KR20230049852A - Achiral liquid crystal composition comprising a helical nanofilament and circularly polarized device comprising the same - Google Patents

Achiral liquid crystal composition comprising a helical nanofilament and circularly polarized device comprising the same Download PDF

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Abstract

According to the present invention, a non-chiral liquid crystal composition including a helical nanofilament binary mixture system and a circularly polarized device including the same are disclosed. The non-chiral liquid crystal composition comprises: a helical nanofilament binary mixture system including a curved liquid crystal compound forming a first helical nanofilament (HNF) structure and a curved liquid crystal compound forming a second helical nanofilament structure; and a light emitting body aligned along the helix of the helical nanofilament binary mixture system. In addition, the curved liquid crystal compound forming the second helical nanofilament structure includes a nematic phase (N-HNF).

Description

나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 포함하는 비 카이랄성 액정 조성물 및 이를 포함하는 원 편광 소자{ ACHIRAL LIQUID CRYSTAL COMPOSITION COMPRISING A HELICAL NANOFILAMENT AND CIRCULARLY POLARIZED DEVICE COMPRISING THE SAME}A chiral liquid crystal composition comprising a binary mixture of helical nanofilaments and a circularly polarizing device comprising the same

본 발명은 비 카이랄성 액정 조성물 및 이를 포함하는 원 편광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 본 발명은 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 포함하여 큰 도메인을 형성하여 큰 원편광비대칭값(glum)을 유도할 수 있는 비 카이랄성 액정 조성물 및 이를 포함하는 원 편광 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an achiral liquid crystal composition and a circular polarization device including the same. It relates to an achiral liquid crystal composition capable of inducing and a circularly polarizing device including the same.

최근에는 원편광 형태의 빛을 발산하는 콜레스테릭 액정과 카이랄성 액정이 복잡한 질서구조에서 네마틱상과는 전혀 다른 광학적 성질이 있기 때문에 그 응용의 가능성이 주목받고 있다.Recently, since cholesteric liquid crystals and chiral liquid crystals that emit light in the form of circular polarization have completely different optical properties from the nematic phase in a complex order structure, their application possibilities are attracting attention.

원편광발광재료는 디스플레이, 광통신, 센서 및 보안 분야 등으로의 적용이 기대되는 주목받는 재료이다. 특히, 디스플레이에 관해서는 편광된 빛을 방출하게 된다면 편광판의 필요성이 없어지며 이로 인해 광추출효율이 극대화 된다는 점이 주목을 받고 있는 이유다.Circularly polarized light-emitting materials are attracting attention as they are expected to be applied to displays, optical communications, sensors, and security fields. In particular, with respect to the display, if polarized light is emitted, the need for a polarizer is eliminated, which is why the light extraction efficiency is maximized.

또한 원편광된 빛을 사용한 디스플레이에서는 빛의 투과율이 원편광판에 의해 50%가 감소하기 때문에 원편광 소자는 그 중요성이 주목을 받고 있다. In addition, in displays using circularly polarized light, the transmittance of light is reduced by 50% due to the circularly polarized plate, so the importance of the circularly polarized element is drawing attention.

일반적으로 원편광발광재료는 화학적으로 오른쪽 또는 왼쪽 중의 어느 한쪽 방향의 광학이성질체만이 되도록 입체발생 중심을 도입한 분자를 이용하거나, 이러한 분자를 다른 재료에 섞어 설계하는 것이 상식이다. 이러한 특정 회전 방향의 광학이성질체는 분자적으로 매우 복잡한 구조를 하고 있어, 합성하기도 어려울 뿐만 아니라, 특정 회전 방향의 광학이성질체만을 분리하는데도 많은 어려움이 따른다. In general, it is common sense that a circularly polarized light emitting material is designed by using a molecule into which a stereogenic center has been introduced so that it is only an optical isomer in either right or left direction chemically, or by mixing these molecules with other materials. Since these optical isomers in a specific rotational direction have a molecularly very complex structure, not only are they difficult to synthesize, but it is also difficult to separate only the optical isomers in a specific rotational direction.

그러나 원편광 소자가 가지는 몇 가지 문제점 때문에 실제 응용에 많은 문제가 발생하고 있다. 특히, 원편광 소자가 응용되기 위해 시급히 해결해야 할 문제점은 카이랄성 나노 소재를 제작하는 것의 복잡성과 개선에 있다.However, many problems arise in practical applications due to several problems of the circular polarization device. In particular, problems that need to be urgently addressed for the application of circular polarization devices lie in the complexity and improvement of fabricating chiral nanomaterials.

종래 연구에서는 순수하게 휘어있는 분자(Bent-Core molecule)들로 구성된 HNF(helical nanofilament)들은 도메인(좌 또는 우 원편광 흡수의 차이로, 광활성 효과를 일으킴) 의 사이즈가 작고, CD(Circular Dichroism) 신호의 크기도 작으나, 막대형 액정(Rod-LC)를 함께 섞어줌으로서 도메인의 사이즈가 커지고 CD 값이 증폭되는 현상을 갖는 기술이 연구되었다.In previous studies, HNFs (helical nanofilaments) composed of bent-core molecules have a small domain size (difference in absorption of left or right circular polarized light, causing a photoactive effect), and CD (Circular Dichroism) Although the size of the signal is small, a technique that has a phenomenon in which the size of the domain increases and the CD value is amplified by mixing rod-shaped liquid crystals (Rod-LC) together has been studied.

그러나, 종래의 연구에서는 3 ~ 4 x 10-3 정도 수준의 비교적 작은 원편광비대칭값(glum)을 나타내기 때문에, 원편광 발광이 더 큰 원편광비대칭값(glum)으로 유도할 수 있는 비 카이랄성 액정 조성물에 대해 연구가 필요하다.However, since conventional studies show a relatively small circular polarization asymmetry value (glum) of the order of 3 to 4 x 10 -3 , circular polarization light emission can be induced to a larger circular polarization asymmetry value (glum). It is necessary to study the ural liquid crystal composition.

한국등록특허공보 제10-0938181호, "편광막용 이색성 염료, 이를 포함하는 경화성 편광막조성물 및 이로 형성된 편광막을 갖는 편광판"Korean Patent Registration No. 10-0938181, "Dichroic dye for polarizing film, curable polarizing film composition containing the same, and polarizing plate having a polarizing film formed therefrom"

본 발명의 실시예는 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물과 네마틱 상을 갖는 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 사용하여 원편광비대칭값(glum)을 향상시킬 수 있는 비 카이랄성 액정 조성물 및 이를 포함하는 원 편광 소자를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is a helical nanofilament binary mixture system comprising a bent liquid crystal compound forming a helical nanofilament (HNF) structure and a bent liquid crystal compound forming a helical nanofilament structure having a nematic phase. It is intended to provide an achiral liquid crystal composition capable of improving circular polarization asymmetry value (glum) using the same and a circular polarization device including the same.

본 발명의 실시예는 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물과 네마틱 상을 갖는 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물의 혼합비를 조절하여 도메인 크기를 제어할 수 있는 비 카이랄성 액정 조성물 및 이를 포함하는 원 편광 소자를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is an achiral property capable of controlling the domain size by adjusting the mixing ratio of a bent liquid crystal compound forming a spiral nanofilament structure and a bent liquid crystal compound forming a spiral nanofilament structure having a nematic phase. It is intended to provide a liquid crystal composition and a circular polarization device including the liquid crystal composition.

