KR101456109B1 - 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물 - Google Patents

액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101456109B1
KR101456109B1 KR20130114344A KR20130114344A KR101456109B1 KR 101456109 B1 KR101456109 B1 KR 101456109B1 KR 20130114344 A KR20130114344 A KR 20130114344A KR 20130114344 A KR20130114344 A KR 20130114344A KR 101456109 B1 KR101456109 B1 KR 101456109B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
naphthalene
liquid crystal
compound
formula
Prior art date
Application number
KR20130114344A
Other languages
English (en)
Inventor
신승한
장유진
조진구
Original Assignee
한국생산기술연구원
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 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR20130114344A priority Critical patent/KR101456109B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101456109B1 publication Critical patent/KR101456109B1/ko

Links

Images

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
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/3477—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a five-membered aromatic ring containing at least one nitrogen atom
    • C09K19/348—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a five-membered aromatic ring containing at least one nitrogen atom containing at least two nitrogen atoms
    • 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
    • C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
    • 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
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/3444—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing one nitrogen atom, e.g. pyridine
    • C09K19/3447—Pyridine condensed or bridged with another ring system, e.g. quinoline or acridine
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

하기 화학식 1 및 2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시되는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염이 제공되며, 이를 이용하여 350 내지 460nm 영역의 단파장 광선의 광누락을 최소화할 수 있다.
된다.
[화학식 1]
Figure 112013087232538-pat00061

