KR100927703B1 - 액정 광배향제, 이를 포함하는 액정 광배향막, 및 이를포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알콕시 실란 화합물을 중합하여 제조한 폴리실록산 중합체 및 하기 화학식 4로 표시되는 폴리이미드 광중합체를 포함하는 액정 광배향제를 제공한다.
[화학식 1]
Si(R1)4
[화학식 2]
Si(R2)4
[화학식 3]
(R4)3Si-(R3)n-Si(R4)3
[화학식 4]
Figure 112007089030731-pat00001
상기 R1 내지 R6에 대한 정의는 명세서의 상세한 설명에 기재된 바와 같다. 상기 액정 광배향제는 수명이 길고, 선경사각의 유지가 안정되고, 잔상 특성이 개선되고, 액정 배향성 및 내화학성 등이 우수하다.
Figure R1020070128367
액정광배향막, 액정광배향제, 폴리실록산, 광배향제, 잔상, 선경사각, 전압보전율, 배향안정성, 광배향성

Description

액정 광배향제, 이를 포함하는 액정 광배향막, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{PHOTOALIGNMENT AGENT OF LIQUID CRYSTAL, PHOTOALIGNMENT FILM OF LIQUID CRYSTAL INCLUDING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치에 사용하는 액정 광배향제, 이를 포함하는 액정 광배향막, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수명이 길고, 선경사각의 유지가 안정되고, 잔상 특성이 개선되고, 액정 배향성 및 내화학성 등이 우수한 액정 광배향제에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD)는 액정 배향막을 사용한다. 상기 액정 배향막으로는 주로 고분자 물질을 사용한다. 상기 액정 배향막은 액정 분자의 배열에 방향자(director) 역할을 하여 전기장(electric field)에 의해 액정이 움직여서 화상을 형성할 때, 적당한 방향을 잡도록 해준다. 일반적으로 액정 표시 장치에서 균일한 휘도(brightness)와 높은 명암비(contrast ratio)를 얻기 위해서는 액정을 균일하게 배향하는 것이 필수적이다.
종래에는 액정을 배향시키는 통상적인 방법으로, 유리 등의 기판에 폴리이미드와 같은 고분자 막을 도포하고, 이 표면을 나일론이나 폴리에스테르 같은 섬유로 일정한 방향으로 문지르는 러빙(rubbing) 방법을 이용하였다. 그러나 러빙 방법은 섬유질과 고분자막이 마찰될 때 미세한 먼지나 정전기(electrostatic discharge: ESD)가 발생할 수 있어, 액정 패널 제조시 심각한 문제점을 야기시킬 수 있다.
상기 러빙 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 마찰이 아닌 광조사에 의해 고분자 막에 이방성(비등방성, anisotropy)을 유도하고, 이를 이용하여 액정을 배열하고자 하는 광배향법이 연구되고 있다.
상기 광배향법에 사용될 수 있는 재료로는 아조벤젠(azobenzene), 쿠마린(cumarine), 칼콘(chalcone), 신나메이트(cinnamate)와 같은 광기능성기를 함유하는 고분자들이 개발되었다. 이러한 고분자들은 편광된 광 조사에 의해 광이성화나 광가교화 등의 반응이 비등방적으로 일어나고, 이에 의해 고분자 표면에 이방성이 생성되어 액정의 분자배열을 한 방향으로 유도하게 된다.
이러한 액정 배향막 재료들을 실질적으로 액정 표시 장치에 적용하기 위해서는 광학적 안정성과 열적 안정성이 우수하고, 잔상이 없어야 한다. 그러나, 기존에 알려진 광배향 재료들은 이러한 면에서 많은 문제점을 나타내고 있다.
한편, 종래의 액정 광배향막 재료는 대부분 고분자형으로서, 고분자 주쇄에 사이드(side) 그룹으로 아조벤젠이나 신나메이트와 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 안정성, 광학적 안정성, 및 전기 광학적 특성에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 목적은 잔상과 관련된 신뢰성이 우수하고, 수직 배향력이 안정되고, 액정 배향성이 우수하고, 원 드랍 필링(one drop filling, ODF)방식의 액정 적하에 의해 수직 배향력이 저하되지 않고, 공정조건의 변화에 안정한 광시야각용 액정 광배향제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정 광배향제를 포함하는 액정 광배향막을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 액정 광배향막을 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 평균적 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알콕시 실란 화합물을 중합하여 제조한 폴리실록산 중합체 및 하기 화학식 4로 표시되는 폴리이미드 광중합체를 포함하는 액정 광배향제를 제공한다.
[화학식 1]
Si(R1)4
(상기 화학식 1에서,
상기 4개의 R1는 각각 독립적으로 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이다)
[화학식 2]
Si(R2)4
(상기 화학식 2에서,
상기 4개의 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기, 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 4개의 R2 중에서 1 또는 2개는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 2 또는 3개는 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된다)
[화학식 3]
(R4)3Si-(R3)n-Si(R4)3
(상기 화학식 3에서,
상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기 또는 플루오르알킬렌기, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 플루오르아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 0 내지 8의 정수이고,
상기 6개의 R4는 각각 독립적으로 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이다)
[화학식 4]
Figure 112007089030731-pat00002
(상기 화학식 4에서,
상기 R5는 지방족 고리형 산이무수물, 및 방향족 산이무수물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 산이무수물로부터 유도된 4가의 유기기이고,
상기 R6는 쿠마린(cumarine)계 광디아민, 칼콘(chalcone)계 광디아민, 및 신나메이트(cinnamate)계 광디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 광디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이다)
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기 액정 광배향제를 기판에 도포하여 제조한 액정 광배향막을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면 상기 액정 광배향막을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 액정 광배향제는 광학적 안정성 및 열적 안정성이 우수하고, 잔상과 관련된 신뢰성이 우수하다. 특히, 상기 액정 광배향제는 수명이 길고, 선경사각 유지가 안정되고, 잔상 특성이 개선되고, 액정 배향성 및 내화학성 등이 우수하여 액정 표시 장치(LCD)의 표시품질을 높일 수 있어, LCD TV용 액정 광배향제로 사용하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 액정 광배향막은 LCD 패널 제조공정 중 액정 적하 또는 세정 등의 공정에 의해 배향막 특성이 저하되지 않는다.
