KR20020070304A - 중합 가능한 액정 디옥세탄, 그의 제조와 사용 방법 - Google Patents

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Abstract

일반식 (I)를 갖는 새로운 광 중합 가능 액정 디옥세탄 화합물이 제공된다. 여기서, R1및 R2는 직쇄 또는 가지 달린 C1-C4알킬 및 수소에서 서로 무관하게 선택된다. X 및 X'는 산소, 황, 단일 공유 결합, -O-CO-, -CO-O-, 및 -O-CO-O-에서 서로 무관하게 선택되며, Y 및 Y'는 1 내지 30개의 탄소 원자(선형 또는 가지형)를 각각 서로 무관하게 갖는 스페이서 그룹인데, 여기서, 탄소 사슬에는 에테르 작용기의 산소 또는 티오에테르 작용기의 황이 개입될 수 있다. Z 및 Z'는 산소, 황, 단일 공유 결합, -O-CO-, -CO-O-, 및 -O-CO-O-에서 서로 무관하게 선택되며, M은 임의의 적절한 메소젠 그룹이다. 또한, 조성물이 하나 이상의 화학식(I)의 화합물을 포함하여 제공되고, 상기 화합물 및 조성물을 제조하는 방법이 제공된다. 이러한 화합물 및 조성물은 중합할 때, 개선된 비 수축 특성과 같은 우수한 특성을 보여주며 특히, 액정 디바이스, 센서 및 광학 정밀 기구에서의 다양한 응용에 유용하다.

Description

중합 가능한 액정 디옥세탄, 그의 제조와 사용 방법{POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTALLINE DIOXETANES, THEIR PREPARATION AND USE}
배향 구조는 그의 이방성(anisotropic) 특성 때문에 큰 관심거리이다. 이러한 구조는 여러 응용에 바람직한 높은 이방성의 광학적, 전기적 그리고 열-전기적(thermo-electrical) 특성을 가질 수 있다.
액정(LC) 분자는 낮은 점도와 같은 액체-유사 특징과 이방성과 같은 결정-유사 특징을 함께 갖는다. LC 상은 용융 온도와 이등방화(anisotropization) 온도 사이에서 관찰된다. 다른 종류의 정렬 상태를 갖는 다양한 LC 상이 존재하는데, 네마틱(nematic) 액정 중 콜레스테릭 상이 특히 관심거리이다. 네마틱 상에서는 1차의 배향 정렬만이 존재하여 분자는 분자의 장축을 공통 방향{"디렉터(director)"}을 따라 배향하려 한다. 콜레스테릭 상에서, 분자는 네마틱 층에 배향되고 네마틱 디렉터는 나선형 둘레에서 회전된다. 이 상은 네마틱 시스템에서 키랄 분자(chiralmolecule)를 함입함으로써 얻어진다. 이 상의 특성은 하나의 밴드(band)의 원형 편광된 빛(circularly polarized light)을 선택적으로 반사하는 특성인데 이는 물질이 착색된 것처럼 보이게 한다. 콜레스테릭 상의 이러한 특성은 수동 광학 구성 요소의 제조에 사용될 수 있다.
LC 상에서, 분자는 작은 도메인(domain)에서 배향된다. 이러한 도메인의 배향은 전기장, 자기장 또는 특별히 처리된 표면에서 달성될 수 있다. 예를 들어, 충분히 높은 전기장(1V/㎛)에서, 양의 유전체 이방성(positive dielectric anisotropy)을 갖는 분자는 상기 전기장을 따라 배향될 수 있다. 계속해서 마찰된 중합체 층으로 코팅된 표면은 마찰 방향을 따라 LC 분자를 배향하려 한다. 계면활성제로 처리된 표면은 기판에 수직으로 LC 분자를 배향하려 한다. 이러한 특성은 LC 분자를 임의의 표면 외형에 대해 임의의 방향으로 배향시키는데 있어서 방향을 매우 잘 바꾸게 한다.
특정 상 내에서의 LC 시스템의 특징과 LC 상은 높은 온도 의존성을 나타낸다. 그러므로, 중합에 의해 LC 시스템의 특성을 "고착(freeze in)"시키려는 어떠한 시도도 등온적으로 수행되어야 한다. 온도가 변화되면 잘못된 상에서 또는 배향이 불완전하게 된 상태에서의 중합이 초래될 수 있다. 이러한 이유로 LC 분자에 대한 등온 광중합 및 또한 e-빔 중합(e-beam polymerization)이 바람직한 방법이다. 광중합을 하기 위하여, 보통 LC 아크릴레이트, 에폭시드 및 비닐에테르와 같은 중합 가능한 그룹이 있는 LC 분자가 적절한 광 개시제(photo-inhibitor)와 함께 사용된다. 2개 이상의 중합 가능한 그룹이 있는 단량체를 사용하면 개선된 열 안정성 및화학적 안정성을 갖는 교차 결합 네트워크가 형성될 것이다. LC 시스템은 바람직한 온도로 가열되고 도메인이 없어진 후(긴 범위 정렬의 유도), 분자의 배향과 바람직한 상의 특성이 "고착"되는 3차원 네트워크를 얻기 위해, 중합이 UV 광원 등으로 개시된다. 더 많은 배경 정보를 위하여, 예를 들어, 히크멧 알.에이.엠(Hikmet R.A.M) 등의 Prog. Pol. Sci. 21:1165-1209(1996)이 참조될 수 있다.
최근의 종래 기술은 대부분 액정 디스플레이(LCDs)에 사용되는 광학 구성 요소의 제조에 있어서 광중합 액정 용도의 LC 모노- 및 디아크릴레이트를 개시하고 있다. 예를 들어, WO96/24647, WO97/00600, WO98/47979를 참조한다. 이런 타입의 물질을 사용하는 것의 단점은 종종 다음과 같은 것을 포함한다. (1) 중합 공정 중에 불활성 기체의 소용을 요구하는 산소에 의해 중합 반응이 억제된다. (2) 액정의 비교적 높은 결정화 온도로 인해, 높은 온도에서 공정이 수행되어야하는데, 이는 스핀 코팅에 의한 필름 제조를 사전 결정화로 인해 거의 불가능하게 한다. (3) 아크릴레이트로부터 제조되는 중합체 네트워크는 중합 수축(polymerization shrinkage)으로 인해 상온에서 응력을 나타내게 될 것이며, (4)이는 또한 중합체 네트워크가 적용되는 광학 구성 요소의 변형을 초래할 수 있다.
