KR20160062829A - 고굴절률 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

고굴절률 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 아크릴계 화합물은 하기의 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pat00147

(상기의 R1, R2, R3는 각각 독립적으로
Figure pat00148
,
Figure pat00149
,
Figure pat00150
,
Figure pat00151
,
Figure pat00152
,
Figure pat00153
,
Figure pat00154
또는 (메트)아크릴기 함유 치환기(단, R1, R2 및 R3 중 1 또는 2개가 (메트)아크릴기 함유 치환기임)이고, Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이고, *는 결합부위이다).

Description

고굴절률 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치{HIGH REFRACTIVE INDEX ACRYLIC COMPOUND, METHOD FOR PREPARING THE SAME, OPTICAL SHEET AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 고굴절률 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 기재필름 및 기재필름 상에 형성된 광학패턴을 포함하는 광학시트를 포함한다. 광학시트 하부에는 도광판이 배치되거나 또는 광학시트와 도광판 사이에 또 다른 광학시트가 배치될 수 있다. 광학시트는 도광판으로부터 입사되는 광을 굴절시켜 출사시키는데, 액정표시장치의 휘도를 높이기 위해서는 광학시트의 굴절률을 높여야 한다. 그러나, 종래 고굴절률 모노머를 사용할 경우 광학시트의 굴절률을 높이는 데에는 한계가 있었다. 또한, 광학시트의 굴절률을 높이는 경우에도 광학시트에 황변 현상이 발생하고, 부착성 등이 좋지 않았다.
또한, 광학시트 상부에는 보호시트 또는 또 다른 광학시트가 더 형성될 수 있다. 광학시트의 광학패턴층과 보호시트 등의 접촉으로 광학패턴이 영향을 받을 수 있어, 액정표시장치의 휘도를 낮출 수 있으므로, 굴절률 이외에 내스크래치성 등을 개선할 필요가 있다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2013-0074115호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 굴절률이 높은 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 휘도, 투명성이 우수할 뿐만 아니라 내스크래치성 및 부착력을 향상시킬 수 있는 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 아크릴계 화합물에 관한 것이다.
하나의 구체예에 따르면, 상기 아크릴계 화합물은 하기의 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기의 R1, R2, R3는 각각 독립적으로
Figure pat00002
,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
또는 (메트)아크릴기 함유 치환기(단, R1, R2 및 R3 중 1 또는 2개가 (메트)아크릴기 함유 치환기임)이고, Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이고, *는 결합부위이다).
다른 구체예에 따르면, 상기 (메트)아크릴기 함유 치환기는 하기 화학식 2a로 표시될 수 있다.
[화학식 2a]
Figure pat00009
(상기에서 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌, 탄소수 2 내지 10의 헤테로아릴렌, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로시클로알킬렌이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, m은 0 또는 1의 정수이며, *는 결합부위를 나타낸다).
또 다른 구체예에 따르면, 상기 (메트)아크릴기 함유 치환기는 하기 화학식 2b 내지 화학식 2h 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2b]
Figure pat00010
(상기의 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 3의 정수이고, *는 결합부위를 나타낸다)
[화학식 2c]
Figure pat00011
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2d]
Figure pat00012
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 1 내지 4의 정수이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2e]
Figure pat00013
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2f]
Figure pat00014
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2g]
Figure pat00015
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2h]
Figure pat00016
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
또 다른 구체예에 따르면, 상기 아크릴계 화합물은 할로겐 원소를 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 아크릴계 화합물의 제조방법에 관한 것이다.
하나의 구체예에 따르면, 상기 아크릴계 화합물의 제조방법은 트리아진계 화합물과 하기 화학식 3a 내지 화학식 3g 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 반응시켜 중간체를 제조하고, 그리고 상기 중간체를 하기 화학식 4로 표시되는 화합물과 반응시키는 단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물을 제조하는 방법일 수 있다.
[화학식 3a]
Figure pat00017
[화학식 3b]
Figure pat00018
[화학식 3c]
Figure pat00019
[화학식 3d]
Figure pat00020
[화학식 3e]
Figure pat00021
[화학식 3f]
Figure pat00022
[화학식 3g]
Figure pat00023
(상기 화학식 3d 내지 화학식 3g에서 Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이다)
[화학식 4]
Figure pat00024
(상기 화학식 4에서 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌, 탄소수 2 내지 10의 헤테로아릴렌, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로시클로알킬렌이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, m은 0 또는 1의 정수이다)
[화학식 1]
Figure pat00025
(상기 화학식 1에서 R1, R2, R3는 각각 독립적으로
Figure pat00026
,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
또는 (메트)아크릴기 함유 치환기(단, R1, R2 및 R3 중 1 또는 2개가 (메트)아크릴기 함유 치환기임)이고, Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이고, *는 결합부위이다).
본 발명의 또 다른 관점은 광학시트에 관한 것이다.
하나의 구체예에 따르면, 상기 광학시트는 상기의 아크릴계 화합물 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
다른 구체예에 따르면, 상기 광학시트는 기재필름 및 상기 기재필름 상에 형성된 광학패턴층을 포함하고, 상기 광학패턴층은 상기 아크릴계 화합물을 포함할 수 있다.
다른 구체예에 따르면, 상기 광학패턴층은 굴절률이 1.60 내지 1.75가 될 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 상기 광학패턴층 위에 에이지 폴(AG Pol)과 0 ~ 100 g 사이의 무게를 가지는 분동을 순차적으로 올린 상태에서, 에이지 폴(AG Pol)을 3회 왕복시킨 후 상기 광학패턴층이 손상되기 시작하는 최초의 분동의 무게가 3 g 이상이 될 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 광학시트는 백라이트 유닛이 엘이디(LED) 램프일 때, 휘도계를 사용하여 측정한 휘도 gain 값이 2.0% 이상이 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 광학표시장치에 관한 것이다.
