KR102248346B1 - 중합성 액정 물질 및 중합된 액정 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판에 대한 개선된 접착력을 갖는 중합된 액정(LC) 물질을 포함하는 중합체 필름, 이러한 중합체 필름의 제조 방법, 이러한 중합체 필름의 제조에 사용하기 위한 중합성 LC 물질, 및 광학적, 전기광학적, 장식 또는 보안 용도 및 장치를 위한 중합체 필름 또는 상기 중합성 LC 물질의 용도에 관한 것이다.

Description

중합성 액정 물질 및 중합된 액정 필름{POLYMERISABLE LIQUID CRYSTAL MATERIAL AND POLYMERISED LIQUID CRYSTAL FILM}

본 발명은 기판에 대한 개선된 접착력을 갖는 중합된 액정(LC) 물질을 포함하는 중합체 필름, 이러한 중합체 필름의 제조 방법, 이러한 중합체 필름의 제조에 사용하기 위한 중합성 LC 물질, 및 광학적, 전기광학적, 장식 또는 보안 용도 및 장치를 위한 중합체 필름 또는 상기 중합성 LC 물질의 용도에 관한 것이다.

중합성 액정(LC) 물질은 통상적으로 액정 디스플레이의 광학적 필름의 제조에 사용된다. 이들 물질은 일반적으로 2개 이상의 중합성 기(이작용성 또는 다작용성)를 갖는 특정한 양의 화합물을 함유하고, 이는 가교되어 경질 필름을 제공한다.

그러나, 중합 동안, 특정 중합성 물질, 예컨대 아크릴레이트는 중합체 수축을 겪는다(문헌[R.A.M. Hikmet, B.H. Zwerver and D.J. Broer Polymer (1992), 33, 89] 참조). 이러한 수축은 중합된 필름에서 많은 변형을 야기하고 필름과 기판 사이의 접착력을 감소시킨다.

이러한 문제점을 극복하는 것으로 종래 기술에 보고된 하나의 기술은 중합된 필름에 대한 기판의 접착력을 개선하도록 기판을 개질하는 것에 집중한다. 예를 들어, 기판은 특별한 처리, 예를 들어 US 2,795,820 또는 GB 0 788 365에 개시된 화염 처리, DE 1 128 644에 보고된 코로나 처리, 또는 문헌[R.L. Bersin Adhesives Age (1972) 15, 37]에 보고된 플라즈마 처리를 받을 수 있다.

또는, 별개의 접착층 또는 커플링층(전형적으로 유기-실란 물질의 용액)은 기판 상에 코팅되어 기판, 예컨대 상업적으로 입수가능한 애디드 900(Addid 900, 등록상표; 독일 부르크하우젠 소재의 바커 게엠베하(Wacker GmbH)), 아미노-작용성 트라이메톡시 실란에 대한 중합체 필름의 접착력의 증가를 보조할 수 있다.

US 5,631,051은 먼저 젤라틴의 접착층을 TAC 필름 상에 제공함으로써 트라이아세틸 셀룰로스(TAC)의 투명 기판 상에 광학적 보상 시트를 제조하는 방법을 개시한다. 이어서, 중합성 기의 첨가에 의해 화학적으로 개질된, 변성된 폴리비닐 알코올(PVA)의 용액을 젤라틴 층 상에 코팅함으로써 정렬층을 생성하고, 용매를 증발시키고, 중합된 PVA층의 표면을 일방향으로 러빙(rubbing)한다. 마지막으로, 디스코틱 LC 물질을 포함하는 광학적으로 이방성인 층을 PVA층의 러빙된 표면 상에 코팅하고 중합한다.

US 5,747,121은 중합성 기의 첨가에 의해 화학적으로 개질된, 변성된 폴리비닐 알코올(PVA)의 용액을 투명한 기판 상에 코팅하고, 용매를 증발시키고, PVA층의 표면을 일방향으로 러빙함으로써 광학적 보상 시트를 제조하는 방법을 개시한다. 이어서, 디스코틱 LC 물질을 포함하는 광학적으로 이방성인 층을 PVA층의 러빙된 표면 상에 코팅하고 중합한다. 이후, 필름을, 열처리하고, 이에 의해 PVA층 및 디스코틱 LC층이 가교결합가능한 유리 기를 통해 서로 화학적으로 결합되는 것으로 보고된다.

그러나, 등방성 물질, 예컨대 젤라틴 또는 PVA를 함유하는 별개의 접착층 또는 정렬층의 사용은 예를 들어 광학적 필름으로서 사용시 액정 필름의 성능에 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해, 접착 촉진제가 중합성 LC 물질 제형에 직접 첨가될 수 있다. 예를 들어, WO 2006/062352 A1은 별개의 접착층 또는 정렬층을 사용하지 않는 호메오트로픽 정렬된 중합체 필름을 개시한다. 중합체 필름은 미리결정된 계면활성제를 포함하는 중합성 LC 혼합물 용액을 표면이 친수성-처리된 플라스틱 기판 상에 코팅하고 건조하고 혼합물 용액을 자외선 조사함으로써 수득된다.

그러나, 상기에 기재된 모든 방법은 추가의 처리 단계, 예컨대 표면 처리 단계를 수반한다는 뚜렷한 단점을 갖는다.

따라서, 종래 기술 물질의 결점을 나타내지 않거나, 나타낸다면 보다 적은 정도로만 나타내는 호메오트로픽 정렬된 중합체 필름의 제조를 위한 대안적 중합성 액정(LC) 물질의 필요가 여전히 존재한다.

유리하게, 호메오트로픽 정렬된 중합체 필름의 제조를 위한 중합성 LC 물질은

- 플라스틱 기판, 예컨대 TAC, COP 또는 색 필터 등에 대한 유리한 접착력을 나타내야 하고,

- 별개의 접착층의 사용을 요구하지 않아야 하고,

- 별개의 정렬층의 사용을 요구하지 않아야 하고,

- 개선된 균일한 호메오트로픽 정렬을 나타내야 하고,

- 가시광에 대해 고로도 투명해야 하고,

- 특히 인-셀(in-cell) 적용을 고려하여 유리한 고온 안정성을 나타내야 한다.

본 발명의 다른 목적은 하기 상세한 설명으로부터 당업자에게 단번에 명백하다.

놀랍게도, 본 발명자는 소량의 접착 촉진제를 포함하는 중합성 LC 물질을 사용함으로써 상기 목적이 달성될 수 있고 언급된 종래 기술의 중합성 LC 물질의 결점이 극복될 수 있음을 발견하였다. 접착 촉진제는 기판에 대한 중합된 LC 필름의 접착력을 개선해야 하고, 동시에 물질의 액정 상, 예컨대 균일한 배향, 또는 필름의 광학적 특성, 예컨대 투과에 부정적으로 영향을 미쳐서는 안되거나 단지 적은 정도로 영향을 미쳐야 한다.

본 발명은 하나 이상의 중합성 메소제닉 화합물 및 하나 이상의 접착 촉진제를 포함하는 중합성 액정(LC) 물질에 관한 것으로서, 상기 접착 촉진제는 측쇄에 하나 이상의 일차 아미노 기를 포함하는 메트(아크릴) 측쇄 중합체로부터 선택된다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기재된, 수득가능한, 바람직하게 중합성 LC 물질로부터 수득가능한 중합체 필름에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기재된 중합체 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 중합 전에 하나 이상의 접착 촉진제를 LC 물질에 첨가함으로써 기판, 바람직하게 플라스틱 기판, 필름 또는 표면에 대한 수득가능한, 바람직하게 중합성 LC 물질로부터 수득가능한 중합체 필름의 접착력을 증가시키는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 광학적, 전기광학적, 정보 저장, 장식 및 보안 적용, 예컨대 액정 디스플레이, 투영 시스템, 편광기, 보상기, 정렬층, 원편광기, 색 필터, 장식용 이미지, 액정 안료, 공간적으로 변하는 반사 색을 갖는 반사 필름, 다색 이미지, 위조 불가능한 문서, 예컨대 신분증, 신용 카드 또는 은행권에서 상기 및 하기에 기재된 중합체 필름 또는 중합성 LC 물질의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기재된 하나 이상의 중합체 필름 또는 중합성 LC 물질을 포함하는, 광학적 부품 또는 소자, 편광기, 패턴화된 리타더(retarder), 보상기, 정렬층, 원편광기, 색 필터, 장식용 이미지, 액정 렌즈, 액정 안료, 공간적으로 변하는 반사 색을 갖는 반사 필름, 장식 또는 정보 저장을 위한 다색 이미지에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기재된 하나 이상의 중합체 필름 또는 중합성 LC 물질 또는 광학적 부품을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기재된 하나 이상의 중합체 필름, 중합성 LC 물질 또는 광학적 부품을 포함하는, 인증, 검증 또는 보안 마킹, 보안 용도를 위한 유색 또는 다색 이미지, 위조 불가능한 대상 또는 가치있는 문서, 예컨대 신분증, 신용 카드 또는 은행권에 관한 것이다.

용어 및 정의

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "중합체"는 하나 이상의 구별되는 유형의 반복 단위(분자의 가장 작은 구성 단위)의 주쇄를 포함하고 통상적으로 공지된 용어 "올리고머", "공중합체", "단독중합체" 등을 포함하는 분자를 의미하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 용어 중합체가 중합체 스스로에 더하여 개시제, 촉매 및 이러한 중합체의 합성에 대한 다른 원소 부수물로부터의 잔사를 포함하되, 이러한 잔사는 중합체에 공유결합으로 혼입되지 않는 것으로 이해된다. 또한, 이러한 잔사 및 다른 원소는 정상적으로 중합후 정제 처리 동안 정상적으로 제거되는 동안, 용기 사이 또는 용매 또는 분산액 매질 사이에 이동시 일반적으로 중합체와 함께 남아 있도록 전형적으로 중합체와 혼합되거나 배합된다.

