출에 의해 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다.
적어도 제1의 부분적인 층이 편광된 전자기 조사로의 노출에 의해 적어도 부분적으로 정렬된 구현예에 따르면, 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ의 구조로 제시된 (공)중합체에서 광화학적으로 활성인 발색단 Za는 광화학적 반응을 겪어 (공)중합체에서 적어도 부분적으로 정렬된 구조를 형성할 수 있다. 예를 들어 Za가 이량체화 가능한 신나메이트 또는 쿠마린인 구조에서 신나메이트 또는 쿠마린은 인접한 중합체 가닥에 또는 동일한 중합체 가닥의 인접한 부위에 신나메이트 또는 쿠마린을 갖는 광화학적 [2+2] 부가 환화/이량체화를 겪어 적어도 부분적으로 정렬된 구조를 형성할 수 있다. Za가 시스/트랜스 아이소머화 가능한 아조이면 구조는 광화학적 시스/트랜스 아이소머화를 겪어 적어도 부분적인 정렬된 구조를 제공할 수 있다. Za가 광화학적으로 분해 가능한 폴리이미드인 경우 폴리이미드는 광화학적 분해를 겪어 적어도 부분적으로 정렬된 구조를 제공할 수 있다. Za가 광화학적 포토 프리스 재정렬을 겪을 수 있는 방향족 에스테르인 경우 방향족 에스테르는 광화학적 재정렬을 겪어 적어도 부분적으로 정렬된 구조를 제공할 수 있다.
특정 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 층의 적어도 한 부분은 예를 들어 상기 부분을 편광된 전자기 조사에 노출시킴으로써 제1 방향으로 정렬될 수 있고 제1의 적어도 부분적인 층의 적어도 제2 부분은 예를 들어 제2 부분을 상이한 방향으로 편광된 전자기 조사에 노출시킴으로써 제1 방향과 상이한 방향으로 정렬될 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 이 방법을 사용함으로서 제1의 적어도 부분적인 층의 다양한 부분이 사용자에 의해 원하는대로 다양한 방향으로 정렬될 수 있다.
특정 구현예에 따르면 본 명세서에 기재된 바와 같이 적어도 부분적으로 정렬될 수 있는 제1의 적어도 부분적인 층을 갖는 광학 성분은 기판 표면의 적어도 일부분에 하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 층을 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 구 "기판 표면의 적어도 일부분"은 기판의 표면에 직접적으로 적용된 층 및 기판의 표면의 하나 이상의 층에 적용된 코팅 층을 포함한다. 즉, 하나 이상의 부가적인 층은 기판 표면에 직접 적용되거나 기판의 표면에 이전에 적용되어 라미나 다중층 코팅을 형성하는 하나 이상의 중간 층으로 적용될 수 있다. 다양한 구현예에 따르면 하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 층은 타이(tie) 층, 프라이머 층, 마모 저항 코팅, 하드 코팅, 보호 코팅, 반사성 코팅, 광색성 코팅, 이색성 코팅, 광색성-이색성 코팅, 반-반사성 코팅, 선형 편광 코팅, 원형 편광 코팅, 타원형 편광 코팅, 이행(transitional) 코팅, 액정 재료 층, 정렬 재료 층, 호환가능화(compatibilizing) 코팅, 기능적 유기 코팅, 지연제 층 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다. 다른 구현예에서 부가적인 층은 프라이머 층, 보호 코팅, 이행 코팅 및 이러한 코팅의 조합으로부터 선택된다. 추가 구현예에서 프라이머 층은 폴리우레탄이다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따르면, 기능적 유기 코팅은 정렬된 액정 코팅 및 정렬된 이색성 염료를 포함하는 편광 코팅일 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 용어 "편광 코팅"은 한 방향 또는 평면으로 광파의 전자기 벡터의 진동을 제한하도록 맞춰진 코팅을 일컫는다. 일반적으로 필요하지 않을지라도 통상의 이색성 염료를 포함하는 편광 코팅은 이색성 염료의 존재로 인해 일정한(또는 "고정된") 염색 또는 색을 가질 것이다. 예를 들어 편광 코팅은 갈색을 띄거나 푸르스름한 색 또는 염색을 가질 수 있다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용될 수 있는 정렬된 액정 재료 및 이색성 염료를 포함하는 편광 코팅의 예는 미국 특허 출원 공개 제2005/0151926호의 단락 10 내지 단락 159에 기재된다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따른 편광 코팅은 광색성 재료를 추가로 포함할 수 있다. 이들 구현예에 따르면 코팅은 편광 및 광색성 코팅 둘 다, 즉 종래의 편광 특성 뿐만 아니라 종래의 광색성 특성 둘 다를 나타내는 것일 수 있다. 예를 들어 본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따르면 편광 및 광색성 코팅은 주로 이색성 염료의 염색으로 인해 화학선 조사에 노출되지 않으면 제1의 색을 띤 편광 상태를 가질 수 있고, 이색성 염료의 염색의 조합된 효과로 인해 화학선 조사에 노출되면 제2의 색을 띤 편광 상태를 가질 수 있고, 화학선 조사에 노출되면 광색성 재료의 색을 가질 수 있다. 예를 들어 광학 성분이 편광 및 광색성 코팅을 포함하는 안과 렌즈이면 착용자가 태양광으로부터 UV 또는 화학선에 노출되지 않으면 렌즈는 제1의 색을 띤 편광 상태로부터 착용자가 태양광으로부터 UV 또는 화학선에 노출되면 제2의 색을 띤 상태, 편광 상태로 가역적으로 변할 수 있다.
종래의 광색성 코팅의 예는 아래에 상세히 논의된 종래의 광색성 화합물 중 임의의 것을 포함하는 코팅을 포함한다. 예를 들어 광색성 코팅은 광색성 폴리우레탄 코팅, 예를 들어 미국 특허 제6,187,444호에 기재된 것들, 광색성 아미노플라스트 수지 코팅, 예를 들어 미국 특허 제4,756,973호, 제6,432,544호 및 제6,506,488호에 기재된 것들, 광색성 폴리실란 코팅, 예를 들어 미국 특허 제4,556,605호에 기재된 것들, 광색성 몰리(메트)아크릴레이트 코팅, 예를 들어 미국 특허 제6,602,603호, 제6,150,430호 및 제6,025,026호 및 제WO 01/02449호에 기재된 것들, 폴리무수물 광색성 코팅, 예를 들어 미국 특허 제6,436,525호에 기재된 것들, 광색성 폴리아크릴아미드 코팅, 예를 들어 미국 특허 제6,060,001호에 기재된 것들, 광색성 에폭시 수지 코팅, 예를 들어 미국 특허 제4,756,973호 및 제6,268,055호에 기재된 것들 및 광색성 폴리(우레아-우레탄)코팅, 예를 들어 미국 특허 제6,531,076호에 기재된 것들일 수 있다.
나아가 본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따르면 기능적 유기 코팅은 정렬된 광색성-이색성 재료를 포함하는 정렬된 액정 코팅을 포함하는 광색성-이색성 코팅일 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 용어 "광색성-이색성 코팅"은 적어도 화학선 조사에 반응하여 광색성 및 편광 특성을 둘 다 나타내도록 맞춰진 코팅을 일컫는다. 예를 들어 본 발명에 기재된 다양한 구현예에 따르면 기능적 유기 코팅은 적어도 화학선 조사에 반응하여 제1의 광학적으로 맑은 비편광 상태로부터 제2의 색을 띤, 편광 상태로 가역적으로 변하도록 맞춰진 광색성-이색성 코팅일 수 있다. 예를 들어 만약 광학 성분이 광색성-이색성 코팅을 포함하는 안과 렌즈이면 렌즈는 광학적으로 맑은 비편광 상태로부터 착용자가 (예를 들어 태양광으로부터) UV 또는 화학선 조사에 노출되면 색을 띤 편광 상태로 가역적으로 변할 수 있다. 그러한 코팅의 예는 미국 특허 출원 공개 제2005/0012998호의 단락 11 내지 단락 442에 기재되어 있다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용될 수 있는 프라이머 층의 예는 커플링제, 커플링제의 적어도 부분적인 가수분해물 및 이들의 혼합물을 포함하는 코팅을 포함한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 "커플링제"는 적어도 하나의 표면에서 기와 반응, 결합 및/또는 연합할 수 있는 적어도 하나의 기를 갖는 재료를 의미한다. 한 구현예에서 커플링제는 유사하거나 유사하지 않은 표면일 수 있는 적어도 두 개의 표면의 계면에서 분자 다리로서 역할을 할 수 있다. 다른 구현예에서 결합제는 단량체, 올리고머, 전-중합체 및/또는 중합체일 수 있다. 그러한 재료는 유기 금속, 예를 들어 실란, 티타네이트, 지르코네이트, 알루미네이트, 지르코늄 알루미네이트, 이들의 가수분해물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 본 명세서에서 기재된 바와 같이 구 "커플링제의 적어도 부분적인 가수분해물"은 커플링제에서 가수분해 가능한 기의 약간 내지 모두가 가수분해된다는 의미이다. 커플링제 및/또는 커플링제의 가수분해물에 부가하여 프라이머 층은 다른 접착력 증진 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어 프라이머 층은 다른 접착력 증진량의 에폭시 함유 재료를 추가로 포함할 수 있다. 접착력 증진량의 에폭시 함유 재료는 커플링제 함유 코팅 조성물에 부가되면 에폭시 함유 재료가 본질적으로 없는 커플링제 함유 코팅 조성물에 비교하여 후속으로 적용된 코팅의 접착력을 향상시킬 수 있다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용되기에 적합한 프라이머 층의 다른 예는 미국 특허 제6,150,430호, 미국 특허 제6,042,737호 및 미국 특허 제6,025,026호에 기재된 것들을 포함한다. 프라이머 층의 또 다른 예는 폴리우레탄 코팅 조성물, 예를 들어 미국 특허 제6,187,444호에 기재된 것들 및 폴리(우레아-우레탄)코팅 조성물, 예를 들어 미국 특허 제6,532,076호에 기재된 것들을 포함하고 코팅 조성물 둘 다는 광색성 재료와 함께 또는 광색성 재료없이 사용될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 함께 사용될 수 있는 유기기능 코팅의 다른 형태는 예를 들어 인증 또는 진짜임을 확인하는 것이 요구되는 보안 문서(예를 들어 은행권, 여권 및 운전면허증)에서 확인 마크 제조시와 같이 페인트, 예를 들어 장식, 보호 및/또는 기판의 동정에 사용되는 색소가 있는 액체 또는 페이스트 및 잉크, 예를 들어 기판에 쓰고 프린트하는데 사용되는 색소가 있는 액체 또는 페이스트를 포함한다. 나아가 앞에서 논의된 바와 같이 정렬된 액정 코팅은 이색성을 나타내기 위해 맞춰진 재료를 포함할 수 있고 이색성을 나타내기 위해 맞춰진 재료의 적어도 일부분이 적어도 부분적으로 정렬된 액정 재료의 적어도 일부분과 함께 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "이행 코팅"은 두 개의 코팅 사이에서 특성의 구배를 생성하는데 도움을 주는 코팅을 일컫는다. 예를 들어 이행 코팅은 비교적 단단한 코팅 및 비교적 부드러운 코팅 사이의 경도에 구배를 생성하는데 도움을 줄 수 있다. (또한 "타이(tie) 층" 또는 "타이 층 코팅"으로 명명될 수 있는) 이행 코팅의 예는 조사 경화된 아크릴레이트 베이스 박막, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2003/0165686호의 단락 79 내지 단락 173, 제2004/0207809호의 단락 108 내지 단락 204, 제2005/0196616호의 단락 107 내지 단락 158, 제2005/196617호의 단락 24 내지 단락 129, 제2005/196618호의 단락 28 내지 단락 291, 제2005/0196626호의 단락 164 내지 단락 217 및 제2005/196696호의 단락 24 내지 단락 141에 제시된 것들을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "반-반사성 코팅"은 기판에 의해 반사되는 빛의 양을 감소시킴으로써 기판을 통한 빛의 투과율을 증가시키는 코팅을 일컫는다. 반-반사성 코팅의 예는 예를 들어 금속 산화물, 금속 불화물 또는 다른 그러한 금속의 단일층 또는 다중층을 포함한다. 적합한 반-반사성 코팅의 예는 미국 특허 제5,580,819호의 컬럼 2, 50번째줄 내지 컬럼 11의 44번째줄에서 발견될 수 있다.