본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계; 및 상기 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계의 나선을 따라 정렬되는 발광체;를 포함하고, 상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물은 네마틱 상(Nematic phase; N-HNF)을 포함한다.An achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a bent liquid crystal compound forming a first helical nanofilament (HNF) structure and a bent liquid crystal compound forming a second helical nanofilament structure. spiral nanofilament binary mixture system; and a light emitting body aligned along the spiral of the spiral nanofilament binary mixture system, wherein the bent liquid crystal compound forming the second spiral nanofilament structure includes a nematic phase (N-HNF).

상기 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF) 및 상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF)의 혼합비는 7:3 내지 5:5일 수 있다.The mixing ratio of the bent liquid crystal compound (HNF) forming the first spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound (N-HNF) forming the second spiral nanofilament structure may be 7:3 to 5:5. .

상기 비 카이랄성 액정 조성물은 냉각 온도에 따라 상(Phase)이 조절될 수 있다.The phase of the achiral liquid crystal composition may be adjusted according to the cooling temperature.

상기 제1 나선형 나노필라멘트 구조체(HNF)를 형성하는 굽은형 액정 화합물 및 상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF)은, 온도에 따라 하기 [식 1]과 같이 상전이될 수 있다.The bent liquid crystal compound forming the first helical nanofilament structure (HNF) and the bent liquid crystal compound (N-HNF) forming the second helical nanofilament structure undergo phase transition as shown in [Equation 1] below according to temperature. It can be.

[식 1][Equation 1]

HNF (Iso, 등방성 상) + N-HNF (Iso, 등방성 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (Iso, 등방성 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (N, 네마틱 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (B4 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (Cr, 결정 상)HNF (Iso, isotropic phase) + N-HNF (Iso, isotropic phase) => HNF (B4 phase) + N-HNF (Iso, isotropic phase) => HNF (B4 phase) + N-HNF (N, nematic phase) phase) => HNF (phase B4) + N-HNF (phase B4) => HNF (phase B4) + N-HNF (Cr, crystal phase)

상기 제1 나선형 나노필라멘트 구조체(HNF)를 형성하는 굽은형 액정 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.The curved liquid crystal compound forming the first spiral nanofilament structure (HNF) may be a compound represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, n 은 7내지 16의 정수이다.In Formula 1, n is an integer from 7 to 16.

상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF)은 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.The bent liquid crystal compound (N-HNF) forming the second helical nanofilament structure may be a compound represented by Formula 2.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 발광체는 유기 발광체일 수 있다.The light emitting body may be an organic light emitting body.

상기 발광체는 하기 화학식 3일 수 있다.The light emitting body may be of Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

본 발명의 실시예에 따른 원편광 소자는 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물을 포함한다.A circular polarization device according to an embodiment of the present invention includes an achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention.

상기 비 카이랄성 액정 조성물은 원편광 발광일 수 있다.The achiral liquid crystal composition may emit circularly polarized light.

본 발명의 실시예에 따르면 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물과 네마틱 상을 갖는 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 사용하여 원편광비대칭값(glum)을 향상시킬 수 있는 비 카이랄성 액정 조성물 및 이를 포함하는 원 편광 소자를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a spiral nanofilament binary mixture system including a bent liquid crystal compound forming a spiral nanofilament structure and a bent liquid crystal compound forming a spiral nanofilament structure having a nematic phase is used, and the circularly polarized light is asymmetric. An achiral liquid crystal composition capable of improving glut and a circularly polarizing device including the same can be provided.

본 발명의 실시예에 따르면 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물과 네마틱 상을 갖는 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물의 혼합비를 조절하여 도메인 크기를 제어할 수 있는 비 카이랄성 액정 조성물 및 이를 포함하는 원 편광 소자를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the achiral achiral domain size can be controlled by adjusting the mixing ratio of the bent liquid crystal compound forming the spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound forming the spiral nanofilament structure having a nematic phase. A liquid crystal composition and a circularly polarizing device including the composition may be provided.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 화합물을 도시한 개략도이다.
도 2는 비교예 1에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이고, 도 3은 실시예 1에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이며, 도 4는 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이고, 도 5는 실시예 3에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이며, 도 6은 비교예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이다.
도 7은 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 상변화에 따른 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이다.
도 8은 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 온도에 따른 CPL(Circularly Polarizing Light)의 g 값을 각 상(Phase)에 따라 측정된 결과를 도시한 그래프이다.
도 9는 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 파장에 따른 CPL(Circularly Polarizing Light) 신호를 각 상(Phase)에 따라 측정된 결과를 도시한 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing a liquid crystal compound according to an embodiment of the present invention.
2 is an image showing a polarization microscope (POM) measurement result of an achiral liquid crystal composition according to Comparative Example 1, and FIG. 3 is a polarization microscope (POM) measurement result of a chiral liquid crystal composition according to Example 1 , Figure 4 is an image showing the polarization microscope (POM) measurement result of the achiral liquid crystal composition according to Example 2, Figure 5 is the polarization of the chiral liquid crystal composition according to Example 3 6 is an image showing a polarization microscope (POM) measurement result of the non-chiral liquid crystal composition according to Comparative Example 2.
7 is an image showing a polarization microscope (POM) measurement result according to the phase change of the achiral liquid crystal composition according to Example 2.
8 is a graph showing the results of measuring the g value of CPL (Circularly Polarizing Light) according to the temperature of the achiral liquid crystal composition according to Example 2 according to each phase.
9 is a graph showing results obtained by measuring a Circularly Polarizing Light (CPL) signal according to the wavelength of the achiral liquid crystal composition according to Example 2 according to each phase.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements or steps in a stated component or step.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiments,” “examples,” “aspects,” “examples,” and the like should not be construed as indicating that any aspect or design described is preferred or advantageous over other aspects or designs. It is not.

또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'. That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression 'x employs a or b' means any one of the natural inclusive permutations.

또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular expressions “a” or “an” used in this specification and claims generally mean “one or more,” unless indicated otherwise or clear from context to refer to the singular form. should be interpreted as

아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.The terms used in the description below have been selected as general and universal in the related technical field, but there may be other terms depending on the development and / or change of technology, convention, preference of technicians, etc. Therefore, terms used in the following description should not be understood as limiting technical ideas, but should be understood as exemplary terms for describing the embodiments.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.In addition, in certain cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, their meanings will be described in detail in the corresponding description section. Therefore, terms used in the following description should be understood based on the meaning of the term and the contents throughout the specification, not simply the name of the term.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Meanwhile, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the terminology used in this specification is a term used to appropriately express the embodiment of the present invention, which may vary according to the intention of a user or operator or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물을 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(120)을 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계 및 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계의 나선을 따라 정렬되는 발광체(130)를 포함하고, 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(120)은 네마틱 상(Nematic phase, N-HNF)을 포함한다.The achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a curved liquid crystal compound 110 forming a first helical nanofilament (HNF) structure and a curved liquid crystal compound forming a second helical nanofilament structure. The curved liquid crystal compound 120, which includes a spiral nanofilament binary mixture system including (120) and a light emitting body 130 aligned along a spiral of the spiral nanofilament binary mixture system, and forms a second spiral nanofilament structure, It includes a nematic phase (N-HNF).

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)을 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 사용하여 원편광비대칭값(glum)을 향상시킬 수 있다.Therefore, the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming a first helical nanofilament structure and a bent liquid crystal compound (N N forming a second helical nanofilament structure). -HNF, 120) can be used to improve the circular polarization asymmetry value (glum) by using a binary mixture system of helical nanofilaments.

