WO2010053298A2 - 유방성 크로모닉 액정 조성물, 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법 및 그로 인해 제조된 유방성 크로모닉 액정 코팅막 - Google Patents

유방성 크로모닉 액정 조성물, 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법 및 그로 인해 제조된 유방성 크로모닉 액정 코팅막 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a mammary chromic liquid crystal composition, a method for manufacturing a mammary chromic liquid crystal coating film, and a mammary chromic liquid crystal coating film produced thereby, and more particularly, to a liquid crystal display device (LCD)
  • LCD liquid crystal display device
  • chromic liquid crystals A composition for producing a mammary chromic liquid crystal composition having a high hardness and improved coagulation stability between liquid crystals using the composition, and a mammary chromic liquid crystal coating film having high hardness and improved coagulation stability between liquid crystals using the composition. It relates to a method and a mammary chromic liquid crystal coating film produced thereby.
  • a polarizing film and a retardation film are used in combination with an optical film to induce various polarization characteristics.
  • an azo dye for example, direct blue or direct red
  • a dichroic dye instead of iodine
  • azo dye can secure durability, but is substantially inferior to the iodine dye.
  • dichroism there exists a limit in expressing favorable optical characteristics.
  • Japanese Patent No. 3174367 and the like combine a lambda / 4 phase difference film and a lambda / 2 phase difference film formed by stretching a modified cellulose film, a modified polycarbonate film, etc.
  • An example of laminating an optical compensation film or a retardation film on a polarizing plate has been proposed, but the optical axis of the retardation film made of the stretched film as described above is changed according to the stretching direction.
  • each film should be cut out and laminated in accordance with the direction of each optical axis, and the films should be laminated so that the absorption axis and the retardation axis are at preferred angles. More specifically, the absorption axis of the polarizing plate is generally parallel to the stretching direction thereof, and the retardation axis of the retardation film is also parallel to the stretching direction thereof. Therefore, in order to laminate the polarizing plate and the retardation film at, for example, an angle of 45 ° between the absorption axis and the slow axis, one of the films must be cut out in the direction of 45 ° with respect to the stretching direction of the film. When the film is cut and glued in this way, for example, the angle between the optical axes is changed for all the cut films, and the quality of all the products is changed, which causes a problem of costly and time-consuming manufacturing of the product. .
  • US Pat. Nos. 2,400,877 and US 2,544,659 apply a solution of a dichroic material to a base film and evaporate the solvent from the applied surface to transform the dichroic material into a nematic phase, while at the same time a molecule of the material.
  • a method of solidifying by orienting in a direction is shown.
  • the dichroic nematic material is a water or alcohol soluble organic dye, which is converted into a nematic phase on the surface of the base film.
  • Liquid crystal means that molecules have an orientative order in the long-range, while positional order is reduced (one-dimensional position on the static) Refer to a state of matter that exhibits absent (nematic phase) characteristics.
  • liquid crystal Due to this intermediate order of liquid crystal, liquid crystal is defined as a material positioned between a crystalline solid having an even positional and directional order and an isotropic fluid having no order. Solid crystals or isotropic fluids can be transformed into the liquid crystal phase by changing the temperature or by changing the concentration by adding a suitable solvent. Commonly, a liquid crystal formed by temperature change, such as the former, is called a thermotropic liquid crystal, and a liquid crystal formed by concentration, such as the latter, is called a lyotropic liquid crystal.
  • the orientation method of a thermotropic liquid crystal is based on the fixation of a liquid crystal compound by the process to the specific direction of a base film.
  • This treatment is disclosed in US Pat. No. 5,596,434.
  • a base film is applied
  • a base film is processed by the method of mechanically rubbing.
  • the rubbing direction determines the alignment direction of the thermotropic liquid crystal.
  • the alignment phenomenon between the anisotropic base film and the liquid crystal array is referred to as "anchoring", and the alignment method by surface anchoring is commonly used in display devices using thermotropic liquid crystals.
  • anchoring The alignment phenomenon between the anisotropic base film and the liquid crystal array is referred to as "anchoring"
  • the alignment method by surface anchoring is commonly used in display devices using thermotropic liquid crystals.
  • the surface is treated with a polymer or surfactant to obtain the desired orientation properties.
  • the alignment of the breast liquid crystal has a side that is more difficult than the alignment of the thermotropic liquid crystal. This is because most breast-like liquid crystals are made of amphiphilic materials having both hydrophilicity and hydrophobicity.
  • Amphoteric molecules have a polar (hydrophilic) head and a nonpolar (hydrophobic) aliphatic chain tail. When these amphoteric molecules are in contact with the base film, they are generally arranged in a direction perpendicular to the plane of the base film due to the amphoteric properties of the liquid crystal. This orthogonal orientation means that the optical axis is orthogonal to the base film.
  • the concentration and structure of a specific molecule have a great influence in determining the arrangement order of liquid crystals.
  • Common lyotropic liquid crystals have a long columnar shape mainly made of rod-shaped or stacked or plate-shaped molecules.
  • LCLC lyotropic chromonic liquid crystal
  • LCLCs unlike conventional mammary liquid crystals, which are flexible, have an ionic functional group at one end of a rod-like aliphatic chain molecule, and are made of an amphoteric material, have a hydrophilic or hydrophilic structure around a hard, plank-shaped aromatic molecule. It has a structure with an ionic functional group.
  • the LCLC is widely used in dyes, pharmaceuticals, nucleic acids, antibiotics, anticancer agents and the like.
  • the molecular structure and macrostructure of the LCLC are as shown in FIGS. 1 and 2. That is, as shown in Figure 1, in the aqueous solution, the head portion of the hydrophilic group (1) is directed to the outside, the tail portion of the hydrophobic group (2) is aggregated (aggregated), have a micellar structure (micellar), or As shown in Fig. 2, molecules having the hydrophilic group 3 attached to the planar aromatic hydrophobic core 4 are laminated. This is called self-assembly, and this self-assembly has a stable orientation characteristic, attracting attention as a material used in various optical elements.
  • the stacked structure between the molecules is formed by the ⁇ - ⁇ interaction between the aromatic cores 4.
  • J. Lydon, Chromonics: Handbook of Liquid Crystals (Wiley-VCH, Weinheim, 1998) v. 2B, p. 981 and Current Opin. Col. Inter. Sci. 3, 458 (1998)] is also water soluble due to hydrophilic ionic functionality around the molecule.
  • US Pat. No. 5,948,487 or International Patent PCT / US2000 / 031181 discloses structures oriented using nematic chromic liquid crystal materials containing one or more triazine groups
  • US Pat. No. 6,570,632 A method is disclosed in which a chromonic material comprising chromoline (C 23 H 14 O 11 Na 2 ) is applied onto a glass substrate, rubbed and oriented, and dried to remove the solvent to obtain an optical film.
  • the alignment structure of the optical film manufactured by this method is as shown in FIG. 3.
  • the oriented optical film has a structure in which the molecular plane of the LCLC 13 is aligned on the YZ plane, and the long axis of the LCLC 13 molecules is aligned in the Y-axis direction on the base film 11.
  • the molecular planes of some molecules are not perfectly aligned on the YZ plane, or that the long axis of the LCLC 13 molecules is aligned out of the Y axis direction.
  • the alignment structure of the optical film produced by the method is as shown in FIG.
  • a poly cation 12 is coated on a base film 11 made of glass or mica, and an aqueous solution of violet 20 (13), which is a kind of anionic LCLC, has a mechanical shearing force in the X-axis direction.
  • violet 20 13
  • the unnecessary structures are washed, removed, and dried to maintain the lamination structure of the chromonic liquid crystals electrostatically stacked on the dried film.
  • the polycation 12 and the anionic LCLC 13 are repeatedly repeated several times in the base film 11 to obtain a stacked structure.
  • the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention, by using a monomer instead of an aqueous solution used in the chromic liquid crystal composition, orienting it, and then curing with a monomer without drying step, A method for producing a breast chromic liquid crystal composition and a breast chromic liquid crystal coating film which increases the bond strength between molecular aggregates and between the aggregates and the base film to obtain an optical film having a high surface hardness and no cracking after drying. And to provide a mammary chromic coating film thus produced.
  • the mammary chromonic liquid crystal composition according to the present invention comprises each chromic liquid crystal compound and a monomer having acid-base characteristics opposite to each other. That is, a basic chromonic liquid crystal compound having a basic functional group and an acidic monomer having an acidic functional group; Or an acidic chromonic liquid crystal compound having an acidic functional group and a basic monomer having a basic functional group.
  • the mammary chromonic liquid crystal composition according to the present invention is a cation (or anion) of a basic functional group (or an acidic functional group) surrounding an aromatic hydrophobic core of a chromonic liquid crystal compound, and as a counter-ion thereto.
  • anion (or cation) of an acidic monomer (or basic monomer) interacts to produce a mammary chromic liquid crystal having a new functional group, and when the composition is cured, the liquid crystal is reacted by a polymerization reaction by the new functional group. It is possible to strengthen the bonds between the respective molecular aggregates forming the laminated structure in the dye and the bond between the molecular aggregates and the base film, thereby achieving excellent mechanical, optical, and electrical properties of the formed film.
  • the chromonic liquid crystal compound has a form in which a hydrophilic functional group is surrounded around a rigid, plank-shaped aromatic molecule (hydrophobic core).
  • basic chromic liquid crystal compound or the “acidic chromic liquid crystal compound” used in the present invention, those having basic or acidic hydrophilic functional groups bonded to the hydrophobic core, respectively, are used.
  • a basic hydrophilic functional group hereinafter referred to as a "basic functional group” or an acidic hydrophilic functional group (hereinafter referred to as an “acidic functional group”), when reacted with an acidic monomer and a basic monomer described below, respectively,
  • the functional groups bear cations
  • the acid functional groups bear anions, respectively, which are ionically bound to the anions of the acidic monomers or to the cations of the basic monomers, and the bound monomers polymerize with additional monomers present in the composition, resulting in a mastogenicity.
  • a solid bond between the molecular aggregates stacked as a liquid crystal is achieved.
  • Such chromonic liquid crystal compounds are described in J. Lydon, Chromonics: Handbook of Liquid Crystals (Wiley-VCH, Weinheim, 1998) v. 2B, p. 981 and Current Opin. Col. Inter. Sci. 3, 458 (1998)], T. Sergan et al .: Liquid Crystals v. 5, pp. 567-572 (2000), wherein the basic (or acidic) functional group forms the aromatic ring (hydrophobic core) Will have.
  • the "basic functional group” refers to a functional group directly contacting an aromatic ring, and is not particularly limited as long as it is a basic functional group, but mainly an amine group, an imine group, an amide group, an azide group, a nitrate group or an ammonium group And a functional group in which nitrogen ions (N + ) are expressed upon reaction with an acidic monomer.
  • the basic functional group is generally present in the form of an amine group, an imine group, or the like as described above, or the nitrogen ions (N + ) and other anions are bonded to exist in the form of salts, which are described later. When reacted with, the nitrogen ions (N + ) are exposed to bond with the anions of the acidic functional groups of the acidic monomers.
  • the basic chromonic liquid crystal compound is as shown in the following formulas (I-1) to (I-11). However, the basic chromonic liquid crystal compound is not limited to the following chemical formula.
