KR101176677B1

KR101176677B1 - 중합성 액정 물질

Info

Publication number: KR101176677B1
Application number: KR1020077005357A
Authority: KR
Inventors: 앨리슨 린다 매이; 피터(팡윤) 수; 타라 페렛; 에쉴리 나탄 스미스; 오웨인 리어 패리
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: ATE399832T1; DE602005007917D1; TWI402331B; EP1786887B1; CN101010414B; EP1786887A1; US7597942B2; KR20070061534A; JP4846724B2; CN101010414A; JP2008512504A; US20080143943A1; WO2006027076A1; TW200624538A

Abstract

본 발명은 중합성 액정(LC) 물질, 상기 물질로 제조된 광학 이축 필름, 그에 사용된 새로운 중합성 화합물, 및 보상판 및 LC 디스플레이(LCD)와 같은 광학 장치에서의 상기 물질 및 필름의 사용에 관한 것이다.

Description

중합성 액정 물질{POLYMERISABLE LIQUID CRYSTAL MATERIAL}

본 발명은 중합성 액정(LC) 물질, 상기 물질로 제조된 광학 이축 필름, 그에 사용된 새로운 중합성 화합물, 및 보상판(compensator) 및 LC 디스플레이(LCD)와 같은 광학 장치에서의 상기 물질 및 필름의 용도에 관한 것이다.

이축 음성(negative) C-플레이트 지연판는 광학 파라미터, 예컨대 큰 시야각에서의 명암비(contrast ratio) 및 그레이 스케일 표시(gray scale representation)를 개선하기 위한 LCD내 보상판으로서 사용하기에 적절하다. 이들의 광학 특성 측면에서 이축 음성 C-플레이트 지연판는 평면 A-플레이트와 음성 C-플레이트의 조합과 비슷하나, 그러한 조합보다 더 나은 광학 성능을 보인다. 이축 음성 C-플레이트 지연판의 평면내 이방성(anisotropy)(Δn_xy)은 음성 C-플레이트 지연판에 대한 A-플레이트 및 평면외 이방성(Δn_xz및Δn_yz)과 비슷하다. 이축 음성 C-플레이트 지연판의 광학 성능이 순차적으로 겹쳐진 A-플레이트 및 음성 C-플레이트보다 우수하며, 특히 LCD에서 우수한 시야각 성능을 보인다는 것이 시뮬레이션에서 나타났다. 또한, 두 개의 겹쳐진 필름 대신 단일 이축 필름을 사용하는 것이 비용 및 제조상 문제를 감소시킨다.

WO 03/01544는 타원형 굴절률을 갖고, 변형된(deformed) 나선 구조를 갖는 콜레스테릭 필름을 포함하는 이축 음성 C-플레이트를 개시하고 있다. 또한, 이색성(dichroic) UV-광개시제를 포함하는 중합성 콜레스테릭 LC 물질로부터 그러한 필름을 제조하는 방법에 대해서 개시하고 있다. 콜레스테릭 물질은 기판상으로 적용되고 선형 편광된(linear polarised) UV선에 의해 조사된다. 선형 편광된 UV선과 함께 이색성 UV-광개시제의 사용은, LC 물질의 변형된 나선 구조를 유발하며, 이는 추후 동일계 중합에 의해 고정된다. 결과적으로, 생성되는 중합체 필름은 타원형 굴절률 및 광학 이축성을 나타낸다.

그러나, 종래 기술에 개시된 필름은 제한된 이축성만을 갖는다. 필름의 이축성을 증가시키기 위해, 새로운 물질 및 방법이 요구된다.

본 발명의 목적은 개선된 특성, 특히 보다 높은 이축 지수을 갖는 이축 음성 C-플레이트 지연판를 제조하기 위한 새로운 물질 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 전문가들이 입수가능한 이축 필름 제조용 물질의 목록을 확장시키는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 하기 상세한 설명으로부터 당업자들에게 즉시 명확할 것이다.

상기 목적들이 본 발명에서 청구되는 바와 같은 물질 및 방법을 제공함으로써 달성될 수 있음을 발견하였다.

용어의 정의

용어 '필름'은 기계적 안정성을 갖는 경성(rigid) 또는 가요성(flexible), 자가 지지성(self-supporting) 또는 자유 기립형(free-standing) 필름뿐만 아니라,지지 기판상의 또는 두 개의 기판 사이의 코팅 또는 층을 포함한다.

용어 '액정 또는 메소젠(mesogenic) 물질' 또는 '액정 또는 메소젠 화합물'은 하나 이상의 막대형, 판형, 또는 디스크형 메소젠 그룹, 즉 액정상(LC phase) 거동을 유발할 수 있는 그룹을 포함하는 물질 또는 화합물을 의미한다. 막대형 또는 판형 그룹을 갖는 LC 화합물은 '칼라미틱(calamitic)' 액정으로도 종래 기술에 알려져 있다. 디스크형 그룹을 갖는 LC 화합물은 '디스코틱(discotic)' 액정으로도 종래 기술에 알려져 있다. 메소젠 그룹을 포함하는 화합물 또는 물질이 반드시 LC상을 나타내야하는 것은 아니다. 또한, 다른 화합물과의 혼합물에서만, 또는 메소젠 화합물 또는 물질 또는 이들의 혼합물이 중합되었을 때 LC상 거동을 보이는 것도 가능하다.

단순화를 위해, 본원에서는 용어 '액정 물질'이 메소젠 및 LC 물질 모두에 있어서 사용되었다.

또한, 하나의 중합성 그룹을 갖는 중합성 화합물은 '단반응성(monoreactive)' 화합물로, 두 개의 중합성 그룹을 갖는 화합물은 '이반응성(direactive)' 화합물로, 두 개보다 많은 중합성 그룹을 갖는 화합물은 '다반응성(multireactive)' 화합물로 지칭된다. 또한, 중합성 그룹이 없는 화합물은 '비반응성(non-reactive)' 화합물로 지칭된다.

용어 '반응성 메소젠(RM)'은 중합성 메소젠 또는 액정 화합물을 의미한다.

용어 '디렉터(director)'는 종래 기술에 알려져 있으며, LC 물질내의 메소젠 그룹의 긴 분자 축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 짧은 분자 축(디스코틱 화합물의 경우)의 바람직한 배향 방향을 의미한다.

일축 양성 복굴절(uniaxially positive birefringent) LC 물질을 포함하는 필름에서, 광학 축은 디렉터에 의해 결정된다.

광학 필름 또는 층의 이축도(biaxiality)는 이축 지수 BI=R₀/R_th에 의해 나타낼 수 있으며, 여기서

R₀=d^.(n_x-n_y), 및

R_th=d^.[n_x+n_y)/2-n_z] 이다(여기서 d는 필름 두께, n_x및 n_y는 필름 평면내에 직교하는(orthogonal) 방향에서의 제 1 굴절률이고, n_z는 상기 필름 평면에 수직(perpendicular)인 방향에서의 제 1 굴절률이다.

발명의 개요

본 발명은

A) 0.15 이상, 바람직하게는 0.20 이상의 높은 복굴절을 가지며, 바람직하게는 하기 화학식 I로부터 선택되는 하나 이상의 중합성 메소젠 화합물,

상기 식에서,

p는 중합성 그룹이고,

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고,

A는, 복수인 경우, 서로 독립적으로, 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리, 또는 둘 또는 세 개의 접합된(fused) 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리를 포함하는 그룹이며, 상기 고리들은 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 임의로 함유하고, 하나 이상의 동일하거나 상이한 그룹 L¹에 의해 임의로 치환되며,

Z는, 복수인 경우, 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CR⁰-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CY¹=CY¹-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH= 또는 단일 결합이고,

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 H 이고,

Y¹ 또는 Y²는 각각 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN이고,

m1, m2는 각각 독립적으로 0, 1 또는 2이되, 단 m1+m2가 3 이하이고,

L¹, L²는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, I, CN, NO₂, P-Sp- 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의로 치환되고,

r1, r2는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이고,

R¹은 H, 할로겐, CN, NCS, SF₅, P-Sp-, 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며, 상기 알킬은 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 임의로 단일 또는 다중치환되며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 그룹은 각각의 경우 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로, -O-, -S-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -NR⁰-CO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-NR⁰-, -S-CO-, -CO-S-, -CY¹=CY²- 또는 -C≡C-에 의해 임의로 치환된다.

B) 둘 이상의 중합성 그룹을 갖는 중합성 메소젠 화합물 하나 이상,

C) 바람직하게는 40㎛^-1이상, 매우 바람직하게는 60㎛^-1이상의 높은 나선 비틀림력(helical twisting power, HTP)을 갖는, 하나 이상의 키랄 화합물,

D) 임의로, 액정상, 바람직하게는 호변성(enantiotropic) 네마틱상 및 높은 등명점, 바람직하게는 75℃ 이상의 등명점을 갖는 하나 이상의 단반응성 중합성 화합물,

E) 하나 이상의 이색성 광개시제

를 포함하는 중합성 LC 물질에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기와 같이 중합성 LC 물질로부터 수득가능한 광학적 이축 필름에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 예를 들어 LCD와 같은 광학 장치에서의 지연 또는 보상 필름으로서 상기 및 하기의 이축 필름의 용도에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기와 같이 이축 필름을 포함하는 보상판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 및 하기와 같이 보상판 또는 이축 필름을 포함하는 LCD에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1, 2 및 3에 따른 이축 필름의 지연 특성(profile)(지연 대 시야각)을 보여준다.

도 2는 본 발명의 실시예 4 및 5에 따른 이축 필름의 지연 특성을 보여준다.

도 3a 내지 15a는 본 발명의 실시예 6 내지 18에 따른 이축 필름의 지연 특성을 보여준다.

도 3b 내지 15b는 본 발명의 실시예 6 내지 18에 따른 이축 필름의 이축 지수 대 경화 온도를 보여준다.

화학식 I의 특히 바람직한 화합물은

-m1이 1이고,

-m2가 0이고,

-R¹이 Cl, 또는 1 내지 12개의 C 원자, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 임의로 모노- 또는 폴리플루오르화된 직쇄 또는 분지된 알킬로부터 선택되며, 여기서 하나 또는 두 개의 비인접 CH₂ 그룹은 O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 임의로 치환되며, 매우 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 임의로 모노- 또는 폴리플루오르화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬 Cl, 알킬, 알콕시 또는 알킬설파닐(-S-알킬)로부터 선택되고,

-A가 1 내지 4개의 그룹 L¹으로 임의로 치환되는 1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고,

-r1이 0, 1 또는 2이고,

-r2가 0, 1 또는 2이고,

-r1+r2가 1 또는 2이고,

-Z가 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합인 화합물이다.

하기 화학식 Ia의 화합물이 매우 바람직하다.