보다 구체적으로, B4 상은 반-결정(semi-crystal)/결정(crystal) 상에 가깝고, 반면에 네마틱 상(Nematic phase)은 고체와 액체의 중간 상으로 유동성이 큰 상태를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 이러한 특성을 모두 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 포함하여, 열 운동이 커지며, B4 상이 이상적인(ideal) 카이랄 초분자구조체를 가져 원편광비대칭값(glum)이 향상될 수 있다.More specifically, the B4 phase is close to a semi-crystal/crystal phase, whereas the nematic phase is an intermediate phase between a solid and a liquid and may have a state of high fluidity. Therefore, the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a binary mixture of helical nanofilaments that has all of these properties, increases thermal motion, and has an ideal chiral supramolecular structure in the B4 phase. A polarization asymmetry value (glum) may be improved.

이 때, B4 상은 나선형 나노필라멘트 상(HNF phase)과 동일한 의미를 가진다.At this time, the B4 phase has the same meaning as the spiral nanofilament phase (HNF phase).

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물 원편광비대칭값(glum)은 0 내지 2일 수 있다.Therefore, the circular polarization asymmetry value (glum) of the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention may be 0 to 2.

본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 다층의 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)이 상온에서 자가 결합하면서 트위스트되어 나선형 구조체를 형성할 수 있다. 바람직하게는 나선형 구조체들의 중심축들은 서로 평행하게 형성될 수 있다.An achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a curved liquid crystal compound (HNF, 110) forming a multi-layered first spiral nanofilament structure and a bent liquid crystal compound (N N forming a second spiral nanofilament structure). -HNF, 120) can form a helical structure by being twisted while self-combining at room temperature. Preferably, the central axes of the spiral structures may be formed parallel to each other.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)을 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 포함한다.First, the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming a first spiral nanofilament structure and a bent liquid crystal compound (N N forming a second spiral nanofilament structure). -HNF, 120) including a binary mixture system of helical nanofilaments.

본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 혼합비를 조절하여 도메인 크기를 제어할 수 있다.The achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a curved liquid crystal compound (HNF, 110) forming a first helical nanofilament structure and a curved liquid crystal compound (HNF) forming a second helical nanofilament (HNF) structure. The domain size can be controlled by adjusting the mixing ratio of the liquid crystal compound (N-HNF, 120).

제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110) 또는 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)을 단독으로 포함하는 경우, 도메인 사이즈가 수 내지 수십 마이크로 수준으로 매우 작아 CD(Circular dichroism) 및 CPL (Circularly Polarized Luminescence)에서 R 도메인 또는 L 도메인이 겹쳐 신호 값이 상쇄되어 g 값(g value)이 낮으나, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110) 및 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)을 모두 포함함으로써, 도메인 사이즈가 수백 내지 수천 마이크로 수준으로 증가되어 g 값(g value)이 증가될 수 있다.When the bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first helical nanofilament structure or the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second helical nanofilament structure alone is included, the domain size may be to tens of microns, the R domain or L domain overlaps in CD (Circular dichroism) and CPL (Circularly Polarized Luminescence), and the signal value is offset, resulting in a low g value. The halal liquid crystal composition includes both a bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming a first helical nanofilament structure and a bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming a second helical nanofilament structure, thereby forming a domain As the size is increased to the level of hundreds to thousands of microns, the g value may be increased.

바람직하게는, 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 혼합비는 7:3 내지 5:5일 수 있고, 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 네마틱 상을 포함하는 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)이 앞서 전술한 범위를 벗어나면 도메인의 크기가 작아지는 문제가 있다.Preferably, the mixing ratio of the bending liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first spiral nanofilament structure and the bending liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure is from 7:3 to 7:3. It may be 5:5, and the bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming a spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming a spiral nanofilament structure including a nematic phase have been previously Outside the aforementioned range, there is a problem in that the size of the domain becomes small.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 모두 비 카이랄성 액정 화합물로 구성되었음에도 카이랄성(시계 or 반시계 방향)을 가질 수 있다.In addition, the achiral liquid crystal composition according to the embodiment of the present invention may have chirality (clockwise or counterclockwise direction) even though it is composed of all non-chiral liquid crystal compounds.

보다 구체적으로, 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물은 특정 온도 이상에서는 등방성 상(비 카이랄성 굽은 분자; Achiral bent-core molecule) 상태이지만, 특정 온도 이하에서는 분자들이 서로 응집하면서 자기조립현상으로 B4 상을 갖는 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하게 되고, 이때 나선형 나노필라멘트 구조체의 꼬임 방향이 우 또는 왼쪽으로 50:50으로 나뉘어질 수 있어, 카이랄성(시계 or 반시계 방향)을 가질 수 있다.More specifically, the bent liquid crystal compound forming the spiral nanofilament structure is in an isotropic phase (achiral bent-core molecule) above a certain temperature, but below a certain temperature, the molecules are self-assembling while aggregating with each other. The phenomenon forms a helical nanofilament structure having a B4 phase, and at this time, the twist direction of the helical nanofilament structure can be divided 50:50 right or left, so that it can have chirality (clockwise or counterclockwise). there is.

제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 중앙의 굽은 핵(bent-core)과 굽은 핵 양쪽에 막대형의 날개를 포함하는 구조를 가지며, 중심 치환 각도는 60°내지 120° 일 수 있고, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.The bent-type liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first helical nanofilament structure has a structure including a bent-core in the center and rod-shaped wings on both sides of the bent-core, and the center displacement angle is 60°. to 120°, and may be a compound represented by Formula 1 below.

제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.The curved liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first helical nanofilament structure may be a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

화학식 1에서, n 은 7내지 16의 정수이다.In Formula 1, n is an integer from 7 to 16.

바람직하게는, 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate))가 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Preferably, the bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first helical nanofilament structure is P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4 -(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) may be used, but is not limited thereto.

예를 들어, 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 나선형 카이랄 초분자 구조체를 형성하는 물질이라면 제한 없이 사용 가능하다.For example, the curved liquid crystal compound (HNF) 110 forming the first helical nanofilament (HNF) structure may be used without limitation as long as it is a material forming a helical chiral supramolecular structure.

제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 비 카이랄성(Achiral)을 가지는 화합물로 분자가 거울상과 서로 겹쳐지는 화합물이다.The curved liquid crystal compound (HNF) 110 forming the first helical nanofilament structure is a compound having an achiral property and is a compound in which molecules overlap each other with a mirror image.

제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계 대비 50wt% 내지 70wt%로 포함될 수 있다.The bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first spiral nanofilament structure may be included in an amount of 50 wt% to 70 wt% compared to the binary spiral nanofilament mixture system.

비율에 따라 원편광 발광의 세기, 강도가 달라질 수 있으며, 어떤 특정 비율에서만 원편광 발광이 구현되는 것이 아니다. The intensity and intensity of circularly polarized light emission may vary according to the ratio, and circularly polarized light emission is not implemented only at a certain ratio.

또한, 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 Iso-170℃-B2-150℃-B7-144℃-B4(HNF)와 같이 상전이가 일어날 수 있다.In addition, the bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first helical nanofilament structure may undergo a phase transition such as Iso-170°C-B2-150°C-B7-144°C-B4 (HNF).

따라서, 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)은 B4 상을 포함할 수 있다.Accordingly, the bent liquid crystal compound (HNF) 110 forming the first helical nanofilament structure may include a B4 phase.

제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 네마틱 상(Nematic phase)을 포함하고, 네마틱 상은 액정 화합물이 위치에 대한 규칙성은 없으나 모두 분자축 방향으로 일정한 배향성을 지닌 질서를 가지고 배열 또는 정렬된 구조를 의미한다.The bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure includes a nematic phase, and the nematic phase has no regularity about the location of the liquid crystal compound, but is all constant in the direction of the molecular axis. It means a structure arranged or arranged in an order with orientation.