  • R is an alkyl group or a hydrogen atom
  • A is Cl
  • Me is either an alkyl group including a methyl group
  • HCOO a halogen atom
  • the term “acidic functional group” herein refers to a functional group directly contacting an aromatic ring, and is not particularly limited as long as it is an acidic functional group, but the carboxylate (COO ⁇ ) ion mainly reacts with a basic monomer described below. Salts, ester groups, carboxyl groups of COO -to be expressed; Phosphate, phosphine group, phosphate group, phosphonic acid group in which phosphate ions (PO 3 ⁇ ) are expressed during the reaction; And sulfonic acid and sulfonic acid groups in which sulfonic acid ions (SO 3 ⁇ ) are expressed during the reaction.
  • the acidic functional group is generally present in the form of an ester group, a phosphine group, a sulfonic acid group, or the like as described above, or the carboxylate (COO ⁇ ) ion and the like, H + , NH 4 + , Li + , Na + , K +
  • Other cations, such as, Cs + are present in the form of salts, and when reacted with a basic monomer described later, the anion is exposed to bond with a cation of an acidic functional group of the monomer.
  • acidic chromonic liquid crystal compounds are as shown in the following formulas (II-1) to (II-23).
  • the acid chromic liquid crystal compound is not limited to the following chemical formula.
  • R is an alkyl group or a hydrogen atom
  • n 1 to 3
  • X is hydrogen or a halogen atom
  • Me is an alkyl group including a methyl group
  • Formulas II-12 to II C at -23 is a cation such as H + , NH 4 + , Li + , Na + K + , and the like.
  • the basic or acidic chromonic liquid crystal compound is preferably contained in 3 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight based on the total composition.
  • the content range of the basic or acidic chromonic liquid crystal compound is a preferred range for the liquid crystal composition to exist with the characteristics of the liquid crystal between the solid crystal and the isotropic fluid.
  • an acidic or basic monomer is used instead of an aqueous solution, respectively, in the case of acidic monomo, the basic functional group of the basic chromonic liquid crystal compound, and in the case of the basic monomer, the acid functional group and strong ions of the acidic chromonic liquid crystal compound.
  • the liquid crystal when the composition is mixed in a combination containing the acidic chromonic liquid crystal compound and the basic monomer, the liquid crystal is further contained through water because of the influence of the sulfone group of the acidic chromonic liquid crystal compound. More preferably, a process of dispersing the compound and the monomer and then removing the water is carried out.
  • the "acidic monomer” used in the present invention is not particularly limited as long as the monomer has an acidic functional group corresponding to the basic functional group of the basic chromonic liquid crystal compound, and the carboxylate when reacted with the basic chromonic liquid crystal compound ( COO-acrylate-based monomer include salts, ester group, a carboxyl group, such as -) ions are expressed COO; Monomers including a phosphate, phosphine group, phosphate group, phosphonic acid group, etc.
  • n 0 to 3.
  • A is hydrogen, an alkali metal cation or primary to quaternary ammonium cation.
  • A is hydrogen, an alkali metal cation or primary to quaternary ammonium cation.
  • A is hydrogen, an alkali metal cation or primary to quaternary ammonium cation.
  • the "basic monomer” used in the present invention is not particularly limited as long as it is a monomer having a basic functional group corresponding to the acidic functional group of the acidic chromonic liquid crystal compound. It refers to a functional group which expresses a nitrogen ion (N + ) such as a cation, mainly an amine group, an imine group, an amide group, an azide group, a nitrate group or an ammonium group during the reaction.
  • N + nitrogen ion
  • Representative basic monomers include dialkylaminoalkylacrylates and methacrylates and quaternary or acid salts thereof (eg DMAEA, MAQ), dialkylaminoalkylacrylamides and methacrylamides and quaternary or acid salts thereof, N, N Diallylamine and its ammonium salt, diaryldimethylammonium chloride (DADMAC), Mannich products, and the like, but are not limited to these.
  • Alkyl groups are generally C1-4 alkyl.
  • the mammary chromic liquid crystal composition according to the present invention may further include a polymerization initiator such as a photoinitiator and a thermal initiator for facilitating polymerization after the alignment with the chromonic liquid crystal compound and the monomer.
  • a polymerization initiator such as a photoinitiator and a thermal initiator for facilitating polymerization after the alignment with the chromonic liquid crystal compound and the monomer.
  • the photoinitiator used in the present invention is used in the case of photopolymerizing the composition by ultraviolet light, specifically, diethoxyacetphenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 1 Acetphenones, such as -hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-methyl-2-morphine (4-thiomethylphenyl) propane-1-one, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzo Benzoin ethers such as phosphorus isobutyl ether, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenylsulfonic acid, 4-benzoyl-N, N-dimethyl-N- [2- (1-oxo-2-propenyloxy) ethyl] benzophenones such as
  • amine compounds such as N, N- dimethyl paratoluidin, and 4, 4'- diethylamino benzophenone, can also be used individually or in mixture.
  • thermal initiator when thermally polymerizing the mammary chromonic liquid crystal composition according to the present invention, a thermal initiator is used.
  • organic peroxide free radical initiators such as diacyl peroxides, peroxy ketals, ketone peroxides, hydroperoxides, dialkyl peroxides, peroxy esters, and peroxydicarbonates can be used.
  • lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, cyclohexanone peroxide, 1,1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, t-butylhydroperoxide and the like May be mentioned.
  • a combination of persulfate / bisulfite can be used.
  • the content of the polymerization initiator is preferably in the range of 0.01 wt% to 10 wt%, more preferably 0.5 wt% to 5 wt%, in 100 wt% of the composition. If the content of the polymerization initiator is less than 0.1% by weight, it is difficult to obtain a polymerization effect. If the content of the polymerization initiator is more than 10% by weight, too much polymerization initiator is added as compared to the polymerization initiation effect, resulting in low economic efficiency.
  • the mammary chromic liquid crystal composition used in the present invention may further include an additive in some cases, and may be added a solvent such as an organic solvent and water to facilitate viscosity control.
  • the additives include a nonionic vinyl monomer added to enable copolymerization with the monomer to control the physical properties of the prepared thin film, a leveling agent to increase the smoothness of the composition, and a surface tension of the composition.
  • Wetting agents, ultraviolet stabilizers, heat stabilizers, conductive surfactants, crosslinking monomers, anti-aging agents, denaturing agents or other materials for improving the wettability of the base film may be included.
  • the conductive surfactant quaternary ammonium is preferable.
  • the nonionic vinyl monomer is a copolymerizable nonionic ethylenically unsaturated monomer well known in the art.
  • Preferred nonionic vinyl monomers are compounds represented by the following formula (V) or (VI).
  • X is H or methyl;
  • Z is -C (O) OR 1 , -C (O) NH 2 , -C (O) NHR 1 , -C (O) N (R 1 ) 2 , -C 6 H 4 R 1 , -C 6 H 4 OR 1 , -C 6 H 4 Cl, -CN, -NHC (O) CH 3 , -NHC (O) H, N- (2-pyrrolidonyl), N-caprolactamyl, -C (O ) NHC (CH 3 ) 3 , -C (O) NHCH 2 CH 2 , -N-ethyleneurea, -SiR 3 , -C (O) O (CH 2 ) xSiR 3 , -C (O) NH (CH 2 ) xSiR 3 or-(CH 2 ) xSiR 3 ;
  • x is an integer from 1 to about 6;
  • Each R is independently
  • Suitable water insoluble nonionic vinyl monomers include C 1 -C 30 alkyl (meth) acrylates; C 1 -C 30 alkyl (meth) acrylamide; Styrene; Substituted styrenes such as vinyl toluene (ie 2-methylstyrene), butyl styrene, isopropyl styrene, p-chlorostyrene and the like; Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl caprolate, vinyl pivalate, vinyl neodecanoate, and the like; Unsaturated nitriles such as methacrylonitrile, acrylonitrile and the like; And unsaturated silanes such as trimethylvinylsilane, dimethylethylvinylsilane, allyldimethylphenylsilane, allyltrimethylsilane, 3-acrylamidopropyltrimethylsilane, 3-trimethylsily
  • nonionic vinyl monomers include C 1 -C 18 alkyl esters of acrylic acid and methacrylic acid, methacrylic amidoethyl-N-ethylene urea and combinations thereof.
  • crosslinking monomer examples include a diamine monomer, an acrylic polyfunctional monomer, an epoxy crosslinking agent, a metal chelate crosslinking agent, a silane crosslinking agent, an aldehyde, an N-methylol compound, a dioxane derivative, and a compound acting by activating a carboxyl group.
  • a phenol type compound, an amine compound, an organic sulfur type compound, a phosphine type compound is mentioned, for example.
  • glycols, silicones, and alcohols are mentioned, for example.
  • the said surfactant is used in order to make the surface of an optical film smooth, for example, Surfactant, such as a silicone type, an acryl type, and a fluorine type, is mentioned as a specific example.
  • liquid crystal composition may include various additives used in manufacturing a conventional photoresist, a monomer for crosslinking, and the like.
  • solvent water may be used.
  • Organic solvents such as alcohols, acetates, ethers, glycols, ketones, and carbonates, dimethyl formaldehyde (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), Any one of aprotic polar organic solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP) and N, N-dimethylacetamide (DMAc) may be used alone or in combination of two or more thereof, preferably dimethyl formaldehyde. (DMF) or methanol is used alone or in combination.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMAc N-dimethylacetamide
  • the addition amount of such an additive and a solvent, in the case of a chromic liquid crystal composition having basic It is preferable to add 0.01-40 weight% with respect to 100 weight% of compositions, More preferably, 0.1-35 weight% is added.
  • the chromic liquid crystal composition having acidity it is preferable to add 0.1 to 80% by weight, more preferably 40 to 80% by weight.
  • the manufacturing method of the mammary chromic liquid crystal coating film according to the present invention includes the mammary chromic liquid crystal composition described above, that is, each chromic liquid crystal compound and a monomer having acid-base characteristics opposite to each other, wherein the photoinitiator and A coating step of coating on the base film a breast chromic liquid crystal composition further comprising a polymerization initiator consisting of at least one of ten initiators; An alignment step of aligning a coating film made of the breast chromic liquid crystal composition; It comprises a curing step of curing the coating film by thermal polymerization or photopolymerization.
  • the manufacture of a thin liquid crystal film having anisotropic properties is an important field to be treated as an important application area of chromic liquid crystals.
  • the chromic liquid crystal composition used in the present invention is applied to a base film, and then cured to form a solid film, thereby having properties useful as a polarizing plate, an optical compensation film, a retarder, an alignment film, a color filter, and the like.
  • the present invention there is a strong cohesive stability at the molecular unit as "curing by polymerization", such as photopolymerization or thermal polymerization, to a monomer included in the composition, preferably without a drying step for removing water contained in the aqueous solution. Since the optical element having excellent mechanical, optical and electrical properties can be obtained.
  • curing by polymerization such as photopolymerization or thermal polymerization
  • the coating step is composed of chromic liquid crystal compounds and ionic monomers having acid-base characteristics opposite to each other as a main raw material, and as a polymerization initiator, a composition further comprising a photoinitiator and / or a thermal initiator is mixed. It is a step of applying on the base film.