나아가 본 명세서에 기재된 특정 구현예에 따르면 부가적인 코팅은 그 외부 표면의 보호 코팅, 예를 들어 마모 저항 코팅, 예를 들어 "하드 코팅"일 수 있다. 예를 들어 상업적으로 이용 가능한 열가소성 폴리카보네이트 안과 렌즈 기판은 외부 표면이 쉽게 긁히고 마모되고 흠집이 나는 경향이 있기 때문에 종종 이미 그 외부 표면에 적용된 마모 저항 코팅과 함께 판매된다. 그러한 렌즈 기판의 예는 젠텍스(GENTEX, 등록상표) 폴리카보네이트 렌즈(젠텍스 옵틱스(Gentex Optics)로부터 이용가능)이다. 그러므로 본 명세서에 사용되는 바와 같이 용어 "기판"은 그 표면에 보호 코팅, 예를 들어 마모 저항 코팅을 갖는 기판을 포함한다. 다른 보호 코팅의 예는 유기 실란을 포함하는 마모 저항 코팅, 조사 경화된 아크릴레이트 베이스 박막을 포함하는 마모 저항 코팅, 무기 재료, 예를 들어 실리카, 티타니아 및/또는 지르코니아를 베이스로 하는 무기 재료, 자외선 경화 가능한 형태의 유기 마모 저항 코팅, 산소 배리어 코팅, UV 가림 코팅 및 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어 하나의 구현예에 따르면 보호 코팅은 UV 가림 특성을 갖는 조사 경화된 아크릴레이트 베이스 박막의 제1 코팅 및 유기 실란을 포함하는 제2 코팅을 포함할 수 있다. 상업적 보호 코팅의 예는 에스디씨 코팅즈사(SDC Coatings, Inc.) 및 피피지 인더스트리즈사(PPG Industries, Inc.)에서 각각 이용 가능한 실부(SILVUE, 등록상표) 124 및 하이 가드(HI-GARD, 등록상표) 코팅을 포함한다.
다양한 구현예에 따르면 하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 층은 제1의 적어도 부분적인 층의 표면에 제2의 적어도 부분적인 층을 포함할 수 있다. 이들 구현예에서 제2의 적어도 부분적인 층은 하나 이상의 수정 재료를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이 제1의 적어도 부분적인 층이 적어도 부분적으로 정렬된 이들 구현예에서 제2의 적어도 부분적인 코팅의 하나 이상의 액정 재료는 제1의 적어도 부분적인 층의 정렬과 함께 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 이들 구현예에 따르면, 제1의 적어도 부분적인 층은 제2의 적어도 부분적인 층의 액정 재료를 위한 광정렬 층으로 작용할 수 있다. 본 명세서에 기재된 다양한 성분에 따른 광정렬 재료와 함께 사용하기에 적합한 액정 재료의 예는 메조겐 함유 화합물 또는 그 잔기, 액정 중합체, 액정 전-중합체, 액정 단량체, 액정 메조겐, 이색성 재료 및 광색성-이색성 재료를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "전-중합체"는 부분적으로 중합체화된 재료를 의미한다.
제2의 부분적인 층이 정렬된 액정 층인 본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따르면 정렬된 액정층은 이색성을 나타내기 위해 맞춰진 재료를 포함할 수 있고 이색성을 나타내기 위해 맞춰진 재료의 적어도 일부분은 적어도 부분적으로 정렬된 액정 재료의 적어도 일부분과 함께 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "이색성을 나타내기 위해 맞춰진 재료"는 다른 것보다 더 강하게, 적어도 전달된 조사의 두 개의 직각 평면 편광된 성분 중 하나를 흡수하도록 맞춰진 재료를 의미한다. 이색성을 나타내기 위해 맞춰진 재료의 예는 이색성 재료, 예를 들어 염료 및 광색성-이색성 재료, 예를 들어 염료를 포함한다. 특정 구현예에서 제2 층에서 하나 이상의 액정 재료는 하나 이상의 이색성 재료 및/또는 광색성-이색성 재료, 예를 들어 본 명세서에 기재된 것들일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "이색성 재료"는 일반적으로 일정한 흡수 스펙트럼을 갖고 다른 것 보다 더 강하게, 적어도 전달된 조사의 두 개의 평면 편광된 성분 중 하나를 흡수하도록 맞춰진 재료를 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "광색성-이색성 재료"는 적어도 화학선 조사에 반응하여 다양한, 적어도 가시 조사에 대한 흡수 스펙트럼을 갖고 적어도 화학선 조사에 반응하여 다른 것보다 더 강하게, 적어도 전달된 조사의 두 개의 직각 평면 편광 성분 중 하나를 흡수하는 재료를 의미한다.
도 1은 본 명세서에 기재된 하나의 구현예에 따른 광학 성분(100)을 예시한다. 도 1에서 제1의 적어도 부분적인 코팅(120)은 기판(11)의 상부 표면의 적어도 일부에 적용된다. 제2의 적어도 부분적인 층(130)은 기판(110) 반대쪽에 있는 코팅 (120)의 표면에 코팅된다.
하나 이상의 액정 재료를 포함하는 제2의 적어도 부분적인 층을 포함하는 특정 구현예에 따르면 하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 층은 제2의 정렬 재료를 포함하는 적어도 부분적으로 정렬된 제3의 적어도 부분적인 층 및 하나 이상의 제2의 액정 재료를 포함하는 제4의 적어도 부분적인 층을 추가로 포함할 수 있다. 이들 구현예에서 적어도 부분적으로 정렬된 제3 층은 적어도 부분적으로 정렬된 제1 층과 상이한 방향으로 정렬될 수 있다. 그리고나서 하나 이상의 제2의 액정 재료는 적어도 부분적으로 정렬된 제3 층과 함께 정렬될 수 있다. 제2 정렬 재료는 본 명세서에 기재된(화학식 Ⅰ 및 Ⅱ로 제시된) 임의의 공중합체 재료에 의해 제시된 구조를 가질 수 있고 이는 제1의 적어도 부분적인 층에서 정렬 재료로서 구조가 동일하거나 상이한 것을 가질 수 있다. 그렇지 않으면 제3의 적어도 부분적인 층은 본 명세서에 기재된 공중합체 재료와 구조가 상이한 정렬 재료를 포함할 수 있다. 나아가 제4 층의 하나 이상의 제2의 액정 재료는 제2 층의 하나 이상의 액정 재료와 동일하거나 상이할 수 있다. 제4 층에서 하나 이상의 제2의 액정 재료의 예는 본 명세서에 기재된 바와 같이 하나 이상의 이색성 재료 및/또는 광색성-이색성 재료를 포함한다.