본 발명에 사용된 용어 "(메트)아크릴 중합체"는 아크릴 단량체로부터 수득된 중합체, 메타크릴 단량체로부터 수득된 중합체, 및 이러한 단량체의 혼합물로부터 수득된 상응하는 공중합체를 포함한다.

용어 "중합"은 다수의 중합성 기 또는 이러한 중합성 기를 함유하는 중합체 전구체(중합성 화합물)을 함께 결합함으로써 중합체를 형성하는 화학적 처리를 의미한다.

용어 "필름" 및 "층"은 지지 기판 상에 또는 2개의 기판 사이의, 기계적 안정성을 갖는 강성 또는 유연성, 자기-지지 또는 독립 필름, 뿐만 아니라 코팅 또는 층을 포함한다.

용어 "액정(LC)"은 일부 온도 범위에서 액정 메조상을 갖는 물질(열방성(thermotropic) LC) 또는 용액 중 일부 농도 범위에서 액정 메조상을 갖는 물질(유방성(lyotropic) LC)에 관련이 있다.

용어 "메소제닉 화합물" 및 "액정 화합물"은 하나 이상의 칼라미틱(막대형 또는 보드(board)/라스(lath)형) 또는 디스코틱(디스크형) 메소제닉 기를 포함하는 화합물을 의미한다. 용어 "메소제닉 기"는 액정상(또는 메조상) 행동을 유발하는 능력을 가진 기를 의미한다.

메소제닉 기를 포함하는 화합물은 반드시 스스로 액정 메조상을 나타낼 필요는 없다. 또한, 다른 화합물과의 혼합물에서만, 또는 메소제닉 화합물 또는 물질, 또는 이들의 혼합물이 중합될 때 액정 메조상을 나타내는 것이 가능하다. 이는 저분자량 비-반응성 액정 화합물, 반응성 또는 중합성 액정 화합물, 및 액정 중합체를 포함한다.

칼라미틱 메소제닉 기는 일반적으로 서로 직접 또는 연결기를 통해 연결된 하나 이상의 방향족 또는 비방향족 환형 기로 이루어진 메소제닉 코어를 포함하고, 임의적으로 메소제닉 코어의 말단에 부착된 말단기를 포함하고, 임의적으로 메소제닉 코어의 장측에 부착된 하나 이상의 측기(lateral group)를 포함하되, 이들 말단기 및 측기는 일반적으로 예를 들어 카빌 기 또는 하이드로카빌 기, 극성 기, 예컨대 할로겐, 니트로, 하이드록시 등, 또는 중합성 기로부터 선택된다.

용어 "반응성 메소젠"은 중합성 메소제닉 또는 액정 화합물, 바람직하게 단량체성 화합물을 의미한다. 이들 화합물은 순수한 화합물로서, 또는 광개시제, 억제제, 계면활성제, 안정화제, 쇄 전달제, 비-중합성 화합물 등으로서 작용하는 반응성 메소젠과 다른 화합물의 혼합물로서 사용될 수 있다.

또한, 1개의 중합성 기를 갖는 중합성 화합물은 "일반응성" 화합물로 지칭되고, 2개의 중합성 기를 갖는 화합물은 "이반응성" 화합물로 지칭되고, 2개 초과의 중합성 기를 갖는 화합물은 "다반응성" 화합물로 지칭된다. 또한, 중합성 기를 갖지 않는 화합물은 "비-반응성" 또는 "비-중합성" 화합물로 지칭된다.

용어 "비-메소제닉 화합물 또는 물질"은 상기에 정의된 메소제닉 기를 함유하지 않는 화합물 또는 물질을 의미한다.

본 발명에 있어서 용어 "접착 촉진제"는 예를 들어 LC 중합체 필름의 제조를 위한 중합성 LC 물질에서 사용되고, 기판에 대한 중합된 LC 물질 또는 LC 중합체 필름의 접착력을 상당히 개선시키는 화합물 또는 물질을 의미한다.

가시광선은 약 400 nm 내지 약 740 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선이다. 자외선(UV)은 약 200 nm 내지 약 450 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사선이다.

조도(E_e) 또는 방사 전력은 표면 상에 입사하는 단위 면적(dA) 당 전자기 방사선의 전력(dθ)으로서 정의된다:

E_e = dθ/dA

방사 조사량 또는 방사선량(H_e)은 시간(t) 당 조도 또는 방사 전력(E_e)으로 정의된다:

H_e = E_e·t

모든 온도, 예컨대 융점 T(C,N) 또는 T(C,S), 스메틱(S) 상에서 네마틱(N) 상으로의 전이 T(S,N) 및 액정의 등명점 T(N,I)은 섭씨 온도 인용된다. 모든 온도 차이는 차이 정도로 인용된다.

용어 "등명점"은 가장 높은 온도 범위를 갖는 메조상과 등방성상 사이에 전이가 발생하는 온도를 의미한다.

용어 "방향자(director)"는 종래 기술에 공지되어 있고, 액정 또는 RM 분자의 바람직한 분자 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 분자 단축(디스코틱 화합물의 경우)의 배향 방향을 의미한다. 이러한 이방성 분자의 단축 배치의 경우, 방향자는 이방성의 축이다.

용어 "정렬" 또는 "배향"은 "정렬 방향"으로 칭하는 통상적 방향의 물질, 예컨대 소분자 또는 대분자의 분획의 이방성 단위의 정렬(배향성 배치)에 관련이 있다. 액정 또는 RM 물질의 정렬된 층에서, 액정 방향자는 정렬 방향이 물질의 이방성 축의 방향에 상응하기 위해 정렬 방향과 일치한다.

예를 들어 물질의 층에서 액정 또는 RM 물질의 용어 "균일한 배향" 또는 "균일한 정렬"은 액정 또는 RM 분자의 분자 장축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 분자 단축(디스코틱 화합물의 경우)이 실질적으로 동일한 방향으로 배향되는 것을 의미한다. 다시 말해, 액정 방향자의 선이 평행하다.

용어 "호메오트로픽 구조" 또는 "호메오트로픽 배향"은 광학적 축이 필름 면에 대해 실질적으로 수직인 필름을 나타낸다.

Δn은 하기와 같이 정의된다:

Δn = n_e - n_o

상기 식에서,

n_e는 이상 굴절률이고,

n_o는 정상 굴절률이다.

평균 굴절률(n_av.)는 하기에 의해 제공된다:

n_{av .} = ((2n_o ² + n_e ²)/3)^½

평균 굴절률(n_{av .}) 및 정상 굴절률(n_o)은 아베(Abbe) 굴절계를 사용하여 측정될 수 있다. 이어서, Δn은 상기 식으로부터 계산될 수 있다.

의심스러운 경우, 문헌[C. Tschierske, G. Pelzl and S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 제공된 정의를 적용한다.

상세한 설명

전형적으로, 접착 촉진제는 중합성 LC 물질에 분산된다. 이론과 양호하게 일치하여, 하나 이상의 일차 아미노 기를 포함하는 (메트)아크릴 중합체의 측쇄는 비공유 상호작용을 통해 기판의 표면과 화학적으로 상호작용할 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 하나 이상의 하기 화학식 I의 하위 단위를 포함하는 하나 이상의 메트(아크릴) 측쇄 중합체를 포함한다:

[화학식 I]

상기 식에서,

R¹은 -H 또는 -C_mH_{2m +1}, 바람직하게 H 또는 메틸을 나타내고,

m은 1 내지 15의 정수이고,

R²는 각각 독립적으로 각각의 경우, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌 기를 나타내고,

n은 1 내지 10의 정수이다.

또다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 하나 이상의 메트(아크릴) 측쇄 중합체를 포함하되, 임의적으로 일차 아민 기 중 하나 이상은 일차 아민 염, 예컨대 -NH₂·HX, 또는 암모늄 염, 예컨대 -NH₃ ⁺ X^-의 구조를 가질 수 있다(이때, X는 각각 할로겐 원자임). 바람직하게, X는 Cl 또는 Br을 나타낸다.

추가적 바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은, R²가 메틸렌 또는 에틸렌, 바람직하게 에틸렌을 나타내는 하나 이상의 화학식 I의 하위 단위를 포함하는 하나 이상의 메트(아크릴) 측쇄 중합체를 포함한다.

상기에 기재된 메트(아크릴) 측쇄 중합체는 그 자체로 공지되고 예를 들어 유기 화학의 표준 작업, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]에 기재된 방법에 의해 제조될 수 있다.

그러나, 특히 바람직한 본 발명에 따른 메트(아크릴) 측쇄 중합체는, 5 내지 100 몰%의 아크릴산 및/또는 메타크릴산, 또는 상기 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 혼합물을 0 내지 95 몰%의 하나 이상의 (메트)아크릴산 에스터와 중합시킨 후에 (메트)아크릴 중합체에 존재하는 카복시 기의 후속적 아미노에틸화를 수행하여 수득될 수 있다.

적합한 (메트)아크릴산 에스터는 바람직하게 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트로부터 선택된다. 바람직하게, (메트)아크릴산 에스터는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트 및/또는 n-부틸 (메트)아크릴레이트로부터 선택된다.