[화학식 2]
Figure 112013087232538-pat00062

Description

액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물{NAPHTHALENE-BASED LYOTROPIC CHROMONIC COMPOUND OR SALT THEREOF FOR LIQUID CRYSTAL AND LIQUID CRYSTAL COMPOSITON HAVIING THE SAME}
본 발명은 액정용 나프탈렌계 크로모닉 화합물 또는 그의 염에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정용 나프탈렌계 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물 및 편광 필름에 관한 것이다.
액정(Liquid Crystal)이란, 분자들이 긴 범위(long-range)에서 방향적으로 질서(orientational order)를 가지는 반면, 위치적으로는 질서도(positional order)가 감소되거나(스메틱 상에서의 일차원적 위치적 질서도), 혹은 부재한(네마틱 상) 특성을 나타내는 물질의 상태를 일컫는다.
이러한 중간적인 질서도로 인하여 액정은, 위치적, 방향적 질서를 고루 갖춘 고체 결정(crystalline solid)과 질서도를 갖지 않는 등방성 유체(isotropic fluid) 사이에 위치하는 물질로 정의된다. 고체 결정이나 등방성 유체는 온도를 변화시키거나, 적절한 용매를 첨가하여 그 농도를 변화시킴으로써 액정상으로 변형될 수 있다. 흔히 전자와 같이 온도 변화에 의하여 형성되는 액정을 열방성 액정(thermotropic liquid crystal)이라 하고, 후자와 같이 농도에 의하여 형성되는 액정을 유방성 액정(lyotropic liquid crystal)이라고 한다.
유방성 액정의 종류 중에서, 유방성 크로모닉 액정(Lyotropic Chromonic Liquid Crystal, 이하 'LCLC'라고 한다)은 고농도 수용액 상태에서 분자 내의 친수성기와 디스크형의 메소젠 구조로 말미암아 일정한 분자 배열 형태를 가지며, 이로 인하여 액정특성을 나타내는 물질로서 최근 전자재료, 광학재료, 광전재료로의 응용 가능성으로 인하여 많은 연구가 진행되고 있다.
특히, 최근에는 종래의 폴리비닐알코올(PVA) 연신방법에 의하여 제조된 편광판 등의 광학필름을 대체하기 위하여, 수용해성 또는 유기용매 용해성 유기 염료로서의 액정 화합물이 평면 분자 구조를 갖는 광학 막 물질로서 코팅된 광학 필름이 제시되었다.
대표적으로, 미국 특허 US 2,400,877 및 US 2,544,659에서는 이색성 물질로 이루어진 용액을 기재필름에 도포하고, 도포된 표면으로부터 용매를 증발시켜 상기 이색성 물질을 네마틱 상으로 변형시킴과 동시에, 상기 물질의 분자를 일정 방향으로 배향시켜 고체화하는 방법이 제시되어 있다. 상기 이색성 네마틱 물질은 물 또는 알코올 용해성 유기 염료로서, 기재필름의 표면에서 네마틱 상으로 변환된다. 이러한 평면 분자 구조를 가진 액정 화합물 유기 염료의 일종으로서, LCLC 물질은 액정표시장치의 내부 편광판으로 사용될 수 있음이 증명됨으로써, 최근에 집중적인 연구 대상이 되고 있다. [T.Sergan 등: Liquid Crystals v.5, pp.567-572(2000)]
예를 들어, 미국 특허 US 5,948,487호 또는 국제 특허 PCT/US2000/031181에서는 1개 이상의 트리아진기를 함유하는 네마틱 특성의 크로모닉 액정 물질을 사용하여 배향된 구조물이 개시되어 있고, 미국 특허 US 6,570,632에서는 크로몰린(C23H14O11Na2)를 포함하는 크로모닉 물질을 유리기판 위에 도포하고, 이를 러빙하여 배향시키고, 건조하여 용매를 제거하여 광학필름을 수득하는 방법이 개시되어 있다.
이러한 LCLC 분자는 평면상 중심구조와 친수성 주변기(group)로 이루어진 구조적 특징을 갖는다. 또한, LCLC의 주요한 구조적 단위는 이러한 평면상 중심구조(소수성 코어)가 적층되어 이루어진 분자 칼럼 형태이다. 이러한 구조를 갖는 유기 염료로서의 LCLC는 수용성으로서, 특별한 구조를 지니며, 특이적 상(phase) 다이어그램 및 광학 성질을 가짐을 특징으로 한다. 구체적으로, 평면 구조의 방향족 소수성 코어의 주변에 친수성기가 부착되어 이루어진 분자들이 적층된 칼럼 구조를 가진다. 여기서, 상기 방향족 소수성 코어 간의 π-π 상호작용에 의하여 분자들 간의 적층 구조가 형성되며[J.Lydon, Chromonics: Handbook of Liquid Crystals(Wiley-VCH, Weinheim,1998)v.2B, p.981 and Current Opin. Col. Inter. Sci. 3, 458(1998)], 컬럼의 주위에 친수성 또는 이온성 작용기가 위치하여 수용액 중에서 안정한 구조를 가진다. 이를 자기조립(self-assembly)이라고 하며, 이러한 자기조립 특성에 의하여 얻어진 컬럼상의 분자 조립체는 컬럼의 길이 방향으로 광축이 형성되므로 광학 이방성을 갖게 된다.
대표적인 LCLC 액정상을 나타내는 염료로는 페릴렌계 화합물, 아조계 염료, 안트라퀴논계 염료 등이 알려져 있다. 이러한 LCLC의 광학특성은 염료의 평면 중심구조에 크게 의존하고 공액길이(conjugation length)에 의존하게 된다. 즉 공액 길이가 길수록 장파장을 흡수하고, 짧을수록 단파장을 흡수하게 된다. 따라서 다양한 평면 중심구조를 갖는 크로모닉 액정의 개발은 편광판 등의 광학필름 대체를 위해서 중요하다.
특히, 기존의 LCLC들은 460nm 이상의 파장을 흡수하는 것이 대부분이고, 이러한 액정들의 조합으로 구성된 편광판은 단파장 영역의 광누락 문제가 발생한다. 예를 들어, 아래의 화학식을 갖는 페릴렌계 LCLC 화합물인 페릴렌비스(디카복시미드)[perylenebis(dicarboximide), 이하, 'PDI'라고 한다]는 350 내지 460nm 영역에 대한 파장 흡수가 저조한 특성을 보인다. 결과적으로, 이러한 LCLC 화합물로 편광필름을 제조할 경우, 단파장 영역(350 내지 460nm)에서의 편광효율(Polarization efficiency)이 저조하게 나타난다.
이러한 현상은 비단 PDI 뿐 아니라, Blue 27, Violet 20, Red 23 등 공지된 거의 모든 LCLC 화합물에서 나타나고 있다. 따라서 350 내지 460nm 영역의 단파장 가시광선을 흡수하여 광누락을 방지하는 새로운 구조를 갖는 LCLC 화합물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 전술한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로 350 내지 460nm 영역 가시광선의 흡수율이 높은 새로운 구조의 나프탈렌계 액정용 크로모닉 유방성 화합물 또는 그의 염, 그를 포함하는 조성물 및 편광 필름을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 하기 화학식 1 및 2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시되는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112013087232538-pat00001
[화학식 2]
Figure 112013087232538-pat00002
상기 화학식 1 및 2에서,
A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
상기 산성기는 술폰산기, 카르복실기, 인산기 및 포스포닉산기로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있다.