특정 구현예에서 기판 표면의 적어도 일부분에서 부분적인 층은 기판 표면에서 스택(stack) 또는 라미네이트로 배열될 수 있다. 예를 들어 제1의 적어도 부분적인 층, 제2의 적어도 부분적인 층, 제3의 적어도 부분적인 층 및 제4의 적어도 부분적인 층은 기판 표면에서 스택으로 있을 수 있다. 본 구현예에 따른 광학 성분(200)을 예시하는 도 2와 관련하여 제1의 적어도 부분적인 층(220)은 기판(210)의 상부 표면에 코팅된다. 제2의 적어도 부분적인 층(230)은 기판(21) 반대쪽에 있는 층(220)의 표면에 코팅된다. 제3의 적어도 부분적인 층(240)은 제1 층(220) 반대쪽에 있는 제2 층(230)의 표면에 코팅되고 제4의 적어도 부분적인 층(250)은 제2 층(230) 반대쪽에 있는 제3 층(240)의 표면에 코팅된다. 다른 구현예에서 하나 이상의 부가적인 층은 제4의 적어도 부분적인 층의 표면의 적어도 일부분에 적용될 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에 기재된 다양한 구현예와 연관지어 사용하기에 적합한 기판은 유기 재료, 무기 재료 또는 그들의 조합(예를 들어 복합 재료)으로부터 형성된 기판을 포함한다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따라 사용될 수 있는 기판의 예는 이하에 보다 상세히 기재된다.
본 명세서에 기재된 기판을 형성하는데 사용될 수 있는 유기 재료의 특정 예는 중합체 재료, 예를 들어 앞서 상세히 논의된 것들, 예를 들어 미국 특허 제5,962,617호 및 미국 특허 제5,658,501호의 컬럼 15, 28번째줄 내지 컬럼 16, 17번째줄에 기재된 단량체 및 단량체의 혼합물로부터 제조된 단독중합체 및 공중합체를 포함한다. 예를 들어 그러한 중합체 재료는 열가소성 또는 열경화성 중합체 재료일 수 있고 투명하거나 광학적으로 맑을 수 있고 임의의 필요한 굴절률을 가질 수 있다. 그러한 기재된 단량체 및 중합체의 예는 폴리올(알릴 카르보네이트) 단량체, 예 알릴 다이글리콜 카르보네이트, 예를 들어 다이에틸렌 글리콜 비스(알릴 카르보네이트)(단량체는 피피지 인더스트리즈에 의해 등록상표 CR-39로 판매된다), 폴리우레아-폴리우레탄(폴리우레아-우레탄) 공중합체(예를 들어 폴리우레탄 전중합체와 다이아민 경화제의 반응에 의해 제조될 수 있고 하나의 그러한 중합체의 조성물은 피피지 인더스트리즈에 의해 트리벡스(TRIVEX)라는 등록상표로 판매된다), 폴리올(메트)아크릴로일 말단 카르보네이트 단량체, 다이에틸렌 글리콜 다이메타크릴레이트 단량체, 에톡실화된 페놀 메타크릴레이트 단량체, 다이이소프로페닐 벤젠 단량체, 에톡실화된 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 단량체, 에틸렌 글리콜 비스메타크릴레이트 단량체, 폴리(에틸렌 글리콜) 비스메타크릴레이트 단량체, 우레탄 아크릴레이트 단량체, 폴리(에톡실화된 비스페놀 A 다이메타크릴레이트), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 알코올), 폴리(염화 비닐), 폴리(염화 비닐리덴), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리티오우레탄, 열가소성 폴리카르보네이트, 예를 들어 비스페놀 A 및 포스진으로부터 유래된 카르보네이트 결합된 수지(하나의 그러한 재료는 등록상표 렉산(LEXAN)으로 판매된다), 폴리에스테르, 예를 들어 등록상표 밀라(MYLAR)로 판매되는 재료, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리비닐 부티랄, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 예를 들어 등록상표 플렉시글라스(PLEXIGLAS)로 판매되는 재료 및 다관능의 이소시아네이트를 폴리티올 또는 폴리에피설파이드 단량체와 반응시켜 제조된, 폴리티올, 폴리이소시아네이트, 폴리이소티오시아네이트 및 임의적으로 에틸렌 불포화 단량체 또는 할로겐화된 방향족 함유 비닐 단량체로 단독중합체화된 또는 공 및/또는 3량체화된 중합체를 포함한다. 또한 그러한 단량체의 공중합체 및 기재된 중합체의 블렌드 및 다른 중합체와의 공중합체가 예를 들어 블록 공중합체 또는 상호관입 네트워크 생성물을 형성하도록 고려된다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따르면 기판은 안과 기판일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "안과 기판"은 렌즈, 부분적으로 형성된 렌즈 및 렌즈 블랭크를 의미한다. 본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따라 안과 기판을 형성하는데 사용되기에 적합한 유기 재료의 예는 안과 기판(예 광학 적용(예를 들어 안과 렌즈)을 위해 광학적으로 맑은 캐스팅을 제조하는데 사용되는 유기 광학 수지)로 사용되는 아트 레코그나이즈(art-recognized) 중합체를 포함한다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따른 기판을 형성하는데 사용하기에 적합한 유기 재료의 다른 예는 합성 및 천연 유기 재료 둘 다, 예컨대 불투명 또는 반투명 중합체 재료, 천연 및 합성 직물 및 셀룰로오스 재료(예를 들어 종이 및 나무)를 포함한다.
본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따른 기판을 형성하는데 사용되기에 적합한 무기 재료의 예는 유리, 미네랄, 세라믹 및 금속을 포함한다. 예를 들어 한 구현예에서 기판은 유리를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서 기판은 반사성 표면을 가질 수 있고, 예를 들어 윤이 나는 세라믹 기판, 금속 기판 또는 미네랄 기판이다. 다른 구현예에서 반사성 코팅 또는 층은 무기 또는 유기 기판을 반사성으로 만들거나 그 반사성을 증진시키기 위해 무기 또는 유기 기판의 표면에 침착되거나 달리 적용될 수 있다.
또 나아가 본 명세서에 기재된 다양한 구현예에 따른 기판은 염색되지 않거나, 염색되거나, 선형 편광, 원형 편광, 타원형 편광, 광색성 또는 염색된 광색성 기판일 수 있다. 기판과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "염색되지 않은"은 기본적으로 착화제(예를 들어 종래 염료) 부가 없고 화학선 조사에 반응하여 상당히 달라지지 않는, 가시 조사에 대해 흡수 스펙트럼을 갖는 기판을 의미한다. 나아가 기판과 관련하여 용어 "염색된"은 착화제(종래 염료) 부가 및 화학선 조사에 반응하여 상당히 달라지지 않는, 가시 조사에 흡수 스펙트럼을 갖는 기판을 의미한다.
본 명세서에 기재된 바와 같이 기판과 관련하여 용어 "선형 편광"은 조사를 선형으로 편광(즉, 광파의 전기 벡터의 진동을 한 방향으로 한정)시키도록 맞춰진 기판을 일컫는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 기판과 관련하여 용어 "원형 편광"은 조사를 원형으로 편광하도록 맞춰진 기판을 일컫는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 기판 관련하여 용어 "타원형 편광"은 조사를 타원형으로 편광시키도록 적용된 기판을 일컫는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 기판과 관련하여 용어 "염색된 광색성"은 착화제 부가 뿐만 아니라 광색성 재료를 포함하고 적어도 화학선 조사에 반응하여 달라지는 가시 조사에 대한 흡수 스펙트럼을 갖는 기판을 의미한다. 그러므로 예를 들어 염색된 광색성 기판은 착화제의 제1의 색 특성 및 화학선에 노출되었을 때 착화제와 광색성 재료 조합의 제2의 색 특징을 가질 수 있다.
본 문헌의 또 다른 구현예는 액정 셀에 관한 것이다. 이들 구현예에 따르면 액정 셀은 제1 표면을 포함하는 제1 기판, 제1 기판의 제1 표면과 반대쪽에 있는 제2 표면을 포함하는 제2 기판, 제2 표면과 마주보는 제1 표면의 적어도 일부분에 제1의 적어도 부분적인 층, 제1 표면과 마주보는 제2 표면의 적어도 일부분에 제2의 적어도 부분적인 층, 그 사이의 공간의 윤곽을 나타내는 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층 및 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층 사이의 공간에 액정 재료를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에 따르면 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층은 정렬 층이다. 특정 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층의 하나 이상은 본 명세서에서 제시된 바와 같이 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ(상기 식에서 기 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb 및 Zc는 본 명세서에 제시된 바와 같은 구조를 갖는다) 중 하나로 제시되는 구조를 갖는 (공)중합체를 포함할 수 있다. n의 값은 10 내지 10,000의 범위이고 x, y 및 z의 값은 본 명세서에 기재된 바와 같다. 액정 셀의 제1 및 제2 기판에 적합한 기판은 본 명세서에 기재된 임의의 기판을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서 제1 및 제2 기판은 기판 재료를 통해 전자기 조사를 전달할 수 있다(즉, 기판은 광학적으로 맑거나 반투명이거나 투명하다).
특정 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층 둘 다는 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ 중 하나에 의해 제시되는 구조를 갖는 (공)중합체를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 층 둘 다 본 명세서에 기재된 바와 같은 (공)중합체 재료를 포함하는 특정 구현예에서 제1 표면의 (공)중합체는 제2 표면의 (공)중합체와 동일한 중합체 구조를 가질 수 있다. 즉 제1 및 제2 표면 둘 다에서 (공)중합체는 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb 및 Zc에 대해 동일한 단량체 구조를 갖는다. 다른 구현예에서 제1 표면에서 (공)중합체의 중합체 구조는 제2 표면에서 (공)중합체의 중합체 구조와 상이할 수 있다. 즉 제1 및 제2 표면 둘 다에서 (공)중합체가 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ 중 하나에 의해 제시될 수 있는 구조를 가질 수 있지만 각각의 표면에서 중합체 구조는 하나 이상의 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb 및 Zc의 구조에서 상이할 수 있다.