이하, 본 발명의 일 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알콕시 실란 화합물을 중합하여 제조한 폴리실록산 중합체 및 하기 화학식 4로 표시되는 폴리이미드 광중합체 를 포함하는 액정 광배향제를 제공한다.
[화학식 1]
Si(R1)4
(상기 화학식 1에서,
상기 4개의 R1는 각각 독립적으로 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이다)
[화학식 2]
Si(R2)4
(상기 화학식 2에서,
상기 4개의 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기, 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 4개의 R2 중에서 1 또는 2개는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 2 또는 3개는 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된다)
[화학식 3]
(R4)3Si-(R3)n-Si(R4)3
(상기 화학식 3에서,
상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기 또는 플루오르알킬렌기, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 플루오르아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 0 내지 8의 정수이고,
상기 6개의 R4는 각각 독립적으로 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이다)
[화학식 4]
Figure 112007089030731-pat00003
(상기 화학식 4에서,
상기 R5는 지방족 고리형 산이무수물, 및 방향족 산이무수물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 산이무수물로부터 유도된 4가의 유기기이고,
상기 R6는 쿠마린(cumarine)계 광디아민, 칼콘(chalcone)계 광디아민, 및 신나메이트(cinnamate)계 광디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 광디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이다)
본 명세서에서 치환된이란, 특별한 정의가 없는 한 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 헤테로란, 특별한 정의가 없는 한 탄소 원자가 N, O, S, 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.
상기 화학식 1 에서 상기 알콕시기는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 또는 펜톡시기 등의 탄소수 1 내지 5의 알콕시기인 것이 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 알콕시 실란 화합물의 바람직한 예는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 또는 테트라부톡시실란 등을 들 수 있고, 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란을 더욱 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 화합물들을 둘 이상의 혼합물로서 조합하여 사용할 수도 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 테트라 알콕시 실란으로 폴리실록산을 중합하면 중합체의 가교정도가 조밀하고 안정하게 되어 배향막의 신뢰성을 크게 높일 수 있 어, 되도록 높은 함량을 중합체에 도입하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 테트라 알콕시 실란을 높은 함량으로 포함하는 경우 배향막의 내화학성-내용제성이 높아져서 스트리퍼 용제에 불용성이 되어 재작업을 불가능하게 하는 단점이 있다.
화학식 2에서 상기 4개의 R2 중에서 1개는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 3개는 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된다. 또는, 상기 4개의 R2 중에서 2개는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 2개는 각각 독립적으로 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 R2가 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기인 경우, 상기 알킬기는 탄소수 6 내지 20의 장쇄 알킬기인 것이 더욱 바람직하다.
상기 비치환된 알킬기로는 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 도데실기, 헥사데실기, 또는 옥타데실기 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 플루오르알킬기로는 트리플루오로프로필기, 헵타플루오로펜틸기, 헵타플루오로이소펜틸기, 트리데카플루오로옥틸기, 또는 헵타데카플루오로데실기 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 알콕시 실란의 바람직한 예로는 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 헵틸트리메톡시실란, 헵틸트리에톡시실란, 옥틸트리메톡 시실란, 옥틸트리에톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 도데실트리에톡시실란, 헥사데실트리메톡실란, 헥사데실트리에톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 또는 옥타데실트리에톡시실란 등과 같은 비치환 알킬트리알콕시 실란을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 알콕시 실란의 바람직한 예로는 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 헵타플루오로펜틸트리메톡시실란, 헵타플루오로펜틸트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 또는 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란 등과 같은 플루오로 알킬 트리알콕시 실란을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 장쇄 알킬기를 가진 트리알콕시 실란은 액정의 배향 및 선경사각을 결정하는 핵심 기능을 담당하나 적절량 이상 사용하게 되면 배향막의 전기적인 특성과 신뢰성이 저하되는 단점이 있으므로, 액정 배향 특성을 해치지 않는 범위에서 사용량을 최소화 하는 것이 바람직하다.
상기 화학식 3 에서 상기 알콕시기는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 또는 펜톡시기 등의 탄소수 1 내지 5의 알콕시기인 것이 바람직하다.
상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기 또는 플루오르알킬렌기, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 플루오르아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 0 내지 8의 정수인 것이 바람직하다. 상기 R3는 메틸렌기 또는 페 닐렌기인 것이 더욱 바람직하다.