상기 화합물의 염은 상기 화합물과 암모늄염, 암모니아, 금속염 및 유기염기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 형성된 염일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면,
하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 커플링 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 a);
[화학식 3]
Figure 112013087232538-pat00003
상기 화학식 3에서, X는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자이다.
[화학식 4]
Figure 112013087232538-pat00004
상기 화학식 4로 표시되는 화합물과 오쏘-페닐렌 디아민(ortho-phenylene diamine)을 반응시켜 하기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 b); 및
[화학식 5]
Figure 112013087232538-pat00005
[화학식 6]
Figure 112013087232538-pat00006
상기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물에 산성기를 도입하여 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 c);를 포함하는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물의 제조방법이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112013087232538-pat00007
[화학식 2]
Figure 112013087232538-pat00008
상기 화학식 1 및 2에서,
A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
상기 단계 c 이후, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물의 염을 제조하는 단계(단계 d)를 추가로 수행할 수 있다.
상기 산성기는 술폰산기일 수 있다.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면,
하기 화학식 1 및 2로 표시되는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염을 포함하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112013087232538-pat00009
[화학식 2]
Figure 112013087232538-pat00010
상기 화학식 1 및 2에서,
A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이
화학식 11로 표시되는 화합물;
화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물;
화학식 14로 표시되는 화합물; 및
화학식 15 및 화학식 16으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물을 제공할 수 있다.
[화학식 11]
Figure 112013087232538-pat00011
[화학식 12]
Figure 112013087232538-pat00012
[화학식 13]
Figure 112013087232538-pat00013
[화학식 14]
Figure 112013087232538-pat00014
[화학식 15]
Figure 112013087232538-pat00015
[화학식 16]
Figure 112013087232538-pat00016
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염과 화학식 11로 표시되는 화합물의 전체 함량 100 중량부;
화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 100 내지 300 중량부;
화학식 14로 표시되는 화합물 100 내지 300 중량부; 및
화학식 15 및 화학식 16으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 100 내지 300 중량부를 포함할 수 있다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염의 함량이 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 화학식 11로 표시되는 화합물의 전체 함량을 기준으로 0.1 내지 2.5중량%일 수 있다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 비이온성 비닐모노머, 가교성 모노머, 레벨링제, 습윤제, 자외선 안정제, 도전성 계면활성제, 노화 방지제 및 변성제 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물 100 중량부에 대하여 물 및 유기용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 200 내지 2,000 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면, 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염을 포함하는 편광 필름이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112013087232538-pat00017
[화학식 2]
Figure 112013087232538-pat00018
상기 화학식 1 및 2에서,
A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
본 발명에 의한 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염은 350 내지 460nm 범위의 단파장 광을 흡수하는 크로모닉 유방성 액정성을 보이고, 코팅에 의한 액정 박막 형성이 가능하므로, 따라서 단파장 광의 광누락 방지용 재료로 사용할 수 있다.
도 1은 시험예 1에 따른 1H-NMR 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 시험예 2에 따른 13C-NMR 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 시험예 3에 따른 GC-Mass 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 시험예 4에 따른 가시광선 흡수 스펙트럼 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 시험예 5에 따른 편광현미경 사진이다.
도 6은 시험예 6에 따른 수평편광에 대한 편광축의 각도에 따른 편광필름의 광학 현미경 사진이다.
도 7 및 8은 각각 실시예 3 및 비교예 3의 시험예 6에 따른 편광특성을 분석한 그래프이다.
도 9는 시험예 7에 따른 수평편광에 대한 편광축의 각도에 따른 편광필름의 광학 현미경 사진이다.
도 10 및 11은 각각 실시예 4-2 및 비교예 5의 시험예 7에 따른 편광특성을 분석한 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 본 발명의 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물은 하기 화학식 1 및 2 중 어느 하나로 표시되고, 그의 염을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112013087232538-pat00019
[화학식 2]
Figure 112013087232538-pat00020
상기 화학식 1 및 2에서,
A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