  • a cation (or anion) of a basic (or acidic) functional group surrounding an aromatic hydrophobic core of a chromonic liquid crystal compound and an anion (or cation) of an acidic (or basic) monomer as a counter-ion thereto Acting to produce a mammary chromic liquid crystal having a new functional group, and when curing the composition, the bonds between the respective molecular aggregates and the molecules forming a laminated structure in the liquid crystal dye by polymerization by the new functional group.
  • the bond between the aggregate and the base film can be strengthened, and thus the excellent mechanical, optical and electrical properties of the formed film can be achieved.
  • composition when hardening the said composition using photopolymerization using an ultraviolet-ray, etc., when hardening
  • the coating method in the coating step is spin coating (dip coating), dip coating (Dip coating), flow coating (Flow coating), spray coating (Roll coating), gravure coating (Gravure Coating)
  • any one of micro-gravure coatings may be used.
  • an anisotropic film such as glass or mica or triacetyl cellulose (TAC) may be used, and as a hydrophobic transparent resin film, poly (polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate or the like)
  • PET polyethylene terephthalate
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • styrene polymers such as polystyrene and an acrylonitrile- styrene copolymer
  • a polycarbonate polymer can be used without limitation.
  • the alignment step in the present invention is a step of aligning or aligning a coating film made of the mammary chromic liquid crystal composition in a predetermined direction.
  • the orientation method can use a variety of well-known methods, such as using a strong magnetic field, using an alignment film, or using a shear force (shear).
  • a method of rubbing the surface of the base film or photoaligning a polymer having a photoactive group such as azobenzene may be used to prepare an alignment film.
  • a liquid crystal cell using a chromonic liquid crystal on a plate N phase or twisted chiral nematic (N *) may be utilized as a phase difference film having negative birefringence.
  • N * twisted chiral nematic
  • the nonionic polymer coating film having an azobenzene functional group After treating the nonionic polymer coating film having an azobenzene functional group by linearly polarized light to form an alignment film, it may be followed by a method of coating the chromic liquid crystal composition thereon.
  • the shear force alignment method is performed by coating a composition on a base film in a state of having a mammary liquid crystal phase and then applying a shear force on the composition coating film so that the axis of the chromonic liquid crystal molecules is oriented perpendicular to the direction in which the shear force is applied. do.
  • the composition containing the photoinitiator may be applied and oriented, and then, may be cured at room temperature or cold under ultraviolet irradiation, and in the case of thermal polymerization, the composition containing the thermal initiator is applied and oriented. And at a high temperature exceeding 100 ° C. for 10 minutes to 10 hours to cure the composition.
  • the photopolymerization or thermal polymerization may be generally used without any limitation as long as it is a method capable of curing the monomer by curing it.
  • the mammary chromonic liquid crystal composition includes a combination of an acidic chromonic liquid crystal compound, a basic monomer, and a polymerization initiator, in addition to the combination, a composition containing water is used. It is more preferable.
  • the acid chromonic liquid crystal compound is dispersed in the basic monomer having water solubility through water in the coating step, and after the coating step, further comprising a drying step of removing the water. It is preferable.
  • Any of the acrylic acid having an acrylic group (denoted by reference numeral “20” hereinafter) is mixed and reacted to form a unit molecular aggregate formed after polymerization is performed using a composition comprising molecules bonded in the form of the formula (VII-3).
  • the chromic liquid crystal molecule 10 and the acrylic acid in the form of a disc are reacted by an acid-base reaction, as shown in Formula VII-3.
  • (20) is dissolved in an excess of acrylic acid (20) in the form of a salt (salt) in the form of a mammary liquid crystal phase, while being laminated by self-organization of chromic liquid crystal molecules
  • the acrylic acid 20 bonded to the hydrophobic core 10 in the form shown in FIG. 6 and the external acrylic acid 20 not bonded to the hydrophobic core 10 are polymerized together. Strong bonding structures 20 'are formed between the molecular aggregate layers.
  • FIG. 7 is a view showing a polarizing film formed by the composition. That is, the chromic liquid crystal molecules 10 and the polymerized acrylic acid bonding structure 20 'are self-assembled and aligned on the base film 100.
  • the liquid crystal film thus prepared may be used as an optical film and the like, and a brief description will be made of an embodiment of a method of manufacturing a micro patterned polarizer, which has recently been studied.
  • Micro-patterns of anisotropic aromatics have been studied using the self-assembly of chromic liquid crystals, and the micro-pattern polarizers manufactured therefrom are used in holographic films and microelectronic fields using optical materials whose image changes depending on the viewing angle. , And stereoscopic imaging.
  • FIG. 8 is a view sequentially showing an embodiment of a method of manufacturing the micro pattern polarizer.
  • the composition 200 including the photocuring initiator according to the present invention on the base film 100 is oriented in a predetermined direction by the aforementioned shear force alignment method.
  • the non-exposed portions other than the exposed and cured portions may be selectively converted to isotropic state to be removed, thereby performing an additional process (developing step) of manufacturing a micro pattern polarizer. That is, the selective isotropic state switching of the non-exposed part can be achieved by the following method. Since the non-exposed part is not cured, it is selectively removed by using a solubility-developing solution, or converted to an isotropic state again by changing the concentration due to evaporation of heat or acidic monomers, and then irradiating the entire remaining film with ultraviolet light, the exposed part is aligned. The non-exposed part is in an isotropic state in the obtained liquid crystal phase.
  • a mammary chromonic liquid crystal composition comprising each chromic liquid crystal compound and a monomer having acid-base characteristics opposite to each other, curing by thermal polymerization or photo polymerization, rather than drying them.
  • an optical element having excellent electrical and optical properties such as mechanical strength, insulation properties, and refractive index can be obtained.
  • 3 to 5 are views showing a molecular structure and a lamination structure of a liquid crystal film formed according to a conventional method for manufacturing an optical device using LCLC.
  • FIG. 6 is a view showing the structure of a unit molecular aggregate formed after polymerization is performed using a chromonic liquid crystal composition according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a polarizing film formed by the composition of FIG.
  • FIG. 8 is a view sequentially showing an embodiment of a method of manufacturing a micro-pattern polarizing element
  • Red 2304 manufactured by Optiva
  • Chemical Formula I-10 a basic chromonic liquid crystal compound on a glass substrate
  • 0.01 ml of 2-carboxy ethyl acrylate of Chemical Formula III-3, and a photoinitiator as an acidic monomer ( Irgacure 907, manufactured by Ciba) 0.0025 g of the coating was mixed by spin coating, and then the coating film was rubbed in the longitudinal direction using a rubber plate, and applied by irradiating with light of 20 mJ / cm 2 using a metal halogen lamp. The liquid crystal coating film was cured to obtain a liquid crystal coating film having a thickness of 2 ⁇ m.
  • a liquid crystal coating film was formed in the same manner as in Experimental Example 1 except that the composition was formed on the aqueous solution by mixing water instead of the acidic monomer. And the liquid crystal coating film formed by the said experiment example and the comparative example was scraped off by the ballpoint pen.
  • a liquid crystal coating layer was formed in the same manner as in Experimental Example except that only water was used instead of the basic monomer to form a composition in an aqueous solution.
  • 11 and 12 are photographs of the surfaces of the liquid crystal coating layer formed by Experimental Example 1 and Comparative Example 1, respectively.
  • the liquid crystal coating layer formed by Experimental Example 1 hardly found surface cracks after orientation, but the liquid crystal coating layer formed by Comparative Example 1 had surface cracks (black cracked portions) in part. You can see what happens.
  • the surface of the liquid crystal coating layer according to Experimental Example 1 and Experimental Example 2 the hardness of the pencil lead is black at 3H and HB or more, respectively, the liquid crystal according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 It can be confirmed that the surface of the coating layer changes black at 3B and 2B or more, respectively. Thereby, it can confirm that the liquid-crystal coating layer formed with the mammary chromonic liquid crystal composition by this invention is remarkably excellent in the surface hardness.

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Abstract

본 발명은, 유방성 크로모닉 액정 조성물, 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법 및 그로 인해 제조된 유방성 크로모닉 액정 코팅막에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물은, 서로 반대되는 산-염기 특성을 가진 각각의 크로모닉 액정 화합물과 모노머를 포함한다. 본 발명에 의하면, 상기 유방성 크로모닉 액정 조성물을 이용하여, 이로부터 형성된 광학 필름 등의 기계적 강도, 절연 특성 및 굴절률 등의 전기·광학적 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

유방성 크로모닉 액정 조성물, 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법 및 그로 인해 제조된 유방성 크로모닉 액정 코팅막
본 발명은, 유방성 크로모닉 액정 조성물, 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법 및 그로 인해 제조된 유방성 크로모닉 액정 코팅막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액정표시장치(LCD), 유기 전계 발광장치(OLED) 등의 화상표시장치에 적용되는 편광판, 컬러필터 및 위상차 필름 등의 광학필름, 또는 기타 마이크로 전자, 광학, 통신, 컴퓨터 기술, 바이오 센서 등에 적용되는 필름을 제조하는데 있어서, 크로모닉 액정 조성물을 이용하여, 고경도이며, 액정 간 응집 안정력이 향상된 유방성 크로모닉 액정 조성물과, 이를 이용하여, 고경도이며, 액정 간 응집 안정력이 향상된 유방성 크로모닉 액정 코팅막을 제조하기 위한 제조방법 및 그로 인해 제조된 유방성 크로모닉 액정 코팅막에 관한 것이다.
예를 들어 액정표시장치에서는, 편광판(polarizing film)과 위상차 필름(retardation film)을 조합한 광학필름을 이용하여, 다양한 편광특성을 유발하는데 사용하고 있다.
이 중에서, 편광판은, 요오드를 염료로 사용한 폴리비닐알코올(PVA)을 편광자로서 사용하여 연신한 것이 일반적으로 이용되고 있다. 이들 막 내의 광학 활성은, 사용되는 PVA-염료로 이루어진 원료의 이색성(dichroism)에 의하여 결정된다. 그러나, 요오드는 승화성이 크기 때문에 내열성 또는 내광성 등의 내구성이 불충분한 문제점이 제기되었다.
이를 해결하기 위하여, 요오드 대신에 아조 염료(예를 들어, 디렉트 블루 또는 디렉트 레드)를 이색성 염료로서 적용하고 있으나, 이러한 아조 염료는, 내구성을 확보할 수는 있으나, 요오드 염료에 비하여 실질적으로 열등한 이색성을 나타냄으로써, 광학 특성이 양호하게 발현되는데에는 한계가 있다.
마찬가지로, 위상차 필름 등의 광학 보상필름에 있어서도, 일본 특허 제3174367호 등에서는, 변성 셀룰로오스계 필름이나, 변성 폴리카보네이트계 필름을 연신하여 이루어진 λ/4 위상차 필름과 λ/2 위상차 필름 등을 조합하여 광학 보상 필름 혹은 위상차 필름을 편광판에 적층하여 사용하는 예가 제시되고 있으나, 상기와 같이 연신 필름으로 이루어진 위상차 필름의 광학축은 연신 방향에 따라 변경된다.
