WO2023080405A1 - 광배향 화합물, 이의 제조방법, 이를 이용한 액정 광배향제 및 이를 포함하는 위상차 필름 - Google Patents
광배향 화합물, 이의 제조방법, 이를 이용한 액정 광배향제 및 이를 포함하는 위상차 필름 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023080405A1 WO2023080405A1 PCT/KR2022/012570 KR2022012570W WO2023080405A1 WO 2023080405 A1 WO2023080405 A1 WO 2023080405A1 KR 2022012570 W KR2022012570 W KR 2022012570W WO 2023080405 A1 WO2023080405 A1 WO 2023080405A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- formula
- alkyl group
- substituted
- group
- compound
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
- C08F220/30—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
- C08F220/303—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one or more carboxylic moieties in the chain
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F216/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical
- C08F216/36—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical by a ketonic radical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
- C08F220/30—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/08—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of polarising materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3016—Polarising elements involving passive liquid crystal elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
Definitions
- the present invention relates to an optical alignment compound for optical alignment of liquid crystals in a liquid crystal film of an optical film such as a retardation film, a method for preparing the same, a liquid crystal optical alignment agent prepared using the same, and an optical film such as a retardation film and a circular polarizing film using the same. it's about
- a liquid crystal cell applied to a display or a liquid crystal for a liquid crystal film used as a retardation film requires a process of regularly aligning optical axes for retardation control.
- the photo-alignment layer serves as a director in arranging the liquid crystal molecules so that when the liquid crystal is moved by an electric field to form an image, an appropriate direction is obtained.
- it is essential to uniformly align liquid crystals in order to obtain uniform brightness and high contrast ratio in a liquid crystal display device.
- a rubbing method of applying a polymer film such as polyimide to a substrate such as glass and rubbing the surface with fibers such as nylon or polyester in a certain direction has been used.
- fine dust or electrical discharge (ESD) may be generated when the fiber and the polymer film are rubbed, which may cause serious problems in manufacturing the liquid crystal panel.
- an optical alignment method in which anisotropy is induced in a polymer film by light irradiation rather than friction and liquid crystals are arranged using this is preferred, and the optical alignment method is easy to manufacture.
- an alignment layer containing a photo-alignment (photoreactive) polymer is formed under the liquid crystal layer, and polarized UV is irradiated to the alignment layer to cause a photoreaction.
- the main chain of the photo-alignment polymer is constant.
- Optical alignment which is arranged in the same direction, occurs, and liquid crystals included in the liquid crystal layer may be aligned under the influence of the optically aligned alignment layer.
- the photo-alignment agent capable of increasing liquid crystal alignment at low polarized UV irradiation energy is required.
- the photo-alignment agent is dissolved in a specific solvent and the solution is coated to prepare the photo-alignment film.
- the photo-alignment agent does not dissolve well in the solvent or the solvent dissolves the substrate (substrate) to impair alignment. Accordingly, there is an increasing demand for an alignment agent having excellent solubility in various solvents and excellent photo-alignment of liquid crystals even under low polarized UV irradiation energy.
- the present invention has excellent solubility in various types of solvents, can increase the orientation of liquid crystals in a liquid crystal film, and has a short photosensitivity (exposure energy), a photo-alignment compound, a method for preparing the same, a liquid crystal photo-alignment agent including the same, and the same It is intended to provide an optical film such as a liquid crystal photo-alignment layer (including a film or sheet form) and a retardation film including the photo-alignment layer.
- the photo-alignment compound of the present invention for solving the above problems includes a polymer including a repeating unit represented by Formula 1 below.
- R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group of C 1 to C 3
- A is -OR 3 -, -NHR 3 - or -SR 3 -
- R 3 is a C 2 to C 5 linear alkyl group.
- R 4 is C 1 ⁇ C 10 straight-chain alkyl group, C 3 ⁇ C 10 branched alkyl group, C 2 ⁇ C 10 straight-chain heteroalkyl group in which at least one carbon atom is substituted with a hetero atom, or one carbon atom
- the above is a branched heteroalkyl group of C 3 to C 10 substituted with a hetero atom
- m is an integer satisfying the weight average molecular weight of the polymer of 1,000 to 1,000,000
- n is an integer from 0 to 20, and * denotes a bonding site. .
- R 1 in Formula 1 is an alkyl group of C 1 to C 3
- A is -OR 3 -, -NHR 3 - or -SR 3 -
- R 2 is or
- R 4 is a C 1 ⁇ C 5 linear alkyl group or C 4 ⁇ C 10 branched alkyl group
- m is an integer satisfying the weight average molecular weight of the polymer 5,000 ⁇ 500,000
- n can be an integer of 0 to 10 there is.
- the photo-alignment compound of the present invention may include a copolymer further including a repeating unit represented by Chemical Formula 1 and a repeating unit represented by Chemical Formula 2 below.
- R 1 is a hydrogen atom or a C 1 ⁇ C 3 alkyl group
- R 5 is a C 1 ⁇ C 10 straight-chain alkyl group, a C 3 ⁇ C 10 branched alkyl group, or a hetero atom having at least one carbon atom.
- R 1 in Formula 2 is a C 1 ⁇ C 3 alkyl group
- R 5 is a C 1 ⁇ C 5 straight-chain alkyl group, a C 4 ⁇ C 10 branched alkyl group, a substituted or An unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted phenoxy group, or a substituted or unsubstituted N-phenylamino group
- L may be an integer of 1 to 10.
- Another object of the present invention relates to a method for preparing the photo-alignment compound described above, comprising the steps of preparing a compound represented by Formula 3 and a compound represented by Formula 4, respectively; and a compound including at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (3) and a compound represented by the following formula (4), a polymer comprising a repeating unit represented by the above formula (1), or a polymer containing a repeating unit represented by the above formula (1) and the above formula (1).
- a process including two steps of preparing a copolymer including a repeating unit represented by Formula 2 may be performed.
- R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group of C 1 to C 3
- A is -OR 3 -, -NHR 3 - or -SR 3 -
- R 3 is a C 2 to C 5 linear chain.
- an alkylene group and R 2 is or And
- R 4 is C 1 ⁇ C 10 straight-chain alkyl group, C 3 ⁇ C 10 branched alkyl group, C 2 ⁇ C 10 straight-chain heteroalkyl group in which at least one carbon atom is substituted with a hetero atom, or one carbon atom
- the above is a C 3 ⁇ C 10 branched heteroalkyl group substituted with a hetero atom, and n is an integer from 0 to 20;
- R 1 is a hydrogen atom or a C 1 ⁇ C 3 alkyl group
- R 5 is a C 1 ⁇ C 10 straight-chain alkyl group, a C 3 ⁇ C 10 branched alkyl group, and one or more carbon atoms
- Another object of the present invention relates to a liquid crystal photo-alignment agent including the photo-alignment compound described above.
- the liquid crystal alignment agent of the present invention includes the photo-alignment compound and a solvent.
- the solvent comprises at least one selected from benzene, toluene, ethyl acetate, butyl acetate, tetrahydrofuran (THF), PGMEA (Propylene glycol methyl ether acetate), dichloromethane and chloroform non-polar solvents; and a polar solvent including at least one selected from cyclopentanone, cyclohexanone, acetone, dimethylformamide (DMF), and acetonitrile.
- a polar solvent including at least one selected from cyclopentanone, cyclohexanone, acetone, dimethylformamide (DMF), and acetonitrile.
- the photo-alignment compound may satisfy a solubility of 5 mg/mL or more, preferably 10 mg/mL or more in the solvent.
- Another object of the present invention is to provide a liquid crystal photo-alignment layer for retardation film comprising the photo-alignment agent described above.