상기 화학식 3으로 표시되는 알콕시 실란 화합물의 바람직한 예로는 헥사 메톡시 디실란, 비스 트리메톡시 디실릴 메탄, 비스 트리메톡시 디실릴 에탄, 비스 트리메톡시 디실릴 프로판, 비스 트리메톡시 디실릴 부탄, 비스 트리메톡시 디실릴 펜탄, 비스 트리메톡시 디실릴 헥산, 비스 트리메톡시 디실릴 헵탄, 비스 트리메톡시 디실릴 옥탄, 비스 트리에톡시 디실릴 메탄, 비스 트리에톡시 디실릴 에탄, 비스 트리에톡시 디실릴 프로판, 비스 트리에톡시 디실릴 부탄, 비스 트리에톡시 디실릴 펜탄, 비스 트리에톡시 디실릴 헥산, 비스 트리에톡시 디실릴 헵탄, 비스 트리에톡시 디실릴 옥탄, 비스 트리에톡시 디실릴 벤젠 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 화학식 4로 표시되는 폴리이미드 광중합체는 한 종 이상의 광디아민과 지방족 고리형 산이무수물, 방향족 산이무수물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 산이무수물로부터 합성할 수 있다. 상기 광디아민과 산이무수물을 공중합하여 폴리이미드 광중합체를 제조하는 방법은 당해 기술 분야에서 잘 알려진 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 폴리이미드 광중합체 제조시 사용되는 지방족 고리형 산이무수물로는 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산이무수물(CBDA), 5-(2,5-디옥소테트라히드로퓨릴)-3-메틸시클로헥센-1,2-디카르복실산무수물(DOCDA), 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실산이무수물(BODA), 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산이무수물(CPDA), 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산이무수물(CHDA), 1,2,4-트리카르복 시-3-메틸카르복시 시클로펜탄이무수물, 1,2,3,4-테트라카르복시 시클로펜탄이무수물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 지방족 고리형 산이무수물로부터 유도되는 4가의 유기기는 하기 화학식 5 내지 9로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7]
Figure 112007089030731-pat00004
Figure 112007089030731-pat00005
Figure 112007089030731-pat00006
[화학식 8] [화학식 9]
Figure 112007089030731-pat00007
Figure 112007089030731-pat00008
(상기 화학식 5 내지 9에서,
상기 R10는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n10은 0 내지 3의 정수이고,
상기 R11 내지 R17은 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이다)
상기 폴리이미드 광중합체 제조시 사용되는 방향족 산이무수물로는 피로멜리트산이무수물(PMDA), 비프탈산이무수물(BPDA), 옥시디프탈산이무수물(ODPA), 벤조페논테트라카르복시산이무수물(BTDA), 헥사플루오르이소프로필리덴디프탈산이무수물(6-FDA), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 방향족 산이무수물로부터 유도되는 4가의 유기기는 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물, 화학식 11로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 10] [화학식 11]
Figure 112007089030731-pat00009
Figure 112007089030731-pat00010
(상기 화학식 10, 및 화학식 11에서,
상기 R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R24, 및 R25는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n24, 및 n25는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
상기 R23는 O, CO, C(CF3)2와 같은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n23는 0 또는 1의 정수이다)
상기 광디아민은 쿠마린계 광디아민, 칼콘계 광디아민, 신나메이트계 광디아 민, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 신나메이트계 광디아민으로는 하기 화학식 12로 표시되는 화합물, 하기 화학식 13으로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 화합물을 바람직하게 사용할 수 있고, 상기 칼콘계 광디아민으로는 하기 화학식 14로 표시되는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있고, 상기 쿠마린계 광디아민으로는 하기 화학식 15으로 표시되는 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 12]
Figure 112007089030731-pat00011
(상기 화학식 12에서,
상기 R71은 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R72은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n72는 0 내지 3의 정수이다)
[화학식 13]
Figure 112007089030731-pat00012
(상기 화학식 13에서,
상기 R77은 방향족 디아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 선형 또는 분지형 알킬렌기를 포함하는 디아민기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R77에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, 및 -O-CO-O-(여기서, R'는 수소 원자, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하 나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬렌기이고,
상기 R74는 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n74는 0 내지 4의 정수이고,
상기 R75, 및 R76는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R75, 및 R76에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 헤테로 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고,
상기 R73는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴(alkylaryl)기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또 는 비치환된 나프틸기, 및 치환 또는 비치환된 페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R73에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고,
상기 R73에서 상기 치환된 알킬아릴기는 상기 알킬아릴기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬아릴기이다)
[화학식 14]
Figure 112007089030731-pat00013
(상기 화학식 14에서,
상기 R81은 방향족 디아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 선형 또는 분지형 알킬렌기로 치환된 디아민기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R81에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환기된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, 및 -O-CO-O-(여기서, R'는 수소 원자, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬렌기이고,
상기 R82, 및 R85는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n82, 및 n85는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
상기 R83, 및 R84는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R83, 및 R84에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고,
상기 R86는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴(alkylaryl)기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 및 치환 또는 비치환된 페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R86에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고
상기 R86에서 상기 치환된 알킬아릴기는 상기 알킬아릴기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬아릴기이다)
[화학식 15]
Figure 112007089030731-pat00014
(상기 화학식 15에서,
상기 R91은 방향족 디아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 선형 또는 분지형 알킬렌기로 치환된 디아민기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R91에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환기된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, 및 -O-CO-O-(여기서, R'는 수소 원자, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내 지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬렌기이고,
상기 R92는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n92는 0 내지 4의 정수이고,
상기 R93, 및 R94는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
상기 R93, 및 R94에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이다)
상기 액정 광배향제는 고형분 전체를 기준으로 상기 폴리실록산을 5 내지 99.9 중량%, 및 상기 폴리이미드 광중합체를 0.1 내지 95 중량%로 포함하는 것이 바람직하고, 상기 폴리실록산을 50 내지 95 중량%, 및 상기 폴리이미드 광중합체를 0.1 내지 50 중량%로 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 폴리실록산 및 폴리이미드 광중합체의 함량이 상기 범위 내인 경우, 잔상 특성 개선 효과가 우수하여 바람직하다.
상기 폴리실록산은 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물을 단독으로 중합하여 제조할 수 있고, 2가지 이상을 중합시켜 제조할 수도 있다.
상기와 같이, 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물의 2 가지 이상을 중합시켜 폴리실록산을 제조하는 경우, 상기 폴리실록산은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1 내지 90 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 1 내지 90 중량부, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 1 내지 50 중량부로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종 이상의 알콕시 실란 화합물을 중합시켜 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기 액정 광배향제를 이용하여 제조된 액정 광배향막을 제공한다.
상기 액정 광배향막은 상기 액정 광배향제를 용매에 첨가하여 제조된 액정 광배향막 형성용 조성물을 기판에 도포하여 제조할 수 있다.
상기 용매는 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸 아세트아미드, N,N-디메틸 포름아마이드, 디메틸 설폭사이드, γ-부티로 락톤, 및 메타 크레졸, 페놀, 할로겐화 페놀 등의 페놀계 용매 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 용매는 빈용매인 알코올류, 케톤류, 에스테르류, 에테르류, 탄화수소류, 또는 할로겐화 탄화수소류를 상기 가용성 폴리이미드 중합체가 석출되지 않는 한도내에서 적정 비율로 더 포함한 것을 사용할 수 있다. 상기 빈용매들은 액정 광배향제의 표면에너지를 낮추어 도포시 퍼짐성과 평탄성을 좋게 해주기 때문이다.