지난 10년간, 여러 저자들이 모노-옥세탄 단량체를 기본으로 하는 액정 폴리옥세탄 및 그의 제조와 특성에 대해 개시하였다. 예를 들어, 카와카미 와이(Kawakami Y)., 등의 Macromolecules 24:4531(1991), Polym. Bull. 25:439(1991), Polym. Int. 31:35(1993), JP-A-06308462, JP-A-08020641, JP-A-08301859 및, 루 와이.-에이취(Lu Y.-H.) 등의 Polymer Bulletin, 32:551-558(1994), Macromolecules 28:1673-1680(1995) 및, 슈 엘.-엘(Hsu L.-L.) 등의 J. Polym. Sci35:2843-2855(1997) 및, 오가와 에이취(Ogawa H.) 등의 Bull, Chem. Soc. Jpn. 70:1649-1657(1997) 및, JP-A-07225370을 참조한다.
예를 들어 BF3에테레이트(etherate) 복합체로 개시되고 유연한 중합체 백본(backbone)이 있는 측쇄 액정 중합체가 만들어지며 상온에서 240℃까지 이르는 넓은 액정상 온도 범위가 생기게 되는 모노-옥세탄의 고리 열림 중합 반응은 일반적으로 다음과 같이 서술될 수 있다.
여기서, X는 일반적으로 알킬렌, 에테르 기본의 2가 그룹, 실록산 기본의 2가 그룹과 같은 스페이서 그룹(spacer group)을, Y는 메소젠(mesogenic) 그룹을, Z는 키랄 그룹 함유 말단 그룹을 나타낸다.
그러나, 모노-옥세탄 단량체를 기본으로 하는 액정 폴리옥세탄은 분자 정렬의 안정도가 열 전이 또는 결정화에 의해 그렇게 높지 않다는 점에서 몇 가지 단점이 있는 것으로 보인다. 더욱이, 도메인이 없는 막을 얻기 위한 중합체의 정렬은 비교적 높은 점도로 인해 어렵고, 막은 유기 용제에 안정하지 않다.
본 발명은 전체적으로 새로운 부류의 액정 단량체 및 중합체에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 특히 광학 디스플레이 유닛(LCDs)에 유용한 유리한 특성을 갖는 액정 중합 네트워크를 형성할 수 있는 중합 가능한 디옥세탄 화합물에 관한 것이다.
도 1은 광 개시제인 시라큐어(Cyracure) UVI-6990 및 UV 광으로 개시되는 본 발명의 전형적인 화합물인 4-[4-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-부틸옥시]-벤조일옥시-2-메틸페닐 4-[4-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-부틸옥시]-벤조에이트의 중합 전환율(C)(%로 나타냄)을 온도, T(℃로 나타냄)의 함수로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서와 같은 화합물의 복굴절율(Δn) 안정화를 도시한 도면으로, 60℃에서 광 개시된 중합 반응 후, 온도(T)(℃로 나타냄)의 함수로 도시한 도면.
그러므로, 위에서 언급한 단점을 가지지 않고, 대기 중에서 중합 가능하고, 상온에서 스핀코트될 수 있으며, 쉽게 정렬되고, 다양한 응용에 유용하게 되는 낮은 중합 수축을 나타내는 것과 같은 개선된 특성을 나타내는 광중합 가능 액정 화합물 및 그의 중합된 유도체에 대한 필요성이 존재한다.
새로운 부류의 화합물, 광중합 가능한 액정 디옥세탄 및/또는 그로부터 유도된 중합 생성물은 예를 들어 액정 디스플레이(LCDs)와 같은 액정 디바이스 및 액정 혼합물에서의 적용에 유용하게 되는 우수한 특성을 나타낸다는 것이 이제 놀랍게도 발견되었다.
따라서, 본 발명은 하나의 양상으로 일반 화학식(I)을 갖는 화합물을 제공한다.
여기서, R1및 R2는 직쇄 또는 가지 달린 C1-C4알킬 및 수소에서 서로 무관하게 선택된다. X 및 X'는 산소, 황, 단일 공유 결합, -O-CO-, -CO-O-, 및 -O-CO-O-에서 서로 무관하게 선택되며, Y 및 Y'는 1 내지 30개의 탄소 원자(선형 또는 가지형)를 각각 서로 무관하게 갖는 스페이서 그룹인데, 여기서, 탄소 사슬에는 에테르 작용기의 산소가 또는 티오에테르 작용기(thioether function)의 황이 개입될 수 있다. Z 및 Z'는 산소, 황, 단일 공유 결합, -O-CO-, -CO-O-, 및 -O-CO-O-에서 서로 무관하게 선택되며, M은 임의의 적절한 메소젠 그룹이다.
다른 양상에서, 본 발명은 노르말(normal) 중합 불가능 화합물 및 모노-옥세탄 단량체의 그룹에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물과 함께, 상기 화학식(I)의 화합물 중 하나 이상을 포함하는 액정 조성물을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 상기 조성물은 하나 이상의 키랄 화합물을 포함한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 위에서 정의된 화학식(I)의 화합물을 제조하는 방법 및 하나 이상의 화학식(I)의 화합물과 선택적으로, 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하는 상기 액정 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양상에서, 예를 들어, 광학 디스플레이 유닛, 광학 정밀 유닛, 센서, 콜레스테릭 액정 착색제 및 안료를 제조하기 위한 하나 이상의 화학식(I)의 화합물 또는 하나 이상의 상기 화학식(I)의 화합물을 포함하는 조성물에 대한 사용 방법이 제공된다.