화학식 I에서, n이 1인 경우, 측쇄는 하나의 말단 일차 아미노 기를 갖는 하나의 아미노알킬렌 기로 근본적으로 이루어진다. 화학식 I에서, n이 2인 경우, 측쇄는 쇄의 바디에 하나 이상의 이차 아미노 기 및 쇄의 말단에서 하나의 일차 아미노 기를 포함한다.

상기에 기재된 메트(아크릴) 측쇄 중합체의 질소 원자에 부착된 아민 수소의 양은 아민 수소 당량(AHEW)으로 표현될 수 있다. 아민 수소 당량은 하기 수학식으로 계산될 수 있다:

AHEW = (S1*N*S2*4000)/(F*V*W)

상기 식에서,

S1은 (메트)아크릴 중합체의 양(g)이고,

N은 (메트)아크릴 중합체의 고체 함량(중량%)이고,

S2는 희석된 (메트)아크릴 중합체 용액의 양(g)이고,

F는 1/4N-PVSK 용액의 역가이고,

V는 적정된 1/4N-PVSK 용액의 양(ml)이고,

W는 희석된 샘플 용액의 총 중량(g)이다.

PVSK 용액은 콜로이드 적정용 폴리비닐 황산 칼슘 용액에 해당하고, 이는 예를 들어 와코 퓨어 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Wako Pure Chemical Industries, Ltd)로부터 상업적으로 입수가능하다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 300 내지 2000 g/당량 범위, 바람직하게 500 내지 1900 g/당량 범위, 보다 바람직하게 800 내지 1800 g/당량 범위의 아민 수소 당량을 갖는 상기에 기재된 메트(아크릴) 측쇄 중합체 중 하나 이상을 포함한다.

또한, 상기에 기재된 메트(아크릴) 측쇄 중합체의 질소 원자에 부착된 아민 수소의 양은 아민 값에 의해 표현될 수 있다. 아민 값은 1 g의 메트(아크릴) 측쇄 중합체 당 KOH 당량으로서 정의된다.

본 발명의 추가적 바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 0.1 내지 3.0 mmol/g 범위, 바람직하게 0.3 내지 2.0 mmol/g 범위, 보다 바람직하게 0.5 내지 1.5 mmol/g 범위의 아민 값을 갖는 메트(아크릴) 측쇄 중합체 중 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 추가적 바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 5,000 내지 200,000, 바람직하게 10,000 내지 150,000, 보다 바람직하게 50,000 내지 120,000의 중량-평균 분자량을 갖는 메트(아크릴) 측쇄 중합체 중 하나 이상을 포함한다.

메트(아크릴) 측쇄 중합체의 중량-평균 분자량은 겔침투 크로마토그래피(GPC)를 사용하는 표준 폴리스티렌 변환법에 의해 계산될 수 있다.

상업적으로 입수가능한 폴리멘트(POLYMENT, 등록상표) 시리즈(쇼쿠바이(Shokubai)), 특히 폴리멘트(등록상표) NK-380 및/또는 폴리멘트(등록상표) NK-350로부터 바람직하게 선택되는 상기 및 하기에 기재된 하나 이상의 메트(아크릴) 측쇄 중합체를 포함하는 중합성 LC 물질이 특히 바람직하다.

소량의 상기에 기재된 접착 촉진제를 중합성 LC 물질에 첨가하는 것은, LC 물질의 바람직한 액정 특성을 유지하고 중합된 필름에서 LC 분자의 균일한 호메오트로픽 배향을 나타내면서, 기판, 특히 TAC, COP 또는 색 필터 물질의 기판에 대한 중합된 LC층의 접착력의 개선을 보조하는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명에 따른 중합된 필름에서 LC 분자의 바람직한 배향은 호메오트로픽이다.

예를 들어 액정 디스플레이에 사용되는 경우, 접착 촉진제는 다른 디스플레이 부품, 예컨대, 정렬층, 전극층, 색 필터, 평탄화층, 편광기, 보상기, 부동태화층, 절연층, 흑색 마스크, 확산기, 반사기, 보호층, 또는 예를 들어 필름의 스택의 PSA(감압 접착제)층에 대한 중합된 LC 필름의 접착력을 개선할 수 있다. 보안 또는 장식 적용을 위해 사용된 경우, 접착 촉진제는 예를 들어 장식될 가치있는 문서 또는 대상의 표면에 대한 중합된 LC 필름의 접착력을 개선할 수 있다.

바람직하게 접착 촉진제의 최소량은 중합성 LC 물질의 0.1 중량%, 특히 0.5 중량%, 가장 바람직하게 1 중량%이다. 접착 촉진제의 최대량은 중합성 LC 물질의 바람직하게 10 중량%, 매우 바람직하게 5 중량% , 특히 3 중량%이다.

본 발명에 따른 중합성 LC 물질을 위해 적합한 중합성 화합물은 바람직하게 메소제닉 또는 액정 화합물로부터 선택된다. 따라서, 중합성 LC 물질은 전형적으로 하나 이상의 중합성 키랄 또는 아키랄 메소제닉 또는 액정 화합물을 포함한다.

본 발명에 사용된 중합성 메소제닉 일-, 이- 및 다반응성 화합물은 그 자체로 공지되고 예를 들어 유기 화학의 표준 작업, 예를 들어 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]에 기재된 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 중합성 LC 물질에서 단량체 또는 공단량체로서 사용될 수 있는 적합한 중합성 메소제닉 화합물의 예는 예를 들어 WO 93/22397, EP 0 261 712, DE 195 04 224, WO 95/22586, WO 97/00600 및 GB 2 351 734에 개시되어 있다. 그러나, 이들 문서에 개시된 화합물은 단지 예로서 고려되어야 하고 본 발명의 범주를 제한해서는 안된다.

본 발명에 따른 적합한 중합성 LC 물질은 바람직하게 하기 화학식 II로부터 선택되는, 하나 이상의 중합성 일-, 이- 또는 다반응성 액정 화합물을 포함한다:

[화학식 II]

P-Sp-MG-R⁰

상기 식에서,

P는 중합성 기, 바람직하게 아크릴, 메타크릴, 비닐, 비닐옥시, 프로펜일 에터, 에폭시, 옥세탄 또는 스티렌 기이고,

Sp는 스페이서 기 또는 단일결합이고,

MG는 바람직하게 화학식 M으로 선택된 막대형 메소제닉 기이고,

M은 -(A²¹-Z²¹)k-A²²-(Z²²-A²³)_l-이고,

A²¹ 내지 A²³은 각각의 경우 서로 독립적으로, 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 L로 임의적으로 치환된 아릴-, 헤테로아릴-, 헤테로환형- 또는 지환족 기, 바람직하게 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 L로 임의적으로 치환된 1,4-사이클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 1,4-피리딘, 1,4-피리미딘, 2,5-티오펜, 2,6-다이티에노[3,2-b:2',3'-d]티오펜, 2,7-플루오린, 2,6-나프탈렌 또는 2,7-페난트렌이고,

Z²¹ 및 Z²²는 각각의 경우 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-COO-, -CO-NR⁰¹-, -NR⁰¹-CO-, -NR⁰¹-CO-NR⁰², -NR⁰¹-CO-O-, -O-CO-NR⁰¹-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰¹-, -CY⁰¹=CY⁰²-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일결합, 바람직하게 -COO-, -OCO-, -CO-O-, -O-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일결합이고,

L은 상기 화학식 I에서 정의된 의미 중 하나를 갖고,

R⁰는 임의적으로 불화된, 1 내지 20개의 C 원자, 보다 바람직하게 1 내지 15개의 C 원자를 갖는, H, 알킬, 알콕시, 티오알킬, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이거나, Y⁰ 또는 P-Sp-이고,

Y⁰는 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, OCN, SCN, 임의적으로 불화된, 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 또는 일-, 올리고- 또는 다불화된, 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시, 바람직하게 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, 또는 일-, 올리고- 또는 다불화된 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고,

Y⁰¹ 및 Y⁰²는 각각 독립적으로 상기 화학식 I에서 정의된 의미를 갖고,

R⁰¹ 및 R⁰²는 각각 독립적으로 상기 화학식 I에서 정의된 의미를 갖고,

k 및 l은 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게 0, 1 또는 2, 가장 바람직하게 1이다.

상기 및 하기의 "카빌 기"는 추가적 원자를 함유하지 않거나(예컨대 -C≡C-) 임의적으로 하나 이상의 추가적 원자, 예컨대 , O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 함유하는(예를 들어 카본일 등), 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 일가 또는 다가 유기 기를 나타낸다. "하이드로카빌 기"는 하나 이상의 H 원자 및 임의적으로 하나 이상의 헤테로 원자, 예컨대 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 추가로 함유하는 카빌 기를 나타낸다.

"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I, 바람직하게 F를 나타낸다.

카빌 또는 하이드로카빌 기는 포화된 기 또는 불포화된 기일 수 있다. 불포화된 기는 예를 들어 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개 초과의 C 원자를 갖는 카빌 또는 하이드로카빌 기는 직쇄, 분지형 및/또는 환형일 수 있고, 스피로 연결 또는 축합된 고리를 함유할 수 있다.

또한, 상기 및 하기의 용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 다가 기, 예를 들어 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포괄한다. 용어 "아릴"은 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하는 상기 정의에 따른 "아릴"을 나타낸다.