상기 빈용매는 전체 용매에 대하여 1 내지 90 부피%의 범위에서 사용하는 것이 바람직하며, 1 내지 70 부피%의 범위에서 더욱 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 빈용매의 구체적인 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 시클로 헥사놀, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 트리에틸렌 글리콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 초산메틸, 초산에틸, 초산부틸, 수산 디에틸, 말론산 에스테르, 디에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 페닐 에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸에틸, 디에틸렌 글리콜 디메틸에틸, 디에틸렌클리콜 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에텔린 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논, 2-하이드록시 프로피온산 에틸, 2-하이드록시-2-메틸 프로피온산 에틸, 에톡시 초산 에틸, 하이드록시 초산 에틸, 2-하이드록시-3-메틸 부탄산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸, 메틸 메톡시 부탄올, 에틸 메톡시 부탄올, 메틸 에톡시 부탄올, 에틸 에톡시 부탄올, 테트라하이드로퓨란, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 1,4-디클로로 부탄, 트리 클로로 에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 들 수 있다.
상기 액정 광배향막 형성용 조성물에서 상기 용매의 함량은 특별히 정해지지는 않으나, 상기 액정 광배향제의 고형분이 1 내지 30중량%, 바람직하게는 3 내지 15중량%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10중량%가 되도록 사용한다. 상기 고형분의 함량이 1중량% 미만인 경우, 인쇄시에 기판 표면의 영향을 받아 막의 균일도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, 30중량%를 초과하는 경우에는 높은 점도에 의해 인쇄시 형성되는 막의 균일도 저하가 저하되고, 투과율이 하락되는 문제가 있을 수 있다.
상기 액정 광배향막 형성용 조성물은 신뢰성 및 전기광학특성 향상을 위하여 2 내지 4개의 에폭시 관능기를 가지는 에폭시 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 에폭시 화합물은 상기 액정 광배향제 100중량부에 대하여 0.01 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 1 내지 30중량부로 포함되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 에폭시 화합물의 함량이 50중량부를 초과하는 경우 기판에 도포시 인쇄성이나 평탄성을 저하시킬 수 있고, 0.01중량부 미만인 경우, 에폭시 화합물을 첨가하는 효과가 미미하다.
상기 에폭시 화합물의 구체적인 예로는 N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐메탄(TGDDM), N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐에탄, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐프로판, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐부탄, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노벤젠 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 액정 광배향막 형성용 조성물은 기판과의 접착력을 향상시키고, 평탄성 및 막코팅성을 향상시키기 위하여 실란커플링제 또는 계면활성제를 추가로 사용할 수 있다.
상기 액정 광배향막 형성용 조성물을 기판에 도포하여 액정 광배향막을 형성시킬 수 있다. 상기 액정 광배향막 형성용 조성물을 상기 기판에 도포하는 방법으로는, 스핀 코트법, 플렉소 인쇄법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 플렉소 인쇄법은 형성한 도막의 균일성이 우수하고, 대형화가 용이하기 때문에 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 기판으로는 투명성이 높은 기판이라면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있으며, 유리 기판, 또는 아크릴 기판이나 폴리카보네이트 기판 등의 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 또한, 액정 구동을 위한 ITO 전극 등이 형성된 기판을 사용하는 것이 제조 공정의 간소화의 관점에서 바람직하다.
상기 액정 광배향막 형성용 조성물은 도막의 균일성을 높이기 위해 기판에 균일하게 도포한 후, 실온 내지 200℃, 바람직하게는 30 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 40 내지 120℃ 에서 1 내지 100 분 동안 가건조를 실시하는 것이 바람직하다. 상기 가건조를 통하여, 액정 광배향막 형성용 조성물의 각 성분의 휘발도를 조정함으로써, 균일하고 편차가 없는 도막을 얻을 수 있다.
그 후, 다시 80 내지 300℃, 바람직하게는 120 내지 280℃의 온도에서 5 내지 300분 동안 소성을 실시하여 완전히 용매분을 증발시킴으로써, 액정 광배향막을 형성할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 형성된 액정 광배향막은 편광 자외선 조사에 의한 일축 배향 처리를 하거나, 또는 수직 배향막 등의 일부 용도에서는 일축 배향 처리를 하지 않고 액정 표시 장치에 사용된다.
상기 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 광배향막은 10mJ 내지 5000mJ의 에너지에서 0.1 내지 180분 동안 노광하여 일축 배향 처리를 할 수 있다. 상기와 같이 노광 강도를 줄이면서 일축 배향 처리를 하여 상기 폴리이미드 광중합체에 포함되어 있는 이중 결합을 완전히 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면 상기 액정 광배향막을 포함하는 표시 장치를 제공한다. 상기 표시 장치는 액정 표시 장치인 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치(1)는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200), 및 액정층(3)을 포함한다.
상기 하부 표시판(100)은 제1 기판(110)의 상면에 복수의 게이트선(gate line)(도시하지 않음) 및 복수의 유지 전극(storage electrode)(133)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다. 게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140), 복수의 반도체(154), 복수 쌍의 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165), 복수의 소스 전극(source electrode)(173), 및 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 차례로 형성되어 있다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전 극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이룬다.
반도체(154)의 노출된 부분, 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 게이트 절연막(140) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성된다. 보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다.
다음으로, 상부 표시판(200) 에 대하여 설명한다.
상부 표시판(200)은 제2 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 제2 기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며, 색필터(230) 위에 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 색필터(230)가 액정층(3)에 노출되는 것을 방지하고, 이러한 덮개막(250)은 생략할 수도 있다.
하부 표시판(100)의 화소 전극(191) 상부와 상부 표시판(200)의 공통 전극(270) 상부에 각각 제1 액정 광배향막(12), 및 제2 액정 광배향막(22)이 형성되어 있다. 상기 제1 액정 광배향막(12), 및 제2 액정 광배향막(22)은 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 광배향제를 이용하여 제조된 것이다.
