WO2014084688A1 - 액정 조성물 - Google Patents

액정 조성물 Download PDF

Info

Publication number
WO2014084688A1
WO2014084688A1 PCT/KR2013/011043 KR2013011043W WO2014084688A1 WO 2014084688 A1 WO2014084688 A1 WO 2014084688A1 KR 2013011043 W KR2013011043 W KR 2013011043W WO 2014084688 A1 WO2014084688 A1 WO 2014084688A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
layer
compound
crystal composition
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2013/011043
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
유수영
박문수
장준원
김신영
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Priority to US14/442,032 priority Critical patent/US9703145B2/en
Priority to JP2015544003A priority patent/JP6138267B2/ja
Priority to EP13858138.4A priority patent/EP2927301B1/en
Priority to CN201380062310.XA priority patent/CN104822801B/zh
Publication of WO2014084688A1 publication Critical patent/WO2014084688A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38—Polymers
    • C09K19/3804—Polymers with mesogenic groups in the main chain
    • C09K19/3809—Polyesters; Polyester derivatives, e.g. polyamides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0448—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/2035—Ph-COO-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/2078—Ph-COO-Ph-COO-Ph
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K2019/521—Inorganic solid particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K2019/523—Organic solid particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2219/00—Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used
    • C09K2219/03—Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used in the form of films, e.g. films after polymerisation of LC precursor
    • 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
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13356—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements
    • G02F1/133562—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements on the viewer side
    • 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
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133633—Birefringent elements, e.g. for optical compensation using mesogenic materials
    • 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
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/50—Protective arrangements