바람직한 카빌 및 하이드로카빌 기는 1 내지 40개, 바람직하게 1 내지 25개, 특히 바람직하게 1 내지 18개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 및 알콕시카본일옥시, 6 내지 40개, 바람직하게 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시, 또는 6 내지 40개, 바람직하게 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카본일, 아릴옥시카본일, 아릴카본일옥시 및 아릴옥시카본일옥시이다. 또한, 바람직한 카빌 및 하이드로카빌 기는 C₁-C₄₀ 알킬, C₂-C₄₀ 알켄일, C₂-C₄₀ 알킨일, C₃-C₄₀ 알릴, C₄-C₄₀ 알킬다이엔일, C₄-C₄₀ 폴리엔일, C₆-C₄₀ 아릴, C₆-C₄₀ 알킬아릴, C₆-C₄₀ 아릴알킬, C₆-C₄₀ 알킬아릴옥시, C₆-C₄₀ 아릴알킬옥시, C₂-C₄₀ 헤테로아릴, C₄-C₄₀ 사이클로알킬, C₄-C₄₀ 사이클로알켄일 등이다. C₁-C₂₂ 알킬, C₂-C₂₂ 알켄일, C₂-C₂₂ 알킨일, C₃-C₂₂ 알릴, C₄-C₂₂ 알킬다이엔일, C₆-C₁₂ 아릴, C₆-C₂₀ 아릴알킬 및 C₂-C₂₀ 헤테로아릴이 특히 바람직하다.

또한, 바람직한 카빌 및 하이드로카빌 기는 치환되지 않거나 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환되거나 다치환된 1 내지 40개, 바람직하게 1 내지 25개의 C 원자, 보다 바람직하게 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬 라디칼이되, 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 서로 독립적으로 -C(R^x)=C(R^x)-, -C≡C-, -N(R^x)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 각각 대체될 수 있다.

R^x는 바람직하게 H; 할로겐; 하나 이상의 비인접 C 원자가 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 불소로 대체될 수 있는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬 쇄; 6 내지 40개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기; 또는 2 내지 40개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타낸다.

바람직한 알킬 기는 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로헥실 등이다.

바람직한 알켄일 기는 예를 들어 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.

바람직한 알킨일 기는 예를 들어 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.

바람직한 알콕시 기는 예를 들어 메톡시, 에톡시, 2-메톡시에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, n-운데실옥시, n-도데실옥시 등이다.

바람직한 아미노 기는 예를 들어 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.

아릴 및 헤테로아릴 기는 일환형 또는 다환형일 수 있고, 즉, 이들은 하나의 고리를 가질 수 있거나(예컨대 페닐) 2개 이상의 고리일 수 있거나 융합될 수 있는 2개 이상의 고리(예컨대 나프틸) 또는 공유 결합될 수 있는 2개 이상의 고리(예컨대 바이페닐)일 수 있거나, 융합되고 연결된 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는 하나 이상의 헤테로 원자, 바람직하게 O, N, S 및 Se로부터 선택된 헤테로 원자를 함유한다.

임의적으로 융합된 고리를 함유하고 임의적으로 치환된, 6 내지 25개의 C 원자를 갖는 일-, 이- 또는 삼환형 아릴 기, 또는 2 내지 25개의 C 원자를 갖는 일-, 이- 또는 삼환형 헤테로아릴 기가 특히 바람직하다. 또한, O 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 하나 이상의 CH 기가 N, S 또는 O로 대체될 수 있는 5-, 6- 또는 7-원 아릴 및 헤테로아릴 기가 바람직하다.

바람직한 아릴 기는 예를 들어 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1'']터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로바이플루오렌 등이다.

바람직한 헤테로아릴 기는 예를 들어 5-원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 이소옥사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸; 6-원 고리, 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트라이아진, 1,2,4-트라이아진, 1,2,3-트라이아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진; 또는 축합된 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 푸린, 나프티미다졸, 페난트리미다졸, 피리딘이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 벤즈옥사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이소옥사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜 또는 이들 기의 조합이다. 또한, 헤테로아릴 기는 알킬, 알콕시, 티오알킬, 불소, 플루오로알킬 또는 추가적 아릴 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수 있다.

(비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 단일결합만을 함유하는 포화된 고리, 및 다중결합도 함유할 수 있는 부분적으로 불포화된 고리 둘다를 포괄한다. 헤테로환형 고리는 하나 이상의 헤테로 원자, 바람직하게 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택된 헤테로 원자를 함유한다.

(비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 일환형(즉, 단지 하나의 고리를 함유함, 예컨대 사이클로헥산) 또는 다환형(즉, 복수의 고리를 함유함, 예컨대 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄)일 수 있다. 포화된 고리가 특히 바람직하다. 또한, 임의적으로 융합된 고리를 함유하고 임의적으로 포화된 3 내지 25개의 C 원자를 갖는 일-, 이- 또는 삼환형 기가 바람직하다. 또한, 하나 이상의 C 원자가 Si로 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 CH 기가 N으로 대체될 수 있고/있거나 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있는 5-, 6-, 7- 또는 8-원 탄소환형 기기 바람직하다.

바람직한 지환족 및 헤테로환형 기는 예를 들어 5-원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6-원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 피페리딘; 7-원 기, 예컨대 사이클로헵탄; 및 융합된 기, 예컨대 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.

아릴, 헤테로아릴, 카빌 및 하이드로카빌 라디칼은 임의적으로 바람직하게 실릴, 설포, 설폰일, 폼일, 아민, 이민, 니트릴, 머캅토, 니트로, 할로겐, C_{1 -12} 알킬, C_{6 -12} 아릴, C_{1 -12} 알콕시, 하이드록시 또는 이들 기의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된, 하나 이상의 치환기를 갖는다.

바람직한 치환기는 예를 들어 용해도-촉진기, 예컨대 알킬 또는 알콕시, 전자 구인기, 예컨대 불소, 니트로 또는 니트릴, 또는 중합체에서 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키는 치환기, 특히 벌키기 예컨대 t-부틸 또는 임의적으로 치환된 아릴 기이다.

하기에 "L"로도 언급되는 바람직한 치환기는 예를 들어 F, Cl, Br, I, -OH, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^x)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^x, -C(=O)OR^x 또는 -N(R^x)₂이되, R^x는 상기에 언급된 의미를 갖고, Y¹은 할로겐, 임의적으로 치환된 실릴, 4 내지 40개, 바람직하게 4 내지 20개의 고리 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 및 하나 이상의 H 원자가 임의적으로 F 또는 Cl로 대체될 수 있는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타낸다.

"치환된 실릴 또는 아릴"은 바람직하게 할로겐, -CN, R⁰, -OR⁰, -CO-R⁰, -CO-O-R⁰, -O-CO-R⁰ 또는 -O-CO-O-R⁰로 치환되는 것을 의미하되, R⁰는 상기에 언급된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 치환기 L은 예를 들어 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅ 또는 페닐이다.

상기 및 하기에 나타낸 화학식에서, 치환된 페닐렌 고리

는 바람직하게

또는

이되, L은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 상기 및 하기에 제시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, C(CH₃)₃, CH(CH₃)₂, CH₂CH(CH₃)C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅ 또는 P-Sp-, 매우 바람직하게 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, COCH₃, OCF₃ 또는 P-Sp-, 가장 바람직하게 F, Cl, CH₃, OCH₃, COCH₃ 또는 OCF₃이다.

중합성 기 P는 바람직하게 C=C 이중결합 또는 C≡C 삼중결합을 함유하는 기, 및 고리 개방을 수반한 중합에 적합한 기, 예컨대 옥세탄 또는 에폭사이드 기로부터 선택된다.

매우 바람직하게 중합성 기 P는 CH₂=CW¹-COO-, CH₂=CW¹-CO-,

, CH₂=CW²-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-(O)_k3-, CW¹=CH-CO-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₃-CH=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-OCO-, (CH₂=CH-CH₂)₂CH-OCO-, (CH₂=CH)₂CH-O-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-, (CH₂=CH-CH₂)₂N-CO-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, CH₂=CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2- 및 Phe-CH=CH-로 이루어진 군으로부터 선택되되, W¹은 H, F, Cl, CN, CF₃, 페닐, 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH₃를 나타내고, W²는 H, 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고, W³ 및 W⁴는 각각 서로 독립적으로 H, Cl, 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, Phe는 상기에 정의된 바와 같으나 P-Sp와는 상이한 하나 이상의 라디칼 L로 임의적으로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고, k1, k2 및 k3는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3는 바람직하게 1을 나타내고, k4는 1 내지 10의 정수이다.

특히 바람직한 기 P는 CH₂=CH-COO-, CH₂=C(CH₃)-COO-, CH₂=CF-COO-, CH₂=CH-, CH₂=CH-O-, (CH₂=CH)₂CH-OCO-, (CH₂=CH)₂CH-O-,

, 특히 비닐옥시, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 또는 에폭사이드, 가장 바람직하게 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트이다.

본 발명의 추가적 바람직한 실시양태에서, 모든 중합성 화합물 및 이의 하위 화학식은 하나 이상의 라디칼 P-Sp- 대신, 2개 이상의 중합성 기 P를 함유하는 하나 이상의 분지형 라디칼(다반응성 중합성 라디칼)을 함유한다. 이러한 유형의 적합한 라디칼 및 이를 함유하는 중합성 화합물은 예를 들어 US 7,060,200 B1 또는 US 2006/0172090 A1에 기재되어 있다. 하기 화학식으로부터 선택된 다반응성 중합성 라디칼이 특히 바람직하다:

상기 식에서,

알킬은 단일결합; 또는 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(R^x)=C(R^x)-, -C≡C-, -N(R^x)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 F, Cl 또는 CN으로 대체될 수 있는(이때, R^x는 상기에 언급된 의미를 갖고, 바람직하게 상기에 정의된 R⁰를 나타냄) 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬렌을 나타내고,

aa 및 bb는 각각 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고,

X는 X'에 대해 지시된 의미 중 하나를 갖고,

P¹ 내지 P⁵는 각각 서로 독립적으로 P에 대해 상기에 지시된 의미 중 하나를 갖는다.

