KR20110040789A - 중합성 액정 화합물, 중합성 액정 조성물, 액정 중합체 및 광학 이방체 - Google Patents

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Abstract

하기 일반식으로 표시되는 중합성 액정 화합물; 상기 화합물 및 중합성 키랄 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물; 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물을 중합하여 제조되는 액정 중합체; 및 액정 중합체를 구성 재료로서 포함하는 광학 이방성 재료가 개시된다.
Figure pct00047

일반식에서, Y1 내지 Y6 은 -O-C(=O)- 등이고; G1 및 G2 는 C1~20 2가 지방족기 등이고; Z1 및 Z2 는 C2~10 알케닐 등이고; A1 및 A2 는 C1~30 2가 유기기이고; M1 및 M2 는 임의 치환된 2,6-나프틸렌 또는 1,4-페닐렌이고, 둘 중 하나 이상은 임의 치환된 2,6-나프틸렌이고; L1 및 L2 는 수소 등이고; a 및 b 는 0 또는 1 이다. 보다 넓은 온도 범위에 걸쳐 액정 상을 나타내고, 화학적으로 안정하고 염가로 제조될 수 있으며 넓은 선택 반사 파장 대역 (Δλ) (즉, 큰 Δn) 을 갖는 중합성 액정 화합물; 상기 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물; 액정 중합체; 및 상기 액정 중합체를 구성 재료로서 포함하는 광학 이방성 재료가 제공될 수 있다.

Description

중합성 액정 화합물, 중합성 액정 조성물, 액정 중합체 및 광학 이방체 {POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTAL COMPOUNDS, POLYMERIZABLE LIQUID CRYSTAL COMPOSITIONS, LIQUID CRYSTAL POLYMERS AND OPTICALLY ANISOTROPIC MATERIALS}
본 발명은, 중합성 액정 화합물 및 중합성 키랄 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물, 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득되는 액정 중합체, 및 상기 액정 중합체를 구성 재료로 포함하는 광학 이방체에 관한 것이다.
최근, 액정 디스플레이에 사용되는 광학 필름 (예를 들어 광학 보상판) 으로서 액정 중합체 또는 중합성 관능기를 갖는 액정 화합물을 배향 처리한 액정 배향 필름이 개발되고 있다. 상기 필름은, 중합체 필름의 연신 기술을 이용한 복굴절 필름에서는 실현 불가능한, 고도의 배향 상태 (예를 들어 경사 배향 또는 비틀림 배향) 를 실현할 수 있기 때문에 주목받고 있다.
액정 중합체 또는 중합성 액정 화합물 (예를 들어 (메트) 아크릴레이트 화합물) 및 키랄 화합물을 포함하는 조성물을 콜레스테릭 배향시켜 수득되는 액정 배향 필름 (선택 반사 필름) 의 선택 반사 특성을 이용하는 콜레스테릭 편광자가 또한 실용화되고 있다.
선택 반사 특성의 선택 반사 중심 파장 λ 는 "λ=n×P" (n 은 평균 굴절률이고 P 는 콜레스테릭 피치임) 로 표시된다. 선택 반사 파장 대역 Δλ 는, "Δλ=Δn×P" [식 중, Δn 은 (ne-no) {ne 은 이상 굴절률이고, no 는 상굴절률임} 임] 로 표시된다. 따라서, 선택 반사파장 대역 Δλ 를 광대역화하기 위해서는 높은 값의 Δn (즉, 높은 광학 이방성) 을 갖는 재료가 필요하다.
또, 선택 반사 필름을 콜레스테릭 편광자로서 액정 디스플레이에 사용하는 경우, 선택 반사 필름은 가시광 영역에서 선택 반사를 일으키는 것이어야 한다. 선택 반사 필름의 선택 반사파장 대역 Δλ 가 가시광 영역보다 좁기 때문에, 선택 반사파장 대역 Δλ 를 광대역화하기 위해서 다수의 선택 반사 필름이 적층된다. 구체적으로는, 좁은 선택 반사파장 대역 Δλ 의 재료를 사용하는 경우 선택 반사 필름에서 적층수가 많아진다. 그 결과로, 생산성이 감소된다. 따라서, 큰 값의 Δn (즉, 넓은 선택 반사파장 대역 Δλ) 의 재료 (예를 들어 중합성 액정 화합물) 가 요구되고 있다.
그러나, 큰 값의 Δn 을 갖는 종래 알려져 있는 중합성 액정 화합물 등이 불량한 용해성, 적용성 및 배향성을 나타내기 때문에, 균일한 필름을 생성할 수 없거나 실제적 배향성을 나타내는 선택 반사 필름을 수득하기가 어려울 수 있다.
하기 화학식 (A) 로 표시하는 아진이 액정 화합물로서 알려져 있다:
[화학식 1]
Figure pct00001
[식 중,
Ra 는 알킬기를 나타내고,
Rb 는 알킬기, 시아노기, 불소 원자, 트리플루오로메톡시기 등을 나타냄].
상기 아진 화합물은 예를 들어, 넓은 온도 범위에 걸쳐 액정 상을 나타내며, 비교적 화학적으로 안정하며, 염가로 제조할 수 있는 액정 재료이다.
그러나, 상기 아진 화합물은 현재 범용의 액정 화합물과의 상호 용해도에 있어서는 반드시 만족할 수 있는 것은 아니었다. 화학식 (A) 에 의해 표시되는 아진 화합물에 있어서, 측쇄 알킬기의 탄소 원자수를 증가시켜 상호 용해도를 개선하는 것이 가능하다. 그러나, 생성된 아진 화합물은 좁은 온도 범위의 액정 상을 나타낸다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 특허 문헌 1 은 하기 화학식 (B) 로 표시되는 액정 화합물을 개시한다:
[화학식 2]
Figure pct00002
[식 중,
Rc 는 수소 원자 또는 탄소수 1~12 의 알킬기를 나타내고 (Rc 가 알킬기를 나타내는 경우 이중 결합은 트랜스 배치를 가짐),
p 는 1~10의 정수를 나타내고,
q 는 0 또는 1 을 나타내고,
W, X 및 Y 는 불소 원자, 염소 원자, 메틸기, 시아노기 또는 수소 원자를 나타내고,
Z 는 불소 원자, 염소 원자, 시아노기, 탄소수 1~12 의 알킬기 또는 알콕시기, 탄소수 3~12 의 알케닐기 또는 알케닐옥시기를 나타내며,
단, 이들 기 중에 포함되는 하나 이상의 수소 원자는 불소 원자로 치환될 수 있음].
상기 화합물은, 열, 빛 등에 대해 화학적으로 안정하여, 액정성이 우수하고, 공업적으로도 용이하게 제조 가능한 것이다. 또, 종래의 액정 화합물 또는 액정 조성물과의 상호 용해도가 뛰어나므로, 상기 화합물을 사용함으로써 액정 응답 시간을 유의하게 개선할 수 있다. 따라서, 상기 화합물은 넓은 온도 범위에 걸쳐 액정 상을 나타내고 빠른 응답 시간을 갖는 액정 표시 소자용 액정 재료의 성분으로서 유용한 것으로 고려된다.
그러나, 최근에 있어서의 액정 표시 장치에서의 성능에서의 개선이 점점 더 요구되고 있기 때문에, 넓은 온도 범위에 걸쳐 액정 상을 나타내고 화학적으로 안정하며 염가로 제조할 수 있고 더 큰 값의 Δn 을 갖는 액정 재료의 개발이 요구되고 있다.
선행 기술 문헌
특허 문헌
특허 문헌 1: JP-A-10-147562호
본 발명은, 상기 문제점을 감안하였다. 본 발명의 목적은 종래의 액정 화합물 또는 액정 조성물과의 상호 용해도가 우수하고, 보다 넓은 온도 범위에 걸쳐 액정 상을 나타내고, 화학적으로 안정하여, 염가로 제조할 수 있고, 선택 반사파장 대역 Δλ 가 넓은 (즉, Δn 값이 큼) 중합성 액정 화합물, 상기 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물, 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득되는 액정 중합체, 및 상기 액정 중합체를 구성 재료로서 포함하는 광학 이방체를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 광범위한 연구를 실행하였다. 그 결과, 공액성 선형 원자기로서 아진 골격을 갖는 (즉, 액정 배향성을 부여하는 메소겐기) 특정 중합성 액정 화합물이, 열, 빛 등에 대해 화학적으로 안정하여, 종래의 액정 화합물 또는 액정 조성물과의 상호 용해도가 우수하고 액정성이 우수하며, 공업적으로도 용이하게 제조할 수 있고, 선택 반사파장 대역 Δλ 가 넓고 (즉, Δn 값이 큼), 콜레스테릭 액정층용 재료로서 적합하다는 것을 발견하였다. 상기 발견으로 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 제 1 양상에 따라, 하기 중합성 액정 화합물이 제공된다 ((1)~(6) 참조).
(1) 하기 화학식 (I) 로 표시하는 중합성 액정 화합물:
[화학식 3]
Figure pct00003
[식 중,
Y1 내지 Y6 은 개별적으로 단일 결합, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-, -C(=O)-NR1-, -O-C(=O)-NR1-, -NR1-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-NR1-, -O-NR1-, 또는 -NR1-O- 를 나타내고, 식 중 R1 은 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기를 나타내고,
G1 및 G2 는 개별적으로 탄소수 1~20 의 치환 또는 비치환 2가 지방족기를 나타내며, 상기 기는 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR2-C(=O)-, -C(=O)-NR2-, -NR2-, 또는 -C(=O)- 를 포함할 수 있으며 (둘 이상의 인접한 -O- 또는 -S- 를 포함하는 2가 지방족기의 경우는 제외함), 식 중 R2 는 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기를 나타내고,
Z1 및 Z2 는 개별적으로, 할로겐 원자로 치환될 수 있는 탄소수 2~10 의 알케닐기를 나타내고,
A1 및 A2 는 개별적으로, 탄소수 1~30 의 2가 유기기 A 를 나타내고,
M1 및 M2 는 개별적으로, 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기 또는 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내며, 단, M1 및 M2 중 하나 이상은 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고,
L1 및 L2 는 개별적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기를 나타내고,
a 및 b 는 개별적으로 0 또는 1 임].
(2) 상기 A1 및 A2 가 개별적으로, 치환 또는 비치환 페닐렌기, 치환 또는 비치환 비페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환 나프틸렌기인 (1) 에 따른 중합성 액정 화합물.
(3) 상기 Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH-, CH2=C(CH3)-, CH2=CH-CH2-, CH3-CH=CH-, CH2=CH-CH2-CH2-, CH2=C(CH3)-CH2-CH2-, (CH3)2C=CH-CH2-, (CH3)2C=CH-CH2-CH2-, CH2=C(Cl)-, CH2=C(CH3)-CH2-, 또는 CH3-CH=CH-CH2- 인 (1) 또는 (2) 에 따른 중합성 액정 화합물.
(4) M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 중합성 액정 화합물.
