KR101108228B1 - 신규한 폴리아믹산, 폴리이미드, 이를 포함하는 액정배향막및 이를 포함하는 액정디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정디스플레이의 액정배향막을 제조하기 위한 폴리아믹산, 상기 폴리아믹산을 이미드화시켜 제조한 폴리이미드, 이를 포함하는 액정배향막, 이의 제조방법 및 상기 액정배향막을 포함하는 액정디스플레이에 관한 것이다.
상기 폴리이미드를 포함하는 액정배향막은 종래 선형 측쇄 구조가 도입된 폴리이미드를 포함하는 액정배향막보다 우수한 배향상태를 나타내고 우수한 프리틸트 각을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전압유지비율(VHR)과 같은 전기적 특성 또한 우수하다.
폴리아믹산, 폴리이미드, 액정배향막

Description

신규한 폴리아믹산, 폴리이미드, 이를 포함하는 액정배향막 및 이를 포함하는 액정디스플레이{NEW POLYAMIC ACID, POLYIMIDE, LIQUID CRYSTAL ALIGNING FILM COMPRISING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 액정디스플레이의 액정배향막을 제조하기 위한 폴리아믹산, 상기 폴리아믹산을 이미드화시켜 제조한 폴리이미드, 이를 포함하는 액정배향막, 이의 제조방법 및 상기 액정배향막을 포함하는 액정디스플레이에 관한 것이다.
액정디스플레이는 디스플레이 산업의 발달과 함께 낮은 구동전압, 고해상도의 실현, 모니터 부피의 감소, 모니터의 평면화를 제공하므로 그 수요가 크게 증가하고 있다.
일반적으로, 액정디스플레이는 폴리이미드와 같은 유기막을 두 장의 유리기판에 도포하고 천을 이용해 표면을 문지름(러빙)과 같은 방법으로 이방성을 유도하고 이 두 기판을 샌드위치 형으로 합착한 후 액정을 주입하고 열처리하여 제조한 액정셀을 포함한다. 그러나 우수한 품질의 액정디스플레이를 구현하기 위해서는 액정이 배향막 표면에 대하여 일정한 프리틸트 각(pre-tilt angle)을 이루고 있어야 한다. 특히 최근에 많이 사용되고 있는 TN(Twisted Nematic) 및 STN(Super Twisted Nematic)형 액정디스플레이에 있어서는 3 내지 10˚의 프리틸트 각이 요구되고 있는 실정이다. 종래에 액정배향막에서 이러한 프리틸트 각을 구현하기 위해서는 폴리이미드 구성 요소 중 디아민 구조에 알킬과 같은 선형 측쇄 구조를 도입하였다. 그러나 이러한 선형 측쇄 구조에 의한 프리틸트 각의 구현은, 선형 구조의 특성상 자유도가 크고 유리전이 온도가 낮아서, 제조 공정에 필수적인 열 공정에 의해 프리틸트 각이 쉽게 변하는 단점이 있다. 뿐만 아니라 러빙 조건 및 세정 공정에 의해서도 프리틸트 각은 쉽게 달라진다. 이러한 프리틸트 각의 변성은 화면에서 얼룩이나 경사결함(disclination)으로 나타나 배향 품위를 저해하는 중요한 요인으로 작용한다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여, 측쇄에 알킬과 같은 선형 구조에 의한 프리틸트 각 구현이 아니라, 보다 자유도가 작으며 열적 안정성이 우수한 액정배항막 재료의 개발이 필요하다. 종래에는 측쇄 구조를 -O-, -COO-, -CONH- 또는 -S- 등과 같은 연결고리를 이용해 도입하였는데, 이러한 연결고리는 충분히 안정적이지 못하며, 전압유지비율(VHR)과 같은 전기적 특성에도 좋지 않은 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 측쇄구조가 안정적으로 도입될 수 있는 구조의 재료 개발이 요구된다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 폴리아믹산을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112007072752835-pat00001
여기서,
A는 4가의 유기기를 나타내고,
B는 2가의 유기기를 나타내고, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하며,
n은 5 내지 200의 정수이다.