바람직한 스페이서 기 Sp는 라디칼 "P-Sp-"가 화학식 "P-Sp'-X'-"에 준하기 위해 화학식 Sp'-X'로부터 선택되되,

Sp'은 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 각각 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -NH-, -NR⁰¹-, -SiR⁰¹R⁰²-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -NR⁰¹-CO-O-, -O-CO-NR⁰¹-, -NR⁰¹-CO-NR⁰¹-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는, 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환되거나 다치환된, 1 내지 20개, 바람직하게 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬렌을 나타내고,

X'은 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰¹-, -NR⁰¹-CO-, -NR⁰¹-CO-NR⁰¹-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰¹-, -CY⁰¹=CY⁰²-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일결합을 나타내고,

R⁰¹ 및 R⁰²는 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,

Y⁰¹ 및 Y⁰²는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.

X'은 바람직하게 -O-, -S- -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰¹-CO-, -NR⁰¹-CO-NR⁰¹- 또는 단일결합이다.

전형적 스페이서 기 Sp'은 예를 들어 -(CH₂)_p1-, -(CH₂CH₂O)_q1-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂- 또는 -(SiR⁰¹R⁰²-O)_p1-이되, p1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이고, R⁰¹ 및 R⁰²는 상기에 언급된 의미를 갖는다.

특히 바람직한 기 -X'-Sp'-은 -(CH₂)_p1-, -O-(CH₂)_p1-, -OCO-(CH₂)_p1- 또는 -OCOO-(CH₂)_p1-이다.

특히 바람직한 기 Sp'은 예를 들어 각각의 경우 직쇄 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 부텐일렌이다.

바람직한 중합성 일-, 이- 또는 다반응성 액정 화합물은 예를 들어 WO 93/22397, EP 0 261 712, DE 195 04 224, WO 95/22586, WO 97/00600, US 5,518,652, US 5,750,051, US 5,770,107 및 US 6,514,578에 개시되어 있다.

또한, 바람직한 중합성 일-, 이- 또는 다반응성 액정 화합물은 하기 목록에 제시된다:

상기 식에서,

P⁰는 다수의 경우 서로 독립적으로 중합성 기, 바람직하게 아크릴, 메타크릴, 옥세탄, 에폭시, 비닐, 비닐옥시, 프로펜일 에터 또는 스티렌 기이고,

A⁰는 다수의 경우 서로 독립적으로 1, 2, 3 또는 4 기 L로 임의적으로 치환된 1,4-페닐렌, 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌이고,

Z⁰는 다수의 경우 서로 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -C≡C-, -CH=CH-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일결합이고,

r은 0, 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게 0, 1 또는 2이고,

t는 다수의 경우 서로 독립적으로 0, 1, 2 또는 3이고,

u 및 v는 서로 독립적으로 0, 1 또는 2이고,

w는 0 또는 1이고,

x 및 y는 서로 독립적으로 0, 또는 동일하거나 상이한 1 내지 12의 정수이고,

z는 0 또는 1이되, 인접 x 또는 y가 0인 경우 z는 0이고,

벤젠 및 나프탈렌 고리는 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 L로 추가적으로 치환될 수 있다.

파라미터 R⁰ , Y⁰, R⁰¹, R⁰² 및 L은 상기 화학식 II에서 제시된 동일한 의미를 갖는다.

전체로서 본 발명에 따른 방법에 사용된 바람직한 LC 물질에서 상기 일-, 이- 또는 다반응성 액정 화합물의 비는 바람직하게 30 내지 99.9 중량% 범위, 보다 바람직하게 40 내지 99.9 중량% 범위, 보다 더 바람직하게 50 내지 99.9중량% 범위이다.

LC 물질은 바람직하게 하나의 중합성 기를 갖는(일반응성) 하나 이상의 중합성 화합물 및 2개 이상의 중합성 기를 갖는(이- 또는 다반응성) 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 혼합물이다.

또다른 바람직한 실시양태에서, 낮은 가교결합된 필름의 제조에 사용된 중합성 LC 물질은 2개 초과의 중합성 기를 갖는 화합물을 함유하지 않는다.

또다른 바람직한 실시양태에서, 낮은 가교결합된 필름의 제조에 사용된 중합성 LC 물질은 아키랄 물질이고, 즉, 이는 키랄 화합물을 함유하지 않는다.

상기 및 하기에 언급된 중합성 화합물 및 중합성 메소제닉 화합물은 바람직하게 단량체이다.

바람직하게, 또한, 본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 라디칼 중합을 위한 하나 이상의 광개시제를 포함할 수 있고, 예를 들어 상업적으로 입수가능한 이르가큐어(Irgacure, 등록상표) 또는 다로큐어(Darocure, 등록상표) 시리즈(모두 치바 가이기 아게(Ciba Geigy AG)로부터 입수가능)가 사용될 수 있는 반면, 양이온성 광중합의 경우 상업적으로 입수가능한 UVI 6974(유니온 카비드(Union Carbide))가 사용될 수 있다.

보다 바람직하게, 또한, 본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 중합에 사용된 방사선의 파장에 대해 조절된 흡수 최대값을 갖는 하나 이상의 염료, 특히 자외선 염료, 예컨대 4,4"-아족시 아니솔 또는 티누빈(Tinuvin, 등록상표) 염료(시바 아게로부터 입수가능)를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 바람직하지 않은 자발적 중합을 예방하기 위한 하나 이상의 안정화제 또는 억제제를 바람직하게 0 내지 0.1%, 매우 바람직하게 0 내지 0.2%의 양으로 포함할 수 있고, 예를 들어 상업적으로 입수가능한 이르가녹스(Irganox, 등록상표) 시리즈(시바 아게), 예컨대 이르가녹스 1076으로부터 선택된다.

바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 하나 이상의 일반응성 중합성 비-메소제닉 화합물을 바람직하게 0 내지 50%, 매우 바람직하게 0 내지 20%의 양으로 포함한다. 전형적 예는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트, 바람직하게 이소보닐 메타크릴레이트이다.

또다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 이- 또는 다반응성 중합성 메소제닉 화합물에 대안적으로 또는 그에 더하여 임의적으로, 중합체 필름의 복굴절을 개질하기 위해 하나 이상의 이- 또는 다반응성 중합성 비-메소제닉 화합물을 바람직하게 0 내지 50%, 매우 바람직하게 0 내지 20%의 양으로 포함한다. 이반응성 단량체의 전형적 예는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬다이아크릴레이트 또는 알킬다이메타크릴레이트, 또는 헥산다이올 다이아크릴레이트이다. 다반응성 단량체의 전형적 예는 트라이메틸프로판트라이메타크릴레이트 또는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트이다.

또한, 본 발명에 따른 사용된 중합성 LC 물질은 숙련가에게 통상적으로 공지된 하나 이상의 계면활성제를 바람직하게 0 내지 3 중량%, 보다 바람직하게 0 내지 2 중량%, 보다 더 바람직하게 0.1 내지 1 중량%의 양으로 포함할 수 있되, 특히 상업적으로 입수가능한 계면활성제 테고라드(TegoRad) 2500(에보니크(Evonik)) 또는 플루오르엔(FluorN) 561 또는 562(사이토닉스(Cytonix)) 또는 n-도데칸올로부터 선택된다.

또한, 중합체 필름의 물성을 개질하기 위해 하나 이상의 쇄 전달제를 중합성 LC 물질에 첨가하는 것이 가능하다. 티올 화합물, 예를 들어 일반응성 티올, 예컨대 도데칸 티올, 또는 다반응성 티올, 예컨대 트라이메틸프로판 트라이(3-머캅토프로피오네이트)가 특히 바람직하다. 예를 들어 WO 96/12209, WO 96/25470 또는 US 6,420,001에 개시된 메소제닉 또는 액정 티올이 매우 바람직하다. 쇄 전달제를 사용함으로써 유리 중합체 쇄의 길이 및/또는 중합체 필름에서 2개의 가교결합 사이의 중합체 쇄의 길이가 조절될 수 있다. 쇄 전달제의 양이 증가될 때, 중합체 필름에서 중합체 쇄 길이는 감소한다.

또한, 본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 중합체성 결합제 또는 중합체성 결합제를 형성할 수 있는 하나 이상의 단량체, 및/또는 하나 이상의 분산 보조제를 포함할 수 있다. 적합한 결합제 및 분산 보조제는 예를 들어 WO 96/02597에 개시된다. 그러나, 바람직하게, 중합성 물질은 결합제 또는 분산 보조제를 함유하지 않는다.

또다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 추가적으로 하나 이상의 추가적 구성성분, 예를 들어 촉매, 감광제, 안정화제, 억제제, 쇄 전달제, 공반응 단량체, 윤활제, 습윤제, 분산제, 소수성 제제, 접착제, 유동 개선제, 소포제, 탈기기, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.