상기 산성기는 술폰산 이온(SO3 -)이 발현되는 술폰산기, 카르복실레이트(COO-)이온이 발현되는 카르복실기, 인산 이온(PO3 -)이 발현되는 인산기, 포스포닉산기 등일 수 있다.
상기 산성기에서 발현되는 음이온은 암모늄이온, 리튬이온, 나트륨이온, 칼륨이온, 칼슘이온 등과의 결합에 의하여 염을 형성할 수 있다.
다시 말해, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물은 암모늄염, 암모니아, 금속염 또는 유기염기 등과 반응하여 염을 형성할 수 있다.
상기 금속염의 예로서는 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리금속염, 칼슘염, 마그네슘염, 바륨염 등의 알칼리토금속염, 알루미늄염 등을 들 수 있다.
상기 유기염기의 예로서는 트리메틸아민, 트리에틸아민, 피리딘, 피콜린, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디시클로헥실아민, N,N-디벤질에틸렌디아민 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명의 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 커플링 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조한다(단계 a).
[화학식 3]
Figure 112013087232538-pat00021
상기 화학식 3에서, X는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자이다.
[화학식 4]
Figure 112013087232538-pat00022
다음으로, 단계 a의 생성물인 상기 화학식 4로 표시되는 화합물과 오쏘-페닐렌 디아민(ortho-phenylene diamine)을 반응시켜 하기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물을 제조한다(단계 b).
[화학식 5]
Figure 112013087232538-pat00023
[화학식 6]
Figure 112013087232538-pat00024
여기서, 화학식 5로 표시되는 화합물 1 분자당 오쏘-페닐렌 디아민 2 분자가 반응하므로 상기 화학식 5의 화합물 1 몰당 최소한 오쏘-페닐렌 디아민 2 몰을 반응시키는 것이 바람직하다.
이때, 화학식 5의 화합물에 대한 오쏘-페닐렌 디아민의 상대적인 몰 비율이 커질수록 반응 수율이 증대된다. 그러나, 화학식 5의 화합물 1 몰당 오쏘-페닐렌 디아민이 20몰을 초과하면 분리정제 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.
상기 반응은 120℃ 내지 180℃에서 9시간 내지 4일 동안 진행하는 것이 바람직하다.
반응온도가 120℃ 미만이면 용해되지 않아 반응 수율이 낮을 수 있고, 180℃를 초과하면 부가 반응이 일어날 수 있다. 또한, 반응시간은 9시간 미만이면 수율이 지나치게 낮아질 수 있고, 4일을 초과하면 생산 효율이 저하될 수 있다.
다음으로, 단계 b의 생성물인 상기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물에 산성기를 도입하여 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제조한다(단계 c).
상기 산성기는 상술한 바와 같이 다양한 종류의 산성기가 가능하나, 더욱 바람직하게는 술폰산기를 도입할 수 있고, 이때, 올레늄(SO3·H2SO4),을 사용하여 술폰산기를 도입할 수 있다.
여기서, 상기 올레늄의 농도가 10% 이상이면, 부반응의 우려가 있으며 반응시간이 짧을 경우 술폰화가 제대로 이뤄지지 않아 수용액 상에서 액정상이 아닌 결정상을 나타낼 수 있다. 또한 반응 종결시 과량의 증류수를 사용하면 생성물이 증류수에 용해되어 침전물이 제대로 생성되지 않아 수율이 떨어질 수 있다. 얻어진 침전물을 진공오븐을 통하여 건조시킬 경우 산에 의하여 생성물이 검게 변할 수 있으므로 건조 시키지 않고 여과하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 단계 c 이후, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물의 염을 제조한다(단계 d).
상세하게는, 상기 단계 c의 생성물을 상술한 금속염, 암모니아, 암모늄염, 유기염기 등과 반응시켜 염을 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 단계 d에서 제조되는 염은 상술한 바와 같이 다양하지만, 암모늄염을 형성하는 것이 더욱 바람직하다.
이하, 본 발명의 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 및 그의 염을 포함한다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은 바이올렛, 블루 및 레드 색소 화합물 중 1종 이상의 액정용 유방성 크로모닉 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 추가로 포함된 유방성 크로모닉 화합물들은 산성기가 결합된 화합물 또는 그의 염일 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예 따르면, 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 화학식 11로 표시되는 화합물; 화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물; 화학식 14로 표시되는 화합물; 및 화학식 15 및 화학식 16으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 11]
Figure 112013087232538-pat00025
[화학식 12]
Figure 112013087232538-pat00026
[화학식 13]
Figure 112013087232538-pat00027
[화학식 14]
Figure 112013087232538-pat00028
[화학식 15]
Figure 112013087232538-pat00029
[화학식 16]
Figure 112013087232538-pat00030
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 화학식 11로 표시되는 화합물의 전체 함량 100 중량부; 화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 100 내지 300 중량부; 화학식 14로 표시되는 화합물 100 내지 300 중량부; 및 화학식 15 및 화학식 16으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 100 내지 300 중량부 를 포함할 수 있다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 함량이 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 화학식 11로 표시되는 화합물의 전체 함량을 기준으로 0.1 내지 2.5중량%를 포함할 수 있으며, 여기서 0.1 중량% 미만일 경우에는 350 내지 460nm 영역에서 광누락이 발생할 수 있고, 2.5중량%를 초과하면 분자간의 적층 구조를 방해하여 액정상을 보이지 않을 수 있다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은 용매를 추가로 포함할 수 있고, 상기 용매는 물이나 유기용매를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물 100 중량부에 대하여 물 및 유기용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 200 내지 2,000 중량부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 비이온성 비닐모노머, 가교성 모노머, 레벨링제, 습윤제, 자외선 안정제, 도전성 계면활성제, 노화 방지제, 변성제 등일 수 있으며, 이때, 도전성 계면 활성제는 4급 암모늄을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 가교용 모노머의 구체예로서는, 아크릴레이트계 단량체, 디아민계 단량체, 아크릴계 다관능성 단량체, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트 가교제, 실란계 가교제, 알데히드, N-메틸올 화합물, 디옥산 유도체, 카르복실기를 활성화시킴으로써 작용하는 화합물, 활성 비닐 화합물, 활성 할로겐 화합물, 이속사졸 및 디알데히드 전분 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 이용될 수 있다.