- Another object of the present invention is to provide a retardation film including the liquid crystal film and the liquid crystal photo-alignment layer.
- the retardation film may be a quarter-wavelength film or a half-wavelength film.
- Another object of the present invention is to provide a circular polarizing film including the retardation film.
- the photo-alignment polymer of the present invention is used for preparing a photo-alignment film coating solution, has excellent solubility in polar solvents and/or non-polar solvents that do not affect plastic substrates, and has a short photosensitivity (exposure energy). It is suitable for use as an optical alignment agent, an optical alignment film using the same, and the like. Since the retardation film manufactured using this has very good optical orientation of the liquid crystal in the liquid crystal layer, it is possible to provide an optical film such as a retardation film or a circular polarizing film having excellent optical properties such as alignment quality.
- Each of A to C in FIG. 1 is a polarizing microscope measurement image of a liquid crystal film prepared by varying the polarized UV irradiation energy in Experimental Example 1.
- ⁇ on or ⁇ on top” or “ ⁇ on the bottom” means directionality, not only when the upper and lower components are in direct contact or spaced apart, but also include another component in the middle Including the case where there is, it means directionality.
- film is meant to include thin films, films, sheets, and the like.
- the photo-alignment compound of the present invention is a polymer including a repeating unit represented by Formula 1 below; and a copolymer comprising a repeating unit represented by Formula 1 and a repeating unit represented by Formula 2 below; It may include one or more selected from among.
- the photo-alignment compound comprises a first step of preparing a compound represented by the following Chemical Formula 3 and a compound represented by the following Chemical Formula 4, respectively; And a compound including at least one selected from a compound represented by Formula 3 and a compound represented by Formula 4 below is subjected to a polymerization reaction to form a polymer comprising a repeating unit represented by Formula 1, or Formula 1 and Formula 4 below. It can be prepared by performing a process including; two steps of preparing a copolymer including a repeating unit represented by Formula 2.
- R 1 is a hydrogen atom or a C 1 to C 3 alkyl group, preferably R 1 is a C 1 to C 3 alkyl group, and more preferably R 1 is a C 1 to C 3 alkyl group. It is an alkyl group of C 2 .
- a in Formula 1 and/or Formula 3 is -OR 3 -, -NHR 3 - or -SR 3 -, preferably -OR 3 - or -SR 3 -, more preferably -OR 3 -am.
- R 3 is a C 2 ⁇ C 5 straight-chain alkylene group, preferably a C 2 ⁇ C 5 straight-chain alkylene group, more preferably an ethylene group.
- R 2 of Formula 1 and/or Formula 3 is or am.
- R 4 is a C 1 ⁇ C 10 straight-chain alkyl group, a C 3 ⁇ C 10 branched alkyl group, a C 2 ⁇ C 10 straight-chain heteroalkyl group in which at least one carbon atom is substituted with a hetero atom, or a carbon atom 1 It is a C 3 ⁇ C 10 branched heteroalkyl group substituted with at least one hetero atom, preferably R 4 is a C 1 ⁇ C 5 straight-chain alkyl group, a C 4 ⁇ C 10 branched alkyl group, or at least 1 carbon atom.
- n is an integer of 0 to 20, preferably an integer of 0 to 10, more preferably n is an integer of 0 to 5.
- m in Formula 1 is an integer satisfying a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000 g/mol of the polymer, preferably an integer satisfying a weight average molecular weight of 5,000 to 500,000 g/mol of the polymer, more preferably a polymer It is an integer that satisfies the weight average molecular weight of 50,000 to 250,000 g/mol.
- * in Formula 1 means a binding site of a repeating unit in a polymer.
- R 1 in Formula 2 and/or Formula 4 is a C 1 ⁇ C 3 alkyl group, preferably R 1 is a C 1 ⁇ C 3 alkyl group, more preferably R 1 is a C 1 ⁇ C 2 is an alkyl group.
- R 5 in Formula 2 and/or Formula 4 is a C 1 ⁇ C 5 straight-chain alkyl group, a C 4 ⁇ C 10 branched alkyl group, a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted phenoxy group, or a substituted or It is an unsubstituted N-phenylamino group, preferably a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted phenoxy group, or a substituted or unsubstituted N-phenylamino group.
- L is an integer of 1 to 20, preferably L is an integer of 1 to 10, more preferably L is an integer of 1 to 8.
- Preferred examples of polymers including repeating units represented by the photo-alignment compound of the present invention are represented by Chemical Formulas 1-1 to 1-28 in Tables 1 to 3 below.
- the photo-alignment compound of the present invention described above can be used as an photo-alignment agent for photo-alignment of liquid crystals of a liquid crystal film, and can be used as an alignment agent composition or a photosensitive material.
- the liquid crystal photo-alignment agent of the present invention includes the photo-alignment compound; And a solvent; may include.
- the solvent is a solvent that does not dissolve or affect the substrate of the plastic material
- the solubility of the photo-alignment compound is 10 mg/mL or more, preferably 20 mg/mL or more, more preferably 22 to 110 mg/mL can be used that satisfies
- the solubility is a measurement of the maximum amount of solute that can be dissolved in 1 mL of a solvent at room temperature (25° C.).
- the solvents include non-polar solvents; and polar solvents; It may include one or more selected from among.
- the non-polar solvent may include at least one selected from benzene, toluene, ethyl acetate, butyl acetate, tetrahydrofuran (THF), PGMEA (Propylene glycol methyl ether acetate), dichloromethane, and chloroform, preferably ethyl acetate , Butyl acetate, may include one or more selected from tetrahydrofuran (THF) and PGMEA, more preferably may include one or more selected from butyl acetate, tetrahydrofuran (THF) and PGMEA.
- the polar solvent may include at least one selected from cyclopentanone, cyclohexanone, acetone, dimethylformamide (DMF) and acetonitrile, and preferably acetone, dimethylformamide (DMF), acetonitrile and dimethyl It may contain at least one selected from sulfoxide (DMSO).
- two or more of the non-polar solvents and / or polar solvents may be mixed and used in consideration of the type of photo-alignment agent, the characteristics of the support to which the coating liquid is applied, the manufacturing conditions, etc., and a preferred embodiment is toluene and cyclohexane Paddy, toluene and PGMEA, butyl acetate and cyclohexanone, butyl acetate and PGMEA, etc. may be appropriately mixed and used.
- butyl acetate and cyclohexanone at a volume ratio of 4:1
- butyl acetate and cyclohexanone at a volume ratio of 1 to 4:1
- butyl acetate and PGMEA at a volume ratio of 1 to 4:1.
- liquid crystal alignment agent for example, curtain coating, extrusion coating, roll coating, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating, slide coating, print coating, gravure coating, die coating , cap coating, or dipping coating may be performed to manufacture a liquid crystal photo-alignment layer having a form of a thin film, film, sheet, or the like.
- an optical film such as a retardation film may be manufactured by directly coating the liquid crystal optical alignment agent on one surface of a liquid crystal film to form a thin film, or by combining the liquid crystal optical alignment agent with a liquid crystal film after forming a film or sheet.
- the retardation film may be a quarter-wavelength film or a half-wavelength film.
- a circularly polarizing film may be manufactured using the retardation film.
- various optical films can be manufactured using the previously described optical alignment compound (photoalignment agent) and the liquid crystal resin composition using the same.
- An example of a retardation film among optical films is as follows.
- the optical film may be a retardation film, and the retardation film of the present invention may be a quarter-wavelength film or a half-wavelength film.
- a polarizing film may be manufactured using the retardation film, and a circular polarizing film may be manufactured as a preferred example.