[화학식 2]
Figure 112007072752835-pat00002
여기서,
X는 1 내지 3개의 환형구조로 이루어진 지방족 및 방향족기이고, 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure 112007072752835-pat00003
여기서, R1 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 8로 이루어진 알킬, 알콕시, 불소 치환된 알킬 및 불소 치환된 알콕시로부터 선택되고, a, b, c, d, e, f, 및 g는 각각 독립적으로, 1 내지 4, 1 내지 2, 1 내지 5, 1 내지 3, 1 내지 6, 1 내지 8 및 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리이미드를 제공한다.
[화학식 3]
Figure 112007072752835-pat00004
여기서,
D는 4가의 유기기를 나타내고,
E는 상기 화학식 1의 B의 정의와 같으며,
n은 5 내지 200의 정수이다.
또한, 본 발명은 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드를 포함하는 액정배향용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 폴리이미드를 포함하는 액정배향막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 액정디스플레이를 제공한다.
본 발명에 따른 환형구조로 이루어진 지방족 및 방향족기를 포함하는 이미드 결합고리가 도입된 폴리이미드를 포함하는 액정배향막은 종래 선형 측쇄 구조가 도입된 폴리이미드를 포함하는 액정배향막보다 우수한 배향상태를 나타내고 우수한 프리틸트 각을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전압유지비율(VHR)과 같은 전기적 특성 또한 우수하다.
이하에서, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 폴리아믹산 또는 폴리이미드는 하기 화학식 2의 단위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
Figure 112007072752835-pat00005
X는 1 내지 3개의 환형구조로 이루어진 지방족 및 방향족기이고, 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure 112007072752835-pat00006
.
여기서, R1 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 8로 이루어진 알킬, 알콕시, 불소 치환된 알킬 및 불소 치환된 알콕시로부터 선택되고, a, b, c, d, e, f, 및 g는 각각 독립적으로, 1 내지 4, 1 내지 2, 1 내지 5, 1 내지 3, 1 내지 6, 1 내지 8 및 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 폴리아믹산을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112007072752835-pat00007
여기서,
A는 4가의 유기기로 하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Figure 112007072752835-pat00008
Figure 112007072752835-pat00009
상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 또는 동시에 직접 결합, -O-, -CO-, -S-, -SO2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -CONH, -(CH2)n1-, -O(CH2)n2O-, -COO(CH2)n3OCO- 및 할로겐으로 이루어진 군에서 선택되며,
여기에서, n1, n2 및 n3는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다.
B는 2가의 유기기를 나타내고 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하고,
[화학식 2]
Figure 112007072752835-pat00010
여기서,
X는 1 내지 3개의 환형구조로 이루어진 지방족 및 방향족기이고, 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure 112007072752835-pat00011
.
여기서, R1 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 8로 이루어진 알킬, 알콕시, 불소 치환된 알킬 및 불소 치환된 알콕시로부터 선택되고, a, b, c, d, e, f, 및 g는 각각 독립적으로, 1 내지 4, 1 내지 2, 1 내지 5, 1 내지 3, 1 내지 6, 1 내지 8 및 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
n은 5 내지 200의 정수이다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리이미드를 제공한다.
[화학식 3]
Figure 112007072752835-pat00012
여기서,
D는 상기 화학식 1의 A의 정의와 같고,
E는 상기 화학식 1의 B의 정의와 같으며,
n은 5 내지 200의 정수이다.
상기 화학식 3으로 표시되는 폴리이미드는 상기 화학식 1로 표시되는 폴리아믹산을 이미드화하여 제조할 수 있다.
상기 폴리아믹산을 이미드화하는 방법으로 폴리아믹산 용액에 아세틱산 무수물과 피리딘 염기를 첨가한 후 50 내지 100 ℃의 온도로 가열하여 화학적 반응에 의해 이미드화 하거나, 또는 폴리아믹산 용액을 기판에 도포하고, 100 내지 250 ℃ 조건의 오븐이나 핫 플리에트 위에서 열적으로 이미드화 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리아믹산 및 폴리이미드의 분자량은 5,000 내지 20,000 g/mol인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 폴리아믹산 또는 폴리이미드는 하기 화학식 4로 표시되는 디안하이드라이드 화합물, 하기 화학식 5로 표시되는 디아민 화합물로부터 제조될 수 있다. 그 외 다른 반응조건은 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112007072752835-pat00013
상기 화학식 4에서, X1은 상기 화학식 1의 A의 정의와 같다.
