KR100850630B1 - Composition for liquid crystal aligning layers and liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 하나 이상의 광이방성을 나타내는 광반응기; 및 (b) 2개 이상의 광중합 가능한 (메타)아크릴기 함유 치환기를 포함하는 액정 배향제, 상기 액정 배향제를 포함하는 액정배향막용 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 액정배향막을 구비하는 액정 표시 소자를 제공한다.The present invention provides a photoreactor comprising: (a) a photoreactor exhibiting at least one photoisotropy; And (b) a liquid crystal alignment agent comprising two or more photopolymerizable (meth) acryl group-containing substituents, a liquid crystal alignment film composition comprising the liquid crystal alignment agent, and a liquid crystal alignment film manufactured using the composition. To provide.

본 발명에 따른 저분자형 액정 배향제는 광에너지에 의해 중합 가능한 아크릴 또는 메타아크릴기를 분자 내 포함하므로, 광반응에 대한 민감도가 뛰어날 뿐만 아니라 광조사에 의한 견고한 그물 구조의 배향막 형성을 통해 우수한 열적 안정성 및 전기광학적 특성을 나타낼 수 있다.Since the low molecular type liquid crystal aligning agent according to the present invention includes an acrylic or methacryl group which can be polymerized by light energy in the molecule, it has excellent sensitivity to photoreaction and excellent thermal stability through formation of an alignment film having a solid network structure by light irradiation. And electro-optical properties.

액정, 배향막, 저분자, 광기능성, 액정 표시 소자 Liquid crystal, alignment film, low molecular weight, photofunctionality, liquid crystal display element

Description

액정배향막용 조성물 및 이를 이용하는 액정 표시 소자{COMPOSITION FOR LIQUID CRYSTAL ALIGNING LAYERS AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}Composition for liquid crystal aligning film and liquid crystal display element using same TECHNICAL FIELD {COMPOSITION FOR LIQUID CRYSTAL ALIGNING LAYERS AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 배향막이 도포된 기판을 구비한 액정셀을 편광 방향이 직교하는 2개의 편광자 사이에 두고 관측시, 배향막의 배향 상태와 액정셀의 배향성과의 연관 관계를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a correlation between an alignment state of an alignment film and an alignment property of a liquid crystal cell when the liquid crystal cell having a substrate coated with an alignment film is disposed between two polarizers having perpendicular polarization directions.

도 2는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 액정 배향제를 사용하여 제조된 액정셀을 편광 방향이 직교하는 2개의 편광자 사이에 두고 관측한 사진이다. FIG. 2 is a photograph obtained by observing a liquid crystal cell manufactured using a liquid crystal aligning agent according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 between two polarizers having polarization directions perpendicular to each other.

도 3은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따라 액정 배향제를 사용하여 제조된 액정셀을 열 안전성 테스트(200℃에서 방치)를 거친 후 편광 방향이 직교하는 2개의 편광자 사이에 두고 관측한 사진이다.Figure 3 is a liquid crystal cell prepared using the liquid crystal aligning agent according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 after the thermal stability test (left at 200 ℃) observed between two polarizers having a polarization direction orthogonal It is a photograph.

본 발명은 우수한 배향성과 열적 안정성을 동시에 갖는 액정 배향제, 상기 액정 배향제를 포함하는 액정배향막용 조성물 및 이를 이용하는 액정 표시 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal aligning agent having both excellent alignment and thermal stability at the same time, a composition for a liquid crystal alignment film containing the liquid crystal aligning agent and a liquid crystal display device using the same.

액정 표시 소자(liquid crystal display: LCD)는 배향막을 사용한다. 배향막 은 주로 고분자 물질을 사용하며, 액정 분자의 배열에 방향자(director) 역할을 하여 전기장(electric field)에 의해 액정이 움직여서 화상을 형성할 때 적당한 방향을 잡도록 해준다. 일반적으로 액정 표시 소자에서 균일한 휘도(brightness)와 높은 콘트라스트비(contrast ratio)를 얻기 위해서는 액정을 균일하게 배향하는 것이 필수적이다.Liquid crystal display (LCD) uses an alignment film. The alignment layer mainly uses a polymer material, and acts as a director in the arrangement of the liquid crystal molecules, so that the liquid crystal is moved by an electric field to form an appropriate direction when forming an image. In general, in order to obtain uniform brightness and high contrast ratio in the liquid crystal display device, it is essential to orient the liquid crystal uniformly.

종래 액정을 배향시키는 통상적인 방법으로는 유리 등의 기판에 폴리이미드와 같은 고분자 막을 도포하고, 이 표면을 나일론이나 폴리에스테르 같은 섬유로 일정한 방향으로 문지르는 러빙(rubbing) 방법이 있다. 그러나 러빙 방법은 섬유질과 고분자막이 마찰될 때 미세한 먼지나 정전기(electrostatic discharge: ESD)가 발생할 수 있고, 이것들은 액정 패널 제조시 심각한 문제점을 야기시킬 수 있다.Conventional methods for orienting liquid crystals include a rubbing method in which a polymer film such as polyimide is applied to a substrate such as glass, and the surface is rubbed with a fiber such as nylon or polyester in a predetermined direction. However, the rubbing method may generate fine dust or electrostatic discharge (ESD) when the fiber and the polymer film are rubbed, and these may cause serious problems in manufacturing the liquid crystal panel.

상기한 러빙법의 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 마찰이 아닌 광조사에 의해 고분자 막에 이방성(비등방성, anisotropy)을 유도하고 이를 이용해 액정을 배열하고자 하는 광 배향법이 연구되고 있다. 광 배향법에 사용될 수 있는 재료로는 아조벤젠 (azobenzene), 쿠마린 (cumarine), 찰콘 (chalcone), 시나메이트(cinnamate)와 같은 광기능성 작용기를 함유하는 고분자들이 있는데, 이러한 고분자들은 편광된 광조사에 의해 광이성화나 광가교화 등의 반응이 비등방적으로 일어나고, 이에 의해 고분자 표면에 이방성이 생성되어 액정을 한 방향으로 배열시키게 된다. 그러나 이러한 광배향 재료들을 실질적으로 사용하기 위해서는 광학적 및 열적 안정성이 필수적으로 요구되는데, 종래의 고분자 재료들은 이러한 면에서 많은 취약점을 가지고 있는 실정이다.In order to solve the problem of the rubbing method, a photo-alignment method for inducing anisotropy (anisotropy) to a polymer film by light irradiation instead of friction and arranging liquid crystals using the same has been studied. Materials that can be used in the photo-alignment method include polymers containing photofunctional functional groups such as azobenzene, cumarine, chalcone and cinnamate. As a result, a reaction such as photoisomerization or photocrosslinking occurs anisotropically, whereby anisotropy is generated on the surface of the polymer to align the liquid crystals in one direction. However, optical and thermal stability is indispensable for the practical use of such photo-orientation materials. Conventional polymer materials have many disadvantages in this respect.