- the liquid crystal in the liquid crystal resin composition may include a reverse wavelength liquid crystal compound and/or a forward wavelength liquid crystal compound.
- a polymer having a repeating unit represented by Chemical Formula 1-2 was prepared as follows through the reaction shown in Reaction Scheme 1 below.
- an optical alignment compound (white powder, weight average molecular weight of 190,000 g/mol), which is a polymer containing 9.4 g of a repeating unit represented by Chemical Formula 1-2.
- a polymer having a repeating unit represented by Chemical Formula 1-5 was prepared as follows through a reaction shown in Reaction Scheme 2 below.
- a polymer having a repeating unit represented by Chemical Formula 1-9 was prepared as follows through the reaction shown in Reaction Scheme 3 below.
- a polymer having a repeating unit represented by Chemical Formula 1-15 was prepared as follows through a reaction shown in Scheme 4 below.
- a polymer having a repeating unit represented by Chemical Formula 1-23 was prepared as follows through a reaction shown in Scheme 5 below.
- an optical alignment compound (white powder, weight average molecular weight: 75,000 g/mol), which is a polymer containing 16 g (33 mmol) of a repeating unit represented by Chemical Formula 1-23.
- the measurement of solubility in the solvent is the measurement of the maximum amount (mg) of the solute (photoalignment compound) that can be dissolved in 1 mL of the solvent at 25°C.
- Example 1 Example 2
- Example 3 Example 4
- Example 5 non-polar menstruum benzene 86 >100 >100 >100 >100 toluene 92 >100 >100 >100 >100 >100 ethyl acetate 67 82 91 84 94 butyl acetate 24
- 30 46
- PGMEA 45
- 25 40
- 36 dichloromethane 74 87
- 80 >100 >100 chloroform >100
- 92 >100
- 85 >100 polarity menstruum cyclo pentanone
- 42 60 44 cyclo Hexanon 35
- 45 62 52 56 acetone >100 >100 >100 >100 >100 >100
- DMF >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 DMSO 6.4 5.3 2.8 4.3 3.2
- DMSO showed that all of the compounds of Examples 1 to 5 had too low solubility.
- butyl acetate and PGMEA Propylene glycol methyl ether acetate
- cyclopentanone and cyclohexanone among polar solvents showed slightly lower solubility compared to other solvents, but all of them were commercially available at 20 mg/mL or higher. It was confirmed that it had excellent solubility above the acceptable solubility.
- Mixed solvent 1 is toluene and cyclohexanone in a 3: 1 volume ratio
- mixed solvent 2 is toluene and PGMEA in a 3: 1 volume ratio
- mixed solvent 3 is toluene and PGMEA in a 3: 1 volume ratio
- mixed solvent 4 is butyl acetate and It is a solvent mixed with PGMEA in a volume ratio of 3:1.
- Example 1 Example 2
- Example 3 Example 4
- the mixed solvent was prepared by mixing toluene and PGMEA at a volume ratio of 3:1.
- the coating liquid for the liquid crystal optical alignment layer was coated on a triacetyl-cellulose (TAC) film substrate using a spin coater, and then dried at 90° C. for 2 minutes to prepare a liquid crystal optical alignment layer having a thickness of about 0.3 ⁇ m.
- TAC triacetyl-cellulose
- LC242 Based on 100 parts by weight of a polymerizable liquid crystal compound (LC242 from BASF), 3.6 parts by weight of 4-acryloyloxy-4'-cyanobiphenyl as a polymerizable monomer as a dispersant, and 0.33 parts by weight of Irgacure 907 (from BASF) as an optical radical initiator.
- a liquid crystal resin was prepared by mixing 4.2 parts by weight of a leveling agent and 85 parts by weight of a mixed solvent containing propylene glycol monomethyl ether and N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent.
- a liquid crystal photo-alignment layer and a retardation film having the same thickness were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, but reverse dispersion liquid crystal (RMM-2083 from Merk) was used instead of the liquid crystal compound (LC242) when preparing the liquid crystal resin.
- RRM-2083 reverse dispersion liquid crystal
- a liquid crystal photo-alignment layer and a retardation film having the same thickness were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, but when preparing a coating solution for a liquid crystal photo-alignment layer, the photo-alignment compounds of Examples 2 to 5 were used instead of the photo-alignment compound of Example 1, respectively. After preparing the photo-alignment layer, a liquid crystal layer was formed to prepare retardation films, respectively, and Preparation Examples 3 to 6 were performed, respectively.
- Example 1 Preparation Example 2 Preparation Example 3 Production Example 4 Preparation Example 5 Preparation Example 6 Optical alignment agent for optical alignment film Example 1 Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 10mJ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 50mJ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 100 mJ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 200mJ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 500mJ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ [Evaluation of orientation characteristics] ⁇ : very good orientation, ⁇ : good orientation, ⁇ : normal orientation, ⁇ : poor orientation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
본 발명은 액정필름 내 액정의 광배향시키기 위한 광배향 화합물, 이를 이용한 광배향제, 광배향막 및 이를 포함하는 위상차 필름, 원편광 필름 등의 광학필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 위상차 필름 등과 같은 광학필름의 액정필름 내 액정의 광배향시키기 위한 광배향 화합물, 이를 제조하는 방법, 이를 이용하여 제조한 액정 광배향제 및 이를 이용한 위상차 필름, 원편광 필름 등의 광학필름에 관한 것이다.
디스플레이에 적용되는 액정 셀(cell)이나, 위상차 필름으로 사용되는 액정필름용 액정은 위상차 제어를 위하여 광축을 일정하게 정렬하는 과정이 필요하다.
그리고, 광배향막은 액정 분자의 배열에 방향자(director) 역할을 하여 전기장(electric field)에 의해 액정이 움직여서 화상을 형성할 때, 적당한 방향을 잡도록 해준다. 일반적으로 액정 표시 장치에서 균일한 휘도(brightness)와 높은 명암비(contrast ratio)를 얻기 위해서는 액정을 균일하게 배향하는 것이 필수적이다.
액정을 배향시키는 통상적인 방법으로, 유리 등의 기판에 폴리이미드와 같은 고분자 막을 도포하고, 이 표면을 나일론이나 폴리에스테르 같은 섬유로 일정한 방향으로 문지르는 러빙(rubbing) 방법을 이용하였다. 그러나 러빙 방법은 섬유질과 고분자막이 마찰될 때 미세한 먼지나 정전기(electrical discharge, ESD)가 발생할 수 있어, 액정 패널 제조 시 심각한 문제점을 야기시킬 수 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해 최근에는 마찰이 아닌 광조사에 의해 고분자막에 이방성(비등방성, anisotropy)을 유도하고, 이를 이용하여 액정을 배열하는 광배향법이 선호되고 있으며, 광배향법은 제조가 간편하고 이물 발생 등의 배향을 저해하는 부가적인 문제 발생이 적은 장점이 있다. 이러한 광배향법은 액정층 하부에 광배향성(광반응성) 중합체를 포함하는 배향층을 형성하고, 이러한 배향층에 편광된 UV를 조사하여 광반응을 일으키고, 그 결과, 광배향성 중합체의 주쇄가 일정 방향으로 배열하게 되는 광배향이 일어나며, 이렇게 광배향된 배향층의 영향으로 액정층에 포함된 액정이 배향될 수 있다.
광배향시 편광 UV 조사 에너지가 낮을수록 배향 특성이 우수한 액정필름이나 셀 제조에 유리한 성향이 있으므로, 낮은 편광 UV 조사 에너지에서 액정 배향성을 증대시킬 수 있는 광배향제가 요구되고 있으며, 광배향막 제조에 사용되는 광배향제는 그 종류에 따라 특정 용매에 용해시켜서 용액을 코팅시켜서 광배향막을 제조하는데, 광배향제가 용매에 잘 용해되지 않거나, 용매가 기판(기재)를 녹여서 배향성을 저해시키는 문제가 있다. 이에, 다양한 용매에 용해성이 우수하면서도 낮은 편광 UV 조사 에너지 하에서도 액정의 광배향성이 우수한 배향제에 대한 요구가 증대하고 있는 실정이다.