상기 식에서,

P 및 Sp는 화학식 I에서 정의된 바와 같으며,

Z⁰는 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합, 바람직하게는 -COO-이고,

L^1a,1b,2a,2b는 각각 독립적으로 F, Cl, CN, (O)_aC_bF_cH_2b+1-c 또는 COCH₃, 바람직하게는 Cl, CH₃ 또는 OCH₃이고,

r1a, r1b, r2a, r2b는 각각 독립적으로 0 또는 1이며, 여기서 r1a, r1b, r2a, r2b 중 하나 이상이 1이고,

R^1a는 Cl, 또는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 임의로 모노- 또는 폴리플루오르화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이되, 여기서 하나 또는 두 개의 비인접 CH₂ 그룹은 O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 임의로 치환되며,

a는 0 또는 1이고,

b는 1 또는 2이고,

c는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이다.

특히 바람직한 화합물은,

-r1a 및 r1b가 1이고,

-r1b가 0이고,

-r2b가 0이고,

-r2a 및 r2b가 0이고,

-r1a가 1이고 r1b가 0이고,

-r2a가 1이고 r2b가 0이고,

-R^1a가 Cl, 또는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 임의로 모노- 또는 폴리플루오르화된 알킬, 알콕시 또는 알킬설파닐(-S-알킬), 매우 바람직하게는 Cl, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, SCH₃, SC₂H₅, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F 또는 OC₂F₅, 가장 바람직하게는 Cl, CH₃, C₂H₅, OCH₃ 또는 SCH₃인 화학식 Ia의 화합물이다.

화학식 Ia의 화합물은 신규하며 본 발명의 다른 양태이다.

본 발명의 추가적인 양태는 광학 및 전자광학 성분 또는 장치, 구체적으로 광학 필름, 편광판, 보상판, 광선 분산기(beam splitter), 반사성 필름, 정렬층, 컬러 필터, 홀로그래픽 요소, 고온 스탬핑(hot stamping) 호일, 착색된 이미지, 장식용 또는 보안 표지(security marking), 액정 안료, 접착제, 이방성 기계적 특성을 갖는 합성 수지, 화장품, 진단기기(diagnostics), 비선형 광학 장치(optics), 광학 정보 저장장치에 있어서 또는 LC 디스플레이용 LC 매체에서의, 바람직하게는 중합성 LC 물질 및 광학적 이축 필름의 제조에서의 화학식 Ia의 새로운 화합물의 용도에 관한 것이다.

화학식 Ia의 새로운 화합물은 US 6,514,578 또는 GB 2 388 599 A를 통해, 구체적으로, L이 상기 L^1a의 의미중 하나를 가지며, r이 0, 1 또는 2이고 R이 상기 R^1a의 의미중 하나를 갖는 하기 반응식 1 및 2에 따라 또는 이를 통해 유추하여 제조할 수 있다.

바람직하게는, 성분 B)는 하기 화학식 II의 이반응성 화합물을 하나 이상 포함한다.

상기 식에서,

P, Sp, L¹, L², r1 및 r2는 각각 독립적으로 화학식 I의 의미를 가지고,

Z¹ 및 Z²는 화학식 I에서 Z에 주어진 의미중 하나를 가지며,

L³는 L¹의 의미중 하나를 가지며,

r3는 r1의 의미중 하나를 갖는다.

특히 바람직한 화합물은, Z¹ 및 Z²가 -CH₂CH₂-, -COO-, -OCO- 또는 단일 결합이고, 구체적으로 Z¹이 -COO-이고 Z²가 -OCO-인 화학식 II의 화합물이다. 또한, 바람직한 화합물은 r2 및 r3가 0이고, r1이 0, 1 또는 2이고, L¹이 F, Cl, CH₃, C₂H₅, OCH₃ 또는 COCH₃인 화학식 II의 화합물이다.

성분 c)의 키랄 화합물은 예를 들어 상업적으로 입수가능한 R- 또는 S-811, R- 또는 S-1011, R- 또는 S-2011, R- 또는 S-3011, R- 또는 S-4011, R- 또는 S-5011, 또는 CB15(독일 다름슈타트 소재의 메르크 카게아아)와 같은 임의로 중합성인, 종래 기술에 알려진 키랄 도판트로부터 선택될 수 있다.

특히 바람직한 것은, 높은 나선 비틀림력(HTP) 값, 구체적으로 40㎛^-1 이상, 매우 바람직하게는 60㎛^-1 이상, 예를 들어 60 내지 110㎛^-1의 HTP를 갖는 키랄 화합물이다.

매우 바람직한 것은 WO 98/00428(소르비톨), GB 2,328,207(하이드로벤조인), WO 02/94805(바이나프톨), WO 02/34739(바이나프톨), WO 02/06265(TADDOLs), WO 02/06196 또는 WO 02/06195(CF₂O 그룹, 구체적으로 바이나프톨을 갖는 화합물)에서 개시하는 바와 같은 높은 HTP를 갖는 키랄 화합물이다.

특히 바람직한 것은 WO 02/34739 및 WO 02/94805에서 개시하는 바와 같은 키랄 바이나프톨이다. 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식 III의 화합물이다.

상기 식에서,

R³은 화학식 I의 R¹의 의미중 하나를 갖거나 P-Sp이고,

P, Sp, Z, A, L¹, L², r1 및 r2는 화학식 I의 의미를 갖고,

m3는 0, 1, 2 또는 3이다.

매우 바람직한 화합물은 R³가 P-Sp인 화학식 III의 화합물이다. 또한, 바람직한 화합물은 m3가 0 또는 1이고, Z가 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합이고, A가 1 또는 2개의 그룹 L1 또는 트랜스-1,4-사이클로헥실렌에 의해 임의로 치환되는 1,4-페닐렌인 화학식 III의 화합물이다. 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식 IIIa의 화합물이다.

상기 식에서,

x는 1 내지 12의 정수이고,

P는 화학식 I에서 정의된 바와 같다.

바람직하게는, 성분 D)는 네마틱상, 바람직하게는 호변성 네마틱상, 및 85℃ 이상, 바람직하게는 100℃ 이상의 등명점(네마틱-등방상(nematic-isotropic phase) 전이 온도)을 갖는 화합물을 하나 이상 포함한다. 매우 바람직한 화합물은 하기 화학식 IV로 선택되는 화합물이다.

상기 식에서,

P, Sp, A, Z, L¹, L², r1, r2는 화학식 I에서의 의미를 가지고,

m4는 0, 1 또는 2이고,

Z³은 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합이고,

L⁴, L⁵는 각각 독립적으로 화학식 I의 L¹의 의미중 하나를 가지고,

r4, r5는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이고, 여기서 r4+r5>0이고,

R²는 H, 할로겐, CN, NCS, SF₅, 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며, 상기 알킬은 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 임의로 단일- 또는 다중치환되며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 그룹은 각각의 경우 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -NR⁰-CO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-NR⁰-, -S-CO-, -CO-S-, -CY¹=CY²- 또는 -C≡C-에 의해 임의로 치환된다.

특히 바람직한 화합물은 m4가 0 또는 1이고, 가장 바람직하게는 0이고, Z³이 -COO-이고, r1이 0이고, r4가 1이고, r5가 0 또는 1인 화학식 IV의 화합물이다.

매우 바람직한 화합물은 하기와 같은 화학식 IVa의 화합물이다.

상기 식에서,

P 및 Sp는 화학식 I에서 정의된 바와 같고,

L^4a,5a는 각각 독립적으로 F, Cl, CH₃, C₂H₅, OCH₃ 또는 COCH₃이고,

r4a, r5a는 0 또는 1이고, 여기서 r4a + r5a > 0이고,

R^2a는 Cl, 또는 1 내지 12개의 C 원자, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 임의적인 모노- 또는 폴리플루오르화된 직쇄 알킬이며, 여기서 하나 또는 두 개의 비인접 CH₂ 그룹은 O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 임의로 치환된다.

특히 바람직한 화합물은

-r4a가 1이고,

-r5a가 0이고,

-L^4a 또는 L^5a가 Cl 또는 OCH₃이고,

-R^2a가 Cl, CN, OCH₃, OC₂H₅, SCH₃, SC₂H₅, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F 또는 OC₂F₅, 매우 바람직하게는 Cl 또는 OCH₃인 화학식 IVa의 화합물이다.

바람직하게는, 성분 E)는 메소젠 또는 액정 광개시제를 포함한다.

이색성 광개시제로서 예를 들어 하기 화합물이 사용될 수 있다.

특히 바람직한 이색성 광개시제는 EP-A-1 388 538에 개시된 바와 같은, α-아미노 그룹을 포함하는 이색성 광개시제, 특히 하기 화학식 V의 이색성 광개시제이다.

상기 식에서,

A, Z, m3, L¹ 및 r1은 상기 정의된 바와 같고, R, R' 및 R''은 화학식 I의 R¹의 의미 중 하나를 가진다. 바람직하게는 R' 및 R''는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시로부터 선택된다. 바람직하게는, R은 상기와 같이 무극성 그룹이다.

화학식 V의 매우 바람직한 화합물은 하기와 같다:

상기 식에서,

L''은 H 또는 F이고, R은 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고, R' 및 R''은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시, 매우 바람직하게는 메틸, 에틸 또는 프로필로부터 선택된다.

상기 및 하기 화학식에서, R, R¹ 및 R²는 극성 또는 무극성 그룹일 수 있다. 바람직하게는, 극성 그룹은 할로겐, CN, NCS, SF₅, OCH₃, 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 임의로 모노- 또는 폴리플루오르화된 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시, 및 1 내지 4개의 C 원자를 갖는 모노, 올리고 또는 폴리플루오르화 알킬 또는 알콕시로부터 선택된다. 바람직하게는, 무극성 그룹은 상기 '극성 그룹'의 정의에 포함되지 않는 것으로서 1 이상의, 바람직하게는 1 내지 15개의 C 원자를 갖는, 임의로 할로겐화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시로부터 선택된다.

특히 바람직한 극성 그룹은 F, Cl, CN, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, C₂F₅ 및 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, CF₃, OCHF₂ 및 OCF₃로부터 선택된다. 특히 바람직한 무극성 그룹은 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 비치환된 알킬 또는 2 내지 12개의 C 원자를 갖는 비치환된 알콕시로부터 선택된다.

R, R¹ 또는 R²가 알킬 또는 알콕시 그룹, 즉 말단 CH₂ 그룹이 -O-로 치환된 경우, 이는 직쇄 또는 분리쇄일 수 있다. 바람직하게는, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소 원자를 갖는 직쇄이며, 따라서 바람직하게는, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시 또는 옥톡시, 또한 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트리데콕시 또는 테트라데콕시이다.

R, R¹ 또는 R²가 옥사알킬, 즉 하나의 CH₂ 그룹이 -O-로 치환된 경우, 바람직하게는, 예를 들어 직쇄 2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-(에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-, 3- 또는 4-옥사펜틸, 2-, 3-, 4- 또는 5-옥사헥실, 2-, 3-, 4-, 5- 또는 6-옥사헵틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-또는 7-옥사옥틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- 또는 8-옥사노닐, 또는 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- 또는 9-옥사데실이다.