이들 양상 및 그 밖의 양상은 다음의 상세한 설명 및 수반되는 도면에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
정의
여기에서 사용되는 반응성 액정 화합물이라는 용어는 호변성(enantiotropic), 단변성(monotropic) 또는 등방성, 그러나 바람직하게는 호변성일 수 있는 반응성 막대형 분자(rod-like molecule)를 나타낸다. 여기에서 사용되는 교차 결합된 액정 (공)중합체라는 용어는 배향된 네트워크를 나타내는 것으로 되어 있다.
화학식(I)의 바람직한 화합물
화학식(I)의 화합물에서 적절한 R1및 R2그룹은 수소, 메틸, 에틸, n-프로필, 및 n-부틸을 포함하며, 이 중 메틸이 특히 바람직하다.
X 및 X'그룹에 대한 바람직한 것은 산소 및 직접 공유 결합이며, 이 중 산소가 바람직하다.
바람직한 스페이서 그룹 Y 및 Y'는 각각 하나 이상, 바람직하게는 5개 이하, 더욱 바람직하게는 3개 이하의 메틸 그룹으로 분지될 수 있으며, 주로 30개 이하, 바람직하게는 3 내지 12개의 탄소 원자로 된 선형 지방족 알킬렌 사슬과, 하나 이상, 바람직하게는 5개 이하, 가장 바람직하게는 3개 이하의 분지된(branched) 메틸 그룹을 각각 함유할 수 있으며, 30개 이하, 바람직하게는 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 에틸렌 옥시드(C2H4O)n사슬을 포함한다. 본 발명의 특정 실시예에서, 생성된 비대칭 탄소 원자는 색 분리, 편광의 생성 등(히크멧 등의 위에 언급된 문헌 참조)과 같은 관심있는 광학적 응용이 가능한 콜레스테릭(즉, 키랄-네마틱) 상을 일으키므로, 분지된(branched) 메틸 그룹이 바람직하다.
Z 및 Z'에 대한 바람직한 것은 산소 및 직접 공유 결합이며, 이 중 산소가 바람직하다.
알려진 모든 메소젠 그룹은 메소젠 원자단(moiety)으로 사용될 수 있다. 화학식(I)의 본 화합물에 또한 사용될 수 있는 적절한 메소젠 그룹 및 그의 제조에 대한 광범위한 조사에 관하여(예를 들어, WO96/24647, WO97/00600 및 98/47979 참조), 상기 조사의 내용은 모두 여기에 참조 문헌으로 포함된다. 그러므로, 적절한 메소젠 그룹 M은 화학식(II)의 그룹을 포함한다.
(- Q - X")p- Q' - (II)
여기서, Q 및 Q'은 2가의 포화 또는 불포화 이소 또는 헤테로시클릭 원자단의 그룹에서 서로 무관하게 선택된다. X"는 X 또는 X', 또는 -CH2-O-, -O-CH2-, -N=N-, -N=N(O)-, -CH2S-, -SCH2-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 에틸렌이고 p는 0,1,2 또는 3이다. 만약 p>1이면, X"는 같거나 다른 의미(정의 내에서)를 가질 수 있다.
바람직하게, p는 1 또는 2이다. 특히 Q 및 Q'이 방향족 원자단, 가장 바람직하게는 벤젠 유도체일 때, Q 및 Q' 고리 원자단은 또한, 하나, 둘 또는 세 개의 같거나 다른 플루오로, 클로로, 브로모, 시아노, 히드록시, 니트로, 포르밀, C1-10알킬, C1-10알콕시, C1-10알콕시카르보닐, C1-10모노알킬아미노카르보닐, C1-10알킬카르보닐, C1-10알킬카르보닐옥시 그룹으로 치환될 수 있다.
바람직한 Q 및 Q' 원자단은
를 포함한다.
바람직한 메소젠 그룹은 예를 들어,
를 포함한다.
위의 바람직한 메소젠 그룹의 방향족 고리 모두는 메틸, 플루오로, 클로로, 브로모 및 니트로로 구성되는 그룹에서 각각 서로 무관하게 선택되는 하나 이상의치환체를 가질 수 있다.
다음 화학식의 메소젠 그룹이 특히 바람직하다.
여기서, G' 및 G"는 수소, 메틸, 플루오로, 클로로, 브로모 및 니트로로 구성되는 그룹에서 각각 서로 무관하게 선택된다. 바람직하게, G'는 메틸이고 G"는 수소이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 화학식(I)의 화합물 부류는 아래에 도시된 화학식(I')을 가진 화합물이 제공된다.
여기서, R은 메틸인 것이 바람직하고, n은 4,5,또는 6인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양상에 의해서, 액정 물질은 화학식(I)을 따르는 적어도 하나의 화합물을 포함하여 제공된다. 본 발명의 또 다른 양상에서, 액정 물질은 하나 이상의 비대칭 탄소 원자를 포함한다.
화학식(I) 화합물의 제조
문헌에는 중합 가능 액정 화합물의 제조를 위한 복수의 합성 경로가 서술되어 있다. 분자는 보통 종종 "외부"로부터 "내부"까지 누적(built up)되나 이것은물론 제조되는 화합물의 특성 및 제조자가 선호하는 것에 따라 좌우될 것이다. 이러한 경우에, 메소젠 그룹 M은 마지막 단계에서, 바람직한 반응성 또는 비반응성(아마도 또한 키랄)그룹 및 구조를 완결짓는 스페이서 유닛을 이미 함유한 전구체(precursor) 화합물에 첨가된다.
본 발명에 의한 액정 디옥세탄을 제조하기 위한 적절하고 바람직한 출발 물질은 상업적으로 구매 가능한 다음의 알콜류를 포함한다. 즉,
및 이들 알콜류의 유도체로서 다음의 생성물과 같은 것.