특정 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층 중 하나 이상은 적어도 부분적으로 정렬된다. 예를 들어 제1 층 및 제2 층 중 하나 또는 둘 다는 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 제1 및/또는 제2 층은 본 명세서에 기재된 방법들 중 임의의 방법에 의해 정렬될 수 있다. 특정 구현예에서 표면은 편광된 전자기 조사, 예를 들어 평면 편광된 UV 조사에의 노출에 의해 정렬될 수 있다. 한 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 층의 정렬은 제2의 적어도 부분적인 층의 정렬과 동일한 방향일 수 있다. 다른 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 층의 정렬은 제2의 적어도 부분적인 층의 정렬과 상이한 방향일 수 있다.
특정 구현예에서 액정 셀은 능동 액정 셀 또는 수동 액정 셀일 수 있다. 다양한 구현예에 따르면 본 명세서에 기재된 액정 셀에서 액정 재료는 당업계에 알려진 임의의 액정 재료, 예를 들어 본 명세서에 참조된 것들일 수 있다. 특정 구현예에서 액정 재료는 제1 층을 포함하는 정렬 층, 제2 층을 포함하는 정렬 층 또는 정렬 층 둘 다(즉, 제1 및 제2 층)에 의해 정렬될 수 있는 액정 재료일 수 있다. 특정 구현예에 따르면 액정 재료는 본 명세서에 기재되거나 참조된 이색성 재료 또는 광색성-이색성 재료 중 임의의 재료를 포함하는 하나 이상의 이색성 재료 또는 광색성-이색성 재료를 포함할 수 있다.
액정 셀은 예를 들어 스크린, 모니터 또는 보안 성분을 포함하는 디스플레이 성분으로 사용될 수 있다. 특정 구현예에 따르면 액정 셀은 픽셀화된 셀일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 용어 "픽셀화된"은 용품, 예를 들어 디스플레이 성분이나 액정 셀이 다수의 개별적인 픽셀(즉, 디스플레이, 이미지 또는 셀 내에서 특정 위치를 차지하는 단일 점)로 분할될 수 있는 것을 의미한다. 특정 구현예에서 액정 셀은 다수의 영역 또는 구획(즉, 픽셀)을 포함하는 픽셀화된 셀일 수 있다. 개별적인 픽셀의 특징, 예를 들어 색, 편광 등은 디스플레이 성분, 액정 또는 용품에서 다른 픽셀과 비교하여 제어될 수 있다.
본 문헌에 따른 액정 셀의 하나의 구현예는 도 3에 예시된다. 이 구현예에 따르면 액정 셀(300)은 제1 표면(310) 및 제1 표면(310)과 반대쪽에 있는 제2 표면(320)을 포함한다. 제1 표면(310)은 제2 표면(320)을 마주보는 정렬 재료(330)의 층을 갖고 제2 표면(320)은 제1 표면을 마주보는 정렬 재료(340)의 층을 갖는다. 셀(300)은 또한 바닥 기판(360)을 포함할 수 있고 제1 및 제2 표면에 의해 정해진 공간에 액정 재료(350)를 포함할 것이다.
나아가 본 문헌의 구현예는 광정렬 재료를 광학 성분, 예를 들어 본 명세서에 기재된 광학 성분 중 임의의 성분에 적용하는 방법을 제공한다. 특정 구현예에 따르면 방법은 기판 표면의 적어도 일부분에 광정렬 (공)중합체의 적어도 부분적인 층을 적용하는 단계, 광정렬 (공)중합체 재료의 중합체 구조에 하나 이상의 접착 프로모터 기(Zb) 및 기판 표면의 양립 가능한 기 사이에 끌어당기는 결합을 형성하는 단계 및 편광된 UV 조사에 적어도 부분적인 층을 노출시킴으로써 광정렬 (공)중합체 재료의 적어도 제1 부분을 적어도 부분적으로 정렬시키는 단계를 포함할 수 있다. 이들 구현예에 따르면 광정렬 재료는 본 명세서에 기재된 (공)중합체 구조에 의해 제시된 구조, 예를 들어 본 명세서에 제시된 바와 같은 화학식 Ⅰ 또는 Ⅱ(상기 식에서 기 Ma, Mb, Mc, La, Lb, Lc, Za, Zb 및 Zc는 본 명세서에 제시된 바와 같은 구조를 갖는다. n의 값은 10 내지 10,000의 범위이고 x, y 및 z의 값은 본 명세서에 기재된 바와 같다)에 의해 제시된 것들을 가질 수 있다.
이들 구현예에 따르면 기판은 본 명세서에 상세히 기재된 광학 성분을 위한 기판 중 임의의 기판일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "양립 가능한 기"는 접착력 기와 인력, 예컨대 공유 결합, 극성 공유 결합, 이온성 결합, 수소 결합, 정전기적 인력, 소수성 상호작용, 반 데르 발스 인력 또는 이들 인력의 둘 이상의 조합을 형성할 수 있는 작용 기, 모이어티 또는 분자 구조를 의미한다.
기판 표면의 적어도 일부에 본 명세서에 기재된 바와 같이 광정렬 (공)중합체의 적어도 부분적인 층을 적용하는 특정 방법은 미국 특허 제7,342,112호의 컬럼 83, 16번째줄 내지 컬럼 84, 10번째줄에 상세히 기재된다. 이들 기재된 방법은 당업계에 알려진 다양한 방법, 예를 들어 임비빙(imbibing), 코팅, 오버몰딩(overmolding), 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 스프레이 및 스핀 코팅, 커튼 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅, 사출 성형, 캐스팅, 롤 코팅, 스프레드 코팅, 캐스팅 코팅, 역 롤 코팅, 전달 롤 코팅, 키스/스퀴즈(kiss/squeeze) 코팅, 그라비어 롤 코팅, 슬롯 다이(slot-die) 코팅, 블레이드 코팅, 나이프 코팅, 및 로드/바(rod/bar) 코팅 및 와이어 코팅에 의해 용품, 예를 들어 하나 이상의 이색성 화합물 또는 광색성-이색성 화합물을 포함하는 광학 성분 및 안과 성분을 형성하는 방법을 포함한다. 본 문헌의 특정 구현예에서 사용하기에 적합한 다양한 코팅 방법은 문헌["Coating Processes", Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Volume 7, pp 1-35, 2004.]에 기재된다. 임비션(imbition) 방법은 미국 특허 제6,433,043호의 컬럼 1, 31번째줄 내지 컬럼 13, 54번째줄에 기재된다. 특정 구현예에 따르면 적어도 부분적으로 코팅된 기판은 본 명세서에 기재된 바와 같은 광학 성분의 일부분일 수 있다. 특정 구현예에서 광학 성분은 안과 성분, 예를 들어 교정 및 비교정 렌즈, 예컨대 분절되거나 비분절된 다중 시각 렌즈(예를 들어 이중 초점 렌즈, 삼중 초점 렌즈 및 프로그레시브 렌즈)일 수 있는 단일 시각 또는 다중 시각 렌즈 뿐만 아니라 시력을 교정, 보호 또는 증진(화장용으로 또는 달리)시키는데 사용되는 다른 성분, 예컨대 콘택트 렌즈, 안구내 렌즈, 확대 렌즈 및 보호 렌즈 또는 가리개를 포함하고 또한 부분적으로 형성된 렌즈 및 렌즈 블랭크일 수 있다. 다른 구현예에서 적어도 부분적으로 코팅된 기판은 본 명세서에 기재된 바와 같이 제조 용품으로 혼입될 수 있다.
특정 구현예에서 방법은 제2 부분에서 광정렬 (공)중합체 재료의 적어도 부분적인 층을 편광된 UV 조사에 노출시킴으로써 광정렬 (공)중합체 재료의 적어도 제2 부분을 적어도 부분적으로 정렬하는 단계를 추가로 포함할 수 있고, 이 때 광정렬 (공)중합체 재료의 제1 부분의 정렬 방향은 광정렬 (공)중합체 재료의 제2 부분의 정렬 방향과 상이하다. 예를 들어 광정렬 (공)중합체 재료의 제2 부분을 제1 부분을 정렬하기 위해 사용되는 편광된 UV 조사와 상이한 방향으로 편광된 UV 조사에 선택적으로 노출시킴으로써 제1 및 제2(및 후속) 부분은 상이한 정렬을 가질 수 있다. 한 부분을 선택적으로 노출시키는 것은 예를 들어 상이한 방향으로 정렬되지 않거나 정렬된 기판의 섹션을 노출로부터 매스킹 오프(masking off) 또는 블로킹함으로써 쉽게 달성될 수 있다. 이 방법을 사용하여 광정렬 (공)중합체 재료에서 패턴이 형성될 수 있고, 이 때 다양한 부분의 광정렬 (공)중합체 재료의 정렬이 패턴을 정한다.
본 명세서에 기재된 다양한 방법의 또 다른 구현예에 따르면 방법은 액정 재료를 포함하는 제2의 적어도 부분적인 층을 광정렬 (공)중합체 재료의 표면의 적어도 일부에 적용하는 단계 및 액정 재료를 적어도 부분적으로 정렬된 광정렬 (공)중합체 재료의 정렬로 적어도 부분적으로 정렬하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 액정 재료는 당업계에서 유용한 임의의 액정, 예를 들어 본 명세서에서 인용되거나 참조된 액정 재료 중 임의의 재료일 수 있다. 특정 구현예에서 액정 재료는 이색성 재료 또는 광색성-이색성 재료 중 하나 이상일 수 있다.