한편, 종래의 액정 광배향막 재료는 대부분 고분자형으로서, 고분자 주쇄에 사이드(side) 그룹으로 아조벤젠이나 시나메이트와 같은 광이방성을 유도할 수 있는 광기능성 그룹을 가지고 있다. 이러한 고분자형 액정 광배향막 재료를 사용하는 경우 이방성을 유도하기 위해 많은 광에너지가 요구될 뿐만 아니라, 반응하지 않고 남아 있는 다수의 미반응 광기능성 그룹들이 추후 열적, 광안정성 및 전기 광학적 특성에 심각한 영향을 미칠 수 있다. On the other hand, the conventional liquid crystal photo-alignment film material is mostly of a polymer type, and has a photofunctional group capable of inducing optical anisotropy such as azobenzene or cinnamate as a side group in the polymer main chain. When using such a polymer liquid crystal photoalignment film material, not only a large amount of light energy is required to induce anisotropy, but also a large number of unreacted photofunctional groups that remain unreacted have a serious effect on thermal, light stability, and electro-optic properties in the future. Can have

본 발명자들은 종래 액정 배향막 재료로 사용되는 고분자(polymer)형 액정 배향제 대신 분자 내 광조사에 의해 중합가능한 치환기를 포함하는 저분자형 액정배향제를 사용하면, 전술한 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 액정에 대한 우수한 배향 특성, 탁월한 열적 안정성 및 향상된 전기광학적 특성을 동시에 나타낸다는 것을 발견하였다.The inventors of the present invention can solve the above-mentioned problems as well as solve the above-mentioned problems by using a low-molecular-type liquid crystal aligning agent including a substituent polymerizable by intramolecular light instead of the polymer type liquid crystal aligning agent used as a conventional liquid crystal aligning film material. It has been found to exhibit good orientation properties, excellent thermal stability and improved electro-optical properties for.

이에, 본 발명은 광중합 치환기를 포함하여 우수한 액정 배향 특성 및열적 안정성을 나타내는 저분자형 액정배향제, 상기 액정배향제를 포함하는 액정배향막용 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 배향막을 구비하는 액정 표시 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides a liquid crystal display including a low molecular liquid crystal aligning agent having excellent liquid crystal alignment properties and thermal stability including a photopolymerization substituent, a composition for a liquid crystal aligning film including the liquid crystal aligning agent, and an alignment film prepared by using the composition. It is an object to provide an element.

본 발명은 (a) 하나 이상의 광이방성을 나타내는 광반응기; 및 (b) 2개 이상의 광중합 가능한 (메타)아크릴기 함유 치환기를 포함하는 액정 배향제, 상기 화합물을 포함하는 액정배향막용 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 액정배향막을 구비하는 액정 표시 소자를 제공한다.The present invention provides a photoreactor comprising: (a) a photoreactor exhibiting at least one photoisotropy; And (b) a liquid crystal aligning agent comprising two or more photopolymerizable (meth) acryl group-containing substituents, a composition for a liquid crystal alignment film comprising the compound, and a liquid crystal alignment film prepared using the composition. do.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명은 종래 액정 배향제로 사용되는 광배향성 고분자(polymer)형 대신 광에너지에 의해 중합 가능한 치환기를 포함하는 저분자형 액정 배향제를 사용하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by using a low molecular type liquid crystal aligning agent including a substituent which can be polymerized by light energy instead of a photo-alignment polymer type used as a conventional liquid crystal aligning agent.

상기 저분자형 액정 배향제는 1 분자 내 적어도 1 개 이상의 광반응에 의해 액정분자를 배열시킬 수 있는 광반응기 (photoalignment moiety)와 적어도 2개 이상의 광반응에 의해 중합 가능한 치환기, 예컨대 아크릴기 및/또는 메타아크릴기를 포함하는 구조로서, 이러한 특성으로 인해 하기와 같은 효과를 나타낼 수 있다.The low molecular type liquid crystal aligning agent includes a photoalignment moiety capable of arranging liquid crystal molecules by at least one photoreaction in one molecule, and a substituent which can be polymerized by at least two or more photoreactions such as an acrylic group and / or As a structure containing a methacryl group, such a characteristic can exhibit the following effects.

1) 본 발명의 액정 배향제는 분자 구조 내 포함된 광중합 치환기, 예컨대 아크릴기나 메타아크릴기들로 인해 광에너지에 의해 매우 견고한 그물 구조의 막을 형성할 수 있으므로, 탁월한 열적 안정성 및 전기광학적 특성을 나타낼 수 있다.1) Since the liquid crystal aligning agent of the present invention can form a very rigid net structure film by optical energy due to photopolymerization substituents such as acrylic groups or methacryl groups included in the molecular structure, it can exhibit excellent thermal stability and electro-optical properties. have.

2) 또한, 고분자형에 비해 광반응에 대한 민감도가 훨씬 뛰어난 저분자형이므로, 작은 광에너지에서도 용이하게 이방성을 구현할 수 있다. 2) Also, since it is a low molecular type having a much higher sensitivity to photoreaction than a polymer type, it can easily implement anisotropy even at a small light energy.

3) 우수한 용해성(solubility)으로 인해 막 도포(coating)에 사용되는 용매 선정이 유리할 뿐만 아니라, 전자 재료로서 요구되는 순도 측면에서 쉽게 분도 조절이 가능하다는 장점이 있다.3) Due to the excellent solubility, not only is the solvent selected for coating the film (coating) advantageous, but also there is an advantage that the fineness can be easily adjusted in terms of purity required as an electronic material.

본 발명에 따른 액정배향 화합물은 분자 내 광이방성, 즉 편광된 광조사에 의해 이방성을 나타내는 광반응기와 광중합 가능한 치환기, 예컨대 아크릴기 및/또는 메타아크릴기를 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 특히 하나 이상의 광이방 성을 나타내는 광반응기와 2개 이상의 광중합 가능한 치환기를 갖는 것이 바람직하다. The liquid crystal aligning compound according to the present invention is anisotropic in the molecular light anisotropy, that is, polarized light irradiation The compound containing the photoreactor shown and the photopolymerizable substituent, such as an acryl group and / or a methacryl group, can be used, It is especially preferable to have a photoreactor which shows one or more photo anisotropy, and two or more photopolymerizable substituents.

전술한 아크릴기 및/또는 메타아크릴기 이외에, 광에너지에 의해 중합 가능한 치환기를 갖는 액정 배향용 화합물도 본 발명의 범주에 속한다.In addition to the acryl group and / or methacryl group mentioned above, the compound for liquid crystal aligning which has a substituent which can be superposed | polymerized by light energy also belongs to the scope of the present invention.

상기 액정 배향제는 하기 화학식 1로 표기되는 기본 구조를 포함할 수 있다. The liquid crystal aligning agent may include a basic structure represented by the following Chemical Formula 1.

Figure 112005028566758-pat00001
(Ⅰ)
Figure 112005028566758-pat00001
(Ⅰ)

상기 식에서, Where

A는 편광으로 입사되는 광에너지에 의해 이방성을 유도할 수 있는 광기능성 반응기를 포함하는 부분이며, A is a part including an optical functional reactor capable of inducing anisotropy by light energy incident on polarized light,

C는 광에너지에 의해 중합이 이루어지는 부분으로서, (메타)아크릴기 함유 치환기이며, C is a part which superposition | polymerizes by light energy, and it is a (meth) acryl group containing substituent,

B는 A와 C의 연결기이고, B is a linking group of A and C,

n은 2 내지 6 사이의 정수이다.n is an integer between 2 and 6.