(5) 상기 Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6-, 또는 -(CH2)4- (-O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 포함할 수 있음) 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH-, CH2=C(CH3)- 또는 CH2=C(Cl)- 을 나타내고, A1 및 A2 가 개별적으로, 하기 화학식으로 표시되는 기 중 하나를 나타내고:
[화학식 4]
Figure pct00004
,
M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 (1) 에 따른 중합성 액정 화합물.
(6) Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6- 또는 -(CH2)4- 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH- 또는 CH2=C(CH3)- 을 나타내고, A1 및 A2 가 하기 화학식으로 표시되는 기를 나타내고:
[화학식 5]
Figure pct00005
,
M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 (1) 에 따른 중합성 액정 화합물.
(7) Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6- 또는-(CH2)4- 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 CH2=CH- 를 나타내고, A1 및 A2 가 하기 화학식으로 표시되는 기를 나타내고:
[화학식 6]
Figure pct00006
,
M1 이 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 (1) 에 따른 중합성 액정 화합물.
(8) L1 및 L2 가 수소 원자를 나타내는 (1) 에 따른 중합성 액정 화합물.
본 발명의 제 2 양상에 따르면, 하기 중합성 액정 조성물이 제공된다 ((9) 참조).
(9) (1) 내지 (8) 의 어느 하나에 따른 중합성 액정 화합물, 및 상기 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성 키랄 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물.
본 발명의 제 3 양상에 따르면, 하기 액정 중합체가 제공된다 ((10) 참조).
(10) (1) 내지 (8) 의 어느 하나에 따른 중합성 액정 화합물, 또는 (9) 에 따른 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득되는 액정 중합체.
본 발명의 제 4 양상에 따르면, 하기 광학 이방체가 제공된다 ((11) 참조).
(11) (10) 에 따른 액정 중합체를 구성 재료로서 포함하는 광학 이방체.
상기 중합성 액정 화합물은, 넓은 온도 범위에 걸쳐 액정 상을 나타내며 화학적으로 안정하여 염가로 제조할 수 있고, 선택 반사파장 대역 Δλ 가 넓은 (즉, 광학 이방성 (Δn) 이 높음) 액정 중합체의 액정 재료이다.
상기 중합성 액정 조성물은 넓은 온도 범위에 걸쳐 액정 상을 나타내며 선택 반사파장 대역 Δλ 가 넓은 (즉, Δn 값이 큼) 액정 층을 형성할 수 있다.
상기 액정 중합체는 배향성이 우수하고, Δn 값이 크다.
상기 광학 이방체가 상기 중합성 액정 화합물을 이용해 제조되므로, 광학 이방체는 균일하고 고품질인 액정 배향성을 나타낸다.
본 발명에 따른 1) 중합성 액정 화합물, 2) 중합성 액정 조성물, 3) 액정 중합체, 및 4) 광학 이방체를 하기에 상세히 설명한다.
1) 중합성 액정 화합물
본 발명의 중합성 액정 화합물은 상기 화학식 (I) 로 표시되는 화합물이다.
상기 화학식 (I) 에 있어서, Y1 내지 Y6 은 개별적으로, 단일 결합, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-, -C(=O)-NR1-, -O-C(=O)-NR1-, -NR1-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-NR1-, -O-NR1-, 또는 -NR1-O- 를 나타낸다. 이 중, -O-, -O-C(=O)- 및 -C(=O)-O- 가 바람직하다.
R1 은, 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기 예컨대 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기 또는 n-헥실기를 나타낸다. R1 은 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
중합성 액정 화합물이 합성하기 쉽고 원하는 효과를 유리하게 나타낼 수 있도록, Y1 및 Y3 이 -C(=O)-O- 이고, Y4 및 Y6 이 -O-C(=O)- 이며, Y2 및 Y5 가 -O- 이거나, Y1 내지 Y3 이 -C(=O)-O- 이고, Y4 내지 Y6 이 -O-C(=O)- 인 것이 바람직하다.
G1 및 G2 는 개별적으로, 탄소수 1~20 의 치환 또는 비치환 2가 지방족기, 바람직하게는 탄소수 1~12 의 2가 지방족기를 나타낸다.
G1 및 G2 로 표시하는 탄소수 1~20 의 2가 지방족기의 예는, 사슬형 지방족기, 지환식 구조를 갖는 지방족기 등을 포함한다. 중합성 액정 화합물이 원하는 효과를 유리하게 나타내도록, G1 및 G2 로 표시하는 2가 지방족기는 바람직하게 사슬형 지방족기 (예를 들어, 탄소수 1~20 의 알킬렌기 또는 탄소수 2~20 의 알케닐렌기), 보다 바람직하게는 탄소수 1~12 의 알킬렌기 (예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 프로필렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기 또는 옥타메틸렌기), 특히 바람직하게는 테트라메틸렌기 (-(CH2)4-) 또는 헥사메틸렌기 (-(CH2)6-) 이다.
G1 및 G2 로 표시하는 2가 지방족기에 대한 치환기의 예는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자와 같은 할로겐 원자; 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, n-부톡시기, sec-부톡시기, t-부톡시기, n-펜틸옥시기 및 n-헥실옥시기와 같은 탄소수 1~6 의 알콕시기; 등을 포함한다. 이 중, 불소 원자, 메톡시기 및 에톡시기가 바람직하다.
상기 지방족기는 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR2-C(=O)-, -C(=O)-NR2-, -NR2-, 또는 -C(=O)- 를 포함할 수 있다 (지방족기가 둘 이상의 인접한 -O- 또는 -S- 를 포함하는 경우는 제외함) 는 것에 주의한다. 이 중, -O-, -O-C(=O)- 및 -C(=O)-O- 가 바람직하다.
R2 는, 상기 R1 과 유사하게, 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기, 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.
상기 기를 포함할 수 있는 지방족기의 특정예는, -CH2-CH2-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-S-CH2-CH2-, -CH2-CH2-O-C(=O)-CH2-CH2-, -CH2-CH2-C(=O)-O-CH2-, -CH2-O-C(=O)-O-CH2-CH2-, -CH2-CH2-NR2-C(=O)-CH2-CH2-, -CH2-CH2-C(=O)-NR2-CH2-, -CH2-NR2-CH2-CH2-, -CH2-C(=O)-CH2- 등을 포함할 수 있다.
Z1 및 Z2 는 개별적으로, 할로겐 원자로 치환될 수 있는 탄소수 2~10 의 알케닐기를 나타낸다.
Z1 및 Z2 로 표시되는 탄소수 2~10 의 알케닐기는, 바람직하게는 탄소수 2~6 의 알케닐기이다.
알케닐기를 치환할 수 있는 할로겐 원자의 예는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등을 포함한다. 이 중, 염소 원자가 바람직하다.
할로겐 원자로 치환될 수 있는 Z1 및 Z2 로 표시되는 탄소수 2~10 의 알케닐기의 특정예는, CH2=CH-, CH2=C(CH3)-, CH2=CH-CH2-, CH3-CH=CH-, CH2=CH-CH2-CH2-, CH2=C(CH3)-CH2-CH2-, (CH3)2C=CH-CH2-, (CH3)2C=CH-CH2-CH2-, CH2=C(Cl)-, CH2=C(CH3)-CH2-, CH3-CH=CH-CH2- 등을 포함한다.
이 중, 중합성 액정 화합물이 원하는 효과를 유리하게 나타내도록, Z1 및 Z2 로 표시되는 알케닐기는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=C(CH3)-, CH2=C(Cl)-, CH2=CH-CH2-, CH2=C(CH3)-CH2- 또는 CH2=C(CH3)-CH2-CH2- 이고, 보다 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=C(CH3)-, 또는 CH2=C(Cl), 보다 더욱 바람직하게는 CH2=CH- 또는 CH2=C(CH3)-, 특히 바람직하게는 CH2=CH- 이다.
A1 및 A2 에 결합하는 -Y2-(G1-Y1)a-Z1 및 -Y5-(G2-Y6)b-Z2 로 표시되는 기의 특정예를 하기에 나타낸다. a 및 b 는 각각, (G1-Y1) 단위수 및 (G2-Y6) 단위수를 나타내며, 개별적으로 0 또는 1 이라는 것에 주의한다. 중합성 액정 화합물이 쉽게 합성되고, 원하는 효과를 유리하게 나타낼 수 있도록, a 또는 b 가 1 인 것이 바람직하고, a 및 b 가 1 인 것이 보다 바람직하다.
a 또는 b 가 1 인 경우, -Y2-(G1-Y1)a-Z1 또는 -Y5-(G2-Y6)b-Z2 로 표시되는 기는 하기 화학식 (C) 로 표시되는 구조를 갖는다:
[화학식 7]
Figure pct00007
[식 중,
Y2 또는 Y5 는 -C(=O)-O- 를 나타내고,
G1 또는 G2 는 헥사메틸렌기를 나타내고,
Y1 또는 Y6 은 -O-C(=O)- 를 나타내고,
Z1 또는 Z2 는 비닐기를 나타냄].
상기 화학식 (C) 으로 표시되는 구조의 특정예를 하기에 나타낸다.
[화학식 8]
Figure pct00008
[화학식 9]
Figure pct00009
[화학식 10]
Figure pct00010
[화학식 11]
Figure pct00011
[화학식 12]
Figure pct00012
[화학식 13]
Figure pct00013
[화학식 14]
Figure pct00014
[화학식 15]
Figure pct00015
[화학식 16]
Figure pct00016
[화학식 17]
Figure pct00017
[화학식 18]
Figure pct00018
a 또는 b 가 0 인 경우, -Y2-(G1-Y1)a-Z1 또는 -Y5-(G2-Y6)b-Z2 로 표시되는 기는 하기 화학식 (D) 로 표시되는 구조를 갖는다:
[화학식 19]
Figure pct00019
[식 중,
Y2 또는 Y5 는 -C(=O)-O- 를 나타내고,
Z1 또는 Z2 는 비닐기를 나타냄].
상기 화학식 (D) 로 표시되는 구조의 특정예를 하기에 나타낸다.
[화학식 20]
Figure pct00020
A1 및 A2 는 개별적으로, 탄소수 1~30 의 2가 유기기 A 를 나타낸다. 유기기 A 의 탄소수는 바람직하게는 6~20 이다. A1 및 A2 로 표시되는 유기기 A 는, 특히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 방향족 고리를 갖는다.
A1 및 A2 로 표시되는 유기기 A 의 특정예를 하기에 나타낸다.
[화학식 21]
Figure pct00021
[화학식 22]
Figure pct00022
A1 및 A2 로 표시되는 유기기는 임의의 위치에 동일 또는 상이한 복수의 치환기를 가질 수 있다.
이러한 치환기의 특정예는, 불소 원자, 염소 원자와 같은 할로겐 원자; 시아노기; 히드록실기; 메틸기 및 에틸기와 같은 탄소수 1~6 의 알킬기; 메톡시기 및 에톡시기와 같은 탄소수 1~6 의 알콕시기; 니트로기; -C(=O)-OR; 등을 포함한다. R 은 메틸기 또는 에틸기와 같은 탄소수 1~6 의 알킬기, 또는 페닐기 및 4-메틸페닐기와 같은 치환 또는 비치환 페닐기를 나타내는 것에 주의한다.