본 명세서에서 논의된 바와 같이 특정 구현예에서 (공)중합체 재료에서 접착 프로모터 기는 또한 제2의 적어도 부분적인 층과 끌어당기는 결합을 형성할 수 있다. 많은 예에서 제1 층의 광정렬 재료와 기판 사이에 향상된 접착력을 가질 뿐 아니라 제1 층의 광정렬 재료와 제2 층의 재료 사이에 향상된 접착력을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이들 특정 구현예에 따르면 방법은 광정렬 (공)중합체 재료의 표면의 하나 이상의 접착 프로모터 기와 제2의 적어도 부분적인 층의 양립 가능한 기 사이에 (본 명세서에 기재된 것들과 같은) 끌어당기는 결합을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 양립 가능한 기는 제2의 적어도 부분적인 층을 형성하는 재료, 예를 들어 코팅 또는 필름 재료, 예를 들어 중합체 재료의 구조일 수 있다.
본 문헌의 방법의 다양한 구현예는 하나 이상의 부가적인 층을 광정렬 (공)중합체 재료의 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 하나 이상의 부가적인 층은 광정렬 (공)중합체 재료의 표면에 직접 적용되거나 그렇지 않으면 광정렬 (공)중합체 재료의 표면에 적용된 층의 표면에 적용될 수 있다. 이 방법에 의해 상이한 층의 스택 또는 라미네이트가 광정렬 (공)중합체 재료의 표면에 적용될 수 있다. 다양한 구현에에서 하나 이상의 부가적인 층이 타이 층, 프라이머 층, 마모 저항 코팅, 하드 코팅, 보호 코팅, 반사성 코팅, 광색성 코팅, 반-반사성 코팅, 선형 편광 코팅, 원형 편광 코팅, 타원형 편광 코팅, 이행 코팅, 액정 재료 코팅, 정렬 재료 코팅 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다. 이들 구현예에서 부가적인 층이 광정렬 (공)중합체 재료의 표면에 직접적으로 적용되고 부가적인 코팅이 하나 이상의 양립 가능한 기를 포함할 수 있어, 상기 방법이 광정렬 (공)중합체 재료의 표면의 하나 이상의 접착 프로모터 기와 부가적인 층에 하나 이상의 양립 가능한 기 사이에 끌어당기는 결합을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일반적으로 적어도 부분적인 코팅의 두께는 제조 용품 또는 광학 성분에 바람직한 두께를 달성하기에 충분한 임의의 두께일 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현예에 따르면 제1의 적어도 부분적인 코팅은 0.005 내지 1000㎛, 0.05 내지 100㎛, 0.5 내지 50㎛ 또는 2 내지 8㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 나아가 특정 구현예에 따르면 제1의 적어도 부분적인 코팅의 두께는 하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 코팅의 두께보다 더 두껍거나 더 얇을 수 있다. 제2의 적어도 부분적인 코팅 및 임의의 부가적인 코팅이 0.5 내지 10㎛, 1 내지 10㎛ 또는 0.5 내지 5㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 제2의 적어도 부분적인 코팅의 두께는 제1의 적어도 부분적인 코팅과 같을 수 있거나 본 명세서에 기재된 바와 같이 특정 구현예에서 제1의 적어도 부분적인 코팅의 두께보다 두껍거나 얇을 수 있다.
특정 구현예에 따르면 본 발명은 다음의 광정렬 재료를 제공한다.
a) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)];
b) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
c) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트)];
d) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
e) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
f) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-히드록시에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
g) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(3-이소프로페닐-α,α-다이메틸벤조일 이소시아네이트)];
h) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-{메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-(t-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트)] ;
i) 폴리[((E)-2-메톡시-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)-코-(4-메톡시페닐 4-((6-(아크릴로일옥시)헥실)옥시)벤조에이트];
j) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-{메틸 메타크릴레이트)-코-(글리시딜 메타크릴레이트)]; 및
k) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일])페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)-코-(헥실 메타크릴레이트)].
본 문헌의 관점에서 당업자는 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ에 의해 제시되는 구조를 갖는 다른 중합체 재료가 향상된 접착력 특성을 갖는 광정렬 층으로 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 다양한 구현예 또는 그의 양태가 하기 실시예에서 보다 자세히 기재된다.
실시예
실시예의 파트 1에, 실시예 1 내지 9 및 비교예(CE)로서 본 문헌의 광정렬 재료의 제조가 기재된다. 파트 2에 액정 코팅 성분 및 제형, 예컨대 액정 단량체, 광색성 재료 및 이색성 재료가 기재된다. 파트 3은 광정렬 재료 단독 코팅, 상이한 기판에 액정 코팅 제형(LCCF)를 갖는 코팅 또는 폴리카르보네이트 렌즈에 코팅의 스택을 갖는 코팅의 제조 및 적용을 기재한다. 파트 4는 개별적으로 접착력 테스트 및 광정렬 재료의 결과 및 표 1에서 적용된 액정 코팅 제형("LCCF")과 표 2에서 코팅 스택을 기재한다.
파트 1- 광정렬 재료
실시예 1
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)]
Figure 112012053501595-pct00005
하기 재료가 50ml 쉥크(Schenk) 관에 첨가된다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭--1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(2.83g, 0.0057mole), 쇼와 덴코(Showa Denko)로부터 이용 가능한 CAS# 78279-10-4를 갖는 2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트(0.478g, 0.0019mole). 관을 건조 얼음-아세톤 배스에서 냉각시키고 진공 펌프에 의해 탈가스화하고 이어서 N2로 채웠다. 이 과정을 5회 반복하였다. 관을 60℃로 유지된 오일 배스에 놓고 16시간 동안 교반하였다. 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 겔 침투 크로마토그래피("GPC")에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 43,864; Mw = 123,738; Mw/ n = 2.82.
실시예 2
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)]
Figure 112012053501595-pct00006
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(1g, 0.002mole), 2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트(0.1807g, 0.00074mole), γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(0.0357g, 0.0001mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0047g, 0.00003mole) 및 용매 시클로펜타논(5g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 54,144; Mw = 116,402; Mw/Mn = 2.15.
실시예 3
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트)]
Figure 112012053501595-pct00007
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(1g, 0.002mole), 2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트(0.104g, 0.00067mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0044g, 0.00003mole) 및 용매 시클로펜타논(5g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 57,351; Mw = 149,825; Mw/Mn = 2.61.
실시예 4
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)]
Figure 112012053501595-pct00008
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(1g, 0.002mole), 2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트(0.104g, 0.00067mole), γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(0.033g, 0.00013mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0044g, 0.00003mole) 및 용매 시클로펜타논(5g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 58,015; Mw = 153,397; Mw/Mn = 2.64.
실시예 5
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)]
Figure 112012053501595-pct00009
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(1g, 0.002mole), γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(0.150g, 0.0006mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0066g, 0.00004mole) 및 용매 시클로펜타논(5g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 56,498; Mw = 139,980; Mw/Mn = 2.47.
실시예 6
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-히드록시에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)]
Figure 112012053501595-pct00010
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(1g, 0.002mole), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(0.131g, 0.00101mole), γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(0.150g, 0.0006mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0066g, 0.00004mole) 및 용매 시클로펜타논(5g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 70,329; Mw = 193,335; Mw/Mn = 2.74.
실시예 7
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(3-이소프로페닐-α,α-다이메틸벤질 이소시아네이트)]
Figure 112012053501595-pct00011
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(0.5g, 0.001mole), 3-이소프로페닐-α,α-다이메틸벤질 이소시아네이트(0.0608g, 0.0003mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0033g, 0.00002mole) 및 용매 시클로펜타논(2.5g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 6,480; Mw = 8,702; Mw/Mn = 1.34.
실시예 8
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-(t-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트)]
Figure 112012053501595-pct00012
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(0.5g, 0.001mole), 2-(t-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트(0.056g, 0.0003mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0033g, 0.00002mole) 및 용매 시클로펜타논(2.5g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 5,435; Mw = 10,793; Mw/Mn = 1.98.
실시예 9
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)-코-(4-메톡시페닐 4-((6-(아크릴로일옥시)헥실)옥시)벤조에이트]
Figure 112012053501595-pct00013
특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(4g, 0.008mole), 2-[3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트(0.778g, 0.003mole), 4-메톡시페닐 4-((6-(아크릴로일옥시)헥실)옥시)벤조에이트(0.4069g, 0.0012mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0204g, 0.00012mole) 및 용매 시클로펜타논(20g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 68,687; Mw = 310,178; Mw/Mn = 4.51.
비교예( CE )
폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)
Figure 112012053501595-pct00014
접착 프로모터로 작용 가능한 기가 없는 단독중합체를 비교예로 제조하였다. 특정량으로 다음 재료가 사용된 것을 제외하고 실시예 1의 과정을 따랐다: (E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트(5g, 0.010mole), 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴)(0.0083g, 0.00005mole) 및 용매 시클로펜타논(25g). 중합체 분자량을 폴리스티렌 표준으로 보정된 컬럼을 사용하여 GPC에 의해 분석하였다. 결과는 다음과 같았다: Mn = 78,058; Mw = 171,016; Mw/Mn = 2.19.
파트 2-액정 코팅 성분 및 제형
"LCM"은 액정 단량체를 나타낸다.
"DD"는 이색성 염료를 나타낸다.
"PC"는 광색성 재료를 나타낸다.
"LCCF"는 액정 코팅 제형을 나타낸다.
LCM-1은 미국 특허 공개 제2009/0323011호(상기 액정 단량체 문헌은 본 명세서에 참조로 포함된다)의 실시예 17에 기재된 과정에 따라 제조된 1-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(6-(8-(4-(4-(4-(8-아크릴로일옥시헥실옥시)벤조일옥시)페닐옥시카르보닐)페녹시)옥틸옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헬실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥실옥시)-6-옥소헥산-1-올이다.
LCM-2는 4-(3-아크릴로일옥시프로필옥시)-벤조산 2-메틸-1,4-페닐렌 에스테르로 보고된 상업적으로 이용 가능한 RM257이고 이엠디 케미칼즈사(EMD Chemicals, Inc.)로부터 이용가능하고 분자식 C33H32O10을 갖는다.