도 1에서는 상기 액정 광배향막(12, 22)이 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 모두에 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 상기 액정 광배향막(12, 22)은 상부 표시판(200) 또는 하부 표시판(100) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
( 제조예 1: 폴리실록산(SAA-1)의 제조)
교반기, 온도조절장치, 질소가스주입 장치, 및 냉각기가 장착된 4구 플라스크에 에탄올 119.5g을 넣고, 교반하면서 옥살산 46.7g을 녹이고 60℃로 승온한 후, 30분간 유지하여 옥살산이 에탄올에 충분히 용해된 것을 확인하였다. 이후, 하기 화학식 16으로 표시된 테트라에톡시실란화합물 115.6g을 상기 옥살산-에탄올 용액에 1시간에 걸쳐 천천히 적하한 후, 4시간 동안 유지하였다. 상기 옥살산-에탄올 용액을 냉각하고, 유기 용매인 N-메틸-2-피롤리돈 120g을 투입하고, 증류하여 에탄올을 제거하고, 고형분 함량 8중량%의 폴리실록산 용액을 수득하였고, SAA-1이라 명명하였다.
[화학식 16]
Si(CH2CH2O)4
( 제조예 2: 폴리실록산(SAA-2)의 제조)
교반기, 온도조절장치, 질소가스주입 장치, 및 냉각기가 장착된 4구 플라스크에 에탄올 119.5g을 넣고, 교반하면서 옥살산 46.7g을 녹이고 60℃로 승온한 후, 30분간 유지하여 옥살산이 에탄올에 충분히 용해된 것을 확인하였다. 이후, 하기 화학식 17로 표시된 비스트리에톡시실릴메탄 8.5g과 테트라에틸오르소실리케이트 44.8g, 옥타데실트리메톡시실란 3.8g의 혼합물을 상기 옥살산-에탄올 용액에 1시간에 걸쳐 천천히 적하한 후, 4시간 동안 유지하였다. 상기 옥살산-에탄올 용액을 냉각하고, 유기 용매인 N-메틸-2-피롤리돈 120g을 투입하고, 증류하여 에탄올을 제거하고, 고형분 함량 8중량%의 폴리실록산 용액을 수득하였고, SAA-2이라 명명하였다.
[화학식 17]
(CH2CH2O)3Si-CH2-Si(OCH2CH3)3
( 제조예 3: 폴리실록산(SAA-3)의 제조)
상기 화학식 17로 표시되는 알콕시 실란을 대신하여 하기 화학식 18로 표시되는 알콕시 실란을 사용한 것을 제외하고는 제조예 2과 동일하게 폴리실록산 용액(SAA-3)을 제조하였다.
[화학식 18]
(CH2CH2O)3Si-CH2-CH2-Si(OCH2CH3)3
( 제조예 4: 폴리이미드 광중합체(PSPI-1)의 제조)
교반기, 온도조절장치, 질소가스주입 장치 및 냉각기가 장착된 4구 플라스크에 암실 조건하에서 질소를 통과시키면서 하기 화학식 19로 표시되는 디아미노 벤조산 4-(2-에톡시카르보닐-비닐)-페닐 에스테르 1.0몰을 넣고, N-메틸-2-피롤리돈 을 넣어 용액을 제조하였다.
[화학식 19]
Figure 112007089030731-pat00015
(상기 화학식 19에서 상기 n=2이다)
상기 용액에 고체 상태의 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산 이무수물 1.0 몰을 넣고 격렬하게 교반하였다. 이때의 고형분 함량은 20중량%이며, 온도는 30℃ 내지 80℃로 유지하면서 24시간 동안 반응을 수행하여 폴리아믹산 용액을 제조하였다.
제조된 폴리아믹산 용액에 3.0 몰의 아세트산무수물과 5.0 몰의 피리딘을 첨가하고 80℃로 승온시킨 후, 6시간 동안 반응시키고, 진공증류를 통해 촉매와 용매를 제거하여 고형분 함량 20%의 가용성 폴리이미드 광중합체를 제조하였다.
제조된 가용성 폴리이미드 광중합체에 유기 용매인 N-메틸-2-피롤리돈 및 γ-부티로락톤의 혼합 유기 용매를 첨가하고, 상온에서 24 시간 동안 교반하여 가용성 광배향 폴리이미드 수지(PSPI-1)를 제조하였다.
( 제조예 5: 폴리이미드 광중합체(PSPI-2)의 제조)
상기 화학식 19로 표시되는 화합물을 대신하여 하기 화학식 20로 표시되는 화합물을 1.0 몰을 넣은 것을 제외하고는 제조예 4과 동일한 방법으로 광배향 폴리이미드 수지(PSPI-2)를 제조하였다.
[화학식 20]
Figure 112007089030731-pat00016
( 제조예 6: 폴리이미드 광중합체(PSPI-3)의 제조)
상기 화학식 19로 표시되는 화합물을 대신하여 하기 화학식 21으로 표시되는 화합물을 1.0 몰을 넣은 것을 제외하고는 제조예 4과 동일한 방법으로 광배향 폴리 이미드 수지(PSPI-3)를 제조하였다.
[화학식 21]
Figure 112007089030731-pat00017
( 제조예 7: 폴리이미드 광중합체(PSPI-4)의 제조)
상기 화학식 19로 표시되는 화합물을 대신하여 하기 화학식 22로 표시되는 화합물을 1.0몰을 넣은 것을 제외하고는 제조예 4과 동일한 방법으로 광배향 폴리이미드 수지(PSPI-4)를 제조하였다.
[화학식 22]
Figure 112007089030731-pat00018
(액정 광배항제의 제조)
( 실시예 1)
제조예 1에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-1 용액 99.9g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1용액 0.1g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA- 1/PSPI-1-1)를 얻었다.
( 실시예 2)
제조예 1에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-1 용액 50g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1용액 50g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-1/PSPI-1-2)를 얻었다.
( 실시예 3)
제조예 1에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-1 용액 10g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1용액 90g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-1/PSPI-1-3)를 얻었다.
( 실시예 4)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 99.9g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1용액 0.1g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-1-1)를 얻었다.