이 중, 할로겐 원자, 탄소수 1~6 의 알킬기, 탄소수 1~6 의 알콕시기가 바람직하고, 불소 원자, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 메톡시기 및 에톡시기가 보다 바람직하다.
중합성 액정 화합물이 원하는 효과를 유리하게 나타내도록, A1 및 A2 는 바람직하게는 치환 또는 비치환 페닐렌기, 치환 또는 비치환 비페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환 나프틸렌기를 나타내고, 보다 바람직하게는 치환기를 가질 수 있는 하기 화학식 (A11), (A21) 또는 (A31) 으로 표시되는 기이며, 특히 바람직하게는 치환기를 가질 수 있는 하기 화학식 (A11) 로 표시되는 기이다.
[화학식 23]
Figure pct00023
화학식 (I) 로 표시되는 중합성 액정 화합물에서, 하기의 화학식으로 표시되는 기는 동일 또는 상이할 수 있다.
[화학식 24]
Figure pct00024
[화학식 25]
Figure pct00025
M1 및 M2 는 개별적으로, 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기 또는 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내며, 단, M1 및 M2 중 하나 이상은 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타낸다.
구체적으로, (i) M1 및 M2 모두는 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타낼 수 있거나, (ii) M1 또는 M2 중 어느 하나는 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, 다른 것은 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타낸다. 중합성 액정 화합물이 원하는 효과를 유리하게 나타내도록, (ii) M1 또는 M2 중 어느 하나는 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, 다른 것은 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 것이 바람직하다.
치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기, 및 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기에 대한 치환기의 예는, 할로겐 원자, 탄소수 1~10 의 치환 또는 비치환 알킬기, 시아노기, 니트로기, -OR3, -O-C(=O)-R3, -C(=O)-OR3, -O-C(=O)-OR3, -NR4-C(=O)-R3, -C(=O)-NR3, -O-C(=O)-NR3, -Y7-G3-Y8-Z3 등을 포함한다.
이 중, 할로겐 원자, 탄소수 1~10 의 치환 또는 비치환 알킬기, -OR3, -O-C(=O)-R3, -C(=O)-OR3 및 -O-C(=O)-OR3 이 바람직하고, 탄소수 1~10 의 치환 또는 비치환 알킬기, -OR3 및 -C(=O)-OR3 이 보다 바람직하다.
R3 은 수소 원자, 탄소수 1~10 의 치환 또는 비치환 알킬기를 나타낸다. 탄소수 1~10 의 알킬기의 예는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기 등을 포함한다. 이 중, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기 또는 n-부틸기와 같은 탄소수 1~4 의 알킬기가 바람직하다.
R3 으로 표시되는 탄소수 1~10 의 치환 또는 비치환 알킬기에 대한 치환기의 예는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자와 같은 할로겐 원자; 메톡시기, 에톡시기, n-프로폭시기, 이소프로폭시기, n-부톡시기, sec-부톡시기, t-부톡시기, n-펜틸옥시기 및 n-헥실옥시기와 같은 탄소수 1~6 의 알콕시기; 등을 포함한다.
R3 이 알킬기를 나타내는 경우, 알킬기는 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR5-C(=O)-, -C(=O)-NR5-, -NR5- 또는 -C(=O)- 를 포함할 수 있다. 이 중, -O-, -O-C(=O)- 및 -C(=O)-O- 가 바람직하다.
알킬기가 둘 이상의 인접한 -O- 또는 -S- 를 포함하는 경우는 제외된다는 것에 주의한다.
R4 및 R5 는 개별적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기 (예를 들어 메틸기 또는 에틸기) 를 나타낸다.
R3 으로 표시되며 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR5-C(=O)-, -C(=O)-NR5-, -NR5- 또는 -C(=O)- 를 포함하는 알킬기의 특정예는 -CH2-CH2-O-CH2-CH3, -CH2-CH2-S-CH2-CH3, -CH2-CH2-O-C(=O)-CH3, -CH2-CH2-C(=O)-O-CH3, -CH2-O-C(=O)-O-CH2-CH3, -CH2-CH2-NR2-C(=O)-CH3, -CH2-CH2-C(=O)-NR2-CH3, -CH2-NR2-CH2-CH3, -CH2-CH2-C(=O)-CH3 등을 포함한다.
Y7 및 Y8 은 Y1 내지 Y6 과 동일한 의미를 가지고, G3 은 G1 및 G2 와 동일한 의미를 가지며, Z3 은 Z1 및 Z2 와 동일한 의미를 갖는다.
-Y7-G3-Y8-Z3 으로 표시되는 기의 특정예는, -Y2-(G1-Y1)a-Z1 및 -Y5-(G2-Y6)b-Z2 로 표시되는 기 (a 및 b 는 1 임) 기를 포함한다.
치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기는, 원료의 이용가능성 및 원하는 중합성 액정 화합물 제조의 관점에서, 바람직하게는 2,6-나프틸렌기이다.
치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기는 바람직하게는 (1) 1,4-페닐렌기, (2) -OCH3,-OCH2CH3 또는 -CH3 이 위치 3 및 5 (아진 골격에 결합하는 1,4-페닐렌기의 탄소 원자를 위치 1 로 하며; 이하 동일함) 에 결합하는 1,4-페닐렌기, (3) -C(=O)-OCH3, -C(=O)-OCH2CH3, -C(=O)-OCH2CH2CH3, -C(=O)-O-CH2CH2OCH2CH2CH3, -C(=O)-OCH2CH2CH2CH3, -OCH3, -OCH2CH3, -CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3 또는 불소 원자가 위치 3 에 결합하는 1,4-페닐렌기, (4) -C(=O)-OCH3, -C(=O)-OCH2CH3, -C(=O)-OCH2CH2CH3, -C(=O)-O-CH2CH2OCH2CH2CH3, -C(=O)-OCH2CH2CH2CH3, -OCH3, -OCH2CH3, -CH3, -CH2CH3, -CH2CH2CH3 또는 불소 원자가 위치 2 에 결합하는 1,4-페닐렌기이다.
치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기는 보다 바람직하게는 (1a) 1,4-페닐렌기, (2a) -OCH3 이 위치 3 및 5 에 결합하는 1,4-페닐렌기, 또는 (3a) -C(=O)-OCH3, -C(=O)-O-CH2CH2OCH2CH2CH3, -C(=O)-O-CH2CH2CH3 또는 -O-CH2CH3 이 위치 3 에 결합하는 1,4-페닐렌기이다.
중합성 액정 화합물은 바람직하게는 (α) Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6- 또는 -(CH2)4- (이는 -O-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)- 를 포함할 수 있음) 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH-, CH2=C(CH3)- 또는 CH2=C(Cl)- 을 나타내고, A1 및 A2 가 개별적으로 하기 화학식으로 표시하는 기 중 하나를 나타내고:
[화학식 26]
Figure pct00026
,
M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 상기 화학식 (I) 로 표시되는 화합물이고,
보다 바람직하게는 (β) Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6- 또는 -(CH2)4- 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH- 또는 CH2=C(CH3)- 을 나타내고, A1 및 A2 가 하기 화학식으로 표시되는 기를 나타내고:
[화학식 27]
Figure pct00027
,
M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 상기 화학식 (I) 로 표시되는 화합물이고,
보다 더욱 바람직하게는 (γ) Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O- 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6- 또는 -(CH2)4- 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 CH2=CH- 를 나타내고, A1 및 A2 가 하기 화학식으로 표시되는 기를 나타내고:
[화학식 28]
Figure pct00028
,
M1 이 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 상기 화학식 (I) 로 표시되는 화합물이다.
L1 및 L2 는 개별적으로 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기를 나타낸다. L1 및 L2 는 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 보다 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
화학식 (I) 으로 표시되는 바람직한 중합성 액정 화합물의 특정예를 하기에 나타낸다.
[화학식 29]
Figure pct00029
[화학식 30]
Figure pct00030
상기 중합성 액정 화합물은 다양한 화학 결합 (예를 들어 -O-, -S-, -NH-C(=O)-, -C(=O) NH-, -NHC(=O)NH-, -O-C(=O)- 또는 -C(=O)-O-) 을 형성시키는 공지된 방법 (예를 들어, Sandler and Karo, Organic Functional Group Preparations [I] and [II], Hirokawa Publishing, 1976 참조) 에 의해 제조될 수 있다.
중합성 액정 화합물은, 에테르 결합 (-O-) 형성 반응, 에스테르 결합 (-C(=O)-O-) 형성 반응, 아미드 결합 (-C(=O)NH-) 형성 반응, 및 산 염화물 (-COCl) 형성 반응을 임의로 조합함으로써 원하는 구조를 갖는 복수의 공지된 화합물을 적절히 결합 및 변형시킴으로써 제조될 수 있다.
에테르 결합은, 예를 들어 하기와 같이 형성될 수 있다.
(i) Q1-X (X 는 할로겐 원자를 나타내며; 이하 동일함) 로 표시되는 화합물 및 Q2-OM (M 은 알칼리 금속 원자 (주로 나트륨 원자) 를 나타내며; 이하 동일함) 으로 표시되는 화합물을 혼합하고 축합한다. Q1 및 Q2 가 임의의 유기기 B 를 나타낸다는 (이하 동일함) 것에 주의한다. 상기 반응은 일반적으로 윌리엄슨 (Williamson) 합성으로 불린다.
(ii) Q1-X 로 표시되는 화합물 및 Q2-OH 로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 수산화나트륨 또는 수산화칼륨) 의 존재 하에 혼합하고 축합한다.
(iii) Q1-E (E 는 에폭시기를 나타냄) 로 표시되는 화합물 및 Q2-OH 로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 수산화나트륨 또는 수산화칼륨) 의 존재 하에 혼합하고 축합한다.
(iv) Q1-OFN (OFN 은 불포화 결합을 포함하는 기를 나타냄) 으로 표시되는 화합물 및 Q2-OM 으로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 수산화나트륨 또는 수산화칼륨) 의 존재 하에 혼합하고 부가 반응시킨다.
(v) Q1-X 로 표시되는 화합물 및 Q2-OM 으로 표시되는 화합물을 구리 또는 염화 제 1 구리의 존재 하에 혼합하고 축합한다. 상기 반응은 일반적으로 울만 (Ullmann) 축합으로 불린다.
에스테르 결합 및 아미드 결합은, 예를 들어 하기와 같이 형성될 수 있다.
(i) Q1-COOH 로 표시되는 화합물 및 Q2-OH 또는 Q2-NH2 로 표시되는 화합물을 탈수/축합제 (예를 들어 N,N-디시클로헥실카르보디이미드) 의 존재 하에 탈수/축합한다.
(ii) Q1-COOH 로 표시되는 화합물을 할로겐화제와 반응시켜 Q1-COX 로 표시되는 화합물을 수득하고, Q1-COX 로 표시되는 화합물을 Q2-OH 또는 Q2-NH2 로 표시되는 화합물과 염기의 존재 하에 반응시킨다.
(iii) Q1-COOH 로 표시되는 화합물을 산 무수물과 반응시켜 혼합 산 무수물을 수득하고, 혼합 산 무수물을 Q2-OH 또는 Q2-NH2 로 표시되는 화합물과 반응시킨다.