R, R¹ 또는 R²가 알킬설파닐(티오에테르), 즉 인접 그룹에 연결된 CH₂ 그룹이 -S-로 치환된 알킬인 경우, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8개의 탄소 원자를 갖는 직쇄이며, 따라서 바람직하게는, 예를 들어 메틸설파닐, 에틸설파닐, 프로필설파닐, 부틸설파닐, 펜틸설파닐, 헥실설파닐, 헵틸설파닐, 옥틸설파닐, 또한 노닐설파닐, 데실설파닐, 운데실설파닐 또는 도데실설파닐이다.

R, R¹ 또는 R²는 비키랄(achiral) 또는 키랄 그룹일 수 있다

상기 및 하기 화학식에서, A는 바람직하게는 1,4-사이클로헥실렌, 1,4-페닐렌, 테트라하이드로피란-2,5-디일, 디옥산-2,5-디일, 퓨란-2,5-디일, 티오펜-2,5-디일, 피롤-2,5-디일, 피리딘-2,5-디일, 피리미딘-2,5-디일, 나프탈렌-2,6-디일, 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일, 데칼린-2,6-디일, 인단-2,5-디일로부터 선택되며, 임의로 이러한 그룹은 상기 정의된 L¹로 단일 또는 다중 치환된다.

Z, Z⁰ 및 Z^1-3은, 바람직하게는, -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CY¹=CY²- 또는 단일 결합 중에서 선택되며, 매우 바람직하게는 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합으로부터 선택된다.

L^1-5는, 바람직하게는, F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂또는 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, CF₃, C₂H₅, OCH₃, COCH₃또는 OCF_3,가장 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH₃, 또는 COCH₃로부터 선택된다.

바람직하게는, -(A-Z)_m1-, -(A-Z)_m2-, -(A-Z)_m3- 및 -(A-Z)_m4-는 하기 목록의 그룹 및 그들의 거울상으로부터 선택된다. 여기서, Phe는 1,4-페닐렌, PheL은 상기 정의된 바와 같이 1 내지 4개의 그룹 L¹으로 치환된 1,4-페닐렌, Cyc는 1,4-사이클로헥실렌이고, Z는 화학식 I의 Z¹의 의미중 하나를 갖는다.

상기에서 Z는 바람직하게는 -COO-, -OCO-, -OCF₂-, -CF₂O-, -CH₂CH₂-, -CH=CH- 또는 단일 결합이다.

이러한 바람직한 화학식에서의 PheL은 바람직하게는, L이 각각 독립적으로 전술한 의미중 하나를 갖는

, 또는

를 나타낸다.

바람직하게는, 할로겐은 F 또는 Cl이다.

바람직하게는, Y¹ 및 Y²는 H 또는 F이다.

중합성 그룹 P는 중합반응, 예컨대 라디칼성 또는 이온성 연쇄 중합반응, 중첨가 반응 또는 중축합 반응에 참여할 수 있거나, 중합 유사 반응(polymeranaloguous reaction)의 중합체 골격(backbone)에 예를 들어 축합 또는 첨가에 의해 그라프트 될 수 있다. 연쇄 중합반응, 예컨대 라디칼성, 양이온 또는 음이온성 중합에서의 중합성 그룹이 특히 바람직하다. C-C 이중 또는 삼중 결합을 포함하는 중합성 그룹, 및 옥세탄 또는 에폭사이드와 같은 개환 반응에 의한 중합이 가능한 중합성 그룹이 매우 바람직하다.

매우 바람직하게는, 상기 중합성 그룹 P는

및 W⁴W⁵W⁶Si-로부터 선택되고, 여기서 W¹은 H, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, Cl 또는 CH₃이고, W² 및 W³은 각각 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필이고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 각각 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카르보닐알킬이고, W⁷ 및 W⁸은 각각 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬이고, Phe는 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 그룹 L에 의해 임의로 치환되는 1,4-페닐렌이고, k₁ 및 k₂는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.

특히 바람직한 그룹 P는

이다.

아크릴레이트 및 옥세탄 그룹이 매우 바람직하다. 옥세탄은 중합(가교 결합) 시 수축을 덜 발생시켜 필름내 보다 적은 응력(stress) 발생을 야기하여 보다 높은 정렬의 보존 및 보다 적은 결함을 야기한다. 또한, 옥세탄 가교 결합은 자유 라디칼 개시제와는 달리 산소에 대해 불활성인 양이온성 개시제를 요구한다.

스페이서 그룹 Sp에 있어서, 이러한 용도로 당업자들에게 알려진 모든 그룹이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 스페이서 그룹 Sp는 P-Sp-가 P-sp'-X-이도록 화학식 Sp'-X의 그룹이며,

여기서 Sp'는 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 임의로 단일 또는 다중 치환되는 1 내지 20개의 C 원자, 바람직하게는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬렌이고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 그룹은 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 각각의 경우 서로 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -NR⁰-CO-O-, -O-CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-NR⁰-, CH=CH- 또는 -C≡C-로 임의로 치환되며,

X는

또는 단일 결합이고,

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각 독립적으로 H 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 일킬이고,

Y¹ 및 Y²는 각각 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN 이다.

바람직하게는 X는 -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH=, -N=N-, -CH=CR⁰-, -CY¹=CY²-, -C≡C- 또는 단일 결합이고, 특히, -O-, -S-, -C≡C-, -CY¹=CY²- 또는 단일결합이고, 매우 바람직하게는 공액 시스템(conjugated system)을 형성할 수 있는 그룹, 예컨대 -C≡C- 또는 -CY¹=CY²- 또는 단일 결합이다.

전형적인 그룹 Sp'는 예를 들어, -(CH2)_p-, -(CH₂CH₂O)_q-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- 또는 -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂- 또는 -(SiR⁰R⁰⁰-O)_p-이고, 여기서 p는 2 내지 12의 정수이고, q는 1 내지 3의 정수이고, R⁰ 및 R⁰⁰은 상기 의미를 갖는다.

바람직한 그룹 Sp'는 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌-티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸-이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에테닐렌, 프로페닐렌 및 부테닐렌이다.

또한, Sp가 단일 결합인 하나 또는 두 개의 P-Sp-그룹을 갖는 화합물이 바람직하다. 두 개의 P-Sp 그룹을 갖는 화합물의 경우, 두 개의 중합성 그룹 P 및 두 개의 스페이서 그룹 Sp 각각은 동일하거나 상이할 수 있다.

다른 바람직한 실시양태에서, 그룹 Sp'는 하기 화학식의 키랄 그룹이다:

상기 식에서,

Q¹은 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬렌 또는 알킬렌-옥시 그룹 또는 단일 결합이고,

Q²는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 그룹이며, 이는 비치환되거나, F, Cl, Br 또는 CN으로 단일 또는 다중 치환될 수 있고, 또한 하나 이상의 비인접 CH₂ 그룹은 각각의 경우 서로 독립적으로 산소 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로, -C≡C-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 치환될 수 있고,

Q⁴는 Q¹과는 다른, 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 알킬렌 또는 알킬렌-옥시 그룹 또는 단일 결합이이고,

여기서 Q¹은중합성 그룹 P에 연결된다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 키랄 스멕틱(smectic) 또는 키랄 네마틱(콜레스테릭) LC상 또는 블루상(blue phase)을 갖는다. 콜레스테릭 LC(CLC) 물질이 특히 바람직하다.

바람직하게는, 중합성 LC 물질은 하나 이상의 일작용성 키랄 중합성 메소젠 화합물 및 하나 이상의 이 또는 다작용성 비키랄 중합성 메소젠 화합물을 포함한다.

상기 성분 A) 내지 E)의 화합물에 추가로, 중합성 LC 물질은 하나 이상의 추가적인 중합성 메소젠 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이러한 추가적인 화합물은 하기 화학식으로부터 선택된다:

상기 식에서,

P 및 L¹은 상기 정의된 바와 같고, A는 1 내지 4개의 그룹 L¹으로 임의로 치환되는 사이클로헥실렌 또는 페닐렌이고, x는 1 내지 12의 정수이고, u 및 v는 각각 독립적으로 0 또는 1이며, R⁰는 상기 정의된 바와 같은 극성 또는 무극성 그룹이고, 페닐 고리는 1, 2, 3 또는 4개의 그룹 L¹로 임의로 치환된다.

화학식 I, IV, II, III 및 V 및 1r 내지 10r의 화합물은 종래 기술에 알려져 있거나, 그 자체가 알려져 있고 유기 화학의 표준 문헌, 예컨대 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]에 개시된 방법에 따라 또는 그와 유사하게 합성할 수 있다.

화학식 I의 화합물은 예를 들어 US 6,514,578에 개시되어 있다. 화학식 IV의 화합물은 US 6,491,990에 개시되어 있다. 화학식 III의 화합물은 WO 02/94805에 개시되어 있다. 화학식 V의 화합물은 EP-A-1 388 538에 개시되어 있다. 화학식 II의 화합물 및 적절한 추가적인 중합성 메소젠 화합물, 예컨대 화학식 1r 내지 10r은 예를 들어 WO 93/22397, US 5,518,652, DE 195 04 224, US 5,750,051, US 5,770,107 및 US 6,514,578에 개시되어 있다.

바람직하게는, 중합성 LC 물질은 성분 A) 내지 E)에 추가로

F) 하나 이상의 계면 활성제,

G) 하나, 둘 또는 그 이상의 중합성 그룹을 갖는 하나 이상의 비-메소젠 화합물,

H) 하나 이상의 사슬 전이제,

I) 물질의 광중합을 개시하는데 사용되는 파장에서 최대 흡광도를 갖는 하나 이상의 염료로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다.

바람직한 실시양태에서, 상기 중합성 물질은 낮은 경사각을 갖는 평면 정렬을 달성하기 위해 하나 이상의 계면 활성제 F)를 포함한다. 적절한 계면 활성제는 예를 들어 문헌[J. Cognard, Mol.Cryst.Liq.Cryst. 78, Supplement 1, 1-77(1981)]에 개시되어 있다. 비이온성 계면 활성제, 예컨대 상업적으로 입수가능한 3M의 플루오라드(Fluorad:등록상표), 또는 듀퐁의 조닐 FSN(Zonyl FSN:등록상표), 또는 EP 1 256 617 A1에 개시된 중합성 플루오로카본 계면 활성제와 같은 비이온성 프루오로카본 계면 활성제가 특히 바람직하다. 또한, GB 2 383 040 A에 개시된 바와 같은 멀티블록(multiblock) 계면 활성제가 바람직하다.

다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 물질은 하나 이상의 비메소젠 중합성 화합물 G)를 바람직하게는 0 내지 30%, 바람직하게는 0 내지 20%의 농도로 포함한다. 단반응성 비메소젠 화합물의 전형적인 예는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메트아크릴레이트이다. 이반응성 비메소젠 화합물의 전형적인 예는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 알킬 그룹을 갖는 알킬디아크릴레이트 또는 알킬디메트아크릴레이트이다. 다반응성 비메소젠 화합물의 전형적인 예는 트리메틸프로판트리메트아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트이다.