그 후 선택된 옥세탄 화합물은 보통 첨가, 축합 또는 치환을 통하여 옥세탄 화합물의 적절한 반응성 그룹과 반응하여 공유 결합을 형성할 수 있으며, 일단부에 반응성 그룹을 갖고 타단부에는 다른 반응성 그룹을 갖는 스페이서 분자와 결합되거나 스페이서 분자의 전구체 형태와 결합되는데, 이는 선택된 메소젠 그룹과 연결될 수 있다. 당업자는 결합될 화합물 및 적절한 반응 조건을 선택함에 있어 아무런 어려움이 없을 것이다.
본 발명에 의한 화학식(I)의 화합물에 대한 제조의 전형적인 예로서, 출발 물질인 3-메틸 또는 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄은 해당 옥세탄 화합물로 변화되며, 여기서, 히드록시 그룹은 그 자체로 알려진 방법에 의해 예를 들어토실레이트(tosylate) 그룹과 같은 보다 반응성있는 그룹으로 변화된다. 기본 옥세탄 화합물의 곁사슬(side chain)의 이 말단 반응성 그룹은 타입 4-브로모페녹시-알칸-1-올의 화합물과 알맞게 반응하여 다음의 화학식(III)의 화합물 중 하나를 형성한다.
여기서, R1, R2, X, X', Y, 및 Y'는 이전에 규정한 것과 같으며 Q 및 Q'각각은 예를 들어 브롬 원자 같은 반응성 그룹(같거나 다름)을 나타낸다. 그 후, 화학식(III)의 결과적인 화합물(또는 화합물들)은 바람직하게, 그 자체로 알려진 방법, 예를 들어 적절한 리튬 화합물(예컨대, n-부틸리튬)을 사용하여 또는 그리냐르 화합물(Grignard compound)을 통하여 해당 카르복실산 화합물로 변화된다. 다음 단계에서, 카르복실산 그룹을 갖는 결과적인 디옥세탄 유도체는 메소젠 전구체 화합물과 반응하여 화학식(I)의 화합물 또는 이 화합물의 혼합물을 형성한다. 메소젠 전구체 화합물로서, 메소젠디올 화합물(HO-M-OH) 또는 반응성 그룹이 있는 유사한 화합물이 사용되는 것이 유리하다.
화학식(I)의 화합물에 대한 전형적인 다른 제조법에 있어서, 출발 물질인 3-메틸 또는 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄은 해당 할로알킬에테르 옥세탄 유도체(바람직하게는 브롬 화합물)로 변화되며, 그 후 히드록시벤조에이트 또는 유사 화합물과 같은 반응성 화합물과 반응하여 결국 화학식(III)의 화합물을 형성하고 이것은 그 후, 위에서 나타낸 바와 같이 화학식(I)의 화합물(또는 이러한 화합물의 혼합물)로 변화된다.
화학식(I)의 화합물을 제조하기 위해 유리하게 사용되는 반응의 타입 및 다른 경로는 당업자에 잘 알려져 있다. 사용되는 특정 디옥세탄 그룹 및 특정 스페이서 및 메소젠 그룹의 선택은 사용자 및/또는 제조자의 선택 및 선호하는 것에 따라 좌우될 것이다. 또한 특정 반응 조건, 특히 반응 온도(들), 반응 시간(들), 반응 압력(들) 및 용제(들)는 일반적으로 사용되는 반응물 및 제조자가 선호하는 것에 따라 좌우된다. 일반적으로, 총 반응 시간은 수 분과 수 일 사이에서 변할 것이며, 반응 온도는 일반적으로 -80℃로부터 반응 혼합물의 환류 온도까지 변할 것이다. 모든 반응은 상압에서 수행되는 것이 바람직하다. 일반적으로, 액정 아크릴레이트 및 유사 화합물의 중합과는 대조적으로, 화학식(I)의 화합물을 중합하기 위해 특별한 불활성 대기가 적용될 필요는 없다. 당업자는 각 경우에 있어서 부적당한 실험 및 어떠한 독창적인 노력없이 반응 조건을 쉽게 최적화할 수 있다.
위에서 언급한 반응 개요는 본 발명을 제한함 없이 본 발명을 설명해야 한다. 화학식(I)의 화합물에 대한 제조를 위한 보다 상세한 사항은 특히 WO95/22586, WO95/24454, WO95/24455, WO97/00600 및 WO99/43763에서 찾을 수 있고 이것들은 여기서 참조 문헌으로 포함된다.
응용방법
화학식(I)의 디옥세탄 화합물은 바람직하게 광중합 또는 e-빔 중합에 의해알맞게 중합되어 액정 중합체를 형성하며, 상기 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 그러므로, 본 발명의 다른 양상에 의해, 액정 물질은 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 단량체 화합물로부터 실질적으로 유도된 디옥세탄 (공)중합체 화합물을 포함하여 제공된다. 본 발명에 의한 화학식(I)의 디옥세탄 단량체는 2개(또는 그 이상)의 중합 가능 그룹을 함유할 것이므로, 결과적인 액정 (공)중합체 또는 액정 물질은 또한 중합할 때, 보통 수반되어 교차결합되어 배향 네트워크를 생성할 것이다. 특별한 실시예에서, 상기 디옥세탄 (공)중합체는 광학적 활성 특성을 갖는다. 유리하게도, 액정 물질은 하나 이상의 화학식(I)의 화합물에서 실질적으로 유도된 중합체 화합물 및 화학식(I)의 화합물 둘 모두를 포함한다.
바람직하게, 화학식(I)의 선택된 화합물은 클로로벤젠과 같은 적당한 용제 내에서 예를 들어 상업적으로 구매 가능한 시라큐어 UVI-6990와 같은 광 개시제의 적당량과 혼합되고, 그 후 바람직하게 스핀코팅 또는 유사 기술에 의해 기판에 도포되고 적절한 UV 광원을 사용하여 광중합된다. 대안적으로, 화학식(I)의 2개 이상의 화합물로 된 조성물은 광 개시제와 함께 혼합되어 방사함에 따라 디옥세탄 액정 공중합체를 형성한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 조성물은 각각 다른 액정 공중합체 또는 중합체 화합물을 형성하기 위하여 하나 이상의 화학식(I)의 화합물(보통 2개 또는 3개의 화합물) 및 비반응성 액정, 또는 예를 들어 액정 젤(gel)을 형성하는 액정과 같은 보다 많은 종래 기술의 단량체 또는 올리고머, 또는 위에서 언급한 참조 문헌 중 임의의 하나에 개시된 모노-옥세탄 단량체 또는 올리고머를 포함한다.