[화학식 5]
Figure 112007072752835-pat00014
상기 화학식 5에서, X2는 하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
Figure 112007072752835-pat00015
여기서, X는 상기 화학식 2에서 정의한 바와 같다.
상기 폴리아믹산 또는 폴리이미드의 제조방법은 전술한 종류 이외에 다른 디아민 및 디안하이드라이드 화합물을 더 추가하여 사용할 수도 있다.
구체적으로, 상기 폴리아믹산 또는 폴리이미드의 제조방법은 상기 화학식 5로 표시되는 디아민화합물 중 1종 이상을 용매에 용해시키고, 이 용액에 상기 화학 식 4로 표시되는 디안하이드라이드 중 1종 이상을 첨가하고 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 디아민과 디안하이드라이드의 반응은 0 내지 5℃에서 24시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 이 때, 디안하이드라이드와 디아민을 1:0.9 내지 1:1.1의 몰비로 혼합하는 것이 바람직한 분자량, 기계적 물성 및 점도를 달성하는데 유리하다.
또한, 본 발명은 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드를 포함하는 액정배향용 조성물을 제공한다.
상기 액정배향용 조성물은 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드를 용매에 용해시켜 제조할 수 있다.
상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드의 고형분 농도는 상기 화학식 1 또는 화학식 3으로 표시되는 폴리아믹산 또는 폴리이미드의 분자량, 점성, 휘발성 등을 고려하여 선택되며, 원하는 액정 배향 효과를 달성하고, 바람직한 도포 특성을 갖도록 적절한 점도를 갖기 위해서는 액정배향용 조성물 총 중량에 대해 1 내지 20 중량%의 범위 내에서 선정되는 것이 바람직하다.
상기 용매로는 시클로펜타논, 시클로헥사논, N-메틸피롤리돈, DMF (Dimethylformamide), 아세트아마이드, 감마부티로락톤 (g-butyrolactone), 또는 이들의 혼합물 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 코팅 처리 후 도막의 막두께 균일성과 인쇄 결점을 없도록 하기 위하여 2-부톡시에탄올(2-butoxyethanol), 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 용매 를, 상기 예시한 용매와 병용하여 사용할 수 있다.
상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드를 용매에 용해시킬 때의 온도는 0 내지 100 ℃, 보다 바람직하게는 15 내지 70 ℃이다.
본 발명에 따른 액정배향용 조성물은 당업계에 알려진 통상적인 용매 또는 첨가제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 폴리이미드를 포함하는 액정배향막을 제공한다.
본 발명에 따른 액정배향막의 제조방법은,
1) 상기 폴리아믹산 및/또는 폴리이미드를 포함하는 액정배향용 조성물을 기판 표면 위에 도포하여 도막을 형성하는 단계,
2) 상기 도막에 포함된 용매를 건조시키는 단계, 및
3) 상기 건조된 도막면을 배향 처리하는 단계
를 포함한다.
상기 1) 단계의 액정 배향용 조성물은 롤 코터법, 스피너법, 인쇄법, 잉크젯 분사법, 슬릿 노즐법과 같은 방법을 이용하여 투명 도전막 또는 금속 전극이 패터닝되어 형성된 기판의 표면 위에 도포할 수 있다.
또한, 액정 배향용 조성물의 도포시에는 기판 표면, 투명 도전막, 금속 전극 및 도막의 접착성을 더 향상시키기 위하여, 관능성 실란 함유 화합물, 관능성 플루오로 함유 화합물, 관능성 티타늄 함유 화합물을 미리 기판에 도포하는 경우도 있다.
상기 2) 단계에서는, 건조는 도막을 가열하거나, 진공 증발법 등을 통해 수 행할 수 있다.