다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 물질은 중합체 필름의 물리적 특성을 개질하기 위해 하나 이상의 사슬 전이제 H)를 포함한다. 티올 화합물, 예컨대 도데칸 티올과 같은 단작용성 티올 화합물, 또는 트리메틸프로판 트리(3-머캅토프로피오네이트)와 같은 다작용성 티올 화합물, 매우 바람직하게는 예를 들어 WO 96/12209, WO 96/25470 또는 US 6,420,001에 개시된 바와 같은 메소젠 또는 LC 티올 화합물이 특히 바람직하다. 사슬 전이제를 첨가하는 경우, 자유 중합체 사슬의 길이 및/또는 중합체 필름내의 두 가교결합 사이의 중합체 사슬의 길이가 조절될 수 있다. 사슬 전이제의 양이 증가되는 경우, 중합체 필름내의 중합체 사슬 길이는 감소한다.

다른 바람직한 실시양태에서, 중합성 물질은 물질의 중합반응에 사용되는 방사선의 파장에서 최대 흡광도를 갖는 하나 이상의 염료 I)를 포함한다. 예를 들어, 4,4'-아즈옥시 아니솔 또는 스위스 바셀 소재의 시바 아게의 티누빈(Tinuvin)과 같은 상업적으로 입수가능한 UV 염료가 특히 바람직하다.

바람직한 중합성 LC 혼합물은

A) 하나 이상의 화학식 I의 화합물 5 내지 60%, 바람직하게는 10 내지 40%, 매우 바람직하게는 15 내지 30%,

B) 둘 이상의 중합성 그룹을 갖는 하나 이상의 메소젠 화합물 5 내지 80%, 바람직하게는 10 내지 65%, 매우 바람직하게는 15 내지 55%,

C) 하나 이상의 키랄 화합물 0.1 내지 20%, 바람직하게는 1 내지 15%, 매우 바람직하게는 2 내지 10%,

D) 하나 이상의 화학식 IV의 화합물 0 내지 70%, 바람직하게는 5 내지 60%, 매우 바람직하게는 10 내지 50%,

E) 하나 이상의 이색성 광개시제 0.1 내지 15%, 바람직하게는 0.5 내지 10%, 매우 바람직하게는 1 내지 7%,

F) 하나 이상의 계면 활성제 0 내지 10%, 바람직하게는 0.01 내지 5%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 3%,

G) 하나 이상의 일-, 이- 또는 다작용성 중합성 비메소젠 화합물 0 내지 30%, 바람직하게는 5 내지 20%,

H) 하나 이상의 사슬 전이제 0 내지 15%, 바람직하게는 0.5 내지 7%,

I) 물질의 중합에서 사용되는 파장에서 최대 흡광도를 갖는 하나 이상의 염료 0 내지 10%, 바람직하게는 0.1 내지 7%를 포함한다.

본 발명에 따른 중합성 LC 물질은 이축 필름의 제조에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 양태는 상기 및 하기와 같은 중합성 물질로부터 수득가능한 이축 필름에 관한 것이다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 이축 필름은 뒤틀린(distorted) 나선을 갖는 콜레스테릭 구조를 가지며, 타원형의, 디스코틱 굴절률 타원체를 야기한다. 또한, 콜레스테릭 나선의 피치(pitch)는 가시파장 범위보다 훨씬 낮은 값, 바람직하게는 225nm 미만의 값을 가져서, 평균 방향 굴절률만 경험한다. 결과적으로, 브래그(Bragg) 반사 띠(band)가 UV선 범위에서 나타나며, 따라서 필름이 가시광선 파장에 대해 투과성이며 이러한 가시파장에 대해 교차된 편광판 사이에서 순전히 지연판으로서 작용한다.

이축 필름은, n_x>n_y>n_z인 광학 이축 음성 C 대칭성을 가지며, 여기서 n_x 및 n_y은 필름 평면내의 직교하는 방향에서의 제 1 굴절률이고, n_z는 필름 평면에 대하여 수직인 제 1 굴절률이다.

바람직하게는, 이축 필름의 반사 파장은 380nm 미만이다. 또한, 400nm 이상, 바람직하게는 380nm이상의 파장을 갖는 광선에 대해 실질적으로 투과성인 이축 필름이 바람직하다. 매우 바람직하게는, 이축 필름은 380 내지 780nm 이하의 파장을 갖는 가시 광선에 대해 상당히 투과성이다.

이축 필름의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 5㎛, 매우 바람직하게는 0.5 내지 3㎛이다.

본 발명에 따른 이축 필름의 축상(on-axis) 지연(앞서, R₀로서 정의됨)은 바람직하게는 10 내지 150nm, 매우 바람직하게는 20 내지 100nm, 가장 바람직하게는 30 내지 80nm이다.

다른 바람직한 실시양태는 약 1/4의 파장(λ/4) 지연(λ=입사광의 파장)을 갖는 사분파 지연 필름(QWF)용 이축 필름에 관한 것이다. 그러한 용도로는 90 내지 200nm, 바람직하게는 100 내지 175nm의 지연값이 특히 바람직하다.

다른 바람직한 실시양태는 약 1/2의 파장(λ/2) 지연을 갖는 반파 지연 필름(HWF)용 이축 필름에 관한 것이다. 그러한 용도로는 180 내지 400nm, 바람직하게는 200 내지 350nm의 지연값이 특히 바람직하다.

본 발명의 다른 양태는 이축 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 바람직한 방법은 상기 및 하기와 같은 중합성 LC 물질층을 기판상에 제공하고, LC상의 물질을 평면 배향으로 정렬시키고, 선형 편광 광선에 노출시킴으로써 물질을 광중합시키고, 중합된 물질을 기판으로부터 임의로 제거함으로써 이축 필름을 제조하는 방법이다.

매우 바람직하게는, 이축 필름은 WO 03/54111에 기재된 바와 같은 방법과 유사하게 제조된다. 상기 방법에 따르면, 중합성 콜레스테릭 LC 물질은 콜레스테릭 나선이 필름 평면에 대해 실질적으로 수직인 평면 배향을 채택하는 기판상에 박막으로서 코팅된다. LC 물질의 평면 정렬은 계면 활성제와 같은 정렬제를 첨가함으로써, 또는 정렬층을 기판으로 적용함으로써 및/또는 기판 또는 정렬층의 러빙(rubbing)에 의해 보조될 수 있다. 또한, 상기 물질을 고온에서 어닐링하여 정렬을 개선할 수 있다.

이어서, 정렬된 콜레스테릭 물질은 선형 편광 UV선에 노출시킨다. 물질내에 존재하는 이색성 광개시제(E)는, LC 디렉터에 평행한 UV-흡수축과 맞추어 편재적으로(locally) 정렬된다. 편광 UV선으로 조사되는 경우, 편재적 디렉터가 중합 방향에 평행하게 놓인 곳에서 중합-개시성 자유 라디칼이 주로 생성된다.

비균질 자유 라디칼의 생성은 주로 이-, 또는 다작용성 중합성 화합물과 같은 고반응성 성분의 편재적 중합을 야기한다. 이는 나선의 절반의 턴(turn)내에서 고반응성 및 저반응성 성분 사이의 농도 구배를 야기한다. 고반응성 성분은 디렉터가 E-필드(E-field)에 평행하게 놓이는 곳에 집중되고(자유 라디칼의 최대 농도), 단작용성 중합성 또는 비중합성 화합물과 같은 반응성이 낮은 성분은 디렉터가 E-필드에 대해 수직인 곳에 집중된다. 키랄 성분의 편재된(localised) 변화는 사인 곡선형 나선(상기 및 하기에서 '뒤틀린' 또는 '변형된' 나선으로도 지칭된)의 뒤틀림을 야기한다.

본 발명에 따른 중합성 LC 물질을 사용함으로써, 0.2 이상의 이축 지수 BI를 갖는 필름을 달성할 수 있다. 본 발명에 따른 상기 이축 필름은 바람직하게는 0.14 이상, 특히 0.20 이상, 매우 바람직하게는 0.25 이상, 가장 바람직하게는 0.30 이상의 BI값을 갖는다.

중합성 LC 키랄 혼합물은, 그 선택적 반사 파장이 일반적으로 중합반응에 사용되는 광선의 파장(전형적으로 약 365nm의 UV선) 이하이도록 바람직하게 지정되며, 복굴절의 편재적 변화를 가능하게 한다. 이는 높은 비틀림(twist)을 갖는 화학식 III의 키랄 화합물을 사용하여 브래그 반사 띠를 UV로 밀어냄으로써, 및 개선된 이색성 광개시제, 특히 화학식 V의 광개시제를 사용함으로써 달성된다.

본 발명에 따른 중합성 LC 키랄 혼합물은 필름 제조 공정을 플라스틱 기판상에서의 제조에 적절하게 만드는 것을 허용하며, 대량 생산에 특히 적절한 3분 미만, 바람직하게는 1분 미만의 경화 시간(cure time)을 갖게 한다.

본 발명에 따른 중합성 LC 혼합물은 고 등명점을 가지며 LC상에서 고온에서의 중합을 허용한다. 중합성 물질의 LC상에서 중합 온도를 특정 정도까지 증가시킴으로써, 생성되는 중합체 필름의 이축성을 증가시키는 것이 가능함을 발견하였다. 따라서, 고 등명점을 갖는 중합성 LC 혼합물이 특히 적절하며 바람직하다. 바람직하게는, 중합성 물질의 LC상에서, 40℃ 내지 100℃, 특히 40℃ 내지 90℃, 바람직하게는 50℃ 내지 80℃, 매우 바람직하게는 55℃ 내지 65℃ 또는 60℃ 내지 80℃ 범위에서 중합 온도가 선택된다.

또한, 선형 편광 광방사선(photoradiation)의 중합 방향을 변화시킴으로써, 이축 필름의 느린 축의 방향을 조절할 수 있다("느린 축"은 x-방향, 즉 최고 굴절률 nx의 방향과 상응한다). 예를 들어, 선형 편광 UV선의 조사(irradiation)는 선형 편광판(예를 들어, 상업적으로 입수가능한 염료 도핑된(dye-doped) 흡수 편광판)을 통해 UV선을 통과시킴으로써 달성될 수 있다. 따라서, 생성되는 이축 필름의 느린 축의 방향은 편광판의 투과축의 방향과 상응할 것이다. 편광판을 회전시킴으로써, 느린 축의 방향이 조절될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 광학 이축 필름은 상이한 지연 복굴절을 갖는 둘 이상의 구역 또는 상이한 지연을 갖는 둘 이상의 구역의 패턴을 포함한다.

이러한 필름은 중합성 물질중 선택된 구역만 중합되는 상기와 같은 방법에 의해 제조될 수 있다. 이는, 예를 들어 도포되지 않은 구역만 UV선에 노출되도록 포토마스크(photomask)를 통한 광중합에 의해 달성된다. 따라서, 상이한 조건하에서, 예를 들어 상이한 경화 온도에서 상이한 구역이 중합되어 축상 지연의 변화를 야기한다.