이때, 상기 광반응기(A)는 아조벤젠, 스틸벤젠, 쿠마린, 찰콘 및 시나메이트로 구성된 군으로부터 선택된 것이 바람직하며, B는 질소(N) 또는 황(S)으로 치환 또는 비치환된 에테르(ether), 에스테르(ester), 아미드(amide)의 연결기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬, 탄소수 5 내지 18의 아릴(aryl)기로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상이 바람직하고, 이중 적어도 1 내 지 5개의 탄소가 N 또는 S로 치환된 것이 더욱 바람직하다. At this time, the photoreactor (A) is preferably selected from the group consisting of azobenzene, stilbenzene, coumarin, chalcone and cinnamate, B is ether (ether) unsubstituted or substituted with nitrogen (N) or sulfur (S) At least one selected from the group consisting of alkyl having 1 to 20 carbon atoms, ester having 3 to 18 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 18 carbon atoms and aryl groups having 5 to 18 carbon atoms, More preferably, at least one to five carbons are substituted with N or S.

본 발명에 따라 화학식 1로 표기되는 기본 구조를 갖는 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 2 내지 화학식 4의 화합물이 있으나, 이에 의해 제한되는 것은 아니다.Specific examples of the compound having a basic structure represented by Formula 1 according to the present invention include, but are not limited to, the compounds of Formulas 2 to 4.

Figure 112005028566758-pat00002
Figure 112005028566758-pat00002

Figure 112005028566758-pat00003
Figure 112005028566758-pat00003

Figure 112005028566758-pat00004
Figure 112005028566758-pat00004

상기 화학식 2 내지 4로 표기되는 각 액정 배향제는 신규 화합물로서, 하이드록시 알킬 할라이드(hydroxy alkyl halide)를 이용한 알킬레이션(alkylation) 및/또는 액시드 할라이드(acid halide)를 이용하는 에스테르화 반응(esterification) 등에 따라 제조될 수 있다. 그러나 전술한 제법에 의해서 한정되는 것은 아니며, 당 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다.Each liquid crystal aligning agent represented by Chemical Formulas 2 to 4 is a novel compound, and an esterification reaction using alkylation and / or acid halide using hydroxy alkyl halide. ) And the like. However, it is not limited by the above-mentioned manufacturing method, and may be prepared according to conventional methods known in the art.

본 발명에 따른 저분자형 액정 배향제의 분자량은 특별한 제한은 없으나, 10,000 이하가 적절하며, 특히 300 내지 5000 범위가 바람직하다. 분자량이 300 미만인 경우 박막 형성이 잘 되지 않게 되며, 분자량이 5000을 초과하는 경우 고분자에 가까워 본 발명이 추구하는 특성(광반응 민감도)이 상당히 떨어질 가능성이 있다. The molecular weight of the low molecular liquid crystal aligning agent according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 10,000 or less, particularly preferably in the range of 300 to 5000. When the molecular weight is less than 300, the thin film is not formed well, and when the molecular weight is more than 5000, the polymer is close to the polymer, and thus the characteristics (photoreaction sensitivity) pursued by the present invention may be considerably deteriorated.

상기 액정 배향제는 단독 성분으로 액정배향막용 조성물을 구성하여 광중합을 통해 액정 배향막을 형성할 수 있으나, 가능하면 광개시제(photo initiator), 멀티크로스링커(multi-cross linker) 또는 이들의 조합을 포함하는 것이 바람직하다.The liquid crystal aligning agent may form a liquid crystal aligning film as a single component to form a liquid crystal aligning film through photopolymerization, but if possible, includes a photo initiator, a multi-cross linker, or a combination thereof. It is preferable.

여기서, 광개시제(photo initiator)는 광에너지에 의해 라디칼이 생성되어 광중합 반응을 일으키게 하는 것으로, 당 분야에 알려진 통상적인 광개시제를 사용할 수 있다. Here, the photo initiator is a radical that is generated by the light energy to cause a photopolymerization reaction, it is possible to use a conventional photoinitiator known in the art.

상기 광개시제의 함량은 특별한 제한은 없으나, 가능하면 액정배향막용 조성물 100 중량% 당 0 내지 20 중량% 범위로 사용하는 것이 적절하고, 5 중량% 정도가 바람직하다. 광개시제의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우 견고한 막 형성이 보다 빨리 진행될 수 있는 반면, 액정 배향제의 함량이 감소하게 되어 액정 배향성이 만족스럽지 못하고 불리하게 작용할 수 있다. The content of the photoinitiator is not particularly limited, but if possible, it is appropriate to use in the range of 0 to 20% by weight per 100% by weight of the composition for liquid crystal alignment film, preferably about 5% by weight. When the content of photoinitiator exceeds 20% by weight While firm film formation can proceed more quickly, the content of the liquid crystal aligning agent may be reduced, which may be unsatisfactory and may adversely affect the liquid crystal orientation.

멀티크로스링커(multi-cross linker)는 광에너지에 의해 상기 액정 배향제가 중합반응을 일으킬 때 좀 더 효과적으로 견고한 막을 형성하기 위해 사용할 수 있으며, 전술한 액정 배향제 분자 사이를 용이하게 연결시킬 수 있다. A multi-cross linker may be used to more effectively form a rigid film when the liquid crystal aligning agent causes a polymerization reaction by light energy, and may easily connect the aforementioned liquid crystal aligning molecule.

상기 멀티크로스링커는 당분야에 알려진 통상적인 것을 사용할 수 있으며, 특히 하기 화학식 5로 표기되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.The multicross linker may be used a conventional one known in the art, it is particularly preferable to use those represented by the formula (5).

Figure 112005028566758-pat00005
(Ⅱ)
Figure 112005028566758-pat00005
(Ⅱ)

상기 식에서, Where

D는 연결기이며, E는 중합 가능한 치환기이며, m은 2 내지 10 사이의 정수이다.D is a linking group, E is a polymerizable substituent, and m is an integer between 2 and 10.

이때, 연결기(D)는 질소(N), 황(S)으로 치환 또는 비치환된 에테르(ether), 에스테르(ester), 아미드(amide)의 연결기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬 및 탄소수 5 내지 18의 아릴(aryl)기로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상이며, 특히 적어도 1 내지 5의 탄소가 N이나 S으로 치환된 것이 바람직하다. 또한, 중합 가능한 치환기(E)는 아크릴기 및/또는 메타아크릴기인 것이 바람직하다.In this case, the linking group (D) is alkyl having 1 to 20 carbon atoms having 3 to 20 carbon atoms, having 3 to 20 carbon atoms having a linking group of ether, ester, amide substituted or unsubstituted with nitrogen (N), sulfur (S) It is one or more selected from the group consisting of 18 cycloalkyls and aryl groups having 5 to 18 carbon atoms, particularly preferably at least 1 to 5 carbons substituted with N or S. Moreover, it is preferable that the substituent (E) which can superpose | polymerize is an acryl group and / or a methacryl group.

상기 멀티크로스링커의 함량은 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 액정배향막용 조성물 100 중량% 당 0 내지 50 중량% 범위이다. 50 중량%를 초과하는 경우 견고한 그물 구조의 막을 형성하기는 용이하나 액정 배향에 방해가 될 수 있다. The content of the multicross linker is not particularly limited, but preferably 0 to 50% by weight per 100% by weight of the composition for the liquid crystal alignment film. If it is more than 50% by weight, it is easy to form a film of a rigid network structure, but may interfere with the liquid crystal alignment.

본 발명의 액정배향막용 조성물은 전술한 성분 이외에, 당업계에 알려진 통 상적인 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다.The composition for a liquid crystal alignment film of the present invention may further include conventional additives known in the art, in addition to the above components.