본 발명은 다양한 종류의 용매에 대해서 용해성이 우수하면서, 액정필름 내 액정의 배향성을 증대시킬 수 있고, 광감도(노광 에너지)가 짧은 광배향성 화합물, 이를 제조하는 방법, 이를 포함하는 액정 광배향제 및 이를 이용한 액정 광배향막(필름, 시트 형태 포함), 상기 광배향막을 포함하는 위상차 필름과 같은 광학필름을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광배향성 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함한다.
[화학식 1]
화학식 1에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, R2는 또는 이며, R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000을 만족하는 정수이며, n은 0 내지 20의 정수이고, *는 결합부위를 의미한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 화학식 1의 R1은 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R2는 또는 이고, R4는 C1~C5의 직쇄형 알킬기 또는 C4~C10의 분쇄형 알킬기이며, m은 중합체의 중량평균분자량 5,000 ~ 500,000을 만족하는 정수이고, n은 0 내지 10의 정수일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 광배향성 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 더 포함하는 공중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
화학식 2에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, L은 1 내지 20의 정수이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 화학식 2의 R1은 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C5의 직쇄형 알킬기, C4~C10의 분쇄형 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, L은 1 내지 10의 정수일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 광배향 화합물을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 각각 준비하는 1단계; 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 화합물을 중합반응을 수행하여 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체, 또는 상기 화학식 1 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 2단계;를 포함하는 공정을 수행할 수 있다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, R2는 또는 이며, R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, n은 0 내지 20의 정수이다,
[화학식 4]
상기 화학식 4에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이다.
본 발명의 다른 목적은 앞서 설명한 광배향 화합물을 포함하는 액정 광배향제에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 액정 배향제는 상기 광배향 화합물 및 용매를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 용매는 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 디클로로메탄 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 비극성 용매; 및 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 아세토니트릴 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 극성 용매;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 광배향 화합물은 상기 용매에 대한 용해도 5 mg/mL 이상, 바람직하게는 10 mg/mL 이상을 만족할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 앞서 설명한 광배향제를 포함하는 위상차 필름용 액정 광배향막을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 액정필름 및 상기 액정 광배향막을 포함하는 위상차 필름을 제공하는데 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 위상차 필름은 사분파장 필름 또는 반분파장 필름일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 위상차 필름을 포함하는 원편광 필름을 제공하는데 있다.
본 발명의 광배향성 중합체는 광배향막 코팅액 제조에 사용되고, 플라스틱 기판에 영향을 주지 않는 극성 용매 및/또는 비극성 용매에 대한 용해도가 우수하며, 광감도(노광에너지)가 짧기 때문에, 액정의 광배향을 위한 광배향제, 이를 이용한 광배향막 등으로 사용하기 적합하다. 이를 이용하여 제조한 위상차 필름은 액정층 내 액정의 광배향성이 매우 좋기 때문에, 배향 품질 등의 광학특성이 우수한 위상차 필름, 원편광 필름 등의 광학필름을 제공할 수 있다.
도 1의 A ~ C 각각은 실험예 1에서 실시한 편광 UV 조사 에너지를 달리하여 제조한 액정필름의 편광 현미경 측정 이미지이다.
본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "~ 상에 또는 ~ 상부에" 또는 "~ 하부에" 의 표현은 방향성을 의미하는 것으로서, 상하부 구성이 직접 접촉하고 있거나 또는 간격을 두고 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 성분을 포함하고 있는 경우를 포함하며, 방향성을 의미하는 것이다.
또한, "막"은 박막, 필름 및 시트 등을 포함하는 의미이다.
본 발명의 광배향 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체; 및 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 공중합체; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광배향 화합물은, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 각각 준비하는 1단계; 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 화합물을 중합반응을 수행하여 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체, 또는 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하는 제조할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
화학식 1 및/또는 화학식 3에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, 바람직하게는 R1은 C1~C3의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 R1은 C1~C2의 알킬기이다.
또한, 화학식 1 및/또는 화학식 3의 상기 A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, 바람직하게는 -OR3- 또는 -SR3-이며, 더욱 바람직하게는 -OR3-이다. 긜고, 상기 R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, 바람직하게는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이며, 더욱 바람직하게는 에틸렌기이다.
또한, 화학식 1 및/또는 화학식 3의 상기 R2는 또는 이다. 또한, 상기 R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, 바람직하게는 R4는 C1~C5의 직쇄형 알킬기, C4~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C5의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C4~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 R4는 C1~C5의 직쇄형 알킬기 또는 C4~C10의 분쇄형 알킬기이다.
또한, 화학식 1 및/또는 화학식 3의 상기 n은 0 내지 20의 정수이고, 바람직하게는 0 내지 10의 정수이고, 더욱 바람직하게는 n은 0 내지 5의 정수이다.
또한, 화학식 1의 상기 m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000 g/mol 을 만족하는 정수이며, 바람직하게는 중합체의 중량평균분자량 5,000 ~ 500,000 g/mol 을 만족하는 정수이며, 더욱 바람직하게는 중합체의 중량평균분자량 50,000 ~ 250,000 g/mol 을 만족하는 정수이다.
그리고, 화학식 1의 * 표시는 중합체 내 반복단위의 결합부위를 의미한다.
그리고, 화학식 2 및/또는 화학식 4의 R1은 C1~C3의 알킬기이고, 바람직하게는 R1은 C1~C3의 알킬기이고, 더욱 바람직하게는 R1은 C1~C2의 알킬기이다.
또한, 화학식 2 및/또는 화학식 4의 R5은 C1~C5의 직쇄형 알킬기, C4~C10의 분쇄형 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이다.
그리고, 화학식 2의 L은 1 내지 20의 정수이고, 바람직하게는 L은 1 내지 10의 정수이며, 더욱 바람직하게는 L은 1 내지 8의 정수이다.
본 발명의 광배향 화합물이 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체에 대한 바람직한 일례를 들면 하기 표 1 ~ 표 3의 화학식 1-1 ~ 화학식 1- 28과 같다.