즉, 각 필름을 각 광학축의 방향에 따라 잘라내고 적층하여, 흡수축과 지연축이 바람직한 각도가 되도록 필름을 적층해야 한다. 더욱 상세하게는, 편광판의 흡수축이 일반적으로 그의 연신방향에 대하여 평행하고, 위상차 필름의 지연축도 그의 연신 방향에 대하여 평행하다. 따라서, 편광판과 위상차 필름을, 예를 들어 흡수축과 지상축 사이의 각도 45°로 적층하기 위해서는 필름들 중 하나를 필름의 연신방향에 대하여 45°의 방향으로 잘라내야만 한다. 이렇게 필름을 잘라내고 접착하는 경우, 예를 들어 광학축 사이의 각도가 잘라낸 모든 필름에 대하여 변경되어, 모든 제품에 대한 품질이 변경되어, 제품을 제조하는데 많은 비용과 시간이 소요되는 문제점이 발생한다.
따라서, 최근에는 수용해성 유기 염료로서의 액정 화합물이 평면 분자 구조를 갖는 광학 막 물질로서 코팅된 광학 필름이 제시되었다.
대표적으로, 미국 특허 US 2,400,877 및 US 2,544,659에서는 이색성 물질로 이루어진 용액을 기재필름에 도포하고, 도포된 표면으로부터 용매를 증발시켜 상기 이색성 물질을 네마틱 상으로 변형시킴과 동시에, 상기 물질의 분자를 일정 방향으로 배향시켜 고체화하는 방법이 제시되어 있다. 상기 이색성 네마틱 물질은 물 또는 알코올 용해성 유기 염료로서, 기재필름의 표면에서 네마틱 상으로 변환된다.
액정(Liquid Crystal)이란, 분자들이 긴 범위(long-range)에서 방향적으로 질서(orientational order)를 가지는 반면, 위치적으로는 질서도(positional order)가 감소되거나(스메틱 상에서의 일차원적 위치적 질서도), 혹은 부재한(네마틱 상) 특성을 나타내는 물질의 상태를 일컫는다.
이러한 중간적인 질서도로 인하여 액정은, 위치적, 방향적 질서를 고루 갖춘 고체 결정(crystalline solid)과 질서도를 갖지 않는 등방성 유체(isotropic fluid) 사이에 위치하는 물질로 정의된다. 고체 결정이나 등방성 유체는 온도를 변화시키거나, 적절한 용매를 첨가하여 그 농도를 변화시킴으로써 액정상으로 변형될 수 있다. 흔히 전자와 같이 온도 변화에 의하여 형성되는 액정을 열방성 액정(thermotropic liquid crystal)이라 하고, 후자와 같이 농도에 의하여 형성되는 액정을 유방성 액정(lyotropic liquid crystal)이라고 한다.
열방성 액정의 배향 방법은 기재필름의 특정한 방향으로의 처리에 의한 액정 화합물의 고정에 기초하여 이루어진다. 이러한 처리방법은 미국 특허 US 5,596,434에 개시되어 있다. 상기 특허에 의하면, 기재필름이 폴리이미드 등의 폴리머층으로 도포된 후, 기계적으로 러빙(rubbing)하는 방법에 따라 기재필름을 처리한다. 러빙 방향은 열방성 액정의 배향 방향을 결정한다. 상기 비등방성 기재필름과 액정 배열 사이의 배향 현상을 "앵커링(anchoring)"이라 하며, 표면 앵커링에 의한 배향방법은 열방성 액정을 사용한 디스플레이 장치에 통상적으로 사용된다. 표면은 바람직한 배향 특성을 얻기 위하여 폴리머 또는 계면 활성제로 처리된다.
유방성 액정의 배향은 상기 열방성 액정의 배향보다 어려운 측면이 있다. 대부분의 유방성 액정은 친수성 및 소수성을 모두 갖춘 양쪽성(amphiphilic) 물질로 이루어지기 때문이다. 양쪽성 분자는 극성(친수성) 머리와 비극성(소수성) 지방족 사슬 꼬리를 가진다. 이러한 양쪽성 분자가 기재필름과 접할 경우, 상기 액정의 양쪽성 특성에 의하여, 일반적으로 기재필름의 평면에 대하여 직교방향으로 배열된다. 이러한 직교 배향은 결국 광축이 기재필름과 직교한다는 것을 의미한다. 여기서, 특정 분자의 농도와 구조는 액정의 배열 질서를 결정하는데 있어서 큰 영향을 미친다. 일반적인 유방성 액정은, 주로 막대(rod) 형태를 가지거나 접시(discotic) 또는 판상(flank-shaped)의 분자가 적층되어 만들어진 긴 컬럼(column) 모양을 가진다.
유방성 액정의 종류 중에서, 유용한 물질로서 많은 관심을 받고 있는 것으로, 유방성 크로모닉 액정(Lyotropic Chromonic Liquid Crystal, 이하 'LCLC'라고 한다)을 들 수 있다. LCLC는, 유연하고, 막대 형상의 지방족 체인 분자의 한쪽 끝에 이온성 작용기를 가지며 양쪽성 물질로 이루어진 일반적인 유방성 액정과 달리, 딱딱하고, 판상(plank-shaped)으로 이루어진 방향족 분자의 주위에 친수성 또는 이온성 작용기를 가진 구조를 갖는다.
상기 LCLC는, 염료, 의약품, 핵산, 항생물질, 항암제 등으로 폭넓게 사용되고 있다. LCLC의 분자 구조와 매크로 구조는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같다. 즉, 도 1에 나타낸 바와 같이, 수용액 상에서, 친수성기(1)로 이루어진 머리 부분이 외부로 향하며, 소수성기(2)로 이루어진 꼬리 부분이 서로 뭉쳐서(aggregated), 미셀(micellar) 구조를 가지거나, 도 2에 나타낸 바와 같이, 평면상의 방향족 소수성 코어(4)의 주변에 친수성기(3)가 부착되어 이루어진 분자들이 적층된 구조를 가진다. 이를 자기조립(self-assembly)이라고하며, 이러한 자기조립 특성에 의하여 안정적인 배향 특성을 갖게 되어, 각종 광학 소자에 사용되는 재료로서 주목받게 되었다.
여기서, 상기 방향족 코어(4) 간의 π-π 상호작용에 의하여 분자들 간의 적층 구조가 형성된다. [J.Lydon, Chromonics: Handbook of Liquid Crystals(Wiley-VCH, Weinheim,1998)v.2B, p.981 and Current Opin. Col. Inter. Sci. 3, 458(1998)] 또한, 상기 분자 주변의 친수성 이온 작용기로 인하여 수용성을 띄게 된다.
이들 LCLC 물질들은, 액정표시장치의 내부 편광판으로 사용될 수 있음이 증명됨으로써, 최근에 집중적인 연구 대상이 되고 있다. [T.Sergan 등: Liquid Crystals v.5, pp.567-572(2000)]
예를 들어, 미국 특허 US 5,948,487호 또는 국제 특허 PCT/US2000/031181에서는 1개 이상의 트리아진기를 함유하는 네마틱 특성의 크로모닉 액정 물질을 사용하여 배향된 구조물이 개시되어 있고, 미국 특허 US 6,570,632에서는 크로몰린(C23H14O11Na2)를 포함하는 크로모닉 물질을 유리기판 위에 도포하고, 이를 러빙하여 배향시키고, 건조하여 용매를 제거하여 광학필름을 수득하는 방법이 개시되어 있다.
이러한 방법에 의하여 제조된 광학필름의 배향 구조는 도 3에 제시된 바와 같다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 배향된 광학필름은, 기재필름(11) 상에 LCLC(13)의 분자 평면이 YZ 평면상에 정렬되며, LCLC(13) 분자의 장축은 Y축 방향으로 정렬되는 구조를 가진다. 그러나, 상기 배향 구조에 있어서도, 몇몇 분자들의 분자 평면이 YZ 평면상에 완벽하게 정렬되지 못하거나 LCLC(13) 분자의 장축이 Y축 방향에서 벗어나서 정렬되는 가능성을 배제하기는 어렵다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 몇몇 문헌에서는, 정전기적 적층처리 및 전단력 배향 기술을 조합한 배향방법을 제시하고 있다. [T.Schneider and O.D. Lavrentovich: Langmuir, 2000, 16, 5227; T.Schneider, K.Artyushkova 등: Langmuir, 2005,21, 2300; 미국 공개특허 US 2002/0168511]
상기 방법에 의하여 제조된 광학필름의 배향구조는 도 4에 제시된 바와 같다. 글래스 또는 운모(mica)로 이루어진 기재필름(11) 위에 폴리양이온(poly cation)(12)이 도포되고, 음이온성 LCLC의 일종인 violet 20(13)의 수용액이 X축 방향의 기계적인 전단력(shering)에 의하여 도포·배향된 후, 불필요한 잉여물질들을 세척하여 제거하고 건조하면, 상기 건조된 필름상에 정전기적으로 적층된 크로모닉 액정의 적층구조가 온전하게 유지된다. 상기 방법을 거듭하여, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기재필름(11)에 폴리양이온(12) 및 음이온성 LCLC(13)가 여러번 반복되어 적층된 구조를 얻게 된다.
그러나, 상기 방법들에 의하더라도, 수용액 또는 유기용매를 포함하는 용액상으로 조성된 LCLC 조성물을 도포한 후, 이를 건조하여 이루어진 광학 필름의 경우에는, 액정 분자의 자기조립 과정에서 평면, 높이 방향으로의 분리(segregation) 현상이 발생하고, 이를 건조하는 과정에서 많은 양의 용매가 제거되면서 발생하는 부피 감소에 의해 잔존하는 액정 조성물들에 결함(crack)이 발생되기 쉬우며, 필름 자체의 경도와 기재필름과의 결합력이 약하기 때문에 박리되기 쉬운 문제점이 있으며, 아울러, 액정 염료의 분자 응집체간의 응집력이 약하게 형성되어, 박막의 안정성이 낮고, 수용액 환경에 따른 습도로 인하여 난이한 공정조건을 극복해야 하는 문제점이 발생한다. 또한 제조된 광학 필름은 물과 접촉 시 배향된 상태를 잃어버리고 광학적 등방성 상태로 돌아갈 가능성이 있다.
따라서, 액정 염료의 분자 응집체 간의 낮은 결합 강도 및 응집체와 기재필름 간의 낮은 결합강도를 고려하여, 기재필름과 액정 염료 간 상호작용의 세기를 증대시키기 위한 수단이 필요한 실정이다.
본 발명은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 크로모닉 액정 조성물에 사용되는 수용액 대신에 모노머를 사용하고, 이를 배향시킨 후, 건조단계 없이 모노머와 함께 경화시킴으로써, 액정 염료의 분자 응집체 간 및, 응집체와 기재필름 간의 결합 강도를 높여, 표면 경도가 높고, 건조 후에도 균열이 발생하지 아니하는 광학 필름을 얻을 수 있는 유방성 크로모닉 액정 조성물, 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법 및 그로 인해 제조된 유방성 크로모닉 코팅막을 제공하는데 있다.
1. 유방성 크로모닉 액정 조성물
본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물은, 서로 반대되는 산-염기 특성을 가진 각각의 크로모닉 액정 화합물과 모노머를 포함한다. 즉, 염기성 작용기를 가진 염기성 크로모닉 액정 화합물과 산성 작용기를 가진 산성 모노머; 또는 산성 작용기를 가진 산성 크로모닉 액정 화합물과 염기성 작용기를 가진 염기성 모노머를 포함하여 이루어진다.
다시 말해, 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물은, 크로모닉 액정 화합물의 방향족 소수성 코어를 둘러싼 염기성 작용기(또는 산성 작용기)의 양이온(또는 음이온)과, 이에 대한 상대이온(counter-ion)으로서의 산성 모노머(또는 염기성 모노머)의 음이온(또는 양이온)이 상호작용하여, 새로운 작용기를 가진 유방성 크로모닉 액정을 생성하고, 상기 조성물을 경화시킬 경우에 있어서, 상기 새로운 작용기에 의한 중합반응에 의하여 액정 염료에서 적층 구조를 이루는 각각의 분자 응집체 간 결합 및 상기 분자 응집체와 기재필름 간의 결합을 견고하게 하고, 이에 따라 형성된 필름의 우수한 기계적, 광학적, 전기적 특성을 도모할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 기술적 구성을 중심으로 살펴보기로 한다.
(1) 염기성 및 산성 크로모닉 액정 화합물
크로모닉 액정 화합물은, 앞서 살펴본 바와 같이, 딱딱하고(rigid), 판상(plank-shaped)으로 이루어진 방향족 분자(소수성 코어)의 주위에 친수성 작용기가 둘러싼 형태를 가진다.
여기서, 본 발명에 사용되는 각각 "염기성 크로모닉 액정 화합물" 또는 "산성 크로모닉 액정 화합물"로는, 소수성 코어에 각각 염기성(basic) 또는 산성(acidic)을 가진 친수성 작용기가 결합된 것을 사용하는데, 상기 염기성을 가진 친수성 작용기(이하, '염기성 작용기'라 한다) 또는 산성을 가진 친수성 작용기(이하, '산성 작용기'라 한다)는, 각각 후술하는 산성 모노머 및 염기성 모노머와 혼합되어 반응할 경우, 상기 염기성 작용기는 양이온을 띄고, 상기 산성 작용기는 음이온을 띄게 되어, 각각 산성 모노머의 음이온 또는 염기성 모노머의 양이온과 이온 결합하고, 결합된 모노머가 조성물 중에 존재하는 추가의 모노머와 서로 중합반응을 일으켜, 유방성 액정으로서 적층된 분자 응집체 간의 견고한 결합을 이루게 된다.
상기 크로모닉 액정 화합물은, 상술한 문헌들[J.Lydon, Chromonics: Handbook of Liquid Crystals(Wiley-VCH, Weinheim,1998)v.2B, p.981 and Current Opin. Col. Inter. Sci. 3, 458(1998)] , [T.Sergan 등: Liquid Crystals v.5, pp.567-572(2000)]에 개시된 것들 중에, 염기성(또는 산성) 작용기가 방향족 고리(소수성 코어)를 둘러싼 형태를 가진 것이다.
여기서, '염기성 작용기'라고 하는 것은, 방향족 고리에 직접적으로 접해있는 작용기를 말하며, 염기성을 가진 작용기라면 특별히 한정되지 아니하나, 주로 아민기, 이민기, 아마이드기, 아지드기, 질산염기 또는 암모늄기 등, 산성 모노머와 반응시에 질소 이온(N+)이 발현되는 작용기로 이루어진다.
상기 염기성 작용기는 일반적으로 상술한 바와 같이 아민기, 이민기 등의 형태로 존재하거나, 상기 질소 이온(N+)과 다른 음이온이 결합되어, 염(salt)의 형태로 존재하고 있으며, 후술하는 산성 모노머와 반응할 때에는, 상기 질소 이온(N+)이 노출되어, 상기 산성 모노머의 산성 작용기의 음이온과 결합하게 된다.
이러한 염기성 크로모닉 액정 화합물의 구체적인 예는, 아래 화학식 Ⅰ-1 내지 화학식 Ⅰ-11에 나타낸 바와 같다. 다만, 상기 염기성 크로모닉 액정 화합물은, 아래 화학식에 한정되지 아니한다.
[화학식 Ⅰ-1]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-41
[화학식 Ⅰ-2]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-43
[화학식 Ⅰ-3]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-46
[화학식 Ⅰ-4]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-48
[화학식 Ⅰ-5]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-50
[화학식 Ⅰ-6]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-52
[화학식 Ⅰ-7]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-54
[화학식 Ⅰ-8]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-56
[화학식 Ⅰ-9]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-58
[화학식 Ⅰ-10]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-60
[화학식 Ⅰ-11]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-62
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
상기 화학식 Ⅰ-1 내지 Ⅰ-11에서 R은 알킬기 또는 수소원자이며, A는 Cl,
Figure WO-DOC-63
(Me는 메틸기를 포함한 알킬기) 또는 HCOO 중 어느 하나이며, X는 수소 또는 할로겐 원자(Cl, Br 등)이다.
또한, 여기서 '산성 작용기'라고 하는 것은, 방향족 고리에 직접적으로 접해있는 작용기를 말하며, 산성을 가진 작용기라면 특별히 한정되지 아니하나, 주로 후술하는 염기성 모노머와 반응시 카르복실레이트(COO-)이온이 발현되는 COO-의 염, 에스테르기, 카르복실기; 반응시 인산 이온(PO3 -)이 발현되는 인산염, 포스핀기, 인산기, 포스포닉산기; 반응시 술폰산 이온(SO3 -)이 발현되는 술폰산염, 술폰산기를 들 수 있다.
상기 산성 작용기는 일반적으로 상술한 바와 같이 에스테르기, 포스핀기, 술폰산기 등의 형태로 존재하거나, 상기 카르복실레이트(COO-)이온 등과 H+, NH4 +, Li+, Na+, K+, Cs+ 등, 다른 양이온이 결합되어, 염(salt)의 형태로 존재하고 있으며, 후술하는 염기성 모노머와 반응할 때에는, 상기 음이온이 노출되어, 상기 모노머의 산성 작용기의 양이온과 결합하게 된다.
이러한 산성 크로모닉 액정 화합물의 구체적인 예는, 아래 화학식 Ⅱ-1 내지 화학식 Ⅱ-23에 나타낸 바와 같다. 다만, 상기 산성 크로모닉 액정 화합물은, 아래 화학식에 한정되지 아니한다.
[화학식 Ⅱ-1]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-68
[화학식 Ⅱ-2]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-70
[화학식 Ⅱ-3]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-73
[화학식 Ⅱ-4]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-75
[화학식 Ⅱ-5]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-77
[화학식 Ⅱ-6]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-79
[화학식 Ⅱ-7]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-81
[화학식 Ⅱ-8]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-83
[화학식 Ⅱ-9]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-85
[화학식 Ⅱ-10]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-87
[화학식 Ⅱ-11]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-89
[화학식 Ⅱ-12]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-91
[화학식 Ⅱ-13]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-93
[화학식 Ⅱ-14]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-95
[화학식 Ⅱ-15]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-97
[화학식 Ⅱ-16]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-99
[화학식 Ⅱ-17]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-102
[화학식 Ⅱ-18]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-105
[화학식 Ⅱ-19]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-108
[화학식 Ⅱ-20]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-110
[화학식 Ⅱ-21]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-113
[화학식 Ⅱ-22]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-116
[화학식 Ⅱ-23]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-119
상기 화학식 Ⅱ-1 내지 화학식 Ⅱ-23에서 R은 알킬기 또는 수소 원자, n=1~3, X는 수소 또는 할로겐 원자 1~3개, Me는 메틸기를 포함한 알킬기이며, 화학식 Ⅱ-12 내지 화학식 Ⅱ-23에서 C는 H+, NH4 +, Li+, Na+ K+, 등의 양이온이다.
상기 염기성 또는 산성 크로모닉 액정 화합물은 전체 조성물에 대하여 3 내지 40중량%, 바람직하게는 5 내지 30중량%로 포함되는 것이 좋다. 상기 염기성 또는 산성 크로모닉 액정 화합물의 함량 범위는, 액정 조성물이 고체 결정과 등방성 유체 사이에서 액정의 특성을 갖추어 존재하기 위한 바람직한 범위이다.
(2) 산성 및 염기성 모노머
상술한 바와 같이, 크로모닉 액정 화합물과 수용액을 혼합하고, 상기 혼합용액을 배향시키고, 이를 건조하여 얻어지는 종래의 광학 필름의 경우에는 수용액을 건조시키는 과정에서 균열이 발생하기 쉽고, 액정 분자 간의 응집력이 약해지는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명에서는, 수용액 대신에 산성 또는 염기성 모노머를 사용하여 각각 산성 모노모의 경우에는 상기 염기성 크로모닉 액정 화합물의 염기성 작용기 와, 염기성 모노머의 경우에는 상기 산성 크로모닉 액정 화합물의 산성 작용기와 강한 이온 결합을 생성하고, 상기 결합되어 생성된 액정 분자들이 적층 배향된 상태에서 중합을 수행함으로써, 분자들 간의 강한 결합을 유도함으로써, 액정 분자 간의 강한 응집력과 높은 표면 경도를 얻게 하였다.
다만, 본 발명에서 상기 산성 크로모닉 액정 화합물 및 염기성 모노머를 포함하는 조합으로 조성물을 혼합하는 경우에는, 산성 크로모닉 액정 화합물의 술폰기의 영향 때문에, 물을 더 포함하여, 물을 매개로 상기 액정 화합물과 모노머를 분산시키고, 이후에 물을 제거하는 공정을 수행하는 것이 더 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 "산성 모노머"란, 상기 염기성 크로모닉 액정 화합물의 염기성 작용기에 대응하는 산성(acidic) 작용기를 가진 모노머라면 특별히 한정되지 아니하며, 상기 염기성 크로모닉 액정 화합물과 반응시 카르복실레이트(COO-)이온이 발현되는 COO-의 염, 에스테르기, 카르복실기 등을 포함하는 아크릴레이트계 모노머; 반응시 인산 이온(PO3 -)이 발현되는 인산염, 포스핀기, 인산기, 포스포닉산기 등을 포함하는 모노머; 반응시 술폰산 이온(SO3 -)이 발현되는 술폰산염, 술폰산기 등을 포함한 모노머를 들 수 있고, 대표적으로, (메트)아크릴산, 크로톤산, 말레산 또는 이타콘산의 금속 염들, 2-아크릴아미도-2-메틸 프로판 술포네이트, 술포프로필 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 또는 이들의 다른 수용성 형태들 또는 다른 중합가능한 카르복실산 또는 술폰산, 술포메틸화된 아크릴아미드, 아릴 술포네이트, 나트륨 비닐 술포네이트 등을 포함하며, 단독으로 또는 이들로부터 선택된 한가지 이상의 조합으로 구성될 수도 있다. 기타, 본 발명에 사용되는 산성 모노머는 아래 화학식 Ⅲ-1 내지 화학식 Ⅲ-19와 같다.
[화학식 Ⅲ-1]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000036
[화학식 Ⅲ-2]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000037
[화학식 Ⅲ-3]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000038
[화학식 Ⅲ-4]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000039
상기 화학식에서, n=0~3이다.
[화학식 Ⅲ-5]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000040
상기 화학식에서, A는 수소, 알칼리 금속의 양이온 또는 1급 내지 4급의 암모늄 양이온이며, n=0~3이다.
[화학식 Ⅲ-6]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000041
[화학식 Ⅲ-7]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000042
[화학식 Ⅲ-8]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000043
[화학식 Ⅲ-9]
Figure PCTKR2009006474-appb-I000044
[화학식 Ⅲ-10]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-149
[화학식 Ⅲ-11]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-151
상기 화학식에서, A는 수소, 알칼리 금속의 양이온 또는 1급 내지 4급의 암모늄 양이온이며, n=0~3이다.
[화학식 Ⅲ-12]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-154
[화학식 Ⅲ-13]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-156
상기 화학식에서, A는 수소, 알칼리 금속의 양이온 또는 1급 내지 4급의 암모늄 양이온이다.
[화학식 Ⅲ-14]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-159
상기 화학식에서, A는 수소, 알칼리 금속의 양이온 또는 1급 내지 4급의 암모늄 양이온이다.
[화학식 Ⅲ-15]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-162
[화학식 Ⅲ-16]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-164
[화학식 Ⅲ-17]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-166
[화학식 Ⅲ-18]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-168
상기 화학식에서, A는 수소, 알칼리 금속의 양이온 또는 1급 내지 4급의 암모늄 양이온이다.
[화학식 Ⅲ-19]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-171
또한, 본 발명에서 사용되는 "염기성 모노머"란, 상기 산성 크로모닉 액정 화합물의 산성 작용기에 대응하는 염기성(basic) 작용기를 가진 모노머라면 특별히 한정되지 아니하며, 상기 염기성 작용기는, 산성 크로모닉 액정 화합물과 반응시 양이온, 주로 아민기, 이민기, 아마이드기, 아지드기, 질산염기 또는 암모늄기 등의 질소 이온(N+)을 발현하는 작용기를 말한다. 대표적인 염기성 모노머는 디알킬아미노알킬아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 이의 4차 또는 산염(예를 들어, DMAEA, MAQ), 디알킬아미노알킬아크릴아미드 및 메타크릴아미드와 이의 4차 또는 산염, N,N-디알릴아민과 이의 암모늄 염, 디아릴디메틸암모늄 클로라이드(DADMAC), 만니히생성물(Mannich products) 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 알킬 그룹은 일반적으로 C1-4 알킬이다.
기타, 본 발명에 사용되는 염기성 모노머는 아래 화학식 Ⅳ-1 내지 화학식 Ⅳ-18과 같다.
[화학식 Ⅳ-1]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-175
[화학식 Ⅳ-2]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-177
[화학식 Ⅳ-3]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-179
[화학식 Ⅳ-4]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-182
[화학식 Ⅳ-5]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-184
[화학식 Ⅳ-6]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-186
[화학식 Ⅳ-7]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-188
[화학식 Ⅳ-8]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-190
[화학식 Ⅳ-9]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-192
[화학식 Ⅳ-10]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-194
[화학식 Ⅳ-11]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-196
[화학식 Ⅳ-12]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-198
[화학식 Ⅳ-13]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-200
[화학식 Ⅳ-14]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-202
[화학식 Ⅳ-15]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-204
[화학식 Ⅳ-16]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-206
[화학식 Ⅳ-17]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-208
[화학식 Ⅳ-18]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-210
(3) 중합 개시제
본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물은, 상기 크로모닉 액정 화합물및 모노머와 아울러, 배향 후에 중합을 용이하게 하기 위한 광개시제, 열개시제 등의 중합 개시제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 광개시제는 자외선 등에 의하여 조성물을 광 중합시키는 경우에 사용되며, 구체적으로 디에톡시아세트페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-하이드록시사이클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르핀(4-티오메틸페닐) 프로판-1-온 등의 아세트페논류, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르류, 벤조페논, o-벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐아황산, 4-벤조일-N, N-디메틸-N-[2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸] 벤젠메타나미늄블로미드, (4-벤조일벤질) 트리메틸암모늄클로라이드 등의 벤조페논류, 2, 4-디에틸티옥산톤, 1-클로로-4-디클로로티옥산톤 등의 티옥산톤류, 2, 4, 6-트리메틸벤조일디페닐벤조일옥사이드 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또, 촉진제(증감제)로서, N, N-디메틸파라톨루이진, 4, 4'-디에틸아미노벤조페논 등의 아민계 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물을 열 중합하는 경우에는, 열개시제를 사용한다. 열개시제로서는, 디아실퍼옥시드류, 퍼옥시케탈류, 케톤 퍼옥시드류, 히드로퍼옥시드류, 디알킬퍼옥시드류, 퍼옥시에스테르류 및 퍼옥시디카르보네이트류 등의 유기 과산화물 유리 라디칼 개시제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 라우로일 퍼옥시드, 벤조일 퍼옥시드, 시클로헥사논 퍼옥시드, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)3,3,5-트리메틸시클로헥산 및 t-부틸히드로퍼옥시드 등을 언급할 수 있다. 다르게는, 퍼설페이트/비설파이트의 조합을 사용할 수 있다.
상기 중합 개시제의 함량은 조성물 100중량%에 있어서, 0.01중량% 내지 10중량%의 범위가 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5중량% 내지 5중량%이다. 중합 개시제의 함량이 0.1중량% 보다 작으면 중합 효과를 얻기 힘들고, 중합 개시제의 함량이 10중량% 보다 크면 중합 개시 효과에 비하여 지나치게 많은 중합 개시제가 투입되어 경제성이 떨어진다.
(4) 첨가제 및 용매
또한, 본 발명에 사용되는 유방성 크로모닉 액정 조성물은 경우에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있고, 점도 조절을 용이하기 위하여 유기용매, 물 등의 용매를 첨가할 수도 있다. 상기 첨가제의 예로서는, 제조된 박막의 물성을 조절해 주기 위하여 상기 모노머와 공중합이 가능하도록 첨가되는 비이온성 비닐 모노머, 조성물의 평활성을 증대시키기 위한 레벨링제(leveling agent), 조성물의 표면장력을 감소시켜 기재필름에 대한 습윤성을 향상시키는 습윤제(wetting agent), 자외선 안정제, 열 안정제, 도전성 계면활성제, 가교용 모노머, 노화 방지제, 변성제 또는 기타 물질이 포함될 수 있다. 상기 도전성 계면 활성제로서는 4급 암모늄이 바람직하다.
상기 비이온성 비닐 모노머는 당 분야에 잘 알려진 공중합 가능한 비이온성 에틸렌계 불포화 모노머이다. 바람직한 비이온성 비닐 모노머는 하기 화학식 Ⅴ 또는 화학식 Ⅵ으로 표시되는 화합물이다.
[화학식 Ⅴ]
CH 2 =C(X)Z
[화학식 Ⅵ]
CH 2 =CH-OC(O)R
상기 화학식 Ⅴ 및 화학식 Ⅵ에서, X는 H 또는 메틸이고; Z는 -C(O)OR1 , -C(O)NH2 , -C(O)NHR1 , -C(O)N(R1 )2 , -C6 H4R1 , -C6H4OR1,-C6H4Cl, -CN, -NHC(O)CH3 , -NHC(O)H, N-(2-피롤리도닐), N-카프로락타밀, -C(O)NHC(CH3)3, -C(O)NHCH2CH 2, -N-에틸렌우레아, -SiR3 , -C(O)O(CH 2)xSiR3 , -C(O)NH(CH 2)xSiR3 또는 -(CH 2)xSiR3 이며; x는 1 내지 약 6의 정수이고; R는 각각 독립적으로 C 1 -C 18 알킬이며; R1 은 각각 독립적으로 C1 -C30 알킬, 히드록시 치환된 C2 -C30 알킬 또는 할로겐 치환된 C1 - C30 알킬이다.
적합한 수불용성 비이온성 비닐 모노머로는 C1 -C30 알킬 (메트)아크릴레이트; C1 -C30 알킬 (메트)아크릴아미드; 스티렌; 치환된 스티렌, 예컨대 비닐 톨루엔(즉, 2-메틸스티렌), 부틸 스티렌, 이소프로필 스티렌, p-클로로스티렌 등; 비닐 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트, 비닐 부티레이트, 비닐 카프롤레이트, 비닐 피발레이트, 비닐 네오데카노에이트 등; 불포화 니트릴, 예컨대 메타크릴로니트릴, 아크릴로니트릴 등; 및 불포화 실란, 예컨대 트리메틸비닐실란, 디메틸에틸비닐실란, 알릴디메틸페닐실란, 알릴트리메틸실란, 3-아크릴아미도프로필트리메틸실란, 3-트리메틸실릴프로필 메타크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.
적합한 수용성 비이온성 비닐 모노머의 예로는, C2 -C6 히드록시알킬(메트)아크릴레이트; 글리세롤 모노(메트)아크릴레이트; 트리스(히드록시메틸)에탄 모노(메트)아크릴레이트; 펜타에리트리톨 모노(메트)아크릴레이트; N-히드록시메틸 (메트)아크릴아미드; 2-히드록시에틸 (메트)아크릴아미드; 3-히드록시프로필 (메트)아크릴아미드; (메트)아크릴아미드; N-비닐 카프로락탐; N-비닐 피롤리돈; 메타크릴아미도에틸-N-에틸렌우레아(즉, CH 2 =C(CH 3 )C(O)NHCH 2 CH 2 -N-에틸렌우레아), C 1 -C 4 알콕시 치환된 (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드, 예컨대 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트 등; 및 이의 조합을 들 수 있으나, 이들에 국한되는 것은 아니다.
특히 바람직한 비이온성 비닐 모노머로서는, 아크릴산과 메타크릴산의 C 1 -C18 알킬 에스테르, 메타크릴아미도에틸-N-에틸렌 우레아 및 이의 조합을 들 수 있다.
상기 가교용 모노머의 구체예로서는, 디아민계 단량체, 아크릴계 다관능성 단량체, 에폭시계 가교제, 금속 킬레이트 가교제, 실란계 가교제, 알데히드, N-메틸올 화합물, 디옥산 유도체, 카르복실기를 활성화시킴으로써 작용하는 화합물, 활성 비닐 화합물, 활성 할로겐 화합물, 이속사졸 및 디알데히드 전분 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 이용될 수 있다.
바람직하게는 폴리에틸렌 글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜디(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리 아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디에톡시 디아크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 디알릴에테르, 디(메타)아크릴 아미드와 같은 두 개 이상의 비닐 작용기를 갖는 비이온성 비닐 모노머 또는 염기성 크로모닉 액정 화합물을 사용하는 경우에는 음이온성 비닐 모노머, 산성 크로모닉 액정 화합물을 사용하는 경우에는 양이온성 비닐 모노머를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 노화 방지제로서는, 예를 들어 페놀계 화합물, 아민계 화합물, 유기 황계 화합물, 포스핀계 화합물을 들 수 있다. 상기 변성제로서는, 예를 들어 글리콜류, 실리콘류나 알코올류를 들 수 있다. 상기 계면 활성제는, 예를 들어 광학 필름의 표면을 평활하게 하기 위하여 이용되고, 구체예로서는 실리콘계, 아크릴계, 불소계 등의 계면 활성제를 들 수 있다.