Definitions

  • the present application relates to a method for producing a liquid crystal composition and an optical film.
  • a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an OLED (Organic Light Emitting Display) may include a polarizing layer for the purpose of adjusting optical characteristics or preventing reflection.
  • a polarizing layer for the purpose of adjusting optical characteristics or preventing reflection.
  • the luminance of the screen observed by the observer is lowered, or in some cases, depending on the relationship between the polarizing layer in the device and the polarization axis of the polarized sunglasses. This may not be observed.
  • Patent document 1 proposes the structure of the display apparatus for solving the above problems.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 2009-0035940
  • the present application provides a method for producing a liquid crystal composition and an optical film.
  • Exemplary liquid crystal compositions may include a polymerizable liquid crystal material.
  • the liquid crystal material is a component formed of a polymerizable liquid crystal compound described below, and may be, for example, any kind of compound or a mixture of two or more of the polymerizable liquid crystal compounds described below.
  • the liquid crystal composition may exhibit an orientation, and after curing in an oriented state, may form a layer having high hardness while exhibiting excellent optical properties.
  • the liquid crystal composition which does not show the orientation does not correspond to the liquid crystal composition meant by this application.
  • the liquid crystal layer formed as described above may be applied to various applications.
  • the liquid crystal layer may be disposed outside the polarization layer of the display device including the polarization layer on the outermost or visible side of the display device.
  • the term 'outside' or 'outside' may refer to an area where a screen is displayed on the display apparatus, for example, an observer's direction of observing the display apparatus, unless otherwise specified.
  • the polarizing layer on the viewer side may mean a polarizing layer disposed at the outermost side, that is, the closest to the observer when the display device includes two or more polarizing layers.
  • the outer side of the polarizing layer may mean an observer side direction of the polarizing layer.
  • the liquid crystal composition may be formulated to form a layer of high hardness when cured while having an orientation.
  • the liquid crystal composition may be cured to form a layer having a surface hardness of at least 1H, at least 2H, at least 3H, or at least 4H.
  • the surface hardness of such a liquid crystal layer can be achieved through adjustment of the composition of a liquid crystal composition, for example, as mentioned later.
  • the liquid crystal layer having the surface hardness in the above range is suitable for the use placed on the outermost part.
  • the surface hardness is the pencil hardness measured by a pencil load of 500 g and a pencil moving speed of 250 mm / min according to ASTM D3363.
  • the upper limit of the surface hardness is not particularly limited, but may be, for example, 8H or less, 7H or less, or 6H or less.
  • the composition of the liquid crystal composition may be adjusted in various ways so that the liquid crystal composition has a surface hardness in the above-described range after curing.
  • the liquid crystal material contains a polyfunctional polymerizable liquid crystal compound in a predetermined ratio or more, or a compound having a functional group capable of reacting with the polymerizable liquid crystal compound is further added, or the liquid crystal
  • the method of adjusting the ratio of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound in a substance and adding the compound which has a functional group which can react with the said polymeric liquid crystal compound further can be applied.
  • polymerizable liquid crystal compound may mean a compound including a moiety capable of exhibiting liquid crystal, for example, a mesogen skeleton, and one or more polymerizable functional groups.
  • the liquid crystal material may be formed of only a polyfunctional polymerizable liquid crystal compound, or may include a polyfunctional polymerizable liquid crystal compound and a monofunctional polymerizable liquid crystal compound in an appropriate ratio.
  • polyfunctional polymerizable liquid crystal compound may mean a compound including two or more polymerizable functional groups in the liquid crystal compound.
  • the multifunctional polymerizable liquid crystal compound has 2 to 10, 3 to 8, 3 to 6, 3 to 5, 3 to 4, 2 or 3 polymerizable functional groups It may include.
  • the term monofunctional polymerizable liquid crystal compound may mean a compound including one polymerizable functional group among the liquid crystal compounds.
  • the polyfunctional or monofunctional polymerizable liquid crystal compound may be, for example, a compound represented by the following formula (1).
  • polyfunctionality two or more polymerizable functional groups may be used in Formula 1, and in the case of monofunctionality, one or more polymerizable functional groups may be used in Formula 1 below.
  • R 1 to R 10 is -OQP or a substituent of Formula 2 below, at least one of two adjacent substituents of R 1 to R 5 or two adjacent substituents of R 6 to R 10 The pair is connected to each other to form a benzene substituted with -OQP, wherein Q is an alkylene group or an alkylidene group, P is an alkenyl group, epoxy group, cyano group, carboxyl group, acryloyl group, methacryloyl group, It is a polymerizable functional group, such as an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group.
  • B is a single bond, -COO- or -OCO-
  • two adjacent substituents may be linked to each other to form a benzene substituted with -OQP, which may mean that two adjacent substituents are connected to each other to form a naphthalene skeleton substituted with -OQP as a whole. .
  • single bond means a case where no separate atom is present in the moiety represented by A or B.
  • A is a single bond in Formula 1
  • benzene on both sides of A may be directly connected to form a biphenyl structure.
  • halogen in the formula (1) and (2) for example, chlorine, bromine or iodine and the like can be exemplified.
  • alkyl group includes, for example, a straight or branched chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. It may mean, or may mean, for example, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, 3 to 16 carbon atoms, or 4 to 12 carbon atoms.
  • the alkyl group may be optionally substituted by one or more substituents.
  • alkoxy group may mean, for example, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. Can be.
  • the alkoxy group may be linear, branched or cyclic. In addition, the alkoxy group may be optionally substituted by one or more substituents.
  • alkylene group or “alkylidene group” means, for example, an alkylene group or an alkylidene group having 1 to 12 carbon atoms, 4 to 10 carbon atoms or 6 to 9 carbon atoms, unless otherwise specified. Can be.
  • the alkylene group or alkylidene group may be, for example, linear, branched or cyclic.
  • the alkylene group or alkylidene group may be optionally substituted by one or more substituents.
  • alkenyl group means, for example, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms. Can be.
  • the alkenyl group may be, for example, linear, branched or cyclic.
  • the alkenyl group may be optionally substituted by one or more substituents.
  • P may be, for example, acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group or methacryloyloxy group, may be acryloyloxy group or methacryloyloxy group, and in another example It may be an acryloyloxy group.
  • an alkyl group, an alkoxy group, an alkenyl group, an epoxy group, an oxo group, an oxetanyl group, a thiol group, a cyano group, a carboxyl group, acryloyl group, a methacryloyl group, Acryloyloxy group, methacryloyloxy group or an aryl group may be exemplified, but is not limited thereto.
  • -OQP which may be present in Formula 1 or the residue of Formula 2 including the -OQP is, for example, R 2 , R 3 , R 4 , R 7 , R 8 or R 9 may be present at any one of positions 9 and -OQP may be present at a position of R 12 , R 13, or R 14 when a residue of Formula 2 is present.
  • the substituents connected to each other to constitute benzene substituted with -OQP may be, for example, R 3 and R 4 or R 12 and R 13 .
  • polyfunctional polymerizable liquid crystal compound for example, a bifunctional or trifunctional or higher polymerizable liquid crystal compound, -OQP or the above at two or more positions of R 2 , R 3 , R 4 , R 7 , R 8 or R 9
  • residues of formula (2) comprising -OQP, and -OQP may be present at the position of R 12 , R 13 or R 14 when residues of formula (2) are present.
  • the residue of Formula (2) exists in the position in any one of R ⁇ 12> , R ⁇ 13>, and R ⁇ 14> , and one or two of R ⁇ 2> , R ⁇ 3> or R ⁇ 4>
  • the polymeric liquid crystal compound which -OQP exists in 1 or 2 position of R ⁇ 12> , R ⁇ 13> or R ⁇ 14> can be used.
  • Substituents other than -OQP or the residues of the formula (2) in the polymerizable liquid crystal compound of the formula (1) or the residue of the formula (2) or substituents connected to each other to form benzene are, for example, hydrogen, halogen, straight chain of 1 to 4 carbon atoms Or an alkoxycarbonyl group including a branched alkyl group, a straight or branched alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a cyano group or a nitro group, and in another example Alkoxycarbonyl group or cyano group including chlorine, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a straight or branched chain alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms Can be
  • the liquid crystal material may include at least 50% by weight or more of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound to satisfy the aforementioned surface hardness.
  • the upper limit of the ratio of the multifunctional polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal material is not particularly limited.
  • all of the polymerizable liquid crystal compounds included in the liquid crystal material may be a polyfunctional polymerizable liquid crystal compound.
  • the monofunctional polymerizable liquid crystal compound may be further included in consideration of processability, orientation, and the like.
  • the ratio of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal material is, for example, 50% to 90%, 50% to 80%, 50% to 70%, or 50% to 60% by weight.
  • the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound a bifunctional polymerizable liquid crystal compound having two polymerizable functional groups is usually used.
  • the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound has three or more polymerizable functional groups, for example, 3 to 10, 3 to 8, 3 to 6 polymerizable
  • a liquid crystal compound (hereinafter, may be referred to as a trifunctional or higher trifunctional polymerizable liquid crystal compound) may be used, or the difunctional polymerizable liquid crystal compound and the trifunctional or higher trifunctional polymerizable liquid crystal compound may be used.
  • the ratio of the trifunctional or higher trifunctional polymerizable liquid crystal compound is not particularly limited. It may be used in proportions of 8% by weight to 8% by weight or 10% to 15% by weight. Thus, when a trifunctional or more than trifunctional polymeric liquid crystal compound is used, it may be advantageous for formation of a layer with high surface hardness, for example, 2H or more or 3H or more.
  • the liquid crystal composition may further include a reactive non-liquid crystalline compound.
  • a reactive non-liquid crystal compound may refer to a compound having a functional group capable of reacting with the polymerizable functional group of the polymerizable liquid crystal compound.
  • the reactive compound may be, for example, a non-liquid crystalline compound having no liquid crystallinity.
  • the reactive compound may have two or more, three or more or four or more functional groups capable of reacting with the polymerizable functional group, and may have four or more suitably.
  • the upper limit of the functional group in the reactive compound is not particularly limited, but if the functional group is excessively large, it may affect the orientation of the liquid crystal, so the functional group may generally have a functional group in the range of 10 or less, 8 or less or 6 or less. have.
  • the reactive compound may play a role in controlling the hardness of the liquid crystal layer by reacting with the polymerizable liquid crystal compound in the process of forming the liquid crystal layer.
  • the functional group containing an ethylenically unsaturated double bond can be illustrated, for example as what can be bridge
  • Examples of such functional groups may include one kind or two or more kinds of alkenyl groups, epoxy groups, cyano groups, carboxyl groups, acryloyl groups or methacryloyl groups.
  • a vinyl group, allyl group, acryloyl group or methacryloyl group may be used, or acryloyl group or methacryloyl group may be used, but is not limited thereto.
  • the reactive compound may be a compound having at least two, at least three, or at least four functional groups capable of reacting with the polymerizable liquid crystal compound and having a molecular weight or weight average molecular weight of 200 to 5,000 or 200 to 1,000.
  • the compound can ensure that the appropriate surface hardness without compromising the retardation characteristics of the liquid crystal layer.
  • the functional groups of the compound may typically be in the range of 10 or less, 8 or less or 6 or less.
  • Examples of the reactive compound include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylic.
  • Latex dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, triglycerol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) ) Acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, tris [2- (acryloyloxy) ethyl] isocyanurate, urethane acrylate, glycerol 1,3 Polyfunctional acrylates such as diglycerol di (meth) acrylate or tri (propylene glycol) glycerol diacrylate and the like; Alkenyl (meth) acrylates such as vinyl (meth) acrylate or allyl (meth) acrylate; Alkoxy polyalkylene glycol (meth) acrylates such as butoxy
  • the reactive compounds exemplified above may be optionally substituted with one or more substituents.
  • a multifunctional acrylate may be used as the reactive compound.
  • the polyfunctional acrylate include pentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, tris [2- (acryloyloxy) ethyl] isocyanurate or urethane acrylate, and the like.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the urethane acrylate in the above may be exemplified by Cytec, a compound circulating under the trade name, such as EB1290, UP135, UP111 or UP128.
  • a compound represented by the following formula (3) or (4) can be used as the reactive compound.
  • M is an alkylene group or an alkylidene group
  • R 1 is hydrogen or an alkyl group
  • Z is an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, an alkylene group or an alkylidene group
  • R and Q are each independently an alkylene group or an alkylidene group
  • R 1 to R 6 are each independently hydrogen, halogen, It may be an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, a cyano group, a nitro group, a (meth) acryloyl group or a (meth) acryloyloxy group.
  • two or more, three or more, four or more, five or more or all of R 1 to R 6 may be a (meth) acryloyl group or a (meth) acryloyloxy group.
  • the alkylene group or alkylidene group of R, Z and O in M of Formula 3 or 4 is a linear, branched or cyclic alkylene group or alkylidene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms or 3 to 16 carbon atoms. Which may be optionally substituted by one or more substituents.
  • the cyclic includes not only a general cyclic but also a complex cyclic such as a spiro structure or a structure in which two ring structures are condensed while sharing carbon atoms with each other.
  • the liquid crystal material may or may not include the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound, but may include the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound to secure appropriate surface hardness.
  • the ratio of the multifunctional polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal material may include about 45% by weight or more.
  • the upper limit of the ratio of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound is not particularly limited.
  • all of the polymerizable liquid crystal compounds included in the liquid crystal material may be a polyfunctional polymerizable liquid crystal compound.
  • the ratio of the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound in the liquid crystal material is, for example, 45 wt% to 90 wt%, 45 wt% to 80 wt%, 45 wt% to 70% Weight percent or 45 weight percent to 60 weight percent.
  • a bifunctional polymerizable liquid crystal compound or a mixture of a bifunctional polymerizable liquid crystal compound and a trifunctional or higher trifunctional polymerizable liquid crystal compound may be used as the polyfunctional polymerizable liquid crystal compound, and the trifunctional or higher trifunctional polymerizable liquid crystal compound
  • the ratio of the trifunctional or higher trifunctional polymerizable liquid crystal compound is not particularly limited, but for example, 8 wt% or more, 8 wt% to 20 wt%, and 8 wt% to the weight ratio in the liquid crystal material. It may be used in a ratio of 15 wt% or 10 wt% to 15 wt%.
  • the reactive compound may be included in a ratio of 5 parts by weight, less than 5 parts by weight, 4 parts by weight or 3.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymerizable liquid crystal material in the liquid crystal composition.
  • the ratio of the reactive non-liquid crystalline compound is too high, the orientation of the liquid crystal may be inferior.
  • the lower limit of the ratio of the reactive non-liquid crystal compound is not particularly limited and may be included, for example, at least 0.5 part by weight or at least 1 part by weight.
  • the liquid crystal composition comprising a reactive non-liquid crystalline compound as described above or comprising a multifunctional polymerizable liquid crystal compound together with the non-liquid crystalline compound may be suitable for formation of a layer having a surface hardness of 2H or 3H or more after curing,
  • the liquid crystal composition including the non-liquid crystalline compound and the trifunctional or higher trifunctional polymerizable liquid crystal compound may be suitable for forming a layer having a surface hardness of 3H or higher.
  • the liquid crystal composition may further include an antistatic agent to adjust the surface resistance range as described below.
  • an antistatic agent various kinds can be used without particular limitation as long as it exhibits proper compatibility with other components constituting the liquid crystal composition.