( 실시예 5)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 50g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1용액 50g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-1-2)를 얻었다.
( 실시예 6)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 10g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1용액 90g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-1-3)를 얻었다.
( 실시예 7)
제조예 3에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-3 용액 99.9g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1용액 0.1g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-3/PSPI-1-1)를 얻었다.
( 실시예 8)
제조예 3에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-3 용액 50g에 제조예 4에서 얻은 고 형분 8중량%의 PSPI-1용액 50g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-3/PSPI-1-2)를 얻었다.
( 실시예 9)
제조예 3에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-3 용액 10g에 제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-1 용액 90g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-3/PSPI-1-3)를 얻었다.
( 실시예 10)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 99.9g에 제조예 5에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-2 용액 0.1g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-2-1)를 얻었다.
( 실시예 11)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 50g에 제조예 5에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-2 용액 50g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA- 2/PSPI-2-2)를 얻었다.
( 실시예 12)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 10g에 제조예 5에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-2 용액 90g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-2-3)를 얻었다.
( 실시예 13)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 99.9g에 제조예 6에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-3 용액 0.1g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-3-1)를 얻었다.
( 실시예 14)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 50g에 제조예 6에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-3 용액 50g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-3-2)를 얻었다.
( 실시예 15)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 10g에 제조예 6에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-3 용액 90g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-3-3)를 얻었다.
( 실시예 16)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 99.9g에 제조예 7에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-4 용액 0.1g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-4-1)를 얻었다.
( 실시예 17)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 50g에 제조예 7에서 얻은 고형분 8중량%의 PSPI-4 용액 50g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-4-2)를 얻었다.
( 실시예 18)
제조예 2에서 얻은 고형분 8중량%의 SAA-2 용액 10g에 제조예 7에서 얻은 고 형분 8중량%의 PSPI-4 용액 90g을 넣은 후, 질소를 통과시키면서 24시간 동안 교반한 후, 입경 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제(SAA-2/PSPI-4-3)를 얻었다.
( 비교예 1)
제조예 4에서 얻은 고형분 8중량%의 광배향 용액(PSPI-1)을 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제를 얻었다.
( 비교예 2)
제조예 5에서 얻은 고형분 8중량%의 광배향 용액(PSPI-2)을 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제를 얻었다.
( 비교예 3)
제조예 6에서 얻은 고형분 8중량%의 광배향 용액(PSPI-3)을 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제를 얻었다.
( 비교예 4)
제조예 7에서 얻은 고형분 8중량%의 광배향 용액(PSPI-4)을 0.1μm의 필터로 여과하여 고형분 8중량%의 액정 광배향제를 얻었다.
(인쇄성 측정)
상기 실시예 1 내지 18, 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 액정 광배향제를 10cm×10cm 크기의 ITO 기판 위에 도포하고, 스핀 코팅하여 0.1㎛ 두께로 균일하게 만든 다음, 핫 플레이트(hot plate) 위에서 70℃의 온도로 탈용매 과정을 거치고 210℃의 온도로 경화 과정을 거쳐 액정 광배향막을 제조하였다.
육안과 광학 현미경을 통하여, 상기 제조된 액정 광배향제의 퍼짐 특성과 말림특성을 관찰하여 액정 광배향제의 인쇄성을 평가하였다. 상기 인쇄성 평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(액정 배향성 측정)
액정 광배향제의 액정 배향성을 평가하기 위하여 액정 셀을 제작하여 이용하였다. 상기 액정 셀의 제조는 다음과 같다.
규격화된 크기의 ITO 유리 기판에 1.5cm×1.5cm 크기의 정사각형 ITO 모양과 전압 인가를 위한 전극 ITO 모양만을 남기고 다른 부분의 ITO를 제거하기 위해 포토리소그래피 공정을 이용하여 패턴화하였다.
패턴화한 ITO 기판에 실시예 1 내지 18, 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 액정 광배향제를 도포하고 스핀 코팅하여 0.1㎛ 두께로 만든 다음, 70℃와 210℃의 경화 과정을 거치게 하였다.
상기 경화 과정을 거친 ITO 기판을 노광기(Ushio LPUV, UIS-S2021J7-YD01)를 이용하여 일정 각도, 일정 에너지하에서 노광한 2개의 기판을 노광 방향이 서로 반 대 방향(VA mode용, 90도)이 되도록 한 후, 4.75㎛의 셀 갭을 유지한 채로 정사각형 ITO 모양이 위, 아래로 일치하게 접합하였다. 상기 노광시 광원은 2kW 딥 UV 램프(deep UV ramp, UXM-2000)를 사용하였다.
이와 같은 방법으로 만들어진 셀에 액정을 채운 후, 직교 편광된 광학 현미경을 이용, 액정 배향성을 관찰하였고, 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
( 선경사각 측정)
선경사각 평가를 위한 액정 셀은 셀 갭을 50㎛로 유지할 수 있도록, 위의 방법과는 달리 별도로 제조하였다.
실시예 1 내지 18, 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 액정 광배향제의 선경사각을 측정하기 위하여 50㎛ 셀 갭의 액정 셀을 제조하여 결정회전법(crystal rotation method)을 이용하였다. 선경사각 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(전기적 특성 및 광학적 특성 측정)
액정 광배향제의 전기적 특성 및 광학적 특성들은 4.75㎛ 셀 갭의 액정 셀을 이용하여 전압-투과도 곡선, 전압보전율, 및 잔류 DC전압을 측정하여 평가하였다.
상기 전압-투과도 곡선, 전압보전율, 및 잔류 DC전압의 전기적 특성 및 광학적 특성들을 간단히 설명하면 다음과 같다.
상기 전압-투과도 곡선은 중요한 전기적 특성 및 광학적 특성 중의 하나로 액정 표시 장치의 구동 전압을 결정짓는 특성 중의 하나이며, 액정 셀에 전압을 인 가하면서 투과도를 측정하여 가장 밝은 상태의 광량을 100%, 가장 어두운 상태의 광량을 0%로 하여 표준화한 곡선이다.