하나의 구체예에 따르면, 상기 광학표시장치는 상기의 광학시트를 포함할 수 있다.
본 발명은 굴절률이 높고, 휘도, 투명성, 내스크래치성 및 부착력을 향상시킬 수 있는 아크릴계 화합물, 이의 제조방법, 이를 포함하는 광학시트 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 구체예에 따른 광학시트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 구체예에 따른 광학표시장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제조예 2에 따른 아크릴계 화합물의 1H-NMR 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 구성요소를 지칭한다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간체 등의 다른 구조를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
본 명세서에서 "에이지 폴(AG pol)"은 2H의 강도를 갖는 안티글레어(AG)층을 구비한 폴(pol)을 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 아크릴계 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00033
(상기의 R1, R2, R3는 각각 독립적으로
Figure pat00034
,
Figure pat00035
,
Figure pat00036
,
Figure pat00037
,
Figure pat00038
,
Figure pat00039
,
Figure pat00040
또는 (메트)아크릴기 함유 치환기(단, R1, R2 및 R3 중 1 또는 2개가 (메트)아크릴기 함유 치환기임)이고, Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이고, *는 결합부위이다).
상기 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)는 예를 들어, -COOH, -OCH3, -I, -Br, -Cl, -F 또는 -CHO 등이 될 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기의 아크릴계 화합물은 트리아진(triazine) 구조를 포함하고, 방향족기에 S 또는 O가 인접하며, 치환기 Z는 분극률을 더욱 높이고, 또한 극성분자를 포함하여 상대적인 대칭성 감소 및 분자밀도를 감소 시킴으로써 고굴절률의 효과를 달성할 수 있다.
구체적으로, 상기 (메트)아크릴기 함유 치환기는 하기 화학식 2a로 표시될 수 있다.
[화학식 2a]
Figure pat00041
(상기에서 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌, 탄소수 2 내지 10의 헤테로아릴렌, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로시클로알킬렌이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, m은 0 또는 1의 정수이며, *는 결합부위를 나타낸다).
예를 들어, 상기 (메트)아크릴기 함유 치환기는 하기 화학식 2b 내지 화학식 2h 중 어느 하나로 표현될 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 2b]
Figure pat00042
(상기의 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 3의 정수이고, *는 결합부위를 나타낸다)
[화학식 2c]
Figure pat00043
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2d]
Figure pat00044
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 1 내지 4의 정수이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2e]
Figure pat00045
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2f]
Figure pat00046
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2g]
Figure pat00047
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
[화학식 2h]
Figure pat00048
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
또한 상기 화학식 2b는, 예를 들어 하기의 화학식 2i 내지 화학식 2l으로 표현될 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 2i]
Figure pat00049
[화학식 2j]
Figure pat00050
[화학식 2k]
Figure pat00051
[화학식 2l]
Figure pat00052
(상기 화학식 2i 내지 화학식 2l에서 X1 및 X2는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기 이고, *는 결합부위이다.)
구체예에서, 상기 아크릴계 화합물은 굴절률(Refractgive Index: RI)이 1.60이상, 예를 들면 1.60 내지 1.75, 구체적으로 1.63 내지 1.73, 더욱 구체적으로 1.65 내지 1.72가 될 수 있다. 상기의 범위에서 광학시트 등에 적용 시 휘도를 높일 수 있는 장점이 있다.
다른 구체예에서, 상기 아크릴계 화합물은 할로겐 원소를 포함하지 않을 수 있다. 할로겐 원소를 포함하지 않는 경우 황변 현상을 방지할 수 있고, 친환경성을 높일 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 아크릴계 화합물을 포함하는 광학시트는 내스크래치성이 3 g이상, 예를 들어 3 g 내지 20 g, 바람직하게는 4 g 내지 15 g일 수 있다. 상기의 범위에서 보호시트 또는 광학시트와의 접촉으로 인한 광학패턴의 영향을 적게 받아, 액정표시장치의 휘도를 떨어뜨리지 않는 장점이 있다. 상기 내스크래치성은 광학시트의 광학패턴층에, 40" TV용 AG Pol을 올려 놓고, 0 ~ 100 g 사이의 분동을 올린 상태에서 5 cm 간격으로 40" TV용 AG Pol을 3회 왕복시킨 후 광학패턴층이 손상되기 시작하는 최초의 분동의 무게를 측정하는 것으로써, 분동의 무게가 클수록 내스크래치성이 높음을 의미한다.
또 다른 구체예에서, 상기 아크릴계 화합물을 포함하는 광학시트는 투명성이 우수할 수 있고, 우수한 투명성으로 시인성이 좋은 장점이 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 아크릴계 화합물을 포함하는 광학시트는 휘도 gain 값이 2.0% 이상, 예를 들어 2.0% 내지 6%, 구체적으로 2.3% 내지 6%일 수 있다. 상기의 범위에서 광학표시장치의 효율 및 시인성이 좋은 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 아크릴계 화합물의 제조방법에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 아크릴계 화합물을 제조하는 방법은 예를 들어, 트리아진계 화합물과 하기 화학식 3a 내지 화학식 3g로 표시되는 화합물을 반응시켜 중간체를 제조하고, 상기 중간체를 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 중 하나 이상과 반응시켜 하기 화학식1로 표시되는 아크릴계 화합물을 제조하는 방법일 수 있다.
상기 트리아진계 화합물은 트리아진을 포함하고, 좋은 이탈기(good leaving group)를 가지는 것이면 제한 없이 적용 가능하다. 구체적으로 상기 좋은 이탈기(good leaving group)를 가지는 트리아진계 화합물은 트리아진 클로라이드(triazine chloride), 트리아진 브로마이드(triazine bromide), 메톡시 트리아진(methoxy triazine), 파라톨루엔 설포닉산 트리아진(para-toluene sulfonic acidic triazine) 등이 가능하고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 3a]
Figure pat00053
[화학식 3b]
Figure pat00054
[화학식 3c]
Figure pat00055
[화학식 3d]
Figure pat00056
[화학식 3e]
Figure pat00057
[화학식 3f]
Figure pat00058
[화학식 3g]
Figure pat00059