또한, 상이한 지연값을 갖는 하나 이상, 바람직하게는 하나, 둘 또는 세 개의 상이한 부분의 패턴을 포함하는 이축 필름을 제조할 수 있으며, 각각의 상기 값은 그 선형 편광 광선을 환형 편광 광선으로 전환하는 효율이 주요색상인 적색, 녹색 및 청색(R, G, B) 중 하나의 광선에 대해 최적화되도록 조정된다.

600nm 파장의 적색 광선에 있어서, 지연값은 140 내지 190nm, 바람직하게는 145 내지 180nm, 매우 바람직하게는 145 내지 160nm, 가장 바람직하게는 150nm이다. 550nm 파장의 녹색 광선에 있어서, 지연값은 122 내지 152nm, 바람직하게는 127 내지 147nm, 매우 바람직하게는 132 내지 142nm, 가장 바람직하게는 137nm이다. 450nm 파장의 청색 광선에 있어서, 지연값은 85 내지 120nm, 바람직하게는 90 내지 115nm, 매우 바람직하게는 100 내지 115nm, 가장 바람직하게는 112nm이다.

이축 필름의 제조에서, 중합성 물질은 기판상에 바람직하게 코팅 또는 프린트되고, 균일한 배향으로 정렬되고, 중합되어 상기 배향을 영구적으로 고정시킨다. 기판으로서, 예를 들어, 유리 또는 수정 시트, 또는 플라스틱 필름 또는 시트가 사용될 수 있다. 또한, 중합전 및/또는 중합 도중 및/또는 중합 후에 코팅된 혼합물의 위에 제 2 기판을 놓을 수 있다. 기판은 중합 후에 제거되거나 제거되지 않을 수 있다. 활성 방사선(actinic radiation)에 의해 경화하는 경우에 두 개의 기판을 사용하면, 하나 이상의 기판은 중합에 사용된 활성 방사선에 대해 투과성이어야 한다. 등방성 또는 복굴절성 기판이 사용될 수 있다. 중합 후에 기판이 중합된 필름으로부터 제거되지 않는 경우, 바람직하게는 등방성 기판이 사용된다.

바람직하게는, 하나 이상의 기판은, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)과 같은 폴리에스테르, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리카보네이트(PC) 또는 트리아세틸셀루로즈(TAC) 필름, 특히 바람직하게는 PET 필름 또는 TAC 필름과 같은 플라스틱 기판이다. 복굴절성 기판으로서, 예를 들어, 일축 연신(uniaxially stretched) 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. 예를 들어, PET 필름이 상표명 멜리넥스(Melinex:등록상표)라는 이름으로 듀퐁 데이진 필름스로부터 상업적으로 입수가능하다.

중합성 물질은 스핀-코팅(spin-coating) 또는 블레이드 코팅(blade-coating)과 같은 통상적인 코팅 기술에 의해 기판상에 적용시킬 수 있다. 또한, 당업자들에게 알려진 통상적인 프린팅 기술, 예컨대 스크린(screen) 프린팅, 오프셋(offset) 프린팅, 오픈 릴(reel to reel) 프린팅, 활판(letter press) 프린팅, 그라비아(gravure) 프린팅, 로토그라비아(rotogravure) 프린팅, 플렉소그래픽(flexographic) 프린팅, 음각(intaglio) 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 히트- 실(heat-seal) 프린팅, 잉크젯(ink-jet) 프린팅, 또는 스탬프(stamp) 또는 프린팅 판(plate)의 방법에 의한 프린팅에 의해 기판에 적용시킬 수 있다.

또한, 적절한 용매내에서 상기 중합성 물질을 용해시킬 수 있다. 이어서, 이러한 용액은 예를 들어, 스핀 코팅 또는 프린팅, 또는 기타 알려진 기술에 의해 기판상에 코팅 또는 프린팅되고, 용매는 중합반응 전에 증발된다. 대부분의 경우, 용매의 증발을 촉진하기 위해 상기 혼합물을 가열하는 것이 적절하다. 용매로서, 예를 들어 표준 유기 용매가 사용될 수 있다. 상기 용매는 예를 들어 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 프로필 케톤 또는 사이클로헥사논과 같은 케톤; 메틸, 에틸 또는 부틸 아세테이트 또는 메틸 아세토아세테이트와 같은 아세테이트; 메탄올, 에탄올 또는 이소프로필 알코올과 같은 알코올; 톨루엔 또는 자일렌과 같은 방향족 용매; 디 또는 트리클로로메탄과 같은 할로겐화 탄화수소; 글리콜 또는 PGMEA(프로필 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트)와 같은 그의 에스테르; γ-부티로락톤 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 용매의 이성분계, 삼성분계 또는 보다 고성분계의 혼합물을 사용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 물질의 중합은 상기 물질을 열 또는 활성 방사선에 노출시킴으로써 달성된다. 화학선은 광선, 예컨대 UV선, IR선 또는 가시광선의 조사, X선 또는 감마선의 조사, 또는 고에너지 입자, 예컨대 이온 또는 전자의 조사를 의미한다. 바람직하게는, 중합반응은 광조사, 특히 UV선, 매우 바람직하게는 선형 편광 UV선에 의해 수행된다. 화학석의 공급원으로서, 예를 들어, 단일 UV 램프 또는 UV 램프 세트가 사용될 수 있다. 고 전력 램프를 사용하는 경우, 경화 시간이 감소할 수 있다. 광조사의 다른 가능한 공급원은 레이저, 예컨대 UV 레이저, IR 레이저 또는 가시 레이저이다.

성분 E)의 이색성 광개시제 이외에, 중합성 물질이 또한 하나 이상의 통상적인 광개시제를 포함할 수 있다. 라디칼 중합의 표준 광개시제로서, 예를 들어, 모두 시바 게이지 AG로부터 상업적으로 입수가능한 이르가큐어 651(Irgacure:등록상표), 이르가큐어 184, 다로큐어(Darocure:등록상표) 1173 또는 다로큐어 4205가 사용될 수 있으며, 양이온성 광중합의 경우 유니온 카바이드로부터 상업적으로 입수가능한 UVI 6974가 사용될 수 있다.

경화 시간은 특히 중합성 물질의 반응성, 코팅된 층의 두께, 중화 개시제의 타입 및 UV 램프의 전력에 의해 좌우된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 경화 시간은 10분 보다 길지 않으며, 특히 바람직하게는 5분 보다 길지 않으며, 매우 특히 바람직하게는 2 분보다 짧다. 대량 생산에 있어서, 3분 이하, 매우 바람직하게는 1분 이하, 특히 30초 이하의 짧은 경화 시간이 바람직하다.

추가적으로, 중합성 물질은 하나 이상의 적절한 성분, 예컨대 촉매, 증감제, 안정화제, 사슬 전달제(chain-transfer agents), 억제제, 촉진제, 공반응성 단량체, 표면-활성 화합물, 광택제, 습윤제, 분산제, 소수제(hydrophobing agents), 접착제, 유동 개선제, 소포제, 탈기제(deaerator), 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료 및 안료를 포함할 수 있다.

성분 F)의 계면 활성제의 사용과는 별개로, 상기 물질의 균일한 정렬이 예를 들어, 예컨대 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해, 물질을 전단시킴으로써, 보조될 수 있다. 또한, 배향층, 예를 들어 러빙된(rubbed) 폴리이미드 또는 스퍼터링된(sputtered) SiOx 층을 하나 이상의 기판 위에 적용할 수 있다. 또한, 정렬은 부가적인 정렬층을 적용하지 않고 기판을 러빙함으로써, 예컨대 러빙 천(rubbing cloth) 또는 러빙 롤러(rubbing roller) 방법에 의해 달성될 수 있다.

바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 LC상에서 고온, 바람직하게는 등명점에 가까운 온도, 매우 바람직하게는 등명점보다 5℃ 미만, 가장 바람직하게는 등명점 보다 2℃미만의 온도에서 중합반응 전에 어닐링되어 정렬을 개선시킨다. 어떤 경우, 제 2 기판을 적용시켜 정렬을 보조하고, 중합을 억제할 수 있는 산소를 제거하는 것이 유리하다. 바람직한 실시양태에서 중합반응은 불활성 기체, 예컨대 질소 또는 아르곤과 같은 분위기 하에서 수행된다.

본 발명에 따른 이축 필름은 보상판 또는 지연판으로서, 특히 LCD에서의 시야각 보상용으로 단독으로 또는 다른 지연 필름과 조합하여 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 양태는 상기 및 하기와 같은 하나 이상의 이축 필름 또는 보상판를 포함하는 LCD 장치에 관한 것이다.

바람직하게는, LCD 장치는 하기 요소를 포함한다:

-서로 대향하는(oppose) 표면을 갖는, 두 개의 투명 기판, 상기 두 개의 투명 기판 중 하나 이상의 내부에 제공되고 임의로 정렬층과 겹쳐진 전극층, 및 상기 두 개의 투명 기판 사이에 존재하는 LC 매질을 갖는, 상기 두 개의 투명 기판에 의해 형성된 LC 셀(cell),

-상기 투명 기판 외부에 배열된 편광판, 또는 상기 기판을 사이에 끼워 넣는 한쌍의 편광판, 및

-상기 LC 셀과 하나 이상의 상기 편광판 사이에 놓인, 본 발명에 따른 하나 이상의 이축 필름 또는 보상판.

상기 나열된 요소는 분리되거나, 서로의 위에 적층(stacked) 또는 탑재되거거나(mounted), 또는 상기 조립 방법의 임의의 조합으로 접착층에 의해 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 이축 필름 및 보상판은 통상적인 디스플레이, 특히 TN(비틀린 네마틱(twisted nematic)), HTN(고 비틀린 네마틱(highly twisted nematic)) 또는 STN(초 비틀린 네마틱(super twisted nematic)) 모드의 디스플레이에서, AMD-TN(활성 매트릭스 구동된 TN) 디스플레이, '슈퍼 TFT' 디스플레이로도 알려진 IPS(평면 내 스위칭(in plane switching) 모드 디스플레이, DAP(정렬상의 변형(deformation of aligned phases)) 또는 VA(수직 정렬된) 모드 디스플레이, 예컨대 ECB(전기 제어 복굴절(electrically controlled birefringence)), CSH(색 슈퍼 수직배향(colour super homeotropic)), VAN 또는 VAC(수직으로 정렬된 네마틱 또는 콜레스테릭(vertically aligned nematic or cholesteric)) 디스플레이, MVA(다중-도메인 수직 정렬된(multi-domain vertically aligned)) 디스플레이, 벤드(bend) 모드 디스플레이 또는 혼성(hybrid) 타입 디스플레이와 같은 디스플레이, 예컨대 OCB(광학적으로 보상된 벤드 셀 또는 광학적으로 보상된 복굴절(optically compensated bend cell or optically compensated birefringence)), R-OCB(반사성(reflective OCB)), HAN(혼성 정렬된 네마틱(hybrid aligned nematic)) 또는 파이-셀(π-cell) 디스플레이, 또는 반투과성(transflective) 디스플레이에서 사용될 수 있다.

TN, STN, VA, MVA, OCB 및 파이-셀 디스플레이가 특히 바람직하다.

바람직하게는, 이축 필름은 디스플레이의 스위칭가능한 LC 셀의 외부가 아니라 기판, 일반적으로 유리 기판들 사이에서 LCD내의 광학 지연 필름으로서 사용되어 스위칭가능한 LC 셀을 형성하고 상기 스위칭가능한 LC 매질을 함유한다(인셀(incell) 적용). 이는 시차(parallax) 문제를 막고 LCD 장치의 총 두께를 감소시킬 수 있게 한다.

더욱 바람직한 LCD는

-둘 중 하나 이상이 입사광에 대해 투명한, 두 개의 평행한 평면 기판, 상기 두 개의 투명 기판 중 하나 이상의 내부에 제공되고 임의로 정렬층과 겹쳐진 전극층, 및 상기 두 개의 기판 사이에 존재하고 전기장의 적용에 의해 둘 이상의 상이한 상태 사이에서 스위칭가능한 LC 매질에 의해 형성된 LC 셀,

-상기 LC 셀의 한 면에 위치된 제 1 선형 편광판,

-임의로, 상기 제 1 선형 편광판 반대편의 LC 셀의 면에 위치한 제 2 선형 편광판,

-상기 LC 셀의 두 개의 평행한 평면 기판 사이에 위치한, 상기 및 하기와 같은 하나 이상의 이축 필름을 포함한다.

특히 바람직한 LCD는

-하기 요소를 포함하는 LC 셀:

ㆍ둘 중 하나 이상이 입사광에 대해 투명한, 서로 평행한 제 1 및 제 2 기판 평면,

ㆍ상기 기판 중 하나 위에 위치하고 상기 LC 셀의 각 픽셀(pixels)을 개별적으로 스위칭하는데 사용될 수 있는 비선형 전기 요소의 에레이(상기 요소는 바람직하게는 트랜지스터, 매우 바람직하게는 TFT이다),

ㆍ상기 기판 중 하나 , 바람직하게는 비선형 요소의 어레이를 갖는 기판의 반대편 기판 상에 제공되며, 주요색인 적색, 녹색 및 청색(R, G, B) 중 하나를 투과시키는 상이한 픽셀 패턴을 갖는 컬러 필터 어레이로서, 상기 컬러 필터가 평탄화층에 의해 임의로 덮힌, 컬러 필터 에레이,

ㆍ상기 제 1 기판의 내측 상에 제공된 제 1 전극층,

ㆍ임의로, 상기 제 2 기판의 내측 상에 제공된 제 2 전극층,

ㆍ임의로, 상기 제 1 및 제 2 전극 상에 제공된 제 1 및 제 2 정렬층,

ㆍ전기장의 적용에 의해 둘 이상의 상이한 배향 사이에서 스위칭가능한 LC 매질,

-상기 LC 셀의 제 1 면에 위치된 제 1(또는 '정면') 선형 편광판,

-임의로, 상기 LC 셀의 제 2 면에 위치된 제 2(또는 '후면') 선형 편광판, 및

-상기 LC 셀의 제 1 기판과 제 2 기판 사이, 바람직하게는 컬러 필터와 액정 매질 사이, 매우 바람직하게는 컬러 필터와 상기 전극층 중 하나 사이, 또는 평탄화층이 존재하는 경우, 평탄화층과 상기 전극층 중 하나 사이에 위치한 상기 및 하기와 같은 하나 이상의 이축 필름을 포함한다.

다른 바람직한 실시양태는 세 개의 상이한 지연값을 갖는 구역 또는 픽셀의 패턴을 갖는 이축 필름과 관한 것이며, 이러한 부분의 지연값은 선형 편광 광선을 환형 편광 광선으로 전환하는 효율이 R, G 및 B 중 하나의 색에 대해 최적화되도록 조정되며, 바람직하게는, 컬러 필터의 각각의 R-, G- 또는 B-픽셀이 이러한 색에 대해 최적화된 지연값을 갖는 이축 필름의 상응하는 픽셀에 의해 덮이도록 컬러 필터상에 위치한다.

예를 들어, 픽셀화된 이축 QWF는 컬러 필터의 450nm에서의 청색(B) 픽셀, 550nm에서의 녹색(G) 픽셀 및 600nm에서의 적색(R) 픽셀의 파장의 약 1/4에 각각 상응하는 약 112nm, 137nm 및 150nm의 지연값을 갖는 세 타입의 픽셀을 갖도록 제조할 수 있다. 유사하게, 픽셀화된 HWF를 제조할 수 있다. 대조적으로, 비픽셀화된 필름은 디스플레이의 모든 구역에 평균적인 균일한 특성만 제공할 것이다.

RGB-패턴과 다르게 또는 추가적으로, 이축 필름은 또한 QWF(또는 HWF) 지연값을 갖는 구역 및 다른 지연값, 예컨대 제로(zero) 지연값을 갖는 구역의 패턴을 가질 수 있다. 이러한 패턴화된 필름은, 예컨대 WO 03/019276 A2 또는 문헌[van der Zande et al., SID Digest 14.2, 2003, page 194-197],[S.Roosendaal et al., SID Digest 8.1, 2003, page 78-81] 및 [M.Kubo et al., Proccedings of the IDW 1999, page 183-186]에 개시된 바와 같은 홀-인-미러(hole-in-mirror) 타입 반투과성 디스플레이와 같은 패턴화된 반투과성 디스플레이의 보상판으로서 특히 적절하다.

또한, 본 발명에 따른 비패턴화된 이축 필름을 LCD, 예컨대 VA 또는 MVA 타입의 LCD에서 인셀 필름으로서 사용할 수 있다.

상기 및 하기에서, 달리 언급되지 않는 한 모든 온도는 섭씨로 주어지며 모든 %는 중량%이다. 하기 약자는 화합물의 액정상 작용을 예시하기 위해 사용된다: C=결정(crystalline); N=네마틱(nematic); S=스멕틱(smectic); N^*, Ch=키랄 네마틱(chiral nematic) 또는 콜레스테릭(cholesteric); I=등방성(isotropic). 이러한 약자들 사이의 숫자는 섭씨의 상 전이 온도를 나타낸다. 또한, mp는 융점이고 cp는 등명점이다(단위:℃).

LC 호스트 물질내의 키랄 도판트의 HTP는 HTP=(P*C)^-1(㎛^-1)이고, 여기서 p는 분자 나선의 피치(㎛)이고, c는 호스트 물질내 키랄 화합물의 농도(중량%)이다(예를 들어, 1중량%의 농도는 c=0.01에 상응함). 달리 언급되지 않는 한, 상기 및 하기의 특정 HTP값은, 20℃에서 LC 호스트 혼합물 (독일 다름슈타트 소재의 메르크 KGaA로부터 상업적으로 입수가능한) MLC6260 내의 1%의 도판트 농도에 관한 것이다.

하기 실시예는 본 발명을 한정하지 않으면서 예시한다.

비교예 1

하기 성분을 포함하는 중합성 혼합물은 WO 03/054111의 실시예 2에서 개시한 바와 같이 제조한다.

이는 하기

<화합물 1b>

<화합물 2b>

<화합물 a>

<화합물 b>

<화합물 1c>

<화합물 e>

FC171(등록상표)은 3M(미국 미네소타주 세인트폴)으로부터 상업적으로 입수가능한 계면 활성제이다. 키랄 화합물(1c)은 WO 02/94805에 개시되어 있다.

WO 03/054111의 실시예 2에 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 이축 중합체 필름을 제조한다. 상기 이축 필름의 지연값은 시야각의 범위 및 계산된 이축 지수 BI를 통해 측정한다. 결과를 아래 표 1에 개시한다.

실시예 1

1a) 화학식 Ia 의 화합물

화합물(1a)을 반응식 1에서 전술한 바와 같이 제조한다.

<화합물 1a>

K 65.1℃ N 160.5℃ I

1b) 중합성 혼합물

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

<화합물 2c>

<화합물 1e>

팔리오칼라 LC756(Paliocolor LC756:등록상표)은 BASF AG(독일 루트비히샤펜)로부터 상업적으로 입수가능한 반응성 중합성 키랄 물질이다. 이르가녹스 1076(Irganox 1076:등록상표)은 시바 AG(스위스 바셀)로부터 상업적으로 입수가능하다. 키랄 화합물(2c)은 WO 98/00428에 개시되어 있다. 이색성 광개시제(1e)는 EP 1 388 538에 개시되어 있다.

상기 혼합물은 콜레스테릭상 및 59.6℃의 등명점을 가진다.

상기 혼합물은 PGMEA에 용해되어 45% w/w 용액을 생성한다. 상기 용액을 2000rpm의 스핀 속도를 이용하여 러빙된 폴리이미드 기판상에 스핀-코팅시킨다. 용매를 상온에서 증발시키고 코팅은 57℃에서 1분 동안 어닐링시킨다. 이어서, 상기 코팅을 불활성 분위기에서 UV 선형 편광기에 의해 365nm의 UV선을 이용하여 실온에서 1분 동안 광중합시켜 중합체 필름을 생성한다.

광중합 후에, 상기 중합체 필름의 지연값을 시야각의 범위 및 계산된 이축 지수 BI을 통해 측정한다. 결과를 표 1에 개시한다.

중합체 필름의 지연 특성(x-축의 지연값(nm) 대 y-축의 시야각(°))을 도 1에 개시한다.

실시예 2 및 3

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같은 중합성 혼합물로부터 제조하되, 화합물(1e)을, 동일한 양의 화합물(2e)(실시예 2, cp 65.3℃) 및 화합물(3e)(실시예 3, cp 59.1℃)로 각각 치환시킨다(어닐링 온도 63℃).

<화합물 2e>

<화합물 3e>

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 1에 개시한다. 필름의 지연 특성을 도 1에 개시한다.

실시예 4 및 5

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

<화합물 3c>

키랄 화합물(3c)은 WO 02/94805에 개시되어 있다.

상기 혼합물은 콜레스테릭상 및 55.1℃의 등명점을 가진다.

실시예 1에 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 중합체 필름(실시예 4)를 제조한다(어닐링 온도 53℃, 경화 온도는 실온).

상기와 같이 중합성 혼합물로부터 또 다른 중합체 필름(실시예 5)을 제조하되, 화합물(2e)를 동일한 양의 화합물(3e)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 48.2℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 2에 개시한다. 필름의 지연 특성을 도 2에 개시한다.

실시예 6

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

<화합물 1d>

K 60.8℃ N 138.6℃ I

화학물(1d)은 US 6,491,990에 개시되어 있다.

상기 혼합물은 콜레스테릭상 및 96.6℃의 등명점을 가진다.