또한, 본 발명은 전술한 액정배향막용 조성물을 이용하여 제조된 액정배향막(liquid crystal aligning layer)을 제공한다In addition, the present invention provides a liquid crystal alignment layer (liquid crystal alignment layer) prepared using the above-described composition for liquid crystal alignment film.

이때, 액정배향막은 당분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면 i) 하나 이상의 광이방성을 나타내는 광반응기 및 2개 이상의 광중합 가능한 치환기, 바람직하게는 (메타)아크릴기 함유 치환기를 갖는 액정 배향제를 함유하는 액정배향막용 조성물을 적절한 용매에 용해시켜 용액을 제조하는 단계; ii) 상기 용액을 기재(substrate)상에 도포하고 용매를 제거한 후, 광조사하는 단계로 구성될 수 있다.In this case, the liquid crystal alignment layer may be prepared according to a conventional method known in the art, for example, i) a photoreactor exhibiting one or more photoisotropy and two or more photopolymerizable substituents, preferably (meth) acrylic Preparing a solution by dissolving a composition for a liquid crystal alignment film containing a liquid crystal aligning agent having a group-containing substituent in an appropriate solvent; ii) applying the solution onto a substrate, removing the solvent, and then irradiating with light.

우선, 1) 본 발명의 액정배향막용 조성물을 용매에 용해시켜 액정 배향용액을 제조한다.First, 1) The liquid crystal aligning film composition of this invention is dissolved in a solvent, and the liquid crystal aligning solution is manufactured.

사용 가능한 용매의 비제한적인 예로는 N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸피롤리돈(NEP), 디메틸포름아미드(DMF), 부틸셀로솔브, γ-부티로락톤, 클로로벤젠, 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아미드, 사이클로펜탄온(cyclopentanone), 사이클로헥산온(cyclohexanone), 테트라하이드로퓨란(THF), 디클로로에탄 또는 이들의 혼합물 등이 있다. Non-limiting examples of solvents that can be used include N-methylpyrrolidone (NMP), N-ethylpyrrolidone (NEP), dimethylformamide (DMF), butyl cellosolve, γ-butyrolactone, chlorobenzene, Dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylacetamide, cyclopentanone, cyclohexanone, tetrahydrofuran (THF), dichloroethane or mixtures thereof.

상기 액정 배향 용액 내 불휘발분의 농도는 특별한 제한이 없으며, 사용하고자 하는 코팅 방법에 따라 적절히 조절 가능하다. 가능하면 전체 용액 100 중량% 당 1 내지 30 중량% 범위가 바람직하다. The concentration of the nonvolatile matter in the liquid crystal alignment solution is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the coating method to be used. If possible, a range of 1 to 30% by weight per 100% by weight of the total solution is preferred.

2) 상기 액정 배향 용액을 기재, 예컨대 유리 기판에 도포한 후 용매를 제거 하고 이후 광 조사한다.2) The liquid crystal alignment solution is applied to a substrate, such as a glass substrate, and then the solvent is removed and then irradiated with light.

상기 액정 배향 용액을 기재상에 도포하는 방법으로는 당업계에 알려진 롤 코팅(roll coating), 커튼 코팅(curtain coating), 스핀 코팅(spin coating), 슬롯 다이 코팅, 각종 인쇄, 침적 등의 방법을 사용할 수 있다. As a method of coating the liquid crystal alignment solution on a substrate, methods such as roll coating, curtain coating, spin coating, slot die coating, various printing, deposition, and the like, which are known in the art, may be used. Can be used.

기재(substrate)는 광배향막으로 통상 사용되는 기재로서, 유리 기판이 바람직하다. 상기 기재상에 도포되는 액정배향제의 두께는 특별한 제한이 없으며, 액정을 배향시키기 위한 통상적인 범위, 예컨대 30 내지 150nm 내에서 조절 가능하다. 또한, 용매를 제거하기 위한 방법도 특별한 제한이 없으며, 예컨대 100 내지 200℃의 온도 범위에서 10분 내지 1시간 정도 가열하여 수행할 수 있다.A substrate is a substrate normally used as a photo-alignment film, and a glass substrate is preferable. The thickness of the liquid crystal aligning agent applied on the substrate is not particularly limited and may be adjusted within a conventional range for aligning the liquid crystal, such as 30 to 150 nm. In addition, the method for removing the solvent is also not particularly limited, and may be performed by, for example, heating for about 10 minutes to 1 hour in a temperature range of 100 to 200 ° C.

도포된 액정배향제 층의 표면에 광조사를 수행함으로써, 본 발명의 액정 배향막이 제조된다. By performing light irradiation on the surface of the applied liquid crystal aligning agent layer, the liquid crystal aligning film of this invention is manufactured.

상기 액정배향막은 광조사에 의해 액정배향제의 분자 내 존재하는 광중합 치환기, 예컨대 아크릴기 및/또는 메타아크릴기가 광중합반응을 일으켜서 가교(cross-link)된 고분자 막을 형성함과 동시에 마찬가지로 액정배향제 분자 내 포함된 아조벤젠, 쿠마린, 찰콘 또는 시나메이트 등의 광반응기가 광이방성을 나타내어 광배향 기능을 발현하게 된다.The liquid crystal aligning film is a photopolymerization substituent, such as an acrylic group and / or a methacryl group, present in a molecule of the liquid crystal aligning agent by photoirradiation to cause a photopolymerization reaction to form a cross-linked polymer film and at the same time liquid crystal aligning molecule Photoreactors such as azobenzene, coumarin, chalcone, or cinnamate contained within show photoisotropy to express a photoalignment function.

조사광은 특별한 제한이 없으나, 자외선(UV)이 바람직하다. 또한, 광조사 방법 역시 특별히 한정하지 않으나, 편광자를 사용하여 선형 편광시킨 자외선 또는 편광자를 이용하지 않은 비편광된 자외선을 경사조사 또는 수직조사할 수 있다. Irradiation light is not particularly limited, but ultraviolet (UV) light is preferred. In addition, the light irradiation method is also not particularly limited, but may be inclined irradiation or vertical irradiation of ultraviolet rays linearly polarized using a polarizer or unpolarized ultraviolet rays not using a polarizer.

수직 조사시의 경사각은 당업계에서 통상적으로 수행되는 범위내에서 조절 가능하며, 이중 0 내지 30도가 바람직하며, 조사 시간은 램프의 전력에 따라 달라지나, 1초 내지 1시간이 바람직하다. The inclination angle at the time of vertical irradiation is adjustable within the range normally performed in the art, among which 0 to 30 degrees is preferred, and the irradiation time depends on the power of the lamp, but preferably 1 second to 1 hour.

추가적으로, 본 발명은 전술한 액정배향막용 조성물을 이용하여 제조된 액정배향막을 구비하는 액정 표시 소자(liquid crystal display)를 제공한다.In addition, the present invention provides a liquid crystal display (liquid crystal display) having a liquid crystal alignment film prepared using the above-described composition for liquid crystal alignment film.

액정 표시 장치는 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제작될 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면 상기한 바에 따라 제조된 액정 배향막을 갖는 광반응된 기판 2개를 접착제를 이용하여 일정한 두께를 갖도록 양(兩) 기판 사이를 부착한 후, 이후 상온에서 액정 주입을 통해 액정층을 형성한 후 액정의 클리어링 온도에서 일정시간 동안 처리하여 배향을 고르게 한 후 냉각시켜 완성한다.The liquid crystal display device may be manufactured according to a conventional method known in the art, and for example, two photoreacted substrates having a liquid crystal alignment layer prepared as described above may be formed to have a constant thickness by using an adhesive. (Iii) After adhering between the substrates, the liquid crystal layer is formed by injecting liquid crystal at room temperature, and then treated at a clearing temperature of the liquid crystal for a predetermined time to uniformly align and then cool.