(상기 화학식 3d 내지 화학식 3g에서 Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이다)
상기 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)는 예를 들어, -COOH, -OCH3, -I, -Br, -Cl, -F 또는 -CHO 등이 될 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 4]
Figure pat00060
(상기 화학식 4에서 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌, 탄소수 2 내지 10의 헤테로아릴렌, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로시클로알킬렌이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, m은 0 또는 1의 정수이다)
[화학식 1]
Figure pat00061
(상기 화학식 1에서 R1, R2, R3는 각각 독립적으로
Figure pat00062
,
Figure pat00063
,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
,
Figure pat00066
,
Figure pat00067
,
Figure pat00068
또는 (메트)아크릴기 함유 치환기(단, R1, R2 및 R3 중 1 또는 2개가 (메트)아크릴기 함유 치환기임)이고, Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이고, *는 결합부위이다).
상기 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)는 예를 들어, -COOH, -OCH3, -I, -Br, -Cl, -F 또는 -CHO 등이 될 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
구체예에서, 상기의 화학식 4로 표현되는 화합물은 예를 들어, 하기의 화학식 4a 내지 화학식 4g으로 표현되는 화합물일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 4a]
Figure pat00069
(상기의 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 3의 정수이다)
[화학식 4b]
Figure pat00070
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이다)
[화학식 4c]
Figure pat00071
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 1 내지 4의 정수이다)
[화학식 4d]
Figure pat00072
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이다)
[화학식 4e]
Figure pat00073
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이다)
[화학식 4f]
Figure pat00074
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이다)
[화학식 4g]
Figure pat00075
(상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이다)
또한 상기 화학식 4a는, 예를 들어 하기의 화학식 4h 내지 화학식 4k으로 표현될 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식4h]
Figure pat00076
[화학식4i]
Figure pat00077
[화학식4j]
Figure pat00078
[화학식4k]
Figure pat00079
(상기 화학식2h 내지 화학식2k에서 X1 및 X2는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기 이다.)
구체적으로, 상기의 반응은 트리아진계 화합물과 화학식 3a 내지 화학식 3g의 치환반응, 또는 트리아진계 화합물과 화학식 4로 표시되는 화합물의 치환반응이다. 상기 트리아진계 화합물은 구체적으로 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride)를 사용할 수 있다. 상기 치환 반응은 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride)의 클로로기(Cl)가 떨어져 유기 베이스와 반응하여 염(salt)이 만들어지면서, 상기 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride)와 화학식3a 내지 화학식3g 또는 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride)와 화학식 4로 표시되는 화합물 사이에 에터(ether)결합 또는 싸이오에터(thioether)결합을 형성한다.
상기 트라이진계 화합물과 화학식 3a 내지 화학식 3g로 표시되는 화합물을 반응시켜 중간체를 제조하는 반응은 트리에틸아민(triehtylamine) 유기 베이스 존재 하에 0 내지 50℃, 예를 들면 25 내지 40 ℃에서, 30분 내지 20 시간, 예를 들면 4 내지 8 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 범위에서 고수율로 아크릴계 화합물을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 반응 시 상기 트라이진계 화합물와 화학식 3a 내지 화학식 3g로 표시되는 화합물의 몰 비는 제조하고자 하는 아크릴계 화합물의 분자내 관능기 개수에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들면 1 : 1 내지 1 : 2.2일 수 있다.
구체예에서, 상기 유기 베이스는 트리에틸아민(triehtylamine), 이미다졸, 다이부틸아민 또는 이들의 혼합물 등 아민을 포함하는 일반적인 유기 베이스를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 유기 베이스의 사용량은. 트리아진계 화합물 100 몰(mol)에 대하여 50 내지 250 몰(mol), 예를 들면 80 내지 220 몰(mol)일 수 있다. 상기의 범위에서 고수율로 아크릴계 화합물을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 반응은 용매 중에서 수행될 수 있으며, 상기 용매는 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 톨루엔(toluene), 디클로로 메탄(dichloro methane), 디옥세인(dioxane), 디메틸 포름아마이드(dimethyl formamide, DMF), 엔메틸 포름아마이드(n-methyl formamide, NMF) 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기 용매의 사용량은 트리아진계 화합물 100 중량부에 대하여, 1000 내지 2000 중량부, 예를 들면 1200 내지 1500 중량부 일 수 있다. 상기 범위에서 사용 용매 대비 높은 수율을 올릴 수 있다.
상기 중간체를 화학식 4로 표시되는 화합물 중 하나 이상과 반응시켜 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물을 제조하는 반응은 트리에틸아민(triehtylamine) 유기 베이스 존재 하에 -10 내지 10 ℃, 예를 들면 0 내지 5 ℃에서, 30 분 내지 20 시간, 예를 들면 4 내지 8 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 범위에서 고수율로 아크릴계 화합물을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 반응 시 상기 중간체와 화학식 4로 표시되는 화합물의 몰 비는 제조하고자 하는 아크릴계 화합물의 분자내 관능기 개수에 따라 달라질 수 있으나, 예를 들면 1 : 1 내지 1 : 2.2일 수 있다.
구체예에서, 상기 유기 베이스는 트리에틸아민(triehtylamine), 이미다졸, 다이부틸아민 또는 이들의 혼합물 등 아민을 포함하는 일반적인 유기 베이스를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 유기 베이스의 사용량은. 상기 중간체 100 몰(mol)에 대하여 50 내지 250 몰(mol), 예를 들면 80 내지 220 몰(mol)일수 있다. 상기의 범위에서 고수율로 아크릴계 화합물을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 반응은 용매 중에서 수행될 수 있으며, 상기 용매는 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 톨루엔(toluene), 디클로로 메탄(dichloro methane), 디옥세인(dioxane), 디메틸 포름아마이드(dimethyl formamide, DMF), 엔메틸 포름아마이드(n-methyl formamide, NMF) 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기 용매의 사용량은 상기 중간체 100 중량부에 대하여, 1000 내지 2000 중량부, 예를 들면 1200 내지 1500 중량부 일 수 있다. 상기 범위에서 사용 용매 대비 높은 수율을 올릴 수 있다.