상기 2) 단계에서, 용매의 건조는 폴리아믹산을 포함하는 액정배향용 조성물일 경우 100 내지 300 ℃, 바람직하게는 170 내지 250 ℃에서 10 내지 60분 동안 수행하여 상기 폴리아믹산을 이미드화함과 동시에 건조할 수 있고, 폴리이미드를 포함하는 액정배향용 조성물일 경우 100 내지 300 ℃, 바람직하게는 170 내지 230 ℃에서 10 내지 60분 동안 수행할 수 있다.
상기 3) 단계에서는, 상기 2) 단계에서 얻은 건조된 도막면에, 나일론 또는 레이온 등과 같은 러빙섬유를 물리적으로 접촉함으로써 액정분자를 배향시키기 위한 배향 능력이 도막에 부여될 수 있다.
상기와 같은 일련의 과정으로 형성되는 최종 도막의 막두께는 50 내지 200 ㎚인 것이 바람직하고, 디스플레이 장치에서 역할을 다하기 위해서는 70 내지 150 ㎚의 범위가 보다 바람직하다.
상기 일련의 과정을 거친 이후에, 외부의 열, 물리적, 화학적인 충격에 안정한 액정 배향능을 가지는 액정배향막을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 액정배향막을 포함하는 액정디스플레이를 제공한다.
액정디스플레이는 당업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제작될 수 있다. 이의 일 실시예를 들면, 본 발명에 따른 액정배향막을 갖는 광반응이 유도된 두 개의 유리 기판 중 하나에는 볼스페이서가 함유된 광반응성 접착제를 유리 기판 끝부분에 도포한 후, 이것에 나머지 하나의 유리 기판을 합착하여 접착제가 도포된 부분만 자외선을 조사하여 셀을 접합시킨다. 이후 완성된 셀에 액정을 주입하고 열처 리 한 후, 액정셀을 완성한다.
실제로, 상기 액정배향막을 구비하는 본 발명의 액정디스플레이는 우수한 배향상태를 나타내고 우수한 프리틸트 각을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 전압유지비율(VHR)과 같은 전기적 특성 또한 우수하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 2-(3,5- 디아미노페닐 ) 아이소인돌린 -1,3- 디온 , 모노머 1( PHDA )의 합성
3,5-디나이트로아닐린 10 g (54.6 mmol)을 아세트산 100 ml에 녹인 후 프탈산 무수물 8.09g (54.6 mmol)을 첨가하여 6시간 동안 교반 환류하였다.
반응물을 상온으로 냉각 후 생성된 침전물을 걸러낸 후 에탄올을 이용해 세정 후 진공건조하여 전구체인 2-(3,5-디나이트로페닐)아이소인돌린-1,3-디온 14.7 g (수득율 : 86 %)을 얻었다. 상기 얻어진 전구체 14 g(44. 7 mmol)을 THF 200 ml와 아이소프로필 알코올 30 ml 그리고 증류수 10 ml에 녹인 후 철 (Fe) 25 g (447 mmol)을 첨가하고 진한염산 2 ml를 첨가한 후 5시간 동안 교반 환류하였다.
반응물 중 철 부산물은 필터하여 걸러내고 남은 용액은 1 M 수산화나트륨 (NaOH)수용액을 이용해 중화하였다. 사용된 과량의 용매는 감압증류하여 제거하고 남은 침전물은 증류수로 세척 후 다이옥산(dioxane)과 헥산을 이용해 재결정하여 모노머 1(PHDA)을 7.35 g (수득율 65 %)을 얻었다. 얻어진 모노머 1은 수소 핵자기 공명분광기(NMR)을 이용해 확인하였다.
1 H NMR (500 MHz , DMSO - d6 ) d .7.901~7.955 (m, 4H), 5.957 (s, 1H), 5.801 (s, 2H), 4.992 (s, 4H)
Figure 112011043844616-pat00026
모노머 1 (PHDA)
제조예 2 : 2-(3,5- 디아미노페닐 )- 헥사하이드로 -2H- 아이소인돌 -1,3- 디온 , 모노머 2 (CHDA)의 합성.
제조예 1에서 프탈산무수물 8.09g(54.6 mmol) 대신 시클로헥산산무수물 (cyclohexanedicarboxylic anhydride) 8.40 g(54.6 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법에 의해 모노머 2의 전구체 디나이트로 화합물 13.5 g (수득율 78%)을 얻었고 이를 제조예 1과 동일한 방법으로 환원반응하여 모노머 2 (CHDA) 6.24g(수득율 57 %)를 얻었다. 얻어진 모노머 2는 수소 핵자기공명분광기 (NMR)을 이용해 확인하였다.
1 H NMR (500 MHz , DMSO - d6 ) d .6.130 (s, 2H), 5.774 (s, 1H), 5.442 (s, 2H), 4.863 (s, 4H), 2.55~2.65 (m, 2H), 1.90~1.95 (m, 2H), 1.56~1.65 (m, 2H), 1.39~1.49 (m, 4H)
Figure 112007072752835-pat00017
모노머 2 (CHDA)
제조예 3 : 4,5-( 바이사이클[2.2.1]헵타 -2-엔)-2-(3,5- dinitrophenyl )-2H- 아이소인돌 -1,3-디온, 모노머 3 ( NBDA )의 합성
제조예 1에서 프탈산무수물 8.09 g(54.6 mmol) 대신 5-노보넨-2,3-디카르복실산무수물(5-노보넨-2,3-디카르복실무수물) 8.97 g(54.6 mmol)을 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법에 의해 모노머 3의 전구체 디나이트로 화합물 14.9 g(수득율 78%)을 얻었고 이를 제조예 1과 동일한 방법으로 환원반응하여 모노머 3(NBDA) 7.43g(수득율 61 %)를 얻었다. 얻어진 모노머 3은 수소 핵자기공명분광기(NMR)을 이용해 확인하였다.
1 H NMR (500 MHz , DMSO - d6 ) d .6.130 (s, 2H), 5.774 (s, 1H), 5.442 (s, 2H), 4.863 (s, 4H), 3.373~3.391 (m, 2H), 3.271~3.295 (m, 2H), 1.536~1.581 (m, 2H)
Figure 112007072752835-pat00018
모노머 3 (NBDA)
참고예 1 : 폴리아믹산 수지 LPA-1의 제조
시클로부탄테트라카르복실산 2무수물(CBDA) 3.87 g(19.76 mmol)과 피로멜리트산 2무수물 4.31 g(19.76 mmol)을 NMP 164 g에 실온에서 녹인 후 모노머 1(PHDA) 10 g(39.06 mmol)을 첨가하고 12 시간 상온에서 교반하여 폴리아믹산 수지를 얻었다. 얻어진 폴리아막산 수지에 NMP 121 g과 2-부톡시에탄올(2-butoxyethanol) 69 g을 첨가하여 희석시킨 후 0.2 mm 필터를 통과시켜 불순물을 제거하여 폴리아믹산 수지 LPA-1을 얻었다.
얻어진 LPA-1을 GPC를 통해 분자량을 확인한 결과, 수평균분자량 (Mn)이 35,000, 무게평균분자량 (Mw)이 64,000 이었다.
실시예 2 : 폴리아믹산 수지 LPA -2의 제조
참고예 1에서 모노머 1(PHDA) 10 g 대신 모노머 2(CHDA) 10.24 g(39.06 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법을 통해 폴리아믹산 수지 LPA-2를 얻었다.
얻어진 LPA-2을 GPC를 통해 분자량을 확인한 결과, 수평균분자량 (Mn)이 28,000, 무게평균분자량 (Mw)이 54,000 이었다.
실시예 3 : 폴리아믹산 수지 LPA -3의 제조
참고예 1에서 모노머 1(PHDA) 10 g 대신 모노머 3(NBDA) 10.63 g(39.06 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법을 통해 폴리아믹산 수지 LPA-3를 얻었다.
얻어진 LPA-3을 GPC를 통해 분자량을 확인한 결과, 수평균분자량 (Mn)이 43,000, 무게평균분자량 (Mw)이 91,000 이었다.
비교예 1 : 폴리아믹산 수지 RPA -1의 제조
참고예 1에서 모노머 1(PHDA) 10 g 대신 메틸렌디아민(MDA) 7.82 g(39.06 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법을 통해 폴리아믹산 수지 RPA-1를 얻었다.
비교예 2 : 폴리아믹산 수지 RPA -2의 제조
참고예 1에서 모노머 1(PHDA) 10 g 대신 n-옥틸-3,5-디아미노벤조에이트 (n-octyl-3,5-diaminobenzoate) 10.63 g(39.06 mmol)을 사용하는 것을 제외하고 동일한 방법을 통해 폴리아믹산 수지 RPA-2를 얻었다.
실험예
상기 참고예 1, 실시예 2 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 폴리아믹산의 액정배향 특성실험은 다음과 같이 실시하였다. 폴리아믹산 용액을 ITO 유리기판 위에 스핀코팅 후 100 ℃에서 2분 그리고 230 ℃에서 60분 동안 가열하여 70 내지 100 nm 두께의 폴리이미드 박막을 얻고 이것을 레이온 천이 감겨져 있는 실린더형 롤을 이용해 러빙처리 하였다. 러빙처리된 2장의 유리기판을 러빙방향이 서로 평행하게 배치한 한 후 4.5 mm 크기의 볼 스페이스가 함침된 UV 경화제를 이용해 합착하여 셀을 제작하고, 이 셀에 네마틱 액정을 주입하여 액정 셀을 제조하였다.
셀 배향 특성 평가
셀 배향 특성은 얻어진 셀을 편광 시스템 하에서 육안 및 편광 현미경 관찰을 통해 배향의 불균형이 없으면 양호한 것으로 판단 하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
선경사각
선경사각 측정은 얻어진 액정 셀을 결정회절법(crystal rotation method)을 통해 선경사각을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
열안정성 평가
열안정성 평가는 얻어진 액정 셀을 120 ℃열판 위에 120분간 방치 후 냉각 시키고 배향상태 및 선경사각 변화 등을 관찰함으로 열안정성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
전기적 특성 평가
전기적 특성은 전압유지 비율 (VHR)을 측정함으로 평가하였다. 전압유지 비율은 실온과 고온 (60 ℃) 조건에서 5V, 60 Hz의 전압을 인가 후 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
배향 수지 셀 배향
특성		 선경사각 (pre-tilt) VHR (%)
가열 전 120 ℃/120 분 가열 후 실온 60 ℃
LPA-1 양호 4.8 4.9 99.2 96.1
LPA-2 양호 5.2 5.1 99.8 95.3
LPA-3 양호 5.8 5.6 99.6 96.0
RPA-1 양호 1.3 1.2 99.3 94.8
RPA-2 양호 5.1 2.8 98.1 91.2
상기 표 1에서 보는 바와 같이 실험에 사용된 모든 배향 수지의 배향 특성은 양호하였다. 그러나 선경사각에 있어서는 RPA-1의 수지는 충분한 선경사각을 제공하지 못하는 반면, LPA 배향 수지와 RPA-2의 배향 수지는 충분한 선경사각을 제공하였다. 그러나, RPA-2는 선경사각의 열적 안정성이 취약한 반면 LPA 배향 수지로 만들어진 셀은 매우 안정적인 선경사각 특성을 보여주었다. 전기적 특성 (VHR) 또한 본 발명에 의해 제공된 액정 셀이 실온 및 고온에서도 매우 뛰어난 특성을 보여 주었다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리아믹산;
    [화학식 1]
    Figure 112011043844616-pat00027
    상기 화학식 1에서, A는 하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 4가의 유기기를 나타내고,
    Figure 112011043844616-pat00028
    (여기서, 상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 또는 동시에 직접 결합, -O-, -CO-, -S-, -SO2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -CONH, -(CH2)n1-, -O(CH2)n2O-, -COO(CH2)n3OCO- 및 할로겐으로 이루어진 군에서 선택되며, 여기에서, n1, n2 및 n3는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다)
    B는 하기 화학식 2로 표시되는 2가의 유기기를 나타내며,
    [화학식 2]
    Figure 112011043844616-pat00029
    상기 화학식 2에서, X는 하기 화학구조로 이루어진 군으로부터 선택되는, 1 내지 3개의 환형구조로 이루어진 지방족 및 방향족기이고,
    Figure 112011043844616-pat00030
    ,
    (상기 식에서, R1은 각각 독립적으로 할로겐, 탄소수 1 내지 8로 이루어진 알킬, 알콕시, 불소 치환된 알킬 및 불소 치환된 알콕시로부터 선택되고, a는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수를 나타낸다)
    Figure 112011043844616-pat00031
    (여기서, R1 및 R9 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 8로 이루어진 알킬, 알콕시, 불소 치환된 알킬 및 불소 치환된 알콕시로부터 선택되고, a, b, c, d, e, f, 및 g는 각각 독립적으로, 1 내지 4, 1 내지 2, 1 내지 5, 1 내지 3, 1 내지 6, 1 내지 8 및 1 내지 10의 정수를 나타낸다)
    상기 화학식 1에서, n은 5 내지 200의 정수이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리아믹산의 분자량은 5,000 내지 200,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 폴리아믹산.
  5. 하기 화학식 3로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리이미드;
    [화학식 3]
    Figure 112011043844616-pat00024
    상기 화학식 3에서, D는 하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 4가의 유기기를 나타내고,
    Figure 112011043844616-pat00032
    (여기서, 상기 Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 또는 동시에 직접 결합, -O-, -CO-, -S-, -SO2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -CONH, -(CH2)n1-, -O(CH2)n2O-, -COO(CH2)n3OCO- 및 할로겐으로 이루어진 군에서 선택되며, 여기에서, n1, n2 및 n3는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다)
    E는 하기 화학식 2로 표시되는 2가의 유기기를 나타내며,
    [화학식 2]
    Figure 112011043844616-pat00025
    상기 화학식 2에서, X는 하기 화학구조로 이루어진 군으로부터 선택되는, 1 내지 3개의 환형구조로 이루어진 지방족 및 방향족기이고,
    Figure 112011043844616-pat00033
    ,
    (상기 식에서, R1은 각각 독립적으로 할로겐, 탄소수 1 내지 8로 이루어진 알킬, 알콕시, 불소 치환된 알킬 및 불소 치환된 알콕시로부터 선택되고, a는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수를 나타낸다)
    Figure 112011043844616-pat00034
    (여기서, R1 및 R9 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 8로 이루어진 알킬, 알콕시, 불소 치환된 알킬 및 불소 치환된 알콕시로부터 선택되고, a, b, c, d, e, f, 및 g는 각각 독립적으로, 1 내지 4, 1 내지 2, 1 내지 5, 1 내지 3, 1 내지 6, 1 내지 8 및 1 내지 10의 정수를 나타낸다)
    상기 화학식 3에서, n은 5 내지 200의 정수이다.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 폴리이미드의 분자량은 5,000 내지 200,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 폴리이미드.
  9. 청구항 1의 폴리아믹산 및 용매를 포함하는 액정배향용 조성물.
  10. 청구항 5의 폴리이미드 및 용매를 포함하는 액정배향용 조성물.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 폴리아믹산 또는 폴리이미드의 고형분 농도는 액정배향용 조성물 총 중량에 대해 1 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 배향용 조성물.
  12. 1) 청구항 1의 폴리아믹산을 포함하는 액정배향용 조성물을 기판 표면 위에 도포하여 도막을 형성하는 단계,
    2) 상기 도막에 포함된 용매를 건조시키는 단계, 및
    3) 상기 건조된 도막면에 러빙하여 배향 처리하는 단계
    를 포함하는 액정배향막의 제조방법.
  13. 1) 청구항 5의 폴리이미드를 포함하는 액정배향용 조성물을 기판 표면 위에 도포하여 도막을 형성하는 단계,
    2) 상기 도막에 포함된 용매를 건조시키는 단계, 및
    3) 상기 건조된 도막면에 러빙하여 배향 처리하는 단계
    를 포함하는 액정배향막의 제조방법.
  14. 청구항 5의 폴리이미드를 포함하는 액정배향막.
  15. 청구항 14의 액정배향막을 포함하는 액정디스플레이.
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