화학식 | 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | ||
R1 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | ||
A | - | -OR3- | -OR3- | -OR3- | ||
R3 | - | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- | ||
R2 | ||||||
R4 | -CH3 | |||||
m | 4 ~ 3448 | 3 ~ 2994 | 3 ~ 2645 | 3 ~ 2369 | ||
n | 0 | 1 | 2 | 3 | ||
화학식 | 1-5 | 1-6 | 1-7 | 1-8 | ||
R1 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | ||
A | - | -OR3- | -OR3- | -OR3- | ||
R3 | - | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- | ||
R2 | ||||||
R4 | -CH2CH2CH(CH3)2 | |||||
m | 3 ~ 2890 | 3 ~ 2564 | 3 ~ 2304 | 3 ~ 2092 | ||
n | 0 | 1 | 2 | 3 | ||
화학식 | 1-9 | 1-10 | 1-11 | 1-12 | ||
R1 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | ||
A | - | -OR3- | -OR3- | -OR3- | ||
R3 | - | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- | ||
R2 | ||||||
R4 | -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3 | |||||
m | 3 ~ 2958 | 3 ~ 2314 | 3 ~ 2100 | 2 ~1923 | ||
n | 0 | 1 | 2 | 3 |
화학식 | 1-13 | 1-14 | 1-15 | 1-16 |
R1 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
A | - | -OR3- | -OR3- | -OR3- |
R3 | - | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- |
R2 | ||||
R4 | -CH3 | |||
m | 4 ~ 3448 | 3 ~ 2994 | 3 ~ 2645 | 3 ~ 2369 |
n | 0 | 1 | 2 | 3 |
화학식 | 1-17 | 1-18 | 1-19 | 1-20 |
R1 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
A | - | -OR3- | -OR3- | -OR3- |
R3 | - | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- |
R2 | ||||
R4 | -CH2CH2CH(CH3)2 | |||
m | 3 ~ 2890 | 3 ~ 2564 | 3 ~ 2304 | 3 ~ 2092 |
n | 0 | 1 | 2 | 3 |
화학식 | 1-21 | 1-22 | 1-23 | 1-24 |
R1 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
A | - | -OR3- | -OR3- | -OR3- |
R3 | - | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- |
R2 | ||||
R4 | -CH2CH(CH2CH3)CH2CH2CH2CH3 | |||
m | 3 ~ 2958 | 3 ~ 2314 | 3 ~ 2100 | 2 ~1923 |
n | 0 | 1 | 2 | 3 |
화학식 | 1-25 | 1-26 | 1-27 | 1-28 |
R1 | -CH3 | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
A | -SR3- | -SR3- | -NHR3- | -NHR3- |
R3 | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- | -CH2CH2- |
R2 | ||||
R4 | -CH3 | |||
m | 3 ~ 2857 | 3 ~ 2439 | 4 ~ 3003 | 3 ~ 2659 |
n | 1 | 2 | 1 | 2 |
앞서 설명한 본 발명의 광배향성 화합물은 액정필름의 액정을 광배향시키기 위한 광배향제로 사용할 수 있으며, 이는 배향제 조성 또는 감광성 소재로 사용할 수 있다.
본 발명의 액정 광배향제는 상기 광배향성 화합물; 및 용매;를 포함할 수 있다.
상기 용매는, 플라스틱 소재의 기재를 녹이거나 영향을 주지 않는 용매로서, 상기 광배향성 화합물의 용해도 10 mg/mL 이상, 바람직하게는 20 mg/mL이상을, 더욱 바람직하게는 22 ~ 110 mg/mL를 만족하는 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 용해도는 실온(25℃)에서 1 mL의 용매에 녹을 수 있는 최대 용질의 양을 측정한 것이다.
이러한 용해도를 만족시키는 용매의 구체적인 예로서, 상기 용매는 비극성 용매; 및 극성 용매; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 비극성 용매는 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 디클로로메탄 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF) 및 PGMEA 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF) 및 PGMEA 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 극성 용매는 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 아세토니트릴 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF), 아세토니트릴 및 디메틸설폭사이드(DMSO) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 광배향제의 종류, 코팅액이 적용되는 지지체 특성, 제조 조건 등을 고려하여 상기 비극성 용매 및/또는 극성 용매 중 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직한 일구현예를 들면, 톨루엔과 사이클로헥사논, 톨루엔과 PGMEA, 부틸아세테이트와 사이클로헥사논, 부틸아세테이트와 PGMEA 등을 적절하게 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 톨루엔과 사이클로헥사논을 1 ~ 4:1 부피비로, 톨루엔과 PGMEA을 1 ~ 4:1 부피비로, 부틸아세테이트와 사이클로헥사논을 1 ~ 4:1 부피비로, 부틸아세테이트와 PGMEA을 1 ~ 4:1 부피비로 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 액정 배향제를 당업계에서 사용하는 일반적인 코팅방법, 예를 들면, 커튼 코팅, 압출 코팅, 롤 코팅, 스핀 코팅, 딥 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅, 슬라이드 코팅, 인쇄 코팅, 그라비어 코팅, 다이 코팅, 캡 코팅 또는 디핑 코팅 등을 수행하여 박막, 필름, 시트 등의 형태를 가지는 액정 광배향막을 제조할 수 있다.
그리고, 상기 액정 광배향제를 액정필름의 일면에 직접 코팅시켜서 박막을 형성시키거나, 액정 광배향제를 필름, 시트화시킨 후, 액정 필름과 결합시켜서 위상차 필름 등과 같은 광학필름을 제조할 수 있다.
상기 위상차 필름은 사분파장 필름 또는 반분파장 필름일 수 있다.
또한, 상기 위상차 필름을 이용하여 원편광 필름을 제조할 수도 있다.
본 발명은 앞서 설명한 광배향성 화합물(광배향제) 및 이를 이용한 액정 수지 조성물을 이용하여 다양한 광학필름을 제조할 수 있다. 광학필름 중 위상차 필름을 일례로 들면 다음과 같다.
상기 광학필름은 위상차 필름일 수 있으며, 본 발명의 위상차 필름은 사분파장 필름 또는 반분파장 필름일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 위상차 필름을 이용하여 편광 필름을 제조할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면 원편광 필름을 제조할 수 있다.
그리고, 상기 액정 수지 조성물 내 액정은 역파장 액정 화합물 및/또는 정파장 액정 화합물을 포함할 수도 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
실시예 1 : 광배향 화합물의 제조
하기 화학식 1-2로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 1과 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 1]
(1) A 화합물의 제조
4-메톡시계피산(4-methoxy cinnamic acid) 40 g (220 mmol), 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol) 240 g (2.2 mol), 디메틸아미노피리딘(DMAP) 68 g (560 mmol)을 아세토니트릴 400 mL에 용해시키고, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카보디이미드(EDCI) 56 g (290 mmol)을 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 18시간 동안 교반한 후, 감압 하에 아세토니트릴을 증류 제거하고 600 mL의 아세트산에틸에 용해시켰다. 상기 용액을 1M HCl 수용액 200 mL로 3회 씻어 잔류하는 DMAP을 제거하고, 포화 NaHCO3 수용액 300 mL로 3회 씻어 소량의 4-메톡시계피산을 제거하였다.
다음으로, 감압 하에 아세트산에틸을 증류 제거하여 반응식 1의 A 화합물 53 g (200 mmol)을 얻었다.
(2) B 화합물의 제조
상기 A 화합물 17 g (65 mmol), 메타크릴산 7.3 g (85 mmol), DMAP 1.6 g (13 mmol)을 디클로로메탄 120 mL에 용해시키고, 60 mL의 디클로로메탄 중의 24 g (120 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 2시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 디클로로메탄을 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=5/1)로 정제하여 16 g (48 mmol)의 반응식 1의 B 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(3) 화학식 1-2로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
B 화합물 11 g (33 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 85 mg (0.52 mmol)을 20 mL의 DMF에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 4시간 동안 교반한 후, 실온에서 상기 용액을 메탄올 500 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 20 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 500 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 9.4 g의 화학식 1-2로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 190,000 g/mol)을 제조하였다.
실시예 2
하기 화학식 1-5로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 2와 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 2]
(1) C 화합물의 제조
4-하이드록시계피산 40 g (240 mmol)을 에탄올 400 mL에 용해시키고, NaOH 수용액(20 g, 140 mL)을 서서히 적가한 후 95℃에서 30분 동안 교반하였다.