실제로, 상기 액정 배향막을 구비하는 본 발명의 액정 표시 장치는 초기 배향성 뿐만 아니라 장시간 열안정성 테스트를 거친 경우에도 우수한 배향 상태가 유지됨을 확인할 수 있었다.In fact, it was confirmed that the liquid crystal display of the present invention having the liquid crystal alignment layer maintains an excellent alignment state even after undergoing thermal stability test for a long time as well as initial alignment.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by explaining preferred embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited by the following examples.

참조예 1. 4,4'-(세바코일다이옥시)디벤즈알데하이드 (4,4'-(sebacoyldioxy) dibenzaldehyde)의 합성Reference Example 1. Synthesis of 4,4 '-(sebacoyldioxy) dibenzaldehyde (4,4'-(sebacoyldioxy) dibenzaldehyde)

4-하이드록시벤즈알데하이드(4-hydroxybenzaldehyde) 10.3g과 트리에틸아민(triethylamine) 12.8 ml를 디클로로메탄(dichloromethane) 300 ml에 용해시킨 후 이 용액에 세바코일클로라이드(sebacoyl chloride) 11.19 ml를 천천히 첨가하고 상온에서 5시간 교반시켰다. 반응 종결 후 반응 유기층은 증류수로 세정한 후 농축시 켜 4,4'-(세바코일다이옥시)디벤즈알데하이드 15 g을 얻었다.Dissolve 10.3 g of 4-hydroxybenzaldehyde and 12.8 ml of triethylamine in 300 ml of dichloromethane, and then slowly add 11.19 ml of sebacoyl chloride to the solution. Stirred at room temperature for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction organic layer was washed with distilled water and concentrated to give 15 g of 4,4 '-(sebacoyldioxy) dibenzaldehyde.

참조예 2. 4,4'-(세바코일다이옥시)디신나믹산 (4,4'-(sebacoyldioxy)dicinnamic acid)의 합성REFERENCE EXAMPLE 2 Synthesis of 4,4 '-(sebacoyldioxy) dicinnamic acid

4,4'-(세바코일다이옥시)디벤즈알데하이드 15g, 말론산(malonic acid) 13.7g 및 피페리딘(piperidine) 1 ml를 피리딘(pyridine) 100 ml에 녹인 후 15시간 동안 100℃의 온도에서 교반하였다. 반응 종결 후 상온으로 냉각시킨 후 생성되는 고체를 여과하여 4,4'-(세바코일다이옥시)디신나믹산 14g을 얻었다.15 g of 4,4 '-(sebacoyldioxy) dibenzaldehyde, 13.7 g of malonic acid and 1 ml of piperidine were dissolved in 100 ml of pyridine, followed by a temperature of 100 ° C. for 15 hours. Stirred at. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature, and the resulting solid was filtered to obtain 14 g of 4,4 '-(sebacoyldioxy) discinnamic acid.

참조예 3. 4,4'-(디((6-하이드록시헥실)옥시))바이페닐 (4,4'-(di(6-hydroxyhexyl)oxy))biphenyl)의 합성Reference Example 3. Synthesis of 4,4 '-(di ((6-hydroxyhexyl) oxy)) biphenyl (4,4'-(di (6-hydroxyhexyl) oxy)) biphenyl)

4,4'-바이페놀(4,4'-biphenol) 3g 과 포타슘카르보네이트 (K2CO3) 18g 이 녹아있는 메틸에틸케톤(methylethylketone, MEK) 용액에 요오드화칼륨 (KI) 0.02g을 넣고 6-브로모-1-헥산올(6-Bromo-1-hexanol) 6.9g을 천천히 적가한 후 80℃에서 24시간 반응시켰다. 여기에 증류수 100ml를 넣어 반응을 종결시킨 후 상온으로 냉각시키고, 10% HCl 수용액을 첨가하여 생기는 침전물을 여과하여 4,4'-(디((6-하이드록시헥실)옥시)) 바이페닐 (4,4'-(di(6-hydroxyhexyl) oxy))biphenyl) 3.8 g을 얻었다(수율: 50 %).Add 0.02 g of potassium iodide (KI) to a methyl ethyl ketone (MEK) solution containing 3 g of 4,4'-biphenol and 18 g of potassium carbonate (K 2 CO 3 ). 6.9 g of 6-bromo-1-hexanol (6-Bromo-1-hexanol) was slowly added dropwise and reacted at 80 ° C. for 24 hours. 100 ml of distilled water was added thereto to terminate the reaction, followed by cooling to room temperature, and the precipitate formed by adding 10% aqueous HCl solution was filtered to obtain 4,4 '-(di ((6-hydroxyhexyl) oxy)) biphenyl (4 3.8 g of, 4 '-(di (6-hydroxyhexyl) oxy)) biphenyl) was obtained (yield: 50%).

참조예 4. 4-((6-하이드록시헥실)옥시)신나믹산(4-((6-hydroxyhexyl)oxy)cinnamic acid의 합성Reference Example 4. Synthesis of 4-((6-hydroxyhexyl) oxy) cinnamic acid (4-((6-hydroxyhexyl) oxy) cinnamic acid

수산화나트륨(NaOH) 4.4g을 증류수 20ml에 녹인 용액을 4-하이드록시신나믹 산 (4-hydroxy cinnamic acid) 7.5 g이 녹아있는 메탄올 용액에 넣고 요오드화칼륨 0.02g을 첨가하였다. 여기에 6-브로모-1-헥산올(6-Bromo-1-hexanol) 10.0g을 천천히 적가하여 65℃에서 24시간 동안 반응시켰으며, 증류수 100ml를 넣어 반응을 종결시켰다. 상온으로 냉각시킨 후 10% HCl 수용액을 첨가하여 생기는 침전물을 여과하여 4-((6-하이드록시헥실)옥시)신나믹산 9.5g을 얻었다(수율: 60 %).A solution of 4.4 g of sodium hydroxide (NaOH) in 20 ml of distilled water was added to a methanol solution in which 7.5 g of 4-hydroxy cinnamic acid was dissolved, and 0.02 g of potassium iodide was added thereto. 10.0 g of 6-bromo-1-hexanol (6-Bromo-1-hexanol) was slowly added dropwise and reacted at 65 ° C. for 24 hours. 100 ml of distilled water was added to terminate the reaction. After cooling to room temperature, the precipitate formed by adding 10% aqueous HCl solution was filtered to obtain 9.5 g of 4-((6-hydroxyhexyl) oxy) cinnamic acid (yield: 60%).