  • an appropriate inorganic salt or organic salt may be used.
  • the cation included in the inorganic salt may be an alkali metal cation or an alkaline earth metal cation.
  • specific examples of the cation include lithium ion (Li + ), sodium ion (Na + ), potassium ion (K + ), rubidium ion (Rb + ), cesium ion (Cs + ), beryllium ion (Be 2 + ), Magnesium ions (Mg 2+ ), calcium ions (Ca 2+ ), strontium ions (Sr 2+ ) and barium ions (Ba 2+ ), and the like, or two or more kinds thereof.
  • Li + lithium +
  • Na + sodium ion
  • K + potassium ion
  • Cs + cesium ion
  • Be 2+ beryllium ion
  • Mg 2+ magnesium ion
  • Ca 2+ calcium ion
  • Li + lithium ions
  • the organic salt may comprise an onium cation.
  • onium cation refers to an ion that is positively charged with at least a portion of its charge localized on one or more atoms selected from the group consisting of nitrogen (N), phosphorus (P), and sulfur (S). It may mean.
  • the onium cation may be a cyclic or acyclic compound, and in the case of a cyclic compound, may be an aromatic saturated or unsaturated compound.
  • the cyclic compound it may contain one or more hetero atoms (ex. Oxygen) other than nitrogen, phosphorus or sulfur atoms.
  • the cyclic or acyclic compound may be optionally substituted with a substituent such as hydrogen, halogen, alkyl or aryl.
  • a substituent such as hydrogen, halogen, alkyl or aryl.
  • one or more, preferably four or more substituents may be included, wherein the substituents may be cyclic or acyclic substituents, aromatic or non-aromatic substituents.
  • the onium cation may contain a nitrogen atom, for example an ammonium ion.
  • the ammonium ion may be a quaternary ammonium ion or an aromatic ammonium ion.
  • ammonium ions include N-ethyl-N, N-dimethyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium ions, N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium ions , N-ethyl-N, N-dimethyl-N-propylammonium ion, N-methyl-N, N, N-trioctylammonium ion, N, N, N-trimethyl-N-propylammonium ion, tetrabutylammonium ion , Tetramethylammonium ion, tetrahexylammonium ion, N-methyl-N, N,
  • aromatic ammonium ions include one or more selected from the group consisting of pyridinium, pyridazinium, pyrimidinium, pyrazinium, imidazolium, pyrazolium, thiazolium, oxazolium and triazolium, for example N-alkyl pyridinium substituted with an alkyl group having 4 to 16 carbon atoms; 1,3-alkylmethyl imidazolium substituted with an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms; And 1,2-dimethyl-3-alkylimidazolium substituted with an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, or one or more kinds thereof, but is not limited thereto.
  • anions included in the inorganic salts or organic salts containing such cations in the antistatic agent include fluoride (F ⁇ ), chloride (Cl ⁇ ), bromide (Br ⁇ ), iodide (I ⁇ ), perchlorate (ClO 4 -), hydroxide (OH -), carbonate (CO 3 2-), nitrate (NO 3 -), sulfonate (SO 4 -), methyl benzene sulfonate (CH 3 (C 6 H 4) SO 3 -), p- toluenesulfonate (CH 3 C 6 H 4 SO 3 -), carboxymethyl sulfonate (COOH (C 6 H 4) SO 3 -), sulfonate (CF 3 with a triple SO 2 -), benzo carbonate (C 6 H 5 COO -) , acetate (CH 3 COO -), acetate (CF 3 COO as a triple-), borates (BF 4
  • Imide-based anions can be used because the substitution of fluorine with good hydrophobicity and good role of electron withdrawing enhances ion stability.
  • the ratio in the liquid crystal composition of the antistatic agent is not particularly limited, and may be appropriately selected in consideration of the optical properties of the liquid crystal layer and the range of surface resistance described later.
  • the liquid crystal composition containing an antistatic agent may form a layer having a sheet resistance of about 10 12 ⁇ or less, 10 11 ⁇ or less, 10 10 ⁇ or less, or about 10 9 ⁇ or less, for example.
  • the liquid crystal layer has a high sheet resistance of about 10 13 ⁇ .
  • the layer having the sheet resistance in this range is disposed at the outermost side, there is a risk of damaging the product due to the susceptibility to static electricity.
  • the liquid crystal composition if necessary, it can be formulated to have a surface resistance in the above range, thereby preventing the above problems.
  • the lower limit of the sheet resistance of the liquid crystal layer is not particularly limited.
  • the sheet resistance may be determined in a range of 10 7 ⁇ or more or 10 8 ⁇ or more.
  • the liquid crystal composition may further include any additives that may be required for the polymerizable liquid crystal composition, for example, a surfactant, a leveling agent, a nonpolymerizable liquid crystal compound, a polymerization initiator, or the like in an appropriate ratio.
  • a surfactant for example, a surfactant, a leveling agent, a nonpolymerizable liquid crystal compound, a polymerization initiator, or the like in an appropriate ratio.
  • the present application also relates to a method of making an optical film.
  • the method may include forming a layer of the liquid crystal composition described above on an alignment layer and polymerizing the liquid crystal compound in a state in which the liquid crystal compound in the liquid crystal composition is aligned.
  • the alignment layer can be formed, for example, on a suitable substrate layer.
  • a base material layer a glass base material layer or a plastic base material layer can be used, for example.
  • the plastic base layer include cellulose resins such as triacetyl cellulose (TAC) or diacetyl cellulose (DAC); Cyclo olefin polymers (COPs) such as norbornene derivatives; Acrylic resins such as poly (methyl methacrylate); polyolefin (PC); polyolefins such as polyethylene (PE) or polypropylene (PP); polyvinyl alcohol (PVA); poly ether sulfone (PES); polyetheretherketon (PEEK); Polyetherimide (PEN), polyestermaphthatlate (PEN), polyester such as polyethylene terephtalate (PET), polyimide (PI), polysulfone (PSF), or a fluorine resin or the like may be exemplified.
  • TAC triacetyl cellulose
  • DAC di
  • the thickness of the substrate layer is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the intended use.
  • the method of forming an alignment layer on a base material layer is not specifically limited, A well-known means can be applied.
  • the alignment layer may be a layer that serves to orient the liquid crystal compound in the process of forming the optical film.
  • a conventional alignment layer known in the art for example, an alignment layer, a photo alignment layer, a rubbing alignment layer, or the like formed by an imprinting method, may be used.
  • the alignment layer is an arbitrary configuration, and in some cases, it is possible to impart orientation without the alignment layer by rubbing or stretching the substrate layer directly.
  • an antistatic agent may be included in the alignment layer in consideration of the adjustment of the sheet resistance to the aforementioned range.
  • the kind of antistatic agent included is not particularly limited, and for example, the kind included in the above-described liquid crystal composition may be applied, and the ratio may be appropriately selected within a range that does not interfere with the alignment of the alignment layer. .
  • an antistatic layer for controlling the sheet resistance may be formed between the substrate layer used in the method, for example, the substrate layer and the alignment layer.
  • the method for forming the antistatic layer is not particularly limited and may be formed, for example, by coating and curing the composition containing the curable resin and the antistatic agent, or by depositing the antistatic agent at a desired place.
  • curable resin normal resin, such as an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, a phenol resin, or a polyester resin, can be used, and an ultraviolet curable acrylic binder resin etc. can be used in consideration of process convenience.
  • the kind of antistatic agent used in the formation of the antistatic layer is not particularly limited, and for example, the above-described inorganic salts or organic salts may be used, or other conductive materials may also be used.
  • Other conductive materials include tin-doped indium oxide (ITO), antimony-doped zinc oxide (AZO), antimony-doped tin oxide (ATO), SnO, RuO 2 , IrO 2 , gold, silver, nickel, copper and palladium Metals, metal oxides or alloy materials such as these; Or polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyparaphenylene, polydienylene, polyphenylene vinylene, polyphenylene sulfide or polysulfurite Conductive polymers such as polysulfurnitride and the like can be exemplified.
  • the conductive material a conductive material in which a metal, metal oxide, alloy material, or the like is deposited on the surface of
  • the mixing ratio or thickness of the resin and the antistatic agent is not particularly limited, and a known method may be applied in consideration of the desired surface resistance.
  • a layer of the liquid crystal composition may be formed on the alignment layer, and polymerization may be performed in a state where the liquid crystal compound is aligned to form a liquid crystal layer.
  • the method of forming the layer of the liquid crystal composition on the alignment layer is not particularly limited, and a method of applying a composition containing the above-described components or a coating liquid diluted in a suitable solvent onto the alignment layer by a known coating method may be used. Can be.
  • the polymerizable liquid crystal compound may be horizontally aligned in the above process.
  • horizontal alignment means that the optical axis of the liquid crystal layer containing the liquid crystal compound is about 0 degrees to about 25 degrees, about 0 degrees to about 15 degrees, about 0 degrees to about 10 degrees, with respect to the plane of the liquid crystal layer, It may mean a case having an inclination angle of about 0 degrees to about 5 degrees or about 0 degrees.
  • the manner in which the liquid crystal compound is vertically aligned is not particularly limited, and a known means can be applied.
  • the liquid crystal layer may be formed through the above process.
  • the liquid crystal layer manufactured in this manner may, for example, convert 1/4 phase retardation characteristic, i.e., incident linearly polarized light into elliptical or circularly polarized light, for at least one wavelength within a visible light range, On the contrary, it may have an on-plane phase difference capable of converting the incident elliptical polarization or circular polarization into linearly polarized light.
  • the liquid crystal layer may have a phase retardation of 80 nm to 200 nm or 90 nm to 150 nm measured with respect to light having a wavelength of about 550 nm.
  • the liquid crystal layer having a phase difference in this range is disposed in the display device, and can prevent a problem such as a decrease in luminance that may occur in the process of wearing and observing, for example, polarized sunglasses.
  • planar phase difference is a numerical value measured by Equation 1 below.
  • Equation 1 R in is a phase retardation, d is a thickness of the liquid crystal layer, n x is a refractive index in the slow axis direction, and n y is a refractive index in the fast axis direction.
  • the liquid crystal layer may or may not have a phase difference in the thickness direction.
  • the liquid crystal layer may have a phase difference in the thickness direction with respect to light having a wavelength of 550 nm, about -20 nm to 20 nm, or about -10 nm to 10 nm.
  • the term thickness direction retardation is a numerical value measured by Equation 2 below.
  • R th is a thickness direction retardation
  • d is a thickness of the liquid crystal layer
  • n z is a refractive index in the thickness direction
  • n y is a refractive index in the fast axis direction.
  • the liquid crystal layer may have a difference in refractive index in the in-plane slow axis direction and in-plane fast axis direction in a range of 0.05 to 0.2, 0.07 to 0.2, 0.09 to 0.2, or 0.1 to 0.2.
  • the refractive index in the in-plane slow axis direction may mean a refractive index in a direction showing the highest refractive index in the plane of the liquid crystal layer
  • the refractive index in the fast axis direction may mean a refractive index in a direction showing the lowest refractive index on the plane of the liquid crystal layer.
  • the fast axis and the slow axis are formed in a direction perpendicular to each other.
  • Each of the refractive indices may be a refractive index measured for light having a wavelength of 550 nm or 589 nm. The difference in refractive index can be measured according to the manufacturer's manual, for example, using Axoscan, Axoscan.
  • the liquid crystal layer may also have a thickness of about 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m or about 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m.
  • the liquid crystal layer having the relationship and thickness of the refractive index may implement a phase delay characteristic suitable for application to the applied use, for example, the outermost portion of the display device.
  • Such a liquid crystal layer may be disposed at the outermost portion of the display device, for example, the display device.
  • the liquid crystal layer may be disposed outside the polarizing layer, that is, the observer side.
  • the type of the display device is not particularly limited and may be applied to, for example, various LCDs or OLEDs including VA, IPS, TN, and OCB modes.
  • the position and / or application manner in which the liquid crystal layer is applied to the display device is not particularly limited, and a known method may be applied.
  • an LCD typically includes a sequentially arranged backlight, an internal polarizer, a liquid crystal panel, and a viewer side polarizer, wherein the liquid crystal layer may be disposed outside of the viewer side polarizer in the structure.
  • OLEDs are typically disposed on an outer side of the organic light emitting device, such as an optical film such as QWP (Quarter Wave Plate) and a polarizing plate, in order to prevent reflection, and the liquid crystal layer may be disposed outside the polarizing plate.
  • QWP Quadrater Wave Plate
  • liquid crystal layer is not limited to the above, and may be used, for example, as a retardation film, a viewing angle compensation film, or a brightness enhancement film in various modes of LCD or OLED.
  • a liquid crystal composition capable of forming a liquid crystal layer exhibiting high surface hardness while having excellent optical properties may be provided.
  • the liquid crystal layer formed as described above may be applied to various applications, and may be disposed outside the polarization layer of the display including, for example, an outermost or polarizing layer of a display device such as a liquid crystal display or an organic light emitting display.
  • the present invention may be applied to a liquid crystal layer capable of solving a problem such as a decrease in luminance that may occur when an observer wears polarized sunglasses and observes a screen.
  • the surface hardness of the liquid crystal layer formed in the Example and the comparative example was measured by the pencil load of 500 g and the pencil movement speed of 250 mm / min according to ASTMD3363.
  • the retardation is measured using light of wavelength 550 nm or 589 nm.
  • Axoscan manufactured by Axomatrics
  • an instrument that can measure 16 Muller Matrix, 16 Muller Matrix of retardation film is measured according to the manufacturer's manual, and the phase difference is extracted through this.
  • the surface resistance was measured according to the manufacturer's manual using a surface resistance meter (HIRESTA-UP (MCP-HT450), Mitsubishi Chemical Co., Ltd.).
  • the alignment of liquid crystals in Examples and Comparative Examples is such that the phase difference expressed by the liquid crystal film and its uniformity are positioned while the liquid crystal layer is positioned between two polarizers whose light absorption axes are arranged perpendicular to each other and irradiates light to one side. Observed and evaluated.
  • a polymerizable liquid crystal compound was blended with the composition shown in Table 1 below, and in some cases, 95 parts by weight of a mixture prepared by further blending a reactive non-liquid crystal compound (Irgacure 907, manufactured by Ciba-Geigy (Swiss)). 5 parts by weight of the mixture was dissolved in toluene so that the solid content was about 25% by weight to prepare a coating solution for liquid crystal layer formation. Thereafter, the coating solution was applied onto the alignment film so that the thickness after drying was about 1 ⁇ m, and the hot air was dried in a drying oven at 60 ° C. for 2 minutes. Then, the liquid crystal layer was formed by irradiating and hardening an ultraviolet-ray 300mJ / cm ⁇ 2> with a high pressure mercury lamp (80w / cm).
  • a reactive non-liquid crystal compound Irgacure 907, manufactured by Ciba-Geigy (Swiss)
  • the liquid crystal was subjected to the same procedure as in Example 1 except that an antistatic agent (Methacroylcholine Chloride, manufactured by TCI) was added to the mixture of the polymerizable liquid crystal compound and the reactive non-liquid crystalline compound to a concentration of 3% by weight. A layer was formed.
  • an antistatic agent Metalhacroylcholine Chloride, manufactured by TCI
  • a liquid crystal layer was formed through the same process as in Example 1 except for using a COP (Cycloolefin polymer) film in which a coating layer was formed of TDA conductive polymer (Aedotron TM) instead of a TAC film.
  • COP Cycloolefin polymer
  • a liquid crystal layer was formed through the same process as in Example 5 except for using a COP (Cycloolefin polymer) film in which a coating layer was formed on TDA conductive polymer (Aedotron TM) instead of a TAC film.
  • COP Cycloolefin polymer
  • a liquid crystal film was prepared in the same manner as in Example 5 except that the coating solution containing TDA's conductive polymer (Aedotron TM) was added at a ratio of about 10% by weight when preparing the coating solution for the alignment layer.
  • TDA's conductive polymer Adotron TM
  • the optical films produced in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 are arranged on the upper side of the viewing side polarizing plate of a conventional LCD such that the absorption axis of the viewing side polarizing plate and the optical axis (ground axis) of the liquid crystal layer form about 45 degrees. Then, while driving the LCD, a luminance meter was placed on the back of the general polarizing glasses, and the luminance was measured. As a result, when the optical film of Example was placed, no significant change in luminance was observed according to the change in the polarization axis of the polarizing glasses. In the case of Comparative Examples 1 and 2, similar results to those of the Example were initially obtained, but it was confirmed that damage such as scratches was easily caused during use, and the performance greatly decreased with time.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