위에서 개시된 다양한 디옥세탄 중합체를 제조하기 위한 중합 온도 및 반응 시간은 별로 중요하기 않고, 약 10% 내지 실질적으로 완료의 전환율을 얻기 위하여 중합 온도는 보통 상온과 약85℃ 사이이고, 반응 시간은 보통 수분 내지 1 또는 2시간이다. 일반적으로, 보다 높은 전환율은 보통, 보다 높은 온도, 약 100와 170℃사이에서 약 0.25 내지 1시간동안, 광학 특성을 변화시키지 않고, 어닐링(annealing) 단계를 추가함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명의 디옥세탄 액정 (공)중합체는 특히, 최신의 LC 중합체와 비교했을 때 우수한 특성을 갖는다. 이것들은 다양한 응용에서, 특히 광학 디스플레이에서 막으로 사용되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 예를 들어 액정 디아크릴레이트의 비교적 높은 액정화 온도로 인해, 공정이 매우 높은 온도에서 수행되어야 하는데, 이는 사전 결정화로 인해 스핀코팅에 의한 막 생성을 거의 불가능하게 한다. 또한, 보다 높은 온도에서 제조된 중합체 네트워크는 열 수축으로 인해 상온에서 응력을 나타내는 경향이 있는데, 이는 다시 관계된 광학 구성 요소의 응력 및 변형을 일으킨다. 본 발명은 이러한 새로운 디옥세탄 액정 단량체 및 (공)중합체, 액정 혼합물 그리고 액정 디바이스를 제공함으로써 이러한 문제를 해결한다. 아래의 예의 표 1에서 전형적으로 설명된, 새로운 디옥세탄 단량체는 일반적으로 실질적으로 낮은 결정화 온도를 갖기 때문에, 종래 기술의 LC 중합체로 발생하는 문제들을 방지한다.
또한, 중합 가능한 아크릴레이트 그룹을 옥세탄 그룹으로 교체함으로써, 중합 반응이 불활성 기체에서가 아닌 공기에서 알맞게 수행되는데, 이는 중합이 산소에 의해 억제되지 않기 때문이다. 화학식(I)의 디옥세탄 화합물 또는 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 조성물은 보통 적절한 용제에 용해되고 적절한 양이온성 광개시제와 혼합된다. 그 후, 용액은 바람직하게 상온 또는 승온에서 기판에 스핀 코팅되고, 결과적인 막은 적절한 UV 광원을 사용하여 중합된다. 대안적으로, 중합은 e-빔 방사로 수행된다. 중합된 생성물은 매우 낮은 중합 수축을 보여준다. 측정된 부피 중합 수축율은 약 2%, 즉, 유사한 아크릴레이트 중합 중에 수축율의 절반 미만으로 낮을 수 있다. 그러므로, 본 발명에 의한 액정 (공)중합체는 렌즈(lense)에서와 같이 낮은 중합 수축율을 필요로 하는 상황에 특히 유용하다. 게다가, 이들 중합체는 긴 온도 영역에 걸쳐 온도에 무관한 우수한 복굴절 특성을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에서, 액정 조성물은 화학식(I)의 상기 화합물 중 하나 이상 및 하나 이상의 키랄 화합물을 포함하여 제공된다. 본 발명을 위한 적절한 키랄 화합물은 예를 들어, 머크(Merck)에서 상업적으로 구매 가능하며 2-옥타놀을 기본으로 하는 생산품 R-811 또는 S-811, 또는 WO-98/00428에서 설명하는 이소소르비드(isosorbide)를 기본으로 하는 키랄 도판트 첨가제를 포함한다. 이러한 조성물은 키랄 액정 상으로 중합체 막을 제조하기 위하여, 그리고 능동 및 수동 광학 요소{예를 들어 원형 편광자(circular polarizer)} 또는 색 필터를 위하여 그리고 예를 들어, STN, TN, AMD-TN, 온도 보상, 게스트-호스트, 또는 상 변화 디스플레이, 또는 중합체 없는 또는 중합체 안정화 된 콜레스테릭 텍스쳐(polymer free or polymer stabilized cholesteric texture)(PFCT, PSCT) 디스플레이와 같은 액정 디스플레이를 위하여 적절히 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 알려진 방법으로 위에서 규정된 액정 조성물을 (공)중합함으로써 얻을 수 있는 키랄 액정 상이 있는 중합체 막을 포함한다.
본 발명의 다른 양상에서 디스플레이 셀(cell)은 광 투과성인 2개의 마주보는 플레이트와, 서로 면하는 상기 플레이트의 측부에 있는 광 투과성 물질로 된 전극과, 상기 전극 상의 배향층과, 상기 플레이트 사이의 씰링(sealing) 물질 및, 상기 플레이트와 상기 씰링 물질 사이의 공간에 채워지는 액정 물질을 포함하여 제공되고, 상기 액정 물질은 중합 가능한 액정 물질을 포함하며, 여기서 상기 중합 가능한 액정 물질은 실질적으로 위에서 규정된 바와 같은 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물 또는 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 조성물로부터 유도되고, 상기 중합 가능한 액정 물질은 중합되면 영구적으로 배향되는 네트워크를 형성하고, 상기 영구적으로 배향되는 네트워크는 실질적으로 여기에 참조 문헌으로 포함되는 EP-A-0552508에 개시되는, 바람직한 패턴에 따라 단지 국부적으로만 형성된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 실질적으로 위에서 규정된 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물 또는 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 조성물로부터 유도되는 액정 (공)중합체 생성물을 포함하는 이방성 겔의 형태로 액정 물질과 비 중합성 저 분자량 액정 물질을 제공하고, 여기서 상기 액정 (공)중합체 생성물은 상기 중합 불가능한 저분자량 액정 물질 내에서 영구적으로 배향되는 네트워크를 형성한다. 적절한 중합 불가능한 저분자량 액정 물질은 예를 들어,US 5,188,760에서 언급되는 물질 b)을 포함하며, 상기 개시물은 여기에서 참조 문헌으로 포함된다. 이러한 중합 불가능한 저분자량 액정 물질의 전형적인 예는 아래에 도시된 화합물 (a) 내지 (d) 또는 그의 혼합물이다.