상기 전압보전율은 능동구동 방식의 TFT-LCD에서 비선택기간 동안 외부전원과 플로팅된 상태의 액정층이 충전된 전압을 유지하는 정도를 말하며, 100%에 가까운 값이 이상적이다.
상기 잔류 DC전압은 이온화된 액정 층의 불순물들이 배향막에 흡착되어, 외부에서 인가된 전압이 없더라도 액정 층에 걸려 있는 전압을 말하며, 낮을수록 좋다. 상기 잔류 DC전압의 측정 방법으로는 플리커를 이용한 방법과 DC전압에 따른 액정 층의 전기용량 변화 곡선(C-V)을 이용한 방법 등이 보편적이다.
액정 셀을 이용한 액정 광배향제의 전기적 특성 및 광학적 특성들의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[표 1]
시료 인쇄성 수직배향성 광배향성 선경사각(°)
실시예 1 양호 양호 양호 89.96
실시예 2 양호 양호 양호 89.97
실시예 3 양호 양호 양호 89.98
실시예 4 양호 양호 양호 89.99
실시예 5 양호 양호 양호 89.97
실시예 6 양호 양호 양호 89.94
실시예 7 양호 양호 양호 89.99
실시예 8 양호 양호 양호 89.98
실시예 9 양호 양호 양호 89.96
실시예 10 양호 양호 양호 89.96
실시예 11 양호 양호 양호 89.96
실시예 12 양호 양호 양호 89.94
실시예 13 양호 양호 양호 89.96
실시예 14 양호 양호 양호 89.94
실시예 15 양호 양호 양호 89.93
실시예 16 양호 양호 양호 89.96
실시예 17 양호 양호 양호 89.94
실시예 18 양호 양호 양호 89.92
비교예 1 양호 양호 양호 89.89
비교예 2 양호 양호 양호 89.89
비교예 3 양호 양호 양호 89.89
비교예 4 양호 양호 양호 89.90
[표 2]
시료 전압-투과도 전압보전율(%) 잔류DC(by C-V)
상온(25℃) 고온(60℃)
실시예 1 양호 99.22 99.18 62
실시예 2 양호 99.21 99.13 60
실시예 3 양호 99.9 99.12 62
실시예 4 양호 99.26 99.11 56
실시예 5 양호 99.33 99.18 62
실시예 6 양호 99.36 99.20 66
실시예 7 양호 99.19 99.08 65
실시예 8 양호 99.26 99.15 68
실시예 9 양호 99.28 99.16 72
실시예 10 양호 99.26 99.10 71
실시예 11 양호 99.29 99.16 68
실시예 12 양호 99.31 99.16 79
실시예 13 양호 99.18 99.05 80
실시예 14 양호 99.18 99.08 88
실시예 15 양호 99.22 99.10 87
실시예 16 양호 99.19 99.05 105
실시예 17 양호 99.13 99.08 103
실시예 18 양호 99.24 99.05 112
비교예 1 양호 98.51 97.21 348
비교예 2 양호 98.11 96.75 401
비교예 3 양호 97.85 96.05 680
비교예 4 양호 97.76 96.01 765
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 18에서 제조한 액정 광배항제는 인쇄 성, 수직배향성, 광배향성, 및 선경사각이 양호하여 액정 광배향막으로 사용될 수 있음을 알 수 있다.
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 18에서 제조한 액정 광배향제는 전압-투과도가 양호하고, 전압 보전율이 모두 99% 이상인 것을 알 수 있다. 반면, 비교예 1 내지 4에서 제조한 액정 광배향제는 전압 보전율이 99%에 미치지 못함을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 18에서 제조한 액정 광배향제는 잔류 DC가 낮은 반면, 비교예 1 내지 4에서 제조한 액정 광배향제는 잔류 DC가 매우 높음을 알 수 있다.
상기 전압 보전율과 잔류 DC는 액정 광배향막의 잔상 특성을 평가하는 기준이 되는 것으로, 상기 전압 보전율이 높을 수록, 잔류 DC가 낮을 수록 잔상 특성이 우수한 것을 의미한다. 따라서, 실시예 1 내지 18에서 제조한 액정 광배향제는 비교예 1 내지 4에서 제조한 액정 광배향제 보다 잔상 특성이 우수함을 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 액정 표시 장치 3: 액정층
12: 제1 액정 광배향막 22: 제2 액정 광배향막
100: 하부 표시판 110: 제1 기판
175: 드레인 전극 191: 화소 전극
200: 상부 표시판 210: 제2 기판
230: 색필터 270: 공통 전극

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알콕시 실란 화합물을 중합하여 제조한 폴리실록산 중합체, 및
    하기 화학식 4로 표시되는 폴리이미드 광중합체
    를 포함하는 액정 광배향제.
    [화학식 1]
    Si(R1)4
    (상기 화학식 1에서,
    상기 4개의 R1는 각각 독립적으로 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이다)
    [화학식 2]
    Si(R2)4
    (상기 화학식 2에서,
    상기 4개의 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기, 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 4개의 R2 중에서 1 또는 2개는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 플루오르알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 플루오르아릴기로 이루어진 군에서 선택되고, 2 또는 3개는 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택된다)
    [화학식 3]
    (R4)3Si-(R3)n-Si(R4)3
    (상기 화학식 3에서,
    상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기 또는 플루오르알킬렌기, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 플루오르아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n은 0 내지 8의 정수이고,
    상기 6개의 R4는 각각 독립적으로 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알콕시, 및 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이다)
    [화학식 4]
    Figure 112007089030731-pat00019
    (상기 화학식 4에서,
    상기 R5는 지방족 고리형 산이무수물, 및 방향족 산이무수물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 산이무수물로부터 유도된 4가의 유기기이고,
    상기 R6는 쿠마린(cumarine)계 광디아민, 칼콘(chalcone)계 광디아민, 및 신나메이트(cinnamate)계 광디아민으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 광디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이다
    상기 치환된이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지방족 고리형 산이무수물은 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산이무수물(CBDA), 5-(2,5-디옥소테트라히드로퓨릴)-3-메틸시클로헥센-1,2-디카르복실산무수물(DOCDA), 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실산이무수물(BODA), 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산이무수물(CPDA), 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산이무수물(CHDA), 1,2,4-트리카르복시-3-메틸카르복시 시클로펜탄이무수물, 1,2,3,4-테트라카르복시 시클로펜탄이무수물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 액정 광배향제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 R5는 하기 화학식 5 내지 9로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 4가 유기기인 것인 액정 광배향제.