본 출원은 액정 조성물 및 광학 필름의 제조 방법에 대한 것이다. 본 출원에서는 우수한 광학 특성을 가지면서 높은 표면 경도를 나타내는 액정층을 형성할 수 있는 액정 조성물이 제공될 수 있다. 상기와 같이 형성된 액정층은 다양한 용도에 적용될 수 있으며, 예를 들면, 액정 디스플레이 또는 유기발광디스플레이 등과 같은 디스플레이 장치의 최외각 또는 편광층을 시인측에 포함하는 디스플레이의 상기 편광층의 외측에 배치되어, 관측자가 편광 선글라스 등을 착용하고 화면을 관찰할 경우에 발생할 수 있는 휘도의 저하 등의 문제를 해결할 수 있는 액정층으로 적용될 수 있다.

Description

액정 조성물
본 출원은 액정 조성물 및 광학 필름의 제조 방법에 대한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display) 또는 OLED(Organic Light Emitting Display) 등의 디스플레이 장치에는 광 특성의 조절 또는 반사 방지 등의 목적으로 편광층이 포함될 수 있다. 예를 들어, 이러한 디스플레이 장치들을 편광 선글라스 등을 착용하고 관찰하는 경우, 상기 장치 내의 편광층과 상기 편광 선글라스의 편광축의 관계에 따라서는 관측자가 관찰하는 화면의 휘도가 저하되거나, 경우에 따라서는 화면이 관찰되지 않는 경우가 있다. 특허문헌 1은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 디스플레이 장치의 구조를 제안하고 있다.
[선행기술문헌]
(특허문헌 1) 한국공개특허 제2009-0035940호
본 출원은 액정 조성물 및 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.
예시적인 액정 조성물은, 중합성 액정 물질을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 액정 물질은 후술하는 중합성 액정 화합물로 형성되는 성분이고, 예를 들면, 후술하는 중합성 액정 화합물 중에서 어느 일종의 화합물 또는 이종 이상의 혼합물일 수 있다.
상기 액정 조성물은 배향성을 나타내고, 배향된 상태로 경화된 후에는 우수한 광학 특성을 나타내면서도 높은 경도를 가지는 층을 형성할 수 있다. 배향성을 나타내지 않는 액정 조성물은, 본 출원에서 의미하는 액정 조성물에 해당하지 않는다. 상기와 같이 형성된 액정층은 다양한 용도에 적용될 수 있는데, 예를 들면, 디스플레이 장치의 최외곽 또는 시인측에 편광층을 포함하는 디스플레이 장치의 상기 편광층의 외측에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 용어 외곽 또는 외측은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 디스플레이 장치에서 화면이 표시되는 부위, 예를 들면, 디스플레이 장치를 관찰하는 관측자쪽 방향을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 시인측의 편광층은 디스플레이 장치가 2개 이상의 편광층을 포함하는 경우에 가장 외측, 즉 관측자와 가장 가깝게 배치되는 편광층을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 편광층의 외측은 편광층의 관측자측 방향을 의미할 수 있다.
전술한 바와 같이 액정 조성물은, 배향성을 가지면서도 경화되면 높은 경도의 층을 형성할 수 있도록 조성될 수 있다. 예를 들면, 액정 조성물은 경화되어 표면 경도가 1H 이상, 2H 이상, 3H 이상 또는 4H 이상인 층을 형성할 수 있다. 이와 같은 액정층의 표면 경도는, 예를 들면, 후술하는 바와 같이 액정 조성물의 조성의 조절을 통해 달성할 수 있다. 상기 범위의 표면 경도를 가지는 액정층은 최외곽 등에 배치되는 용도에 적합하다. 상기에서 표면 경도는 ASTM D3363에 따라서 500 g의 연필 하중과 250 mm/min의 연필 이동 속도로 측정한 연필 경도이다. 상기 표면 경도의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 8H 이하, 7H 이하 또는 6H 이하일 수 있다.
액정 조성물이 경화 후 상술한 범위의 표면 경도를 가지게 하기 위하여 액정 조성물의 조성은 다양한 방식으로 조절될 수 있다. 예를 들면, 후술하는 바와 같이 상기 액정 물질이 다관능 중합성 액정 화합물을 소정 비율 이상으로 포함하게 하거나, 혹은 상기 중합성 액정 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 가지는 화합물을 추가로 첨가하거나, 혹은 액정 물질 내의 다관능 중합성 액정 화합물의 비율을 조절하는 동시에 상기 중합성 액정 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 가지는 화합물을 추가로 첨가하는 방식 등을 적용할 수 있다.
본 명세서에서 용어 중합성 액정 화합물은, 액정성을 나타낼 수 있는 부위, 예를 들면, 메소겐(mesogen) 골격 등을 포함하고, 중합성 관능기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
적절한 경도의 확보를 위하여 상기 액정 물질은 다관능성 중합성 액정 화합물만으로 형성되거나, 혹은 다관능성 중합성 액정 화합물과 단관능성 중합성 액정 화합물을 적정 비율로 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 다관능성 중합성 액정 화합물은, 상기 액정 화합물 중에서 중합성 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 다관능성 중합성 액정 화합물은 중합성 관능기를 2개 내지 10개, 3개 내지 8개, 3개 내지 6개, 3개 내지 5개, 3개 내지 4개, 2개 또는 3개 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 용어 단관능성 중합성 액정 화합물은, 상기 액정 화합물 중에서 하나의 중합성 관능기를 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
다관능성 또는 단관능성 중합성 액정 화합물은, 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다. 다관능성인 경우 하기 화학식 1에서 중합성 관능기는 2개 이상이며, 단관능성인 경우 하기 화학식 1에서 중합성 관능기는 하나일 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000001
화학식 1에서 A는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO- 이고, R1 내지 R10은, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기, -O-Q-P, -OC(=O)-O-Q-P 또는 하기 화학식 2의 치환기이거나, R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성할 수 있다. 다만, 상기에서 R1 내지 R10 중 적어도 하나는 -O-Q-P 또는 하기 화학식 2의 치환기이거나, R1 내지 R5 중 인접하는 2개의 치환기 또는 R6 내지 R10 중 인접하는 2개의 치환기 중 적어도 하나의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000002
화학식 2에서 B는 단일 결합, -COO- 또는 -OCO- 이고, R11 내지 R15는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기 또는 -O-Q-P 또는 -OC(=O)-O-Q-P이거나, R11 내지 R15 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하되, R11 내지 R15 중 적어도 하나가 -O-Q-P이거나, R11 내지 R15 중 인접하는 2개의 치환기의 쌍은 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성하고, 상기에서 Q는 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, P는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기 등의 중합성 관능기이다.
화학식 1 및 2에서 인접하는 2개의 치환기가 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 형성한다는 것은, 인접하는 2개의 치환기가 서로 연결되어 전체적으로 -O-Q-P로 치환된 나프탈렌 골격을 형성하는 것을 의미할 수 있다.
화학식 2에서 B의 좌측의 「-」는, B가 화학식 1의 벤젠에 직접 연결되어 있음을 의미할 수 있다.
화학식 1 및 2에서 용어 「단일 결합」은, A 또는 B로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않는 경우를 의미한다. 예를 들어, 화학식 1에서 A가 단일 결합인 경우, A의 양측의 벤젠이 직접 연결되어 비페닐(biphenyl) 구조를 형성할 수 있다.
화학식 1 및 2에서 할로겐으로는, 예를 들면, 염소, 브롬 또는 요오드 등이 예시될 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기를 의미하거나, 또는, 예를 들면, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16 또는 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알콕시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬렌기」 또는 「알킬리덴기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 4 내지 10 또는 탄소수 6 내지 9의 알킬렌기 또는 알킬리덴기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는, 예를 들면, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
본 명세서에서 「알케닐기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기는, 예를 들면, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알케닐기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있다.
화학식 1 및 2에서 P는, 예를 들면, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기이거나, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기일 수 있고, 다른 예시에서는 아크릴로일옥시기일 수 있다.
본 명세서에서 특정 관능기에 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 알킬기, 알콕시기, 알케닐기, 에폭시기, 옥소기, 옥세타닐기, 티올기, 시아노기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
단관능 중합성 액정 화합물의 경우 화학식 1에서 하나 존재할 수 있는 -O-Q-P 또는 상기 -O-Q-P를 포함하는 화학식 2의 잔기는, 예를 들면, R2, R3, R4, R7, R8 또는 R9 중 어느 하나의 위치에 존재할 수 있으며, 화학식 2의 잔기가 존재하는 경우에 R12, R13 또는 R14의 위치에 -O-Q-P가 존재할 수 있다. 또한, 서로 연결되어 -O-Q-P로 치환된 벤젠을 구성하는 치환기는, 예를 들면, R3 및 R4이거나, 또는 R12 및 R13일 수 있다.
다관능 중합성 액정 화합물, 예를 들면, 이관능 또는 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물이라면, R2, R3, R4, R7, R8 또는 R9 중 2개 이상의 위치에 -O-Q-P 또는 상기 -O-Q-P를 포함하는 화학식 2의 잔기가 존재할 수 있고, 화학식 2의 잔기가 존재하는 경우에 R12, R13 또는 R14의 위치에 -O-Q-P가 존재할 수 있다. 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물로는, 예를 들면, R12, R13 및 R14 중 어느 하나의 위치에 화학식 2의 잔기가 존재하면서, R2, R3 또는 R4 중 1개 또는 2개와 R12, R13 또는 R14 중 1개 또는 2개의 위치에 -O-Q-P가 존재하는 중합성 액정 화합물을 사용할 수 있다.