(iv) Q1-COOH 로 표시되는 화합물 및 Q2-OH 또는 Q2-NH2 로 표시되는 화합물을 산 촉매 또는 염기 촉매의 존재 하에 탈수/축합한다.
산 염화물은, 예를 들어 하기와 같이 형성될 수 있다.
(i) Q1-COOH 로 표시되는 화합물을 삼염화인 또는 오염화인과 반응시킨다.
(ii) Q1-COOH 로 표시되는 화합물을 염화 티오닐과 반응시킨다.
(iii) Q1-COOH 로 표시되는 화합물을 염화 옥살릴과 반응시킨다.
(iv) Q1-COOAg 로 표시되는 화합물을 염소 또는 브롬과 반응시킨다.
(v) Q1-COOH 로 표시되는 화합물을 적색 산화 제 2 수은의 사염화탄소 용액과 반응시킨다.
중합성 액정 화합물의 합성시, 중간체의 히드록실기를 보호함으로써 수율을 향상시킬 수 있다. 히드록실기는 공지된 방법에 의해 보호될 수 있다 (Greene's Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd version: Wiley-Interscience, 1999 참조).
히드록실기는 예를 들어 하기와 같이 보호될 수 있다.
(i) Q1Q2Q3-Si-X 로 표시되는 화합물 및 Q4-OH 로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 이미다졸 또는 피리딘) 의 존재 하에 반응시킨다. Q3 및 Q4 는 임의의 유기기 B 를 나타낸다 (이하 동일함) 는 것에 주의한다.
(ii) 비닐 에테르 (예를 들어 3,4-디히드로-2H-피란) 및 Q2-OH 로 표시되는 화합물을 산 (예를 들어 p-톨루엔술폰산, p-톨루엔술폰산 피리딘 염 또는 염화 수소) 의 존재 하에 반응시킨다.
(iii) Q1-C(=O)-X로 표시되는 화합물 및 Q4-OH 로 표시되는 화합물을 염기(예를 들어 트리에틸아민 또는 피리딘) 의 존재 하에 반응시킨다.
(iv) Q1-C(=O)-O-C(=O)-Q2 로 표시되는 산 무수 화합물 및 Q3-OH 로 표시되는 화합물을 임의로는 염기 (예를 들어 수산화나트륨 또는 트리에틸아민) 의 존재 하에 반응시킨다.
(v) Q1-X 로 표시되는 화합물 및 Q2-OH 로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 수산화나트륨 또는 트리에틸아민) 의 존재 하에 반응시킨다.
(vi) Q1-O-CH2-X 로 표시되는 화합물 및 Q2-OH 로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 수소화나트륨, 수산화나트륨, 트리에틸아민 또는 피리딘) 의 존재 하에 반응시킨다.
(vii) Q1-O-CH2-C(=O)-X 로 표시되는 화합물 및 Q4-OH 로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 탄산칼륨 또는 수산화나트륨) 의 존재 하에 반응시킨다.
(viii) Q1-O-C(=O)-X 로 표시되는 화합물 및 Q2-OH 로 표시되는 화합물을 염기 (예를 들어 트리에틸아민 또는 피리딘) 의 존재 하에 반응시킨다.
히드록실기는 예를 들어 하기의 방법에 의해 탈보호될 수 있다.
(i) 히드록실기를 플루오라이드 (예를 들어 테트라부틸암모늄 플루오라이드) 와 혼합하여 탈보호한다.
(ii) 히드록실기를 산 (예를 들어 p-톨루엔술폰산, p-톨루엔술폰산 피리딘 염, 염화 수소 또는 아세트산) 의 존재 하에 혼합하여 탈보호한다.
(iii) 히드록실기를 염기 (예를 들어 수소화나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 트리에틸아민 또는 피리딘) 의 존재 하에 혼합하여 탈보호한다.
(iv) 히드록실기를 수소화 촉매 (예를 들어 Pd-C) 의 존재 하에 수소화하여 탈보호한다.
이러한 방법은 보호기의 구조 및 유형에 따라 적절히 사용될 수 있다.
반응 완료 후, 유기 합성 화학에서 통상적으로 사용되는 후-처리 조작을 실행한 후, 원하는 바에 따라, 컬럼 크로마토그래피, 재결정화 또는 증류와 같은 공지된 분리/정제 수단을 실행하여 목적물을 단리할 수 있다.
목적물의 구조는 측정, 원소 분석 등 (예를 들어 NMR 스펙트럼, IR 스펙트럼 또는 질량 스펙트럼) 에 의해 확인할 수 있다.
2) 중합성 액정 조성물
본 발명의 중합성 액정 조성물은 상기 중합성 액정 화합물, 및 상기 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성 키랄 화합물을 포함한다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은 상기 중합성 액정 화합물의 1종 이상을 필수 성분으로서 포함한다. 본 발명의 조성물은, 상기 중합성 액정 화합물에 추가로, JP-A-11-130729, JP-A-8-104870, JP-A-2005-309255, JP-A-2005-263789, JP-A-2002-533742, JP-A-2002-308832, JP-A-2002-265421, JP-A-62-070406, JP-A-11-100575 등에 개시되는 공지된 중합성 액정 화합물 (이하, "추가적 중합성 액정 화합물" 로서 지칭할 수 있음) 을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물 중 추가적 중합성 액정 화합물의 함량은 특별히 제한되지 않지만, 중합성 액정 화합물 총량을 기준으로 바람직하게는 50 중량% 이하, 보다 바람직하게는 30 중량% 이하이다.
본 발명의 조성물에 포함되는 중합성 키랄 화합물은, 분자 내에 비대칭 탄소를 갖는 중합성 키랄 화합물로서, 중합성 액정 화합물과 중합 가능하며, 중합성 액정 화합물의 배향에 부정적으로 영향을 주지 않는 것이면, 특별히 제한되지 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "중합" 은, 통상적인 중합 반응 및 가교 반응을 포함하는 넓은 의미에서의 화학 반응을 의미한다.
본 발명의 조성물은 1종 단독의 중합성 키랄 화합물을 포함할 수 있거나, 2종 이상의 중합성 키랄 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물은, 중합성 키랄 화합물과 혼합되는 경우 콜레스테릭 상을 형성한다.
중합성 키랄 화합물로서, JP-A-11-193287 에서 개시되어 있는 중합성 키랄 화합물과 같은 공지된 중합성 키랄 화합물이 사용될 수 있다. 상기 중합성 키랄 화합물의 예는, 하기의 일반식으로 표시되는 화합물 등을 포함한다. 중합성 키랄 화합물이 하기 일반식으로 표시되는 화합물에 제한되지 않는 것에 주의한다.
[화학식 31]
Figure pct00031
[화학식 32]
Figure pct00032
[화학식 33]
Figure pct00033
[식 중,
R6 및 R7 은 수소 원자, 메틸기, 메톡시기 등을 나타내고,
Y9 및 Y10 은 -O-, -O-C(=O)-, -O-C(=O)-O- 등을 나타내고,
m1 및 m2 는 개별적으로 2, 4 또는 6 임].
상기 일반식으로 표시되는 화합물의 특정예는 하기 화합물을 포함한다.
[화학식 34]
Figure pct00034
[화학식 35]
Figure pct00035
중합성 키랄 화합물은 중합성 액정 화합물 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 100 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부의 양으로 본 발명의 조성물에 사용된다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는, 중합 반응을 효율적으로 실시하는 관점에서, 중합 개시제를 포함한다. 중합 개시제의 예는 후술한 "3) 액정 중합체" 부분에 기재된 중합 개시제를 포함한다. 중합 개시제는 중합성 액정 화합물 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 30 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부의 양으로 본 발명의 조성물에 사용된다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 조성물의 표면 장력을 조정하기 위해 계면활성제를 포함한다. 계면활성제는, 특별히 제한되지 않지만, 비이온성 계면활성제가 바람직하다. 비이온성 계면활성제의 예는, "KH-40" (AGC Seimi Chemical Co., Ltd.) 과 같은 약 수천의 분자량을 갖는 올리고머인 비이온성 계면활성제를 포함한다. 계면활성제는 중합성 액정 화합물 100 중량부를 기준으로, 0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량부의 양으로 본 발명의 조성물에 사용된다.
본 발명의 조성물을 편광 필름 또는 배향 필름용 원료, 인쇄 잉크, 페인트, 보호 필름 등으로서 사용하는 경우, 다른 공중합성 단량체, 금속, 금속 착물, 염료, 안료, 형광 재료, 인광 재료, 평활제 (leveling agent), 요변제 (thixotropic agent), 겔화제, 다당류, UV 흡수제, IR (적외선) 흡수제, 항산화제, 이온-교환 수지 또는 금속 산화물 (예를 들어 산화 티탄) 과 같은 첨가제를 상기 성분에 추가로 조성물에 첨가할 수 있다. 각각의 첨가제는 중합성 액정 화합물 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 20 중량부의 양으로 본 발명의 조성물에 사용된다.
본 발명의 조성물은, 본 발명의 중합성 액정 화합물, 중합성 키랄 화합물, 광개시제, 비이온성 계면활성제 및 임의의 첨가제의 소정량을 적절한 용매에 용해 시켜 제조될 수 있다.
용매의 예는, 시클로펜타논, 시클로헥사논 및 메틸 에틸 케톤과 같은 케톤; 부틸 아세테이트 및 아밀 아세테이트와 같은 에스테르; 클로로포름, 디클로로메탄 및 디클로로에탄과 같은 할로겐화 탄화수소; 1,2-디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 시클로펜틸 메틸 에테르, 테트라히드로푸란 및 테트라히드로피란과 같은 에테르; 등을 포함한다.
이에 따라 수득되는 본 발명의 조성물은, 콜레스테릭 액정층 또는 콜레스테릭 액정 중합체용 제조 원료로서 유용하다 (후술됨).
3) 액정 중합체
본 발명의 액정 중합체는 본 발명의 중합성 액정 화합물, 또는 본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득된다.
본원에서 사용되는 용어 "중합" 은, 통상적인 중합 반응 및 가교 반응을 포함한 넓은 의미에서의 화학 반응을 의미한다.
본 발명의 액정 중합체는, (1) 본 발명의 중합성 액정 화합물을 중합하여 수득되는 액정 중합체, 또는 (2) 본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득되는 액정 중합체이다.
(1) 본 발명의 중합성 액정 화합물을 중합하여 수득되는 액정 중합체
본 발명의 중합성 액정 화합물을 중합하여 수득되는 액정 중합체의 예는, 본 발명의 중합성 액정 화합물의 단일중합체, 본 발명의 중합성 액정 화합물의 2종 이상의 공중합체, 본 발명의 중합성 액정 화합물과 또 다른 중합성 액정 화합물과의 공중합체, 본 발명의 중합성 액정 화합물과, 본 발명의 중합성 액정 화합물과 공중합 가능한 단량체와의 공중합체 등을 포함한다.
중합성 액정 화합물과 공중합 가능한 단량체의 예는, 특별히 제한되지는 않으며, 4'-메톡시페닐 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시) 벤조에이트, 비페닐 4-(6-메타크릴로일옥시헥실옥시) 벤조에이트, 4'-시아노비페닐 4-(2-아크릴로일옥시에틸옥시) 벤조에이트, 4'-시아노비페닐 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시) 벤조에이트, 3＇,4＇-디플루오로페닐 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시) 벤조에이트, 나프틸 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시) 벤조에이트, 4-아크릴로일옥시-4＇-데실비페닐, 4-아크릴로일옥시-4＇-시아노비페닐, 4-(2-아크릴로일옥시에틸옥시)-4＇-시아노비페닐, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)-4＇-메톡시비페닐, 4-(2-메타크릴로일옥시에틸옥시)-4＇-(4"-플루오로벤질옥시)-비페닐, 4-아크릴로일옥시-4＇-프로필시클로헥실페닐, 4-메타크릴로일-4＇-부틸비시클로헥실, 4-아크릴로일-4＇-아밀톨란, 4-아크릴로일-4＇-(3,4-디플루오로페닐) 비시클로헥실, (4-아밀페닐) 4-(2-아크릴로일옥시에틸) 벤조에이트, [4-(4＇-프로필시클로헥실)페닐] 4-(2-아크릴로일옥시에틸) 벤조에이트 등을 포함한다.
액정 중합체가 본 발명의 중합성 액정 화합물과 또 다른 중합성 액정 화합물과의 공중합체, 또는 본 발명의 중합성 액정 화합물과, 본 발명의 중합성 액정 화합물과 공중합 가능한 단량체와의 공중합체인 경우, 본 발명의 중합성 액정 화합물 유래 단위의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 총 단위량을 기준으로 바람직하게는 50 중량% 이상, 보다 바람직하게는 70 중량% 이상이다. 본 발명의 중합성 액정 화합물 유래 단위의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우, 높은 유리 전이 온도 (Tg) 및 높은 경도를 갖는 액정 중합체를 수득할 수 있다.
본 발명의 중합성 액정 화합물은 또 다른 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 화합물과 공중합 가능한 단량체 (이하, "공중합 가능한 단량체 등" 으로서 지칭할 수 있음) 와, 적절한 중합 개시제의 존재 하에 중합 또는 공중합될 수 있다. 중합 개시제는 중합성 액정 조성물 중 사용되는 중합 개시제의 양과 유사한 양으로 사용된다.
중합 개시제는, 중합성 액정 화합물에 포함되는 중합성 기의 유형에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 중합성 기가 라디칼 중합성 기인 경우 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다. 중합성 기가 음이온 중합성 기인 경우 음이온 중합 개시제를 사용할 수 있다. 중합성 기가 양이온 중합성 기인 경우 양이온 중합 개시제를 사용할 수 있다.
라디칼 중합 개시제로서, 열 라디칼 발생제 또는 광 라디칼 발생제가 사용될 수 있다. 광 라디칼 발생제를 사용하는 것이 바람직하다.
광 라디칼 발생제의 예는, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르 및 벤조인 프로필 에테르와 같은 벤조인; 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-1-4-(메틸티오)페닐-2-몰포리노-프로판-1-온 및 N,N-디메틸아미노아세토페논과 같은 아세토페논; 2-메틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논 및 2-아밀안트라퀴논과 같은 안트라퀴논; 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤 및 2,4-디이소프로필티옥산톤과 같은 티옥산톤; 아세토페논 디메틸 케탈 및 벤질 디메틸 케탈과 같은 케탈; 벤조페논, 메틸벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, 4,4-비스디에틸아미노벤조페논, 미슐러 케톤 (Michler's ketone) 및 4-벤조일-4-메틸디페닐 술피드와 같은 벤조페논; 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드; 등을 포함한다.
광 라디칼 중합 개시제의 특정예는 Irgacure 907, Irgacure 184, Irgacure 369, Irgacure 651 (Ciba Specialty Chemicals, Co., Ltd. 사제) 등을 포함한다.
음이온 중합 개시제의 예는 알킬리튬 화합물; 비페닐, 나프탈렌, 피렌 등의 모노리튬 염 또는 모노나트륨 염; 디리튬 염 및 트리리튬 염과 같은 다관능성 개시제; 등을 포함한다.
양이온 중합 개시제의 예는 황산, 인산, 과염소산 및 트리플루오로메탄술폰 산과 같은 프로톤 산; 삼불화 붕소, 염화 알루미늄, 사염화 티탄 및 사염화 주석과 같은 루이스 산; 방향족 오늄 염 또는 방향족 오늄 염과 환원제와의 조합; 등을 포함한다.
이러한 중합 개시제는 개별적으로, 또는 조합으로 사용될 수 있다.
중합성 액정 화합물은 UV 흡수제, IR 흡수제 또는 항산화제와 같은 기능성 화합물의 존재 하에 공중합 가능한 단량체 등과 중합 또는 공중합될 수 있다.
본 발명의 액정 중합체는 (A) 적절한 유기 용매 중에서 중합성 액정 화합물을 중합하거나, 중합성 액정 화합물을 공중합 가능한 단량체 등과 공중합하거나, (B) 중합성 액정 화합물, 또는 중합성 액정 화합물 및 공중합 가능한 단량체 등을 유기 용매에 용해하여 제조된 용액을 공지된 코팅법에 의해 지지체에 적용하고, 단량체가 배향된 상태로 용매를 제거하고, 생성된 필름에 가열 또는 활성화된 에너지 선을 적용시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 방법 (A) 방법에 대해 사용되는 유기 용매는, 유기 용매가 불활성인 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 방법 (A) 에 대해 사용되는 유기 용매의 예는 톨루엔, 자일렌 및 메시틸렌과 같은 방향족 탄화수소; 시클로헥사논, 시클로펜타논 및 메틸 에틸 케톤과 같은 케톤; 부틸 아세테이트 및 아밀 아세테이트와 같은 아세테이트; 클로로포름, 디클로로메탄 및 디클로로에탄과 같은 할로겐화 탄화수소; 시클로펜틸 메틸 에테르, 테트라히드로푸란 및 테트라히드로피란과 같은 에테르; 등을 포함한다. 이 중, 취급성의 관점에서, 60 내지 250℃, 바람직하게는 60 내지 150℃ 의 비등점을 갖는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
방법 (A) 를 사용하는 경우, 후술하는 중합 반응 조건 하에 수득된 중합 용액으로부터 표적 액정 중합체를 단리하고, 적절한 유기 용매에 용해하여 용액을 제조한다. 용액을 적절한 지지체에 적용하여 필름을 형성시킨다. 필름을 건조시키고, 액정 중합체가 액정성을 나타내는 온도 이상의 온도로 가열한 후, 점차적으로 냉각시켜 액정 상태를 수득한다.
액정 중합체를 용해하는데 사용되는 유기 용매의 예는, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로펜타논 및 시클로헥사논과 같은 케톤; 부틸 아세테이트 및 아밀 아세테이트와 같은 에스테르; 디클로로메탄, 클로로포름 및 디클로로에탄과 같은 할로겐화 탄화수소; 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 1,2-디메톡시에탄, 1,4-디옥산 및 시클로펜틸 메틸 에테르와 같은 에테르; 등을 포함한다.
지지체로서, 유기 또는 무기 재료로 형성된 기판을 사용할 수 있다. 상기 기판용 재료의 예는, 폴리시클로올레핀 (예를 들어, Zeonex, Zeonor (등록상표; Zeon Corporation 사제), Arton (등록상표; JSR Corporation 사제), 및 Apel (등록상표; Mitsui Chemicals Inc. 사제)), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 셀룰로오스, 셀룰로오스 트리아세테이트, 폴리에테르술폰, 규소, 유리, 방해석 등을 포함한다. 기판은 평판 형상 또는 곡면을 갖는 형상을 가질 수 있다. 기판은 임의로 전극층을 포함할 수 있거나; 반사방지 기능 또는 반사 기능을 가질 수 있다.
액정 중합체의 용액은 공지된 방법에 의해 지지체에 적용될 수 있다. 코팅법의 예는 커튼 코팅법, 압출 코팅법, 롤 코팅법, 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 바 (bar) 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬라이드 코팅법, 인쇄 코팅법 등을 포함한다.
방법 (B) 에 대해 사용되는 유기 용매의 예는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로펜타논 및 시클로헥사논과 같은 케톤; 부틸 아세테이트 및 아밀 아세테이트와 같은 에스테르; 디클로로메탄, 클로로포름 및 디클로로에탄과 같은 할로겐화 탄화수소; 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 1,2-디메톡시에탄, 1,4-디옥산 및 시클로펜틸 메틸 에테르와 같은 에테르; 등을 포함한다.
지지체는 특별히 제한되지는 않는다. 예를 들어, 액정 중합체의 용액을 적용할 수 있는 상기 지지체를 사용할 수 있다.
방법 (B) 를 사용하는 경우, 중합 용액은 공지된 방법에 의해 지지체에 적용될 수 있다. 예를 들어, 중합 용액은 액정 중합체의 용액을 지지체에 적용하는데 사용될 수 있는 임의의 방법에 의해 지지체에 적용될 수 있다.
방법 (B) 를 사용하는 경우, 지지체에 적용한 중합성 액정 화합물을 배향시키는 것이 바람직하다. 상기 중합성 액정 화합물은, 예를 들어 상기 지지체에 사전에 배향 처리시킴으로써 배향될 수 있다. 지지체는 바람직하게는, 예를 들어 액정 배향층 (예를 들어 폴리이미드 배향 필름 또는 폴리비닐 알코올 배향 필름) 을 지지체 상에 형성시키고, 액정 배향층을 마찰시키고, 지지체에 SiO2 를 경사 증착 (obliquely depositing) 시켜 배향 필름을 형성시키거나, 분자 내에 광-이량화 반응하는 관능기를 갖는 유기 박막 또는 분자 내에 광학 이성질체화된 관능기를 갖는 유기 박막에, 편광 또는 비편광을 적용시키는 배향 처리를 거친다. 중합성 액정 화합물은 후술한 중합 조건 하에 중합될 수 있다.
(2) 본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득되는 액정 중합체
본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합 개시제의 존재 하에 중합함으로써, 본 발명의 액정 중합체를 용이하게 수득할 수 있다. 생성되는 액정 중합체는 콜레스테릭 액정 중합체이다. 중합 반응을 효율적으로 실시하는 관점에서, 중합성 액정 화합물, 중합 개시제 (특히 광개시제) 및 중합성 키랄 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 중합성 액정 조성물은 하기 기재된 바와 같이 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 중합성 액정 조성물을, 상기 배향 방법에 의해 수득되는 배향 기능을 갖는 지지체에 적용시키고, 중합성 액정 조성물에 포함되는 중합성 액정 화합물을, 콜레스테릭 상을 유지시키면서 균일하게 배향시키고 중합하여 액정 중합체를 수득한다. 지지체로서, 상기 지지체를 사용할 수 있다.
트위스티드 네마틱 (twisted nematic, TN) 소자 또는 수퍼-트위스티드 네마틱 (super-twisted nematic, STN) 소자로 사용되는 선경사각 (pretilt angle) 을 적용하는 폴리이미드 박막을 사용함으로써, 중합성 액정 화합물의 배향 상태를 용이하게 제어할 수 있고, 이로써 균일한 배향 상태를 얻을 수 있다.
배향 기능을 갖는 지지체에 액정 조성물을 접촉시키는 경우, 액정 화합물은 지지체 표면에서 지지체를 배향 처리한 방향을 따라 배향한다. 액정 화합물이 지지체 표면과 수평으로, 경사 또는 수직으로 배향하는지 여부는, 지지체 표면에 대해 수행한 배향 방법에 의해 주로 결정된다. 예를 들어, 인-플레인 스위칭 (in-plane switching, IPS) 액정 표시 소자에 대해 사용된 매우 작은 선경사각을 갖는 배향 필름을 제공함으로써, 지지체 표면에 대해 거의 수평으로 배향한 중합성 액정층이 수득된다.
TN 액정 표시 소자에 대해 사용되는 배향 필름을 지지체 상에 제공함으로써, 지지체 표면에 대해 약간 경사진 중합성 액정 층이 수득된다. STN 액정 표시 소자에 대해 사용되는 배향 필름을 지지체 상에 제공함으로써, 지지체 표면에 대해 크게 경사진 중합성 액정층이 수득된다.
본 발명의 중합성 액정 조성물을, 선경사각을 갖는 수평 배향 기능을 갖는 지지체에 접촉시키는 경우, 지지체 표면으로부터 공기와의 접촉면까지 각도가 균일하게 또는 연속적으로 변화되는 경사 배향한 광학 이방체가 수득될 수 있다.
분자 내에 광-이량화 반응하는 관능기를 갖는 유기 박막 또는 분자 내에 광학 이성질체화된 관능기를 갖는 유기 박막 (이하, "광학 배향 필름" 으로서 지칭함) 에, 편광 또는 비편광을 적용함으로써, 배향 방향이 상이한 부위가 패턴 내에 분포된 기판을 수득할 수 있다 (광학 배향법). 구체적으로는, 광학 배향 필름과 함께 제공된 지지체를 제공하고, 광학 배향 필름의 흡수대 내 파장의 빛을 지지체에 적용하여, 균일한 배향이 확인되는 지지체를 제조한다. 광학 배향 필름의 흡수 파장대 내의 파장을 가지며 이전에 적용한 빛과 상이한 빛 (예를 들어, 이전에 적용한 빛과 편광 상태 또는 조사 각도 및 방향이 상이한 빛) 을, 이전의 조사 부위와 상이한 배향 기능을 갖는 부위가 선택적으로 제공되도록 마스크 (mask) 를 통해 적용한다.
배향 기능이 상이한 부위가 패턴 내에 분포된 지지체와 중합성 액정 조성물이 접촉하게 되는 경우, 지지체의 배향 기능에 상응하여 배향 방향이 상이한 부위가 패턴 내에 분포된다. 이러한 상태로 발생하도록 광중합을 일으켜, 배향 패턴을 갖는 액정 중합체 필름을 수득할 수 있다.
배향 방향이 상이한 부위가 패턴 내에 분포하는 대략 수평 배향 기능을 갖는 지지체를 사용하는 경우, 위상차 필름으로서 특히 유용한 액정 중합체 필름을 수득할 수 있다.
예를 들어, 배향 필름을 원자력 (AFM) 촉침으로 마찰시키거나, 광학 이방체를 에칭시켜 배향 패턴을 수득할 수 있다. 그러나 편리성으로 인해, 광학 배향 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은 공지된 코팅법 (예를 들어 바 코팅법, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 (gravure) 코팅법, 스프레이 코팅법, 다이 코팅법, 캡 코팅법 또는 딥핑법) 에 의해 지지체에 적용될 수 있다. 중합성 액정 조성물의 적용성을 향상시키기 위해, 유기 용매를 중합성 액정 조성물에 첨가할 수 있다. 이러한 경우, 중합성 액정 조성물을 지지체에 적용한 후, 자연 건조, 가열 건조, 감압 건조, 감압 가열 건조 등으로 유기 용매를 제거하는 것이 바람직하다.
적용 후, 중합성 액정 조성물에 포함되는 액정 화합물을 콜레스테릭 상이 유지되는 상태로 균일하게 배향시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 액정의 배향을 촉진하는 열처리를 실행하여, 배향을 촉진할 수 있다.
예를 들어, 중합성 액정 조성물을 지지체에 적용하고, 액정 조성물의 C (결정상)-N (네마틱 상) 전이 온도 (이하, "C-N 전이 온도" 로서 지칭함) 이상으로 가열하여, 상기 중합성 액정 조성물이 액정 상 또는 등방 상 액체 상태를 나타내게 한다. 이후 액정 조성물을 임의로 점차 냉각시켜 콜레스테릭 상을 수득한다. 이러한 경우, 중합성 액정 조성물이 액정 상을 나타내는 온도에서 상기 중합성 액정 조성물을 유지시켜, 액정 상 도메인을 충분히 성장시켜 모노-도메인이 되게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중합성 액정 조성물은 지지체에 적용되고, 중합성 액정 조성물이 콜레스테릭 상을 나타내는 범위 내의 온도에서 주어진 시간 동안 유지될 수 있다. 상기 열처리로, 단순 적용법에 비해 단지 소수의 배향 결함만을 갖는 균일한 액정 중합체 필름을 제조할 수 있다. 온도가 너무 높은 경우, 바람직하지 않은 중합 반응으로 인해 중합성 액정 화합물이 열화될 수 있다.
이후, 필름을 액정 상이 상 분리를 일으키지 않는 최저의 온도 (즉, 과냉각 상태) 로 냉각하고, 상기 온도에서 액정 상을 배향시킨 상태로 중합하여, 높은 배향도 및 우수한 투명성을 갖는 액정 중합체 필름을 수득한다. 중합성 액정 조성물이 과다 냉각되는 경우, 중합성 액정 조성물이 상 분리를 일으켜, 결정이 침전될 수 있거나, 고차 액정 상 (예를 들어 스멕틱 상) 이 생성될 수 있다 (즉, 배향 처리가 불가능하게 될 수 있음).
중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물은, 활성화된 에너지 선의 적용, 열 중합법 등의 적용에 의해 중합될 수 있다. 가열이 필요하지 않기 때문에 (즉, 반응이 실온에서 진행됨), 활성화된 에너지 선을 적용하여 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물을 중합하는 것이 바람직하다. 편리성의 관점에서, 빛 (예를 들어 자외선) 을 적용하는 것이 바람직하다.
조사 온도는, 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물이 액정 상을 유지할 수 있도록 설정된다. 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물이 열 중합을 거치는 것을 피하기 위해, 조사 온도는 바람직하게는 30℃ 이하이다. 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물이 통상 온도 증가 동안 C-N 전이 온도 내지 N (네마틱 상)-I (등방성 액체 상) 전이 온도 (이하, "N-I전이 온도" 로서 축약함) 의 범위 내에서 액정 상을 나타내는 것에 주의한다. 한편, 온도 감소 동안 열역학적으로 비평형 상태가 유지되기 때문에, 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물은 C-N 전이 온도 이하에서도 응고하지 않고 액정 상태를 유지할 수 있다. 이 상태를 "과냉각 상태" 라고 지칭한다. 본원에서는, 과냉각 상태에 있는 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물도 액정 상을 유지하는 것으로 고려한다.
UV 용량은 통상 1 W/㎡ 내지 10 kW/㎡, 바람직하게는 5 W/㎡ 내지 2 kW/㎡ 이다.
마스크를 통해 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물의 주어진 부위만을 자외선 적용하여 중합하고, 전기장, 자기장, 열 등을 적용하여 미중합 부위의 배향 상태를 변화시키고, 상기 미중합 부위를 중합시켜, 배향 방향이 상이한 복수의 부위를 갖는 액정 중합체 필름을 수득할 수 있다.
또한, 전기장, 자기장, 열 등을 적용시켜 미중합된 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물의 배향 상태를 제한하고, 마스크를 통해 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물의 주어진 부위만을 자외선 적용하여 중합시켜, 배향 방향이 상이한 복수의 부위를 갖는 액정 중합체 필름을 수득할 수 있다.
중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물을 중합시켜 수득되는 액정 중합체는, 지지체로부터 액정 중합체를 제거한 후 사용될 수 있거나, 지지체로부터 액정 중합체를 제거하지 않고 광학 이방체로서 직접적으로 사용될 수도 있다.
이에 따라 수득되는 액정 중합체의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 500 내지 500,000, 보다 바람직하게는 5000 내지 300,000 이다. 액정 중합체의 수 평균 분자량이 상기 범위 내에 있는 경우, 생성된 필름은 높은 경도 및 우수한 취급성을 나타낸다. 액정 중합체의 수 평균 분자량은, 단분산 폴리스티렌을 표준물로 사용하여 (용리액: 테트라히드로푸란 (THF)) 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정될 수 있다.
본 발명의 액정 중합체는, 전체 분자에 걸쳐 가교점을 균일하게 갖는 것으로 고려된다. 액정 중합체가 본 발명의 중합성 액정 화합물을 중합하여 수득되기 때문에, 상기 액정 중합체는 높은 가교 효율 및 우수한 경도를 나타낸다.
본 발명의 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득되는 액정 중합체 필름이 매우 높은 반사율을 갖는 콜레스테릭 액정 필름이기 때문에, 상기 액정 중합체 필름은 액정 표시 소자용 편광자로서 적합하다.
또한, 적층법에 의해 다수의 액정 중합체 필름을 적층시켜, 액정 중합체 필름의 파장을 적절히 선택함으로써 전체 가시광 스펙트럼을 커버하는 다층 편광자를 수득할 수 있다 (EP0720041 참조).
액정 중합체 필름은 또한, 적절한 화합물 및 적절한 가공 조건을 조합함으로써 광대역 편광자 (broad-band polarizer) 로서 사용될 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어 WO98/08135, EP0606940, GB2312529, WO96/02016 등에 개시된 방법이 사용될 수 있다.
색 필터는 중합성 액정 화합물 또는 중합성 액정 조성물을 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 경우, 공지된 코팅법에 의해 원하는 파장이 적절히 수득될 수 있다.
콜레스테릭 액정의 열변색성을 또한 이용할 수도 있다. 온도가 조정되는 경우, 콜레스테릭 상의 색이 적색으로부터 녹색을 경유해 청색으로 변화된다. 마스크를 사용하여, 주어진 온도에서 주어진 부위를 중합할 수 있다.
본 발명의 액정 중합체는, 물리적 특성 (예를 들어 배향성, 굴절률, 유전율 및 자화율) 의 이방성을 이용하여, 위상차 필름, 액정 표시 소자용 배향 필름, 편광판, 색 필터, 로우-패스 (low-pass) 필터, 광학 편광 프리즘, 광학 필터 등과 같은 광학 이방체용 재료로서 사용될 수 있다.
4) 광학 이방체
본 발명의 광학 이방체는 본 발명의 액정 중합체를 구성 재료로서 포함한다.
본 발명의 광학 이방체의 예는 위상차 필름, 액정 표시 소자용 배향 필름, 편광판, 시야각 확대판, 색 필터, 로우-패스 필터, 광학 편광 프리즘, 광학 필터 등을 포함한다.
본 발명의 광학 이방체가 본 발명의 중합성 액정 화합물을 중합하여 수득되는 액정 중합체를 포함하기 때문에, 상기 광학 이방체는 균일하고 고품질인 액정 배향성을 나타낸다.
실시예
본 발명을 하기 실시예로 더 상세히 설명한다. 본 발명이 하기의 실시예에 제한되지 않는다는 것에 주의한다. 다르게 나타내지 않는 한, 단위 "부" 및 "%" 는 각각 "중량부" 및 "중량%" 를 나타내는 것에 주의한다.
사용한 방법을 하기에 기재한다. 컬럼 크로마토그래피에 사용한 용리액의 비 (즉, 괄호 안의 비) 는 용적비이다.
(실시예 1) 하기 화학식 (I-1) 로 표시되는 중합성 액정 화합물 1 의 합성
[화학식 36]
Figure pct00036
단계 1: 화학식 (1a) 로 표시되는 중간체 1a 의 합성
[화학식 37]
Figure pct00037
냉각기, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 반응기에, 질소 기류 중, 5-포르밀살리실산 30 g (0.18 mol), 메탄올 29 g (0.9 mol) 및 4-(디메틸아미노)피리딘 4.4 g (0.036 mol) 을 테트라히드로푸란 (THF) 400 ㎖ 에 용해하였다. 상기 용액에, THF 150 ㎖ 중 N,N-디시클로헥실카르보디이미드 74.6 g (0.36 mol) 을 용해하여 제조한 용액을 실온에서 천천히 첨가하였다. 첨가 후, 혼합물을 실온에서 8 시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후, 반응 혼합물로부터 불용물을 여과 분리하였다. 여과물로부터 용매를 감압 하에 증발시켜, 황색 오일을 수득하였다. 상기 황색 오일을 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산:THF=9:1) 에 의해 정제하여, 백색 고체 중간체 1a 23.1 g 을 수득하였다 (수율: 71.2%). 중간체 1a 의 구조를 1H-NMR 로 확인하였다.
(중간체 1a 의 1H-NMR 데이터)
1H-NMR (500 MHz, CDCl3, TMS, δ ppm): 11.36(s, 1H), 9.88(s, 1H), 8.39(s, 1H), 8.00(d, 1H, J=9.0 Hz), 7.11(d, 1H, J=9.0 Hz), 4.01(s, 3H).
단계 2：
하기 화학식 (1b) 로 표시되는 중간체 1b 의 합성
[화학식 38]
Figure pct00038
냉각기, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 반응기에, 질소 기류 중, 히드라진 일수화물 2.78 g (55.5 mmol) 을 에탄올 100 ㎖ 에 용해하였다. 상기 용액에 중간체 1a (고체) 10 g (55.5 mmol) 을 실온에서 첨가한 후, 혼합물을 2 시간 동안 교반하였다. 6-히드록시-2-나프탈데히드 9.56 g (55.5 mmol) 을 첨가한 후, 혼합물을 실온에서 12 시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후, 반응 혼합물로부터 불용물을 여과 분리하였다. 여과물로부터 용매를 감압 하에 증발시켜, 황색 고체를 수득하였다. 상기 황색 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산:THF=2:1) 에 의해 정제하여, 황색 고체 중간체 1b 3.1 g 을 수득하였다 (수율: 16.0%). 중간체 1b 의 구조를 1H-NMR 로 확인하였다.
(중간체 1b 의 1H-NMR 데이터)
1H-NMR (500 MHz, THF-d8, TMS, δ ppm): 11.35(s, 1H), 9.19(s, 1H), 9.02(s, 1H), 8.92(s, 1H), 8.61(d, 1H, J=2.5 Hz), 8.37-8.29(m, 3H), 8.07(d, 1H, J=8.5 Hz), 7.95(d, 1H, J=8.5 Hz), 7.38-7.32(m, 3H), 4.26(s, 3H).
단계 3: 중합성 액정 화합물 1 의 합성
냉각기, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 반응기에, 질소 기류 중, 4-(6-아크릴로일-n-헥실옥시)벤조산 (DKSH Jpan K.K. 사제) 6.29 g (21.5 mmol) 및 N,N-디이소프로필에틸아민 3.12 g (24.1 mmol) 을 THF 50 ㎖ 에 용해하였다. 상기 용액에, 메탄술포닐 클로라이드 2.47 g (21.6 mmol) 을 빙조 내에서 천천히 첨가하였다. 첨가 후, 혼합물을 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 상기 용액에, 4-(디메틸아미노)피리딘 0.26 g (2.1 mmol) 및 중간체 1b 3.0 g (8.6 mmol) 을 실온에서 빙조 내에서 첨가하였다. N,N-디이소프로필에틸아민 2.23 g (17.3 mmol) 을 상기 용액에 천천히 첨가하였다. 첨가 후, 혼합물을 실온에서 2 시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후, 반응 혼합물에 메탄올 100 g 을 천천히 적가하여 고체를 침전시켰다. 이에 따라 침전된 고체를 여과로 수집하여, 담황색 고체를 수득하였다. 상기 담황색 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (톨루엔:에틸 아세테이트=9:1, 이후 톨루엔:에틸 아세테이트=8:2 로 변경) 에 의해 정제하여, 화학식 (I-1) 로 표시되는 중합성 액정 화합물 1 (담황색 고체) 을 4.8 g 수득하였다 (수율: 62.2%). 중합성 액정 화합물 1 의 구조를 1H-NMR 로 확인하였다.
(중합성 액정 화합물 1 의 1H-NMR 데이터)
1H-NMR (500 MHz, CDCl3, TMS, δ ppm): 8.85(s, 1H), 8.75(s, 1H), 8.52(s, 1H), 8.21-8.14(m, 7 H), 7.99(d, 1H, J=8.5 Hz), 7.90(d, 1H, J=8.5 Hz), 7.72(d, 1H, J=2.0 Hz), 7.42(dd, 1H, J=2.0 Hz, J=9.0 Hz), 7.35(d, 1H, J=8.5 Hz), 7.00(m, 4H), 6.42(dd, 2H, J=1.5 Hz, J=17.5 Hz), 6.14(dd, 2H, J=10.5 Hz, J=17.5 Hz), 5.84(dd, 2H, J=1.5 Hz, J=10.5 Hz), 4.19(t, 4H, J=6.5 Hz), 4.08-4.05(m, 4H), 3.80(s, 3H), 1.89-1.83(m, 4H), 1.77-1.71(m, 4H), 1.58-1.45(m, 8H).
(실시예 2) 하기 화학식 (I-2) 로 표시되는 중합성 액정 화합물 2 의 합성
[화학식 39]
Figure pct00039
단계 1: 하기 화학식 (2c) 로 표시되는 중간체 2c 의 합성
[화학식 40]
Figure pct00040
냉각기, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 반응기에, 질소 기류 중, 히드라진 일수화물 6.0 g (0.12 mol) 을 에탄올 500 ㎖ 에 용해하였다. 상기 용액에, 3-에톡시-4-히드록시벤즈알데히드 (에틸 바닐린) (고체) 20 g (0.12 mol) 을 실온에서 첨가한 후, 혼합물을 실온에서 2 시간 동안 교반하였다. 6-히드록시-2-나프탈데히드 20.66 g (0.12 mol) 을 첨가한 후, 혼합물을 실온에서 12 시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후, 반응 혼합물으로부터 불용물을 여과 분리하였다. 여과물로부터 용매를 감압 하에 증발시켜, 황색 고체를 수득하였다. 상기 황색 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (n-헥산:THF=2:1) 에 의해 정제하여, 황색 고체 중간체 2c 5.2 g 을 수득하였다 (수율: 13.0%). 중간체 2c 의 구조를 1H-NMR 로 확인하였다.
(중간체 2c 의 1H-NMR 데이터)
1H-NMR (500 MHz, THF-d8, TMS, δ ppm): 8.82(s, 1H), 8.70(s, 1H), 8.55(s, 1H), 8.22(s, 1H), 8.21-8.19(m, 2H), 7.97(d, 1H, J=8.5 Hz), 7.84(d, 1H, J=8.5 Hz), 7.73(d, 1H, J=1.5 Hz), 7.41(dd, 1H, J=1.5 Hz, J=8.5 Hz), 7.28-7.25(m, 2H), 7.02(d, 1H, J=8.5 Hz), 4.35(q, 2H, J=6.5 Hz, J=13.5 Hz), 1.64(t, 3H, J=7.0 Hz).
단계 2: 중합성 액정 화합물 2 의 합성
냉각기, 온도계 및 적하 깔때기를 구비한 4구 반응기에, 질소 기류 중, 4-(6-아크릴로일-n-헥실옥시)벤조산 (DKSH Japan K.K. 사제) 6.29 g (21.5 mmol) 및 N,N-디이소프로필에틸아민 3.12 g (24.1 mmol) 을 THF 50 ㎖ 에 용해하였다. 상기 용액에, 메탄술포닐 클로라이드 2.47 g (21.6 mmol) 을 수조 내에서 천천히 첨가하였다. 첨가 후, 혼합물을 실온에서 1 시간 동안 교반하였다. 상기 용액에, 4-(디메틸아미노)피리딘 0.26 g (2.1 mmol) 및 중간체 2c 2.88 g (8.6 mmol) 을 실온에서 빙조 내에서 첨가하였다. N,N-디이소프로필에틸아민 2.23 g (17.3 mmol) 을 상기 용액에 천천히 첨가하였다. 첨가 후, 혼합물을 실온에서 2 시간 동안 교반하였다.
반응 종료 후, 반응 혼합물에 메탄올 100 g 을 천천히 적가하여 고체를 침전시켰다. 이에 따라 침전된 고체를 여과로 수집하여 담황색 고체를 수득하였다. 상기 담황색 고체를 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (톨루엔:에틸 아세테이트=9:1, 이후 톨루엔:에틸 아세테이트=8:2 로 변경) 에 의해 정제하여, 화학식 (I-2) 로 표시되는 중합성 액정 화합물 2 (담황색 고체) 3.9 g 을 수득하였다 (수율: 51.4%). 중합성 액정 화합물 2 의 구조를 1H-NMR 로 확인하였다.
(중합성 액정 화합물 2 의 1H-NMR 데이터)
1H-NMR (500 MHz, CDCl3, TMS, δ ppm): 8.83(s, 1H), 8.70(s, 1H), 8.21-8.13(m, 6H), 7.98(d, 1H, J=9.0 Hz), 7.89(d, 1H, J=9.0 Hz), 7.72(d, 1H, J=2.0 Hz), 7.65(d, 1H, J=1.5 Hz), 7.42(dd, 1H, J=2.0 Hz, J=9.0 Hz), 7.38(dd, 1H, J=1.5 Hz, J=9.0 Hz), 7.25(d, 1H, J=9.0 Hz), 7.01-6.97(m, 4H), 6.42(d, 2H, J=16.0 Hz), 6.14(dd, 2H, J=10.5 Hz, J=16.0 Hz), 5.84(d, 2H, J=10.5 Hz), 4.21-4.15(m, 6H), 4.08-4.05(m, 4H), 1.89-1.83(m, 4H), 1.77-1.71(m, 4H), 1.59-1.45(m, 8 H), 1.35(t, 3H, J=7.0 Hz).
(중합성 액정 화합물의 평가)
(1) 상 전이 온도의 측정
중합성 액정 화합물 (실시예 1 및 2 에서 수득한 중합성 액정 화합물 1 및 2, 및 하기 화학식 (3) 으로 표시되는 중합성 액정 화합물 (BASF 사제 "LC242") (비교예 1) (이하, "중합성 액정 화합물 3" 으로서 지칭함)) 10 mg 을 칭량하고, 이들을 마찰된 폴리이미드 배향 필름과 함께 제공된 2 개의 유리 기판 사이에 위치시켰다.
[화학식 41]
Figure pct00041
기판을 핫 플레이트 상에서 30℃ 에서 300℃ 까지 가열한 후, 30℃ 까지 냉각시켰다. 온도 변화 동안의 구조 변화를 편향 광학 현미경 (Nikon Corporation 사제 "ECLIPSE LV100POL") 으로 관찰하여, 상 전이 온도를 측정하였다. 이에 따라 측정한 상 전이 온도를 표 1 에 나타내었다.
표 1 에서, "C" 는 "결정 (Crystal)", "N" 은 "네마틱 (Nematic)", "I" 는 "등방성 (Isotropic)" 을 나타낸다. "결정" 은 시험 화합물이 고체상에 있다는 것을 나타내고, "네마틱" 은 시험 화합물이 네마틱 액정상에 있다는 것을 나타내고, "등방성" 은 시험 화합물이 등방성 액체상에 있다는 것을 나타낸다.
(2) 콜레스테릭 상의 형성
중합성 액정 화합물 (1 내지 3) 의 100 부를, 시클로펜타논 153 부에 용해하였다. 광개시제 (Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. 사제 "Irgacure 379") 3.3 부, 중합성 키랄 화합물 (화학식 (X) 로 표시된 화합물) 6 부, 및 계면활성제 (AGC Seimi Chemical Co., Ltd. 사제 "KH-40"; 1 중량% 시클로펜타논 용액) 11.6 부를 첨가한 후, 성분을 균일하게 용해시켜 중합성 액정 조성물 용액을 제조하였다.
이에 따라 제조된 중합성 액정 조성물 용액을, 바 코터 (bar coater) (Tester Sangyo Co., Ltd. 사제 "SA-203", Rod No.8, 샤프트 직경: 12.7 mm) 를 사용하여, 마찰된 폴리이미드 배향 필름과 함께 제공된 유리 기판에 적용하였다. 생성된 필름을 핫 플레이트 상에서 100℃ 에서 3 분 동안 건조시킨 후, 수은 램프로부터 자외선 (1000 mJ/㎠) 을 필름에 적용시켜, 두께 4 ㎛ 의 경화된 액정 중합체 필름을 수득하였다.
경화된 필름의 투과 스펙트럼을, 분광 광도계 (Otsuka Electronics Co., Ltd. 사제 "MCPD-3000") 를 사용하여 측정하였다. 콜레스테릭 상이 형성된 경우, 선택 반사 영역 (즉, 투과율이 약 50% 인 영역) 이 관찰되었다. 대역폭은 약 50 내지 100 nm 였다. 콜레스테릭 상이 형성된 경우를 "형성" 으로 표시하고, 콜레스테릭 상이 형성되지 않은 경우를 "비형성" 으로 표시하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타내었다.
화합물의 경화된 필름이 형성된 경우, 23℃ 에서의 화합물의 상호 용해도를 육안 관찰로 평가하였다. 탁도가 관찰되지 않은 경우를 "양호" 로 평가하였고, 탁도가 관찰된 경우를 "불량" 으로 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타내었다.
40 중량% 농도의 화합물을 갖는 용액을 제조하는 경우, 60℃ 에서의 화합물의 용해성을 평가하였다. 평가 결과를 표 1 에 나타내었다. 표 1 에서, 화합물이 시클로펜타논에 용해된 경우를 "양호" 로 표시하였고, 화합물이 시클로펜타논에 용해되지 않은 경우를 "불량" 으로 표시하였다.
(3) 광학 이방성 (Δn 값) 의 측정
중합성 액정 화합물 (1 내지 3) 100 부를, 시클로펜타논 233 부에 용해시켰다. 광개시제 (Ciba Specialty Chemicals, Co., Ltd. 사제 "Irgacure 907") 2.7 부를 용액에 균일하게 용해시켰다. 생성된 용액을, 바 코터 (Tester Sangyo Co., Ltd. 사제 "SA-203", Rod No.4, 샤프트 직경: 12.7 mm) 를 사용하여, 마찰된 폴리이미드 배향 필름과 함께 제공된 유리 기판에 적용하였다. 생성된 필름을 핫 플레이트 상에서 100℃ 에서 5 분 동안 건조시킨 후, 수은 램프로부터 자외선 (1000 mJ/㎠) 을 필름에 적용시켜, 두께 4 ㎛ 의 경화된 중합체 필름을 수득하였다.
광학 현미경 (Nikon Corporation 사제 "ECLIPSE E600POL (투과/반사 타입)", 예민색판, λ／4 파장판, Senarmont 보정판 및 GIF 필터 (546 nm) 가 장착됨) 을 사용하여, 경화된 필름의 흡광 위치 (extinction position) (θ) 를 측정하였다. 위상전이 (retardation) (Re) 를 "Re=λ(546 nm)×θ／180" 으로 계산하였다. Δn 값을 "Δn=Re/d" (d 는 액정층의 두께임) 로 계산하였다. 계산 결과를 표 1 에 나타내었다.
[표 1]
Figure pct00042
표 1 에 나타낸 시험 결과로부터 하기의 항목을 확인하였다.
구체적으로는, 중합성 액정 화합물 1 및 2 는 용매에서 높은 용해성을 나타내었으며, 첨가제 (예를 들어 중합 개시제 및 중합성 키랄 화합물) 와의 우수한 상호 용해도를 가졌다 (즉, 우수한 취급성을 나타내었음).
중합성 액정 화합물 1 및 2 로부터 수득되는 경화된 중합체 필름은 넓은 온도 범위에 걸쳐 우수한 액정성을 나타내었고, 콜레스테릭 상을 형성하였다. 생성된 경화 필름은 우수한 광학 이방성 (Δn) 을 나타내는 액정 필름이었다.
한편, 본 발명에 따른 구조를 갖지 않는 비교예 1 의 중합성 액정 화합물 3 은 좁은 온도 범위 내에서 액정성을 나타내었다.
본 발명에 따른 액정 중합체가 우수한 배향성 및 높은 광학 이방성 (Δn) 을 나타내기 때문에, 상기 액정 중합체는 위상차 필름, 액정 표시 소자용 배향 필름, 편광판, 시야각 확대판, 색 필터, 로우-패스 필터, 광 편광 프리즘 및 광학 필터와 같은 광학 이방체를 형성시키기 위한 재료로서 유용하다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 (I) 로 표시하는 중합성 액정 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pct00043

    [식 중,
    Y1 내지 Y6 은 개별적으로 단일 결합, -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-, -C(=O)-NR1-, -O-C(=O)-NR1-, -NR1-C(=O)-O-, -NR1-C(=O)-NR1-, -O-NR1-, 또는 -NR1-O- 를 나타내고, 식 중 R1 은 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기를 나타내고,
    G1 및 G2 는 개별적으로 탄소수 1~20 의 치환 또는 비치환 2가 지방족기를 나타내며, 상기 기는 -O-, -S-, -O-C(=O)-, -C(=O)-O-, -O-C(=O)-O-, -NR2-C(=O)-, -C(=O)-NR2-, -NR2-, 또는 -C(=O)- 를 포함할 수 있으며 (둘 이상의 인접한 -O- 또는 -S- 를 포함하는 지방족기의 경우는 제외함), 식 중 R2 는 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기를 나타내고,
    Z1 및 Z2 는 개별적으로, 할로겐 원자로 치환될 수 있는 탄소수 2~10 의 알케닐기를 나타내고,
    A1 및 A2 는 개별적으로, 탄소수 1~30 의 2가 유기기 A 를 나타내고,
    M1 및 M2 는 개별적으로, 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기 또는 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내며, 단, M1 및 M2 중 하나 이상은 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고,
    L1 및 L2 는 개별적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1~6 의 알킬기를 나타내고,
    a 및 b 는 개별적으로 0 또는 1 임].
  2. 제 1 항에 있어서, A1 및 A2 가 개별적으로, 치환 또는 비치환 페닐렌기, 치환 또는 비치환 비페닐렌기, 또는 치환 또는 비치환 나프틸렌기를 나타내는 중합성 액정 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH-, CH2=C(CH3)-, CH2=CH-CH2-, CH3-CH=CH-, CH2=CH-CH2-CH2-, CH2=C(CH3)-CH2-CH2-, (CH3)2C=CH-CH2-, (CH3)2C=CH-CH2-CH2-, CH2=C(Cl)-, CH2=C(CH3)-CH2-, 또는 CH3-CH=CH-CH2- 를 나타내는 중합성 액정 화합물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 중합성 액정 화합물.
  5. 제 1 항에 있어서, Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6-, 또는 -(CH2)4- 를 나타내며 이는 -O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 포함할 수 있고, Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH-, CH2=C(CH3)-, 또는 CH2=C(Cl)- 을 나타내고, A1 및 A2 가 개별적으로, 하기 화학식으로 표시되는 기 중 하나를 나타내고:
    [화학식 2]
    Figure pct00044
    ,
    M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 중합성 액정 화합물.
  6. 제 1 항에 있어서, Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6- 또는 -(CH2)4- 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 개별적으로, CH2=CH- 또는 CH2=C(CH3)- 를 나타내고, A1 및 A2 가 하기 화학식으로 표시되는 기를 나타내고:
    [화학식 3]
    Figure pct00045
    ,
    M1 이 치환 또는 비치환 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 중합성 액정 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서, Y1 내지 Y6 이 개별적으로, -O-, -C(=O)-O-, 또는 -O-C(=O)- 를 나타내고, G1 및 G2 가 개별적으로, -(CH2)6- 또는 -(CH2)4- 를 나타내고, Z1 및 Z2 가 CH2=CH- 를 나타내고, A1 및 A2 가 하기 화학식으로 표시되는 기를 나타내고:
    [화학식 4]
    Figure pct00046
    ,
    M1 이 2,6-나프틸렌기를 나타내고, M2 가 치환 또는 비치환 1,4-페닐렌기를 나타내는 중합성 액정 화합물.
  8. 제 1 항에 있어서, L1 및 L2 가 수소 원자를 나타내는 중합성 액정 화합물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 중합성 액정 화합물, 및 상기 중합성 액정 화합물과 중합 가능한 중합성 키랄 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 중합성 액정 화합물, 또는 제 9 항에 따른 중합성 액정 조성물을 중합하여 수득되는 액정 중합체.
  11. 제 10 항에 따른 액정 중합체를 구성 재료로서 포함하는 광학 이방체.
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