참조예 5. 4-((6-(메타아크로일)옥시헥실)옥시)신나믹산 (4-((6-(Methacroyloxy)hexyl)oxy)cinnamic acid의 합성Reference Example 5. Synthesis of 4-((6- (Methacroyl) oxyhexyl) oxy) cinnamic acid (4-((6- (Methacroyloxy) hexyl) oxy) cinnamic acid

4-((6-하이드록시헥실)옥시)신나믹산 4.6g과 피리딘 4.4 ml를 넣은 디메틸포름아마이드(DMF) 30 ml에 메타아크릴로일 클로라이드(methacryloryl chloride) 5.9 ml를 천천히 적가한 후 다이메틸아미노피리딘 (dimethyl aminopyridine)을 소량 첨가하여 상온에서 24시간 교반시켰다. 반응 종결 후, 10% HCl 수용액을 첨가하여 생기는 침전물을 여과하고 메탄올에 재결정시켜 4-((6-(메타아크로일)옥시헥실)옥시)신나믹산 3g을 얻었다(수율: 50 %).5.9 ml of methacryloryl chloride was slowly added dropwise to 30 ml of dimethylformamide (DMF) containing 4.6 g of 4-((6-hydroxyhexyl) oxy) cinnamic acid and 4.4 ml of pyridine, followed by dimethylamino A small amount of pyridine (dimethyl aminopyridine) was added and stirred at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, the precipitate formed by adding 10% aqueous HCl solution was filtered and recrystallized in methanol to obtain 3 g of 4-((6- (methacryloyl) oxyhexyl) oxy) cinnamic acid (yield: 50%).

[실시예 1 ~ 3] 액정 배향제 합성, 액정 배향 용액 및 액정 셀 제조[Examples 1-3] Liquid crystal aligning agent synthesis, liquid crystal aligning solution, and liquid crystal cell manufacture

실시예 1Example 1

1-1. 액정 배향제 합성1-1. Liquid crystal aligning agent synthesis

상기 참조예 2에서 제조된 4,4'-(세바코일다이옥시)다이신나믹산 2.6g에 디오닐클로라이드 (thionyl chloride) 5 ml와 디메틸포름아마이드 (dimethyl formamide, DMF) 0.5 ml를 첨가한 후 5시간 동안 끓였다. 반응 후 남은 디오닐클로라이드는 감압 증류하여 고체형의 4,4'-(세바코일다이옥시)다이신나밀 클로라이드 (4,4'-(sebacoyldioxy)-dicinnamoyl chloride)를 얻었다. 여기에 피리딘 20 ml와 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트 (2-hydroxyethyl methacylate) 3.84 ml를 첨가한 후 상온에서 2일 동안 교반하였다. 반응 종결 후 과량의 피리딘을 감압하여 제거하고 반응물은 디클로로메탄에 녹인 후 증류수로 세정하였다. 유기용액은 농축 후 실리카겔 (silica-gel)을 이용한 크로마토그래프로 정제하여 상기 화학식 2로 표기되는 화합물 1.9g을 수득하였다.To 2.6 g of 4,4 '-(sebacoyldioxy) dicinnamic acid prepared in Reference Example 2, 5 ml of thionyl chloride and 0.5 ml of dimethyl formamide (DMF) were added thereto. Boil for an hour. Dionyl chloride remaining after the reaction was distilled under reduced pressure to obtain a solid 4,4 '-(sebacoyldioxy) diicinnamil chloride (4,4'-(sebacoyldioxy) -dicinnamoyl chloride). 20 ml of pyridine and 3.84 ml of 2-hydroxyethyl methacrylate were added thereto, followed by stirring at room temperature for 2 days. After completion of the reaction, excess pyridine was removed under reduced pressure, and the reaction product was dissolved in dichloromethane and washed with distilled water. The organic solution was concentrated and purified by chromatography using silica gel (silica-gel) to obtain 1.9 g of the compound represented by Chemical Formula 2.

Figure 112005028566758-pat00006
Figure 112005028566758-pat00006

1-2. 액정 배향 용액(1) 제조1-2. Manufacture of liquid crystal aligning solution (1)

상기 실시예 1-1에서 합성된 배향 물질에 광 개시제 (Irgacure 369)를 5 중량% 첨가한 후 N-메틸피롤리돈과 부틸셀로솔브의 혼합용액에 녹여서 불휘발분의 농도를 5 % 농도로 하고 이것을 0.2 ㎛의 필터에 여과하여 사용하였다.5 wt% of a photoinitiator (Irgacure 369) was added to the alignment material synthesized in Example 1-1, and then dissolved in a mixed solution of N-methylpyrrolidone and butyl cellosolve to adjust the concentration of non-volatile content to 5%. It was used by filtration through a 0.2 ㎛ filter.

1-3. 액정 배향 용액(2) 제조1-3. Manufacture of liquid crystal aligning solution (2)

상기 실시예 1-1에서 합성된 배향 물질과 멀티크로스링커(multi-cross linker)인 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 (dipentaerythritol hexaacrylate)를 20 중량% 첨가하고 여기에 광개시제 (Irgacure 369)를 5 중량% 첨가한 후 N-메틸피롤리돈과 부틸셀로솔브의 혼합용액에 녹여서 불휘발분의 농도를 5% 농도로 하여 이것을 0.2 ㎛의 필터에 여과하여 사용하였다.20 wt% of the orientation material synthesized in Example 1-1 and dipentaerythritol hexaacrylate, which is a multi-cross linker, are added thereto, and 5 wt% of the photoinitiator (Irgacure 369) is added thereto. After addition, the solution was dissolved in a mixed solution of N-methylpyrrolidone and butyl cellosolve, and the concentration of nonvolatile matter was 5%, which was used by filtration through a 0.2 µm filter.

1-4. 액정 배향 용액(1), (2)을 이용한 액정셀 제조1-4. Manufacture of liquid crystal cell using liquid crystal aligning solution (1), (2)

상기 실시예 1-2 및 1-3에서 제조된 액정배향 용액을 각각 인듐틴옥사이드(ITO) 전극이 도포된 유리기판 위에 80 nm의 두께로 코팅한 후 이 배향제가 도포된 유리 기판을 150℃에서 30분간 건조하여 용매를 제거하였다. 액정 배향제가 도포된 면을 자외선에 대하여 수직(0도)과 30도의 경사각으로 5초에서 5분간 자외선을 조사하여 광반응을 유도하였다. 광반응이 유도된 두개의 유리 기판 중 하나에는 볼 스페이서가 함유된 광반응성 접착제 끝부분에 도포한 후 나머지 한 개의 유리기판을 합착하여 접착제가 도포된 부분만 자외선을 조사하여 셀을 접합시켰다. 완성된 셀에 액정을 주입하고 100℃에서 5 분 동안 열처리한 후 액정 셀을 완성하였다. The liquid crystal alignment solutions prepared in Examples 1-2 and 1-3 were coated on a glass substrate coated with an indium tin oxide (ITO) electrode at a thickness of 80 nm, and the glass substrate coated with the alignment agent was then heated at 150 ° C. Drying for 30 minutes removes the solvent. The surface to which the liquid crystal aligning agent was applied was irradiated with ultraviolet rays for 5 seconds to 5 minutes at an inclination angle of 0 degrees and 30 degrees perpendicular to the ultraviolet rays to induce a photoreaction. One of the two glass substrates induced the photoreaction was applied to the end of the photoreactive adhesive containing the ball spacer, and then the other glass substrate was bonded to each other by irradiating UV light only to the portion where the adhesive was applied. After injecting the liquid crystal into the completed cell and heat treatment at 100 ℃ for 5 minutes to complete the liquid crystal cell.