화학식 1의 중합성 액정 화합물 또는 화학식 2의 잔기에서 -O-Q-P 또는 화학식 2의 잔기 이외의 치환기 또는 서로 연결되어 벤젠을 형성하고 있는 치환기 외의 치환기는 예를 들면, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기를 포함하는 알콕시카보닐기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 시아노기 또는 니트로기일 수 있으며, 다른 예시에서는 염소, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 1 내지 4의 알콕시기, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알콕시기를 포함하는 알콕시카보닐기 또는 시아노기일 수 있다.
하나의 예시에서는, 전술한 표면 경도를 만족하기 위하여 액정 물질은 다관능 중합성 액정 화합물을 적어도 50 중량% 이상 포함할 수 있다. 액정 물질 내에서 상기 다관능 중합성 액정 화합물의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 액정 물질에 포함되는 중합성 액정 화합물은 모두 다관능 중합성 액정 화합물일 수 있다. 또한, 공정성이나 배향성 등을 고려하여 단관능 중합성 액정 화합물이 추가로 포함될 수 있는데, 단관능 중합성 액정 화합물이 포함될 경우에 액정 물질 내에서 다관능 중합성 액정 화합물의 비율은, 예를 들면, 50 중량% 내지 90 중량%, 50 중량% 내지 80 중량%, 50 중량% 내지 70 중량% 또는 50 중량% 내지 60 중량% 정도일 수 있다.
다관능 중합성 액정 화합물로는 통상 중합성 관능기가 2개인 이관능 중합성 액정 화합물이 사용된다. 그러나, 표면 경도의 확보 효율 등을 고려하여 다관능 중합성 액정 화합물로는 중합성 관능기가 3개 이상, 예를 들면, 3개 내지 10개, 3개 내지 8개, 3개 내지 6개인 중합성 액정 화합물(이하, 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물로 호칭할 수 있다.)이 사용되거나, 이관능 중합성 액정 화합물과 상기 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물이 혼합 사용될 수 있다. 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물이 사용되는 경우에 상기 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물의 비율은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 액정 물질 내에서 중량 비율로 8 중량% 이상, 8 중량% 내지 20 중량%, 8 중량% 내지 15 중량% 또는 10 중량% 내지 15 중량%의 비율로 사용될 수 있다. 이와 같이 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물이 사용되는 경우에는 높은 표면 경도, 예를 들면, 표면 경도가 2H 이상 또는 3H 이상인 층의 형성에 유리할 수 있다.
다른 예시에서는 표면 경도의 확보를 위하여 액정 조성물은, 반응성 비액정성 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 반응성 비액정성 화합물은 상기 중합성 액정 화합물의 중합성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 가지는 화합물을 의미할 수 있다. 상기 반응성 화합물은 예를 들면 액정성이 없는 비액정성 화합물일 수 있다. 반응성 화합물은 상기 중합성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상, 3개 이상 또는 4개 이상 가질 수 있고, 적절하게는 4개 이상 가질 수 있다. 반응성 화합물 내에서 상기 관능기의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 관능기가 지나치게 많아지면 액정의 배향성에 영향을 미칠 수 있으므로 통상적으로는 10개 이하, 8개 이하 또는 6개 이하의 범위에서 관능기를 가질 수 있다.
반응성 화합물은, 예를 들면, 액정층의 형성 과정에서 중합성 액정 화합물과 반응하여 액정층의 경도를 조절하는 역할을 할 수 있다.
중합성 관능기와 반응할 수 있는 관능기로는, 예를 들면, 자유 라디칼 반응에 의해 액정 화합물과 가교 내지는 중합될 수 있는 것으로서, 에틸렌성 불포화 이중 결합을 포함하는 관능기가 예시될 수 있다. 이러한 관능기의 예에는, 알케닐기, 에폭시기, 시아노기, 카르복실기, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 등의 일종 또는 이종 이상이 포함될 수 있다. 상기 관능기로는, 비닐기, 알릴기, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 사용하거나, 또는 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 반응성 화합물은 중합성 액정 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상, 3개 이상 또는 4개 이상 가지면서, 분자량 또는 중량평균분자량이 200 내지 5,000 또는 200 내지 1,000인 화합물일 수 있다. 이러한 관능기의 수와 분자량 또는 중량평균분자량의 범위에서 상기 화합물은 액정층의 위상차 특성 등을 저해하지 않으면서 적절한 표면 경도가 확보되도록 할 수 있다. 상기 화합물의 관능기는 통상적으로는 10개 이하, 8개 이하 또는 6개 이하의 범위 내에 있을 수 있다. 반응성 화합물로는, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨(pentaerythritol) 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 트리스[2-(아크릴로일옥시)에틸] 이소시아누레이트, 우레탄 아크릴레이트, 글리세롤 1,3-디글리세롤레이트 디(메타)아크릴레이트 또는 트리(프로필렌글리콜) 글리세롤레이트 디아크릴레이트 등과 같은 다관능성 아크릴레이트; 비닐 (메타)아크릴레이트 또는 알릴 (메타)아크릴레이트 등과 같은 알케닐 (메타)아크릴레이트; 부톡시 트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등과 같은 알콕시 폴리알킬렌글리콜 (메타)아크릴레이트; 모노-2-(아크릴로일옥시)에틸 숙시네이트 등과 같은 숙신산 아크릴로일옥시알킬 에스테르; 3-(아크릴로일옥시)-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트 등과 같은 (메타)아크릴로일옥시알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴아미드, 디아세톤 (메타)아크릴아미드, N-[트리스(히드록시메틸)메틸]아크릴아미드, N,N-(1,2-디히드록시에틸렌)비스아크릴아미드, N,N-(1,2-디히드록시에틸렌)비스아크릴아미드 또는 N,N-메틸렌비스(아크릴아미드) 등과 같은 (메타)아크릴아미드 또는 그 유도체; 메틸 2-아세트아미도아크릴레이트 등과 같은 아세트아미도아크릴산 알킬 에스테르; 1,3,5-트리아크릴로일헥사히드로-1,3,5-트리아진 또는 2,4,6-트리알릴옥시-1,3,5-트리아진 등과 같은 (메타)아크릴로일기 또는 알케닐기로 치환된 트리아진; 트리스(2,3-에폭시프로필) 이소시아누레이트 등과 같은 에폭시기로 치환된 이소시아누레이트; 테트라시아노에틸렌 옥사이드 등과 같은 테트라시아노알킬렌 옥사이드, 트리알릴 벤젠트리카복실레이트 등과 같은 알케닐기로 치환된 카복실레이트; 카프로락톤 2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 에스테르 등과 같은 카프로락톤 (메타)아크릴로일옥시알킬 에스테르, 모노-2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 말레이트 등과 같은 말레산 (메타)아크릴로일옥시알킬 에스테르, 1,2,3-트리아졸-4,5-디카르복실산 등과 같은 다가카르복실산, 3-알릴옥시-1,2-프로판디올 등과 같은 알케닐기로 치환된 알칸디올, 비스[4-(글리시딜옥시)페닐]메탄 등과 같은 글리시딜옥시페닐기로 치환된 알칸, 2-비닐-1,3-디옥살렌(2-vinyl-1,3-dioxalane) 등과 같은 알케닐기로 치환된 디옥살렌 화합물 또는 폴리(멜라민-co-포름알데히드) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서 용어 「(메타)아크릴」은 「아크릴」 또는 「메타크릴」를 의미한다.
상기 예시된 반응성 화합물은 임의로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
하나의 예시에서 반응성 화합물로는 다관능성 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 다관능성 아크릴레이트로는, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트, 트리스[2-(아크릴로일옥시)에틸] 이소사이아누레이트 또는 우레탄 아크릴레이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서 우레탄 아크릴레이트의 예로는, Cytec사에서, EB1290, UP135, UP111 또는 UP128 등의 상품명으로 유통되고 있는 화합물이 예시될 수 있다.
예를 들면, 반응성 화합물로는 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000003
화학식 3에서 M은, 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, R1은 수소 또는 알킬기이다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000004
화학식 4에서 Z는 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, R 및 Q는 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 알킬리덴기이며, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 시아노기, 니트로기, (메타)아크릴로일기 또는 (메타)아크릴로일옥시기일 수 있다. 다만, 화학식 4에서 R1 내지 R6 중에서 2개 이상, 3개 이상, 4개 이상, 5개 이상 또는 전부는 (메타)아크릴로일기 또는 (메타)아크릴로일옥시기이다.
화학식 3의 M 또는 화학식 4에서 R, Z 및 O의 알킬렌기 또는 알킬리덴기는 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16 또는 탄소수 3 내지 16의 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형의 알킬렌기 또는 알킬리덴기가 포함되고, 상기는 임의적으로 하나 이상의 치환체에 의해 치환되어 있을 수 있다. 또한, 상기 고리형에는 일반적인 고리형은 물론 스피로(spiro) 구조 또는 2개의 고리 구조가 서로 탄소 원자를 공유하면서 축합되어 있는 구조 등과 같은 복합 고리형도 포함된다.
화학식 3 및 4에서 그 외의 할로겐, 알킬기, 알콕시기 또는 알콕시카보닐기 등에 대한 구체적인 사항은 화학식 1에서 언급한 사항이 동일하게 적용될 수 있다.
반응성 화합물이 포함되는 경우에 액정 물질은 다관능 중합성 액정 화합물을 포함하거나 포함하지 않을 수 있으나, 적절한 표면 경도의 확보를 위하여 다관능 중합성 액정 화합물을 포함할 수 있다. 다관능 중합성 액정 화합물을 포함하는 경우에 액정 물질 내에서의 다관능 중합성 액정 화합물의 비율은 약 45 중량% 이상 포함할 수 있다. 다관능 중합성 액정 화합물의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 액정 물질에 포함되는 중합성 액정 화합물은 모두 다관능 중합성 액정 화합물일 수 있다. 단관능 중합성 액정 화합물이 추가되는 경우에 액정 물질 내에서 다관능 중합성 액정 화합물의 비율은, 예를 들면, 45 중량% 내지 90 중량%, 45 중량% 내지 80 중량%, 45 중량% 내지 70 중량% 또는 45 중량% 내지 60 중량% 정도일 수 있다.
반응성 화합물이 포함되는 경우에도 다관능 중합성 액정 화합물로는 이관능 중합성 액정 화합물 또는 이관능 중합성 액정 화합물과 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물의 혼합물이 사용될 수 있고, 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물이 사용되는 경우에 상기 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물의 비율은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 액정 물질 내에서 중량 비율로 8 중량% 이상, 8 중량% 내지 20 중량%, 8 중량% 내지 15 중량% 또는 10 중량% 내지 15 중량%의 비율로 사용될 수 있다.