그 밖에, 분산제, 종결제, 경화제, 오존화방지제, 산화방지제, 가소제, 점도개질제, 예컨대 증점제 및 충전제, 기판 상에 침착된 후 입자간 접촉의 친밀도를 개선하는 기능을 하는 응집제, 및 자외선, 적외선 또는 가시광선을 흡수하는 염료 및 안료로서 기능하는 특정 화합물을 추가로 함유할 수 있다. 예를 들어, 광학 투명성을 개선시키는 첨가제로서, 디메틸아미노피리딘(DMAP)을 들 수 있다. 또한, 상기 액정 조성물에는 통상적인 포토레지스트 제조 시 사용되는 각종 첨가제와 가교용 모노머 등을 포함할 수 있다.
용매로서는, 물을 사용할 수도 있고, 유기용매로서, 알콜계, 아세테이트계, 에테르계, 글리콜계, 케톤계, 및 카보네이트계 등의 유기용매나 디메틸포름알데히드(DMF), 디메틸술폭사이드(DMSO), N-메틸피롤리돈(NMP), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 등의 비양성자성 극성 유기용매 중에서 어느 하나를 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 디메틸포름알데히드(DMF) 또는 메탄올을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
이러한 첨가제 및 용매의 첨가량은, 염기성을 갖는 크로모닉 액정 조성물의 경우에는 조성물 100중량%에 대하여, 0.01 내지 40중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 0.1 내지 35중량%를 첨가한다. 산성을 갖는 크로모닉 액정 조성물의 경우에는 0.1 내지 80중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 40 내지 80중량%를 첨가한다. 상기 범위로 첨가제 및 용매를 첨가하여, 상기 크로모닉 화합물 및 모노머와의 조합을 통해 가장 바람직한 특성을 발현할 수 있다.
2. 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법
다음으로, 상기 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물을 이용한, 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법은, 상술한 유방성 크로모닉 액정 조성물, 즉 서로 반대되는 산-염기 특성을 가진 각각의 크로모닉 액정 화합물과 모노머를 포함하며, 여기에 광개시제 및 열개시제 중 적어도 하나로 이루어진 중합개시제를 더 포함하여 이루어진 유방성 크로모닉 액정 조성물을, 기재필름 위에 코팅하는 도포단계; 상기 유방성 크로모닉 액정 조성물로 이루어진 코팅막을 배향하는 배향단계; 상기 코팅막을 열 중합 또는 광 중합에 의하여 경화시키는 경화단계를 포함하여 이루어진다.
비등방성 특성을 가진 박형의 액정 필름을 제조하는 것은 크로모닉 액정의 중요한 활용 영역으로서도 중요하게 다루어지고 있는 분야이다. 본 발명에서 사용되는 크로모닉 액정 조성물은 기재필름에 도포된 후, 경화되어 고체상의 필름으로 형성됨으로써, 편광판, 광학 보상필름, 위상차 필름(retarder), 배향막, 컬러필터 등으로서 유용한 특성을 갖게 된다.
본 발명에 의하면, 바람직하게는 수용액에 포함된 물을 제거하기 위한 건조단계 없이, 조성물에 포함된 모노머에 대한 광 중합 또는 열 중합 등의 "중합에 의한 경화"로서, 분자단위에서 강력한 응집 안정력을 갖기에, 우수한 기계적, 광학적, 전기적 특성을 갖춘 광학 소자를 얻을 수 있다. 이하, 본 발명의 기술적 구성을 중심으로 설명하기로 한다.
(1) 도포단계
도포단계는, 서로 반대되는 산-염기 특성을 가진 각각의 크로모닉 액정 화합물과 이온성 모노머를 주원료로 하며, 여기에 중합개시제로서, 광개시제 및/또는 열개시제를 더 포함하는 조성물을 혼합하고, 이를 기재필름 상에 도포하는 단계이다.
여기서, 크로모닉 액정 화합물의 방향족 소수성 코어를 둘러싼 염기성(또는 산성) 작용기의 양이온(또는 음이온)과, 이에 대한 상대이온(counter-ion)으로서의 산성(또는 염기성) 모노머의 음이온(또는 양이온)이 상호작용하여, 새로운 작용기를 가진 유방성 크로모닉 액정을 생성하고, 상기 조성물을 경화시킬 경우에 있어서, 상기 새로운 작용기에 의한 중합반응에 의하여 액정 염료에서 적층 구조를 이루는 각각의 분자 응집체 간 결합 및 상기 분자 응집체와 기재필름 간의 결합을 견고하게 하고, 이에 따라 형성된 필름의 우수한 기계적, 광학적, 전기적 특성을 도모할 수 있다.
또한, 상기 조성물을 자외선 등을 이용한 광 중합을 이용하여 경화시킬 경우에는 광개시제를, 열 중합에 의하여 경화시킬 경우에는 열개시제를 첨가하여 조성물을 형성할 수 있다. 또한 광개시제와 열개시제를 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 도포단계에 있어서의 코팅 방식은 스핀코팅(Spin Coating), 딥코팅(Dip coating), 플로우 코팅(Flow coating), 스프레이 코팅(Spray coating), 롤 코팅(Roll coating), 그라비아 코팅(Gravure Coating) , 마이크로 그라비아 코팅(Micro-Gravure Coating) 중 적합한 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 기재필름으로는, 글래스 또는 운모(mica)나, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 비등방성 필름을 사용할 수 있으며, 소수성 투명수지 필름으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴계 중합체, 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스타이렌 공중합체 등의 스타이렌계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체 등 일반적인 투광성 수지를 제한 없이 사용할 수 있다.
(2) 배향단계
본 발명에 있어서의 상기 배향단계는, 상기 유방성 크로모닉 액정 조성물로 이루어진 코팅막을 일정한 방향으로 배향 또는 정렬시키는 단계이다.
여기서 배향방법은 강한 자기장을 이용하거나, 배향막을 이용하거나, 전단력(shear)을 이용하는 등, 공지의 다양한 방법을 사용할 수 있다.
가장 기초적인 배향방법으로서, 기재필름의 표면을 러빙(rubbing) 처리하거나, 아조벤젠과 같은 광 활성기를 가진 폴리머를 광배향하여 배향막을 마련하는 방법을 들 수 있다.
또한, 평판 N상이나 꼬인 키랄 네마틱(twisted chiral nematic, N*)상에서 크로모닉 액정을 이용한 액정 셀이 음성 복굴절을 가진 위상차 필름으로 활용될 수 있다.[M.Lavrentovich, T. Sergan and J. Kelly, Liq.Cryst., 2003, 30, 851] 이는 러빙된 폴리이미드를 배향막으로서 코팅한 두 장의 글라스 기판을 이용하여 평판상의 N상 액정 셀을 마련하고, 상기 조성물을 채우는 방법에 따른다.
선형 편광으로 아조벤젠 작용기를 가진 비이온성 폴리머 코팅막을 처리하여 배향막을 형성한 후, 그 위에 크로모닉 액정 조성물을 코팅하는 방법에 따를 수 있다.
전단력 배향방법은, 유방성 액정상을 띠는 상태에서 조성물을 기재필름상에 코팅한 후, 조성물 코팅막 상에 전단력을 가하여 수행되며, 크로모닉 액정 분자의 축이 전단력을 가하는 방향에 수직으로 배향되도록 한다.
(3) 경화단계
액정 분자의 배향을 수행한 후, 이를 광 중합 또는 열 중합방법에 의하여 경화시킨다. 광 중합을 시킬 경우에는 상기 광개시제를 함유한 조성물을 도포 및 배향시킨 후, 자외선 조사 하에 실온 또는 냉각 경화시킬 수 있으며, 열 중합에 의할 경우에는 상기 열개시제를 함유한 조성물을 도포 및 배향시킨 후, 100℃를 초과하는 고온에서, 10분 내지 10시간 동안 노출시켜 조성물을 경화시키는 방법에 의한다. 상기 광 중합 또는 열 중합은 일반적으로 모노머를 중합시켜, 경화시킬 수 있는 방법이라면 상술한 방법에 한정되지 아니하고 사용될 수 있다.
여기서, 상술한 바와 같이, 상기 유방성 크로모닉 액정 조성물이 산성 크로모닉 액정 화합물과, 염기성 모노머, 및 중합개시제의 조합을 포함하는 경우에는, 상기 조합에 더하여, 물을 포함하여 이루어진 조성물을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 이러한 경우에는, 도포단계에서 물을 매개로 하여, 수용성을 갖는 상기 염기성 모노머에 산성 크로모닉 액정 화합물을 분산시키고, 상기 도포단계 이후에, 상기 물을 제거하는 건조단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예로서, 염기성을 가지는 아래 화학식 Ⅶ-1의 크로모닉 액정 화합물(페릴렌디카르복시이미드, 이하 도면 부호"10"으로 표기한다)와 산성 모노머로서 화학식 Ⅶ-2의 아크릴기(이하 도면부호 "20"으로 표기한다)를 가진 임의의 아크릴산이 혼합되어 반응하여, 화학식 Ⅶ-3의 형태로 결합된 분자를 포함하는 조성물을 사용하여 중합이 수행된 후에 형성된 단위 분자 응집체의 구조를 나타낸 도면이다.
[화학식 Ⅶ-1]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-260
[화학식 Ⅶ-2]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-262
[화학식 Ⅶ-3]
[규칙 제26조에 의한 보정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-264
상기 염기성을 가진 크로모닉 액정 화합물(10)과 산성 모노머인 아크릴산(20)이 혼합되어 반응하면, 산-염기 반응에 의해서 화학식 Ⅶ-3와 같이, 디스크 형태의 크로모닉 액정 분자(10)와 아크릴산(20)이 염(salt)의 형태로 결합된 상태에서 과량의 아크릴산(20)에 녹아 유방성 액정상을 띠게 되는 동시에, 크로모닉 액정분자의 자기조립(self-organization)에 의하여 적층된 상태로 형성되며, 이를 열 중합 또는 광 중합하면, 도 6에 나타낸 형태로 소수성 코어(10)에 결합된 아크릴산(20)과, 소수성 코어(10)와 결합하지 않은 외부의 아크릴산(20)이 함께 중합되어 분자 응집체 층 간에 강한 결합구조(20')를 형성하게 된다.
도 7은 상기 조성물에 의하여 형성된 편광필름을 나타낸 도면이다. 즉, 기재필름(100) 위에 크로모닉 액정 분자(10)와 중합된 아크릴산 결합구조(20')가 자기조립되어 배향된 형태를 가진다.
이렇게 제조된 액정 필름은, 광학 필름 등으로서 사용될 수 있으며, 그 중에서 최근에 연구되고 있는 마이크로 패턴 편광소자의 제조방법의 일 실시예에 대하여 간단히 살펴보도록 한다.
비등방성 방향족 물질의 마이크로 패턴은, 크로모닉 액정의 자기조립 특성을 이용하여 연구되고 있으며, 이로부터 제조된 마이크로 패턴 편광소자는 시야각에 따라 화상이 변화하는 광학 물질을 이용한 홀로그래픽 필름, 마이크로 전자 분야, 및 입체 영상 분야에 적용된다.
도 8은 상기 마이크로 패턴 편광소자의 제조방법의 실시예를 순차적으로 나타낸 도면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 마이크로 패턴 편광소자의 제조방법은, 기재필름(100) 상에 본 발명에 의한 광경화 개시제가 포함된 조성물(200)을 상기한 전단력 배향 방법에 의해 일정한 방향으로 배향되도록 코팅하고(a), 패턴이 있는 포토마스크(300)를 액정 조성물(200) 위에 위치시키고(b), 자외선을 조사하여 액정 조성물(200)을 선택적으로 경화시킨 후(c), 포토마스크(300)를 제거(d)하여 수행된다.