실시예 2Example 2

상기 참조예 3에서 제조된 4,4'-(다이((6-하이드록시헥실)옥시))바이페닐 0.73g과 4-((6-(메타아크로일)옥시헥실)옥시)신나믹산 1.5g을 디메틸포름아미드 25 ml에 용해시킨 후 여기에 다이메틸아미노프로필에틸카르보다이이미드 (1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide) 1.15g과 하이드록시벤조트리아졸 (1-hydroxybeaotrizole) 0.76g을 넣고 트리에틸아민 (triethylamine) 1.15 ml를 첨가하여 상온에서 24시간 반응시켰다. 증류수를 넣어 반응을 종결시킨 후 30분 동안 교반시키고 침전물을 여과하여 메탄올로 여러 번 세척하였다. 이 여과물을 메틸렌클로라이드/노말-헥산 조건에서 재결정하여 상기 화학식 3으로 표기되는 화합물 1.0g을 수득하였다(수율: 40 %).0.73 g of 4,4 '-(di ((6-hydroxyhexyl) oxy)) biphenyl prepared in Reference Example 3 and 1.5 g of 4-((6- (methacroyl) oxyhexyl) oxy) cinnamic acid Was dissolved in 25 ml of dimethylformamide, and then 1.15 g of 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide and 0.76 g of hydroxybenzootrizole were added thereto. Triethylamine (15.15 ml) was added thereto and reacted at room temperature for 24 hours. Distilled water was added to terminate the reaction, stirred for 30 minutes, and the precipitate was filtered and washed several times with methanol. The filtrate was recrystallized under methylene chloride / normal-hexane conditions to give the compound represented by Chemical Formula 3. 1.0 g was obtained (yield: 40%).

실시예 1-1에서 제조된 액정 배향제 대신 실시예 2에서 제조된 상기 화학식 3의 액정 배향제를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-2 내지 실시예 1-4와 동일한 방법을 수행하여 액정 배향 용액 및 액정셀을 제조하였다.Except for using the liquid crystal aligning agent of Formula 3 prepared in Example 2 instead of the liquid crystal aligning agent prepared in Example 1-1, the same method as in Example 1-2 to Example 1-4 was performed A liquid crystal aligning solution and a liquid crystal cell were prepared.

실시예 3Example 3

1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-tert-부틸페닐)부탄 0.46g과 상기 참조예 5에서 제조된 4-((6-(메타아크로일)옥시헥실)옥시)신나믹산 1 g을 디메틸포름아마이드 20ml에 용해시킨 후, 여기에 다이메틸아미노프로필에틸카르보다이이미드 0.77g과 하이드록시벤조트리아졸 0.51g을 넣고 트리에틸아민 0.8 ml를 첨가하여 상온에서 24시간 반응시켰다. 증류수를 넣어 반응을 종결시킨 후 30분 동안 교반시키고 침전물을 여과하여 메탄올로 여러 번 세척하였다. 이 여과물을 메틸렌클로라이드/노말-헥산 조건에서 재결정하여 상기 화학식 4로 표기되는 화합물 0.8 g을 수득하였다(수율: 70 %).0.46 g of 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane and 4-((6- (methacryloyl) oxyhexyl) oxy prepared in Reference Example 5 above After dissolving 1 g of cinnamic acid in 20 ml of dimethylformamide, 0.77 g of dimethylaminopropylethylcarbodiimide and 0.51 g of hydroxybenzotriazole were added thereto, and 0.8 ml of triethylamine was added thereto at room temperature for 24 hours. Reacted. Distilled water was added to terminate the reaction, stirred for 30 minutes, and the precipitate was filtered and washed several times with methanol. This filtrate was recrystallized under methylene chloride / normal-hexane conditions to give 0.8 g of the compound represented by the formula (4) (yield: 70%).

실시예 1-1에서 제조된 액정 배향제 대신 실시예 3에서 제조된 상기 화학식 4의 액정 배향제를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-2 내지 실시예 1-4와 동일한 방법을 수행하여 액정 배향 용액 및 액정셀을 제조하였다.Except for using the liquid crystal aligning agent of Formula 4 prepared in Example 3 instead of the liquid crystal aligning agent prepared in Example 1-1, the same method as in Example 1-2 to Example 1-4 A liquid crystal aligning solution and a liquid crystal cell were prepared.

Figure 112005028566758-pat00007
Figure 112005028566758-pat00007

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 제조된 액정 배향제 대신 종래 잘 알려진 고분자 광배향 제인 폴리바이닐 시나메이트 (polyvinyl cinnamate)를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-2 내지 실시예 1-4와 동일한 방법에 따라 액정 배향 용액 및 액정셀을 제조하였다.According to the same method as Example 1-2 to Example 1-4, except that polyvinyl cinnamate, which is a well-known polymer photoalignment agent, is used instead of the liquid crystal aligning agent prepared in Example 1 A liquid crystal aligning solution and a liquid crystal cell were prepared.

실험예 1. 액정셀의 배향성 평가Experimental Example 1. Evaluation of the orientation of the liquid crystal cell

본 발명에 따른 액정 배향제를 사용하여 제조된 액정셀의 배향 상태 평가를 확인하고자, 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm the evaluation of the alignment state of the liquid crystal cell manufactured using the liquid crystal aligning agent according to the present invention, the following experiment was performed.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 액정셀을 사용하였으며, 각 액정셀을 편광 방향이 직교하는 2장의 편광판 사이에 두고 명암 상태를 구분함으로써 이들의 배향 상태를 확인하였다.The liquid crystal cells prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were used, and their alignment states were confirmed by distinguishing the contrast states between each liquid crystal cell between two polarizing plates having perpendicular polarization directions.

실험 결과, 본 발명의 액정 배향제를 사용한 액정셀과 고분자형 재료를 사용한 비교예 1의 액정셀 모두 우수한 배향 상태를 나타내었다(도 2 참조). As a result of the experiment, both the liquid crystal cell using the liquid crystal aligning agent of this invention and the liquid crystal cell of the comparative example 1 using a polymeric material showed the excellent orientation state (refer FIG. 2).

실험예 2. 액정셀의 열안정성 평가Experimental Example 2 Evaluation of Thermal Stability of Liquid Crystal Cell

본 발명에 따른 액정 배향제를 사용하여 제조된 액정셀의 열안정성을 확인하고자, 하기와 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm the thermal stability of the liquid crystal cell manufactured using the liquid crystal aligning agent according to the present invention, the following experiment was performed.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1에 따른 액정셀의 제조 공정상에서 액정을 주입하기 전에 200℃ 온도에서 방치한 후 이를 상온에서 식히고 액정을 주입하였으며, 이후 이들의 배향 상태를 확인하였다.In the manufacturing process of the liquid crystal cell according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the mixture was left at 200 ° C. before cooling the liquid crystal, cooled at room temperature, and then injected with liquid crystal.

실험 결과, 고분자형 재료를 사용한 비교예 1의 액정셀은 초기 배향 상태가 무너졌으며, 거의 배향되지 않음을 확인할 수 있었다(도 3 참조). 이에 비해, 본 발명의 액정 배향제를 사용한 실시예 1 내지 3의 액정셀은 초기와 마찬가지로 우수 한 배향 상태를 보여주었으며, 특히 장시간 열안정성 테스트를 거친 경우에도 우수한 배향상태가 유지됨을 확인할 수 있었다(도 3 참조). As a result, it was confirmed that the liquid crystal cell of Comparative Example 1 using the polymer material had an initial alignment state collapsed and hardly oriented (see FIG. 3). In contrast, the liquid crystal cells of Examples 1 to 3 using the liquid crystal aligning agent of the present invention showed an excellent alignment state as in the initial stage, and in particular, even after a long time thermal stability test, it was confirmed that the excellent alignment state was maintained ( 3).