    [화학식 5] [화학식 6] [화학식 7]
    Figure 112007089030731-pat00020
    Figure 112007089030731-pat00021
    Figure 112007089030731-pat00022
    [화학식 8] [화학식 9]
    Figure 112007089030731-pat00023
    Figure 112007089030731-pat00024
    (상기 화학식 5 내지 9에서,
    상기 R10는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n10은 0 내지 3의 정수이고,
    상기 R11 내지 R17은 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 치환된이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방향족 산이무수물은 피로멜리트산이무수물(PMDA), 비프탈산이무수물(BPDA), 옥시디프탈산이무수물(ODPA), 벤조페논테트라카르복시산이무수물(BTDA), 헥사플루오르이소프로필리덴디프탈산이무수물(6-FDA), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 액정 광배향제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 R5는 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물, 화학식 11로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 4가 유기기인 것인 액정 광배향제.
    [화학식 10] [화학식 11]
    Figure 112007089030731-pat00025
    Figure 112007089030731-pat00026
    (상기 화학식 10, 및 화학식 11에서,
    상기 R21 및 R22는 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R24, 및 R25는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n24, 및 n25는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
    상기 R23는 O, CO, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 상기 n23는 0 또는 1의 정수이고,
    상기 치환된이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다)
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신나메이트계 광디아민은 하기 화학식 12로 표시되는 화합물, 하기 화학식 13로 표시되는 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 액정 광배향제.
    [화학식 12]
    Figure 112007089030731-pat00027
    (상기 화학식 12에서,
    상기 R71은 수소원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R72은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n72는 0 내지 3의 정수이고,
    상기 치환된이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로 아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다)
    [화학식 13]
    Figure 112007089030731-pat00028
    (상기 화학식 13에서,
    상기 R77은 방향족 디아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 선형 또는 분지형 알킬렌기를 포함하는 디아민기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R77에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, 및 -O-CO-O-(여기서, R'는 수소 원자, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내 지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬렌기이고,
    상기 R74는 상기 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n74는 0 내지 4의 정수이고,
    상기 R75, 및 R76는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R75, 및 R76에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 헤테로 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고,
    상기 R73는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴(alkylaryl)기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피 리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 및 치환 또는 비치환된 페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R73에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고,
    상기 R73에서 상기 치환된 알킬아릴기는 상기 알킬아릴기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬아릴기이고,
    상기 치환된이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다)
  7. 제1항에 있어서,
    상기 칼콘계 광디아민은 하기 화학식 14로 표시되는 화합물인 것인 액정 광 배향제.
    [화학식 14]
    Figure 112007089030731-pat00029
    (상기 화학식 14에서,
    상기 R81은 방향족 디아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 선형 또는 분지형 알킬렌기로 치환된 디아민기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R81에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환기된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, 및 -O-CO-O-(여기서, R'는 수소 원자, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하 나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬렌기이고,
    상기 R82, 및 R85는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n82, 및 n85는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
    상기 R83, 및 R84는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R83, 및 R84에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고,
    상기 R86는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 7 내지 30의 알킬아릴(alkylaryl)기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 치환 또 는 비치환된 나프틸기, 및 치환 또는 비치환된 페닐기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R86에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기
    상기 R86에서 상기 치환된 알킬아릴기는 상기 알킬아릴기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬아릴기이고,
    상기 치환된이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다)
  8. 제1항에 있어서,
    상기 쿠마린계 광디아민은 하기 화학식 15로 표시되는 화합물인 것인 액정 광배향제.
    [화학식 15]
    Figure 112007089030731-pat00030
    (상기 화학식 15에서,
    상기 R91은 방향족 디아민기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 24의 선형 또는 분지형 알킬렌기로 치환된 디아민기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R91에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환기된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR'-, -NR'-CO-, -CO-NR'-, -NR'-CO-O-, -O-CO-NR'-, -NR'-, -CO-NR'-, -CH=CH-, -C≡C-, 및 -O-CO-O-(여기서, R'는 수소 원자, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬기로 이루어진 군에서 선택된다)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하 나의 치환기로 치환된 알킬렌기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬렌기이고,
    상기 R92는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고, 상기 n92는 0 내지 4의 정수이고,
    상기 R93, 및 R94는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 시아노기, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 R93, 및 R94에서 상기 치환된 알킬기는 수소 원자가 할로겐 원자, 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 CH2 그룹이 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 및 -CH=CH-로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 알킬기; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 알킬기이고,
    상기 치환된이란 수소 원자가 할로겐기, 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 탄소수 1 내지 30의 할로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 치환기로 치환된 것을 의미한다)
  9. 제1항에 있어서,
    상기 액정 광배향제는 고형분 전체를 기준으로 상기 폴리실록산 중합체 10 내지 99.9 중량%, 및 상기 폴리이미드 광중합체 0.1 내지 90 중량% 포함하는 것인 액정 광배향제.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리실록산은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 1 내지 90 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 1 내지 90 중량부, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물 1 내지 50 중량부로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종 이상의 알콕시 실란 화합물을 중합하여 제조한 것인 액정 광배향제.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 액정 광배향제는 고형분이 1 내지 30중량%인 것인 액정 광배향제.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 액정 광배향제를 기판에 도포하여 제조한 액정 광배향막.
  13. 제12항에 따른 액정 광배향막을 포함하는 액정 표시 장치.
KR1020070128367A 2007-12-11 2007-12-11 액정 광배향제, 이를 포함하는 액정 광배향막, 및 이를포함하는 액정 표시 장치 KR100927703B1 (ko)

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