다음으로, 이소아밀브로마이드 46 mL를 서서히 적가한 후 95℃에서 추가로 3일 동안 교반하였다. 5N HCl 수용액을 첨가하여 산성화 시킨 후, 석출된 침전물을 여과 분리하였다. 잔류하는 소량의 불순물을 헵테인으로 씻어내어 54 g (230 mmol)의 반응식 2의 C 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(2) D 화합물의 제조
상기 백색 분말 형태의 A화합물 30 g (130 mmol), 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 22 g (170 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 1.6 g (13 mmol)을 테트라하이드로푸란(THF) 200 mL에 용해시키고, 100 mL의 THF 중의 34 g (170 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 5시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 THF를 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=45/1)로 정제하여 31 g (89 mmol)의 반응식 1의 B 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(3) 화학식 1-5로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 B 화합물 21 g (61 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 160 mg (1.0 mmol)을 42 mL의 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 6시간 동안 교반한 후, 실온(약25℃)에서 상기 용액을 메탄올 800 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 40 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 800 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 19 g의 화학식 1-5로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향제(백색 분말, 중량평균분자량 83,000 g/mol)을 제조하였다.
실시예 3
하기 화학식 1-9로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 3과 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 3]
(1) E 화합물의 제조
4-하이드록시계피산 60 g (370 mmol)을 에탄올 600 mL에 용해시키고, NaOH 수용액(30 g, 200 mL)을 서서히 적가한 후 95℃에서 30분 동안 교반하였다.
다음으로, 2-에틸헥실브로마이드 105 mL를 서서히 적가한 후 95℃에서 추가로 3일 동안 교반하였다. 5N HCl 수용액을 첨가하여 산성화 시킨 후, 석출된 침전물을 여과 분리하였다. 잔류하는 소량의 불순물을 헵테인으로 씻어내어 94 g (340 mmol)의 반응식 3의 E 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(2) F 화합물의 제조
상기 백색 분말 형태의 E화합물 50 g (180 mmol), 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 30 g (230 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 2.2 g (18 mmol)을 테트라하이드로푸란(THF) 350 mL에 용해시키고, 150 mL의 THF 중의 47 g (230 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 5시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 THF를 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=50/1)로 정제하여 51 g (130 mmol)의 반응식 3의 F 화합물을 백색 분말로서 얻었다.
(3) 화학식 1-9로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 F 화합물 16 g (41 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 100 mg (0.61 mmol)을 30 mL의 디메틸포름아미드(DMF)에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 6시간 동안 교반한 후, 실온(약 25℃)에서 상기 용액을 메탄올 600 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 30 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 600 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 14 g의 화학식 1-9로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 95,000 g/mol)을 제조하였다.
실시예 4
하기 화학식 1-15로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 4와 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 4]
(1) G 화합물의 제조
메틸 4-하이드록시신나메이트 60 g (340 mmol)을 디메틸포름아미드(DMF) 100 mL에 용해시키고, K2CO3 190 g (1.4 mol)과 KI 28 g (170 mmol)을 적가한 후 80 oC에서 10분 동안 교반하였다.
다음으로, 트리에틸렌 글리콜 모노클로로히드린(triethylene glycol monochlorohydrin) 100 g (610 mmol)을 서서히 적가한 후 80℃에서 추가로 24시간 동안 교반하였다.
다음으로, 상기 염들을 여과 제거하고 감압 하에 농축시킨 후, 실온에서 상기 용액을 증류수 900 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 증류수로 씻어내어 반응식 4의 G 화합물 91 g (290 mmol)을 얻었다.
(2) H 화합물의 제조
상기 G화합물 35 g (110 mmol), 메타크릴산 13 g (150 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 2.8 g (23 mmol)을 디클로로메탄 200 mL에 용해시키고, 120 mL의 디클로로메탄 중의 41 g (200 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 4시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 디클로로메탄을 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=10/1)로 정제하여 반응식 4의 H 화합물 33 g (87 mmol)을 얻었다.
(3) 화학식 1-15로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 H 화합물 35 g (92 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 230 mg (1.4 mmol)을 70 mL의 DMF에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러슁(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 4시간 동안 교반한 후, 실온에서 상기 용액을 메탄올 1.2 L에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 60 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 1.2 L에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 30 g의 화학식 1-15로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 110,000 g/mol)을 제조하였다.
실시예 5
하기 화학식 1-23으로 표시되는 반복단위를 가지는 중합체를 하기 반응식 5와 같은 반응을 통해서 다음과 같이 제조하였다.
[반응식 5]
(1) I 화합물의 제조
2-에틸헥실4-하이드록시신나메이트 45 g (160 mmol)을 디메틸포름아미드(DMF) 80 mL에 용해시키고, K2CO3 95 g (690 mmol)과 KI 15 g (90 mmol)을 적가한 후 80 oC에서 20분 동안 교반하였다.
다음으로, 트리에틸렌 글리콜 모노클로로히드린(triethylene glycol monochlorohydrin) 54 g (320 mmol)을 서서히 적가한 후 80℃에서 추가로 24시간 동안 교반하였다.
다음으로, 상기 염들을 여과 제거하고 감압 하에 농축시킨 후, 실온에서 상기 용액을 증류수 750 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 증류수로 씻어내어 반응식 5의 I 화합물 53 g (130 mmol)을 얻었다.
(2) J 화합물의 제조
상기 I 화합물 25 g (61 mmol), 메타크릴산 6.8 g (80 mmol), 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 1.5 g (12 mmol)을 디클로로메탄 150 mL에 용해시키고, 60 mL의 디클로로메탄 중의 23 g (110 mmol)의 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드(DCC)를 서서히 적가하였다.
다음으로, 25℃에서 4시간 동안 교반한 후, 석출된 침전물을 여과 제거하고 감압 하에 디클로로메탄을 증류 제거하였다.
다음으로, 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피(헥세인/아세트산에틸=15/1)로 정제하여 반응식 5의 J 화합물 20 g (42 mmol)을 얻었다.
(3) 화학식 1-23으로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체의 제조
앞서 제조한 J 화합물 18 g (38 mmol)과 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 94 mg (0.57 mmol)을 40 mL의 DMF에 용해시킨 후, 15분 동안 아르곤으로 플러싱(fluxing)하였다.
다음으로, 70℃에서 4시간 동안 교반한 후, 실온에서 상기 용액을 메탄올 800 mL에 적가하였다. 석출된 침전물을 여과 분리한 후, 40 mL의 디클로로메탄에 용해시키고 다시 메탄올 800 mL에 적가하여 침전시켰다. 이 과정을 3회 반복하고 여과 및 건조시켜 16 g (33 mmol)의 화학식 1-23으로 표시되는 반복단위 포함하는 중합체인 광배향 화합물(백색 분말, 중량평균분자량 75,000 g/mol)을 제조하였다.
실험예 1 : 광배향 화합물의 용매에 대한 용해도 측정
상기 실시예 1 ~ 5에서 제조한 광배향 화합물의 용매에 대한 용해도(mg/mL)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
용매에 용해도 측정은 25℃ 하에서 1 mL의 용매에 녹을 수 있는 최대 용질(광배향 화합물)의 양(mg)을 측정한 것이다.
구분 (용해도 mg/ml, 25℃) |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | |
비극성 용매 |
벤젠 | 86 | >100 | >100 | >100 | >100 |
톨루엔 | 92 | >100 | >100 | >100 | >100 | |
에틸아세테이트 | 67 | 82 | 91 | 84 | 94 | |
부틸아세테이트 | 24 | 36 | 30 | 46 | 42 | |
테트라하이드로퓨란 | >100 | 75 | 88 | 96 | 95 | |
PGMEA | 45 | 32 | 25 | 40 | 36 | |
디클로로메탄 | 74 | 87 | 80 | >100 | >100 | |
클로로포름 | >100 | 92 | >100 | 85 | >100 | |
극성 용매 |
사이클로 펜타논 |
39 | 42 | 56 | 60 | 44 |
사이클로 헥사논 |
35 | 45 | 62 | 52 | 56 | |
아세톤 | >100 | >100 | >100 | >100 | >100 | |
DMF | >100 | >100 | >100 | >100 | >100 | |
DMSO | 6.4 | 5.3 | 2.8 | 4.3 | 3.2 |
상기 표 4을 살펴보면, DMSO는 실시예 1 ~ 5의 화합물 모두가 용해도가 너무 낮은 결과를 보였다. 그리고, 비극성 용매 중 부틸아세테이트와 PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 극성용매 중 사이클로펜타논, 사이클로헥사논이 다른 용매들과 비교하여 다소 낮은 용해도를 보였으나, 이들 모두 20 mg/mL이상의 상업적으로 허용 가능 용해도 이상의 우수한 용해도를 가짐을 확인할 수 있었다.