바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜디([0059] 메타)아크릴레이트, 페녹시에틸디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리 아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디에톡시 디아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 디알릴에테르, 디(메타)아크릴 아미드와 같은 두개 이상의 비닐 작용기를 갖는 비이온성 비닐 모노머를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 노화 방지제는 페놀계 화합물, 아민계 화합물, 유기 황계 화합물, 포스핀계 화합물 등일 수 있다.
상기 변성제는 글리콜류, 실리콘류, 알코올류를 들 수 있다.
상기 계면 활성제는 광학 필름의 표면을 평활하게 하기 위하여 이용되고, 실리콘계, 아크릴계, 불소계 계면 활성제 등을 사용할 수 있다.
그 외에, 종결제, 경화제, 오존화방지제, 산화방지제, 가소제, 점도개질제, 예컨대 증점제, 충전제, 기판 상에 침착된 후 입자간 접촉의 친밀도를 개선하는 응집제, 염료 및 안료로서 기능하는 특정 화합물을 추가로 포함할 수도 있다.
상기 첨가제의 함량은 상기 조성물 및 용매 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 10 중량부를 첨가하는 것이 바람직하하고, 더욱 바람직하게는, 0.1 내지 5 중량부를 첨가할 수 있다.
또한, 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은 편광필름의 제조에 이용될 수 있다.
상기 편광필름은 기재상에 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물을 코팅함으로써 제조할 수 있다.
상기 기재는 글래스 또는 운모(mica), 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 비등방성 필름을 사용할 수 있으며, 소수성 투명수지 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴계 중합체, 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스타이렌 공중합체 등의 스타이렌계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체 등 일반적인 투광성 수지를 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 코팅 방법은 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 플로우 코팅(flow coating), 로드 코팅 (rod coating), 스프레이 코팅(Spray coating), 슬롯다이 코팅(slot die coating), 롤 코팅(roll coating), 그라비아 코팅(gravure coating), 마이크로 그라비아 코팅(micro-gravure coating) 등이 사용될 수 있으나, 전단력을 이용하는 것이 배향에 가장 효과적이므로 슬롯다이 코팅 또는 로드 코팅방식을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 이를 통해, 크로모닉 액정 분자의 축이 전단력을 가하는 방향의 수직으로 배향될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 제조
제조예 1: 화학식 4의 화합물 제조
Figure 112013087232538-pat00031
환류 냉각기와 일산화탄소 인렛과 아웃렛이 장착된 3구 플라스크에 상기 화학식 3'로 표시되는 0.225 몰의 4-브로모-1,8-나프탈릭 안하이드라이드와 0.9몰의 포타시움 히드록사이드를 증류수와 함께 분산시키고, 완전히 용해될 때까지 100?에서 수분간 리플럭스 시켰다. 2.25g의 Pd/C(5%)를 첨가하고, 10mL/min의 속도로 일산화탄소를 공급하면서 24 시간 동안 리플럭스시켰다.
반응이 끝나면 상온으로 냉각시킨 후, 증류수를 첨가하여 1500mL까지 희석시킨 다음 진한 염산을 이용하여 산성화시켰다. 생성된 고체를 증류수로 충분히 세척하고, 200℃ 진공오븐에서 12시간 동안 탈수반응을 진행시켰다. 얻어진 고체를 디메틸포름아미드를 이용하여 재결정시켜 상기 화학식 4로 표시되는 4,4‘-비나프틸-1,1’,8,8‘-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(이하, '비나프틸 디안하이드라이드'라 한다)가 얻었다. 이때 수율은 78% 였다.
제조예 2: 화학식 5 및 6의 화합물 제조
Figure 112013087232538-pat00032
환류 냉각기와 2구 플라스크에 상기 화학식 4로 표시되는 0.25 몰의 비나프틸 디안하이드라이드와 오쏘-페닐렌 디아민 4.6 몰을 다이메틸포름아마이드에 완전히 용해될 때까지 130℃에서 리플럭스시켜 용해시킨 뒤, 150℃에서 리플럭스하며 12 시간 동안 반응을 진행시켰다.
반응이 끝나고 상온으로 냉각시킨 후, 얻어진 침전물을 여과하고 과량의 증류수를 이용하여 충분히 세척시켰다. 얻어진 생성물은 60℃ 진공오븐에서 건조시켜 서로 이성질체 관계에 있는 상기 화학식 5 및/또는 6으로 표시되는 화합물을 얻었다. 이때의 수율은 87%였다.
제조예 3: 화학식 7 및 8의 화합물 제조
상기 방법으로 얻어진 화학식 5 및/또는 6으로 표시되는 생성물 0.18 몰을 10% 올레늄 1.1 몰에 분산시키고 100℃에서 용해하고 12시간 동안 반응시켰다. 상온으로 냉각하고, 증류수를 이용하여 황산농도 50%로 희석시켰다. 생성된 침전물을 여과하고, 염산 혹은 아세트산을 이용하여 잔류 술폰산 이온(SO4 -)를 제거하면서 세척하여 하기 화학식 7 및/또는 8로 표시되는 화합물을 제조하였다.
[화학식 7]
Figure 112013087232538-pat00033
[화학식 8]
Figure 112013087232538-pat00034
제조예 4: 화학식 9 및 10의 화합물 제조
상기 화학식 7 및/또는 8로 표시되는 화합물을 증류수에 용해시키고 5시간 동안 80℃ 온도에서 끓여주었다. 상기 화합물이 용해된 용액에 암모니아수를 pH 9가 될 때까지 첨가하여 80℃에서 12시간 동안 암모늄화를 진행한 뒤, 상온으로 식히고, 여과하여 모액을 얻었다. 얻어진 모액은 회전농축기를 이용하여 용매를 제거하고, 용매를 제거하여 얻어진 고상의 생성물은 증류수에 용해한 뒤 한외여과를 통하여 염을 제거하여 하기 화학식 9 및/또는 10으로 표시되는 커플링된 나프탈렌계 화합물을 얻었다. 여기서의 수율은 72 % 였다.
[화학식 9]
Figure 112013087232538-pat00035
[화학식 10]
Figure 112013087232538-pat00036