LCM-3은 4-메톡시-3-메틸페닐 4-(6-(아크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트로 보고된 상업적으로 이용 가능한 RM105이고 이엠디 케미칼즈사(EMD Chemicals, Inc.)로부터 이용가능하고 분자식 C23H26O6을 갖는다.
LCM-4는 4-(6-아크릴로일옥시 헥실옥시)-벤조산(4-시아노페닐 에스테르)로 보고된 상업적으로 이용 가능한 RM23이고 이엠디 케미칼즈사(EMD Chemicals, Inc.)로부터 이용가능하고 분자식 C23H23NO5를 갖는다.
LCM-5는 2-메틸-1,4-페닐렌 비스(4-(6-(아크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)로 보고된 상업적으로 이용 가능한 RM82이고 이엠디 케미칼즈사(EMD Chemicals, Inc.)로부터 이용가능하고 분자식 C39H44O10을 갖는다.
DD-1은 에틸 4-((4-((E)-(4-((E)-페닐다이아제닐)나프탈렌-1-일)다이아제닐)페녹시)메틸)벤조에이트로 보고되고 미국 특허 출원 공개 제2009/0146104A1호(상기 문헌은 본 명세서에 참조로 포함된다)의 단락 [0221]에 기재된 바와 같이 제조된다.
PC-1은 2-페닐-2-{4-[4-(4-메톡시페닐)-피페라진-l-일]-페닐}-5-(2-메톡시에틸옥시카르보닐)-6-메틸-8-(4-(4-(4-(트랜스)-펜틸시클로헥실)벤조일옥시)페닐-2H-나프토[l,2-b]피란으로 보고되고 미국 특허 제7,342,112호(상기 문헌은 본 명세서에 참조로 포함됨)의 과정에 따라 제조된다.
PC-2는 3-(4-플루오로페닐-3-(4-피페라지노페닐)-13-에틸-13-메톡시-6-메톡시-7-(4-(4-(4-(트랜스)펜틸시클로헥실)벤조일옥시)-페닐)벤조일옥시인데노[2',3':3,4]나프토[1,2-b]피란으로 보고되고 미국 특허 제7,342,112호(상기 문헌은 본 명세서에 참조로 포함됨)의 과정에 따라 제조된다.
LCCF-l은 다음과 같이 제조되었다:
단계 1- 아니솔(3.5g) 및 BYK(등록상표)-346 첨가제(0.035g, 비와이케이 케미(BYK Chemie, 미국 소재)로부터 이용 가능한 폴리에테르 변형된 폴리-다이메틸-실록산으로 보고됨)를 포함하는 적합한 플라스크에 LCM-2(3.25g), LCM-3(3.25g), DD-1(0.39g), 4-메톡시페놀(0.0098g) 및 이르가큐어(IRGACURE, 등록상표) 819(0.0975g, 시바 게이지사(Ciba-Geigy Corporation)로부터 이용 가능한 광개시자)를 첨가하였다. 제조된 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반하고 약 26℃로 냉각하였다.
단계 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(0.65g) 및 다이부틸틴 다이라우레이트(0.008g)을 첨가하여 제조된 혼합물을 30분 동안 약 26℃에서 교반하였다.
LCCF-2를 다음과 같이 제조하였다. LCCF-1을 제조하는데 사용된 과정은 DD-1이 혼합물에 첨가되지 않은 것만 제외하고 LCCF-1을 제조하는데 사용된 과정을 따랐다.
LCCF-3을 다음과 같이 제조하였다:
단계 1-아니솔(3.4667g) 및 BYK(등록상표)-346 첨가제(0.0347g, 비와이케이 케미(미국 소재)로부터 이용 가능한 폴리에테르 변형된 폴리-다이메틸-실록산으로 보고됨)를 포함하는 적합한 플라스크에 LCM-2(1.3g), LCM-3(1.3g), LCM-4(1.3g), LCM-5(1.3g), 4-메톡시페놀(0.0078g) 및 이르가큐어 819(0.078g, 시바 게이지사로부터 이용 가능한 광개시자)를 첨가하였다. 제조된 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반하고 약 26℃로 냉각하였다.
단계 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(0.65g) 및 다이부틸틴 다이라우레이트(0.008g)을 첨가하여 제조된 혼합물을 30분 동안 약 26℃에서 교반하였다.
LCCF-4를 다음과 같이 제조하였다. 단계 1에서 PC-2(0.31g)을 또 반응 혼합물에 참가한 것을 제외하고 LCCF-3을 제조하는데 사용된 과정을 따랐다.
LCCF-5를 다음과 같이 제조하였다. 단계 1에서 PC-1(0.312g)을 또 반응 혼합물에 참가한 것을 제외하고 LCCF-3을 제조하는데 사용된 과정을 따랐다.
LCCF-6을 다음과 같이 제조하였다. 아니솔(1.4808g) 및 BYK(등록상표)-346 첨가제(0.0148g, 비와이케이 케미(미국 소재)로부터 이용 가능한 폴리에테르 변형된 폴리-다이메틸-실록산으로 보고됨)를 포함하는 적합한 플라스크에 LCM-2(1.0g), LCM-3(1.0g), LCM-1(1.0g), DD-1(0.165g), 4-메톡시페놀(0.0041g) 및 이르가큐어 819(0.0413g, 시바 게이지사로부터 이용 가능한 광개시자)를 첨가하였다. 제조된 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반하였다.
LCCF-7을 다음과 같이 제조하였다. 아니솔(1.7407g) 및 BYK(등록상표)-346 첨가제(0.0174g, 비와이케이 케미(미국 소재)로부터 이용 가능한 폴리에테르 변형된 폴리-다이메틸-실록산으로 보고됨)를 포함하는 적합한 플라스크에 LCM-1(0.5g), LCM-2(0.5g), LCM-3(0.5g), LCM-4(0.5g), LCM-5(0.5g), PC-2(0.156g), 4-메톡시페놀(0.0039g) 및 이르가큐어 819(0.0392g, 시바 게이지사로부터 이용 가능한 광개시자)를 첨가하였다. 제조된 혼합물을 80℃에서 2시간 동안 교반하였다.
파트 3-정렬된 액정 코팅된 기판을 위한 코팅의 제조
파트 3-1- 프라이머의 제조
자석 교반 막대가 구비된 250ml 앰버 유리병에 다음 재료를 표시된 양으로 첨가하였다:
폴리아크릴레이트 폴리올(15.2334g)(미국 특허 제6,187,444호(상기 폴리올 문헌은 본 명세서에 참조로 포함됨)에서 실시예 1의 조성물 D);
아사히 카세이 케미칼즈(Asahi Kasei Chemicals)로부터 폴리알킬렌카르보네이트 다이올(40.0000g) T-5652;
베이어 머테리얼 사이언스(Bayer Material Science)로부터 데스모두르(등록상표, DESMODUR) PL 340(33.7615g);
박센덴(Baxenden)으로부터 트릭센(등록상표, TRIXENE) BI 7960(24.0734g);
비와이케이 케미사(BYK-Chemie GmbH)로부터 폴리에테르 변형된 폴리다이메틸실록산(0.0658g) BYK(등록상표)-333;
킹 인더스트리즈(King Industries)로부토 우레탄 촉매(0.8777g) KAT(등록상표) 348;
모멘티브 퍼포먼스 머테리얼즈(Momentive Performance Materials)에서 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(3.5109g) A-187;
시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 광 안정화제(7.8994g) 티누빈(등록상표, TINUV1N) 928; 및
시그마 알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 1-메틸-2-피롤리디논(74.8250g).
혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하여 용액의 총 중량에 기초하여 50중량%의 최종 고체를 갖는 용액을 얻었다.
파트 3-2- 광정렬 코팅의 제조
실시예 1 및 9 및 비교예의 광정렬 재료 각각의 용액을 희석하여 용액의 충 중량에 기초하여 시클로펜타논을 4중량%로 제조하였다.
파트 3-3-액정 코팅 제형
액정 코팅 제형(LCCF) 1 내지 7을 파트 2에서 본 명세서에 기재된 바와 같이 제조하였다.
파트 3-4: 이행 층 코팅 제형( TLCF )
TLCF를 다음과 같이 제조하였다:
자석 교반 막대가 구비된 50ml 앰버 유리병에 다음 재료를 첨가하였다:
시그마 알드리치로부터 히드록시 메타크릴레이트(1.242g);
사르토머(Sartomer)로부터 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트(13.7175g) SR247;
사르토머로부터 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(2.5825g) SR350;
베이어 머테리얼 사이언스로부터 데스모두르(등록상표) PL 340(5.02g);
시바 스페셜티 케미칼즈로부터 이르가큐어(등록상표)-819(0.0628g);
시바 스페셜티 케미칼즈로부터 다로쿠르(등록상표, DAROCUR) TPO(0.0628g);
폴리부틸 아크릴레이트(0.125g);
모멘티브 퍼포먼스 머테리얼즈로부터 3-아미노프로필프로필트리메톡시실란(1.4570g) A-l 100; 및
파마코 아퍼(Pharmaco-Aaper)로부터 200 프루프 무수 에탄올(1.4570g).
혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다.
파트 3-5-보호 코팅 제형( PCF )
PCF(하드 코트)를 다음과 같이 제조하였다: 차지(charge) 1을 깨끗한 건조 비이커에 첨가하고 교반하면서 5℃ 얼음 배스에 두었다. 차지 2를 첨가하고 엑소섬(exotherm)이 반응 혼합물의 온도를 50℃로 올렸다. 제조된 반응 혼합물의 온도를 20 내지 25℃로 냉각시키고 차지 3을 교반하며 참가하였다. 차지 4를 첨가하여 pH를 약 3에서 약 5.5로 조정하였다. 차지 5를 첨가하고 용액을 30분 동안 혼합하였다. 제조된 용액을 명목상 0.45 마이크론 캡슐 필터를 통해 여과하고 사용시까지 4℃에 저장하였다.