반응성 화합물은, 액정 조성물 내에서 중합성 액정 물질 100 중량부 대비 5 중량부 이하, 5 중량부 미만, 4 중량부 이하 또는 3.5 중량부 이하의 비율로 포함될 수 있다. 반응성 비액정성 화합물의 비율이 지나치게 높으면, 액정의 배향성이 떨어질 수 있다. 반응성 비액정 화합물의 비율의 하한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 0.5 중량부 이상 또는 1 중량부 이상으로 포함될 수 있다.
상기와 같이 반응성 비액정성 화합물을 포함하거나, 상기 비액정성 화합물과 함께 다관능 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물은 경화된 후에 표면 경도가 2H 또는 3H 이상인 층의 형성에 적합할 수 있고, 특히 상기 비액정성 화합물과 삼관능 이상의 중합성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물은 표면 경도가 3H 이상인 층의 형성에 적합할 수 있다.
액정 조성물은 필요한 경우에 후술하는 바와 같은 면 저항 범위로의 조절을 위하여 대전방지제를 추가로 포함할 수 있다. 대전방지제로는, 액정 조성물을 구성하는 다른 성분과 적절한 상용성을 나타내는 한 특별한 제한 없이 다양한 종류가 사용될 수 있다.
예를 들면, 대전방지제로는, 적절한 무기염 또는 유기염 등이 사용될 수 있다.
무기염에 포함되는 양이온은 알칼리 금속 양이온 또는 알칼리 토금속 양이온일 수 있다. 이 경우, 상기 양이온의 구체적인 예로는, 리튬 이온(Li+), 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+), 루비듐 이온(Rb+), 세슘 이온(Cs+), 베릴륨 이온(Be2+), 마그네슘 이온(Mg2+), 칼슘 이온(Ca2+), 스트론튬 이온(Sr2+) 및 바륨 이온(Ba2+) 등의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으며, 바람직하게는 리튬 이온(Li+), 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+), 세슘 이온(Cs+), 베릴륨 이온(Be2+), 마그네슘 이온(Mg2+), 칼슘 이온(Ca2+) 및 바륨 이온(Ba2+)의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있고, 이온안정성 이동성의 측면에서 리튬 이온(Li+)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
유기염은 오늄(onium) 양이온을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용하는 용어 「오늄 양이온」은 적어도 일부의 전하가 질소(N), 인(P) 및 황(S)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 원자에 편재되어 있는 양(+)으로 하전된 이온을 의미할 수 있다. 본 출원에서 상기 오늄 양이온은 고리형 또는 비고리형 화합물일 수 있으며, 고리형 화합물의 경우 방향족의 포화 또는 불포화 화합물일 수 있다. 또한, 상기에서 고리형 화합물의 경우, 질소, 인 또는 황 원자 이외의 헤테로 원자(ex. 산소)를 하나 이상 함유할 수 있다. 또한, 상기 고리형 또는 비고리형 화합물은 임의로 수소, 할로겐, 알킬 또는 아릴 등의 치환체에 의하여 치환되어 있을 수 있다. 또한, 상기 비고리형 화합물의 경우, 하나 이상, 바람직하게는 네 개 이상의 치환체를 포함할 수 있으며, 이 때 상기 치환체는 고리형 또는 비고리형 치환체, 방향족 또는 비방향족 치환체일 수 있다.
일 태양에서, 상기 오늄 양이온은 질소 원자를 함유할 수 있으며, 예를 들면, 암모늄 이온일 수 있다. 이 때, 상기 암모늄 이온은 4급 암모늄 이온 또는 방향족 암모늄 이온일 수 있다. 암모늄 이온의 예로는, N-에틸-N,N-디메틸-N-(2-메톡시에틸)암모늄 이온, N,N-디에틸-N-메틸-N-(2-메톡시에틸)암모늄 이온, N-에틸-N,N-디메틸-N-프로필암모늄 이온, N-메틸-N,N,N-트리옥틸암모늄 이온, N,N,N-트리메틸-N-프로필암모늄 이온, 테트라부틸암모늄 이온, 테트라메틸암모늄 이온, 테트라헥실암모늄 이온, N-메틸-N,N,N-트리부틸암모늄 이온 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
방향족 암모늄 이온의 예로는 피리디늄, 피리다지늄, 피리미디늄, 피라지늄, 이미다졸륨, 피라졸륨, 티아졸륨, 옥사졸륨 및 트리아졸륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있고, 예를 들면 탄소수 4 내지 16의 알킬기로 치환된 N-알킬 피리디늄; 탄소수 2 내지 10의 알킬기로 치환된 1,3-알킬메틸 이미다졸륨; 및 탄소수 2 내지 10의 알킬기로 치환된 1,2-디메틸-3-알킬이미다졸륨 등의 일종 또는 이종 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
대전방지제에서 상기와 같은 양이온을 포함하는 무기염 또는 유기염에 포함되는 음이온의 예로는, 플루오라이드(F-), 클로라이드(Cl-), 브로마이드(Br-), 요오다이드(I-), 퍼클로레이트(ClO4 -), 히드록시드(OH-), 카보네이트(CO3 2-), 니트레이트(NO3 -), 설포네이트(SO4 -), 메틸벤젠설포네이트(CH3(C6H4)SO3 -), p-톨루엔설포네이트(CH3C6H4SO3 -), 카복시벤젠설포네이트(COOH(C6H4)SO3 -), 트리플로로메탄설포네이트(CF3SO2 -), 벤조네이트(C6H5COO-), 아세테이트(CH3COO-), 트리플로로아세테이트(CF3COO-), 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 테트라벤질보레이트(B(C6H5)4 -), 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 트리스펜타플루오로에틸 트리플루오로포스페이트(P(C2F5)3F3 -)-), 비스트리플루오로메탄설폰이미드(N(SO2CF3)2 -), 비스펜타플루오로에탄설폰이미드(N(SOC2F5)2 -), 비스펜타플루오로에탄카보닐이미드(N(COC2F5)2 -), 비스퍼플루오로부탄설폰이미드(N(SO2C4F9)2 -), 비스퍼플루오로부탄카보닐이미드(N(COC4F9)2 -), 트리스트리플루오로메탄설포닐메티드(C(SO2CF3)3 -), 및 트리스트리플루오로메탄카보닐메티드(C(SO2CF3)3 -)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이중 전자 받게(electron withdrawing) 역할을 잘하고 소수성이 좋은 불소가 치환되어있는 것이 이온안정성을 높여주므로 이미드계 음이온을 사용할 수 있다. 대전방지제의 액정 조성물 내에서의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 액정층의 광학 특성과 후술하는 면 저항의 범위를 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
대전방지제를 포함하는 액정 조성물은, 예를 들면, 면 저항이 1012Ω이하, 1011Ω이하, 1010Ω이하 또는 109Ω이하 정도인 층을 형성할 수 있다. 통상적으로 액정층은 면 저항이 1013Ω 정도로 높게 형성되는데, 이러한 범위의 면 저항을 가지는 층이 최외곽에 배치될 경우에 정전기에 취약한 특성으로 인하여 제품에 손상을 줄 우려가 있다. 그렇지만, 상기 액정 조성물의 경우, 필요에 따라 상기 범위의 면 저항을 가질 수 있도록 조성될 수 있고, 이에 따라 상기와 같은 문제점을 방지할 수 있다. 상기에서 액정층의 면 저항의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 107Ω 이상 또는 108Ω 이상의 범위에서 면 저항이 결정될 수 있다.
액정 조성물은 전술한 성분 외에도 중합성 액정 조성물에 요구될 수 있는 임의의 첨가제, 예를 들면, 계면활성제, 레벨링제, 비중합성 액정 화합물 또는 중합 개시제 등을 적정 비율로 추가로 포함할 수 있다.
본 출원은 또한 광학 필름의 제조 방법에 대한 것이다. 예를 들면, 상기 방법은 전술한 액정 조성물의 층을 배향층상에 형성하고, 상기 액정 조성물 내의 액정 화합물이 배향된 상태에서 액정 화합물을 중합시키는 과정을 포함할 수 있다.
배향층은 예를 들면, 적절한 기재층상에 형성될 수 있다. 기재층으로는, 예를 들면, 글래스 기재층 또는 플라스틱 기재층을 사용할 수 있다. 플라스틱 기재층으로는, TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지; 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin polymer); PMMA(poly(methyl methacrylate) 등의 아크릴 수지; PC(polycarbonate); PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀; PVA(polyvinyl alcohol); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate) 등의 폴리에스테르; PI(polyimide); PSF(polysulfone); 또는 불소 수지 등을 포함하는 시트 또는 필름이 예시될 수 있다.
기재층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 용도에 따라서 적절하게 조절될 수 있다.
기재층상에 배향층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 수단을 적용할 수 있다. 배향층은, 광학 필름의 형성 과정에서 액정 화합물을 배향시키는 역할을 하는 층일 수 있다. 배향층으로는, 이 분야에서 공지되어 있는 통상의 배향층, 예를 들면, 임프린팅(imprinting) 방식으로 형성된 배향층, 광배향층 또는 러빙 배향층 등이 사용될 수 있다. 상기 배향층은 임의적인 구성이며, 경우에 따라서는, 기재층을 직접 러빙하거나 연신하는 방식으로 배향층 없이 배향성을 부여할 수도 있다.
필요한 경우에 전술한 범위로의 면 저항의 조절을 고려하여 상기 배향층에 대전방지제가 포함되어 있을 수 있다. 이러한 경우 포함되는 대전방지제의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 전술한 액정 조성물에 포함되는 종류가 적용될 수 있으며, 그 비율도 배향층의 배향성을 방해하지 않는 범위 내에서 적절하게 선택될 수 있다.
필요한 경우에 상기 방법에서 사용되는 기재층, 예를 들면, 상기 기재층과 배향층의 사이에는 면 저항의 조절을 위한 대전방지층이 형성되어 있을 수 있다. 대전방지층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 경화성 수지와 대전방지제를 포함하는 조성물을 코팅하고 경화시키거나, 혹은 대전방지제를 원하는 장소에 증착시켜서 형성할 수 있다. 경화성 수지로는, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 페놀 수지 또는 폴리에스테르 수지 등의 통상의 수지를 사용할 수 있고, 공정 편의성 등을 고려하여서는 자외선 경화성 아크릴 바인더 수지 등을 사용할 수 있다.
대전방지층의 형성 시에 사용되는 대전방지제의 종류도 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 전술한 무기염 또는 유기염을 사용하거나, 혹은 다른 전도성 물질도 사용할 수 있다. 다른 전도성 물질로는, ITO(tin-doped indium oxide), AZO(antimony-doped zinc oxide), ATO(antimony-doped tin oxide), SnO, RuO2, IrO2, 금, 은, 니켈, 구리 및 팔라듐 등의 금속, 금속 산화물 또는 합금 물질; 또는 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리파라페닐렌(polyparaphenylene), 폴리디에닐렌(polydienylene), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리페닐렌 술피드(polyphenylene sulfide) 또는 폴리설퍼니트라이드(polysulfurnitride) 등의 전도성 고분자 등이 예시될 수 있다. 전도성 물질로서 고분자 등으로 구성되는 코어(core)의 표면에 전술한 금속, 금속 산화물 또는 합금 물질 등의 증착되어 셀(shell)을 형성하고 있는 전도성 물질을 사용할 수도 있다.
대전방지층의 형성 시에 상기 수지와 대전방지제의 배합 비율이나 두께 등은 특벽히 제한되지 않고, 목적하는 면 저항 등을 고려하여 공지의 방식이 적용될 수 있다.