실시예 2: 단파장 흡수 액정용 화합물만을 포함하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물의 제조
실시예 2-1
실시예 1에 따라 제조된 상기 화학식 9 또는 10으로 표시되는 화합물 0.2 g, 및 비교예 1에 따라 제조된 하기 화학식 11로 표시되는 화합물 19.8 g, 및 증류수 80 g을 혼합하여 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 화학식 9 및/또는 10으로 표시되는 화합물, 및 화학식 11로 표시되는 화합물은 전체 액정 조성물의 20wt% 포함되었고, 이 중, 상기 화학식 9 및/또는 10으로 표시되는 화합물은 액정 화합물의 1wt% 포함되도록 하였다.
[화학식 11]
Figure 112013087232538-pat00037
실시예 2-2
상기 화학식 9 및/또는 10으로 표시되는 화합물을 3wt% 포함되도록 한 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물을 제조하였다.
실시예 3: 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물의 제조
상기 화학식 9 및/또는 10으로 표시되는 화합물 0.12 g, 상기 화학식 11로 표시되는 화합물 12 g, 하기 화학식 12 및/또는 13으로 표시되는 화합물 24 g, 하기 화학식 14로 표시되는 화합물 22 g, 및 하기 화학식 15 및/또는 16으로 표시되는 화합물 20 g 및 증류수 680 g을 혼합하여 액정 조성물을 제조하였다.
[화학식 12]
Figure 112013087232538-pat00038
[화학식 13]
Figure 112013087232538-pat00039
[화학식 14]
Figure 112013087232538-pat00040
[화학식 15]
Figure 112013087232538-pat00041
[화학식 16]
Figure 112013087232538-pat00042
실시예 4: 편광필름의 제조
실시예 4-1
실시예 2-1에 따라 제조된 나프탈렌계 크로모닉 액정 조성물을 유리기판 위에 적하한 후, 로드(rod)를 이용하여 길이 방향으로 전단력에 의해 코팅하고 건조하여 편광필름을 제조하였다.
실시예 4-2
실시예 3에 따라 제조된 나프탈렌계 크로모닉 액정 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4-1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
비교예 1: 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물
실시예 1에서 제조예 1의 과정을 생략하고 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 이용하여 제조예 2 내지 4의 과정을 거쳐 상기 화학식 11로 표시되는 종래 사용되던 나프탈렌계 크로모닉 화합물을 제조하였다.
비교예 2: 종래 단파장 흡수 액정용 화합물만을 포함하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물의 제조
상기 화학식 9 및/또는 10으로 표시되는 화합물을 포함시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물을 제조하였다.
비교예 3: 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물의 제조
상기 화학식 11로 표시되는 화합물 12 g, 상기 화학식 12 및/또는 13으로 표시되는 화합물 24 g, 상기 화학식 14로 표시되는 화합물 22 g, 및 상기 화학식 15 및/또는 16으로 표시되는 화합물 20 g, 및 증류수 680 g을 혼합하여 액정 조성물을 제조하였다.
비교예 4: 편광필름의 제조
실시예 2-1에 따라 제조된 액정 조성물 대신에 비교예 2에 따라 제조된 액정 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4-1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
비교예 5: 편광필름의 제조
실시예 2-1에 따라 제조된 액정 조성물 대신에 비교예 3에 따라 제조된 액정 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 4-1과 동일한 방법으로 편광필름을 제조하였다.
[시험예]
시험예 1: NMR 분석
실시예 1의 제조예 2에 따라 제조된 나프탈렌계 크로모닉 화합물의 CDCl3 용매 내에서의 1H-NMR 및 13C-NMR 분석을 수행하여 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다. 도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명의 액정용 나프탈렌계 크로모닉 화합물의 코어에 해당하는 피크를 볼 수 있었다.
시험예 2: GC - Mass 분석
실시예 1의 제조예 2에 따라 제조된 본 발명의 액정용 나프탈렌계 크로모닉 화합물에 대해 GC-Mass 분석을 수행하여 그 결과는 도 3에 나타내었다. 도 3에 따르면, 상기 화합물의 합성이 잘 이루어졌음을 알 수 있었다.
시험예 3: 가시광선 흡수 스펙트럼 분석
실시예 1에 따라 제조된 상기 화학식 9 및/또는 10으로 표시되는 본 발명의 액정용 나프탈렌계 크로모닉 화합물, 비교예 1의 종래 나프탈렌계 크로모닉 화합물, 및 실시예 1과 비교예 1의 화합물의 혼합물을 각각 증류수 내에서 용해시킨 후, 그 용액의 가시광선 흡수 스펨트럼을 측정하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 따르면 350 내지 460nm 파장 영역의 흡수가 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.
시험예 4: 편광현미경
실시예 2-1, 2-2 및 비교예 2에 따라 제조된 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물을 각각 증류수 내에 20wt% 함량으로 용해시킨 후, 편광현미경 사진을 촬영하여 그 결과를 도 5에 나타내었다. 여기서 (a)는 실시예 2-1, (b)는 실시예 2-2, (c)는 비교예 2에 따른 액정 조성물의 편광 현미경 사진이다.
도 5에 따르면 액정상으로 변화된 것을 확인할 수 있다.
시험예 5: 편광특성 분석(광학 현미경 사진)
실시예 4-1 및 비교예 4에 따라 제조된 편광 필름을 각각 수평편광에 대하여 편광축을 90°, 0°로 회전시키고, 상기 편광 필름에 수평편광을 투과시켜 광학 현미경으로 관찰한 사진을 도 6에 나타내었다.
도 6에 따르면, 본 발명의 실시예 4-1에 따라 제조된 편광 필름은 편광축이 0°에서 매우 밝게 나타난 반면, 편광축 90°에서는 빛이 거의 투과되지 않는 것을 시각적으로 확인할 수 있었다. 비교예 4에 따라 제조된 편광 필름에서도 유사한 경향을 나타내었으나, 실시예 4-1의 편광 필름에 비하여 편광축이 0°일 때 상대적으로 시야가 어둡게 나타났고, 90°인 경우에는 약간 밝게 나타난 것을 볼 수 있었다.
시험예 6: 편광특성 분석(편광 투과율 및 편광효율)
시험예 5의 결과를 좀 더 상세히 살펴보기 위하여 실시예 4-1 및 비교예 4에 따라 제조된 편광 필름의 편광 투과율 및 편광 효율을 측정하여 그 결과를 도 7 및 도 8에 각각 나타내었다.
여기서 편광 투과율은 분광도계(Jasco사의 V-7100)를 사용하여 측정하였고, 아래의 식 1에 따라 계산하였다.
[식 1]
편광 투과율(%) = (Iout/Iin) × 100
여기서, Iin 은 입사광, Iout 투과광이다.
도 7 및 도 8에서, T(0°)은 배향된 필름의 전단축(shearing axis)이 입사광의 편광축과 평행한 경우의 평행투과율(%)이고, T(90°)은 배향된 필름의 전단축(shearing axis)이 입사광의 편광축과 직교하는 경우의 직교투과율(%)이다.
평균 투과율(Tsingle)은 상기 T(0°)과 T(90°)과의 평균치로서, 아래의 식 2에 따라 계산하였다.
[식 2]
Tsingle = [T(0°)+ T(90°)]/2 × 100(%)
또한, 편광효율(Peff)은 아래의 식 3에 따라 계산하였다.
[식 3]
Peff = [T(0°)- T(90°)]/[T(0°)+ T(90°)]×100(%)
도 7 및 도 8에 따르면, 단파장(350nm 내지 460nm)에서, 비교예 4의 편광 필름에 비하여 실시예 4-1의 편광 필름은 평행 투과율은 높아지고, 직교투과율은 낮아지면서, 결과적으로 편광효율이 약 90%까지 향상된 것을 확인할 수 있었다. 다시 말해, 본 발명의 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물에 의해 이를 이용하여 제조한 편광필름에서 단파장 가시광선 영역에서의 광누락 현상이 최소화 된 것을 알 수 있다.
시험예 7: 편광특성 분석(광학 현미경 사진)
실시예 4-2에 따라 제조된 편광 필름을 각각 수평편광에 대하여 편광축을 90°, 0°로 회전시키고, 상기 편광 필름에 수평편광을 투과시켜 광학 현미경으로 관찰한 사진을 도 9에 나타내었다.
비교예 5에 따라 제조된 편광 필름을 각각 수평편광에 대하여 편광축을 90°, 0°로 회전시키고, 상기 편광 필름에 수평편광을 투과시켜 광학 현미경으로 관찰한 사진을 도 9에 나타내었다.
도 9에 따르면, 본 발명의 실시예 4-2에 따라 제조된 편광 필름은 편광축이 0°에서 매우 밝게 나타난 반면, 편광축 90°에서는 빛이 거의 투과되지 않는 것을 시각적으로 확인할 수 있었다. 비교예 5에 따라 제조된 편광 필름에서도 유사한 경향을 나타내었으나, 실시예 4-2의 편광 필름에 비하여 90°인 경우에는 약간 밝게 나타난 것을 볼 수 있었다.
시험예 8: 편광특성 분석(편광 투과율 및 편광효율)
시험예 7의 결과를 좀 더 상세히 살펴보기 위하여 실시예 4-2 및 비교예 5에 따라 제조된 편광 필름의 편광 투과율 및 편광 효율을 측정하여 그 결과를 각각 도 10 및 도 11에 각각 나타내었다.
도 10 및 도 11에 따르면, 단파장(350nm 내지 460nm)에서, 비교예 5의 편광 필름에 비하여 실시예 4-2의 편광 필름은 평행 투과율은 높아지고, 직교투과율은 낮아지면서, 결과적으로 편광효율이 약 90% 이상으로 향상된 것을 확인할 수 있었다. 다시 말해, 본 발명의 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물에 의해 이를 이용하여 제조한 편광필름에서 단파장 가시광선 영역에서의 광누락 현상이 최소화된 것을 알 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1 및 2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시되는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염.
    [화학식 1]
    Figure 112013087232538-pat00043