차지 1
글리시독시프로필트리메톡시실란 32.4g
메틸트리메톡시실란 345.5g
차지 2
질산과 탈이온수(DI)의 용액(질산 1g/7000g) 292g
차지 3
도와놀(등록상표, DOWANOL) PM 용매 228g
차지 4
TMAOH(메탄올 중 25% 테트라메틸암모늄 히드록시드) 0.45g
차지 5
BYK(등록상표)-306 계면활성제 2.0g
파트 3-6-표 1 및 2에 보고된 코팅 및 코팅 스택을 제조하는데 사용되는 과정
파트 3-6A-기판 제조
CR-39(등록상표)로부터 제조된 5.08cm×5.08cm(2인치×0.125인치)로 측정되는 사각형 기판을 호말리트사(Homalite, Inc)로부터 수득하였다. CR-39(등록상표) 단량체로부터 제조된 완성된 단일 시각 렌즈(6 베이스, 70mm)를 또한 표시된대로 사용하였다. CR-39(등록상표) 단량체로부터 제조된 각각의 기판을 아세톤을 흡수시킨 티슈로 닦아 깨끗하게 하고 공기 흐름으로 건조시켰다.
젠텍스 옵틱스(GENTEX OPTICS)로부터 폴리카르보네이트로 만들어진 완성된 단일 시각 렌즈(6 베이스, 70mm) 및 반제품 단일 시각 렌즈(4 베이스, 70mm)를 트리벡스(TRIVEX) 단량체로 만들어진 하드코트없이 또한 표시된대로 사용하였다. 이들 렌즈를 이소프로판올을 흡수시킨 티슈로 닦아 깨끗하게 하고 공기 흐름으로 건조시켰다.
앞서 언급된 각각의 기판을, 고압 변압기를 갖는 탄텍 이에스티 시스템즈(Tantec EST Systems) 일련번호 020270 파워 제너레이터 HV 2000 시리즈 코로나 처리 장치에서 컨베이어 벨트 상을 지나도록 하여 코로나 처리하였다. 벨트 속도 3ft/min로 컨베이어 상을 지나는 동안 기판을 53.99KV, 500와트에 의해 발생된 코로나에 노출시켰다.
파트 3-6B- 프라이머 코팅 과정
대략 1.5ml의 용액을 분배하여 테스트 기판의 표면 중 일부분에 스핀 코팅하고 3초 동안 분당 500 회전(rpm), 이어서 7초 동안 1,500rpm, 이어서 4초 동안 2,500rpm으로 기판을 스피닝(spinning)하여 프라이머 용액을 테스트 기판에 적용하였다. 라우렐 테크놀로지사(Laurell Technologies Corp.)의 스핀 프로세서(WS-400B-6NPP/LITE)를 스핀 코팅에 사용하였다. 그 후 코팅된 기판을 오븐에 두고 60분 동안 125℃로 유지하였다. 코팅된 기판을 약 26℃로 냉각시켰다. 기판을 고압 변압기를 갖는 탄텍 이에스티 시스템즈 일련번호 020270 파워 제너레이터 HV 2000 시리즈 코로나 처리 장치에서 컨베이어 벨트 상을 지나도록 하여 코로나 처리하였다. 벨트 속도 3ft/min로 컨베이어 상을 지나는 동안 건조된 프라이머 층을 53.00KV, 500와트에 의해 발생된 코로나에 노출시켰다.
파트 3-6C- 광정렬 재료의 코팅 과정
대략 1.5ml의 용액을 분배하여 테스트 기판의 표면 중 일부분에 스핀 코팅하고 3초 동안 분당 800 회전(rpm), 이어서 7초 동안 1,000rpm, 이어서 4초 동안 4,000rpm으로 기판을 스피닝하여 파트 3-2에서 제조된 실시예 1 및 9 및 CE의 코팅 용액을 테스트 기판에 적용하였다. 라우렐 테크놀로지사의 스핀 프로세서(WS-400B-6NPP/LITE)를 스핀 코팅에 사용하였다. 그 후 코팅된 기판을 오븐에 두고 30분 동안 120℃로 유지하였다. 코팅된 기판을 약 26℃로 냉각시켰다.
각각의 기판의 건조된 광정렬 층을 400와트 전원을 갖는 디맥스(등록상표)사(DYMAX Corp.)의 디맥스(등록상표) UVC-6 UV/컨베이어 시스템을 사용하여 선형 편광된 자외선 조사에 노출시켜 적어도 부분적으로 질서있게 하였다. 조사가 기판의 표면에 수직인 평면에서 선형 편광되도록 광원이 배향되었다. 각각의 광정렬 층이 노출되는 자외 조사의 양은 이아이티사(EIT Inc)의 UV 파워 퍽(등록상표, UV Power Puck) 고에너지 복사계(일련번호 2066)를 사용하여 측정하였고 다음과 같다: UVA 0.126W/cm2 및 5.962J/cm2; UVB 0.017W/cm2 및 0.078J/cm2; UVC 0W//cm2 및 0J/cm2; 및 UVV 0.046W/cm2 및 2.150J/cm2. 광 배향성 중합체 네트워크의 적어도 일부분을 질서있게 한 후 기판을 약 26℃로 냉각시키고 덮어두었다.
파트 3-6D-액정 코팅 제형의 코팅 과정
표 1에 보고된 액정 코팅 제형("LCCF")을 테스트 기판의 파트 3-6C의 적어도 부분적으로 질서있게 된 광정렬 재료로 15초당 1,200rpm의 속도로 각각 스핀 코팅하였다. 각각의 코팅된 사각형 기판을 20분 동안 50℃인 오븐에 두고 각각의 코팅된 렌즈를 30분 동안 50℃인 오븐에 두었다. 그 후 기판 및 렌즈를 피크 강도 11-16Watts/m2의 UVA로 30분 동안 질소 대기에서 닥터 그뢰벨 UV-일렉트로닉사(UV-Elektronik GmbH)의 조사 챔버 BS-03내 자외선 램프하에서 경화시켰다. 코팅된 기판의 후 경화를 3시간 동안 110℃에서 완료하였다.
표 2에 보고된 액정 코팅 제형("LCCF")을 테스트 기판의 파트 3-6C의 적어도 부분적으로 질서있게 된 광정렬 재료로 6초간 분당 400회전의 속도(rpm), 이어서 6초간 800rpm의 속도로 각각 스핀 코팅하였다. 각각의 코팅된 렌즈를 30분 동안 60℃인 오븐에 두었다. 그 후 렌즈를 피크 강도 0.445Watts/cm2의 UVA 및 0.179Watts/cm2의 UVV 및 UV 용량 2.753Joules/cm2의 UVA 및 1.191Joules/cm2의 UVV에서 6ft/min 속도로 컨베이어 벨트를 가동시키면서, 질소 대기에서 벨칸 엔지니어링(Belcan Engineering)에 의해 디자인되고 만들어진 UV 경화 오븐 기계에서 2 개의 자외선 램프하에 경화시켰다. 벨트 속도 3ft/min로 컨베이어 상을 지나는 동안 경화된 층을 53.00KV, 500와트에 의해 발생된 코로나에 노출시켰다.
파트 3-6E-이행 층의 코팅 과정
파트 3-4에서 제조된 이행 층 용액을 경화된 LCCF 코팅된 기판으로 7초 동안 1분당 1,400회전(rpm)의 속도로 스핀 코팅하였다. 그 후 렌즈를 피크 강도 1.887Watts/cm2의 UVA 및 0.694Watts/cm2의 UVV 및 UV 용량 4.699Joules/cm2의 UVA 및 1.787Joules/cm2의 UVV에서 6ft/min 속도로 컨베이어 벨트를 가동시키면서, 질소 대기에서 벨칸 엔지니어링(Belcan Engineering)에 의해 디자인되고 만들어진 UV 경화 오븐 기계에서 2 개의 자외선 램프하에 경화시켰다. 벨트 속도 3ft/min로 컨베이어 상을 지나는 동안 경화된 층을 53.00KV, 500와트에 의해 발생된 코로나에 노출시켰다.
파트 3-6F-보호 코팅( 하드 코트)의 코팅 과정
파트 3-5에서 제조된 하드 코트 용액을 경화된 타이 층 코팅된 기판으로 10초 동안 1분당 2,000회전(rpm)의 속도로 스핀 코팅하였다. 코팅된 기판의 후 경화는 3시간 동안 105℃에서 완료되었다.
파트 4-접착력 테스트 및 결과
테이프 테스트-방법 B에 의해 접착력을 측정하는 ASTM D-3359-93 표준 테스트 방법을 테스트 기판 표면으로의 층의 접착력을 측정하는데 사용하였다. 코팅된 기판을 크로스 해치 패턴으로 11개의 블레이드로 잘라 약 200개의 사각형을 형성하였다. 테이프 당기기를 3M #600 클리어 테이프를 사용하여 같은 면적에 3회 실시하였다. 테스트 표면의 검사를 3배 확대하여 피셔 사이언티픽(Fisher Scientific)의 스테레오매스터(STEREOMASTER) Ⅱ 현미경으로 실시하였다. "통과"로 표시된 결과는 전부는 아니더라도 대다수(즉 75% 초과) 사각형이 기판 표면에 남아있음을 나타내고, "실패" 결과는 모두는 아니더라도 대다수(즉 75% 초과) 사각형이 테이프에 의해 기판으로부터 제거됨을 나타낸다. 표시된 기판에서 접착력 테스트로부터 나온 결과는 표 1 및 2에 제시된다. 실시예 1-9 및 비교예의 광정렬 재료가 기판에 단독으로 사용되면(즉, LCCF 없이), 액정 코팅 제형이 적용되지 않았기 때문에 LCCF# 컬럼에서의 표시는 "아무것도 존재하지 않음"이었다. LCCF가 실시예 1-9 및 비교예의 광정렬 재료의 층으로 적용되면 적용되고 개별적으로 테스트된 각각의 LCCF의 각각의 수는 표 1에 표시된다. 표 2는 표시된 코팅의 스택을 갖는 폴리카르보네이트 렌즈에 대한 접착력 시험 결과를 포함하고, 즉 "X"는 코팅이 존재함을 의미한다.