본 발명의 저분자형 액정배향제는 액정에 대한 우수한 배향 상태를 나타낼 뿐 아니라 탁월한 열적 안정성을 동시에 구현할 수 있다. The low molecular liquid crystal aligning agent of the present invention not only exhibits an excellent alignment state with respect to the liquid crystal, but can also realize excellent thermal stability at the same time.

Claims (14)

광반응기(A)-연결기(B)-광중합 치환기(C)를 포함하며, 하기 일반식 (Ⅰ)로 표기되는 기본 구조를 포함하는 액정 배향제로서, A liquid crystal aligning agent comprising a photoreactor (A) -linking group (B) -photopolymerization substituent (C) and containing a basic structure represented by the following general formula (I), 상기 액정 배향제는 광조사에 의해 아크릴기, 메타아크릴기 또는 이들 모두가 광중합반응을 일으켜서 가교(cross-link)된 고분자 막을 형성함과 동시에 광반응기가 광배향 기능을 발현시키는 것을 특징으로 하는 액정 배향제:The liquid crystal aligning agent is characterized in that the acrylic group, the methacryl group, or both of them are photopolymerized by light irradiation to form a cross-linked polymer film and the photoreactor expresses the photo-alignment function. Alignment agent:
Figure 112008040956398-pat00019
(Ⅰ)
Figure 112008040956398-pat00019
(Ⅰ)
(상기 식에서, (Wherein 광반응기(A)는 하나 이상의 광이방성을 나타내는 광반응기이며, Photoreactor (A) is a photoreactor exhibiting at least one optical anisotropy, 광중합 치환기(C)는 2개 이상의 광중합 가능한 아크릴기, 메타아크릴기 또는 이들 모두를 포함하는 치환기이며, Photopolymerization substituent (C) is a substituent containing two or more photopolymerizable acrylic groups, methacryl groups, or both, 연결기(B)는 질소(N) 또는 황(S)으로 치환 또는 비치환된 에테르(ether), 에스테르(ester), 아미드(amide)의 연결기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬 및 탄소수 5 내지 18의 알릴(aryl)기로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상이고;The linking group (B) is alkyl having 1 to 20 carbon atoms having 3 to 18 carbon atoms and having 3 to 18 carbon atoms having a linking group of ether, ester or amide substituted or unsubstituted with nitrogen (N) or sulfur (S). At least one selected from the group consisting of cycloalkyl and allyl groups having 5 to 18 carbon atoms; n은 2 내지 6 사이의 정수임).n is an integer between 2 and 6).
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 광반응기(A)는 아조벤젠(azobenzene), 스틸벤젠, 쿠마린(cumarine), 찰콘(chalcone) 및 시나메이트(cinnamate)로 구성된 군으로부터 선택된 광반응기인 것을 특징으로 하는 액정 배향제.The liquid crystal alignment of claim 1, wherein the photoreactor A is a photoreactor selected from the group consisting of azobenzene, stilbenzene, cumarine, chalcone and cinnamate. My. 제 1항에 있어서, 상기 연결기(B)는 적어도 1 내지 5개의 탄소가 N 또는 S로 치환된 에테르, 에스테르, 아미드의 연결기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬 및 탄소수 5 내지 18의 아릴(aryl)기인 액정 배향제.The method of claim 1, wherein the linking group (B) is an alkyl having 1 to 20 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 18 carbon atoms and carbon atoms having a linking group of ether, ester, and amide in which at least 1 to 5 carbons are substituted with N or S. A liquid crystal aligning agent which is an aryl group of 5-18. 제 1항에 있어서, 상기 액정 배향제는 The method of claim 1, wherein the liquid crystal aligning agent
Figure 112005028566758-pat00009
,
Figure 112005028566758-pat00009
,
Figure 112005028566758-pat00010
또는
Figure 112005028566758-pat00011
인 액정 배향제.
Figure 112005028566758-pat00010
or
Figure 112005028566758-pat00011
Phosphorus liquid crystal aligning agent.
제 1항에 있어서, 상기 액정 배향제의 분자량은 300 내지 5,000 범위인것을 특징으로 하는 액정 배향제.The liquid crystal aligning agent according to claim 1, wherein the molecular weight of the liquid crystal aligning agent is in the range of 300 to 5,000. 삭제delete 제 1항 및 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 액정 배향제를 포함하는 액 정배향막용 조성물.The liquid aligning film composition containing the liquid crystal aligning agent of any one of Claims 1 and 3-6. 제 8항에 있어서, 상기 액정배향막용 조성물은 광개시제(photo initiator),멀티크로스링커(multi-cross linker) 또는 광개시제와 멀티크로스링커를 포함하는 조성물.The composition of claim 8, wherein the liquid crystal alignment film composition comprises a photo initiator, a multi-cross linker, or a photoinitiator and a multicross linker. 제 9항에 있어서, 상기 광개시제의 함량은 액정배향막용 조성물 100 중량% 당 0 내지 20 중량% 범위인 조성물.The composition of claim 9, wherein the content of the photoinitiator is in a range of 0 to 20 wt% per 100 wt% of the liquid crystal alignment film composition. 제 9항에 있어서, 상기 멀티크로스링커(multi-cross linker)는 하기 일반식 (Ⅱ)로 표기되는 것을 특징으로 하는 조성물:The composition of claim 9, wherein the multi-cross linker is represented by the following general formula (II):
Figure 112005028566758-pat00012
(Ⅱ)
Figure 112005028566758-pat00012
(Ⅱ)
상기 식에서,Where D는 질소 또는 황으로 치환 또는 비치환된 에테르(ether), 에스테르(ester), 아미드(amide)의 연결기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 3 내지 18의 시클로알킬 및 탄소수 5 내지 18의 아릴(aryl)기로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 연결기이며; D is alkyl having 1 to 20 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 18 carbon atoms and aryl having 5 to 18 carbon atoms having a linkage of ether, ester, amide substituted or unsubstituted with nitrogen or sulfur with an aryl group At least one linker selected from the group consisting of; E는 아크릴기 또는 메타아크릴기이며, E is an acryl group or a methacryl group, m은 2 내지 10 사이의 정수이다.m is an integer between 2 and 10.
제 9항에 있어서, 상기 멀티크로스링커의 함량은 액정배향막용 조성물 100 중량% 당 0 내지 50중량% 범위인 조성물.The composition of claim 9, wherein the content of the multicross linker is in the range of 0 to 50 wt% per 100 wt% of the liquid crystal alignment film composition. 제 8항의 액정배향막용 조성물을 이용하여 제조된 액정배향막을 포함하는 액정 표시 소자.A liquid crystal display device comprising a liquid crystal alignment film manufactured using the composition for liquid crystal alignment film of claim 8. 하기 화학식 2, 화학식 3 또는 화학식 4로 표기되는 화합물.The compound represented by the following formula (2), (3) or (4). [화학식 2][Formula 2]
Figure 112005028566758-pat00013
,
Figure 112005028566758-pat00013
,
[화학식 3][Formula 3]
Figure 112005028566758-pat00014
Figure 112005028566758-pat00014
[화학식 4][Formula 4]
Figure 112005028566758-pat00015
Figure 112005028566758-pat00015
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