위의 화합물 (a) 내지 (d)의 적절한 혼합물은 각각 8%, 51%, 25% 및 16%의 양으로 BDH로부터 E7이라는 명칭으로 상업적으로 구매 가능하다. 본 발명에 의한 하나 이상의 디옥세탄 화합물을 포함하는 네트워크의 중합 조건 하에서는 중합되지 않거나 거의 중합되지 않는 중합 그룹을 갖는 중합 불가능한 저분자량 액정 물질로 액정 물질을 사용하는 것이 대안적으로 가능하다.
또 다른 양상에 의해, 본 발명은 다음의 단계 즉,
(a) 서로 떨어져 있는 2개의 셀 벽을 포함하는 하나의 셀을 형성하는 단계로 상기 벽의 내부 표면은 그 위에 전극 구조를 형성하는 단계, (b) 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 단량체 물질과 적절한 개시제 바람직하게는 광 개시제를 포함하는 혼합물을 제공하는 단계, (c) 상기 셀의 벽 사이에 상기 혼합물을 도입하는 단계, 및 (d) 위에서 설명된 혼합물을 중합하는 단계를
포함하는, 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 전기-광학 디바이스를 제조하는 방법을 제공한다. 바람직하게, 적어도 하나의 벽은 액정 정렬을 제공하기 위해 처리된 표면이다. 단량체 물질은 알려진 방법으로 중합 전에 정렬될 수 있고 및/또는 중합체는 중합 후에 정렬될 수 있다. 대안적인 양상에 의해, 본 발명은 각각 전극 구조를 지탱하는 간격이 있는 2개의 셀 벽을 포함하고 적어도 하나의 면한 표면에서 정렬층으로 처리되는 액정 디바이스와 상기 셀의 벽 사이에 포함된 액정 물질 층을 제공하는데, 여기서, 액정 물질 층은 실질적으로 위에서 규정된 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물로부터 유도되거나 위에서 규정된 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물의 조성물로부터 유도되는 중합된 물질을 포함하고 및/또는 하나 이상의 화학식(I)의 상기 디옥세탄 화합물을 포함한다.
본 발명은 또한 위에서 규정된 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 산란 타입(scattering type)의 전기 광학 시스템, 또는 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 위에서 규정된 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물 또는 하나 이상의 화학식(I)의 디옥세탄 화합물을 포함하는 조성물로 기판을 코팅하는데 유용하다.
앞의 예 및 다음의 예에서, 모든 온도는 수정되지 않고 섭씨로 진술되며, 미리 정해지지 않는다면, 모든 부(parts)와 백분율은 중량에 의한 것이다.
예 1
4-[3-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-프로폭시]-벤조일옥시-2-메틸페닐 4-[3-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-프로폭시]-벤조에이트의 제조
제목의 화합물(4)은 다음의 반응 계획을 따라 제조되었다.
1.013-(4-브로모-페녹시)-프로판-1-올(1)의 제조
4-브로모페놀 87g, 나트륨 메타놀레이트 27g, 요오드화 나트륨 15g 및 부타논 300ml의 혼합물이 완전히 용해될 때까지 상온에서 교반되었다. 3-클로로-1-프로판올(42ml)이 첨가되었고 용액은 16시간 동안 환류되었다. 냉각 및 여과한 후, 부타논은 증발되었다. 그 나머지는 디에틸 에테르 500ml와 물 125ml 사이에 분배되었다. 분리된 후, 디에틸 에테르 용액은 10%의 수산화나트륨 용액 125ml로 2번, 소금물 125ml로 한번 추출되었다. 마그네슘 술페이트 상에서 건조한 후, 디에틸 에테르는 증발되었다. 생성물(90g, 78%)이 투명한 오일로 얻어졌다.
1.023-[3-(4-브로모-페녹시)-프로폭시메틸]-3-메틸-옥세탄(2)의 제조
분쇄된 수산화칼륨 10g과 디메틸술폭시드 30ml의 혼합물이 5분 동안 교반되었다. 그리고 나서, 3-(4-브로모-페녹시)-프로판-1-올(1) 20g이 첨가되었고, 그 다음 톨루엔-4-술폰산 3-메틸-옥세탄-3-일메틸 에스테르 25g이 첨가되었다{참조 : 영-홍(Yong-Hong) 등의 Macromolecules 1995, 28, 1673-80}. 혼합물은 상온에서 16시간 동안 교반된 후 1시간 동안 50℃로 가열되었다. 메탄올 3ml가 첨가되었고 교반이 이 온도에서 1시간 동안 계속되었다. 냉각 후, 디에틸 에테르 100ml이 첨가되었고 혼합물은 물 80ml로 두 번 소금물 40ml로 한 번 추출되었다. 디에틸 에테르가 증발된 후, 디클로로메탄 80ml이 첨가되었다. 이 용액은 마그네슘 술페이트 상에서 건조되었고 작은 실리카 패드(pad)를 통과하였다. 증발한 후, 생성물(75%) 21g이 투명한 오일로 얻어졌다.