다른 구체예에서, 상기의 제조방법은 (S1)반응 후에 (S2)반응을 수행하는 것으로 설명하였지만, 이는 제조방법을 명확히 이해시키기 위한 것으로써, (S2)반응을 먼저 한 후에 (S1)반응을 하는 것도 가능하고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 관점은 상기 아크릴계 화합물을 포함하는 광학시트에 관한 것이다. 도1은 본 발명의 구체예에 따른 광학시트의 사시도이다.
광학시트(100)는 상부면인 광출사면과 하부면인 광입사면을 가져 하부면으로부터 입사된 광을 상부면으로 출사시키는 것으로, 기재필름(110) 및 기재필름(110) 상에 형성된 광학패턴층(120)을 포함할 수 있다.
기재필름(110)은 광입사면을 포함하고 광학패턴층(120)을 지지하는 것으로, 두께는 제한되지 않지만 10 ㎛ 내지 300 ㎛, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 125 ㎛가 될 수 있고 상기 범위에서 광학시트에 사용될 수 있다.
기재필름(110)은 광학패턴층(120)과 동일 또는 이종의 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들면 열가소성 수지 또는 이를 포함하는 조성물로 형성된 투명필름일 수 있다. 구체적으로 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리아세탈 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, 비닐계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함하는 폴리올레핀계 수지, 시클로올레핀계 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 수지, 폴리(메트)아크릴레이트계 수지, 폴리아릴술폰계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지, 불소계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
광학패턴층(120)은 광출사면을 포함하고 기재필름(110)으로부터 입사된 광을 굴절시켜 출사시키는 것으로, 광학패턴층(120)은 하나 이상의 광학패턴이 기재필름 상에 형성된 것으로, 도 1은 단면이 삼각형이 프리즘인 경우를 예시하나, 광학패턴은 이에 제한되는 것은 아니고, 단면이 다각형(변의 수가 4 내지 10인 다각형)인 프리즘, 마이크로렌즈 패턴, 렌티큘러 렌즈 패턴, 엠보 패턴 또는 이들의 조합을 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 구체예에 따른 광학시트(100)는 기재필름(110) 및 기재필름(110) 상부에 형성된 광학패턴층(120)을 포함하고, 광학패턴층(120)은 상기의 화학식1로 표시되는 아크릴계 화합물을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기의 광학시트(100)는 할로겐 원소를 포함하지 않는 상기의 아크릴계 화합물을 포함함으로써, 황변 현상을 방지할 수 있고 친환경성을 높일 수 있다.
다른 구체예에서, 상기의 광학패턴층(120)은 굴절률이 1.60 내지 1.75, 구체적으로 1.64 내지 1.75, 더욱 구체적으로 1.66 내지 1.75, 더욱 바람직하게는 1.66 내지 1.75가 될 수 있다. 상기의 범위에서 광학시트는 고휘도를 가질 수 있는 장점이 있다.
다른 구체예에서, 상기의 광학시트(100)는 상기의 아크릴계 화합물을 포함하여, 내스크래치성이 3 g이상, 예를 들어 3 g 내지 20 g, 바람직하게는 4 g 내지 15 g일 수 있다. 상기의 범위에서 보호시트 또는 광학시트와의 접촉으로 인한 광학패턴의 영향을 적게 받아, 액정표시장치의 휘도를 떨어뜨리지 않는다.
또 다른 구체예에서, 상기의 광학시트(100)는 상기의 아크릴계 화합물을 포함하여 투명성과 시인성이 우수하다.
또 다른 구체예에서, 상기의 광학시트(100)는 상기의 아크릴계 화합물을 포함하여 휘도 gain 값이 2.0% 이상, 예를 들어 2.0% 내지 6%, 구체적으로 2.3% 내지 6%가 될 수 있다. 상기의 범위에서 광학표시장치의 효율 및 시인성이 우수하다.
이하, 본 발명의 구체예에 따른 광학표시장치를 도2를 참고하여 설명한다. 도2는 본 발명의 구체예에 따른 광학표시장치의 사시도이다.
도2를 참조하면, 본 발명 일 실시예의 광학표시장치(400)는 광원(410), 광원(410)으로부터 발광되는 빛을 안내하는 도광판(420), 도광판(420)의 하부에 배치되는 반사시트(450), 도광판(420)의 상부에 배치되는 확산시트(430), 및 확산시트(430)의 상부에 배치되는 광학시트(440)를 포함하고, 광학시트(440)는 본 발명 구체예들의 광학시트(100)를 포함할 수 있다.
백라이트 유닛의 광원(410) 외부에는 광원 커버(410a)가 배치될 수 있다. 또한, 여기에서는 비록 도시되지 않았지만, 광학표시장치(400) 상에 액정표시패널과 반사방지층이 차례로 적층되어 광학표시장치를 구성하게 된다.
광원(410)은 광을 발생시키는 것으로, 선광원 램프 또는 면광원 램프, CCFL 또는 LED 등 다양한 광원들이 사용될 수 있다.
도광판(420)은 광원(410)에서 발생된 광을 확산시트(430)로 가이드하는 것으로서, 직하형 광원을 채택하는 경우에는 생략될 수 있다.
반사시트(450)는 광원(410)에서 발생된 광을 반사시켜 확산시트(430)의 방향으로 공급하는 역할을 수행한다.
확산시트(430)는 도광판(420)을 통해 입사되는 광을 확산 및 산란시켜 광학시트(440)로 공급하는 역할을 수행한다.
광학시트(440)는 확산시트(430)를 통해 입사되는 광을 굴절시켜 액정표시패널(미도시)의 평면에 집광시키는 역할을 수행한다. 광학시트(440)는 높은 집광효율, 넓은 시야각, 모아레 현상 방지, 다른 필름과의 광학적 결합(wet out) 방지 등 다양한 설계 목표에 따라 집광부의 형태 및 집광부 경사면의 각도 등 다양한 설계치의 변형 및 조합들이 가능하며, 상업적으로 적용되고 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
또한, 하기 실시예에서는 50% 이상의 높은 수율을 달성할 수 있다.
실시예
제조예 1
1L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 400 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 싸이오페놀(thiophenol) 59.7g(0.54mol)이 용해된 100 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 20 분간 드롭방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 3시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=5:1) 정제하여 흰색을 띄는 하기의 화학식 5-1로 표시되는 중간체를 수득하였다.
[화학식 5-1]
Figure pat00080
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 1,3-디싸이오페놀 트리아진 클로라이드(1,3-dithiophenol triazine chloride) 5g(15mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 1.1mL(15mmol)를 0oC에서 교반시켰다. THF(tetra hydro furan) 100mL를 넣고, 이 후에 히드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate) 3.48g(30mmol)을 20 분간 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨 후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=5:1) 정제하여 하기의 화학식 5-2로 표시되는 흰색을 띄는 고체형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.68)을 얻어 내었다. 1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 7.41 ~ 7.39 (d, 2H), 7.35 ~ 7.32 (t, 3H), 7.27 ~ 7.24 (m, 5H), 6.48 (d, 1H), 6.16 (dd, 1H), 5.86 (d, 1H), 4.30 (d, 2H), 3.88 (d, 2H)
[화학식 5-2]
Figure pat00081