제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 중앙의 굽은 핵(bent-core)과 굽은 핵 양쪽에 막대형의 날개를 포함하는 구조를 가지며, 중심 치환 각도는 60°내지 120° 일 수 있고, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.The bent-type liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second helical nanofilament structure has a structure including a bent-core in the center and rod-shaped wings on both sides of the bent-core, and the center substitution angle is It may be 60° to 120°, and may be a compound represented by Formula 1 below.

제2 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.The curved liquid crystal compound (N-HNF) 120 forming the second helical nanofilament (HNF) structure may be a compound represented by Chemical Formula 2.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00005
Figure pat00005

바람직하게는, 제2 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate 일 수 있다.Preferably, the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second helical nanofilament (HNF) structure is 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl) oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate.

제2 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 B4 상과 네마틱 상을 모두 포함할 수 있다.The bent liquid crystal compound (N-HNF) 120 forming the second helical nanofilament (HNF) structure may include both a B4 phase and a nematic phase.

보다 구체적으로, 제2 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 온도에 따라 등방성(Isotropic, Iso) 상 - 네마틱(nematic) 상 - B4(HNF) 상 - 결정(Cystal) 상 순으로 상전이될 수 있고, 네마틱 상은 혼합되는 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)의 카이랄 환경(R 또는 L)에 영향을 받아 네마틱 상 이후 B4 상 으로 전이될 때, 특정 카이랄 방향(R 또는 L)으로 구조체가 형성될 수 있다.More specifically, the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second helical nanofilament (HNF) structure has an isotropic (Iso) phase - a nematic phase - B4 depending on the temperature. (HNF) phase - can be phase-transformed in the order of the crystalline (Cystal) phase, and the nematic phase is mixed in the chiral environment (R or L) of the curved liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first helical nanofilament structure. When it is affected and transitions from the nematic phase to the B4 phase, a structure can be formed in a specific chiral direction (R or L).

이때, 등방성(Isotropic, Iso) 상 - B4(HNF) 상으로 바로 전이되는 물질이거나, 등방성(Isotropic, Iso) 상 - B7 상 - B4(HNF) 상으로 전이되는 것처럼 중간에 네마틱 상이 존재하지 않는 경우이거나, 등방성(Isotropic, Iso) 상 - 네마틱(nematic) 상 - 결정(Cystal) 상으로 전이되는 것처럼 B4(HNF) 상이 존재하지 않는 굽은형 분자들이 아닌, 제2 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)처럼 네마틱 상과 B4(HNF) 상이 함께 존재하는 물질일수록, 도메인의 확장 및 카이랄 증폭이 더 잘 이루어질 수 있다.At this time, it is a material that directly transitions to an isotropic (Iso) phase-B4 (HNF) phase, or a material that does not have a nematic phase in the middle, such as transitioning to an isotropic (Isotropic, Iso) phase-B7 phase-B4 (HNF) phase. In this case, the second helical nanofilament (helical nanofilament, HNF) structure, such as the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120), in which a nematic phase and a B4 (HNF) phase exist together, domain expansion and chiral amplification can be achieved better.

보다 구체적으로, 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 온도에 따른 상 전이는 Iso-99℃-N-82℃-B4-76℃-Cr일 수 있다.More specifically, the phase transition according to the temperature of the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure may be Iso-99°C-N-82°C-B4-76°C-Cr. .

제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 비 카이랄성(Achiral)을 가지는 화합물로 분자가 거울상과 서로 겹쳐지는 화합물이다.The bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure is a compound having an achiral property and is a compound in which molecules overlap each other with a mirror image.

제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 110)은 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계 대비 30wt% 내지 50wt%로 포함될 수 있다.The bent liquid crystal compound (N-HNF, 110) forming the second spiral nanofilament structure may be included in an amount of 30 wt% to 50 wt% compared to the binary spiral nanofilament mixture system.

비율에 따라 원편광 발광의 세기, 강도가 달라질 수 있으며, 어떤 특정 비율에서만 원편광 발광이 구현되는 것이 아니다.The intensity and intensity of circularly polarized light emission may vary according to the ratio, and circularly polarized light emission is not implemented only at a certain ratio.

제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은 서로 반응성이 없는 물질이기에, 두 액정 물질은 서로 균일하게 섞이며 각각의 물질이 가지는 고유한 특성에 영향을 미치지 않는다. 또한, 발광체(130) 비율의 변화를 통해 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 배향 정도를 결정하고, 원편광된 루미네센스를 발생시키기 위한 구조를 형성하는데 영향을 준다.Since the bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure are mutually inactive materials, the two liquid crystal materials are uniformly mixed with each other and do not affect the unique properties of each material. In addition, the degree of orientation of the curved liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure is determined through a change in the ratio of the light emitting body 130, and a structure for generating circularly polarized luminescence is determined. influence the formation

본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 냉각 온도에 따라 상(Phase)이 조절될 수 있다.The phase of the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention may be adjusted according to the cooling temperature.

보다 구체적으로, 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)은, 온도에 따라 하기 [식 1]과 같이 상전이될 수 있다.More specifically, the bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure are the following [ It can be a phase transition as shown in Equation 1].

[식 1][Equation 1]

HNF (Iso) + N-HNF (Iso) ⇒ HNF (B4) + N-HNF (Iso) ⇒ HNF (B4) + N-HNF (N) ⇒ HNF (B4) + N-HNF (B4) ⇒ HNF (B4) + N-HNF (Cr)HNF (Iso) + N-HNF (Iso) ⇒ HNF (B4) + N-HNF (Iso) ⇒ HNF (B4) + N-HNF (N) ⇒ HNF (B4) + N-HNF (B4) ⇒ HNF ( B4) + N-HNF (Cr)

보다 구체적으로, 액정 분자들은 높은 온도에서는 열운동이 활발하지만, 온도가 낮아지면서 안정적인 형태로 응집/자기조립될 수 있고, 액정 물질은 고체와 액정의 중간상으로서 다양한 상들이 존재할 수 있다.More specifically, liquid crystal molecules are active in thermal motion at high temperatures, but may aggregate/self-assemble in a stable form as the temperature decreases, and liquid crystal materials may exist in various phases as an intermediate phase between a solid and a liquid crystal.

이에, 기존에는 비 카이랄성(achiral) 물질이었으나, 온도가 낮아짐에 따라 HNF(Helical nanofilament, B4 상)을 형성하게 되고, 그 꼬임의 방향에 따라 (시계방향 또는 반시계방향, R 또는 L) 카이랄(Chiral)한 구조체를 형성할 수 있다.Accordingly, conventionally, it was an achiral material, but as the temperature decreases, HNF (Helical nanofilament, B4 phase) is formed, and depending on the twist direction (clockwise or counterclockwise, R or L) A chiral structure can be formed.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 서로 다른 물질의 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)을 포함하기 때문에, 두 물질이 각각 형성되는 B4 상도 달라질 수 있다.Therefore, the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a curved liquid crystal compound (HNF, 110) forming a first spiral nanofilament structure of different materials and a bent type liquid crystal compound forming a second spiral nanofilament structure. Since the liquid crystal compound (N-HNF, 120) is included, the B4 phase in which the two materials are formed may also be different.