    [화학식 2]
    Figure 112013087232538-pat00044

    상기 화학식 1 및 2에서,
    A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
    m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산성기는 술폰산기, 카르복실기, 인산기 및 포스포닉산기로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화합물의 염은 상기 화합물과 암모늄염, 암모니아, 금속염 및 유기염기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 형성된 염인 것을 특징으로 하는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염.
  4. 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 커플링 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 a);
    [화학식 3]
    Figure 112013087232538-pat00045

    상기 화학식 3에서, X는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자이다.
    [화학식 4]
    Figure 112013087232538-pat00046

    상기 화학식 4로 표시되는 화합물과 오쏘-페닐렌 디아민(ortho-phenylene diamine)을 반응시켜 하기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 b); 및
    [화학식 5]
    Figure 112013087232538-pat00047

    [화학식 6]
    Figure 112013087232538-pat00048

    상기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물에 산성기를 도입하여 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물을 제조하는 단계(단계 c);를
    포함하는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure 112013087232538-pat00049

    [화학식 2]
    Figure 112013087232538-pat00050

    상기 화학식 1 및 2에서,
    A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
    m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 c 이후, 상기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물의 염을 제조하는 단계(단계 d)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 산성기는 술폰산기인 것을 특징으로 하는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물의 제조방법.
  7. 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염을 포함하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112013087232538-pat00051