제조예 2
2L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 900 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 2-싸이오벤조싸이아졸(2-thiobenzothiazole) 90.3g(0.54mol)이 용해된 100 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 60 분 간 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 8시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 고체 생성물은 아세톤/헥세인(acetone/hexane) 용매를 이용하여 재결정하여 엷은 노란색을 띄는 하기의 화학식 6-1로 표시되는 중간체를 수득하였다.
[화학식 6-1]
Figure pat00082
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 1,3-디싸이오벤조싸이아졸 트리아진 클로라이드(1,3-dithiobenzothiazole triazine chloride) 5g(11.2mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 0.8mL(11.2mmol)를 0oC에서 교반시켰다. 이후에 히드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate) 2.6g(22.4mmol)을 20 분간 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=10:1) 정제하여 하기의 화학식 6-2로 표시되는 흰색을 띄는 고체형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.70)을 얻어 내었다. 그리고 상기 화합물의 1H-NMR 그래프는 도3에 도시하였다.
[화학식 6-2]
Figure pat00083

제조예 3
1 L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 400 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 4-(4-하이드록시페닐싸이오)페놀(4-(4(hydroxyphenylthio)phenol) 117.7 g(0.54mol)이 용해된 100 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 12 분 간 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 8시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=3:1) 정제하여 화학식 7-1로 표시되는 흰 색을 띄는 중간체를 수득하였다.
[화학식 7-1]
Figure pat00084
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 4-(4-하이드록시페닐싸이오)페놀 트리아진 클로라이드(4-(4-hydroxyphenylthio)phenol triazine chloride) 2.18 g(10 mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 0.8 mL(11.2 mmol)를 0oC에서 교반시켰다. 이후에 히드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate) 1.16 g(10.0 mmol)을 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨 후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=5:1) 정제하여 하기의 화학식 7-2로 표시되는 흰 색을 띄는 고체형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.72)을 얻어 내었다. 1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 7.30 ~ 7.26 (d, 8H), 6.82 ~ 6.80 (d, 8H), 6.49 (d, 1H), 6.18 (dd, 1H), 5.85 (d, 1H), 4.30 (d, 2H), 3.88 (d, 2H)
[화학식 7-2]
Figure pat00085

제조예 4
1L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 500 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 싸이오페놀(thiophenol) 59.7g(0.54mol)이 용해된 100 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 드롭방식(dropwise)로 20분간 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 3시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=5:1) 정제하여 흰색을 띄는 하기의 화학식 8-1로 표시되는 중간체를 수득하였다.
[화학식 8-1]
Figure pat00086
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 1,3-디싸이오페놀 트리아진 클로라이드(1,3-dithiophenol triazine chloride) 3.31 g(10 mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 0.8 mL(11.0 mmol)를 0oC에서 교반시켰다. 이후에 히드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate) 1.16 g(10 mmol)을 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨 후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=2:1) 정제하여 하기의 화학식 8-2로 표시되는 흰 색을 띄는 고체형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.65)을 얻어 내었다. 1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 7.41 ~ 7.39 (d, 2H), 7.35 ~ 7.32 (t, 3H), 7.27 ~ 7.24 (m, 5H), 6.48 (d, 1H), 6.16 (dd, 1H), 5.86 (d, 1H), 4.50 (s, 4H), 1.44 (s, 4H)
[화학식 8-2]
Figure pat00087