즉, 기존에 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)의 B4 상의 꼬임 방향이 R이라면, 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120) 물질이 네마틱(Nematic) 상을 거쳐 B4 상으로 형성되는 과정에서 R 방향의 카이랄 환경에 노출되어있기 때문에 R 방향으로 꼬이는 나선형 구조체를 형성할 확률이 높아질 수 있다.That is, if the twist direction of the B4 phase of the existing bending liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first spiral nanofilament structure is R, the bending liquid crystal compound (N-HNF, 120 forming the second spiral nanofilament structure) ) Since the material is exposed to the chiral environment in the R direction in the process of forming the B4 phase through the nematic phase, the probability of forming a helical structure twisted in the R direction may increase.

따라서, 나선형 나노필라멘트 이원혼합계는 R+R 또는 L+L로 표현될 수 있다.Thus, a binary mixture system of helical nanofilaments can be expressed as R+R or L+L.

이에, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 HNF (B4) + N-HNF (B4)을 가짐으로써 큰 원편광비대칭값을 가질 수 있다.Thus, the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention may have a large circular polarization asymmetry value by having HNF (B4) + N-HNF (B4).

제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 나선형 나노필라멘트 구조체의 Helical Nanofilament(HNF) 상 및 B4 상은 동일한 의미이며, 비 카이랄성 액정 조성물은 다층의 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110)과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)이 상온에서 자가 결합하면서 트위스트되어 나선형 구조체를 형성할 수 있다. 바람직하게는 나선형 구조체들의 중심축들이 서로 평행하게 형성될 수 있다.Helical Nanofilament (HNF) of the spiral nanofilament structure of the bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure The phase and B4 phase have the same meaning, and the achiral liquid crystal composition includes a bent liquid crystal compound (HNF, 110) forming a multi-layered first spiral nanofilament structure and a bent liquid crystal compound (forming a second spiral nanofilament structure) N-HNF, 120) can form a helical structure by being twisted while self-combining at room temperature. Preferably, central axes of the helical structures may be formed parallel to each other.

본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 냉각 온도는 60℃ 내지 100℃일 수 있고, 바람직하게는 냉각 온도는 60℃ 내지 70℃일 수 있다.The cooling temperature of the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention may be 60°C to 100°C, preferably 60°C to 70°C.

만약, 냉각 온도가 60℃ 미만이면 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)이 결정 상으로 상전이가 일어나 결정화되는 과정에서 HNF (Helical nanofilamnet, B4) 구조체가 파괴되는 문제가 있고, 100℃를 초과하면 HNF (B4) + N-HNF (B4) 조합이 아닌 HNF (B4) + N-HNF (N)이 되는 문제가 있다.If the cooling temperature is less than 60° C., the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second helical nanofilament structure undergoes a phase transition to a crystalline phase and the HNF (Helical nanofilamnet, B4) structure is destroyed during crystallization. There is a problem, and when it exceeds 100 ° C., there is a problem that HNF (B4) + N-HNF (N) is not a combination of HNF (B4) + N-HNF (B4).

본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계의 나선을 따라 정렬되는 발광체(130)를 포함한다.An achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention includes a light emitting body 130 aligned along the spiral of a binary mixture system of spiral nanofilaments.

발광체(130)는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계의 배향에 따라 배치될 수 있다. 즉 발광체(130)는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계의 배향성에 영향을 받을 수 있다. 이때 발광체(130)는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계의 구조에 따라 정렬 또는 배열될 수 있는 발광 소재이며, 액정의 질서도에 따라 정렬될 수 있는 발광 소재면 무엇이든지 가능하며, 배향에 따라 배치된다는 의미는 동일하게 배향될 수 있고, 또는 유사하게 배향될 수 있다는 의미이다.The light emitting body 130 may be arranged according to the orientation of the binary mixture system of helical nanofilaments. That is, the light emitting body 130 may be affected by the orientation of the binary mixture system of spiral nanofilaments. At this time, the light emitting body 130 is a light emitting material that can be aligned or arranged according to the structure of the spiral nanofilament binary mixture system, and can be any light emitting material that can be aligned according to the order of liquid crystals, which means that it is arranged according to the orientation. means that can be oriented identically or similarly oriented.

구체적으로는 발광체(130)는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계에 따라 잘 이동하는 유기 발광체이며, 발광체(130)은 비 카이랄성(Achiral) 또는 카이랄성(chiral)일 수 있다.Specifically, the light emitting body 130 is an organic light emitting body that moves well according to a binary mixture system of spiral nanofilaments, and the light emitting body 130 may be achiral or chiral.

보다 구체적으로는, 발광체(130)는 하기 화학식 3로 표시되는 유기 발광체인 PM580 Dye일 수 있다. More specifically, the light emitting body 130 may be PM580 Dye, which is an organic light emitting material represented by Chemical Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00006
Figure pat00006

그러나 이는 발광체(130)를 앞서 전술한 유기 발광체로 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.However, this does not limit the light emitting body 130 to the above-described organic light emitting body, and various modifications and variations can be made from these descriptions by those skilled in the art.

발광체(130)는 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 일부가 발광체(140)로 치환되거나 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)들 사이에 추가되어 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 네마틱 상 구조에 따라 정렬 또는 배열될 수 있으며, 발광체(130)는 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 배향과 동일할 수 있다. In the light emitting body 130, a portion of the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure is substituted with the light emitting body 140 or a bent liquid crystal compound (N-HNF) forming the second spiral nanofilament structure (N-HNF). -HNF, 120) may be aligned or arranged according to the nematic phase structure of the curved liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure, and the light emitting body 130 is It may be the same as the orientation of the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the two-helical nanofilament structure.

발광체(130)는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계 대비 1wt% 내지 2wt%로 포함될 수 있다.The light emitting body 130 may be included in an amount of 1wt% to 2wt% compared to the spiral nanofilament binary mixture system.

하지만, 중량비는 구체적으로 제시된 화합물에 해당하는 값으로, 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계 물질에 따라 중량비는 달라질 수 있으며, 다른 측면으로는 발광체(130)가 PM-580이 아니라면 또 중량비는 달라질 수 있다. 따라서 중요한 것은 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)의 정렬성을 깨지 않는 범위 이내의 중량비로 혼합된다면 문제가 없다는 것이다. However, the weight ratio is a value corresponding to the specifically presented compound, and the weight ratio may vary depending on the binary mixture of spiral nanofilament materials. Therefore, what is important is that there is no problem if they are mixed in a weight ratio within a range that does not break the alignment of the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure.

따라서 발광 소재인 발광체를 액정 화합물에 혼합하는 비율을 상기와 같이 한정하는 것은 아니며. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있다.Therefore, the mixing ratio of the light emitting material, which is a light emitting material, to the liquid crystal compound is not limited as described above. Those skilled in the art in the field to which the present invention pertains may make various modifications and variations from these descriptions.

발광체(130)는 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF, 110) 및 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF, 120)과 반응성이 없으며 서로의 특성에 영향을 미치지 않는다.The light emitting body 130 has no reactivity with the curved liquid crystal compound (HNF, 110) forming the first spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound (N-HNF, 120) forming the second spiral nanofilament structure, and is mutually does not affect the properties.

본 발명의 실시예에 따른 원편광 소자는 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물을 포함한다. 바람직하게는, 비 카이랄성 액정 조성물은 원편광 발광일 수 있다.A circular polarization device according to an embodiment of the present invention includes an achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention. Preferably, the achiral liquid crystal composition may emit circularly polarized light.