    [화학식 2]
    Figure 112013087232538-pat00052

    상기 화학식 1 및 2에서,
    A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
    m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이
    화학식 11로 표시되는 화합물;
    화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물;
    화학식 14로 표시되는 화합물; 및
    화학식 15 및 화학식 16으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물.
    [화학식 11]
    Figure 112013087232538-pat00053

    [화학식 12]
    Figure 112013087232538-pat00054

    [화학식 13]
    Figure 112013087232538-pat00055

    [화학식 14]
    Figure 112013087232538-pat00056

    [화학식 15]
    Figure 112013087232538-pat00057

    [화학식 16]
    Figure 112013087232538-pat00058
  9. 제8항에 있어서, 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이
    화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염과 화학식 11로 표시되는 화합물의 전체 함량 100 중량부;
    화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 100 내지 300 중량부;
    화학식 14로 표시되는 화합물 100 내지 300 중량부; 및
    화학식 15 및 화학식 16으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 100 내지 300 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물은
    화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염의 함량이 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과 화학식 11로 표시되는 화합물의 전체 함량을 기준으로 0.1 내지 2.5중량%인 것을 특징으로 하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  11. 제7항에 있어서
    상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 비이온성 비닐모노머, 가교성 모노머, 레벨링제, 습윤제, 자외선 안정제, 도전성 계면활성제, 노화 방지제 및 변성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물이 상기 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물 100중량부에 대하여 물 및 유기용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상 200 내지 2,000 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  13. 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 그의 염을 포함하는 편광 필름.
    [화학식 1]
    Figure 112013087232538-pat00059

    [화학식 2]
    Figure 112013087232538-pat00060

    상기 화학식 1 및 2에서,
    A1 내지 A4는 서로 같거다 다를 수 있고, A1 내지 A4는 각각 독립적으로 산성기이고,
    m, n, p 및 q는 서로 같거다 다를 수 있고, m, n, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수 중 어느 하나이다.
KR20130114344A 2013-09-26 2013-09-26 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물 KR101456109B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130114344A KR101456109B1 (ko) 2013-09-26 2013-09-26 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130114344A KR101456109B1 (ko) 2013-09-26 2013-09-26 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101456109B1 true KR101456109B1 (ko) 2014-11-04

Family

ID=52289106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130114344A KR101456109B1 (ko) 2013-09-26 2013-09-26 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101456109B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120122274A1 (en) 2006-11-06 2012-05-17 Carben Semicon Limited Anisotropic semiconductor film and method of production thereof
WO2012168395A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 Basf Se Novel color converter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120122274A1 (en) 2006-11-06 2012-05-17 Carben Semicon Limited Anisotropic semiconductor film and method of production thereof
WO2012168395A1 (en) 2011-06-10 2012-12-13 Basf Se Novel color converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100837468B1 (ko) 아세나프토［1,2-ｂ］퀴녹살린의 설포유도체, 이를 함유하는 리오트로픽 액정 조성물 및 비등방성 필름
EP1551902B1 (en) Anisotropic films based on 1,8-naphthoylene-1 ,2 -benzimidazole sulfonates and lyotropic liquid crystal systems and methods for making
JP4680184B2 (ja) ペリレンテトラカルボン酸ジベンゾイミダゾールスルホ誘導体をベースとするリオトロピック液晶系
EP3187566B1 (en) Polymerizable liquid crystal compound, composition for optical film, and optical film, compensation film, antireflective film, and display device including the same
JP5336751B2 (ja) 液晶性コーティング液および偏光膜
WO2004014874A1 (en) Anisotropic films based on sulfoderivatives of phenanthro-9’,10’:2,3-quinoxaline and lyotropic liquid crystal system and method for making
US20110013124A1 (en) Lyotropic chromophoric compounds, liquid crystal systems and optically anisotropic films
JP5296866B2 (ja) ビスアセナフトピラジノキノキサリン誘導体に基づくリオトロピック液晶系およびその製造方法
KR101456109B1 (ko) 액정용 나프탈렌계 유방성 크로모닉 화합물 또는 그의 염 및 그를 포함하는 액정 조성물
KR101056454B1 (ko) 액정 광학필름
TWI522376B (zh) 聚合性液晶化合物、包含該化合物之液晶組成物以及光學各向異性體
KR101723549B1 (ko) 요오드와 유방성 액정 혼합물을 이용한 코팅형 편광필름 및 그 제조방법
KR101682591B1 (ko) 중합성 액정 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 광학 이방체
JP4960205B2 (ja) 偏光膜
JP7272022B2 (ja) 異方性色素膜形成用組成物、異方性色素膜、および光学素子
TW202208602A (zh) 化合物、包含該化合物之異向性色素膜用組合物、異向性色素膜及光學元件
JP4784897B2 (ja) コーティング液および偏光膜
KR101056455B1 (ko) 나프탈렌계 유방성 크로모닉 액정조성물
JP2009080224A (ja) コーティング液および光学異方膜の製造方法
JP2011085748A (ja) コーティング液およびその製造方法、ならびに偏光膜
CN116715585A (zh) 聚合性手性化合物、组合物、固化物及光学各向异性体
TW202100508A (zh) 液晶化合物
KR20180060409A (ko) 스멕틱 액정 화합물 및 편광판

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190925

Year of fee payment: 6