제조예 5
1L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 500 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 하이드로퀴논(hydroquinone) 59.5 g(0.54 mol)이 용해된 200 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 60 분 간 드롭방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 8 시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=5:1) 정제하여 흰색을 띄는 하기의 화학식 9-1로 표시되는 중간체를 수득하였다.
[화학식 9-1]
Figure pat00088
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 하이드로퀴논 트리아진 클로라이드(hydroquinone triazine chloride) 3.31 g(10 mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 0.8 mL(11.0 mmol)를 0oC에서 교반시켰다. 이후에 히드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate) 1.16 g(10 mmol)을 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨 후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=3:1) 정제하여 하기의 화학식 9-2로 표시되는 무색을 띄는 액상형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.69)을 얻어 내었다. 1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 6.81 ~ 6.79 (d, 4H), 6.73 ~ 6.71 (d, 4H), 6.48 (d, 1H), 6.16 (dd, 1H), 5.86 (d, 1H), 4.33 (d, 2H), 3.87 (d, 2H)
[화학식 9-2]
Figure pat00089

제조예 6
1L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 500 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 싸이오페놀(thiophenol) 59.7g(0.54mol)이 용해된 100 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 드롭방식(dropwise)로 20분간 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 3시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=5:1) 정제하여 흰색을 띄는 하기의 화학식 10-1로 표시되는 중간체를 수득하였다.
[화학식 10-1]
Figure pat00090
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 1,3-디싸이오페놀 트리아진 클로라이드(1,3-dithiophenol triazine chloride) 3.31 g(10 mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 0.8 mL(11 mmol)를 0oC에서 교반시켰다. 이후에 2-머캡토에틸 아크릴레이트(2-mercaptoethyl acrylate) 1.6 g(10 mmol)을 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨 후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=5:1) 정제하여 하기의 화학식 10-2으로 표시되는 옅은 노란색을 띄는 고체형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.67)을 얻어 내었다. 1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 7.41 ~ 7.39 (d, 2H), 7.35 ~ 7.32 (t, 3H), 7.27 ~ 7.24 (m, 5H), 6.48 (d, 1H), 6.16 (dd, 1H), 5.86 (d, 1H), 4.41 (d, 2H), 3.61 (d, 2H)
[화학식 10-2]
Figure pat00091

제조예 7
2L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 900 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 2-싸이오벤조싸이아졸(2-thiobenzothiazole) 90.3g(0.54mol)이 용해된 100 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 드롭방식(dropwise)로 60분간 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 8시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 고체 생성물은 아세톤/헥세인(acetone/hexane) 용매를 이용하여 재결정하여 화학식 11-1로 표시되는 엷은 노란색을 띄는 하기의 화학식11-1로 표시되는 중간체를 수득하였다.
[화학식 11-1]
Figure pat00092
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 1,3-디싸이오벤조싸이아졸 트리아진 클로라이드(1,3-dithiobenzothiazole triazine chloride) 4.45 g(10 mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 0.8 mL(11 mmol)를 0oC에서 교반시켰다. 이후에 2-머캡토에틸 아크릴레이트(2-mercaptoethyl acrylate) 1.6 g(10 mmol)을 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨 후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=20:1) 정제하여 하기의 화학식 11-2로 표시되는 노란색을 띄는 고체형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.68)을 얻어 내었다. 1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 8.25 (d, 2H), 7.70 (d, 2H), 7.43 (t, 2H), 7.38 (m, 2H), 6.45 (d, 1H), 6.16 (dd, 1H), 5.86 (d, 1H), 4.30 (d, 2H), 3.86 (d, 2H)
[화학식 11-2]
Figure pat00093

제조예 8
1 L 둥근바닥플라스크에 트리에틸아민(triethylamine) 39.5mL(0.54mol), 시아누릭 클로라이드(cyanuric chloride) 50g(0.271mol)과 테트라하이드로퓨란(THF) 500 mL를 넣어준 후 교반 시켰다. 이후에 하이드로퀴논(hydroquinone) 59.5 g(0.54mol)이 용해된 100 mL의 테트라하이드로퓨란(THF)을 30 분 간 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 이후 8시간 실온에서 반응시켰다. 반응 완료 후 생성되는 염(salt)은 감압 제거 시켰다. 얻어진 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=3:1) 정제하여 화학식 12-1로 표시되는 무색을 띄는 액상형 중간체를 수득하였다.
[화학식 12-1]
Figure pat00094
250mL 둥근바닥플라스크에 상기에서 제조된 중간체 하이드로퀴논 트리아진 클로라이드(hydroquinone triazine chloride) 2.6 g(10 mmol), 트리에틸아민(triethylamine) 1.6 mL(22 mmol)를 0oC에서 교반시켰다. 이후에 히드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate) 2.3 g(20 mmol)을 드롭 방식(dropwise)으로 한 방울씩 떨어뜨렸다. 전체 반응물은 0oC에서 1시간 가량 교반시킨 후, 필터링하여 생성된 염(salt)을 제거시켰다. 얻어진 고체 생성물은 크로마토그래피(chromatography, elution: hexane/ethyl acetate=7:1) 정제하여 하기의 화학식 12-2로 표시되는 무색을 띄는 액상형 아크릴계 화합물(굴절률: 1.66)을 얻어 내었다. 1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 6.81 ~ 6.79 (d, 2H), 6.73 ~ 6.71 (d, 2H), 6.42 (d, 2H), 6.13 (dd, 2H), 5.88 (d, 2H), 4.30 (d, 4H), 3.80 (d, 4H)
[화학식 12-2]
Figure pat00095

제조예 9
Thiophenol 대신 4-(4-dydroxyphenylthio)phenol을 사용한 것을 제외하고는 제조예 6과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00096

제조예 10
hydroxyethyl acrylate 대신 thiobutyl acrylate를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00097