상기 혼합물은 PGMEA에 용해되어 45% w/w 용액을 생성한다. 상기 용액을 2000rpm의 스핀 속도를 이용하여 러빙된 폴리이미드 기판상에 스핀-코팅시킨다. 용매를 상온에서 증발시키고 코팅은 98℃에서 1분 동안 어닐링시킨다. 이어서, 상기 코팅을 UV 선형 편광기에 의해 365nm의 UV선을 이용하여 20℃에서 1분 동안 광중합시켜 중합체 필름을 생성한다. 추가적인 중합체 필름 샘플을 동일한 방법을 사용하여 제조하지만, 단 40℃, 60℃ 및 80℃에서 각각 광중합시킨다.

광중합 후에, 상기 중합체 필름의 지연값을 시야각의 범위 및 계산된 이축 지수 BI을 통해 측정한다. 결과를 표 3에 개시한다.

중합체 필름의 지연 특성을 도 3a에 개시하며, 이축 지수(BI) 대 경화 온도를 도 3b에 개시한다.

실시예 7

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하되, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(2d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 101.5℃).

<화합물 2d>

K 101.0℃ N 159.0℃ I

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 4에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 4a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 4b에 개시한다.

실시예 8

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하되, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(3d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 90.0℃).

<화합물 3d>

K 78.0℃ N 126.0℃ I

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 5에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 5a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 5b에 개시한다.

실시예 9

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하되, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(4d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 86.0℃).

<화합물 4d>

K 112.0℃ N 126.0℃ I

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 6에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 6a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 6b에 개시한다.

실시예 10

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하되, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(5d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 80.0℃).

<화합물 5d>

K 96.0℃ N 104.0℃ I

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 7에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 7a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 7b에 개시한다.

실시예 11

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(6d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 84.0℃).

<화합물 6d>

K 101.0℃ N 155.0℃ I

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 8에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 8a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 8b에 개시한다.

실시예 12

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(7d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 76.0℃).

<화합물 7d>

K 75.0℃ N 83.0℃ I

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 9에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 9a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 9b에 개시한다.

실시예 13

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(8d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 73.0℃).

<화합물 8d>

K 130.0℃ N 133.0℃ I

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 10에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 10a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 10b에 개시한다.

실시예 14

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(2e)을 동일한 양의 화합물(3e)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 92.4℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 11에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 11a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 11b에 개시한다.

실시예 15

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(1d)을 화합물(2d)로 치환시키고, 화합물(2e)을 동일한 양의 화합물(3e)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 100.2℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 12에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 12a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 12b에 개시한다.

실시예 16

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

상기 혼합물은 콜레스테릭상 및 101.0℃의 등명점을 가진다.

중합체 필름을 실시예 6에서 개시된 바와 같이 상기 중합성 혼합물로부터 제조한다.

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 13에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 13a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 13b에 개시한다.

실시예 17

중합체 필름을 실시예 16에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(1d)을 동일한 양의 화합물(2d)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 105.0℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 14에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 14a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 14b에 개시한다.

실시예 18

중합체 필름을 실시예 16에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(3c)을 동일한 양의 화합물(4c)로 치환시킨다(혼합물의 등명점 102.0℃).

<화합물 4c>

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 15에 개시한다. 중합체 필름의 지연 특성을 도 15a에 개시하며, 이축 지수 대 경화 온도를 도 15b에 개시한다.

실시예 19

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 제조한다(어닐링 온도 61℃, 실온에서 경화시킴).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 16에 개시한다.

실시예 20

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

<화합물 5c>

키랄 화합물(5c)은 US 6,511,719에 개시되어 있다.

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 제조한다(어닐링 온도 43℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 17에 개시한다.

실시예 21

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 제조한다(어닐링 온도 57℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 18에 개시한다.

실시예 22

화합물(2a 내지 8a)을 반응식 1 내지 3에서 상기된 바와 같이 제조한다.

실시예 23

하기 중합성 콜레스테릭 LC 혼합물을 제조한다:

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 제조한다(어닐링 온도 58℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 19에 개시한다.

실시예 24 내지 26

중합체 필름을 실시예 23에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(2a)을 동일한 양의 화합물(3a)(실시예 24), (4a)(실시예 25) 및 (5a)(실시예 26)로 각각 치환시킨다.

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 20에 개시한다.

실시예 27

하기 중합성 혼합물을 제조한다:

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 제조한다(어닐링 온도 45℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 21에 개시한다.

실시예 28

중합체 필름을 실시예 27에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(1a)을 동일한 양의 화합물(5a)로 치환시킨다

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 22에 개시한다.

실시예 29

하기 중합성 콜레스테릭 LC 혼합물을 제조한다:

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 제조한다(어닐링 온도 100℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 23에 개시한다.

실시예 30 내지 35

중합체 필름을 실시예 29에서 개시된 바와 같이 중합성 혼합물로부터 제조하나, 화합물(1a)을 동일한 양의 하기 화합물로 치환시킨다:

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 24에 개시한다.

실시예 36

하기 중합성 콜레스테릭 LC 혼합물을 제조한다:

중합체 필름을 실시예 1에서 개시된 바와 같이 상기 혼합물로부터 제조한다(어닐링 온도 77℃).

중합체 필름의 상이한 시야각에서의 지연값 및 이축 지수 BI를 표 25에 개시한다.

Claims

A) 하기 화학식 Ia로부터 선택되는 0.15 이상의 복굴절을 가지는 하나 이상의 화합물:

화학식 Ia

[상기 식에서,

P는 중합성 또는 반응성 그룹이고;

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고;

Z⁰는 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합이고;

L^1a,1b,2a,2b는 각각 독립적으로 F, Cl, CN, (O)_aC_bF_cH_2b+1-c 또는 COCH₃이고;

r1a, r1b, r2a 및 r2b는 각각 독립적으로 0 또는 1이되, 여기서 r1a, r1b, r2a 및 r2b 중 하나 이상이 1이고;

R^1a는 Cl, 또는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 임의로 모노 또는 폴리플루오르화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 여기서 하나 또는 두 개의 비인접 CH₂ 그룹은 임의로, O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 대체될 수 있으며;

a는 0 또는 1이고;

b는 1 또는 2이고;

c는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이다.]

B) 둘 이상의 중합성 그룹을 갖는 하나 이상의 중합성 메소젠 화합물,

C) 40 ㎛^-1 이상의 나선 비틀림력(helical twisting power, HTP)을 갖는 하나 이상의 키랄 화합물,

D) 임의로, 호변성(enantiotropic) 네마틱상 및 75℃ 이상의 등명점을 갖는 하나 이상의 단반응성 중합성 화합물, 및

E) 하나 이상의 이색성 광개시제

를 포함하는 중합성 LC 물질.
삭제
제 1 항에 있어서,

성분 B)가 하나 이상의 하기 화학식 II의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합성 LC 물질:

화학식 II

상기 식에서,

P는 중합성 또는 반응성 그룹이고;

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고;

L¹, L² 및 L³는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, I, CN, NO₂, P-Sp-, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의로 대체될 수 있고;

r1, r2 및 r3는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이고;

Z¹ 및 Z²는 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CR⁰-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CY¹=CY¹-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH= 또는 단일 결합이고;

R⁰는 H, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이고;

Y¹는 H, F, Cl 또는 CN이다.
제 1 항에 있어서,

성분 C)가 하나 이상의 하기 화학식 III의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합성 LC 물질:

화학식 III

상기 식에서,

R³은 H, 할로겐, CN, NO₂, NCS, SF₅, P-Sp-, 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며, 상기 알킬은 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 임의로 단일 또는 다중치환되며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 그룹은 임의로, 각각의 경우 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -NR⁰-CO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-NR⁰-, -S-CO-, -CO-S-, -CY¹=CY²- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있거나 또는 P-Sp이고;

P는 중합성 또는 반응성 그룹이고;

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고;

A는 복수의 경우 서로 독립적으로, 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리, 또는 둘 또는 세 개의 접합된(fused) 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리를 포함하는 그룹이며, 상기 고리들은 임의로 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하고, 임의로 하나 이상의 동일한 또는 상이한 그룹 L¹에 의해 치환될 수 있으며;

L¹ 및 L²는 각각 독립적으로, F, Cl, Br, I, CN, NO₂, P-Sp-, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의로 대체될 수 있고;

Z는 복수의 경우 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CR⁰-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CY¹=CY¹-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH= 또는 단일 결합이고;

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이고;

Y¹ 및 Y²는 각각 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN이고;

r1 및 r2는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이고;

m3는 0, 1, 2 또는 3이다.
제 1 항에 있어서,

성분 D)가 하나 이상의 하기 화학식 IV의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합성 LC 물질:

화학식 IV

상기 식에서,

P는 중합성 또는 반응성 그룹이고;

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고;

A는 복수의 경우 서로 독립적으로, 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리, 또는 둘 또는 세 개의 접합된(fused) 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리를 포함하는 그룹이며, 상기 고리들은 임의로 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하고, 임의로 하나 이상의 동일한 또는 상이한 그룹 L¹에 의해 치환될 수 있으며;

L¹, L⁴ 및 L⁵는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, I, CN, NO₂, P-Sp-, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의로 대체될 수 있고;

Z는 복수의 경우 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CR⁰-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CY¹=CY¹-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH= 또는 단일 결합이고;

r1은 0, 1, 2, 3, 또는 4이고;

r4, r5는 각각 독립적으로 0, 1, 2, 3 또는 4이되, r4+r5>0이고;

m4는 0, 1 또는 2이고;

Z³은 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합이고;

R²는 H, 할로겐, CN, NO₂, NCS, SF₅, 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며, 상기 알킬은 임의로, F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 단일 또는 다중치환되며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 그룹은 임의로, 각각의 경우 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -NR⁰-CO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-NR⁰-, -S-CO-, -CO-S-, -CY¹=CY²- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있고;

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이고;

Y¹ 및 Y²는 각각 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN이다.
제 1 항에 있어서,

성분 E)가 하나 이상의 하기 화학식 V의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합성 LC 물질:

화학식 V

상기 식에서,

A는 복수의 경우 서로 독립적으로, 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리, 또는 둘 또는 세 개의 접합된(fused) 방향족 또는 지방족 5- 또는 6-고리를 포함하는 그룹이며, 상기 고리들은 임의로 N, O 및 S로부터 선택된 하나 이상의 헤테로 원자를 함유하고, 임의로 하나 이상의 동일한 또는 상이한 그룹 L¹에 의해 치환될 수 있으며;

L¹은 F, Cl, Br, I, CN, NO₂, P-Sp-, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의로 대체될 수 있고;

P는 중합성 또는 반응성 그룹이고;

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고;

Z는 복수의 경우 서로 독립적으로, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -S-CO-, -CO-S-, -O-CO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=CR⁰-, -CH=CH-, -CH=CF-, -CY¹=CY¹-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH= 또는 단일 결합이고;

m3는 0, 1, 2 또는 3이고;

r1은 0, 1, 2, 3, 또는 4이고;

R, R' 및 R''은 각각 독립적으로, H, 할로겐, CN, NO₂, NCS, SF₅, P-Sp-, 또는 1 내지 20개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬이며, 상기 알킬은 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 임의로 단일 또는 다중치환되며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 그룹은 임의로, 각각의 경우 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -NR⁰-CO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-NR⁰-, -S-CO-, -CO-S-, -CY¹=CY²- 또는 -C≡C-에 의해 대체될 수 있고;

R⁰ 및 R⁰⁰는 각각 독립적으로 H, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬이고;

Y¹ 및 Y²는 각각 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN이다.
제 1 항에 있어서,

-하나 이상의 화학식 Ia의 화합물,

-하나 이상의 하기 화학식 II의 화합물,

-하나 이상의 하기 화학식 IIIa의 화합물,

-하나 이상의 하기 화학식 IVa의 화합물,

-하나 이상의 하기 화학식 Va 내지 Vg의 화합물

을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합성 LC 물질:

화학식 II

[상기 식에서,

P는 중합성 또는 반응성 그룹이고;

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고;

L¹은 F, Cl, CH₃, C₂H₅, OCH₃ 또는 COCH₃이고;

L² 및 L³는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, I, CN, NO₂, P-Sp-, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시이며, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 임의로 대체될 수 있고;

r1은 0, 1 또는 2이고;

r2 및 r3는 각각 0이고;

Z¹ 및 Z²는 서로 독립적으로, -COO- 또는 -OCO-이다.]