상이한 기판에서 접착력 테스트의 결과
실시예 번호 LCCF 번호 CR-39(등록상표) 단량체의 사각형 CR-39(등록상표) 단량체의 렌즈 폴리카르보네이트의 렌즈 트리벡스(등록상표) 단량체의 렌즈
CE 아무것도 존재하지 않음 실패 실패 실패 실패
CE 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 실패 --- --- ---
1 아무것도 존재하지 않음 통과 통과 통과 통과
1 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 통과 통과 --- ---
2 아무것도 존재하지 않음 통과 통과 통과 통과
2 6 또는 7 통과 통과 통과 통과
3 아무것도 존재하지 않음 통과 통과 --- ---
4 아무것도 존재하지 않음 통과 통과 통과 ---
5 아무것도 존재하지 않음 통과 --- 통과 ---
6 아무것도 존재하지 않음 통과 --- 통과 ---
7 아무것도 존재하지 않음 통과 --- 통과 통과
8 아무것도 존재하지 않음 통과 --- 통과 통과
9 아무것도 존재하지 않음 --- 통과 --- ---
9 7 --- 통과 --- ---
폴리카르보네이트 렌즈에서 코팅 스택에 대한 접착력 결과
실시예 번호 프라이머 정렬 층 LCCF 타이 층 하드 코트 접착력
1 X X 6 X X 통과
1 X X 7 X X 통과
9 X X 7 X X 통과
CE X X 6 X X 실패
CE X X 7 X X 실패
본 기재 및 실시예는 본 발명을 명확히 이해하는데 관련된 본 발명의 양태를 예시한다. 당업자에게 명백하여 본 발명을 더 잘 이해하도록 본 발명의 특정 양태는 본 기재를 단순화하기 위해 제시된다. 본 발명이 특정 구현예와 연관지어 기재되었지만 본 문헌이 본 명세서에 기재된 특정 구현예 또는 실시예로 한정되는 것은 아니고 청구항에 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 변형들을 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims (18)

  1. 하기 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 (공)중합체:
    (a) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)];
    (b) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
    (c) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트)];
    (d) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
    (e) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
    (f) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-히드록시에틸 메타크릴레이트)-코-(γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)];
    (g) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(3-이소프로페닐-α,α-다이메틸벤질 이소시아네이트)];
    (h) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-(t-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트)]; 및
    (i) 폴리[((E)-2-메톡시-4-(3-메톡시-3-옥소프롭-1-엔일)페닐 4-(6-(메타크릴로일옥시)헥실옥시)벤조에이트)-코-(2-[(3,5-다이메틸피라졸릴)카르복시아미노]에틸 메타크릴레이트)-코-(4-메톡시페닐 4-((6-(아크릴로일옥시)헥실)옥시)벤조에이트].
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 기판;
    청구항 1에 따른 (공)중합체를 포함하는, 상기 기판의 표면 중 적어도 일부분에 제1의 적어도 부분적인 층(이 때 제1의 적어도 부분적인 층은 임의적으로 편광된 전자기 조사에 노출시켜 적어도 부분적으로 정렬됨); 및
    임의적으로 상기 기판 표면의 적어도 일부분에 하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 층을 포함하되,
    상기 하나 이상의 부가적인 층은 타이(tie) 층, 프라이머 층, 마모 저항 코팅, 하드 코팅, 보호 코팅, 반사성 코팅, 광색성 코팅, 반-반사성 코팅, 선형 편광 코팅, 원형 편광 코팅, 타원형 편광 코팅, 이행(transitional) 코팅, 액정 재료 층, 정렬 재료 층, 지연제 층 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 제조 용품.
  7. 청구항 6에 있어서,
    능동 액정 셀, 수동 액정 셀, 디스플레이 성분, 창, 거울 및 안과 성분으로부터 선택된 광학 성분인 제조 용품.
  8. 청구항 6에 있어서,
    하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 층이 존재하고, 하나 이상의 부가적인 적어도 부분적인 층이
    (a) 제1의 적어도 부분적인 층의 표면 상에 제2의 적어도 부분적인 층(이 때 제2의 적어도 부분적인 층은 임의적으로 하나 이상의 이색성 재료 또는 광색성-이색성 재료를 포함하는 하나 이상의 액정 재료를 포함함);
    (b) 임의적으로 제2의 정렬 재료를 포함하는 적어도 부분적으로 정렬된 제3의 적어도 부분적인 층; 및
    (c) 임의적으로 적어도 제2의 액정 재료를 포함하는 제4의 적어도 부분적인 층
    을 포함하고, 이 때 적어도 부분적으로 정렬된 제3 층이 존재하는 경우 적어도 부분적으로 정렬된 제1 층과 상이한 방향으로 정렬되고, 제1, 제2, 제3 및 제4의 적어도 부분적인 층은 임의적으로 기판의 표면에 스택(stack)으로 존재하는 제조 용품.
  9. 청구항 6에 있어서,
    액정 셀이
    (a) 제1 표면을 갖는 제1 기판;
    (b) 제1 표면과 반대쪽에 있는 제2 표면을 갖는 제2 기판;
    (c) 제2 표면과 마주보는 제1 표면의 적어도 일부분에 제1의 적어도 부분적인 층;
    (d) 제1 표면과 마주보는 제2 표면의 적어도 일부분에 제2의 적어도 부분적인 층(제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층은 공간을 한정함); 및
    (e) 제1의 적어도 부분적인 층과 제2의 적어도 부분적인 층 사이의 공간에 임의적으로 하나 이상의 이색성 재료 또는 광색성-이색성 재료를 포함하는 액정 재료
    를 포함하고, 이 때 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층은 정렬 층이고 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층 중 하나 이상은 청구항 1에 따른 (공)중합체를 포함하고, 이 때 제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층 중 하나 이상은 임의적으로 적어도 부분적으로 정렬되는 제조 용품.
  10. (a) 기판 표면의 적어도 일부분상에 청구항 1에 따른 (공)중합체를 포함하는 광정렬 재료의 적어도 부분적인 층을 적용하는 단계;
    (b) 광정렬 (공)중합 재료의 하나 이상의 접착 프로모터 기와 기판 표면의 양립 가능한 기 사이에 끌어당기는 결합(attractive bond)을 형성하는 단계; 및
    (c) 양극화된 UV 조사에 적어도 부분적인 층을 노출시킴으로써 광정렬 (공)중합체 재료의 적어도 제1 부분을 적어도 부분적으로 정렬시키는 단계
    를 포함하는 광학 성분에 광정렬 재료를 적용하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    양극화된 UV 조사에 적어도 부분적인 층을 노출시킴으로써 광정렬 (공)중합체 재료의 적어도 제2 부분을 적어도 부분적으로 정렬시키는 단계를 추가로 포함하고, 이 때 광정렬 (공)중합체 재료의 제1 부분의 정렬 방향은 광정렬 (공)중합체 재료의 제2 부분의 정렬 방향과 상이한 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    (a) 광정렬 (공)중합체 재료 표면의 적어도 일부분에 액정 재료를 포함하는 제2의 적어도 부분적인 층을 적용하는 단계; 및
    (b) 액정 재료를 적어도 부분적으로 정렬된 광정렬 (공)중합체 재료의 정렬로 적어도 부분적으로 정렬하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    액정 재료가 하나 이상의 이색성 재료 또는 광색성-이색성 재료를 포함하는 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    광정렬 (공)중합 재료 표면 상의 하나 이상의 접착 프로모터 기와 제2의 적어도 부분적인 층의 양립 가능한 기 사이에 끌어당기는 결합을 형성하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    광정렬 (공)중합체 재료 표면 상의 적어도 일부분에 하나 이상의 부가적인 층을 적용하는 단계를 추가로 포함하되, 상기 하나 이상의 부가적인 층은 타이 층, 프라이머 층, 마모 저항 코팅, 하드 코팅, 보호 코팅, 반사성 코팅, 광색성 코팅, 반-반사성 코팅, 선형 편광 코팅, 원형 편광 코팅, 타원형 편광 코팅, 이행 코팅, 액정 재료 코팅, 정렬 재료 코팅 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택되는 방법.
  16. 광색성 화합물, 이색성 화합물, 광색성-이색성 화합물, 광감응성 재료, 액정, 액정 특성 제어 첨가제, 비선형 광학 재료, 염료, 정렬 프로모터, 운동 증진제, 광 개시자, 열 개시자, 계면활성제, 중합화 억제자, 용매, 광 안정화제, 열 안정화제, 이형제, 레올로지(rheology) 조절제, 겔화제(gelator), 균염제, 자유 라디칼 소거제, 커플링제, 기울기 제어 첨가제, 블록 또는 비블록 중합체 재료 및 접착 프로모터로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 청구항 1에 따른 (공)중합체의 조성물.
  17. 청구항 9에 있어서,
    제1의 적어도 부분적인 층 및 제2의 적어도 부분적인 층 모두가 (공)중합체를 포함하는 제조 용품.
  18. 청구항 9에 있어서,
    제1의 적어도 부분적인 층의 정렬은 제2의 적어도 부분적인 층의 정렬과 상이한 제조 용품.
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