제조예 11
Thiophenol 대신 hydroquinone을 0.27mmol만 사용하여 중간체를 제조하고, thioethyl acrylate 10mmol의 사용 시 2-hydroxyethyl acrylate 10mmol을 더 적용한 것을 제외하고는 제조예 6과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00098

제조예 12
Thiophenol 대신 1,3,5-trihydroxy benzene을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00099

제조예 13
1,3,5-trihydroxy benzene 대신 1,2,3,4,5,6-hexahydroxy benzene를 사용한 것을 제외하고는 제조예 12와 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00100

제조예 14
1,3,5-trihydroxy benzene 대신 2,5-dithiothiazole를 사용한 것을 제외하고는 제조예 12와 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00101

제조예 15
Hydroxyl acrylate 대신 2-(2-hydroxyethylthio)ethyl acrylate를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00102

제조예 16
Hydroxyl acrylate 대신 2-(2-hydroxyethylthio)ethyl acrylate를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00103

제조예 17
Hydroxyl acrylate 대신 S-5-mercapto-1,3,4-thiadiazol-2-yl prop-2-enethioate를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1 과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00104

제조예 18
Hydroxyl acrylate 대신 S-5-mercapto-1,3,4-thiadiazol-2-yl prop-2-enethioate를 사용한 것을 제외하고는 제조예 3 과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00105

제조예 19
Hydroxyl acrylate 대신 4-hydrobenzo acrylate를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1 과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00106

제조예 20
Hydroxyehtyl acrylate 대신 4-hydroxyphenyl acrylate를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00107
제조예 21
싸이오페놀(thiophenol) 대신 파라페닐 페놀(paraphenyl phenol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00108

제조예 22
싸이오페놀(thiophenol) 대신 페닐마그네슘 클로라이드(Mg-Ph-Cl)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00109

제조예 23
싸이오페놀(thiophenol) 대신 페놀(phenol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00110

제조예 24
싸이오페놀(thiophenol) 대신 2-히드록시 나프탈렌(1-hydroxy naphthalene)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00111

제조예 25
싸이오페놀(thiophenol) 대신 아닐린(aniline)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00112

제조예 26
싸이오페놀(thiophenol) 대신 3-메틸페놀(3-methylphenol)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 하기의 화합물을 합성하고, 그 존재를 확인하였다.
Figure pat00113

실시예 1
상기에서 제조된 제조예 1의 아크릴계 화합물을 42 중량부, 비인계 모노머(HRI-84, 대림화학 제조, 굴절률: 1.602) 40 중량부, TBP-102(한농화학 제조, 굴절률: 1.553) 12 중량부, 가교제(PN662NT, 미원 스페셜 케미칼 제조, 굴절률: 1.503) 3 중량부 및 개시제(TPO, BASF 제조, 굴절률: 1.6) 3 중량부를 혼합하고 교반하여 광학패턴 형성용 조성물을 제조하였다.
투명한 기재필름용 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(제조사: MITSUBISHI, 상품명: T910E, 두께: 75 ㎛)의 일면에 광학패턴 형성용 조성물을 코팅하고, 높이가 12 ㎛로 동일하고 피치가 24 ㎛이고 꼭지각이 90°인 삼각형의 패턴이 인각된 패턴롤을 이용하여 코팅물에 패턴을 인가하고, 350mJ/cm2　조건에서 경화시켜 광학시트를 제조하였다.
실시예 2 내지 20
제조예 2 내지 20에서 제조된 아크릴계 화합물을 적용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 광학시트를 제조하였다.
비교예 1 내지 6
제조예 21 내지 26에서 제조된 아크릴계 화합물을 적용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 광학시트를 제조하였다.
제조된 광학시트에 대해 하기 방법으로 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
Figure pat00114
물성 평가방법
(1) 굴절률: 굴절계(모델명: 3T, 일본 ATAGO ABBE)를 사용하여 실시예 및 비교예에서 제조된 광학 패턴의 굴절률을 측정하였다. 측정을 위한 광원은 589.3 nm의 D광선 나트륨램프를 이용하였다.
(2) 내스크래치성: 광학시트의 광학패턴층에, 안티글레어(AG)층이 광학패턴층에 맞닿도록 40" TV용 AG Pol(AG 층의 연필강도: 2H)을 올려 놓고, 0 ~ 100 g 사이의 분동을 올린 상태에서 5 cm 간격으로 40" TV용 AG Pol을 3회 왕복시킨 후 광학패턴층이 손상되기 시작하는 최초의 분동의 무게를 측정한다. 분동의 무게가 클수록 내스크래치성이 높음을 의미한다.
(3) 투명성: 광학패턴 형성용 조성물을 메틸에틸케톤(MEK)에 50% 농도로 희석한 후 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET)에 #3 BAR를 이용하여 clear Coating한다. 코팅전 PET의 투과도를 a, 코팅 후 PET의 투과도를 b라고 할 때, (b-a)/a x 100이 -1% 내지 +1%일 때 ○, -1% 미만 또는 +1% 초과일 때 ×으로 평가한다. 투과도는 파장 380 내지 780nm에서 측정한다.
(4) 휘도 gain(%): 광원으로 LED 램프(삼성 LED, 8개 소자)를 사용하고, 도광판(3M사 ESR), 확산판(LMS, DLAS-38D)이 순차로 적층된 3.97 인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛을 사용하여, 휘도계 (모델명: BM7, 일본 TOPCON사, 전류 20 mA)를 사용하여 5 지점의 휘도를 측정하여 평균값 A를 구하였다. 동일 관원을 사용하고, 도광판(3M사 ESR), 확산판(LMS, DLAS-38D)이 순차로 적층된 3.97 인치 액정디스플레이 패널용 백라이트 유닛에서 확산판 위에 실시예와 비교예의 광학시트를 각각 더 올려놓고(광학시트의 기재필름이 확산판 쪽을 향하도록 함), 동일 휘도계를 사용하여 5 지점의 휘도를 측정하여 평균값 B를 구하였다. (B-A)/A×100으로 휘도 gain을 구하였다.
(5) 부착력: 투명 PET 기재필름에 광학패턴 형성용 조성물을 코팅하고 350 mJ/cm2 조건에서 경화한 다음, 가로x세로(10개x10개)로 총 100개의 매트릭스 구조로 절개한 후, 그 위에 테이프를 접착하고, 수직으로 강하게 이형하면서 기재필름으로부터 떨어져 나온 매트릭스의 개수로 측정하는 것을 5회 실시하여, 떨어져 나온 매트릭스의 개수가 0일 때, ○, 떨어져 나온 매트릭스의 개수가 1개 이상일 때 ×로 평가하였다.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 범위에 해당되는 실시예 1 내지 실시예 20은 굴절률이 우수하여 휘도가 우수할 뿐만 아니라, 투명성, 내스크래치성 및 부착력도 우수한 것을 알 수 있다.
반면에 본 발명의 범위에 해당되지 않는 비교예 1 내지 비교예 6의 경우에는 낮은 굴절률에 의한 휘도 감소 및 황변에 의한 투명성 감소 등의 문제점이 있다.
본 발명은 상기 구체예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구체예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (11)