본 발명의 실시예에 따른 원편광 소자는 제1 전극, 제1 전극 상에 형성되고, 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물을 포함하는 발광층 및 발광층 상에 형성되는 제2 전극을 포함할 수 있다.A circular polarization device according to an embodiment of the present invention includes a first electrode, a light emitting layer formed on the first electrode and including the achiral liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention, and a second electrode formed on the light emitting layer. can include

제1 전극은 발광층으로 정공을 제공하는 애노드(anode) 전극 일 수 있고, 제1 전극은 광을 투과시키기 위하여 투명 전극으로 이루어질 수 있다.The first electrode may be an anode electrode providing holes to the light emitting layer, and the first electrode may be formed of a transparent electrode to transmit light.

제2 전극은 발광층으로 전자를 제공하는 캐소드(cahthode) 전극 일 수 있고, 제2 전극은 광을 반사시키기 위하여 반사 전극으로 이루어질 수 있다.The second electrode may be a cathode electrode providing electrons to the light emitting layer, and the second electrode may be formed of a reflective electrode to reflect light.

그러나, 이에 제한되지 않고, 제1 전극의 일함수가 제2 전극의 일함수 보다 작은 경우, 제1 전극이 캐소드 전극에 해당할 수 있다.However, it is not limited thereto, and when the work function of the first electrode is smaller than the work function of the second electrode, the first electrode may correspond to the cathode electrode.

제1 전극 및 제2 전극은 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 인듐주석산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐아연산화물(IZO, Indium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO, Aluminum Zinc Oxide), 불소산화주석(FTO, Fluorine Tin Oxide), 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano Tube), 그래핀(graphene) 및 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The first electrode and the second electrode are aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), palladium (Pd), platinum (Pt), indium tin oxide (ITO), indium Zinc Oxide (IZO), Aluminum Zinc Oxide (AZO), Fluorine Tin Oxide (FTO), Carbon Nano Tube (CNT), Graphene and Medium At least one may be included.

발광층은 발광층에서 출사되는 광이 특정 방향으로 회전하는 편광 상태를 가지도록 카이랄성(시계 or 반시계 방향)을 가질 수 있는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계를 포함함으로써, 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계가 주변의 발광체(예: 발광 유기 분자)의 배향 방향에 영향을 미칠 수 있다.The light-emitting layer includes a spiral nanofilament binary mixture system that can have chirality (clockwise or counterclockwise direction) so that light emitted from the light-emitting layer has a polarization state that rotates in a specific direction, so that the spiral nanofilament binary mixture system is It may affect the orientation direction of the luminous body (eg, luminescent organic molecule).

나선형 나노필라멘트 이원 혼합계는 발광체의 두께 방향으로 비틀림 각도를 제공하여 발광체들을 나선형 구조로 적층시킬 수 있다. 따라서, 발광 분자에서 생성된 광이 회전하는 편광 상태를 가지도록 할 수 있다.The spiral nanofilament binary mixture system provides a twist angle in the thickness direction of the light emitting body so that the light emitting body can be stacked in a spiral structure. Accordingly, light generated from light emitting molecules can have a rotating polarization state.

보다 구체적으로, 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계가 나선형 구조이기 때문에 발광체에서 생성된 광이 회전하는 편광 상태를 가질 수 있다. 또한, 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계에 발광체가 부착되어 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계에 의하여 발광체에서 생성된 광이 회전하는 편광 상태를 가질 수 있다.More specifically, since the spiral nanofilament binary mixture system has a helical structure, light generated from the light emitting body may have a rotating polarization state. In addition, since the light emitting body is attached to the binary spiral nanofilament mixture system, light generated from the light emitting body by the binary spiral nanofilament mixture system may have a rotating polarization state.

본 발명의 실시예에 따른 원편광 소자는 발광층에 포함되는 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물이 나선형 적층 구조를 가지기 때문에, 생성된 광은, 특정 방향으로 회전하는 편광 상태를 가질 수 있다. 나선 적층된 나선형 나노필라멘트 이원혼합계로 이루어진 발광층은, 제1 전극을 향하여, 제1 방향으로 회전하는 편광 상태를 가지는 제1 광을 출사하고, 제2 전극을 향하여, 제1 방향과 역 방향인 제2 방향으로 회전하는 편광 상태를 가지는 제2 광을 출사할 수 있다.In the circular polarization device according to an embodiment of the present invention, since the achiral liquid crystal composition according to the embodiment of the present invention included in the light emitting layer has a spiral stacked structure, the generated light has a polarization state rotating in a specific direction. can The light emitting layer composed of a spirally stacked spiral nanofilament binary mixture system emits first light having a polarization state rotating in a first direction toward the first electrode, and toward the second electrode, toward a second direction opposite to the first direction. Second light having a polarization state rotating in two directions may be emitted.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 원편광 소자는 발광층에 포함되는 본 발명의 실시예에 따른 비 카이랄성 액정 조성물을 포함함으로써, 나선형 나노필라멘트 이원혼합계가 나선형 형상을 가짐으로써, 생성되는 광에 부여되는 회전 편광 특성을 극대화할 수 있다.Therefore, the circular polarization device according to the embodiment of the present invention includes the achiral liquid crystal composition according to the embodiment of the present invention included in the light emitting layer, so that the spiral nanofilament binary mixed system has a spiral shape, thereby reducing the generated light. It is possible to maximize the imparted rotational polarization characteristics.

실시예 1: HNF(80) : N-HNF(20)Example 1: HNF (80): N-HNF (20)

P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)), 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate 및 발광체인 PM580 Dye를 혼합하여 액정 혼합물을 제조한 다음, 클로로포름 용매에 녹여 교반하였다.P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)), 5-((4-((3 -Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate and the light-emitting PM580 Dye were mixed to form a liquid crystal mixture. After preparation, it was dissolved in chloroform solvent and stirred.

이 때, 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계인 P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) 및 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate는 80:20의 질량비(wt%)로 혼합(140g:60g)되었고, 발광체인 PM580 Dye은 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계에 대하여 2wt%로 첨가되었다.At this time, P7-O-PIMB ((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate), which is a binary mixture of spiral nanofilaments, and 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate is 80 It was mixed (140g:60g) at a mass ratio (wt%) of :20, and PM580 Dye, a light emitting agent, was added at 2wt% for the spiral nanofilament binary mixture system.

이 후, 클로로포름을 증발시키고, 액정 혼합물이 모두 등방성(isotropic) 상태를 갖는 온도 195℃ ~ 200℃ 까지 가열한 다음, 하판 및 상판 유리로 제작된 셀(cell)에 액정 혼합물을 주입하였다,Thereafter, chloroform was evaporated, and the liquid crystal mixture was heated to a temperature of 195° C. to 200° C. at which all of the liquid crystal mixtures were in an isotropic state, and then the liquid crystal mixture was injected into a cell made of lower and upper glass.

이후, 2℃/min 속도로 온도를 냉각시키면서 상전이를 관찰하였다.Thereafter, the phase transition was observed while cooling the temperature at a rate of 2 °C / min.

실시예 2: HNF(60) : N-HNF(40)Example 2: HNF (60): N-HNF (40)

P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) 및 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate를 60:40의 중량비로 포함한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 제조되었다.P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) and 5-((4-((3 Except for containing -Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate in a weight ratio of 60:40 It was prepared in the same way as in Example 1.

실시예 3: HNF(40) : N-HNF(60)Example 3: HNF (40): N-HNF (60)

P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) 및 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate를 40:60의 중량비로 포함한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 제조되었다.P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) and 5-((4-((3 Except for containing -Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate in a weight ratio of 40:60 It was prepared in the same way as in Example 1.