배향층상에 액정 조성물의 층을 형성하고, 액정 화합물이 배향된 상태에서 중합을 수행하여 액정층을 형성할 수 있다. 배향층상에 액정 조성물의 층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 상기 기술한 성분들을 포함하는 조성물 또는 그 조성물을 적정한 용제에 희석시킨 코팅액을 공지의 도포 방식으로 배향층상에 적용하는 방식 등을 사용할 수 있다.
중합성 액정 화합물은 상기 과정에서 수평 배향될 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수평 배향」은, 액정 화합물을 포함하는 액정층의 광축이 액정층의 평면에 대하여 약 0도 내지 약 25도, 약 0도 내지 약 15도, 약 0도 내지 약 10도, 약 0도 내지 약 5도 또는 약 0도의 경사각을 가지는 경우를 의미할 수 있다. 액정 화합물을 수형 배향시키는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 수단이 적용될 수 있다.
상기와 같은 과정을 거쳐서 액정층을 형성할 수 있다. 이와 같은 방식으로 제조된 액정층은, 예를 들면, 가시광 영역에 속하는 파장 범위 중 적어도 하나의 파장에 대하여 1/4의 위상 지연 특성, 즉 입사되는 선편광을 타원편광 또는 원편광으로 변환시키거나, 반대로 입사되는 타원편광 또는 원편광을 선편광으로 변환시킬 수 있는 면상 위상차를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 액정층은, 약 550 nm 파장의 광에 대하여 측정한 면상 위상차가 80 nm 내지 200 nm 또는 90 nm 내지 150 nm 정도일 수 있다. 이러한 범위의 위상차를 가지는 액정층은, 디스플레이 장치에 배치되어, 예를 들어, 편광 선글라스를 착용하고 관찰하는 과정에서 발생할 수 있는 휘도의 저하 등의 문제를 방지할 수 있다.
본 명세서에서 용어 면상 위상차는 하기 수식 1에 의해 측정되는 수치이다.
[수식 1]
Rin = d × (nx - ny)
수식 1에서 Rin은 면상 위상차이고, d는 액정층의 두께이며, nx는 지상축 방향의 굴절률이고, ny는 진상축 방향의 굴절률이다.
액정층은 두께 방향으로 위상차를 가지는 것이거나 혹은 가지지 않는 것일 수 있다. 예를 들어, 액정층은, 550 nm 파장의 광에 대한 두께 방향의 위상차가 -20 nm 내지 20 nm 또는 -10 nm 내지 10 nm 정도일 수 있다. 본 명세서에서 용어 두께 방향 위상차는 하기 수식 2에 의해 측정되는 수치이다.
[수식 2]
Rth = d × (nz - ny)
수식 2에서 Rth는 두께 방향 위상차이고, d는 액정층의 두께이며, nz는 두께 방향의 굴절률이고, ny는 진상축 방향의 굴절률이다.
하나의 예시에서 액정층은, 면내 지상축 방향의 굴절률과 면내 진상축 방향의 굴절률의 차이가 0.05 내지 0.2, 0.07 내지 0.2, 0.09 내지 0.2 또는 0.1 내지 0.2의 범위일 수 있다. 면내 지상축 방향의 굴절률은, 액정층의 평면에서 가장 높은 굴절률을 나타내는 방향의 굴절률을 의미하고, 진상축 방향의 굴절률은, 액정층의 평면상에서 가장 낮은 굴절률을 나타내는 방향의 굴절률을 의미할 수 있다. 통상적으로 광학 이방성의 액정층에서 진상축과 지상축은 서로 수직한 방향으로 형성되어 있다. 상기 각각의 굴절률은, 550 nm 또는 589 nm의 파장의 광에 대하여 측정한 굴절률일 수 있다. 상기 굴절률의 차이는, 예를 들면, Axomatrix사의 Axoscan을 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 측정할 수 있다. 액정층은 또한, 두께가 약 0.5㎛ 내지 2.0㎛ 또는 약 0.5㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다. 상기 굴절률의 관계와 두께를 가지는 액정층은, 적용되는 용도, 예를 들면 디스플레이 장치의 최외곽 등으로의 적용에 적합한 위상 지연 특성을 구현할 수 있다.
이러한 액정층은, 디스플레이 장치, 예를 들면, 디스플레이 장치의 최외곽에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치가 시인측에 배치된 편광층을 포함하는 디스플레이 장치라면, 상기 액정층은 상기 편광층의 외측, 즉 관측자측에 배치될 수 있다. 상기 디스플레이 장치의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, VA, IPS, TN 및 OCB 모드를 포함하는 다양한 LCD나 OLED 등에 적용될 수 있다.
액정층이 디스플레이 장치에 적용되는 위치 및/또는 적용 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방식이 적용될 수 있다.
예를 들어, LCD는 통상적으로 순차 배치된 백라이트, 내부 편광판, 액정 패널 및 시인측 편광판을 포함하고, 상기 액정층은 상기 구조에서 시인측 편광판의 외측에 배치될 수 있다.
OLED는 통상적으로 유기 발광 소자의 외측에 반사 방지 등을 목적으로 QWP(Quarter Wave Plate) 등과 같은 광학 필름과 편광판이 순차 배치되는데, 상기 액정층은 상기 편광판의 외측에 배치될 수 있다.
액정층의 용도는 상기에 제한되지 않으며, 예를 들면, 다양한 모드의 LCD 또는 OLED 등에서의 위상차 필름, 시야각 보상 필름 또는 휘도 향상 필름 등으로도 사용될 수 있다.
본 출원에서는 우수한 광학 특성을 가지면서 높은 표면 경도를 나타내는 액정층을 형성할 수 있는 액정 조성물이 제공될 수 있다. 상기와 같이 형성된 액정층은 다양한 용도에 적용될 수 있으며, 예를 들면, 액정 디스플레이 또는 유기발광디스플레이 등과 같은 디스플레이 장치의 최외각 또는 편광층을 시인측에 포함하는 디스플레이의 상기 편광층의 외측에 배치되어, 관측자가 편광 선글라스 등을 착용하고 화면을 관찰할 경우에 발생할 수 있는 휘도의 저하 등의 문제를 해결할 수 있는 액정층으로 적용될 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 상기 광학 필름을 구체적으로 설명하지만 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
1. 표면 경도의 측정
실시예 및 비교예에서 형성된 액정층의 표면 경도는, ASTM D3363에 따라서 500 g의 연필 하중과 250 mm/min의 연필 이동 속도로 측정하였다.
2. 위상차의 측정
위상차는 550 nm 또는 589 nm의 파장의 광을 사용하여 측정한다. 16개의 뮬러 매트릭스(Muller Matrix)를 측정할 수 있는 장비인 Axoscan(Axomatrics사제)을 사용하여, 제조사의 매뉴얼에 따라서 위상차 필름의 16개의 뮬러 매트릭스를 측정하고, 이를 통하여 위상차를 추출한다.
3. 면 저항의 측정
면 저항은 면 저항 측정기(HIRESTA-UP(MCP-HT450), Mitsubishi Chemical사(제))를 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라서 측정하였다.
4. 배향성 평가
실시예 및 비교예에서의 액정의 배향성은 액정층을 광 흡수축이 서로 수직하게 배치된 2장의 편광자 사이에 위치시키고, 광을 일측면으로 조사하면서, 액정 필름에 의하여 발현되는 위상차 및 그 균일도를 관찰하여 평가하였다.
본 실시예 및 비교예에서 사용한 중합성 액정 화합물과 반응성 비액정성 화합물의 구조는 하기와 같다.
중합성 액정 화합물
[화학식 B]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000005
[화학식 D]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000006
[화학식 G]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000007
반응성 비액정성 화합물
[화학식 J]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000008
[화학식 K]
Figure PCTKR2013011043-appb-I000009
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4
광반응성 중합체인 5-노르보넨-2-메틸-(4-메톡시 신나메이트) 20 g, 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트 20 g 및 광개시제(Irgacure OXE02, Ciba-Geigy사(스위스)제) 5 g을 시클로펜타논 980 g에 용해시켜 배향막을 형성하기 위한 도공액을 제조하고, 상기 도공액을 TAC(Triacetyl cellulose) 필름 상에 건조 후의 두께가 약 1,000Å이 되도록 도포한 후, 70℃의 건조 오븐에서 2분 동안 열풍 건조시켜 막을 형성하였다. 이이서, 막이 형성된 TAC 필름을 일 방향으로 이동시키면서, 고압 수은 램프(80 w/cm)를 광원으로 사용하여, 와이어 그리드 편광판(Moxtek사제)을 매개로 직선 편광된 자외선을 조사하면서 3 m/분의 속도로 1회 노광시켜 배향성을 부여하였다.
그 후 각각 하기 표 1에 나타난 조성으로 중합성 액정 화합물을 배합하고, 경우에 따라서 반응성 비액정성 화합물을 추가 배합하여 제조한 혼합물 95 중량부에 광개시제(Irgacure 907, Ciba-Geigy(스위사)사제) 5 중량부를 배합한 혼합물을 고형분이 약 25 중량%가 되도록 톨루엔에 용해시켜 액정층 형성을 위한 도공액을 제조하였다. 그 후 도공액을 상기 배향막상에 건조 후의 두께가 약 1 ㎛가 되도록 도포하고, 60℃의 건조 오븐에서 2분 동안 열풍 건조시켰다. 그 후, 고압 수은 램프(80 w/cm)로 자외선 300mJ/cm2을 조사하여 경화시킴으로써 액정층을 형성하였다.
표 1
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4
RM물질 RM화합물 B 50 45 48.5 43.5 100 70 47.5 47.5
D 50 45 48.5 43.5 - 30 47.5 47.5
G - 10 - 10 - - - -
반응성비액정화합물 J - - - - - - 5 -
K - - 3 3 - - - 5
함량 단위: g
실시예 및 비교예에 대한 물성 평가 결과는 하기 표 2에 정리하였다.
표 2
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4
표면 경도 1H 2H 2H 3H 2B 1B 1H 2H
배향성 O O O O O O X X
면상위상차(nm) 약 120 내지 130 약 120 내지 130
배향성: O: 배향됨, X: 배향되지 않음
시예 5
중합성 액정 화화합물과 반응성 비액정성 화합물의 혼합물에 대전방지제(Methacroylcholine Chloride, TCI사(제))를 3 중량%의 농도가 되도록 첨가하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐 액정층을 형성하였다.
실시예 6.
TAC 필름 대신 일면에 TDA사의 전도성 고분자(Aedotron™)로 코팅층을 형성한 COP(Cycloolefin polymer) 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 거쳐서 액정층을 형성하였다.
실시예 7
TAC 필름 대신 일면에 TDA사의 전도성 고분자(Aedotron™)로 코팅층을 형성한 COP(Cycloolefin polymer) 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 과정을 거쳐서 액정층을 형성하였다.
실시예 8
배향막용 도공액의 제조 시에 TDA사의 전도성 고분자 (Aedotron™)를 약 10 중량%의 비율로 첨가한 도공액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5과 동일 과정을 거쳐 액정 필름을 제작 하였다.
상기 실시예 5 내지 8에 대한 면 저항 측정 결과를 하기 표 3에 정리하여 기재하였다.
표 3
실시예
5 6 7 8
표면 경도 1H 1H 1H 1H
배향성 O O O O
면상위상차(nm) 약 120 내지 130
면 저항(×109Ω) 1000 100 1 1
시험예
실시예 1 내지 8, 비교예 1 및 2에서 제작된 광학 필름을 통상적인 LCD의 시인측 편광판의 상부에 상기 시인측 편광판의 흡수축과 액정층의 광축(지상축)이 약 45도를 이루도록 배치하고, LCD를 구동시키면서, 일반적인 편광 안경의 이면에 휘도계를 위치시키고, 휘도를 측정한 결과 실시예의 광학 필름이 위치한 경우에 편광 안경의 편광축의 변화에 따라서 유의한 휘도의 변화가 관찰되지 않았다. 비교예 1 및 2의 경우에도 초기에는 실시예의 경우와 유사한 결과가 나왔으나, 사용 과정에서 스크래치 등의 손상이 쉽게 유발되어 성능이 경시적으로 크게 떨어지는 것을 확인하였다.