실험예 2 : 광배향 화합물의 용매에 대한 용해도 측정
용해도가 다소 낮았던 용매를 용해도가 높은 용매와 혼합하여 혼합 용매를 제조한 후, 이에 대한 광배향 화합물의 용해도를 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 측정하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
혼합용매 1은 톨루엔 및 사이클로헥사논를 3:1 부피비로, 혼합용매 2는 톨루엔 및 PGMEA를 3:1 부피비로, 혼합용매 3은 톨루엔 및 PGMEA를 3:1 부피비로, 혼합용매 4는 부틸아세테이트 및 PGMEA를 3:1 부피비로 혼합한 용매이다.
구분 (용해도 mg/ml, 25℃) |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 |
혼합용매 1 (톨루엔:사이클로헥사논=3:1) | 64 | 80 | 52 | 72 | 85 |
혼합용매 2 (톨루엔:PGMEA=3:1) | 60 | 74 | 54 | 64 | 85 |
혼합용매 3 (부틸아세테이트:사이클로헥사논=3:1) |
32 | 40 | 36 | 38 | 43 |
혼합용매 4 (부틸아세테이트: PGMEA=3:1) | 26 | 35 | 29 | 35 | 36 |
상기 표 5의 용해도 측정 결과를 표 1과 비교해보면, 부틸아세테이트 또는 PGMEA 단독 용매 보다 혼합 사용으로 인해 광배향 화합물의 용해도가 전반적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다.상기 실험예 1 ~ 2를 통해서, 액정 광배향막 제조시, 액정 광배향막 코팅액에 사용되는 광배향제의 종류, 코팅액이 적용되는 지지체 특성, 제조 조건 등을 고려하여 적절한 용매를 적용하여 액정 광배향막을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
제조예 1 : 액정 광배향막 및 위상차 필름의 제조
(1) 액정 광배향막 제조
상기 실시예 1의 광배향 화합물 3중량% 및 혼합용매 93 중량%를 혼합 및 교반하여 액정 광배향막용 코팅액을 제조하였다. 상기 혼합용매는 톨루엔과 PGMEA를 3 : 1 부피비로 혼합하여 제조한 것을 사용하였다.
다음으로, 상기 액정 광배향막용 코팅액을 TAC(triacetyl-cellulose) 필름 기판에 스핀코터를 이용하여 도포 후 90℃에서 2분간 건조하여, 두께 약 0.3㎛의 액정 광배향막을 제조하였다.
(2) 위상차 필름 제조
중합성 액정 화합물(BASF사의 LC242) 100 중량부에 대하여, 분산제로서 중합성 모노머인 4-아크릴로일옥시-4'-사이아노바이페닐 3.6 중량부, 광 라디칼 개시제인 Irgacure 907(BASF사) 0.33 중량부, 레벨링제로서 4.2 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르 및 N-메틸-2-피롤리돈을 혼합한 혼합용매 85 중량부를 혼합하여 액정 수지를 제조하였다.
앞서 제조한 두께 약 0.3㎛의 액정 광배향막의 일면에 제조한 액정 수지를 바 코팅시켜 도포한 후, 약 120℃에서 60초간 건조시킨 후, 질소 분위기 하에서 고압 수은 램프로 자외선 조사(파장 365 nm)하되, 광 세기(10, 50, 100, 200, 500 mJ/cm2)를 달리하여 경화된 액정층을 형성시켜서 위상차 필름(총 두께 2.42㎛)을 제조하였다.
그리고, 위상차 필름 제조시, 광 세기에 따른 액정층 내 액정의 배향 특성을 전자현미경을 통해 측정하였고, 이를 도 1의 A ~ C 및 하기 표 3에 나타내었다.
도 1 및 표 6을 살펴보면, 50 mJ 이하의 낮은 UV 에너지에서는 광배향성이 다소 떨어지지만, 100 mJ 이상에서는 매우 양호한 배향 특성을 가짐을 확인할 수 있었다. 이때, 배향 특성 평가에서 ◎는 배향성 매우 좋음, ○는 좋음, △는 보통, X는 나쁨으로 표현하였다.
제조예 2
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 동일 두께의 액정 광배향막 및 위상차 필름을 제조하되, 액정 수지 제조시 상기 액정 화합물(LC242) 대신 역분산 액정(Merk사의 RMM-2083)을 사용하였다.
그리고, 동일한 방법으로 광 세기에 따른 액정 배향성을 평가하였고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
제조예 3 ~ 제조예 6
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 동일 두께의 액정 광배향막 및 위상차 필름을 제조하되, 액정 광배향막용 코팅액 제조시, 실시예 1의 광배향 화합물 대신 실시예 2 ~ 실시예 5의 광배향 화합물을 각각 사용하여 광배향막을 제조한 후, 액정층을 형성시켜서 위상차 필름을 각각 제조하여 제조예 3 ~ 제조예 6을 각각 실시하였다.
그리고, 위상차 필름의 액정층 내 액정 배향성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
광 세기 | 제조예 1 | 제조예 2 | 제조예 3 | 제조예 4 | 제조예 5 | 제조예 6 |
광배향막의광배향제 | 실시예 1 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 |
10 mJ | × | × | △ | △ | × | × |
50 mJ | ○ | △ | ○ | ○ | ○ | ○ |
100 mJ | ◎ | △ | ◎ | ○ | ◎ | ○ |
200 mJ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
500 mJ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
[배향 특성 평가] ◎ : 배향성 매우 좋음, ○ : 배향성 좋음, △ : 배향성 보통, × : 배향성 나쁨 |
상기 표 6의 액정층 내 액정의 광배향성을 보면, 제조예 1, 제조예 3 ~ 6의 경우, 100 mJ 이상부터는 전반적으로 우수한 배향 특성을 보임을 확인할 수 있었다. 그리고, 제조예 2의 경우, 200 mJ 이상부터는 양호한 배향 특성을 보이며, 500 mJ에서는 우수한 배향 특성을 보임을 확인할 수 있었다. 이를 통해서, 본 발명의 광배향제를 이용하여 제조한 광배향막이 낮은 광세기에서도 액정층의 액정 배향성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
Claims (12)
- 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 광배향 화합물;[화학식 1]화학식 1에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, R2는 또는 이며, R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000을 만족하는 정수이며, n은 0 내지 20의 정수이고, *는 결합부위를 의미한다.
- 제1항에 있어서, 상기 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 더 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 광배향 화합물;[화학식 2]화학식 2에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, L은 1 내지 20의 정수이다.
- 제3항에 있어서, 화학식 2의 R1은 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C5의 직쇄형 알킬기, C4~C10의 분쇄형 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, L은 1 내지 10의 정수인 것을 특징으로 하는 광배향 화합물.