여기서 선택적 경화 공정이 끝나면 노광되어 경화된 부분을 제외한 비노광된 부분을 선택적으로 등방성 상태로 전환시켜 제거함으로써, 마이크로 패턴 편광소자를 제조하는 추가의 공정(현상단계)을 수행할 수도 있다. 즉, 비노광부의 선택적 등방성 상태 전환은 다음의 방법에 의해 달성할 수 있다. 비노광부는 경화되지 않은 상태이므로 용해도가 있는 현상액을 이용하여 선택적으로 제거하거나, 열 또는 산성 모노머의 증발에 따른 농도 변화에 의해 다시 등방성의 상태로 전환시킨 후 잔막 전체에 자외선 조사를 하면 노광부는 배향된 액정상을, 비노광부는 등방성 상태가 된다.
본 발명에 의하면, 서로 반대되는 산-염기 특성을 가진 각각의 크로모닉 액정 화합물과 모노머를 포함하여 이루어진 유방성 크로모닉 액정 조성물을 이용하여, 이를 건조하는 방식이 아닌 열 중합 또는 광 중합에 의한 경화방식에 따름으로써, 기계적 강도, 절연 특성 및 굴절률 등의 전기·광학적 특성이 우수한 광학 소자를 얻을 수 있다.
도 1 및 도 2는, LCLC의 분자 구조와 매크로 구조를 나타낸 도면
도 3 내지 도 5는, 종래에 사용되는 LCLC를 이용한 광학 소자의 제조방법에 따라 형성된 분자 구조 및 액정 막의 적층구조를 나타낸 도면
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 의한 크로모닉 액정 조성물을 사용하여 중합이 수행된 후에 형성된 단위 분자 응집체의 구조를 나타낸 도면
도 7은, 도 6에 의한 조성물에 의하여 형성된 편광필름을 나타낸 도면
도 8은, 마이크로 패턴 편광소자의 제조방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 도면
도 9 및 도 10은 각각 실험예 1 및 실험예 2에 의하여 형성된 액정 코팅막을 광학 현미경에 의하여 관찰한 사진
도 11 및 도 12는 각각 실험예와 비교예에 의하여 형성된 액정 코팅층의 표면을 촬영한 사진
이하에서는, 상기 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법에 대한 실험예를 통하여, 본 발명을 실험적 관점에서 살펴보기로 한다.
실험예 1
유리기판 위에 염기성 크로모닉 액정 화합물로서, 상기 화학식 Ⅰ-10으로 표현되는 Red 2304(Optiva 사 제조) 0.05g와, 산성 모노머로서, 화학식 Ⅲ-3의 2-카르복시 에틸 아크릴레이트 0.01ml, 및 광개시제(Irgacure 907, Ciba 사 제조) 0.0025g을 혼합하여 스핀 코팅에 의하여 코팅한 후, 상기 코팅막을 고무판을 이용하여 길이 방향으로 러빙하고, 금속 할로겐 램프를 이용하여 20mJ/cm2의 광으로 조사하여 도포된 액정 코팅막을 경화시켜, 두께 2㎛의 액정 코팅막을 얻었다.
비교예 1
산성 모노머 대신에 물을 혼합하여 수용액 상으로 조성물을 형성한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 액정 코팅막을 형성하였다. 그리고, 상기 실험예와 비교예에 의하여 형성된 액정 코팅막을 볼펜으로 긁어내어 보았다.
실험예 2
유리기판 위에 산성 크로모닉 액정 화합물로서, 상기 화학식 Ⅱ-12로 표현되는 Violet 20(Optiva 사 제조) 0.05g와, 염기성 모노머로서, 화학식 Ⅳ-6의 DMAEA 0.1ml, 물 0.5ml를 첨가하여 균일 혼합용액을 제조한 후, 상온 진공 하에서 수분을 제거한 다음, 광개시제(Irgacure 907, Ciba 사 제조) 0.0025g을 혼합하여 스핀 코팅에 의하여 코팅한 후, 상기 코팅층을 로드를 이용하여 길이 방향으로 러빙하고, 금속 할로겐 램프를 이용하여 20mJ/cm2의 광으로 조사하여 도포된 액정층을 경화시켜, 두께 2㎛의 액정층을 얻었다.
비교예 2
염기성 모노머 대신에 물만을 혼합하여 수용액 상으로 조성물을 형성한 것을 제외하고는 상기 실험예와 동일한 방법으로 액정 코팅층을 형성하였다.
도 9 및 도 10은 각각 상기 실험예 1 및 실험예 2에 의하여 형성된 액정 코팅막을 각각 직교 편광에 대하여 편광축을 각각 0°, 45°, 90°로 회전시키고, 상기 액정 코팅막에 직교 편광을 투과하여, 편광특성을 보이는지 여부를 광학 현미경에 의하여 관찰한 사진이다. 도 9 및 도 10 각각의 좌측 사진부터 각각 편광축을 0°, 45°, 90°로 회전시킨 액정 코팅막의 표면을 나타내었다. 도 9 및 도 10에서와 같이, 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물에 의하여 형성된 액정 코팅막은, 45°로 회전시켰을 때, 가장 투과율이 크며, 0°및 90°에서는 빛이 거의 투과되지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는, 코팅막의 광축이 0°인 원편광 필름 특성을 나타내며, 이로써, 본 발명에 의한 액정 조성물에 의한 코팅막이 우수한 편광특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
상기 실험예 1, 실험예 2 및 비교예 1, 비교예 2에 의하여 형성된 액정 코팅층에 대한 평가실험은 아래와 같이 수행하였다.
(1) 도막 외관
상기 실험예 1, 2와 비교예 1, 2에 의하여 형성된 액정 코팅층을 편광현미경으로 촬영하였다.
도 11 및 도 12는 각각 상기 실험예 1과 비교예 1에 의하여 형성된 액정 코팅층의 표면을 촬영한 사진이다.
도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 실험예 1에 의하여 형성된 액정 코팅층은 배향 후에 표면 균열이 거의 발견되지 아니하나, 비교예 1에 의하여 형성된 액정 코팅층은, 일부에서 표면 균열(검게 갈라진 부분)이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
(2) 연필경도
ASTM D3502의 시험방법에 의하여 서로 다른 경도를 갖는 연필로 각각 실험예 1, 2 및 비교예 1, 2에 의하여 형성된 액정 코팅층의 경도를 평가하고, 편광축을 45°로 회전시킨 각각 실험예 1, 2 및 비교예 1, 2에 의한 액정 코팅층의 표면을 편광현미경으로 관찰하였다. 그 결과는 아래 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같다.
[규칙 제91조에 의한 정정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-TABLE-1
[규칙 제91조에 의한 정정 15.12.2009]　
Figure WO-DOC-TABLE-2
표 1 및 표 2의 표면 사진에 있어서, 연필자국에 검게 나타나는 것은, 연필에 의하여 이방성 상태가 파괴되어, 등방성 상태로 전환되었음을 의미하는바, 상기 연필자국이 검게 나타나는 시점의 연필의 경도가 편광판이 이방성을 잃게 되는 한계점이라고 판단할 수 있다.
상기 표 1 및 표 2에서 나타낸 바와 같이, 실험예 1 및 실험예 2에 의한 액정 코팅층의 표면은, 연필심의 경도가 각각 3H 및 HB 이상에서 검게 변화하며, 비교예 1 및 비교예 2에 의한 액정 코팅층의 표면은, 각각 3B 및 2B 이상에서 검게 변화하는 것을 확인할 수 있다. 이로써, 본 발명에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물에 의하여 형성된 액정 코팅층은, 그 표면 경도가 현저히 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실험예 및 비교예들을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실험예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실험예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능 범위까지 본 발명의 청구범위의 권리범위 내에 있는 것으로 본다.

Claims (13)

  1. 염기성 작용기를 가진 염기성 크로모닉 액정 화합물과 산성 작용기를 가진 산성 모노머; 또는 산성 작용기를 가진 산성 크로모닉 액정 화합물과 염기성 작용기를 가진 염기성 모노머를 포함하여 이루어진 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 염기성 크로모닉 액정 화합물은, 방향족 분자로 이루어진 소수성 코어의 주위에 염기성 작용기가 둘러싼 형태로 이루어지며, 상기 산성 크로모닉 액정 화합물은, 방향족 분자로 이루어진 소수성 코어의 주위에 산성 작용기가 둘러싼 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유방성 크로모닉 액정 조성물 100중량%에 있어서, 상기 염기성 크로모닉 액정 화합물 또는 상기 산성 크로모닉 액정 화합물은 3 내지 40중량%인 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 염기성 크로모닉 액정 화합물 및 상기 염기성 모노머의 염기성 작용기는, 각각 상기 산성 모노머 및 상기 산성 크로모닉 액정 화합물과 반응시, 질소 이온(N+)을 발현하는 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산성 모노머 및 상기 산성 크로모닉 액정 화합물의 산성 작용기는, 각각 상기 염기성 크로모닉 액정 화합물 및 상기 염기성 모노머와 반응시, 카르복실레이트(COO-)이온, 인산 이온(PO3 -), 술폰산 이온(SO3 -) 중 적어도 하나를 발현하는 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유방성 크로모닉 액정 조성물은, 광개시제, 열개시제 중 적어도 하나로 이루어진 중합개시제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중합개시제는, 상기 유방성 크로모닉 액정 조성물 100중량%에 있어서, 0.01 내지 10중량%인 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유방성 크로모닉 액정 조성물 100중량%에 대하여, 비이온성 비닐모노머, 물, 유기용매, 가교용 모노머, 레벨링제, 습윤제, 자외선 안정제, 도전성 계면활성제 중 적어도 하나를 0.01 내지 80 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 의한 유방성 크로모닉 액정 조성물을, 기재필름 위에 코팅하는 도포단계;
    상기 유방성 크로모닉 액정 조성물로 이루어진 코팅막을 배향하는 배향단계;
    상기 코팅막을 열 중합 또는 광 중합에 의하여 경화시키는 경화단계를 포함하는 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유방성 크로모닉 액정 조성물은,
    산성 크로모닉 액정 화합물과, 염기성 모노머, 중합개시제 및 물을 포함하여 이루어지며,
    상기 도포단계 이후에, 상기 물을 제거하는 건조단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 경화단계는,상기 코팅막 위에 포토마스크를 위치시키고, 자외선 조사에 의해 상기 코팅막을 선택적으로 경화시킨 후, 상기 포토마스크를 제거하여 이루어지며,
    상기 경화단계 이후에, 상기 경화단계에서 경화되지 아니한 부분을 제거하거나 열 또는 증발의 방법으로 경화되지 않은 부분을 광학 이방성 상태로 처리한 후 자외선 조사를 통해 경화하는 제2경화단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 유방성 크로모닉 액정 코팅막을 배향하는 배향방법은, 강한 자기장을 이용하는 배향방법, 배향막을 이용하는 배향방법, 전단력(shear)을 이용하는 배향방법 중 어느 하나의 방법에 의하여 수행하는 것을 특징으로 하는 유방성 크로모닉 액정 코팅막의 제조방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 형성된 유방성 크로모닉 액정 코팅막.
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