바람직하게, 중합성 LC 물질은

a) 하나 이상의 일-, 이- 또는 다반응성 중합성 메소제닉 화합물,

b) 측쇄에 하나 이상의 일차 아미노 기를 포함하는 메트(아크릴) 측쇄 중합체로부터 선택된 하나 이상의 접착 촉진제,

c) 하나 이상의 광개시제,

d) 임의적으로 하나 이상의 계면활성제,

e) 임의적으로 하나 이상의 안정화제,

f) 임의적으로 하나 이상의 일-, 이- 또는 다반응성 중합성 비-메소제닉 화합물,

g) 임의적으로 광중합을 개시하는데 사용된 파장에서 흡수 최대값을 나타내는 하나 이상의 염료,

h) 임의적으로 하나 이상의 쇄 전달제,

i) 임의적으로 하나 이상의 안정화제를 포함한다.

보다 바람직하게, 중합성 LC 물질은

a) 바람직하게 30 내지 95 중량%, 매우 바람직하게 50 내지 90 중량%의, 바람직하게 화학식 II-1 및/또는 II-7의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 일반응성 중합성 메소제닉 화합물,

b) 바람직하게 20 내지 60 중량%, 매우 바람직하게 25 내지 55 중량%의, 바람직하게 화학식 II-6 및/또는 II-7의 화합물로부터 선택된 하나 이상의 이- 또는 다반응성 중합성 메소제닉 화합물,

c) 바람직하게 0.1 내지 3 중량%, 매우 바람직하게 0.1 내지 1 중량%의, 바람직하게 NK-380 및/또는 NK-350으로부터 선택된 하나 이상의 접착 촉진제,

d) 임의적으로 바람직하게 3 내지 20 중량%, 매우 바람직하게 5 내지 15 중량%의 하나 이상의 광개시제,

e) 임의적으로 하나 이상의 계면활성제, 및

f) 임의적으로 하나 이상의 안정화제를 포함한다.

또한, 본 발명은

- 상기 및 하기에 기재된 중합성 LC 물질의 층을 기판 상에 제공하는 단계,

- 중합성 LC 물질을 중합하는 단계, 및

- 임의적으로 중합된 LC 물질을 기판으로부터 제거하고/하거나 임의적으로 이를 또다른 기판 상에 제공하는 단계

를 포함하는 중합체 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 중합성 LC 물질을 적합한 용매에 용해시키는 것이 가능하다. 이어서, 이러한 용액을 기판 상에 예를 들어 스핀 코팅, 프린팅 또는 다른 공지된 기술에 의해 코팅하거나 프린팅하고, 용매를 중합 전에 증발시킨다. 대부분의 경우, 용매의 증발을 용이하게 하기 위해 혼합물을 가열하는 것이 적합하다. 용매로서, 예를 들어 표준 유기 용매가 사용될 수 있다. 용매가 예를 들어, 케톤, 예컨대 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 또는 사이클로헥산온; 아세테이트, 예컨대 메틸, 에틸 또는 부틸 아세테이트, 또는 메틸 아세토아세테이트; 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필 알코올; 방향족 용매, 예컨대 톨루엔 또는 자일렌; 할로겐화된 탄화수소, 예컨대 다이- 또는 트라이클로로메탄; 글리콜 또는 이의 에스터, 예컨대 PGMEA(프로필 글리콜 모노메틸 에터 아세테이트), γ-부티로락톤 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 용매의 2원, 3원 이상의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다.

중합성 LC 물질은 종래의 코팅 기술, 예컨대 스핀 코팅, 바 코팅 또는 블레이드 코팅에 의해 기판 상에 도포될 수 있다. 또한, 숙련가에게 공지된 종래의 프린팅 기술, 예컨대 스크린 프린팅, 오프셋(offset) 프린팅, 릴투릴(reel-to-reel) 프린팅, 활판 프린팅, 그라비어(gravure) 프린팅, 로토그라비어(rotogravure) 프린팅, 플렉소그래픽 프린팅, 요판 프린팅, 패드 프린팅, 열접착 프린팅, 잉크-젯 프린팅, 또는 스탬프 또는 프린팅 플레이트에 의한 프린팅에 의해 기판 상에 도포하는 것이 가능하다.

적합한 플라스틱 기판은 예를 들어 광학적 필름 산업에 사용된 종래의 기판으로서 숙련가에게 공지되어 있고 문헌에 기재되어 있다. 중합에 특히 적합하고 바람직한 기판은 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리카보네이트(PC), 트라이아세틸셀룰로스(TAC) 또는 사이클로 올레핀 중합체(COP), 통상적으로 공지된 색 필터 물질, 특히 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 사이클로 올레핀 중합체(COP) 또는 통상적으로 공지된 색 필터 물질이다.

중합체 필름은 바람직하게 중합성 LC 물질로부터 제자리 중합에 의해 제조된다. 바람직한 제조 방법에서, 중합성 LC 물질은 예를 들어 WO 01/20394, GB 2,315,072 또는 WO 98/04651에 기재된 바와 같이 기판 상에 코팅되고 예를 들어 열 또는 화학 방사선에 노출함으로써 후속적으로 중합된다.

LC 물질의 중합은 바람직하게 이를 화학 방사선에 노출시킴으로써 수행될 수 있다. 화학 방사선은 광, 예컨대 자외선 광, 적외선 광 또는 가시광선 광을 사용한 조사, X-선 또는 감마선을 사용한 조사, 고에너지 입자, 예컨대 이온 또는 전자를 사용한 조사를 의미한다. 바람직하게, 중합은 특히 자외선을 사용한 광조사에 의해 수행된다. 화학 방사선의 공급원으로서, 예를 들어 단일 자외선 램프 또는 자외선 램프의 세트가 사용될 수 있다. 고전력 램프를 사용하는 경우, 경화 시간은 감소될 수 있다. 광 방사선의 또다른 가능한 공급원은 레이저, 예컨대 자외선 레이저, 적외선 레이저 또는 가시광선 레이저이다.

경화 시간은 특히 중합성 LC 물질의 반응성, 코팅된 층의 두께, 중합 개시제의 유형 및 자외선 램프의 전력에 의존적이다. 경화 시간은 바람직하게 5분 이하, 매우 바람직하게 3분 이하, 가장 바람직하게 1분 이하이다. 대량 생산을 위해, 30초 이하의 짧은 경화 시간이 바람직하다.

적합한 자외선 방사 전력은 바람직하게 5 내지 200 mWcm^-2 범위, 보다 바람직하게 50 내지 175 mWcm^-2 범위, 가장 바람직하게 100 내지 150 mWcm^-2 범위이다.

적용된 자외선 방사선과 관련되고 시간의 함수로서, 적합한 자외선 선량은 바람직하게 25 내지 7200 mJcm^-2 범위, 보다 바람직하게 500 내지 7200 mJcm^-2 범위, 가장 바람직하게 3000 내지 7200 mJcm^-2 범위이다.

중합은 화학 방사선의 파장에서 흡수하는 개시제의 존재하에 수행된다. 예를 들어, 자외선 광에 의해 중합하는 경우, 자외선 조사하에 분해되어 중합 반응을 개시하는 유리 라디칼 또는 이온을 생성하는 광개시제가 사용될 수 있다. 자외선 광개시제, 특히 라디칼성 자외선 광개시제가 바람직하다.

중합은 바람직하게 불활성 기체 대기하에, 바람직하게 가열된 질소 대기에서 수행되지만, 공기에서의 중합도 가능하다.

중합은 바람직하게 1 내지 70℃, 보다 바람직하게 5 내지 50℃, 보다 더 바람직하게 15 내지 30℃의 온도에서 수행된다.

본 발명에 따른 중합된 LC 필름은 플라스틱 기판, 특히 TAC, COP 및 색 필터에 대한 양호한 접착력을 갖는다. 따라서, 이는 접착제 또는 후속적 LC층에 대한 베이스 코팅으로서 사용될 수 있고, 그렇지 않으면 이는 기판에 잘 접착되지 않을 것이다.

본 발명에 따른 중합된 LC 필름의 바람직한 두께는 필름 또는 최종 생성물로부터 목적하는 광학적 특성에 의해 결정된다. 예를 들어, 중합된 LC 필름이 주로 광학적 층으로서 작용하지 않지만 예를 들어 접착제, 정렬층 또는 보호층으로서 작용하는 경우, 이의 두께는 바람직하게 1 μm 이하, 특히 0.5 μm 이하, 매우 바람직하게 0.2 μm이다.

중합체 필름의 광학적 적용을 위해, 이는 바람직하게 0.5 내지 10 μm, 매우 바람직하게 1 내지 5 μm, 특히 1 내지 3 μm의 두께를 갖는다.

입사 빔의 파장(λ)의 함수로서 중합체 필름의 광학 위상지연(δ(λ))은 하기 수학식에 의해 제공된다:

δ(λ) = (2πΔn·d)/λ

상기 식에서,

Δn은 필름의 복굴절이고,

d는 필름의 두께이고,

λ는 입사 빔의 파장이다.

스넬의 법칙(Snellius law)에 따라, 입사 빔의 방향의 함수로서 복굴절은 하기와 같이 정의된다:

Δn = sinΘ/sinΨ

상기 식에서,

sinΘ는 입사각 또는 필름에서 광학적 축의 경사각이고,

sinΨ는 상응하는 반사각이다.

이들 법칙을 근거로, 복굴절 및 이에 따른 광학 위상지연은 필름의 두께 및 필름에서 광학적 축의 경사각에 의존한다(참조, 베렉(Berek) 보상기). 따라서, 숙련가는 상이한 광학 위상지연 또는 상이한 복굴절이 중합체 필름에서 액정 분자의 배향을 조절함으로써 유발될 수 있음을 안다.

본 발명에 따른 중합체 필름의 복굴절(Δn)은 바람직하게 0.01 내지 0.30, 보다 바람직하게 0.01 내지 0.25 범위, 보다 더 바람직하게 0.01 내지 0.16 범위이다.

본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 중합체 필름의 두께의 함수로서 광학 위상지연은 200 nm 미만, 바람직하게 180 nm 미만, 보다 더 바람직하게 150 nm 미만이다.

본 발명의 호메오트로픽 정렬된 중합체 필름은 예를 들어 LCD에서 위상지연 또는 보상 필름으로서 사용되어 큰 시야각에서 콘트라스트 및 휘도를 개선하고 색도를 감소시킬 수 있다. 이들은 LCD에서 전환가능한 액정 셀 외부에서, 또는 기판, 일반적으로 유리 기반 사이에 사용되어 전환가능한 액정 셀을 형성하고 전환가능한 액정 매질(셀 적용에서)을 함유할 수 있다.

특히 셀 적용에 관련하여, 본 발명에 따른 중합체 필름은 고온 안정성을 나타낸다. 따라서, 중합체 필름은 300℃ 이하, 바람직하게 250℃ 이하, 보다 바람직하게 230℃ 이하에서 온도 안정성을 나타낸다.

또한, 본 발명의 중합체 필름은 다른 액정 또는 RM 물질을 위한 정렬 필름으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들은 LCD에 사용되어 전환가능한 액정 매질의 정렬을 유발하거나 개선할 수 있거나 그 위에 코팅된 중합성 LC 물질의 후속적 층을 정렬시킬 수 있다. 이같이, 중합된 LC 필름의 스택이 제조될 수 있다.

요약하면, 본 발명에 따른 중합된 LC 필름 및 중합성 LC 물질은 광학적 소자, 예컨대 액정 디스플레이 또는 투영 시스템에서 편광기, 보상기, 정렬층, 원편광기 또는 색 필터, 액정 또는 효과 안료의 제조를 위한 장식용 이미지에서, 및 특히 공간적으로 변하는 반사 색을 갖는 반사 필름에서 예를 들어 장식, 정보 저장 또는 보안 용도, 예컨대 위조 불가능한 문서, 예컨대 신분증 또는 신용 카드, 은행권 등을 위한 다색 이미지로서 유용하다.

본 발명에 따른 중합된 LC 필름은 투과 또는 반사 유형의 디스플레이에 사용될 수 있다. 이들은 종래의 LCD, 특히 DAP(정렬된 상의 변형) 또는 VA(수직 정렬된) 모드의 LCD, 예컨대 ECB(전기적으로 제어된 복굴절), CSH(색 슈퍼 호메오트로픽), VAN 또는 VAC(수직 정렬된 네마틱 또는 콜레스틱) 디스플레이, 벤드 모드의 디스플레이 또는 하이브리드 유형 디스플레이, 예컨대 OCB(광학적으로 보상된 벤드 셀 또는 광학적으로 보상된 복굴절), R-OCB(반사성 OCB), HAN(하이브리드 정렬된 네마틱) 또는 파이-셀(π-셀) 디스플레이, TN(트위스트 네마틱), HTN(고도의 트위스트 네마틱) 또는 STN(슈퍼 트위스트 네마틱) 모드의 디스플레이, MD-TN(활성 매트릭스 구동된 TN) 디스플레이, 또는 IPS(인플레인 스위칭(in plane switching)) 모드의 디스플레이('슈퍼 TFT' 디스플레이로도 공지됨)에서 사용될 수 있다. VA, MVA, PVA, OCB 및 파이-셀 디스플레이가 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 중합성 물질 및 중합체 필름은 EP 0 829 744, EP 0 887 666 A2, EP 0 887 692, US 6,046,849, US 6,437,915 및 문헌["Proceedings o the SID 20th International Display Research Conference, 2000", page 280]에 기재된 바와 같이 3D 디스플레이에 특히 유용하다. 본 발명에 따른 중합체 필름을 포함하는 이러한 유형의 3D 디스플레이는 본 발명의 또다른 목표이다.

본 발명은 특히 바람직한 실싱양태를 참조하여 상기 및 하기에 기재된다. 다양한 변화 및 변경이 본 발명의 의미 및 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다.

상기 및 하기에 언급된 다수의 화합물 또는 이의 혼합물은 상업적으로 입수가능하다. 모든 이들 화합물은 공지되어 있거나 그 자체로 공지된 방법에 의해, 공지되거나 반응에 적합한 반응 조건하에 정밀하게 문헌에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다(예를 들어 표준 작업, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart]). 또한, 그 자체로 공지되어 있으나 본원에 언급되지 않은 사용의 변형이 있을 수 있다. 맥락이 분명하게 달리 지시되지 않는 한, 본원에 사용된 바와 같이 용어의 복수 형태는 단수 형태를 포함하는 것으로 이해되고, 역도 마찬가지이다.

본원에 걸쳐서, 달리 명료하게 언급되지 않는 한, 모든 농도는 중량%로 제공되고 각각의 완전한 혼합물에 관한 것이고, 모든 온도는 섭씨 온도로 제공되고, 모든 온도 차이는 섭씨 온도로 주어진다. 달리 명료하게 언급되지 않는 한, 모든 물성은 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 결정되고 20℃의 온도에 대해 제공된다. 광학적 이방성(Δn)은 589.3 nm의 파장에서 결정된다.

본원의 설명부 및 청구범위에 걸쳐, 단어 "포함하다" 및 "함유하다", 및 이들 단어의 변형, 예를 들어 "포함함"은 "비제한적으로 포함함"을 의미하고, 다른 구성성분을 제외하는 것을 의도하지 않는다(다른 구성성분을 제외하지 않는다). 반면, 단어 "포함하다"는 용어 "~으로 이루어짐"을 포괄하나, 이에 제한되지 않는다.

본원의 설명부 및 청구범위에 걸쳐, 단어 "수득가능한" 및 "수득된", 및 이들 단어의 변형은 "비제한적으로 포함함"을 의미하고, 다른 구성성분을 제외하는 것을 의도하지 않는다(다른 구성성분을 제외하지 않는다). 반면, 단어 "수득가능한"은 용어 "수득된"을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.

앞서 말한 본 발명의 실시양태에 대한 변형은 본 발명의 범주 내에 속하면서 생성될 수 있다. 달리 언급되지 않는 한, 동일하거나 동등하거나 유사한 목적을 제공하는 대안적 특징은 본원에 개시된 각각의 특징을 대체할 수 있다. 따라서, 달리 언급되지 않는 한, 개시된 각각의 특징은 동등하거나 유사한 특징의 포괄적인 시리즈의 단지 한 예이다.

본원에 개시된 모든 특징은 이러한 특징 및/또는 단계 중 적어도 일부가 상호배타적인 조합을 제외한 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 특징은 본 발명의 모든 양상에 적용가능하고 임의의 저합으로 사용될 수 있다. 마찬가지로, 비-본질적 조합에 기재된 특징은 별개로(조합되지 않고) 사용될 수 있다.

상기에 기재된, 특히 바람직한 실시양태의 특징 중 다수는 단지 본 발명의 실시양태의 일부로서만이 아니라 의당 신규하다. 독립적 보호는 현재 청구된 임의의 본 발명에 더하거나 대안적으로 이들 특징을 추구할 수 있다.

본 발명은 하기 작업 실시예를 참고로 보다 상세히 기재될 것이고, 이는 단지 예시적이고 본 발명의 범주를 제한하지 않는다.

하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 예시하기 위해 제공된다. 상기 및 하기에서, 달리 언급되지 않는 한, 모든 온도는 섭씨 온도로 제공되고, 모든 백분율은 중량%이다.

실시예

실시예 1

중합성 LC 혼합물 M1을 하기와 같이 제형화하였다:

M1

화학식 1의 화합물: 20.99%

화학식 2의 화합물: 18.66%

화학식 3의 화합물: 32.66%

화학식 4의 화합물: 20.99%

도데칸올: 1.020%

이르가큐어 907: 1.00%

이르가녹스 1076: 0.08%

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

이르가큐어651(등록상표)은 광개시제이고, 이르가녹스1076(등록상표)은 안정화제이고, 둘다 상업적으로 입수가능하다(스위스 바젤 소재의 치바 아게).

정렬 및 TAC 기판 상의 접착력

M1을 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노 메틸 에터 아세테이트)에 30%의 농도로 용해시켰다.

NK-380을 용액에 대해 1 중량%의 M1에 첨가하였다. 생성된 용액을 TAC 상에 스핀 코팅(2,000 RPM; 30초)하고 광중합(20 mWcm^-2, 60초, N₂)하였다. 혼합물은 양호한 배양을 갖는 맑고 투명한 중합체 필름을 제공하였다.

기판에 대한 필름의 접착력을 스코치(Scotch) #610 테이프 시험을 사용하여 시험하였다. 그렇게 함으로써 610 테이프를 중합체 필름 상에 도포하고 급격히 제거하였다. 필름이 제거된 경우 접착력이 끝나는 것으로 여겨졌다. 각각의 필름을 5회 시험하였다. 스코치 #610 테이프 시험의 결과는 NK-380을 M1에 첨가하는 것이 중합된 LC층과 기판 사이의 접착력을 촉진하면서 맑고 투명한 고도로 배향된 필름을 제공함을 보여준다.

색 필터 상의 정렬

M1을 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노 메틸 에터 아세테이트)에 30%의 농도로 용해시켰다.

NK-380을 용액에 대해 1 중량%의 M1에 첨가하였다. 생성된 용액을 색 필터 상에 스핀 코팅(2,000 RPM; 30초)하고 광중합(20 mWcm^-2, 60초, N₂)하였다. 혼합물은 양호한 배양을 갖는 맑고 투명한 중합체 필름을 제공하였다.

온도 안정성

M1을 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노 메틸 에터 아세테이트)에 30%의 농도로 용해시켰다.

NK-380을 용액에 대해 1 중량%의 M1에 첨가하였다. 생성된 용액을 깨끗한 유리 기판 상에 스핀 코팅(2,000 RPM; 30초)하고 광중합(20 mWcm^-2, 60초, N₂)하였다. 혼합물은 양호한 배양을 갖는 맑고 투명한 중합체 필름을 제공하였다.

샘플을 230℃로 3시간 동안 가열한 후에, 필름은 균열 없이 양호한 균일한 정렬을 계속 나타냈다.

비교 실시예 1

정렬 및 TAC 기판 상의 접착력

M1을 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노 메틸 에터 아세테이트)에 30%의 농도로 용해시켰다.

생성된 용액을 TAC 상에 스핀 코팅(2,000 RPM; 30초)하고 광중합(20 mWcm^-2, 60초, N₂)하였다. 혼합물은 단지 헤이지성(hazy) 중합체 필름을 제공하였다.

기판에 대한 필름의 접착력을 스코치 #610 테이프 시험을 사용하여 시험하였다. 그렇게 함으로써 610 테이프를 중합체 필름 상에 도포하고 급격히 제거하였다. 필름이 제거된 경우 접착력은 끝나는 것으로 여겨진다. 각각의 필름을 5회 시험하였다. 스코치 #610 테이프 시험의 결과는 NK-380을 M1에 첨가하지 않으면, 중합된 LC층과 TAC 기판 사이의 접착력이 불량함을 나타냈다.

색 필터 상의 정렬

M1을 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노 메틸 에터 아세테이트)에 30%의 농도로 용해시켰다.

생성된 용액을 색 필터 상에 스핀 코팅(2,000 RPM; 30초)하고 광중합(20 mWcm^-2, 60초, N₂)하였다. 혼합물은 불량하게 정렬된 중합체 필름을 제공하였다.

온도 안정성

M1을 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노 메틸 에터 아세테이트)에 30%의 농도로 용해시켰다.

생성된 용액을 깨끗한 유리 기판 상에 스핀 코팅(2,000 RPM; 30초)하고 광중합(20 mWcm^-2, 60초, N₂)하였다. 혼합물은 양호한 배향을 갖는 맑고 투명한 중합체 필름을 제공하였다.

샘플을 230℃로 3시간 동안 가열한 후에, 필름은 많은 군열을 나타냈다.

실시예 2

중합성 LC 혼합물 M2를 하기와 같이 제형화하였다:

M2

화학식 1의 화합물: 21.21%

화학식 2의 화합물: 18.85%

화학식 3의 화합물: 33.00%

화학식 4의 화합물: 21.20%

이르가큐어 907: 5.66%

이르가녹스 1076: 0.08%

M2를 30%의 농도로 PGMEA(프로필렌 글리콜 모노 메틸 에터 아세테이트)에 용해시켰다.

정렬 및 TAC 기판 상의 접착력

NK-380을 용액에 대해 1중량%의 M2에 첨가하였다. 생성된 용액을 TAC 상에 스핀 코팅(2,000 RPM; 30초)하고 광중합(20 mWcm^-2, 60초, N₂)하였다.

혼합물은 양호한 배양을 갖는 맑고 투명한 중합체 필름을 제공하였다.

기판에 대한 필름의 접착력을 스코치 #610 테이프 시험을 사용하여 시험하였다. 그렇게 함으로써 610 테이프를 중합체 필름 상에 도포하고 급격히 제거하였다. 필름이 제거된 경우 접착력은 끝나는 것으로 여겨진다. 각각의 필름을 5회 시험하였다.

스코치 #610 테이프 시험의 결과는 NK-380을 M2에 첨가하는 것이 중합된 LC층과 기판 사이의 접착력을 촉진하면서 맑고 투명한 고도로 배향된 필름을 제공함을 나타냈다.

Claims (23)

1. (a) 30 중량% 이상의 하나 이상의 하기 화학식 II의 일반응성 중합성 메소제닉 화합물;
   (b) 20 내지 60 중량%의 하나 이상의 하기 화학식 II의 이반응성 또는 다반응성 중합성 메소제닉 화합물; 및
   (c) 하나 이상의 접착 촉진제
   를 포함하는 중합성 액정(LC) 물질로서,
   상기 접착 촉진제가 하나 이상의 하기 화학식 I의 하위 단위를 포함하는 메트(아크릴) 측쇄 중합체로부터 선택되는, 중합성 LC 물질:
   [화학식 I]
   

   

   
   [상기 식에서,
   R¹은 -H 또는 -C_mH_2m+1을 나타내고,
   m은 1 내지 15의 정수를 나타내고,
   R²는 각각 독립적으로 각각의 경우, 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌 기를 나타내고,
   n은 1 내지 10의 정수이다]
   [화학식 II]
   P-Sp-MG-R⁰
   [상기 식에서,
   P는 중합성 기이고,
   Sp는 스페이서 기 또는 단일결합이고,
   MG는 화학식 M의 막대형 메소제닉 기이고,
   M은 -(A²¹-Z²¹)_k-A²²-(Z²²-A²³)_l-이고,
   A²¹ 내지 A²³은 각각의 경우 서로 독립적으로, 하나 이상의 동일하거나 상이한 기 L로 임의적으로 치환된, 아릴-, 헤테로아릴-, 헤테로환형- 또는 지환족 기이고,
   Z²¹ 및 Z²²는 각각의 경우 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-COO-, -CO-NR⁰¹-, -NR⁰¹-CO-, -NR⁰¹-CO-NR⁰², -NR⁰¹-CO-O-, -O-CO-NR⁰¹-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -(CH₂)₄-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR⁰¹-, -CY⁰¹=CY⁰²-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일결합이고,
   L은 F, Cl, Br, I, -OH, -CN, -NO₂, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R^x)₂, -C(=O)Y¹, -C(=O)R^x, -C(=O)OR^x 또는 -N(R^x)₂이되,
   R^x는 H; 할로겐; 하나 이상의 비인접 C 원자가 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, 하나 이상의 H 원자가 불소로 대체될 수 있는 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬 쇄; 6 내지 40개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기; 또는 2 내지 40개의 C 원자를 갖는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타내고,
   Y¹은 할로겐, 임의적으로 치환된 실릴, 4 내지 40개의 고리 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 헤테로아릴, 및 하나 이상의 H 원자가 임의적으로 F 또는 Cl로 대체될 수 있는, 1 내지 25개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시를 나타내고,
   Y⁰¹ 및 Y⁰²는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타내고,
   R⁰¹ 및 R⁰²는 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고,
   R⁰는 H, 임의적으로 불화된, 1 내지 20개의 C 원자를 갖는, 알킬, 알콕시, 티오알킬, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시이거나, Y⁰ 또는 P-Sp-이고,
   Y⁰는 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, OCN, SCN, 임의적으로 불화된, 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 또는 일불화, 올리고불화 또는 다불화된, 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고,
   k 및 l은 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이다].
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   접착 촉진제가, R²가 메틸렌 또는 에틸렌을 나타내는 화학식 I의 반복 단위를 포함하는 (메트)아크릴 중합체로부터 선택되는, 중합성 LC 물질.
4. 제1항에 있어서,
   접착 촉진제가 300 내지 2000 g/당량 범위의 아민 수소 당량을 갖는, 중합성 LC 물질.
5. 제1항에 있어서,
   접착 촉진제가 0.1 내지 3.0 mmol/g 범위의 아민 값을 갖는, 중합성 LC 물질.
6. 삭제
7. 제1항에 따른 중합성 LC 물질로부터 수득가능한 중합체 필름.
8. 제7항에 있어서,
   LC 물질이 호메오트로픽 정렬되는, 중합체 필름.
9. - 제1항에 따른 중합성 LC 물질의 층을 기판 상에 제공하는 단계,
   - LC 물질을 중합하는 단계, 및
   - 임의적으로 기판으로부터 중합된 LC 물질을 제거하고/하거나 임의적으로 이를 또다른 기판 상에 제공하는 단계
   를 포함하는 방법에 의해 수득가능한 중합체 필름.
10. 중합 전에 하나 이상의 중합성 접착 촉진제를 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질에 첨가함으로써 기판, 필름 또는 표면에 대한 중합성 LC 물질로부터 수득된 중합체 필름의 접착력을 증가시키는 방법.
11. 제10항에 있어서,
    기판이 TAC 기판, COP 기판 또는 색 필터로부터 선택되는, 방법.
12. 삭제
13. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학적, 전기광학적, 정보 저장, 장식 및 보안 적용에 사용하기 위한, 중합성 LC 물질.
14. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 광학적 부품.
15. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는 액정 디스플레이.
16. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 인증, 검증 또는 보안 마킹.
17. 제7항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학적, 전기광학적, 정보 저장, 장식 및 보안 적용에 사용하기 위한, 중합체 필름.
18. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 액정 안료.
19. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 장식 또는 정보 저장을 위한 다색 이미지.
20. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 보안 용도를 위한 유색 또는 다색 이미지.
21. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 위조 불가능한 대상.
22. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 광학적 소자.
23. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 필름 또는 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 중합성 LC 물질을 포함하는, 위조 불가능한 가치있는 문서.