화학식 IIIa

[상기 식에서,

x는 1 내지 12의 정수이고;

P는 중합성 또는 반응성 그룹이다.]

화학식 IVa

[상기 식에서,

P는 중합성 또는 반응성 그룹이고;

Sp는 스페이서 그룹 또는 단일 결합이고;

L^4a,5a는 각각 독립적으로 F, Cl, CH₃, C₂H₅, OCH₃ 또는 COCH₃이고;

r4a, r5a는 0 또는 1이되, 여기서 r4a + r5a > 0이고;

R^2a는 Cl, 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 임의로 모노 또는 폴리플루오르화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 여기서 하나 또는 두 개의 비인접 CH₂ 그룹은 임의로, O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 대체될 수 있다.]

화학식 Va

화학식 Vb

화학식 Vc

화학식 Vd

화학식 Ve

화학식 Vf

화학식 Vg

[상기 식에서,

L''은 H 또는 F이고;

R은 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고;

R' 및 R''은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시로부터 선택된다.]
제 1 항에 있어서,

F) 하나 이상의 계면 활성제,

G) 하나, 둘 또는 그 이상의 중합성 그룹을 갖는 하나 이상의 비메소젠 화합물,

H) 하나 이상의 사슬 전이제, 및

I) 물질의 광중합을 개시하는데 사용되는 파장에서 최대 흡광도를 갖는 하나 이상의 염료

중 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로하는 중합성 LC 물질.
제 1 항에 있어서,

A) 하나 이상의 화학식 Ia의 화합물 5 내지 60 중량%,

B) 둘 이상의 중합성 그룹을 갖는 하나 이상의 메소젠 화합물 5 내지 80 중량%,

C) 하나 이상의 키랄 화합물 0.1 내지 20 중량%,

D) 하나 이상의 화학식 IV의 화합물 0 내지 70 중량%,

E) 하나 이상의 이색성 광개시제 0.1 내지 15 중량%,

F) 하나 이상의 계면 활성제 0 내지 10 중량%,

G) 하나 이상의 일-, 이- 또는 다작용성 중합성 비메소젠 화합물 0 내지 30 중량%,

H) 하나 이상의 사슬 전이제 0 내지 15 중량%, 및

I) 물질의 중합반응에서 사용되는 파장에서 최대 흡광도를 갖는 하나 이상의 염료 0 내지 10 중량%

를 포함하는 것을 특징으로하는 중합성 LC 물질.
하기 화학식 Ia의 화합물:

화학식 Ia

상기 식에서,

P는

및 W⁴W⁵W⁶Si-로부터 선택되는 중합성 그룹이고, 여기서 W¹은 H, Cl, CN, CF₃, 페닐 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬이고, W² 및 W³은 각각 독립적으로 H 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬이고, W⁴, W⁵ 및 W⁶은 각각 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카르보닐알킬이고, W⁷ 및 W⁸은 각각 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬이고, Phe는 상기 정의된 바와 같은 하나 이상의 그룹 L에 의해 임의로 치환되는 1,4-페닐렌이고, k₁ 및 k₂는 각각 독립적으로 0 또는 1이고;

Sp는 스페이서기 또는 단일 결합이고;

Z⁰는 -COO-, -OCO- 또는 단일 결합이고;

L^1a,1b,2a,2b는 각각 독립적으로 F, Cl, CN, (O)_aC_bF_cH_2b+1-c 또는 COCH₃이고;

r1a, r1b, r2a 및 r2b는 각각 독립적으로 0 또는 1이되, 여기서 r1a, r1b, r2a 및 r2b 중 하나 이상이 1이고;

R^1a는 Cl, 또는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 임의로 모노 또는 폴리플루오르화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고, 여기서 하나 또는 두 개의 비인접 CH₂ 그룹은 임의로, O 및/또는 S 원자가 서로에게 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- 또는 -CO-S-에 의해 대체될 수 있으며;

a는 0 또는 1이고;

b는 1 또는 2이고;

c는 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이다.
제 10 항에 있어서,

Z⁰가 -COO-이고, L^1a,1b,2a,2b가 Cl, CH₃ 또는 OCH₃이고, R^1a가 Cl, (O)CH₃, (O)C₂H₅ 또는 SCH₃인 화학식 Ia의 화합물.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

광학 및 전자광학 요소 또는 장치, 광학 필름, 이축 필름, 편광판, 보상판, 광선 분산기, 반사성 필름, 정렬층, 컬러 필터, 홀로그래픽 요소, 고온 스탬핑(hot stamping) 호일, 착색된 이미지, 장식용 또는 보안 표지(security marking), 액정 안료, 접착제, 이방성 기계적 특성을 갖는 합성 수지, 화장품, 진단기기(diagnostics), 비선형 광학 장치(optics), 광학 정보 저장장치, LC 디스플레이 장치용 LC 매체 또는 중합성 LC 물질에서 사용되는, 화학식 Ia의 화합물.
중합성 LC 물질의 층을 기판상에 제공하고, LC상(phase)의 상기 물질을 평면 배향으로 정렬시키고, 선형 편광 광선에 노출시킴으로써 상기 물질을 광중합시키고, 임의로 상기 기판으로부터 중합된 물질을 제거함으로써, 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 따른 중합성 LC 물질로부터 광학 이축 필름을 제조하는 방법.
제 13 항에 있어서,

광중합이 40℃ 내지 80℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 따른 중합성 LC 물질로부터 수득가능한 광학 이축 필름.
제 15 항에 있어서,

n_x>n_y>n_z(여기서, n_x 및 n_y는 필름 평면내의 직교하는 방향에서의 주요 굴절률이고, n_z는 필름 평면에 대한 수직 방향에서의 주요 굴절률임)인 것을 특징으로하는, 광학 이축 필름.
제 15 항에 있어서,

R₀/R_th≥0.14 (여기서, R₀=d^.(n_x-n_y)이고, R_th=d^.[n_x+n_y)/2-n_z]이고, d는 필름 두께이고, n_x 및 n_y는 필름 평면내의 직교하는 방향에서의 주요 굴절률이고, n_z는 필름 평면에 대한 수직 방향에서의 주요 굴절률임)인 것을 특징으로하는, 광학 이축 필름.
제 15 항에 있어서,

광학 장치에서 지연 또는 보상 필름 또는 정렬층으로서 사용하기 위한, 광학 이축 필름.
제 15 항에 따른 광학 이축 필름을 하나 이상 포함하는 보상판.
제 15 항에 따른 광학 이축 필름 또는 상기 광학 이축 필름을 포함하는 보상판을 하나 이상 포함하는 액정 디스플레이.
-둘 중 하나 이상이 입사광에 대해 투명한 두 개의 평행한 평면 기판, 상기 두 투명 기판 중 하나 이상의 내부에 제공되고 임의로 정렬층과 겹쳐진 전극층, 및 상기 두 개의 기판 사이에 존재하고 전기장의 적용에 의해 둘 이상의 상이한 상태 사이에서 스위칭가능한 LC 매질에 의해 형성된 LC 셀;

-상기 LC 셀의 한 면에 위치된 제 1 선형 편광판;

-임의로, 상기 제 1 선형 편광판 반대편의 LC 셀 면에 위치된 제 2 선형 편광판; 및

-상기 LC 셀의 두 개의 평행한 평면 기판 사이에 위치한, 제 15 항에 따른 하나 이상의 광학 이축 필름 또는 상기 광학 이축 필름을 포함하는 하나 이상의 보상판

을 포함하는 액정 디스플레이.
-하기를 포함하는 LC 셀:

ㆍ둘 중 하나 이상이 입사광에 대해 투명한, 서로 평행한 제 1 및 제 2 기판 평면,

ㆍ상기 기판 중 하나 상에 위치하고, 상기 LC 셀의 각 픽셀(pixels)을 개별적으로 스위칭하는데 사용될 수 있는 비선형 전기 요소의 어레이,

ㆍ상기 기판 중 하나 상에 제공되고, 주요색인 적색, 녹색 및 청색(R, G, B) 중 하나를 투과시키는 상이한 픽셀의 패턴을 갖는 컬러 필터 어레이로서, 상기 컬러 필터가 임의로 평탄화층에 의해 덮힌, 컬러 필터 어레이,

ㆍ상기 제 1 기판의 내측 상에 제공된 제 1 전극층,

ㆍ임의로, 상기 제 2 기판의 내측 상에 제공된 제 2 전극층,

ㆍ임의로, 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 제공된 제 1 및 제 2 정렬층, 및

ㆍ전기장의 적용에 의해 둘 이상의 상이한 배향 사이에서 스위칭가능한 LC 매질,

-상기 LC 셀의 제 1 면에 위치된 제 1 (또는 '전면') 선형 편광판,

-임의로, 상기 LC 셀의 제 2 면에 위치된 제 2 (또는 '후면') 선형 편광판, 및

-상기 LC 셀의 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 위치한 제 15 항에 따른 하나 이상의 광학 이축 필름 또는 상기 광학 이축 필름을 포함하는 하나 이상의 보상판

을 포함하는 액정 디스플레이.
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,

TN(비틀린 네마틱(twisted nematic)), OCB(광학적으로 보상된 벤드(optically compensated bend)), 파이-셀(pi-cell), VA(수직 정렬된) 또는 MVA(다중-도메인 수직 정렬된 (multi-domain vertically aligned)) 모드 디스플레이 또는 반투과성(transflective) 디스플레이인 것을 특징으로하는 액정 디스플레이.