비교예 1: HNF(100) : N-HNF(0)Comparative Example 1: HNF (100): N-HNF (0)

P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) 및 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate를 100:0의 중량비로 포함한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 제조되었다.P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) and 5-((4-((3 Except for containing -Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate in a weight ratio of 100:0 It was prepared in the same way as in Example 1.

비교예 2: HNF(0) : N-HNF(100)Comparative Example 2: HNF (0): N-HNF (100)

P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) 및 5-((4-((3-Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate를 0:100의 중량비로 포함한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 제조되었다.P7-O-PIMB((E)-1,3-phenylene bis(4-((E)-((4-(heptyloxy)phenyl)imino)methyl)benzoate)) and 5-((4-((3 Except for containing -Chloro-4-(octyloxy)benzoyl)oxy)benzylidene)amino)-2-methoxyphenyl 4'-(octyloxy)-[1,1'-biphenyl]-4-carboxylate in a weight ratio of 0:100 It was prepared in the same way as in Example 1.

도 2는 비교예 1에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이고, 도 3은 실시예 1에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이며, 도 4는 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이고, 도 5는 실시예 3에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이며, 도 6은 비교예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이다.2 is an image showing a polarization microscope (POM) measurement result of an achiral liquid crystal composition according to Comparative Example 1, and FIG. 3 is a polarization microscope (POM) measurement result of a chiral liquid crystal composition according to Example 1 , Figure 4 is an image showing the polarization microscope (POM) measurement result of the achiral liquid crystal composition according to Example 2, Figure 5 is the polarization of the chiral liquid crystal composition according to Example 3 6 is an image showing a polarization microscope (POM) measurement result of the non-chiral liquid crystal composition according to Comparative Example 2.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물 또는 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 단독으로 포함하는 비교예 1 및 비교예 2는 도메인이 작게 형성되나, 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물 및 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 모두 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원혼합계를 포함하는 실시예 1 내지 5에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 비교예 1 및 2 대비 매우 큰 도메인이 형성되는 것을 알 수 있다.Referring to FIGS. 2 to 6 , Comparative Example 1 including only a bent liquid crystal compound forming a first helical nanofilament (HNF) structure or a bent liquid crystal compound forming a second helical nanofilament structure And Comparative Example 2 is a helical nanofilament containing both a bent liquid crystal compound forming a first helical nanofilament (HNF) structure and a bent liquid crystal compound forming a second helical nanofilament structure, although the domain is formed small. It can be seen that the achiral liquid crystal composition according to Examples 1 to 5 including the filamentary binary mixing system formed a very large domain compared to Comparative Examples 1 and 2.

보다 구체적으로, 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물 또는 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 단독으로 포함하는 비교예 1 및 비교예 2에서도 CD(Circular Dichroism) 신호가 관측되었으며, 이로 인해 CPL(Circular Polarization Dichroism)도 발생할 수 있으나, 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물 또는 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 단독으로 포함하는 경우에는 원편광의 세기가 매우 약하고 균일성이 좋지 못하고, HNF는 Crystal 또는 semi-crystal 상태이므로, 전계로 컨트롤하여 원편광 발광을 on-off하기 힘들다.More specifically, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, which alone contained a curved liquid crystal compound forming a first helical nanofilament (HNF) structure or a curved liquid crystal compound forming a second helical nanofilament structure, A CD (Circular Dichroism) signal was observed, which may also cause CPL (Circular Polarization Dichroism), but a bent liquid crystal compound forming a first helical nanofilament (HNF) structure or a second helical nanofilament structure. When the formed curved liquid crystal compound is included alone, the intensity of circularly polarized light is very weak and the uniformity is poor, and since HNF is in a crystal or semi-crystal state, it is difficult to control circularly polarized light emission on-off by electric field.

왜냐하면 순수한 HNF 상태에서는 도메인이 매우 작아서 +,- 원편광성이 서로 상쇄되어서 실질적으로 한쪽 방향의 원편광 발광이 세게 나오기 힘들기 때문이다. This is because, in the pure HNF state, the domain is very small, and + and - circular polarization cancel each other, so it is difficult to substantially emit strong circular polarization in one direction.

하지만, 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물 및 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 모두 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원혼합계는 CD값도 증폭이 되고, CPL도 크게 나타날 수 있다. 이는 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물이 혼합되어 있으면 도메인이 커지는 효과도 나타났기 때문이며, 특정 도메인에서는 +(RCPL)이 또는 LCPL이 크게, 지배적으로 나타날 수 있기 때문이다. However, the helical nanofilament binary mixture system including both the bent liquid crystal compound forming the first helical nanofilament (HNF) structure and the bent liquid crystal compound forming the second helical nanofilament structure also amplifies the CD value. , and the CPL may also appear large. This is because when the bent liquid crystal compound forming the second helical nanofilament structure is mixed, the effect of increasing the domain is also shown, and + (RCPL) or LCPL may appear large and dominant in a specific domain.

도 7은 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 상변화에 따른 편광 현미경(POM) 측정 결과를 도시한 이미지이다.7 is an image showing a polarization microscope (POM) measurement result according to the phase change of the achiral liquid crystal composition according to Example 2.

도 7을 참조하면, 온도에 따라 상전이 나타나고, 90℃에서, 카이랄성을 가진 도메인은 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물의 B4 상과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물의 B4 상이 함께 존재(HNF(B4) + N-HNF(B4))할 때 관찰되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 7, a phase transition appears depending on temperature, and at 90° C., domains having chirality form a first helical nanofilament (HNF) structure, and a B4 phase and a second helical nanostructure of a bent liquid crystal compound. It can be seen that this is observed when the B4 phase of the bent liquid crystal compound forming the filament structure exists together (HNF(B4) + N-HNF(B4)).

도 8은 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 온도에 따른 CPL(Circularly Polarizing Light)의 g 값을 각 상(Phase)에 따라 측정된 결과를 도시한 그래프이다.8 is a graph showing the results of measuring the g value of CPL (Circularly Polarizing Light) according to the temperature of the non-chiral liquid crystal composition according to Example 2 according to each phase.

g 값(g value)는 도면에서 g lum으로 표기된 값을 지칭하며 원편광 특성의 대표 변수인 발광 비대칭 상수이다. 이는 CD 스펙트럼 Kuhn's dissymmetry factor와 유사하며, 좌원편강 발광(LCPL)과 우원편광 발광(RCPL) 강도(즉, ILCPL과 IRCPL)의 차이를 하기 계산식 1과 같이 정규화한 값으로 정의된다.The g value (g value) refers to the value indicated as g lum in the drawing and is a luminescence asymmetry constant that is a representative variable of circular polarization characteristics. This is similar to the CD spectrum Kuhn's dissymmetry factor, and is defined as a value obtained by normalizing the difference between left circular polarization (LCPL) and right circular polarization (RCPL) intensities (ie, I LCPL and I RCPL ) as shown in Equation 1 below.

<계산식 1><Calculation 1>

Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00007
Figure pat00008

g 값은 계산식 1에 의하여 도출된 y값을 도 9에 나타내었다. 각 온도에 따라 나타난 g 값은 나선형 나노필라멘트 이원혼합계에서만 유효한 것으로 나타나기에, 나선형 나노필라멘트 이원혼합계의 구조적인 역할이 매우 큰 것을 알 수 있다.The g value is shown in FIG. 9 as the y value derived by Equation 1. Since the value of g according to each temperature appears to be effective only in the spiral nanofilament binary mixture system, it can be seen that the structural role of the spiral nanofilament binary mixture system is very large.