  1. 하기의 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00115

    (상기의 R1, R2, R3는 각각 독립적으로
    Figure pat00116
    ,
    Figure pat00117
    ,
    Figure pat00118
    ,
    Figure pat00119
    ,
    Figure pat00120
    ,
    Figure pat00121
    ,
    Figure pat00122
    또는 (메트)아크릴기 함유 치환기(단, R1, R2 및 R3 중 1 또는 2개가 (메트)아크릴기 함유 치환기임)이고, Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이고, *는 결합부위를 나타낸다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 (메트)아크릴기 함유 치환기는 하기 화학식 2a로 표시되는 아크릴계 화합물:
    [화학식 2a]
    Figure pat00123

    (상기에서 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌, 탄소수 2 내지 10의 헤테로아릴렌, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로시클로알킬렌이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, m은 0 또는 1의 정수이며, *는 결합부위를 나타낸다).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 (메트)아크릴기 함유 치환기는 하기 화학식 2b 내지 화학식 2h 중 어느 하나로 표시되는 아크릴계 화합물:
    [화학식 2b]
    Figure pat00124

    (상기의 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 3의 정수이고, *는 결합부위를 나타낸다)
    [화학식 2c]
    Figure pat00125

    (상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
    [화학식 2d]
    Figure pat00126

    (상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 1 내지 4의 정수이고, *는 결합부위이다)
    [화학식 2e]
    Figure pat00127

    (상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
    [화학식 2f]
    Figure pat00128

    (상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
    [화학식 2g]
    Figure pat00129

    (상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다)
    [화학식 2h]
    Figure pat00130

    (상기의 X1 및 X2 는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, *는 결합부위이다).
  4. 제1항에 있어서, 상기 아크릴계 화합물은 할로겐 원소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 아크릴계 화합물.
  5. 트리아진계 화합물과 하기 화학식 3a 내지 화학식 3g 중 어느 하나로 표시되는 화합물을 반응시켜 중간체를 제조하고; 그리고
    상기 중간체를 하기 화학식 4로 표시되는 화합물과 반응시키는;
    단계를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물의 제조방법:
    [화학식 3a]
    Figure pat00131

    [화학식 3b]
    Figure pat00132

    [화학식 3c]
    Figure pat00133

    [화학식 3d]
    Figure pat00134

    [화학식 3e]
    Figure pat00135

    [화학식 3f]
    Figure pat00136

    [화학식 3g]
    Figure pat00137

    (상기 화학식 3d 내지 화학식 3g에서 Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이다)
    [화학식 4]
    Figure pat00138

    (상기 화학식 4에서 X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 -O- 또는 -S-이고, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌, 탄소수 6 내지 12의 아릴렌, 탄소수 2 내지 10의 헤테로아릴렌, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬렌 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로시클로알킬렌이고, Y는 수소 또는 메틸기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, m은 0 또는 1의 정수이다)
    [화학식 1]
    Figure pat00139

    (상기 화학식 1에서 R1, R2, R3는 각각 독립적으로
    Figure pat00140
    ,
    Figure pat00141
    ,
    Figure pat00142
    ,
    Figure pat00143
    ,
    Figure pat00144
    ,
    Figure pat00145
    ,
    Figure pat00146
    또는 (메트)아크릴기 함유 치환기(단, R1, R2 및 R3 중 1 또는 2개가 (메트)아크릴기 함유 치환기임)이고, Z는 각각 독립적으로 -OH, -NO2, -NH2, 전자주게기(Electron Donating Group, EDG) 또는 전자끌게기(Electron Withdrawing Group, EWG)이고, *는 결합부위이다).
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 아크릴계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광학시트는 기재필름 및 상기 기재필름 상에 형성된 광학패턴층을 포함하고,
    상기 광학패턴층은 상기 아크릴계 화합물을 포함하는 광학시트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광학패턴층은 굴절률이 1.60 내지 1.75인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광학패턴층 위에 에이지 폴(AG Pol)과 0 ~ 100 g 사이의 무게를 가지는 분동을 순차적으로 올린 상태에서, 에이지 폴(AG Pol)을 3회 왕복시킨 후 상기 광학패턴층이 손상되기 시작하는 최초의 분동의 무게가 3 g 이상인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 광학시트는 백라이트 유닛이 엘이디(LED) 램프일 때, 휘도계를 사용하여 측정한 휘도 gain 값이 2.0% 이상인 것을 특징으로 하는 광학시트.
  11. 제6항의 광학시트를 포함하는 광학표시장치.

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