1.034-[3-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-프로폭시]-벤조산(3)의 제조
n-헥산에 있는 1 몰의 n-부틸리튬 35ml가 -70℃로 냉각된 건조 테트라히드로퓨란 120ml에 있는 3-[3-(4-브로모-페녹시)-프로폭시메틸]-3-메틸-옥세탄(2) 25g으로 된 용액에 적하 첨가되었다. 첨가 후, 혼합물은 이 온도에서 1시간 동안 교반되었고, 그 후 완전 포화될 때까지 고체 드라이 아이스가 첨가되었다. 용액이 상온에 도달할 때까지 교반은 계속되었다. 디에틸 에테르 120ml와 물 100ml가 첨가되었다. 분리 후, 2.5N의 염산 36ml가 잘 교반된 수성층(aqueous layer)에 적하 첨가되었다. 침전물은 물 150ml로 세척되었고 데시케이터에서 건조되었다. 녹는점이 102℃인 백색 분말(15g, 67%)이 얻어졌다.
1.044-[3-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-프로폭시]-벤조일옥시-2-메틸 페닐4-[3-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-프로폭시]-벤조에이트(4)의 제조
N,N'-디시클로헥실 카보디이미드 2.1g이 얼음 욕조(ice bath)에서 교반되는, 4-[3-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-프로폭시]-벤조산(3) 2.8g, 메틸히드로퀴논 0.6g 및 디클로로메탄 30ml에 있는 4-N,N-디메틸아미노피리딘 0.1g으로 된 용액에 첨가되었다. 상온에서 16시간 동안 교반한 후, 혼합물은 소량의 실리카 상에서 여과되었고, 에탄올 13ml로부터 재결정화되었다. 녹는점(m.p.)이 100℃이고 결정화점(c.p.)이 27℃인 백색 분말(2.2g, 68%)이 얻어졌다.
예 2
4-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시]-벤조일옥시페닐 4-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시}-벤조에이트의 제조
제목의 화합물(6)이 다음의 반응 계획에 의해 제조되었다.
2.014-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시]-벤조산(5)의 제조
3-[4-(3-브로모-프로폭시)-부틸]-3-메틸-옥세탄(참조 : 영-홍 등의Macromolecules 1995, 28, 1673-80) 15g, 에틸 4-히드록시벤조에이트 11g, 탄산칼륨 12g 및 부타논 40ml로 된 혼합물이 16시간 동안 환류되었다. 냉각 및 여과 후, 부타논은 증발되었고 디에틸 에테르 100ml와 물 30ml로 된 혼합물이 첨가되었다. 분리 후, 에테르성층(ethereal layer)은 10%의 수산화나트륨 용액 30ml로 2번, 소금물 30ml로 1번 추출되었다. 디에틸 에테르가 증발된 후, 5%의 수산화칼륨 용액 100ml가 첨가되었다. 혼합물은 8시간 동안 환류되었다. 냉각 후, 수용액은 디에틸에테르 50ml로 추출되었고, 격렬히 교반하면서 2.5N 염산 17ml를 첨가함으로써 중화되었다. 침전물은 물 100ml로 세척되었고 데시케이터에서 건조되었다. 생성물(84%) 15g은 녹는점이 62℃인 백색 분말로 얻어졌다.
2.024-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시]-벤조일옥시페닐 4-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시]-벤조에이트(6)의 제조
N,N'-디시클로헥실 카보디이미드 2.1g이 4-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시]-벤조산(5) 3.2g, 히드로퀴논 0.55g 및 디클로로메탄 30ml에 있는 4-N,N-디메틸아미노피리딘 0.12g으로 된 용액에 얼음 욕조에서 교반되면서 첨가되었다. 상온에서 16시간 동안 교반한 후, 혼합물은 소량의 실리카 상에서 여과되었고 에탄올 25ml로부터 재결정화되었다. m.p.가 99℃이고 c.p.가 119℃인 백색 분말(66%) 2.4g이 얻어졌다.
예 3-6
위의 예 1 및 예 2에 설명된 방법 중 하나를 이용하여, 다음의 화합물이 그 녹는점과 결정화점과 함께 아래 표 1에 나타난 대로 제조되었다.
표 1
예의 번호 n R m.p.(℃) c.p.(℃)(N 상으로부터)
1 3 CH3 100 27
2 6 H 99 119
3 3 H 138 -
4 4 CH3 65 74
5 5 CH3 75 59
6 6 CH3 36 73
예 7
본 발명의 디옥세탄의 광중합과 그의 특성
4-[4-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-부틸옥시]-벤조일옥시-2-메틸페닐 4-[4-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-부틸옥시]-벤조에이트(6) 975mg과 시라큐어 UVI-6990 25mg으로 된 혼합물이 제조되었다.
이 혼합물의 소량이 광 DSC 장치에서 PL 10W 램프(365nm에서 7mw/cm2)를 사용하여 다양한 온도에서 광중합되었다. 40℃를 초과하는 온도에서 방사 시간이 15분일 때 좋은 전환율이 얻어졌다. 도 1참조.
예 8
60℃에서 광개시된 중합 후 디옥세탄 중합체의 복굴절율의 안정화
마찰된 폴리이미드로 코팅된 6㎛의 셀이 80℃에서 4-[4-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-부틸옥시]-벤조일옥시-2-메틸페닐 4-[4-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-부틸옥시]-벤조에이트(도 4참조) 975mg과 시라큐어 UVI-6990 25mg으로된 혼합물로 채워졌다.
빠른 정렬이 일어났고 광중합이 30분동안 60℃에서 수행되었다. 60℃에서 단량체에 대해 측정된 복굴절율은 0.09였다. 중합후, 복굴절율은 0.11로 증가되었고 20℃ 내지 150℃의 온도에서 완전히 온도에 독립적으로 되었다. 도 2 참조. 40℃와 80℃ 사이에서 중합 온도를 변경시킴으로써 중합체에 대해 0.07과 0.11 사이의 복굴절율이 얻어졌다.
예 9
본 발명의 디옥세탄 조성물에 대한 스핀코팅
4-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시]-벤조일옥시페닐 4-[6-(3-메틸-옥세탄-3-일메톡시)-헥실옥시]-벤조에이트(예 3)972mg과 시라큐어 UVI-6990 28mg으로 된 혼합물이 제조되었다.
클로로벤젠에서 25/75 w/v 용액으로 제조된 이 혼합물은 마찰된 폴리이미드로 코팅된 유리 기판 상에서 800rpm으로 스핀코팅되었다. 우수한 정렬을 위해서 샘플을 60℃에서 15분간 가열한 후, 상온에서 저장되었고 며칠간 아무런 결정화도 일어나지 않았다. 30℃에서의 광중합은 전환율(DSC)이 50%였고 복굴절율 0.11로 층을 형성하였다. 보다 높은 중합 전환율은 보다 높은 온도에서의 어닐링 단계, 예를 들어, 광학적 특성을 변화시킴 없이 150℃에서 1시간 동안의 어닐링 단계로 얻어질 수 있다.
본 개시물은 모든 점에서 제한적이 아닌 설명적인 것으로 고려되어야 하며,본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해 나타내지며, 동등한 의미 및 범위 내에서 있을 수 있는 모든 변형은 본 발명의 범위에 포함되도록 되어있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 광학 디스플레이 유닛(LCDs)에 유용한 유리한 특성을 갖는 액정 중합 네트워크를 형성할 수 있는 중합 가능 디옥세탄 화합물 등에 이용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 광중합 가능한 액정 디옥세탄 화합물로서,
    다음의 일반적인 화학식(I)을 가지며,
    여기서,
    R1및 R2는 직쇄 또는 분지된 C1-C4알킬 및 수소에서 서로 무관하게 선택되며,
    X 및 X'는 산소, 황, 단일 공유 결합, -O-CO-, -CO-O-, 및 -O-CO-O-에서 서로 무관하게 선택되며,
    Y 및 Y'는 1 내지 30개의 탄소 원자(선형 또는 분지형)를 각각 서로 무관하게 갖는 스페이서 그룹인데, 여기서, 탄소 사슬에는 에테르 작용기의 산소가 또는 티오에테르 작용기의 황이 개입될 수 있으며,
    Z 및 Z'는 산소, 황, 단일 공유 결합, -O-CO-, -CO-O-, 및 -O-CO-O-에서 서로 무관하게 선택되며, M은 임의의 적절한 메소젠(mesogenic) 그룹인,
    광중합 가능한 액정 디옥세탄 화합물.
  2. 제 1항에 있어서, Y 및 Y'는 하나 이상의 메틸 그룹으로 각각 분지될 수 있으며 30개 이하의 탄소 원자로 된 선형 지방족 알킬렌 사슬이거나, 하나 이상의 분지된 메틸 그룹을 각각 함유할 수 있으며 30개 이하의 탄소 원자를 가지는 에틸렌 옥시드(C2H4O)n이며, M은 다음의 화학식(II)의 그룹을 포함하며,
    (-Q - X")p-Q' - (II)
    여기서, Q 및 Q'는 2가의 포화 또는 불포화 이소 또는 헤테로시클릭 원자단(moiety)의 그룹에서 서로 무관하게 선택되며, 상기 Q 및 Q'은 하나, 둘 또는 세 개의 같거나 다른 플루오로, 클로로, 브로모, 시아노, 히드록시, 니트로, 포르밀, C1-10알킬, C1-10알콕시, C1-10알콕시카르보닐, C1-10모노알킬아미노카르보닐, C1-10알킬카르보닐, C1-10알킬카르보닐옥시 그룹으로 각각 치환될 수 있고,
    X"는 X 또는 X', 또는 -CH2-O-, -O-CH2-, -N=N-, -N=N(O)-, -CH2S-, -SCH2-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 에틸렌이고, p는 0,1,2 또는 3인, 광중합 가능한 액정 디옥세탄 화합물.
  3. 제 1항에 있어서, 다음의 일반 화학식(I')
    을 가지며, 여기서 R은 메틸이고 n은 4,5, 또는 6인, 광중합 가능한 액정 디옥세탄 화합물.
  4. 조성물로서,
    노르말(normal) 중합 불가능 화합물 및 모노-옥세탄 단량체의 그룹에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물과 함께, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 하나 이상의 디옥세탄 화합물을 포함하는 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 조성물은 하나 이상의 키랄 화합물을 함유하는, 조성물.
  6. 교차 결합 액정 (공)중합체 생성물로서,
    제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나에 기재된 하나 이상의 디옥세탄 화합물 또는 제 4항 또는 제 5항에 기재된 조성물로부터 실질적으로 유도된, 교차 결합 액정 (공)중합체 생성물.
  7. 액정 디바이스로서,
    제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 화합물 또는 조성물 또는 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 액정 디바이스는 광 투과성인 2개의 마주보는 플레이트와, 서로 면하는 상기 플레이트의 측부에 있는 광 투과성 물질로 된 전극과, 상기 전극 상의 배향층과, 상기 플레이트 사이의 씰링(sealing) 물질 및, 상기 플레이트와 상기 씰링 물질 사이의 공간에 채워지는 액정 물질을 포함하는 디스플레이 셀(cell)이며, 상기 액정 물질은 실질적으로 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 하나 이상의 디옥세탄 화합물 또는 제 4항 또는 제 5항에 기재된 조성물로부터 유도된 중합 가능한 액정 물질을 포함하며, 상기 중합 가능한 액정 물질은 중합되면 영구적으로 배향되는 네트워크를 형성하고, 여기서, 상기 영구적으로 배향되는 네트워크는 바람직한 패턴에 따라 단지 국부적으로만 형성되는, 액정 디바이스.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 액정 디바이스는 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 하나 이상의 디옥세탄 화합물 또는 제 4항 또는 제 5항에 기재된 조성물로부터 실질적으로 유도된 액정 (공)중합체 생성물 및 중합 불가능한 저 분자량 액정 물질을 포함하는 이방성(anisotropic) 겔의 형태이고, 여기서, 상기 액정 (공)중합체 생성물은 상기 중합 불가능한 저분자량 액정 물질에서 영구적으로 배향되는 네트워크를 형성하는, 액정 디바이스.
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