따라서, 제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물이 자기조립되어 헬리칼 나노필라멘트 구조체를 형성하고, 그 구조체에 영향을 받아 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물이 배향 및 질서도를 갖음으로써, 이때, 발광체도 그 질서도에 영향을 받아 정렬될 경우 원편광 발광 (Circularly polarized luminescence, CPL)이 나타날 수 있다.Therefore, the bent liquid crystal compound forming the first helical nanofilament (HNF) structure is self-assembled to form the helical nanofilament structure, and the bent type liquid crystal compound forming the second helical nanofilament structure is influenced by the structure. Since the type liquid crystal compound has orientation and degree of order, circularly polarized luminescence (CPL) may appear when the light emitting body is also aligned under the influence of the degree of order.

도 8을 참조하면, 비 카이랄성 조성물이 온도 변화에 따라 나선형 나노필라멘트 이원혼합계의 구조적 재현성을 나타내고 있으며, 이것이 원편광된 루미네센스를 다시 발현시키는 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 8 , it can be seen that the achiral composition exhibits the structural reproducibility of the binary mixture system of spiral nanofilaments according to the temperature change, which re-expresses circularly polarized luminescence.

이는 온도가 올라가 등방성(Isotropic) 상이 되면 액정이 HNF에 영향을 받지 않게 되어 원편광 발광 신호가 사라지고, 온도를 낮추어 액정이 B4 상이 되면 배향/정렬성이 생겨서 원편광 발광 신호가 발생하게 됨으로 확인할 수 있다. This can be confirmed by the fact that when the temperature rises and becomes an isotropic phase, the liquid crystal is not affected by HNF and the circularly polarized light emission signal disappears. there is.

도 9는 실시예 2에 따른 비 카이랄성 액정 조성물의 파장에 따른 CPL(Circularly Polarizing Light) 신호를 각 상(Phase)에 따라 측정된 결과를 도시한 그래프이다.9 is a graph showing results obtained by measuring a Circularly Polarizing Light (CPL) signal according to the wavelength of the achiral liquid crystal composition according to Example 2 according to each phase.

도 9는 원편광된 루미네센스의 측정결과에 따라 나선형 나노필라멘트 이원혼합계의 구조적 재현성을 확인할 수 있다. 이때, 비 카이랄성 액정 조성물이 상 변화에 따라 나선형 나노필라멘트 이원혼합계의 구조적 재현성을 전계에 따른 원편광된 루미네센스 크기로 나타내고 있다.9 shows the structural reproducibility of the spiral nanofilament binary mixture system according to the measurement results of the circularly polarized luminescence. At this time, the structural reproducibility of the spiral nanofilament binary mixture system according to the phase change of the achiral liquid crystal composition is represented by the size of circularly polarized luminescence according to the electric field.

도 9를 참조하면, 실시예 2 에 따른 비 카이랄성 액정 조성물은 모두 B4 상을 가질 때 원편광 신호가 증가되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that the circularly polarized light signal is increased when all of the achiral liquid crystal compositions according to Example 2 have a B4 phase.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described by the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and variations from these descriptions. this is possible Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.

110: 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF)
120: 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF)
130: 발광체
110: curved liquid crystal compound (HNF) forming the first helical nanofilament structure
120: a bent liquid crystal compound (N-HNF) forming a second helical nanofilament structure
130: luminous body

Claims (10)

제1 나선형 나노필라멘트(helical nanofilament, HNF) 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물과 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물을 포함하는 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계; 및
상기 나선형 나노필라멘트 이원 혼합계의 나선을 따라 정렬되는 발광체;
를 포함하고,
상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물은 네마틱 상(Nematic phase; N-HNF)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
A helical nanofilament binary mixture system comprising a bent liquid crystal compound forming a first helical nanofilament (HNF) structure and a bent liquid crystal compound forming a second helical nanofilament structure; and
a light emitting body arranged along the spiral of the spiral nanofilament binary mixture system;
including,
An achiral liquid crystal composition, characterized in that the bent liquid crystal compound forming the second spiral nanofilament structure includes a nematic phase (N-HNF).
제1항에 있어서,
상기 제1 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(HNF) 및 상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF)의 혼합비는 7:3 내지 5:5인 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
According to claim 1,
The mixing ratio of the bent liquid crystal compound (HNF) forming the first spiral nanofilament structure and the bent liquid crystal compound (N-HNF) forming the second spiral nanofilament structure is 7:3 to 5:5 An achiral liquid crystal composition to be.
제1항에 있어서,
상기 비 카이랄성 액정 조성물은 냉각 온도에 따라 상(Phase)이 조절되는 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
According to claim 1,
The chiral liquid crystal composition is a chiral liquid crystal composition, characterized in that the phase (Phase) is adjusted according to the cooling temperature.
제3항에 있어서,
상기 제1 나선형 나노필라멘트 구조체(HNF)를 형성하는 굽은형 액정 화합물 및 상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF)은,
온도에 따라 하기 [식 1]과 같이 상전이되는 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
[식 1]
HNF (Iso, 등방성 상) + N-HNF (Iso, 등방성 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (Iso, 등방성 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (N, 네마틱 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (B4 상) => HNF (B4 상) + N-HNF (Cr, 결정 상)
According to claim 3,
The bent liquid crystal compound forming the first spiral nanofilament structure (HNF) and the bent liquid crystal compound (N-HNF) forming the second spiral nanofilament structure,
An achiral liquid crystal composition characterized by a phase transition as shown in [Formula 1] below depending on temperature.
[Equation 1]
HNF (Iso, isotropic phase) + N-HNF (Iso, isotropic phase) => HNF (B4 phase) + N-HNF (Iso, isotropic phase) => HNF (B4 phase) + N-HNF (N, nematic phase) phase) => HNF (phase B4) + N-HNF (phase B4) => HNF (phase B4) + N-HNF (Cr, crystal phase)
제1항에 있어서,
상기 제1 나선형 나노필라멘트 구조체(HNF)를 형성하는 굽은형 액정 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00009

상기 화학식 1에서, n 은 7내지 16의 정수이다.
According to claim 1,
An achiral liquid crystal composition, characterized in that the bent liquid crystal compound forming the first spiral nanofilament structure (HNF) is a compound represented by Formula 1 below.
[Formula 1]
Figure pat00009

In Formula 1, n is an integer from 7 to 16.
제1항에 있어서,
상기 제2 나선형 나노필라멘트 구조체를 형성하는 굽은형 액정 화합물(N-HNF)은 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
[화학식 2]
Figure pat00010

According to claim 1,
An achiral liquid crystal composition, characterized in that the bent liquid crystal compound (N-HNF) forming the second spiral nanofilament structure is a compound represented by Formula 2.
[Formula 2]
Figure pat00010

제1항에 있어서,
상기 발광체는 유기 발광체인 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
According to claim 1,
The luminous body is an achiral liquid crystal composition, characterized in that the organic luminous body.
제7항에 있어서,
상기 발광체는 하기 화학식 3인 것을 특징으로 하는 비 카이랄성 액정 조성물.
[화학식 3]
Figure pat00011

According to claim 7,
The light emitting body is a chiral liquid crystal composition, characterized in that the formula (3).
[Formula 3]
Figure pat00011

제1항에 따른 비 카이랄성 액정 조성물을 포함하는 원편광 소자.
A circular polarization device comprising the achiral liquid crystal composition according to claim 1.
제9항에 있어서,
상기 비 카이랄성 액정 조성물은 원편광 발광하는 것을 특징으로 하는 원편광 소자.
According to claim 9,
The achiral liquid crystal composition is circularly polarized light, characterized in that the light emission.
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