Claims (18)

  1. 다관능성 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 물질을 포함하고, 배향된 상태로 경화되어 표면 경도가 1 H 이상인 층을 형성할 수 있는 액정 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 중합성 액정 물질은 단관능성 중합성 액정 화합물을 추가로 포함하는 액정 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 중합성 액정 물질 내에 다관능성 액정 화합물의 중량 비율이 50 중량% 이상인 액정 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 다관능성 액정 화합물은 중합성 관능기가 2개인 액정 화합물 및 중합성 관능기가 3개 이상인 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 중합성 관능기가 3개 이상인 액정 화합물의 액정 물질 내에서의 중량 비율이 8 중량% 이상인 액정 조성물.
  6. 제 3 항에 있어서, 경화되어 표면 경도가 2 H 이상인 층을 형성하는 액정 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 중합성 액정 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 포함하는 비액정성 화합물을 추가로 포함하는 액정 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 중합성 액정 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 4개 이상 포함하는 비액정성 화합물을 추가로 포함하는 액정 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 중합성 액정 물질 내에 다관능성 액정 화합물의 중량 비율이 45 중량% 이상인 액정 조성물.
  10. 제 8 항에 있어서, 비액정성 화합물은 중합성 액정 화합물과 반응할 수 있는 관능기를 4개 이상 포함하고, 분자량 또는 중량평균분자량이 200 내지 5,000 또는 200 내지 1,000인 화합물인 액정 조성물.
  11. 제 8 항에 있어서, 비액정성 화합물은, 중합성 액정 물질 100 중량부 대비 5 중량부 이하의 비율로 포함되는 액정 조성물.
  12. 제 8 항에 있어서, 경화되어 표면 경도가 2H 이상인 층을 형성할 수 있는 액정 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서, 면 저항이 1012Ω이하인 층을 형성하는 액정 조성물.
  14. 제 13 항에 있어서, 대전방지제를 추가로 포함하는 액정 조성물.
  15. 배향층상에 제 1 항의 액정 조성물의 층을 형성하고, 상기 조성물의 액정 화합물이 배향된 상태에서 상기 액정 화합물을 중합시키는 것을 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 배향층에는 대전방지제가 포함되어 있는 광학 필름의 제조 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 액정 조성물의 층에는 대전방지제가 포함되어 있는 광학 필름의 제조 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 배향층은 기재층상에 형성되어 있고, 배향층과 기재층의 사이에는 대전방지층이 형성되어 있는 광학 필름의 제조 방법.
PCT/KR2013/011043 2012-11-29 2013-11-29 액정 조성물 Ceased WO2014084688A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/442,032 US9703145B2 (en) 2012-11-29 2013-11-29 Liquid crystal composition
JP2015544003A JP6138267B2 (ja) 2012-11-29 2013-11-29 液晶組成物
EP13858138.4A EP2927301B1 (en) 2012-11-29 2013-11-29 Liquid crystal composition
CN201380062310.XA CN104822801B (zh) 2012-11-29 2013-11-29 液晶组合物

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0137403 2012-11-29
KR20120137403 2012-11-29
KR10-2013-0147865 2013-11-29
KR1020130147865A KR101557202B1 (ko) 2012-11-29 2013-11-29 액정 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014084688A1 true WO2014084688A1 (ko) 2014-06-05

Family

ID=51125299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/011043 Ceased WO2014084688A1 (ko) 2012-11-29 2013-11-29 액정 조성물

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9703145B2 (ko)
EP (1) EP2927301B1 (ko)
JP (1) JP6138267B2 (ko)
KR (1) KR101557202B1 (ko)
CN (1) CN104822801B (ko)
TW (1) TWI518173B (ko)
WO (1) WO2014084688A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6172557B2 (ja) * 2015-01-16 2017-08-02 Dic株式会社 重合性組成物及びそれを用いた光学異方体
WO2017090418A1 (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 Dic株式会社 重合性組成物及びそれを用いた光学異方体
EP3246378B1 (en) * 2016-05-17 2019-03-20 Merck Patent GmbH Polymerisable liquid crystal material and polymerised liquid crystal film
EP3510122B1 (en) * 2016-09-07 2020-12-16 Merck Patent GmbH Liquid-crystal media and light modulation element
US11411206B2 (en) 2017-07-10 2022-08-09 Lg Chem, Ltd. Circularly polarizing plate
KR102466771B1 (ko) 2018-11-02 2022-11-14 주식회사 엘지화학 편광판
WO2020180086A1 (ko) 2019-03-07 2020-09-10 주식회사 엘지화학 광변조 소자
KR102882987B1 (ko) 2019-09-30 2025-11-07 산진 옵토일렉트로닉스 (쑤저우) 컴퍼니 리미티드 편광판
KR102686387B1 (ko) 2019-11-01 2024-07-22 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법
KR20240041849A (ko) 2022-09-23 2024-04-01 주식회사 엘지화학 광학 필름

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005309255A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Asahi Denka Kogyo Kk 配向性高分子
JP2007332270A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2007332291A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2007332266A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、これを用いたカラーフィルタ及び液晶表示装置
JP2007332290A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2007332275A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2008019434A (ja) * 2006-06-14 2008-01-31 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、これを用いたカラーフィルタ及び液晶表示装置
KR20090035940A (ko) 2007-10-08 2009-04-13 삼성전자주식회사 액정 표시 장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3372167B2 (ja) * 1995-09-05 2003-01-27 日東電工株式会社 円偏光二色性光学素子及びその装置
JP2001004824A (ja) * 1999-06-23 2001-01-12 Fuji Photo Film Co Ltd カラーフィルタの製造方法
JP2001083500A (ja) * 1999-09-09 2001-03-30 Fuji Photo Film Co Ltd カイラルネマチック液晶フィルタの製造方法
JP4204172B2 (ja) * 2000-03-30 2009-01-07 富士フイルム株式会社 光学フイルムの製造方法
JP2002169015A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Fuji Photo Film Co Ltd 光学フイルム、偏光素子、偏光素子の製造方法、偏光板および液晶表示装置
JP4424979B2 (ja) * 2003-01-10 2010-03-03 富士フイルム株式会社 化合物、位相差板、及び光学異方性層の形成方法
US7327422B2 (en) * 2004-03-09 2008-02-05 Nitto Denko Corporation Optical compensation film, display, and process
US7527746B2 (en) * 2005-01-28 2009-05-05 Chisso Corporation Liquid crystal polyfunctional acrylate derivative and polymer thereof
JP2007249108A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Fujifilm Corp 光学補償シートならびに、これを用いた偏光板および液晶表示装置
CN101617025B (zh) * 2007-02-22 2013-12-25 日本瑞翁株式会社 胆甾相液晶组合物、圆偏振光分离片及其制造方法
JP5255859B2 (ja) * 2007-04-19 2013-08-07 富士フイルム株式会社 セルロース体組成物、セルロース体フィルム、位相差フィルム、光学補償フィルム、反射防止フィルム、偏光板および画像表示装置
JP5124027B2 (ja) * 2008-01-18 2013-01-23 エルジー・ケム・リミテッド 光学フィルム、その製造方法、およびこれを含む液晶表示装置
JP2009186771A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Hosiden Corp 液晶表示素子
JP2009069839A (ja) * 2008-10-22 2009-04-02 Dainippon Printing Co Ltd 光学素子
KR101056683B1 (ko) * 2009-01-19 2011-08-12 주식회사 엘지화학 광학 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
US8883271B2 (en) * 2010-03-31 2014-11-11 Zeon Corporation Polymerizable chiral compound, polymerizable liquid crystal compound, liquid crystal polymer and optically anisotropic body
TW201236546A (en) 2011-02-16 2012-09-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Cable clamp
JP5718260B2 (ja) * 2011-09-08 2015-05-13 富士フイルム株式会社 重合性液晶化合物、重合性組成物、高分子材料、及びフィルム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005309255A (ja) * 2004-04-23 2005-11-04 Asahi Denka Kogyo Kk 配向性高分子
JP2007332266A (ja) * 2006-06-14 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、これを用いたカラーフィルタ及び液晶表示装置
JP2008019434A (ja) * 2006-06-14 2008-01-31 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、これを用いたカラーフィルタ及び液晶表示装置
JP2007332270A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2007332291A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2007332290A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
JP2007332275A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Dainippon Printing Co Ltd 液晶組成物、カラーフィルタおよび液晶表示装置
KR20090035940A (ko) 2007-10-08 2009-04-13 삼성전자주식회사 액정 표시 장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2927301A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101557202B1 (ko) 2015-10-02
JP2016505656A (ja) 2016-02-25
TW201441349A (zh) 2014-11-01
JP6138267B2 (ja) 2017-05-31
TWI518173B (zh) 2016-01-21
EP2927301A1 (en) 2015-10-07
US20150301386A1 (en) 2015-10-22
US9703145B2 (en) 2017-07-11
CN104822801B (zh) 2016-09-14
KR20140070480A (ko) 2014-06-10
EP2927301B1 (en) 2019-07-17
CN104822801A (zh) 2015-08-05
EP2927301A4 (en) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014084688A1 (ko) 액정 조성물
WO2014084687A1 (ko) 광학 필름
CN105647253B (zh) 用于光学膜的组合物、光学膜、补偿膜、抗反射膜和显示器件
CN112585509B (zh) 层叠体及图像显示装置
WO2012144874A2 (ko) 액정 조성물
WO2013022256A2 (ko) 광학 필터
CN112639553B (zh) 液晶膜、偏振片、圆偏振片及图像显示装置
WO2013085315A1 (ko) 액정셀
KR20160086218A (ko) 광학 필름용 조성물, 필름 및 표시 장치
WO2013109070A1 (ko) 액정 조성물
KR20170064860A (ko) 광학 필름용 조성물, 필름 및 표시 장치
WO2020180086A1 (ko) 광변조 소자
KR101565320B1 (ko) 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치
KR20230017523A (ko) 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치
WO2012064139A9 (ko) 액정 필름
KR20140076915A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
WO2020022832A1 (ko) 광학 필름
TW202436925A (zh) 偏光板和光學顯示裝置
WO2013022247A2 (ko) 광학 필터
WO2013022258A2 (ko) 광학 필터
WO2015050346A1 (ko) 액정 조성물

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: 13858138

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013858138

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015544003

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14442032

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE