KR101582007B1 - 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101582007B1
KR101582007B1 KR1020130116725A KR20130116725A KR101582007B1 KR 101582007 B1 KR101582007 B1 KR 101582007B1 KR 1020130116725 A KR1020130116725 A KR 1020130116725A KR 20130116725 A KR20130116725 A KR 20130116725A KR 101582007 B1 KR101582007 B1 KR 101582007B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
carbon atoms
liquid crystalline
formula
single bond
Prior art date
Application number
KR1020130116725A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150037259A (ko
Inventor
김영진
장준원
이대희
박문수
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130116725A priority Critical patent/KR101582007B1/ko
Publication of KR20150037259A publication Critical patent/KR20150037259A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101582007B1 publication Critical patent/KR101582007B1/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
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00—Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 유방성 액정층과의 접착력이 우수하고, 유방성 액정층을 보호할 수 있는 오버코팅층을 유방성 액정층 위에 형성함으로써 우수한 물성의 광학 필름을 제공할 수 있다.

Description

오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치{Method for orienting lyotropic liquid crystalline by controlling release orientation of film}
본 발명은 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
결정막을 기재로 하는 광학 물질을 개질시키는 가능한 방법 중 하나는 중합체와 같은 고분자량 화합물과의 상호작용을 통해 이러한 막에 고급 기계적 특성을 부여하는 것이다.
중합체-염료 시스템을 기재로 하는 막 물질은 널리 공지되어 있다. 이러한 시스템은 편광막으로서 널리 사용된다. 특히, 요오드를 갖는 반결정 어택틱(atatic) 폴리(비닐 알코올)(PVA)은 널리 공지되어 있다. 이러한 막은 고급 광학 특성을 보유하며, 박막 트랜지스터/액정 디스플레이 및 고정밀 광학 소자에 사용된다. 이들 막 내 광학 활성 성분의 선택은 일반적으로 사용되는 중합체-염료 시스템의 이색성(dichroism)에 의해 제한된다. 그러나, 폴리요오드 분자는 다른 염료보다 훨씬 고급의 이색성을 나타내기 때문에, PVA-염료 시스템이 편광막으로서 유용할 것이다. PVA-요오드 편광막 및 시스템의 단점은 고온 및/또는 고습에서 불안정하여 빈번하게 중합체 매트릭스로부터 폴리요오드가 방출된다는 점이다. 이러한 단점을 해결하기 위해, 한(Han) 등의 문헌("Atactic Poly(vinyl alcohol)/Dye Polarizing Film with High Durability"(2003), International Display Manufacturing Conference, Taipei 18-21)에서는 개선된 안정성을 갖는 시스템을 기술하고 있다. 요오드 대신에, 아조 염료(예를 들어, 디렉트 블루(Direct Blue) 또는 디렉트 레드(Direct Red))가 사용된다. 막의 안정성은 염료 분자 자체의 특성 및 중합체 기재와의 상호작용에 의존하는 것으로 사료된다.
최근, 수용성 이색성 유기 염료의 유망한 부류가 평면 분자 구조를 갖는 광학 막 물질로서 기술되었다. 헤테로시클릭 분자 및 이러한 화합물의 분자 응집체는 가시 스펙트럼 범위에서 강한 이색성을 나타낸다. 이러한 염료 물질의 결정 박막은 다음과 같은 방법에 따라 얻을 수 있다.
제1단계에서, 수용성 염료가 유방성 액정상을 형성되게 한다.
제2단계에서, 전단력이 유방성 액정상(잉크 또는 페이스트로 형태로)에 인가되어 전단 방향으로 분자 칼럼을 배열한다. 액정 잉크 또는 페이스트의 높은 틱소트로피(thixotropy)는 전단 유도된 상태로 고급 분자 배열을 제공하고, 전단 작용이 제거된 후에도 분자 배열이 보존되게 한다.
제3단계에서, 물과 같은 용매의 증발이 사전 배향된 액정상으로부터 고체 결정 막을 동시에 형성하면서 결정화시킨다. 이러한 결정 박막(Thin Crystal Film(TCF))은 높은 광학적 비등방성의 굴절율(예를 들어, 복굴절) 및 흡광 지수를 가지고 있어 편광기로 적합하다. 실제, 중합체-염료 시스템에서 가장 빈번하게 접하게 되는 상호작용의 유형은 경계면에서의 접착성 상호작용이다. 이러한 메커니즘은 다양한 액정 염료의 배향층을 얻기 위해 광범위하게 사용되는 중합체 기판을 배열하고, 이후에 액정 막이 형성되는 작용을 기초로 한다. 중합체 막의 접착성 및 배열 특성은 유전물질로서 이들 물질의 편광화된(하전된) 상태를 보유하는 능력에 의해 평가된다. 그러나, 염료와 중합체 층 간의 상호작용의 세기는 제한되며, 각 개별 성분의 세기를 결정하는 응집력의 크기를 초과할 수 없다. 염료의 분자 응집체 간의 낮은 결합 강도 및 응집체와 중합체 간의 낮은 결합 강도를 고려하여, 중합체-염료 시스템의 상호작용의 세기를 증대시키기 위한 수단이 필요한 실정이다.
다쯔게(Tazuke) 등의 문헌(Polymer Letters, 16(10), 525(1978), and Turner, Macromolecules, 13(4), 782(1980))은, 염료가 화학적으로 결합된 염료를 갖는 중합체의 광학적 및 기계적 특성이 기계적 혼합물의 유사한 특성에 비해 고급임을 시사하고 있다. 그러나, 공유 결합의 형성이 항상 용이하게 제공되는 것은 아니며 보통은 염료의 경우에 때때로 어려움이 있는, 중합체 및 염료 모두에 적합한 반응성 기를 도입시키는 것을 필요로 한다.
액정 디스플레이용 막을 얻기 위한 방법은 미국 특허 제 5,730,900호에 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 막은 배향된 중합체 매트릭스 및 그 안에 함유된 액정 화합물로 구성된다.
중합체와 염료 간의 이온형 상호작용에 대한 이온 교환 유형은 트카체프(Tkachev) 등의 문헌(Polymethacrylates Containing Immobilized Dye: Optical and Sorption Properties, Vysokomol. Soedin, 1994, vol. 36. no. 8, p. 1326)에서 연구되었다. 이 시스템에서, 염료 분자는 상대이온으로서 작용하고, 이온 결합체 의해 중합체 사슬에 결합한다. 이러한 중합체-염료 시스템의 광학 특성을 분석한 결과, 이러한 방식으로의 중합체 상에서의 염료의 고정화는, 시스템을 화학 결합이 없는 시스템보다 안정하게 하였다.
폴리(디알릴메틸암모늄 클로라이드)의 거대분자가 충전된 수용성 유기 염료의 상기 언급된 부류의 분자의 상호작용은 슈나이더, 티(Schneider, T.) 등에 의해 연구되었다[Self-Assembled Monolayers and Multilayered Stacks of Lyotropic Chromonic Liquid Crystalline Dyes with In-Plane Orientational Order, Langmuir 2000, 16, p.5227]. 상기 중합체는 수중에서 분해하여 양전하의 폴리이온 및 음전하의 염소 이온(용액 중에 발생하는)을 형성한다. 치환된 양친화성(amphiphilic) 염료 분자는 용액 중에서 음전하의 설폰기를 함유한다. 중합체-염료 경계면에서 분자층 표면 간에 형성된 이온성(정전기성) 상호작용은 액정 염료의 배향 배열된 단일층(monolayer) 및 다층 스택의 자가 어셈블리를 제공하는 데 사용되었다. 이러한 경우, 각 중합체 층은 인접하는 결정 층에 대해 기판을 배열하는 역할을 한다. 형성되는 자가 조립된 구조는 중합체 및 염료의 교대되는 단일층을 갖는 강력하게 광학적으로 비등방성인 강한 다층 물질이다. 그러나, 실제 적용에는 보통 특정의 개별적인 두께로 된 작용층의 광학 물질을 필요로 한다. 이러한 층은 액체 매질 중에서만 적용될 수 있는 상기의 공지된 방법을 사용하여서는 얻어질 수 없다. 따라서, 비액체 매질 중에서의 중합체 및 염료의 교대되는 박층을 갖는 중합체-염료 시스템을 제조하는 방법이 필요하다. 또한, 광학용 특정 개별적인 두께를 갖는 중합체-염료 시스템을 제조하는 방법이 필요한 실정이다.
미국 특허 제6,816,218호 유럽 특허 제1,376,163호 대한민국 공개특허 제2006-0037448호 미국 특허 제6,563,640호
Bobrov, Yu. A., J. Opt. Tech., 66, 547(1999) Ignatov et al., Society for Information Display, Int. Symp. Digest of Technical Papers, Long Beach, California, May 2000, vol. XXXI, p. 1102 Ed. by B.Bahadur, "Liquid Crystals -Application and Uses", vol. 1, World Scientific, Singapore, New York, July (1990), p. 101
본 발명의 목적은 유방성 액정층과의 우수한 접착력이 있고, 유방성 액정층을 보호할 수 있는 오버코팅용 조성물, 이로 제조된 오버코팅층을 포함하는 광학 필름 및 이의 제조방법, 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 아민 화합물 또는 옥시란(oxirane) 및 글리시딜(glycidyl)기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 갖는 에폭시 화합물을 포함하는 유방성 액정층 오버코팅용 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112013088832748-pat00001
상기 화학식 1에서 R16 및 R17는 각각 독립적으로 수소, 1가 탄화수소기, -L3-N(R18)(R19), -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n이거나, 또는 서로 연결되어 함께 단일 결합 또는 하기 화학식 2의 링커를 형성할 수 있고, 상기에서 R18 및 R19는 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소기이며, n은 0 내지 2의 수이고, L1 내지 L3는, 각각 독립적으로 단일 결합 또는 화학식 2의 링커이되, L1 및 L2가 동시에 단일 결합인 경우에 R16 및 R17는 동시에 수소가 아니다:
[화학식 2]
Figure 112013088832748-pat00002
상기 화학식 2에서 La 및 Le는 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, Lc는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, Lb 및 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(=O)-, -NH-, -CH=CH-, CONH-, 시클로알킬렌기 또는 아릴렌기이다.
본 명세서에서 용어 「유방성 액정(LLC; Lyotropic Liquid Crystal)」은, 일정한 온도에서 액정의 특성을 나타내는 열방성(thermotropic) 액정과는 달리 일정한 조성 또는 농도 범위에서 액정성을 나타내는 물질을 의미한다.
본 발명의 유방성 액정층 오버코팅용 조성물은 유방성 액정층과 우수한 접착력이 있으면서 유방성 액정층을 보호할 수 있는 오버코팅층을 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
유방성 액정층과 오버코팅층의 접착력 개선이 향상되도록 본 발명에 따른 오버코팅용 조성물에는 1차 또는 2차 아미노 계열의 커플링제인 아민 화합물, 또는 1차 또는 2차 에폭시 계열의 커플링제인 에폭시 화합물이 적어도 하나 배합될 수 있다. 상기 아민 화합물 또는 에폭시 화합물은 일종으로 혹은 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
상기 아민 화합물로는, 특별한 제한이 없이 상기 작용을 수행할 수 있는 화합물을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 화합물로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013088832748-pat00003
상기 화학식 1에서 R16 및 R17는 각각 독립적으로 수소, 1가 탄화수소기, -L3-N(R18)(R19), -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n이거나, 또는 서로 연결되어 함께 단일 결합 또는 하기 화학식 2의 링커를 형성할 수 있고, 상기에서 R18 및 R19는 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소기이며, n은 0 내지 2의 수이고, L1 내지 L3는, 각각 독립적으로 단일 결합 또는 화학식 2의 링커이되, L1 및 L2가 동시에 단일 결합인 경우에 R16 및 R17는 동시에 수소가 아니다:
[화학식 2]
Figure 112013088832748-pat00004
상기 화학식 2에서 La 및 Le는 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, Lc는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, Lb 및 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(=O)-, -NH-, -CH=CH-, CONH-, 시클로알킬렌기 또는 아릴렌기이다.
본 명세서에서 용어 1가 탄화수소기는, 탄소 및 수소로 이루어진 유기 화합물 또는 그 유도체로부터 유도되는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 1가 탄화수소기로는 1개 내지 20개, 1개 내지 16개, 1개 내지 12개, 1개 내지 8개 또는 1개 내지 4개의 탄소 원자를 포함하는 1가 탄화수소기가 예시될 수 있다. 구체적으로, 1가 탄화수소기로는, 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 용어 아릴기 또는 아릴렌기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠 고리를 가지거나, 2개 이상의 벤젠 고리가 연결 또는 축합된 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 1가 또는 2가의 잔기를 의미할 수 있다. 즉, 예를 들어, 상기에서 용어 아릴기의 범위에는 통상적으로 아릴기로 호칭되고 있는 아릴기는 물론 소위 아르알킬기(aralkyl group) 또는 아릴알킬기 등도 포함될 수 있다. 상기와 같은 아릴기 또는 아릴렌기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 아릴기 또는 아릴렌기일 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 및 2에서 시클로알킬렌기로는, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16, 탄소수 3 내지 12 또는 탄소수 3 내지 8의 시클로알킬렌기가 예시될 수 있다. 이러한 시클로알킬렌기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
하나의 예시에서 상기 아민 화합물로는, 상기 화학식 1에서 L1 및 L2가 단일 결합이고, R16가 수소이며, R17이 1가 탄화수소기 또는 -L3-N(R18)(R19)이며, L3가 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4인 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소기인 화합물을 사용할 수 있다. 상기 화합물에서 1가 탄화수소기는, 예를 들면, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이거나, 탄소수 3 내지 16, 탄소수 3 내지 12, 탄소수 3 내지 8 또는 탄소수 3 내지 6의 시클로알킬기일 수 있다. 이러한 화합물로는, 예를 들면, 메틸 아민, 에틸 아민, 1-프로필 아민, 2-프로필 아민, 1-부틸 아민, 2-부틸 아민, 3-디메틸아미노프로필 아민, 시클로프로필 아민, 시클로부틸 아민 또는 시클로헥실 아민 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 상기 아민 화합물로는, 상기 화학식 1에서 L1 및 L2가 단일 결합이고, R16 및 R17이 각각 독립적으로 1가 탄화수소기 또는 -L3-N(R18)(R19)이며, L3가 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4인 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소기인 화합물을 사용할 수 있다. 상기 화합물에서 1가 탄화수소기는, 예를 들면, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이거나, 탄소수 3 내지 16, 탄소수 3 내지 12, 탄소수 3 내지 8 또는 탄소수 3 내지 6의 시클로알킬기일 수 있다. 이러한 화합물로는, 예를 들면, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민 또는 디부틸 아민 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예시에서, 상기 아민 화합물로는, 상기 화학식 1에서 L1 및 L2가 단일 결합이고, R16 및 R17이 서로 연결되어 함께 화학식 2의 링커를 형성하고 있는 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 화합물의 화학식 2의 링커에서는, 예를 들면, La, Ld 및 Le가 단일 결합이고, Lb가 단일 결합, -O-, -C(=O)-, -NH- 또는 -CONH-이며, Lc가 탄소수 1 내지 12 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기일 수 있다. 상기에서 Lb는, 다른 예시에서는 단일 결합, -O-, 또는 -C(=O)-이거나, 또는 단일 결합 또는 -C(=O)-일 수 있다. 이러한 화합물로는, 아제티딘(Azetidine), 피롤리딘(Pyrrolidine), 피페리딘(Piperidine), 2-아제티디논(2-Azetidinone), 2-피롤리디논(2-Pyrrolidinone) 또는 2-피페리디논(2-Piperidinone) 등이 예시될 수 있다.
다른 예시에서 상기 아민 화합물로는, 화학식 1에서 R16 및 R17이 각각 독립적으로 1가 탄화수소기, -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n인 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 화합물은, 화학식 1에서 R16 및 R17이 -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n이고, L1 및 L2가 각각 독립적으로 단일 결합 또는 화학식 2의 링커이되, 상기 화학식 2에서 La, Lb, Ld 및 Le가 단일 결합이고, Lc가 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이며, L3가 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 화합물일 수 있다. 이러한 화합물로는, 비스(3-트리메톡시 실릴프로필)아민(Bis(3-trimethoxysilylpropyl)amine), 비스(3-트리에톡시 실릴프로필)아민(Bis(3-triethoxy silylpropyl)amine), 비스(3-트리메톡시 실릴프로필 에틸렌 디아민)(Bis(3-trimethoxy silylpropyl)ethylene diamine) 또는 비스(3-트리에톡시 실릴프로필)에틸렌 디아민(Bis(3-triethoxy silylpropyl)ethylene diamine) 등이 예시될 수 있다.
다른 예시에서 상기 화합물은, 화학식 1에서 R16이 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 1가 탄화수소기, 예를 들면, 알킬기이고, L1 및 L2가 단일 결합이며, R17이 -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n이되, L3가 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 화합물일 수 있다. 이러한 화합물로는, N-(n-부틸)-3-아미노 프로필 트리메톡시 실란(N-(n-butyl)-3-amino propyl trimethoxy silane), N-(n-부틸)-3-아미노 프로필 트리에톡시 실란(N-(n-butyl)-3-amino propyl triethoxy silane), N-메틸 아미노 프로필 트리메톡시 실란(N-methyl aminopropyl trimethoxy silane) 또는 N-메틸 아미노 프로필 트리에톡시 실란(N-methyl amino propyl triethoxysilane) 등이 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 에폭시 화합물은 옥시란(oxirane) 및 글리시딜(glycidyl)기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 갖는 에폭시 화합물로서, 1차 에폭시 계열의 커플링제인 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 사용하거나, 상기 2차 에폭시 계열의 커플링제인 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 등을 사용할 수 있다.
오버코팅용 조성물에서 아민 화합물 또는 에폭시 화합물의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 효과를 고려하여 선택할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 아민 화합물 또는 에폭시 화합물은, 유방성 액정층 오버코팅용 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 5 중량부로 배합될 수 있다. 상기 아민 화합물 또는 에폭시 화합물의 함량이 0.01 중량부 미만이면 기재 및 유방성 액정층과 오버코팅층의 접착력이 불량하며, 5 중량부를 초과하면 오버코팅층층의 내스크래치성이 저하된다.
본 발명의 유방성 액정층 오버코팅용 조성물은, 유방성 액정층과의 접착력 및 상용성이 우수한 고분자 수지 바인더를 추가로 사용할 수 있다.
상기 고분자 수지 바인더의 예로는, PMMA, PU 등을 사용할 수 있다. 상기 고분자 수지 바인더를 용매에 용해시키는 경우에, 고분자 수지 바인더의 농도는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 바에 따라, 얻고자 하는 오버코팅층의 두께 및 코팅방법에 따라 적합하게 조절될 수 있다. 바람직하게는 고분자 수지 바인더는 본 발명의 유방성 액정층 오버코팅용 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 50 중량부, 보다 바람직하게는 3 내지 15 중량부로 배합될 수 있다. 고분자 수지 바인더의 함량이 1 중량부 미만이면 상대적으로 용매의 양이 많아 건조 시간이 길어질 수 있으며, 또한, 코팅 후 표면의 유동이 심하여 얼룩이 심해질 수 있다. 50 중량부를 초과하면 점도가 너무 높아 코팅시 습윤성(wetting)이 떨어질 수 있다.
유방성 액정층 오버코팅용 조성물은 또한 용매를 추가로 포함할 수 있다. 용매의 종류로는 용액안정성, 유방성 액정층과의 접착력이 우수한 종류라면 특별히 제한하지 않으며, 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 용매가 사용될 수 있다. 예를 들면, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메톡시 벤젠, 1,2-디메톡시벤젠 등의 방향족 탄화수소; 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 사이클로펜타논 등의 알코올; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브; 또는 디에틸렌글리콜 디메틸에테르(DEGDME), 디프로필렌글리콜 디메틸에테르(DPGDME)등의 에테르 등을 예시될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 용매는 단일 용매 또는 혼합 용매의 형태로 포함될 수도 있다. 유방성 액정층 오버코팅용 조성물 내에서 용매의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 효과, 예를 들면, 코팅성 등을 고려하여 적절한 비율로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 유방성 액정층 오버코팅용 조성물은 이 기술분야에서 오버코팅용 조성물에 필요에 따라 일반적으로 배합될 수 있는 산화방지제, 레벨링제, 계면활성제등의 첨가제가 필요에 따라 이 기술분야에서 일반적으로 배합되는 양의 범위에서 첨가될 수 있다.
본 발명은 또한 유방성 액정층; 및 상기 액정층상에 본 발명의 유방성 액정층 오버코팅용 조성물로부터 형성되어 있는 오버코팅층을 포함하는 광학 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 유방성 액정의 층을 형성하고, 상기 유방성 액정을 배향하여 유방성 액정층을 형성하며, 상기 액정층상에 본 발명의 유방성 액정층 오버코팅용 조성물의 층을 형성하는 것을 포함하는 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 광학 필름은 기재의 적어도 일면에 유방성 액정상을 형성할 수 있는 유방성 액정 조성물을 코팅, 건조 및 경화하여 유방성 액정층을 형성하고, 본 발명의 오버코팅용 조성물을 유방성 액정층에 코팅하여 제조할 수 있다.
상기 기재로는 유방성 액정층과 접착성이 우수한 것으로 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 플라스틱 기재가 사용될 수 있다. 예컨대, 트리아세틸 셀룰로오스, 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 노보르넨 유도체 등의 사이클로 올레핀 폴리머 기재가 사용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 플라스틱 기재는 유연성 및 내구성면에서도 또한 우수한 것으로 롤 대 롤 생산, 고속도 생산 등의 양산성면에서 바람직하다. 또한, 롤 대 롤 공정 적용이 가능한 플라스틱 기재는 기재 표면이 친수성을 갖도록 하기 위해 코로나 방전 처리 또는 플라즈마 처리될 수 있다.
유방성 액정 조성물은 이색성 염료를 함유하고 있으며, 본 명세서에서 용어 「이색성 염료」는, 소정 파장의 범위에서 전자기선의 이방성 흡수 거동을 나타내는 물질로서, 예를 들면 특정한 방향으로 다른 방향보다 더 많은 빛을 흡수할 수 있는 분자를 의미할 수 있다.
상기 이색성 염료는 하기 화학식 3으로 표시되는 유방성 액정일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112013088832748-pat00005
상기 화학식 3에서 Q는 염료의 발색단 시스템이고, A는 단일 결합, 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬리덴기, -SO2NH-T-, -SO2-T-, -CONH-T-, -CO-T-, -O-T-, -S-T- 또는 -NH-T-이며, 상기에서 T는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, R은 염 형태의 잔기이며, n은 Q에 결합된 A-R기의 수로서 1 내지 10이다.
상기 화학식 3에서 염료 발색단 시스템은 최대 흡수 파장이 350 nm 내지 900 nm, 바람직하게는 350 nm 내지 600 nm, 보다 바람직하게는 440 nm 내지 500 nm의 범위에 있는 염료 발색단 시스템일 수 있다. 또한, 상기 염료 발색단 시스템은 분자량이 300 g/mol 내지 900 g/mol, 바람직하게는 450 g/mol 내지 800 g/mol, 보다 바람직하게는 600 g/mol 내지 900 g/mol인 발색단 시스템일 수 있다.
상기 화학식 3에서 단일 결합은, A로 표시된 부분에 별도의 원자가 존재하지 않고, Q와 R이 직접 연결된 경우를 의미한다. 상기에서 A는 바람직하게는, 단일 결합, 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬리덴기일수 있고, 더욱 바람직하게는 단일 결합, 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬리덴기일 수 있으며, 보다 바람직하게는 단일 결합일 수 있다.
또한, 상기 화학식 3에서 염 형태의 잔기는, 예를 들면, 상기 기술한 이색성 염료에 포함되는 잔기, 예를 들면, -XiO-Mi + 등일 수 있고, 바람직하게는 -SO3 -M+ 또는 -COO-M+ 일 수 있으며, 상기에서 M+은 H+; NH4 +, Li+, Na+, K+, Cs+, 1/2Mg++, 1/2Ca++, 1/2Ba++, 1/3Fe+++, 1/2Ni++ 또는 1/2Co++ 등의 무기 양이온; N-알킬피리디늄, N-알킬키놀리늄, N-알킬이미다졸리늄, N-알킬티아졸리늄, OH-(CH2-CH2O)m-CH2CH2-NH3 + (상기에서, m은 1 내지 9), RR'NH2 +, RR'R"NH+, RR'R"R*N+, RR'R"R*P+(상기에서, R, R', R", R*는 CH3, ClC2H4, C2H5, C3H7, C4H9, C6H5CH2 등의 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐 또는 헤테로아릴임) 또는 YH-(CH2-CH2Y)k-CH2CH2 (상기에서, Y는 O 또는 NH이고, k는 0 내지 10) 등일 수 있다.
상기 M+은 바람직하게는 무기 양이온, 보다 바람직하게는 Li+, Na+, K+ 또는 Cs+, 더욱 바람직하게는 Na+ 또는 Li+일 수 있다.
또한, 상기 화학식 3에서 n은 바람직하게는 1 내지 5, 더욱 바람직하게는 1 내지 3일 수 있다.
화학식 3의 유방성 액정은 보다 바람직하게는 하기 화학식 4로 표시되는 유방성 액정일 수 있다:
[화학식 4]
Figure 112013088832748-pat00006
상기 화학식 4에서 -N=N-, 또는 -O-(CH2)-(CHOH)-(CH2)-(CH2)-O-이고, X는, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 18의 아릴기 또는 고리 구성 원자가 6 내지 18개인 헤테로아릴기이며, R은 염 형태의 잔기이고, R1은 히드록시기, 탄소수 1 내지 12의 알콕시기, 탄소수 1 내지 12의 할로알킬기, 옥소기 또는 -N=N-Ph를 나타내고, 상기에서 Ph는 탄소수 1 내지 12의 알콕시기로 치환되어 있거나, 또는 비치환된 페닐기이며, l 및 m은 X에 치환된 R의 수로서 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타내고, p 및 q는 X에 치환된 R1의 수로서 각각 독립적으로 0 내지 2의 수를 나타낸다.
상기에서 헤테로아릴기에서 고리 구성 원자로 포함되는 헤테로 원자는, 예를 들면, N 또는 O일 수 있고, 바람직하게는 N일 수 있다. 또한, 상기 헤테로아릴기의 고리 구성 원자 중에서 헤테로 원자는, 예를 들면 1개 내지 5개, 바람직하게는 1개 내지 3개, 보다 바람직하게는 1개 내지 2개일 수 있다.
상기 화학식 4에서 -U-는, 바람직하게는 -N=N-일 수 있고, X는 바람직하게는 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 고리 구성 원자가 6 내지 12개인 헤테로아릴기, 보다 바람직하게는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있으며, R1은, 바람직하게는 히드록시기, 탄소수 1 내지 8의 알콕시기, 탄소수 1 내지 8의 할로알킬기, 옥소기 또는 -N=N-Ph(상기에서 Ph는 하나 이상의 탄소수 1 내지 8의 알콕시기로 치환되어 있거나 또는 비치환된 페닐기), 보다 바람직하게는 히드록시기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 할로알킬기, 옥소기 또는 -N=N-Ph(상기에서 Ph는 하나 이상의 탄소수 1 내지 4의 알콕시기로 치환되어 있거나 또는 비치환된 페닐기)이며, l 및 m은, 보다 바람직하게는 각각 1이고, p 및 q는, 보다 바람직하게는 각각 독립적으로 0 또는 1일 수 있다. 상기에서 할로알킬기에 치환될 수 있는 할로겐으로는 염소 또는 불소를 들 수 있다. 상기 언급된 이색성 염료를 사용하면, 유방성 액정상의 형성과 이색성 염료에 기초한 유방성액정 조성물의 구조 및 레올로지 특성을 포함하는 콜로이드성-화학성의 변경을 위해 염료의 순도 이외의 매우 중요한 인자인 이색성 염료 분자의 소수성-친수성 균형의 조절이 가능할 수 있다. 용해성과 소수성-친수성 균형의 변경은 형성 공정과, 분자 규칙도에 영향을 미치며, 결과적으로 임의의 기재의 표면상에 유방성 액정 조성물을 퇴적시키고 용매를 제거한 후 형성되는 유방성 액정층의 편광 변수에 영향을 미치는 유방성 액정상의 유형의 조절을 가능하게 한다. 상기 염료와 유방성 액정 조성물의 특징은 2개 이상의 이온성기를 가지는 염료의 경우에 경우 특히 효과적으로 조절될 수 있다. 이러한 경우 2개 이상의 상이한 양이온을 사용하는 것이 가능하며, 각각의 양이온은 그들의 특성, 또는 다른 특성을 제공한다. 예를 들어, 증가된 용해성을 제공하는 Li+ 양이온과, 염료 분자의 응집도를 감소시키는 3개의 에탄올 암모늄 양이온 및 액방성 액정상을 안정화시키는 테트라-부틸암모늄 양이온의 조합은 단일 분자 및/또는 낮은 회합도를 가지는 분자상 염료 회합물(착물)에 기초한 유방성액정 조성물의 제조를 가능하게 한다. 염료가 선형 분자 구조를 가져서 네마틱 유방성 액정상의 형성을 촉진하고 유방성 액정층의 형성에 의한 더 높은 배향도를 제공하며, 그 결과 전자기선의 보다 효과적인 선택적 투과 및 반사를 제공할 수 있다.
또한, 1/2Mg++, 1/2Ca++, 1/2Ba++ 등의 다가 양이온의 첨가는 분자상 착물 내의 응집도를 증가시키고, 높은 응집도, 예를 들면 50을 초과하는 응집도를 가지는 초분자상 착물의 유방성 액정상의 형성을 유발하며, 그 용해도는 계면활성 이온을 사용하여 증가시킬 수 있다.
유방성 액정 조성물은 염료 분자 또는 초분자상 착물의 하나의 무작위적 상호 정위가 불가능해지며, 정렬된 LC 상태를 가져야만 하는 필요한 농도까지 희석액의 농도를, 예를 들면, 증발 또는 멤브레인 초여과 방식에 의해 점차 증가시키거나, 또는 물, 물/알코올, 2극성 비양성자성 용매(예를 들면, DMFA(dimethyl formamide), DMSO(dimethyl sulfoxide), 셀로솔브, 에틸아세테이트 및 물과 혼화성인 다른 용매의 혼합물) 등과 같은 적합한 용매 중에 건조 염료를 용해시켜 적절한 염료의 수성 용액, 수성-유기 용액 및 유기 용액의 어느 하나로부터 수득할 수 있다. 상기 농도에서는 유방성 액정 조성물 중 염료의 농도는 0.5 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 약 0.5 중량% 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.5 중량% 내지 15 중량%의 범위 내에서 선택될 수 있다.
유방성 액정의 콜로이드-화학 특성을 조절하기 위해, 상기 조성물은 용매 외에도 첨가제 및 개질제, 예를 들어 비이온계 및 이온계 계면활성제, 결합제 및 필름 형성 반응물(폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴산 및 그의 에테르, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌 옥시드 및 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 및 이들의 공중합체, 셀룰로스의 에틸- 및 히드록시프로필에테르, 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염 등)을 포함할 수도 있다. 상기 조성물은 추가로 아미드 계열로부터 히드로트로픽 (hydrotropic) 첨가제, 예를 들어 디메틸 포름아미드, 디메틸술폭시드, 인산의 알킬아미드, 카르바미드 및 그의 N-치환 유도체, N-알킬피롤리돈, 디시안디아미드 및 이들의 혼합물, 및 아미드와 글리콜류의 혼합물을 포함할 수 있다. 적절한 첨가제의 사용은 조성물의 안정성을 증가시킬 뿐만 아니라 염료 분자의 응집 과정을 조절하여 결과적으로 유방성 액정상의 형성 과정을 조절하는 것이 가능하게 한다. 따라서, 히드로트로픽 첨가제의 첨가는 단일 염료 분자의 유방성 액정 조성물의 제조를 가능하게 한다.
이에 따라 상기 유방성 액정층은 50 중량% 이하의 개질제, 예를 들어 액정, 실리콘, 가소제, 래커, 비이온계, 이온계 계면활성제를 포함하는 상이한 유형의 광, 친수성 및/또는 소수성 중합체의 안정화제를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 유방성 액정층은 다층 구조로 형성될 수 있고, 이 경우 각 층에 포함되는 상기 이색성 염료는 서로 상이한 최대 흡수 파장을 가질 수 있다. 이에 따라 보다 광대역의 파장 범위의 광에 대하여 선택적인 투과 및 반사 특성을 나타낼 수 있다.
상기 유방성 액정층을 형성하기 위해, 먼저, 기재의 일면에 유방성 액정 조성물을 코팅하고 건조시켜 용매를 제거한다. 코팅방법은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 유방성 액정 조성물을 균일한 두께로 코팅할 수 있는 방법으로 코팅하는 것이 바람직하다. 예컨대, 스핀코팅, 마이크로 그라비어 코팅, 그라비어 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅법이 사용될 수 있으며, 코팅방법이 이로써 한정되는 것은 아니다.
유방성 액정층의 두께는 얻고자 하는 위상차, 즉, Δn(복굴절률)×d(액정필름의 두께)에 따라 달라지지만 일반적으로 0.1㎛ 내지 10㎛ 정도이다. 액정 디스플레이 장치(LCD)의 광학적 보상을 위한 적절한 범위의 위상차를 얻기 위해 액정층을 0.1㎛ 내지 10㎛ 두께로 하는 것이 바람직하다.
용매 제거는 대부분의 용매가 제거될 수 있고 코팅된 유방성 액정층이 흘러내리거나 심하게 유동하지 않는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 방법으로 행할 수 있다. 용매 제거는 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 실온건조, 건조오븐에서의 건조, 가열판 위에서의 가열건조, 적외선을 이용한 건조 등으로 행할 수 있다. 건조시간 및 건조온도는 용매의 종류 및 함량 등에 따라 달라지는 것으로 특별히 제한하지 않으며, 보다 구체적으로 50℃ 내지 100℃에서 용매를 제거하기에 충분한 시간 동안, 구체적으로는 대략 30초 내지 300초 동안 행할 수 있다. 이러한 온도범위에서 상기 시간 동안 건조함으로써 유방성 액정층 및 유방성 액정층 구성성분의 물성에 악영향을 미치지 않고 용매가 효과적으로 제거될 수 있다.
용매가 증발 제거된 후, 수직 배향된 유방성 액정층을 중합에 의해 경화시킨다. 액정을 경화시키는 방법은 크게 광경화와 열경화로 대별된다. 상기 유방성 액정 조성물은 광반응성 액정용액으로서 자외선 조사에 의해 고정되는 물질이다. 따라서, 상기 유방성 액정층은 광경화에 의해 경화되어 고정될 수 있다. 경화에 의해 수직 배향된 액정물질이 중합되고 수직 배향이 고정된다. 경화는 자외선 영역의 파장을 흡수하는 광 중합 개시제의 존재 하에 행하여질 수 있다. 한편, 자외선 조사는 대기 중에서 혹은 산소를 차단해서 반응효율을 높이기 위해서 질소 분위기하에서 행할 수 있다.
자외선 조사기로는 이로서 한정하는 것은 아니지만, 통상적으로 약 100mW/cm2 이상의 조도를 갖는 중압 혹은 고압 수은 자외선 램프, 또는 메탈 할라이드 램프가 사용될 수 있다. 나아가, 자외선 조사 시 필름 표면 온도를 적정 수준으로 유지하여 필름의 변형을 방지하기 위하여 기재와 자외선 램프(조사기) 사이에 콜드 미러(cold mirror) 혹은 냉각 장치가 설치될 수 있다.
다음으로, 상기 유방성 액정층 위에 오버코팅층을 형성하기 위해서는 먼저, 오버코팅용 조성물을 코팅한다. 코팅방법은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 유방성 액정층 위에 유방성 액정층 오버코팅용 조성물을 균일한 두께로 코팅할 수 있는 방법으로 코팅하는 것이 바람직하다. 예컨대, 스핀코팅, 마이크로 그라비어 코팅, 그라비어 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅법이 사용될 수 있으며, 코팅방법이 이로써 한정되는 것은 아니다.
유방성 액정층에 유방성 액정층 오버코팅용 조성물을 코팅한 후, 건조시켜 용매를 제거한다. 용매제거는 대부분의 용매가 제거될 수 있고 코팅된 오버코팅층이 흘러내리거나 심하게 유동하지 않도록 하는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 어떠한 방법으로 행할 수 있다. 예를 들어, 실온건조, 건조오븐에서의 건조, 가열판 위에서의 가열건조, 적외선을 이용한 건조 등으로 행할 수 있다. 건조시간 및 건조온도는 용매의 종류 및 함량 등에 따라 달라지는 것으로 특별히 제한하지 않으며, 오버코팅층의 물성에 악영향을 미치지 않고 용매를 제거할 수 있는 어떠한 범위로 행할 수 있으며, 보다 구체적으로 50 내지 100℃에서 용매를 제거하기에 충분한 시간 동안, 구체적으로는 대략 30초 내지 300초 동안 행할 수 있다. 이러한 온도범위 및 상기 시간 동안 건조함으로써 오버코팅층 및 오버코팅층 구성성분의 물성에 악영향을 미치지 않고 용매가 효과적으로 제거될 수 있다.
상기 유방성 액정층 오버코팅층의 두께는 이 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 범위로 특별히 한정하는 것은 아니지만, 대략 0.01 내지 10㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이러한 두께 범위에서 원하는 접착력과 액정 보호성 등의 물성이 충분히 달성될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 1차 및/또는 2차 아미노 또는 에폭시 계열의 커플링제 중 선택된 아민 화합물 또는 에폭시 화합물을 포함하는 유방성 액정층 오버코팅용 조성물로 형성된 유방성 액정층 오버코팅층은 유방성 액정층과의 접착력이 우수하여, 공정 과정 중에서의 유방성 액정층으로부터의 오버코팅층의 박리가 방지된다. 따라서, 이러한 유방성 액정층 위에 오버코팅층을 형성하여 광학 필름으로 사용하기에 적합하다.
상기와 같이, 본 발명의 일 구현에 의한 유방성 액정층을 형성하고, 여기에 유방성 액정층 오버코팅용 조성물로 형성된 오버코팅층을 형성함으로써 기재, 기재의 일면에 형성된 유방성 액정층 및 상기 유방성 액정층 위에 형성된 오버코팅층을 포함하여 이루어지는 광학 필름, 구체적으로 액정필름이 얻어진다.
본 발명의 일 구현에 의한 오버코팅층은 유방성 액정층과의 접착력이 우수한 것으로, 오버코팅층이 박리되지 않는다. 또한, 본 발명의 유방성 액정층 및 오버코팅층을 포함하는 광학 필름은 그대로 편광판에 적용되며, IPS 모드 등 다양한 형태의 LCD 모드에서 위상차 필름 또는 시야각 보상 필름으로서 매우 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명에 의하면, 상기 본 발명의 광학 필름(액정필름)을 포함하는 디스플레이 장치가 또한 제공된다.
상기 디스플레이 장치의 구체적인 종류, 구조 및 구성 요소 등은 특별히 제한되지 않으며, 상기 광학필름이 포함되는 한, 이 분야에서 공지되어 있는 모든 내용이 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 유방성 액정 오버코팅층은 유방성 액정층과의 우수한 접착력으로 액정층과의 박리가 방지되고, 액정에 대한 우수한 보호성을 제공할 수 있다.
본 발명의 유방성 액정층 및 오버코팅층을 포함하는 광학 필름은 그 자체가 편광판에 적용될 수 있으며, IPS 모드 등 다양한 형태의 LCD 모드에서 위상차 필름 또는 시야각 보상 필름으로 유용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 다른 수직 배향 광학 필름의 측단면도이다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<제조예 1> 유방성 액정 조성물(코팅액)의 제조
안정한 유방성 액정상을 형성할 수 있는 이색성 염료로서, 업계에서 Direct Yellow 12로 공지되어 있는 염료의 양이온을 Na+에서 Li+로 치환한 이색성 염료를 사용하여 유방성 액정 조성물을 제조하였다. 상기 염료를 증류 수에 약 1 중량%의 농도로 용해시키고, 또한 에틸렌글리콜을 소량 용해시켜서 유방성 액정 조성물을 제조하였다.
<제조예 2> 오버코팅용 조성물의 제조
고분자 수지 바인더로, PMMA를 3~10(중량%), 아민 커플링제로, 1122를 1(중량%)를 혼합하였다.
상기 혼합물을 에탄올(Ethanol) 40 중량%, 1-프로판올(1-Propanol) 30 중량%, 메틸에틸케톤(MethylEthylKetone) 30 중량%의 혼합용제에 전체용액 100 중량% 대비 농도가 10 중량%가 되도록 희석시켰다. 마지막으로 아민 커플링제(1122, 1중량%)를 상기 혼합물 용액을 기준으로 0.1중량%가 되도록 첨가하였다. 1시간 동안 균일하게 교반하여 수직 배향 유방성 액정 필름용 오버코팅층을 위한 조성물을 제조하였다.
<실시예 1> 광학 필름의 제조
수직 배향 광학 필름용 오버코팅층 코팅을 위한 기재로, TAC또는 PET를 코로나 방전 처리하여 사용하였다. 상기 기재 위에 상기 제조예 1에서 제조된 유방성 액정 조성물을 와이어바 코터를 사용하여 코팅하고, 70℃의 건조 오븐에서 2분 동안 건조시켰다. 생성된 액정층은 매우 투명하고 두께는 약 0.2~0.5㎛이었다. 상기에서 형성된 유방성 액정층 위에 상기 제조예 2에서 제조된 수직 배향 광학 필름용 조성물을 와이어 바 코터를 사용하여 코팅하고, 70℃의 건조 오븐에서 2분 동안 건조시켰다. 생성된 오버코팅층은 매우 투명하고 유방성 액정층과의 결합력이 매우 우수하였으며, 두께는 약 1~2㎛이었다. 본 실시예에서 제조된 유방성 액정층과 오버코팅층을 포함하는 광학 필름(액정 필름)은 도 1과 같은 구조를 갖는다.
<비교예 1> 오버코팅층이 형성되지 않은 광학필름의 제조
유방성 액정층 위에 오버코팅층을 형성하지 않는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.
(접착력 평가)
본 실시예 및 이하 다른 실시예 및 비교예에서 접착성은 크로스 컷 셀로테이프 (Cross Cut Cellotape) 박리 테스트로 평가하였다. 즉, 광학필름의 액정층 표면에 가로와 세로로 1mm 간격으로 칼로 100개의 격자를 만들어 넣은 후에, 그 위에 셀로테이프를 붙이고 떼어내는 작업을 실시하여 박리 유무를 관찰하였다.
본 실시예 1의 광학 필름은 오버코팅층과 유방성 액정층의 결합력이 매우 우수하여 액정층으로부터 오버코팅층이 전혀 박리되지 않았다.본 발명은 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 유방성 액정층과의 접착력이 우수하고, 유방성 액정층을 보호할 수 있는 오버코팅층을 유방성 액정층 위에 형성함으로써 우수한 물성의 광학 필름을 제공할 수 있다.
그러나, 비교예 1의 광학 필름은 그렇지 않았다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1의 아민 화합물, 또는 옥시란(oxirane) 및 글리시딜(glycidyl)기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 치환기를 갖는 에폭시 화합물을 포함하는 유방성 액정층 오버코팅용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112013088832748-pat00007

    상기 화학식 1에서 R16 및 R17는 각각 독립적으로 수소, 1가 탄화수소기, -L3-N(R18)(R19), -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n이거나, 또는 서로 연결되어 함께 단일 결합 또는 하기 화학식 2의 링커를 형성할 수 있고, 상기에서 R18 및 R19는 각각 독립적으로 수소 또는 1가 탄화수소기이며, n은 0 내지 2의 수이고, L1 내지 L3는, 각각 독립적으로 단일 결합 또는 화학식 2의 링커이되, L1 및 L2가 동시에 단일 결합인 경우에 R16 및 R17는 동시에 수소가 아니다:
    [화학식 2]
    Figure 112013088832748-pat00008

    상기 화학식 2에서 La 및 Le는 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, Lc는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, Lb 및 Ld는 각각 독립적으로 단일 결합, -O-, -C(=O)-, -NH-, -CH=CH-, CONH-, 시클로알킬렌기 또는 아릴렌기이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    아민 화합물은, 화학식 1에서 L1 및 L2가 단일 결합이고, R16이 수소이며, R17이 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 -L3-N(R18)(R19)이며, L3가 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기 또는 알킬리덴기인 화합물이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 16의 시클로알킬기인 유방성 액정층 오버코팅용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    아민 화합물은, 화학식 1에서 L1 및 L2가 단일 결합이고, R16 및 R17이 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 -L3-N(R18)(R19)이며, L3가 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 16의 시클로알킬기인 화합물인 유방성 액정층 오버코팅용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    아민 화합물은, 화학식 1에서 L1 및 L2가 단일 결합이고, R16 및 R17이 서로 연결되어 함께 화학식 4의 링커를 형성하고 있으며, 상기 화학식 4의 링커에서, La, Ld 및 Le가 단일 결합이고, Lb가 단일 결합, -O-, -C(=O)-, -NH- 또는 -CONH-이며, Lc가 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기인 화합물인 유방성 액정층 오버코팅용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    아민 화합물은, 화학식 1에서 R16 및 R17이 -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n이고, L1 및 L2가 각각 독립적으로 단일 결합 또는 화학식 4의 링커이되, 상기 화학식 4의 링커에서 La, Lb, Ld 및 Le가 단일 결합이고, Lc가 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기이며, 상기에서 L3가 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기인 화합물인 유방성 액정층 오버코팅용 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    아민 화합물은, 화학식 1에서 R16이 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, L1 및 L2가 단일 결합이며, R17이 -L3-Si(R18)n(OR19)3-n 또는 -L3-N(R18)-L3-Si(R18)n(OR19)3-n이되, 상기에서 L3가 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기이고, R18 및 R19가 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기인 화합물인 유방성 액정층 오버코팅용 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    고분자 바인더를 추가로 포함하는 유방성 액정층 오버코팅용 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    고분자 바인더 1 내지 50 중량부 및 아민 화합물 또는 에폭시 화합물 0.01 내지 5 중량부를 포함하는 유방성 액정층 오버코팅용 조성물.
  9. 유방성 액정층; 및 상기 액정층상에 제 1 항의 유방성 액정층 오버코팅용 조성물로부터 형성되어 있는 오버코팅층을 포함하는 광학 필름.
  10. 제 9 항에 있어서,
    유방성 액정층은 하기 화학식 3으로 표시되는 유방성 액정을 포함하는 광학 필름:
    [화학식 3]
    Figure 112013088832748-pat00009

    상기 화학식 3에서 Q는 염료의 발색단 시스템이고, A는 단일 결합, 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬리덴기, -SO2NH-T-, -SO2-T-, -CONH-T-, -CO-T-, -O-T-, -S-T- 또는 -NH-T-이며, 상기에서 T는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, R은 염 형태의 잔기이며, n은 Q에 결합된 A-R기의 수로서 1 내지 10이다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    염 형태의 잔기 R은, -SO3 -M+ 또는 -COO-M+이고, 상기에서 M+은 무기 양이온인 광학 필름.
  12. 제 9 항에 있어서,
    유방성 액정층은 하기 화학식 4로 표시되는 유방성 액정을 포함하는 광학 필름:
    [화학식 4]
    Figure 112013088832748-pat00010

    상기 화학식 4에서 -N=N-, 또는 -O-(CH2)-(CHOH)-(CH2)-(CH2)-O-이고, X는, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 18의 아릴기 또는 고리 구성 원자가 6 내지 18개인 헤테로아릴기이며, R은 염 형태의 잔기이고, R1은 히드록시기, 탄소수 1 내지 12의 알콕시기, 탄소수 1 내지 12의 할로알킬기, 옥소기 또는 -N=N-Ph를 나타내고, 상기에서 Ph는 탄소수 1 내지 12의 알콕시기로 치환되어 있거나, 또는 비치환된 페닐기이며, l 및 m은 X에 치환된 R의 수로서 각각 독립적으로 1 또는 2를 나타내고, p 및 q는 X에 치환된 R1의 수로서 각각 독립적으로 0 내지 2의 수를 나타낸다.
  13. 유방성 액정의 층을 형성하고, 상기 유방성 액정을 배향하여 유방성 액정층을 형성하며, 상기 액정층상에 제 1 항의 유방성 액정층 오버코팅용 조성물의 층을 형성하는 것을 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
  14. 제 9 항의 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치.
KR1020130116725A 2013-09-30 2013-09-30 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치 KR101582007B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130116725A KR101582007B1 (ko) 2013-09-30 2013-09-30 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130116725A KR101582007B1 (ko) 2013-09-30 2013-09-30 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150037259A KR20150037259A (ko) 2015-04-08
KR101582007B1 true KR101582007B1 (ko) 2015-12-31

Family

ID=53033255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130116725A KR101582007B1 (ko) 2013-09-30 2013-09-30 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101582007B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100051866A1 (en) 2008-08-29 2010-03-04 Yoshiharu Hirai Polymerizable liquid crystal composition and optically anisotropic film using the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104037A1 (en) 2003-09-23 2005-05-19 Lazarev Pavel I. Two-phase film materials and method for making
KR101042214B1 (ko) * 2009-04-09 2011-06-20 주식회사 엘지화학 배향막 조성물, 이로 제조된 배향막, 배향막 제조방법, 이를 포함하는 광학필름 및 광학필름을 포함하는 디스플레이 장치
EP2700698B1 (en) * 2011-04-21 2020-03-25 LG Chem, Ltd. Liquid crystal composition
KR101760147B1 (ko) * 2011-12-22 2017-07-20 도쿄 오카 고교 가부시키가이샤 감광성 수지 조성물, 컬러 필터 및 액정 표시 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100051866A1 (en) 2008-08-29 2010-03-04 Yoshiharu Hirai Polymerizable liquid crystal composition and optically anisotropic film using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150037259A (ko) 2015-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101621992B1 (ko) 광학 필름
TWI744387B (zh) 液晶組成物、光學膜、偏光板及圖像顯示裝置
JP2017120431A (ja) 位相差フィルム
JP2007297606A (ja) 紫外線硬化性組成物、位相差フィルム、および、位相差フィルムの製造方法
CN107850722A (zh) 层叠体及窗
JP6808372B2 (ja) 光学フィルム、その製造方法および表示装置
CN106547123B (zh) 光学膜、其制造方法和显示器件
US11314007B2 (en) Circularly polarizing plate
CN115524776A (zh) 光学层叠体、视角控制系统及图像显示装置
KR101729819B1 (ko) 편광 소자
JP4441536B2 (ja) 二相フィルム材料の製造方法
EP3407127A1 (en) Method for manufacturing multilayer liquid crystal film
JP2009276761A (ja) 複合位相差板およびその製造方法
JPWO2019225468A1 (ja) 偏光子および画像表示装置
KR101582007B1 (ko) 오버코팅 조성물, 오버코팅막의 제조방법, 이를 포함하는 광학 필름 및 상기 광학 필름을 포함하는 디스플레이 장치
JP2010072439A (ja) 液晶層用光硬化型接着剤組成物および液晶フィルム
JP7397970B2 (ja) 光学異方性膜、円偏光板、表示装置
WO2014192385A1 (ja) 液晶組成物、ホメオトロピック配向液晶フィルム、偏光板、画像表示装置、及びホメオトロピック配向液晶フィルムの製造方法
KR102071916B1 (ko) 광학 필름
JP2003195041A (ja) 光学積層体、及びその製造方法、並びに円偏光板
JP2009237038A (ja) 被着性に優れた液晶フィルム
WO2021200978A1 (ja) 組成物、光学異方性膜、円偏光板、表示装置
WO2023054084A1 (ja) 光学異方性膜、円偏光板、表示装置
WO2021200987A1 (ja) 光学異方性膜、円偏光板、表示装置
WO2022202268A1 (ja) 視角制御システム、画像表示装置、光学異方性層、積層体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181016

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191016

Year of fee payment: 5