- 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 각각 준비하는 1단계; 및화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 화합물을 중합반응을 수행하여 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 중합체, 또는 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 공중합체를 제조하는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 광배향 화합물의 제조방법;[화학식 1][화학식 2][화학식 3][화학식 4]화학식 1 및 화학식 3에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, A는 -OR3-, -NHR3-또는 -SR3-이며, R3는 C2~C5의 직쇄형 알킬렌기이고, R2는 또는 이며, R4는 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기 또는 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기이고, n은 0 내지 20의 정수이고, 화학식 1의 m은 중합체의 중량평균분자량 1,000 ~ 1,000,000을 만족하는 정수이며, *는 결합부위를 의미하며,화학식 2 및 화학식 4에 있어서, R1은 수소원자 또는 C1~C3의 알킬기이고, R5은 C1~C10의 직쇄형 알킬기, C3~C10의 분쇄형 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C2~C10의 직쇄형 헤테로 알킬기, 탄소원자 1개 이상이 헤테로 원자로 치환된 C3~C10의 분쇄형 헤테로 알킬기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 페녹시기 또는 치환 또는 비치환된 N-페닐아미노기이며, 화학식 2의 L은 1 내지 20의 정수이다.
- 제1항 내지 제4항 중에서 선택된 어느 한 항의 광배향 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 광배향제.
- 제6항에 있어서, 상기 광배향 화합물 및 용매를 포함하고,상기 용매는 벤젠, 톨루엔, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 테트라하이드로퓨란(THF), PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), 디클로로메탄 및 클로로포름 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 비극성 용매; 및사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 아세톤, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 아세토니트릴 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 극성 용매;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 광배향제.
- 제6항에 있어서, 상기 광배향 화합물은 상기 용매에 대한 용해도 10 mg/mL 이상을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정 광배향제.
- 제6항의 광배향제를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 필름용 액정 광배향막.
- 제9항의 액정 광배향막을 포함하는 광배향층 및 광배향층 상부에 형성된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
- 제10항에 있어서, 상기 위상차 필름은 사분파장 필름 또는 반분파장 필름인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
- 제11항의 위상차 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 원편광 필름.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2021-0152079 | 2021-11-08 | ||
KR1020210152079A KR20230067726A (ko) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 광배향 화합물, 이의 제조방법, 이를 이용한 액정 광배향제 및 이를 포함하는 위상차 필름 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023080405A1 true WO2023080405A1 (ko) | 2023-05-11 |
Family
ID=86241218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/KR2022/012570 WO2023080405A1 (ko) | 2021-11-08 | 2022-08-23 | 광배향 화합물, 이의 제조방법, 이를 이용한 액정 광배향제 및 이를 포함하는 위상차 필름 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20230067726A (ko) |
TW (1) | TW202319415A (ko) |
WO (1) | WO2023080405A1 (ko) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6293258A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-04-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 化合物 |
KR20120031912A (ko) * | 2010-09-27 | 2012-04-04 | 주식회사 엘지화학 | 광반응성 중합체 및 이를 포함하는 배향막 |
KR20140070434A (ko) * | 2012-11-29 | 2014-06-10 | 주식회사 엘지화학 | 광반응기를 갖는 아크릴레이트계 화합물, 광반응성 아크릴레이트계 중합체 및 이를 포함하는 광배향막 |
KR20180037971A (ko) * | 2015-07-30 | 2018-04-13 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자 |
KR20210123354A (ko) * | 2019-04-10 | 2021-10-13 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 막 형성용 조성물, 경화막, 액정 배향막 및 위상차 필름 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101833572B1 (ko) | 2010-07-28 | 2018-02-28 | 오사카 유키가가쿠고교 가부시키가이샤 | 공중합성 (메타)아크릴산폴리머, 광배향막 및 위상차막 |
KR101890015B1 (ko) | 2015-06-03 | 2018-08-20 | 주식회사 엘지화학 | 광배향막용 조성물 및 광배향막 |
-
2021
- 2021-11-08 KR KR1020210152079A patent/KR20230067726A/ko not_active Application Discontinuation
-
2022
- 2022-08-23 WO PCT/KR2022/012570 patent/WO2023080405A1/ko unknown
- 2022-10-05 TW TW111137888A patent/TW202319415A/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6293258A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-04-28 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 化合物 |
KR20120031912A (ko) * | 2010-09-27 | 2012-04-04 | 주식회사 엘지화학 | 광반응성 중합체 및 이를 포함하는 배향막 |
KR20140070434A (ko) * | 2012-11-29 | 2014-06-10 | 주식회사 엘지화학 | 광반응기를 갖는 아크릴레이트계 화합물, 광반응성 아크릴레이트계 중합체 및 이를 포함하는 광배향막 |
KR20180037971A (ko) * | 2015-07-30 | 2018-04-13 | 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 | 액정 배향제, 액정 배향막 및 액정 표시 소자 |
KR20210123354A (ko) * | 2019-04-10 | 2021-10-13 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 막 형성용 조성물, 경화막, 액정 배향막 및 위상차 필름 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202319415A (zh) | 2023-05-16 |
KR20230067726A (ko) | 2023-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2015108386A1 (ko) | 신규한 β-옥심에스테르 플루오렌 화합물, 이를 포함하는 광중합 개시제 및 포토레지스트 조성물 | |
WO2020091549A1 (ko) | 적층 필름 | |
WO2018159975A1 (ko) | 고분자 수지 화합물 및 이를 포함하는 블랙 뱅크용 감광성 수지 조성물 | |
WO2012008814A2 (ko) | 액정 필름 | |
WO2020096305A1 (ko) | 액정 배향제 조성물, 이를 이용한 액정 배향막의 제조 방법, 이를 이용한 액정 배향막 및 액정표시소자 | |
WO2017010765A1 (ko) | 화합물 | |
WO2021145581A1 (ko) | 모노-아조 이색성 염료 화합물, 이를 포함하는 편광판 조성물, 그로부터 형성된 편광판, 이를 구비하는 광학 소자 | |
WO2015016456A1 (ko) | 위상차 필름 및 이를 구비하는 화상 표시 장치 | |
WO2013094969A2 (ko) | 편광판 및 이를 구비한 화상표시장치 | |
WO2020111522A1 (ko) | 감광성 수지 조성물, 필름 및 전자장치 | |
WO2013051831A2 (ko) | 배향막 형성용 조성물, 그로부터 제조된 배향막 및 위상차 필름 | |
WO2016085087A9 (ko) | 고굴절률 (메트)아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치 | |
WO2015046713A1 (ko) | 편광판 | |
WO2023080405A1 (ko) | 광배향 화합물, 이의 제조방법, 이를 이용한 액정 광배향제 및 이를 포함하는 위상차 필름 | |
WO2016052952A1 (ko) | 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이장치 | |
WO2020130261A1 (ko) | 가교제 화합물, 이를 포함하는 감광성 조성물, 및 이를 이용한 감광 재료 | |
WO2012177044A2 (ko) | 광학 필름 | |
WO2020080625A1 (ko) | 요오드를 포함한 다이아세틸렌계 유방성 액정 혼합물을 이용한 코팅형 편광필름 및 그 제조방법 | |
WO2019107824A1 (ko) | 네거티브 감광성 수지 조성물, 이를 사용한 유기절연막을 갖는 전자장치 | |
WO2021132865A1 (ko) | 고분자 수지 화합물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물 | |
WO2015133872A1 (ko) | 비대칭성 이관능기를 갖는 굽은핵 반응성 메소젠 및 이의 제조방법 | |
WO2014065517A1 (ko) | 경화성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 광학필름 | |
WO2020184972A1 (ko) | 폴리이미드 공중합체, 폴리이미드 공중합체의 제조방법, 이를 이용한 감광성 수지 조성물, 감광성 수지 필름 및 광학 장치 | |
WO2021177654A1 (ko) | 신규한 옥심에스테르 카바졸 유도체 화합물 | |
WO2023022472A1 (ko) | 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22890141 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |