KR101951267B1 - 배향막에 사용하기 위한 중합체 - Google Patents

배향막에 사용하기 위한 중합체 Download PDF

Info

Publication number
KR101951267B1
KR101951267B1 KR1020147029336A KR20147029336A KR101951267B1 KR 101951267 B1 KR101951267 B1 KR 101951267B1 KR 1020147029336 A KR1020147029336 A KR 1020147029336A KR 20147029336 A KR20147029336 A KR 20147029336A KR 101951267 B1 KR101951267 B1 KR 101951267B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substituted
liquid crystal
alkyl
alkoxy
substrate
Prior art date
Application number
KR1020147029336A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150001759A (ko
Inventor
라헤짜르 코미토프
베르실 헬기
닐스 올슨
Original Assignee
라헤짜르 코미토프
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 라헤짜르 코미토프 filed Critical 라헤짜르 코미토프
Publication of KR20150001759A publication Critical patent/KR20150001759A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101951267B1 publication Critical patent/KR101951267B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/62—Monocarboxylic acids having ten or more carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/68—Esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/301—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one oxygen in the alcohol moiety
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F226/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/06—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/10—N-Vinyl-pyrrolidone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133742—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homeotropic alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133746—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for high pretilt angles, i.e. higher than 15 degrees
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133788—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by light irradiation, e.g. linearly polarised light photo-polymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1806—C6-(meth)acrylate, e.g. (cyclo)hexyl (meth)acrylate or phenyl (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/302—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and two or more oxygen atoms in the alcohol moiety
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/303—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one or more carboxylic moieties in the chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/26—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/305—Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/36—Amides or imides
    • C08F222/40—Imides, e.g. cyclic imides
    • C08F222/402—Alkyl substituted imides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/36—Amides or imides
    • C08F222/40—Imides, e.g. cyclic imides
    • C08F222/404—Imides, e.g. cyclic imides substituted imides comprising oxygen other than the carboxy oxygen

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

본 발명은 반복 단위(repeating unit)들을 포함하는 중합체 골격; 상기 반복 단위들의 적어도 일부에 부착되고, 적어도 하나의 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체를 포함하는 광-기능성 잔기를 포함하는 제1 측기(first side group); 및 상기 반복 단위들의 적어도 일부에 부착되고, 액정 물질의 수직 배향을 유도할 수 있는 명백한 형상 이방성(shape anisotropy)을 갖는 제2 측기(second side group)를 포함하는, 표면-방향자 배향막(surface-director alignment layer)에 사용하기 위한 중합체 화합물에 관한 것이다. 또한, 중합체 화합물을 사용하는 표면-방향자 배향막의 형성 방법, 및 중합체 화합물을 사용하는 액정 셀의 형성 방법이 제공된다. 표면-방향자 배향막에 사용하기 위한 중합체 화합물 내 광-기능성 잔기로서 벤조페논 잔기를 사용함으로써, 액정 셀 내 액정 분자들의 바람직한 선경사각(pre-tilt angle)은 중합체의 광-조사에 의해 정확하게 조절될 수 있다.

Description

배향막에 사용하기 위한 중합체 {POLYMER FOR USE IN ALIGNMENT LAYER}
본 발명은 표면-방향자 배향막(surface director alignment layer)에 사용하기 위한 중합체 화합물, 및 이러한 표면-방향자 배향막을 이용하는 액정 장치에 관한 것이다.
액정 장치는 하나의 기판 상에 배열된 또는 한 쌍의 기판 사이에 개재된 액정 물질 막을 일반적으로 포함한다.
액정 분자는 전형적으로 특정 바람직한 방향에서 장축을 따라 자가-조립하는 능력을 갖는 형상 이방성(shape anisotropy)을 나타내는 상대적으로 견고한 분자이다. 분자의 평균 방향은 벡터 양으로 구체화되고 방향자로 지칭된다.
액정 디스플레이(LCD)에서, 외부장, 예를 들면, 전기장의 부재에서 액정 분자들의 바람직한 초기 배향은 제한된 고체 기판의 적절한 표면 처리에 의해 일반적으로 달성되고, 전형적으로는, 액정 벌크(bulk)와 대면하는 제한된 기판의 표면 상에 이른바 배향막을 도포함으로써 달성된다. 초기 액정 배향은 액정 막과 배향막 사이의 계면에서 고체 표면/액정 상호작용에 의해 정의된다.
제한된 표면에 인접한 액정 분자들의 배향은 탄성력을 통해 벌크 내 액정 분자로 이동되고, 이에 따라, 모든 액정 벌크 분자들에 본질적으로 동일한 배향을 제공하게 된다.
액정 막과 배향막 사이의 계면에서 가까운 액정 분자들의 방향자(또한, 본원에서 표면-방향자로 지칭됨)는 특정 방향, 예를 들면, 제한된 기판 표면에 직각인 방향(또한, 수직 또는 세로 배향(vertical alignment: VA)으로 지칭됨), 또는 제한된 기판 표면과 평행인 방향(또한, 균질 또는 평면 배향(PA)으로 지칭됨), 또는 예정된 경사각(또한, 제한된 기판 표면에 대한 선경사각(pre-tilt angle)으로 지칭됨)에서, 세로 및 평면 배향 사이의 임의의 지점(경사진 배향(TA)으로 지칭됨)으로 제한된다. 액정 디스플레이에서 바람직한 배향의 유형은 장치의 의도된 적용에 좌우된다.
배향막을 형성하는 공지된 방법으로는 예를 들면, 유기 필름 러빙(rubbing) 방법, 및 무기 필름 증착법이 있다.
유기 필름 러빙 방법에 따르면, 예를 들면, 폴리이미드의 유기 코팅이 기판 표면 상에 형성된다. 이 후, 유기 코팅은 면, 나일론 또는 폴리에스테르의 직물을 사용하여 일정한 방향으로 러빙된다. 결과적으로, 유기 막과 접촉하는 액정 분자는 러빙 방향을 따라 배향될 것이다. 그러나, 러빙 방법은 기계적 러빙으로 인하여 배향 필름의 표면 상에 스크래치를 생성할 수 있고, 먼지와 정전기 전하를 발생시켜 액정 디스플레이 장치 내 박막 레지스터를 손상시킬 수 있다는 점에서 문제점을 가지고 있다.
무기 필름 증착법에서, 무기 필름은, 실리콘 옥사이드와 같은 무기 기판의 증착에 의해 기판 표면 상에 형성되는데, 액정 분자가 무기 물질과 증발 조건에 따라 특정 방향으로 무기 필름에 의해 배향되도록 제한된 기판에 비스듬하게 형성된다. 제조 비용은 고가이기 때문에, 이 방법은 대규모 생산에는 적합하지 않아서, 실제로는 사용하지 않는다.
배향막을 형성하기 위한 보다 최근의 기술로는 배향막을 광에 노출시킴을 포함함으로써 배향막 표면의 물리적 특성의 이방성을 발생시켜, 결국 액정의 특정 배향 방향을 유도하는 광-배향이 있다. 광-배향 방법의 하나의 장점은 비-접촉 공정이며, 이에 따라, 유기 필름 러빙 방법과 관련하여 위에 언급된 문제들이 방지된다는 점이다.
세로(수직) 배향(VA) 및 평면 배향(PA)은 LCD에서 사용된 액정 배향의 주요한 2개의 유형이다. 수직 배향은 매우 낮은 투과 암흑 상태(transmission dark state)가 양호한 명암 비를 생성하기 때문에 LCD TV에서 특히 유리하다. 다수의 경우에서, 예정된 경사각(TA)에서 액정 분자를 배향하는데 유리한데, 예를 들면, 전계의 적용시 액정 물질의 반응시간을 단축시킬 수 있고/있거나 전기장이 적용된 경우 액정 분자의 보다 균질한 재배향을 촉진시킬 수 있기 때문이다. 기판 법선(substrate surface normal)에 대한 액정 분자의 단지 작은 선경사각(예를 들면, 기판 표면에 대해 85 내지 88°로 산출됨)을 갖는 거의 수직인 배향을 유도함으로써, LCD의 액정 분자의 빠른 스위칭(switching)이 LCD의 명암을 상당히 저하시키기 않고 달성할 수 있다.
유럽 특허(EP) 제2 131 233호는 액정 디스플레이 장치에 사용하기 위한 배향 필름 물질에 대한 중합체를 개시하고 있으며, 여기서, 배향 필름은 이의 광-조사에 의해 개조되어, 액정 분자의 평균 선경사각이 87 내지 89.5°가 되도록 액정 분자의 배향을 조절할 수 있다. 중합체는 신나메이트기, 아조벤젠기, 스틸벤기, 신나모일기, 및 쿠마린기로부터 선택된 광-기능성기를 포함한다. 그러나, 이들 광-기능성 기는 라디컬 중합과 같은 다수의 통상적인 중합 방법에서 불명확하게 반응하기 쉽고, 결과적으로, EP 제2 131 233호에 따른 중합체의 제조는 시간이 소요되는 중합 방법, 예를 들면, 1 단계의 축합 반응에 이어 경화 단계를 포함하는 폴리이미드의 제조로 제한된다. 이에 따라, EP 제2 131 233호에 따른 중합체 골격(polymer backbone)에 사용하기 위한 적합한 단량체의 선택이 또한 제한된다.
본 발명의 요약
선행기술의 위에 언급된 단점 및 기타 단점으로 볼 때, 본 발명의 일반적인 목적은 액정 물질의 목적하는 선경사각이 달성되도록 용이하게 구성될 수 있는 표면-방향자 배향막을 위한 중합체를 제공하는 것이다.
본 발명의 발명자들은 본 발명에 따른 중합체 화합물을 이용함으로써 이러한 목적 및 기타 목적들이 달성될 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체가, 중합체의 광-조사에 의해 액정 장치에서 액정 분자의 목적하는 선경사각을 매우 정확하게 조절하기 위한 표면-방향자 배향막 내 중합체 화합물의 광-기능성 잔기로서 유리하게 사용될 수 있다는 인식을 기초로 한다. 특히, 본 발명의 발명자들은 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체가 높은 광안정성 및 열안정성을 증진시키는 우수한 광-기능성 특성을 나타내며, 또한, 본 발명에 따른 벤조페논 잔기를 포함하는 중합체 화합물이 라디칼 중합 반응을 사용하여 용이하게 제조될 수 있음을 밝혀냈다. 본 발명에 따르면, 액정 장치의 전체 영역에 걸쳐서 균일한 분포를 갖는 액정 물질의 바람직한 선경사각을 유도하는 배향막이 달성될 수 있다.
제1 국면에 따르면, 본 발명은 표면-방향자 배향막에 사용하기 위한 중합체 화합물을 제공한다. 중합체 화합물은 반복 단위들을 포함하는 중합체 골격; 반복 단위들의 적어도 일부에 부착되고, 하나 이상의 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체를 포함하는 광-기능성 잔기를 포함하는 제1 측기(first side group); 및 반복 단위들의 적어도 일부에 부착되고, 액정 물질의 수직 배향을 유도할 수 있는 명백한 형상 이방성을 갖는 제2 측기(second side group)를 포함한다.
중합체 화합물은 또한, 기타 기능성 측기, 예를 들면, 앵커링(anchoring) 측기, 알킬 측쇄 또는 이온 이동 억제 측기를 선택적으로 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "명백한 형상 이방성을 갖는 측기"는 실제 환경에서 명백한 형상 이방성을 갖는 분자를 나타낸다. 명백한 형상 이방성을 갖는 측기는 단축(축들) 및 장축(축들) 사이에 분명한 차이를 나타내며, 이의 구조에서 상대적으로 견고하다.
본 발명의 중합체 화합물이 표면-방향자 배향막에 사용되는 경우, 중합체의 제2 측기는 전형적으로 배향막(또는 기판)의 평면에 대해 실질적으로 수직으로 배향되고, 이에 따라, 인접한 액정 물질의 수직 배향을 촉진시킨다. 액정 물질의 바람직한 선경사를 달성하기 위해서, 본 발명의 중합체 화합물은 하나 이상의 광-기능성 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체를 포함하는 제1 측기를 추가로 포함하고, 이의 배향은 광-조사에 의해 조절될 수 있다. 중합체 화합물의 광-조사는 제1 측기가 경사된 배향을 사용하도록 한다. 그러나, 예를 들면, 제1 및 제2 측기의 분자 구조 및/또는 광-기능성 잔기(이하 추가로 기재됨)의 광-반응성 특성에 따라, 광-조사는 제1 측기의 재-배향 뿐만 아니라, 또는 대신에 제2 측기의 재-배향을 생성할 수 있다. 임의의 경우에는, 광-조사는 액정 분자 및 제1 및 제2 측기 사이에 입체 상호작용 및 극성 상호작용을 통해 제1 및 제2 측기의 전반적인 배향을 달성하고, 액정 분자의 바람직한 선경사각를 촉진하도록 수행된다.
전형적으로, 본 발명의 광-기능성 잔기는 광-반응성을 나타낸다. "광-반응성"은 조도에 반응하여 화학적 반응을 수행할 수 있음을 의미한다. 이러한 화학적 반응(들)은 예를 들면, 이합, 중합, 및 이성질화 반응을 포함할 수 있다. 상기 반응들은 제1 측기 내에, 2개 이상의 제1 측기 사이에, 제1 측기와 제2 측기 사이에, 및/또는 제1 측기와 중합체 골격 사이의 반응을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 중합체 화합물이 표면-방향자 배향막으로서 또는 표면-방향자 배향막에서 사용되는 경우, 광-반응성 잔기를 포함하는 제1 측기의 배향 및/또는 기타 측기의 배향은 표면-방향자 배향막과 접촉하는 액정 분자의 바람직한 선경사각을 제공하도록 조절될 수 있다. 또한, 탄성력을 통해, 액정 벌크는 동일한 선경사각을 채택한다.
유리하게는, 본 발명의 실시형태에서, 제1 측기는 다음 일반식 (I)을 가질 수 있다:
Figure 112014099791352-pct00001
(I)
일반식 (I)에서,
L1은 반복 단위에 부착되고, 3개 내지 30개의 연결 원자(linking atom), 예를 들면, 5개 내지 15개의 연결 원자를 포함하는 연결기이고;
R1은 수소, 할로겐, C1 내지 C20 알킬, 치환된 C1 내지 C20 알킬, C1 내지 C20 알콕시, 치환된 C1 내지 C20 알콕시, C1 내지 C20 알케닐, 치환된 C1 내지 C20 알케닐, C1 내지 C20 알키닐, 치환된 C1 내지 C20 알키닐, C1 내지 C20 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C20 아미노알킬이고, 전형적인 예는 수소, 또는 C1-C11 알킬 또는 C1-C11 알콕시를 포함하며;
n은 0 내지 4이고;
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C3 알킬, 치환된 C1 내지 C3 알킬, C1 내지 C3 알콕시, 치환된 C1 내지 C3 알콕시, C1 내지 C3 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C3 아미노알킬이다.
본 발명의 실시형태에서, 제2 측기는 제2 측기의 주 연장선을 따라 연장된 장축, 및 장축에 수직인 단축을 갖는 선형 형상 이방성을 가지며, 제2 측기는 반복 단위들에 엔드-온(end-on) 부착된다.
유리하게는, 본 발명의 양태에서, 제2측기는 다음 일반식 (II)을 가질 수 있다:
Figure 112014099791352-pct00002
(II)
일반식 (II)에서,
L2은 반복 단위에 부착되고, 3개 내지 30개의 연결 원자(linking atom), 예를 들면, 5개 내지 15개의 연결 원자를 포함하는 연결기이고;
m은 0 또는 1이고;
X는 -COO-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-이고;
R4는 수소, 할로겐, C1 내지 C20 알킬, 치환된 C1 내지 C20 알킬, C1 내지 C20 알콕시, 치환된 C1 내지 C20 알콕시, C1 내지 C20 알케닐, 치환된 C1 내지 C20 알케닐, C1 내지 C20 알키닐, 치환된 C1 내지 C20 알키닐, C1 내지 C20 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C20 아미노알킬이고, 전형적인 예는 수소, 또는 C1-C11 알킬 또는 C1-C11 알콕시를 포함하며;
n은 0 내지 4이고;
R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C3 알킬, 치환된 C1 내지 C3 알킬, C1 내지 C3 알콕시, 치환된 C1 내지 C3 알콕시, C1 내지 C3 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C3 아미노알킬이다.
중합체 화합물이 표면-방향자 배향막으로서 사용되는 경우, 액정 물질의 액정 분자는 제1 측기 및 제2 측기 둘다의 배향에 의해 영향을 받아야 한다. 이를 달성하기 위해서는, 유리하게는 제1 측기 및 제2 측기는 유사한 길이로 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시형태에서, 연결기 L1은 연결기 L2 보다 최대 10개 많은 연결 원자, 예를 들면, 최대 6개 많은 연결 원자를 포함할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시형태에서, L1은 L2 보다 최대 6개 많은 연결 원자를 포함할 수 있고, 여기서, R1은 수소 또는 할로겐일 수 있으며, R4는 C3 내지 C6 알킬 또는 C3 내지 C6 알콕시, 예를 들면, 헥실옥시일 수 있다. 이러한 실시형태에서, 제1 측기 및 제2 측기는 중합체 골격으로부터 유사한 연장을 가질 수 있다.
연결기 L1 및 L2는 각각 치환된 포화 또는 불포화 탄화수소쇄, 예를 들면, 알킬, 알케닐, 아릴, 알킬아릴 알콕시 또는 폴리에테르, 아릴옥시기, 실록산 쇄를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들면, L1 및 L2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬, 치환된 C1 내지 C30 알킬, C1 내지 C30 알콕시, 치환된 C1 내지 C30 알콕시, C1 내지 C30 알케닐, 치환된 C1 내지 C30 알케닐, C1 내지 C30 알키닐, 치환된 C1 내지 C30 알키닐, C1 내지 C30 아미노알킬, 또는 치환된 C1 내지 C30 아미노알킬일 수 있다. 전형적인 예는 C1-C15 알킬 또는 C1-C15 알콕시, 예를 들면, C3-C11 알킬 또는 C3-C11 알콕시를 포함한다.
본 발명의 예시적 실시형태에서, 중합체 골격의 반복 단위는 말레이미드이고, L1은 C11 알콕시; R1, R2 및 R3은 수소이고; L2 및 R4는 C6 알콕시이고; R5는 H 또는 N-알킬아미드이고, R6은 H 또는 N-알킬아미드이고, m은 1이며; X는 -COO-이다.
본 발명의 예시적 실시형태에서, 중합체 골격의 반복 단위들은 헥실아크릴레이트이고, L1은 C11 알콕시이고; R1, R2 및 R3은 수소이고; L2 및 R4는 C6 알콕시이고; R5는 H 또는 N-알킬아미드이고, R6은 H 또는 N-알킬아미드이고, m은 1이며; X는 -COO-이다.
본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물 내 제1 측기의 수 및 제2 측기의 수의 비는 10:1 내지 1:100의 범위, 예를 들면, 2:1 내지 1:10, 예를 들면, 1:1의 범위에 있을 수 있다. 이들 비를 이용하여, 제1 측기 및/또는 제2 측기의 바람직한 정도의 재-배향이 중합체의 광-조사시 달성될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물 내 제1 측기의 수 및 반복 단위들의 전체 수의 비는 1:1 내지 1:100, 예를 들면, 1:10의 범위에 있다.
반복 단위들의 전체 수에 대한 제1 측기 및 제2 측기의 수는 중합체 골격의 길이를 따라 측기의 바람직한 분포를 제공하도록 전형적으로 개조되어, 중합체가 배향막으로 사용시, 중합체 골격을 따라 충분한 측기가 존재하여 중합체를 포함하는 액정막 및/배향막 사이의 계면에 적절한 고체 표면/액정 상호작용을 달성하여, 액정 물질의 액정 분자가 바람직한 선경사각으로 배향되도록 한다.
중합체 내 제2 측기에 대한 제1 측기의 수의 비, 및 반복 단위들의 전체 수에 대한 제1 측기 및/또는 제2 측기의 수의 비는 중합체의 광-조사시 바람직한 선경사를 제공하도록 유리하게 개조될 수 있다. 최적 비(들)는 전형적으로 광-조사에 사용하기 위한 방법에 좌우되며, 예를 들면, 선형 편광 전자기 방사의 방향 및/또는 이의 파장, 및/또는 노출 시간, 온도, 및 주위 대기에 좌우된다. 그러나, 바람직한 선경사를 달성하는 최적 비는 또한, 제1 및 제2 측기의 각각의 구조에 좌우될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 반복 단위들은 하나 이상의 말레이미드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 스티렌, 및 N-비닐락탐 단량체, 및 이의 유도체들, 및 이의 혼합들로부터 유래될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 중합체 골격은 "제1 반복 단위(들)"로 지칭되는 제1 유형의 반복 단위들, 및 "제2 반복 단위(들)"로 지칭되는 제2 유형의 반복 단위를 포함할 수 있다. 제1 반복 단위 및 제2 반복 단위 각각은 말레이미드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 스티렌, 및 N-비닐락탐 단량체, 및 이의 유도체들, 및 이의 혼합들로부터 선택될 수 있다. 제1 반복 단위들은 전형적으로 제2 반복 단위들과 상이하다.
일부 실시형태에서, 제1 반복 단위들의 적어도 일부는 제1 측기 또는 제2 측기로 기능화될 수 있고, 제2 반복 단위들의 적어도 일부는 또한 제1 측기 또는 제2 측기로 기능화될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제2 반복 단위들의 적어도 일부는 제1 측기와 기능화되고/되거나, 제2 반복 단위들의 적어도 일부는 제2 측기와 기능화되며, 제1 반복 단위들은 선택적으로는 제1 및 제2 측기가 부족할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 제1 반복 단위들의 적어도 일부는 제1 측기와 기능화될 수 있고, 제2 반복 단위들의 적어도 일부는 제2 측기와 기능화될 수 있으며, 반대로도 가능할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 반복 단위들의 적어도 일부는, 예를 들면, 제1 및/또는 제2 반복 단위들의 일부는 제3 측기와 기능화될 수 있고, 전형적으로 C2 내지 C20 알킬 또는 치환된 C2 내지 C20 알킬, 예를 들면, C2 내지 C11 알킬, 예를 들면, C8 알킬일 수 있다. 예를 들면, 제3 측기는 N-알킬말레이미드를 포함할 수 있다.
또한, 제2 국면에서, 본 발명은 표면 상에 증착된 위에 기재된 중합체 화합물을 포함하는, 표면-방향자 배향막에 관한 것이다.
제3 국면에서, 본 발명은 기판을 제공하는 단계; 위에 기재한 중합체 화합물을 기판의 표면 위로 도포하여 표면-방향자 배향막을 제공하는 단계; 및 표면-방향자 배향막을, 기판 법선(substrate normal)에 대해 1°내지 89°범위의 입사각에서, 입사 평면에서 선형 편광(linear polarization)되고, 200 내지 400 nm 범위, 예를 들면, 250 내지 320 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사로 조사하는 단계를 포함하는, 표면-방향자 배향막의 광-배향 방법에 관한 것이다. 입사 평면은 입사광 및 기판 법선을 포함하는 평면으로서 정의된다.
제4 국면에서, 본 발명은 하나 이상의 제한된 기판(confining substrate); 액정 벌크 물질; 및 적어도 하나의 제한된 기판과 액정 벌크 물질 사이에 배열되고, 액정 벌크 물질과 접촉하여 액정 벌크 물질에 포함된 액정 분자들이, 적용된 전기장의 부재에서, 표면-방향자 배향막의 표면에 대해 바람직한 선경사각을 형성하도록 하며, 위에 기재된 중합체 화합물을 포함하는 표면-방향자 배향막을 포함하는, 액정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시형태에서, 선경사각은 표면-방향자 배향막을 광-조사함으로써 조절가능하다.
본 발명의 실시형태에서, 선경사각은 85 내지 89.5° 예를 들면, 87 내지 89.5°, 예를 들면, 87.5 내지 88.5°범위일 수 있다. 수직 배향(선경사)으로부터 이러한 작은 편차는 액정 물질의 반응 시간을 감소시키고/시키거나 전기장의 적용시 액정 분자의 보다 균질한 재배향을 촉진시킨다.
제5 국면에서, 본 발명은 위에 기재된 액정 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 본 방법은 기판을 제공하는 단계; 기판 상에 제1 전극막을 제공하는 단계; 위에 기재된 중합체 화합물을 제1 전극막의 표면 상에 도포하여 표면-방향자 배향막을 제공하는 단계; 표면-방향자 배향막을, 기판 법선(substrate normal)에 대해 1°내지 89° 범위의 입사각에서, 입사 평면에서 선형 편광(linear polarization)되고, 200 내지 400 nm 범위, 예를 들면, 250 내지 320 nm 범위의 파장을 갖는 전자기 방사(electromagnetic radiation)로 조사하는 단계; 및 배향막과 접촉하여 액정 물질을 배열하는 단계를 포함한다.
제6 국면에서, 본 발명은 액정 장치용 배향막에서 위에 기재한 중합체 화합물의 용도에 관한 것이다.
제7 국면에서, 본 발명은 위에 기재한 액정 장치를 포함하거나 또는 액정 장치를 제조하기 위한, 위에 기재된 방법에 의해 제조되는 디스플레이에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 이들 국면 및 기타 국면이 본 발명의 예시적 실시형태를 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 표면-방향자 배향막의 제조 방법을 개략적으로 도시하는 순서도이다.
도 2a 내지 2c는 상응하는 방법 단계를 따르는 상태에서 도 1의 방법에 따라 제조된 표면-방향자 배향막을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 방법에 따른 광-조사 동안의 입사 전자기 방사의 방향을 도시하고, 입사 평면(P) 및 기판 법선(N)을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 액정 장치를 도시한다.
다음 기재에서, 본 발명은 표면-방향자 배향막에 사용하는데 적합한 중합체 화합물, 이러한 중합체 화합물의 합성, 및 표면-방향자 배향막으로서, 또는 표면-방향자 배향막 내 이러한 중합체 화합물을 이용하는, 액정 장치, 예를 들면, 액정 디스플레이를 기재한다.
본 발명의 발명자들은 놀랍게도, 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체가 표면-방향자 배향막에 사용하기 위한 중합체 화합물의 펜던트기(pendant group)의 광-기능성 잔기로서 유리하게 사용될 수 있음을 밝혀냈다. 벤조페논 또는 벤조페논 유도체의 광-기능성 특성으로 인하여, 중합체 화합물은, 표면-방향자 배향막에 사용시, 유리하게 조절되어 액정 분자들의 바람직한 선경사각을 촉진시킬 수 있다. 이러한 조절은 벤조페논 잔기를 포함하는 중합체 화합물을 전자기 복사로 조사시킴으로써 수행된다.
이하, 본 발명에 따른 표면-방향자 배향막의 실시형태, 및 이러한 표면-방향자 배향막의 광-배향 방법이, 이러한 방법을 개략적으로 도시하는 순서도인 도 1 및 도1의 상응하는 방법을 따르는 상태의 표면-방향자 배향막을 개략적으로 도시하는 도 2a 내지 2c를 참조하여 기술될 것이다.
제1 단계에서, 기판(201)이 제공된다. 예를 들면, 기판은 유리 기판일 수 있다. 전형적으로, 전극 층은 기판의 표면 상에 미리 제공되고; 그렇지 않은 경우, 통상적인 전극 층은 배향막을 적용하기 전에 기판(201) 상에 적용될 수 있다.
제2 단계에서, 본 발명의 실시형태에 따른 중합체 화합물은 기판(201) 위로 도포된다. 중합체는 전형적으로 액체 매질, 예를 들면, 휘발성 용매에 용해, 분산되거나 분배되기 전에 용액에 단량체 혼합물을 중합시키고, 이후, 용액/분산액/현탁액을 기판 표면 상에 코팅시킨 다음, 액체 매질을 제거한다. 적절한 코팅 방법은 스핀-코팅, 스프레이-코팅, 닥터블레이드 코팅, 롤-코팅, 플렉스프린팅, 잉크-젯 프린팅, 딥핑 등과 같은 통상적인 증착 방법을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 대안적으로는, 본 발명의 다른 실시형태에서, 단량체 및/또는 예비-중합체의 혼합물을 포함하는 반응 혼합물을 기판 표면 상에 코팅한 다음. 기판 표면 상에 직접적으로 반응 혼합물을 인 시튜(in situ) 중합시킬 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 중합체 화합물은 반복 단위들(204, 205)을 포함하는 중합체 골격(209)를 포함하는데, 여기서, 일부의 반복 단위들(204)은 이에 부착된 제1 측기(206)을 가지고, 기타 반복 단위들(205)은 이에 부착된 제2 측기(207)을 가진다. 제1 측기(206)는 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체를 포함하는 하나 이상의 광-기능성 잔기(208)를 포함한다.
도 2b에서, 제1 측기(206) 및 제2 측기(207) 둘 다는 명백한 형상 이방성을 가지는데, 즉, 제1 및 제2 측기는 제2 측기의 주 연장선을 따라 연장된 장축, 및 장축에 수직인 단축을 갖는 선형 이방성을 가진다. 제1 및 제2 측기 둘 다는 반복 유닛에 엔드-온(end-on) 부착된다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 측기 및 제2 측기 둘 다는, 전기장이 적용되지 않고 전자기 방사에 배향막이 노출되지 않은 경우, 표면-방향자 배향막의 평면에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 배향을 가진다.
본원에 사용된 용어 "엔드-온 부착"은 측기 분자의 장축의 말단에서, 또는 말단의 근처에서, 측기가 중합체 골격에 부착되는 것을 의미한다. 예를 들면, 막대형(rod-like) 측기, 예를 들면, 칼라미틱 메소제닉기(calamitic mesogenic group)에서, 부착 지점은 측기의 말단들 중 하나 또는 이의 근처이다.
또한, 도 2c에 도시된 방법의 제3의 단계는, 중합체 화합물을 200 내지 400 nm의 범위, 예를 들면, 250 내지 320 nm의 범위의 파장을 갖는 선형으로 편광된 전자기 방사(210)로 조사하는 단계를 포함한다. 중합체 화합물은 기판 법선(substrate normal)(N)으로부터 1° 내지 89° 범위, 예를 들면, 20° 내지 70°, 예를 들면, 30° 내지 60°범위의 입사각에서 조사될 수 있다. 광 편광 방향은 입사 평면(P)에 있으며, 도 3을 참조한다. 기판 법선(N), 광 입사각(α), 및 입사 평면(P)가 도 3에 도시되어 있다.
조사는 적어도 30초 동안, 예를 들면, 적어도 40초, 예를 들면, 적어도 1분 동안 수행될 수 있다. 조사는 5분 내지 10분 이하, 예를 들면, 3분 이하, 또는 2분 이하로 수행될 수 있다.
광-조사의 결과로서, 적어도 제1 측기(206), 및 선택적으로 제2 측기(207)의 경사 배향은 도 2c에 도시된 바와 같이 전형적으로 달성된다. 광-조사에 노출시킴으로써, 벤조페논-유래된 광-기능성 잔기는 화학 반응(들)을 수행하도록 착수된다. 화학 반응(들)은 예를 들면, 중합체 골격의 제1 측기와 인접한 제1 측기 및/또는 제2 측기 및/또는 하나 이상의 반복 단위들 사이의 비가역적 공유 결합(도시되지 않음)을 형성하는 임의의 유형의 가교-결합 반응을 포함할 수 있다. 이러한 반응은 도 2c에 도시된 바와 같이, 제2 측기의 배향 변화를 야기할 수 있음을 명심해야 한다. 그러나, 본 발명의 대안적 실시형태(도 2c에는 도시되지 않음)에서, 모두가 경사 배향을 갖는 것은 아니며, 배향막과 액정막 사이의 계면에서 액정 분자들의 선경사의 비균질한 분포를 제공하는 제1 측기 및 제2 측기의 혼합일 수 있다. 그러나, 액정의 탄성 특성으로 인하여, 액정 분자들의 선경사의 이러한 비균질한 표면 분포는 배향막으로부터 특정 거리, 전형적으로 100 nm 미만으로 액정 벌크에서 균질화되어 바람직한 선경사를 갖는 액정막의 배향을 생성한다.
액정 물질의 액정 분자들이 표면-방향자 배향막의 표면에 대하여 85° 내지 89.5°, 예를 들면, 87.5° 내지 89.5°범위의 선경사각에서 배향될 수 있는 표면-방향자 배향막을 달성하는 것이 전형적으로 바람직하다. 이에 따라, 중합체의 조사로 제1 및 제2 측기의 전부 또는 대다수가 경사 배향을 생성하는 경우, 전반적인 배향은 액정 분자들의 바람직한 선경사각을 달성하기 위해서, 표면-방향자 배향막의 표면에 대하여 85° 내지 89.5° 범위에 있어야 한다. 그러나, 단지 제1 측기가 중합체 화합물의 광-조사 동안 재-배향되는 경우, 각각의 제1 측기의 궁극적인 배향은, 액정 물질의 바람직한 선경사(85° 내지 89.5°범위)를 달성하기 위해서, 제1 측기의 배향이, 제2 측기가 수직 배향을 촉진시키도록 여전히 배향될 수 있다는 사실을 보상해야 하기 때문에, 전형적으로 85° 미만, 예를 들면, 80 내지 85° 미만일 수 있다. 결과적으로, 이러한 경우에, 제1 측기의 궁극적인 바람직한 배향은, 예를 들면, 제2 측기의 수에 대한 제1 측기의 수에 좌우될 것이다. 또한, 최종 선경사각은 조도 조건(광입사각 α를 포함함), 온도, 주변 대기 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 측기의 재-배향의 정도는 예를 들면, 선형편광된 전자기 방사의 방향 및/또는 이의 파장, 및 광-조사의 노출 시간을 개조하여 조절될 수 있다. 그러나, 광-조사 단계에서의 결과는 또한, 예를 들면, 중합체 골격의 구조 뿐만 아니라 광-기능성 잔기를 포함하는 제1 측기의 수, 제1 및 제2 측기의 화학적 구조, 및 광-기능성 잔기(즉, 벤조페논의 상이한 유도체)의 화학적 구조에 좌우될 수 있다.
본 발명의 중합체 화합물은 반복 단위들에 부착된 제1 측기를 갖는 반복 단위들, 반복 단위들에 부착된 제2 측기를 갖는 반복 단위들, 및 제1 및 제2 측기가 부족할 수 있는 반복 단위들을 포함하는 랜덤 공중합체일 수 있다. 반복 단위들은 측기에 대한 것을 제외하고는 동일한 유형으로 구성될 수 있다.
"랜덤 공중합체"는 중합체 골격의 길이를 따라 무작위로 분포되어 있는 2개이상의 상이한 단량체 단위를 포함하는 중합체를 의미한다. 하나의 예는 반복 단위들에 부착된 제1 측기를 갖는 제1 유형의 반복 단위들, 및 제1 측기 대신에 반복 단위들에 부착된 제2 측기를 갖지만 동일한 유형의 기타 반복 단위들을 포함하는 공중합체이다. 다른 예는 반복 단위들에 부착된 제1 측기를 갖는 제1 반복 단위들 및 반복 단위들에 부착된 제2 측기를 갖는 제2 반복 단위들을 포함하는 공중합체이다.
랜덤 공중합체는 2개 이상의 상이한 단량체 단위를 중합시켜, 전형적으로 라디칼 추가 중합시킴으로써 수득할 수 있고, 이 중합 방법은 당해 분야에 잘 공지되어 있다.
라디칼 중합 방법은 라디칼 중합으로부터의 중합체 산물이 경화될 필요가 없으며, 기판 위로 증착한 후 용매를 단지 증발시킴으로써 배향막이 용이하게 형성될 수 있기 때문에, 배향 물질에 사용하기 위한 중합체의 제조에 특히 유리하다. 이는 배향막을 제조하는데 과량의 열을 필요로 하지 않기 때문에 플라스틱 기판과 같은 온도 민감 기판의 용도를 가능하게 한다. 또한, 중합체가 증착 후 경화를 필요로 하지 않기 때문에, 기판 상의 배향막을 형성하는 전체 시간이 단축되는데, 이는 본 발명의 중합체 화합물을 함유하는 용액으로부터 배향 박막을 증착시킨 다음, 용매를 증발시키는 단계만을 단지 포함하기 때문이다. 추가로, 사용된 용매가 소량이기 때문에, 공정의 제조 비용이 적고, 환경적으로 보다 친화적이다. 또한, 라디칼 중합 방법을 사용하여, 다수의 상이한 단량체의 블렌드를 용이하게 중합시켜 바람직한 공중합체 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물은 제1 유형의 반복 단위들(또한, "제1 반복 단위들"로 지칭됨), 및 제2 유형의 반복 단위들(또한, "제2 반복 단위들"로 지칭됨)를 포함하는 랜덤 공중합체 일 수 있고, 여기서, 제1 반복 단위들은 제2 반복 단위들과 상이하다. 예를 들면, 본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물은 적어도 일부가 제1 측기와 기능화될 수 있는 제1 반복 단위들을 포함하고, 적어도 일부가 제2 측기와 기능화될 수 있는 제2 반복 단위들을 추가로 포함하는 랜덤 공중합체 일 수 있다. 대안적으로는, 제1 및 제2 반복 단위들 둘 다는 제1 및 제2 측기로 기능화될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 제1 및 제2 반복 단위들 중의 단지 하나는 제1 측기 및/또는 제2 측기로 기능화될 수 있다.
전형적으로, 제1 반복 단위들 및/또는 제2 반복 단위들은 하나 이상의 말레이미드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 스티렌, 및 N-비닐락탐 단량체, 및 이의 유도체들, 및 이의 혼합들로부터 독립적으로 유래될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물은 제1 측기, 또는 제2 측기, 또는 제3 또는 추가의 측기 중의 하나로 기능화된 말레이미드의 제1 반복 단위들, 및 N-비닐 피롤리돈의 제2 반복 단위들을 포함하는 랜덤 공중합체이다.
예를 들면, 본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물은 제1 측기, 또는 제2 측기, 또는 제3 또는 추가의 측기 중의 하나로 기능화된 아크릴레이트의 제1 반복 단위들을 포함하는 랜덤 공중합체이다.
본 발명의 실시형태에 따라, S1으로 표시된 제1 측기는 다음의 일반식 (I)을 유익하게 가질 수 있다:
Figure 112014099791352-pct00003
(I)
일반식 (I)에서,
L1은 제1 반복 단위에 부착되고, 3개 내지 30개의 연결 원자(linking atom), 예를 들면, 5개 내지 15개의 연결 원자를 포함하는 연결기이고;
R1은 수소, 할로겐, C1 내지 C20 알킬, 치환된 C1 내지 C20 알킬, C1 내지 C20 알콕시, 치환된 C1 내지 C20 알콕시, C1 내지 C20 알케닐, 치환된 C1 내지 C20 알케닐, C1 내지 C20 알키닐, 치환된 C1 내지 C20 알키닐, C1 내지 C20 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C20 아미노알킬이고, 전형적인 예는 수소, 또는 C1-C11 알킬 또는 C1-C11 알콕시를 포함하며;
n은 0 내지 4이고;
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C3 알킬, 치환된 C1 내지 C3 알킬, C1 내지 C3 알콕시, 치환된 C1 내지 C3 알콕시, C1 내지 C3 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C3 아미노알킬이다.
본 발명의 실시형태에 따라, S2로 표시된 제2측기는 다음의 일반식 (II)을 유익하게 가질 수 있다:
Figure 112014099791352-pct00004
(II)
일반식 (II)에서,
L2는 제1 반복 단위에 부착되고, 3개 내지 30개의 연결 원자(linking atom), 예를 들면, 5개 내지 15개의 연결 원자를 포함하는 연결기이고;
m은 0 또는 1이고;
X는 -COO-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-이고;
R4는 수소, 할로겐, C1 내지 C20 알킬, 치환된 C1 내지 C20 알킬, C1 내지 C20 알콕시, 치환된 C1 내지 C20 알콕시, C1 내지 C20 알케닐, 치환된 C1 내지 C20 알케닐, C1 내지 C20 알키닐, 치환된 C1 내지 C20 알키닐, C1 내지 C20 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C20 아미노알킬이고, 전형적인 예는 수소, 또는 C1-C11 알킬 또는 C1-C11 알콕시를 포함하며;
n은 0 내지 4이고;
R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C3 알킬, 치환된 C1 내지 C3 알킬, C1 내지 C3 알콕시, 치환된 C1 내지 C3 알콕시, C1 내지 C3 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C3 아미노알킬이다.
본 발명의 실시형태에서, L1은 L2 보다 최대 10개 많은 연결 원자, 예를 들면, 최대 6개 많은 연결 원자를 포함할 수 있다. 연결기 L1 및 L2는 치환된 포화 또는 불포화 탄화수소쇄, 예를 들면, 알킬, 알케닐, 아릴, 알킬아릴 알콕시 또는 폴리에테르, 아릴옥시기, 실록산 쇄를 포함할 수 있다. 예를 들면, L1 및 L2는 각각 독립적으로 C1 내지 C30 알킬, 치환된 C1 내지 C30 알킬, C1 내지 C30 알콕시, 치환된 C1 내지 C30 알콕시, C1 내지 C30 알케닐, 치환된 C1 내지 C30 알케닐, C1 내지 C30 알키닐, 치환된 C1 내지 C30 알키닐, C1 내지 C30 아미노알킬, 또는 치환된 C1 내지 C30 아미노알킬일 수 있다. 전형적인 예는 C1-C15 알킬 또는 C1-C15 알콕시, 예를 들면, C3-C11 알킬 또는 C3-C11 알콕시를 포함한다.
본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물 내 제1 측기의 수 및 제2 측기의 수의 비는 10:1 내지 1:100의 범위, 예를 들면, 2:1 내지 1:10, 예를 들면, 1:1의 범위에 유리하게 있을 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물 내 제1 측기의 수 및 제1 반복 단위들의 전체 수의 비는 1:1 내지 1:100, 예를 들면, 1:10의 범위에 유리하게 있을 수 있다.
중합체 내 제1 및 제2 측기의 수의 비, 및 제1 반복 단위들의 전체 수에 대한 제1 및/또는 제2 측기의 수의 비는 유리하게 조절되어, 측기의 전반적인(경사된) 배향이, 중합체의 광-조사시, 배향막으로서 사용되는 경우, 액정 물질의 액정 분자들이 바람직한 선경사각으로 배향되도록 할 수 있다. 최적 비(들)는 전형적으로 광-조사를 위해 사용된 방법에 좌우되며, 예를 들면, 선형 편광 전자기 방사의 방향 및/또는 이의 파장, 광-조사의 온도 및/또는 노출량에 좌우된다. 그러나, 바람직한 선경사를 달성하는 최적 비는 또한, 제1 및 제2 측기의 각각의 구조에 좌우될 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 제1 및/또는 제2 반복 단위들은 제3 유형의 측기로 기능화될 수 있고, 이는 전형적으로 C2 내지 C20 알킬 또는 치환된 C2 내지 C20 알킬, 예를 들면, C2 내지 C11 알킬, 예를 들면, C8 알킬일 수 있다. 예를 들면, 제3 측기는 N-알킬말레이미드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 제1 측기 및 제2 측기에 추가하여, 선택적으로 중합체 화합물은 하나 이상의 다음 유형의 측기를 추가로 포함할 수 있다:
- 지방족기 및 방향족기로부터 선택된 제3 유형의 측기 S3;
- 중합체 화합물을 기판에 앵커링(anchoring)할 수 있는 펜던트 측쇄(본원에 앵커링 측기로 지칭됨)를 형성하는 제4 유형의 측기 S4;
- 이온 이동 억제 측기를 형성하는 제5 유형의 측기 S5.
측기 S3 및 S4는 목적하는 경우, 위에 기술된 바와 같이 연결기 L를 사용하여 중합체 골격에 각각 부착될 수 있다.
중합체 화합물은 임의의 측기를 포함하지 않는 반복 단위들을 포함할 수 있음을 명심한다. 측기가 골격에 부착되지 않은 중합체 골격의 반복 단위들의 포함은 위에 기재된 측기들 사이에 규칙 또는 불규칙한 공간을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 중합체 화합물의 물리화학적 특성, 예를 들면, 유리 전이 온도 Tg, 탄성률, 증착 필름의 부착력, 필름 평활도, 습윤 특성, 표면 에너지 등은, 임의로 치환된, 예를 들면, 헤테로원자 치환된, 할로겐화된, 예를 들면, 불소화된, 분지쇄 또는 직쇄 지방족 및 방향족기, 예를 들면, 알킬, 아릴 또는 알킬아릴, 폴리에테르, 실록산 또는 알코올로부터 선택된 측기 S3를 포함하는 중합체 골격 반복 단위들에 삽입함으로써 바람직한 값으로 조절할 수 있다.
전형적인 예의 S3 측기는 선택적으로 불소화된, 예를 들면, 과불소화된 C1-C18 -알킬, 예를 들면, C4-C12-알킬 또는 -알코올, 및 스페이서(spacer) L로서 위에 정의된 이들 그룹을 포함한다. 예를 들면, 알킬쇄인 S3 기는 중합체의 Tg를 일반적으로 감소시키며, 아릴인 S3 기는 중합체의 Tg를 일반적으로 증가시킨다. 측기 S3 는 바람직하게는 선형이다. 본 발명의 실시형태에서, 측기 S는 액정 물질의 수직 배향에 기여할 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 앵커링 측기 S4는 기저 기판에 중합체를 앵커링하는데 바람직하게 사용될 수 있다. 앵커링 측기 S4는, 중합체 골격으로부터 이격된 말단에서 작용성기(functionalizing group)를 갖는 선택적으로 치환된 C2 내지 C20, 예를 들면, C2 내지 C8 탄화수소쇄이며, 여기서, 작용성기는 기판의 표면 상의 화학기, 예를 들면, 유리 기판 상의 자유 수산기, 또는 예를 들면, 이에 제한되지는 않으나, 기판 표면의 예비 활성에 의해 유도된 에폭시, 아미노, 티올 또는 이소시아노기에, 공유결합, 이온 결합 또는 수소 결합과 같은 결합을 형성할 수 있다.
앵커링 측기에 적합한 이러한 작용성기의 비-제한적인 예는 아미노, 하이드록시, 이소시아노, 및 글리시딜기를 포함한다. 당해 분야의 숙련가는 기판 물질에 따라 앵커링 측기에 적합한 작용성을 선택할 수 있을 것이다.
앵커링 측쇄기 S4의 비-제한적인 예는 아래 구조식 (III) 내지 (VI)에 기재되어 있고, 여기서, Z는 중합체 골격의 일부를 나타내고, L은 바람직하게는 1 내지 10의 길이, 예를 들면, 1개 내지 5개의 스페이서 원자를 갖는 스페이서 그룹으로, 예를 들면, 알킬 스페이서이다:
Figure 112014099791352-pct00005
이온 이동 억제 S5 기는 중합체 화합물에서 중합체 화합물이 배향막으로 사용시 액정 벌크 물질 내 이동 이온의 농도를 감소시키고, 이에 따라, 액정 벌크 물질의 전도성을 감소시키는데 이용할 수 있다. 이온 이동 억제기는 전형적으로 이온을 유인하는 강한 극성, 비-이온성 기이다. 이온 이동 억제기의 예는 수산기 및 이온 트랩, 예를 들면, 코로난드(coronand)로서 통상적으로 공지된 물질을 포함하는 기타기이다.
본 발명의 실시형태에서, 중합체 화합물은 적어도 180℃의 유리 전이 온도 (Tg)를 갖는다. 높은 Tg를 갖는 중합체는 온도에 보다 안정적인 액정 배향을 생성한다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 양면 액정 장치를 도시한다. 액정 장치(300)는 상호 이격된 제1 제한된 기판(301) 및 제2 제한된 기판(302)를 포함한다. 기판(301, 302) 사이의 공간에서, 액정 물질(303)은 기판(301 및 302) 사이에 배치되고 개재된다.
제1 기판(301) 상에서, 표면-방향자 배향막(304)은 액정 물질(303)과 접촉하여 배열된다. 본 발명의 중합체 상의 앵커링 측기의 존재에 따라, 표면-방향자 배향막(304)은 기판(301)에 화학적으로 결합될 수 있다.
표면-방향자 배향막(304)은 본 발명의 실시형태에 따른 하나 이상의 중합체를 포함한다. 따라서, 표면-방향자 배향막(304)은 표면-방향자 배향막(304)를 향하여 적어도 계면에서, 또는 계면 근처에서 액정 물질(303)의 작은 선경사를 갖는 수직 배향을 촉진시킨다.
당해분야의 숙련가는 본 발명의 액정 장치(300)가 액정 물질(303)에서 전기장을 생성시키기 위한 수단을 포함할 수 있음을 인식할 것이다. 전기장 내 변화는 전형적으로 액정 물질을 재-배향시키고, 즉, 액정 방향자의 스위칭을 야기한다. 예를 들면, 이러한 수단을 한 쌍의 전극으로 나타낼 수 있다. 도 4에 기재된 실시형태에서, 제1 전극(305)은 배향막(304)과 기판(301) 사이에 배열되고, 제2 전극(307)은 제2 기판(302) 상에 배열된다.
표면-방향자 배향막(304)은 적용된 전기장의 부재에서 액정 물질(303)의 표면-방향자의 바람직한 선경사 배향을 유도할 것이다.
제2 배향막(306)은 제2 기판(302)과 액정 물질(303) 사이에 배치된다. 이러한 제2 배향막은 또한, 본 발명의 실시형태의 중합체를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로는 다른 종류의 배향막 물질로 구성될 수 있다.
또한, 청구된 발명을 실시하는데 있어서, 도면, 개시, 및 첨부된 특허청구범위로부터 기재된 실시형태에 대한 변화가 당해분야의 숙련가에 의해 이해되고 유효할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명은 추가로 본 발명을 설명하는 다음의 실시예를 참조로 하여 기술될 것이다. 실험적 실시예는 본 발명을 설명하기 위해 제공된 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지는 않음을 명심해야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 오로지 정의된다.
모든 실시예는 달리 지시되지 않는 한, 표준 기압 조건 하에 실온에서 수행되었다.
상업적으로 이용가능한 화학적 화합물은 다음의 경우를 제외하고 수득된 대로 사용된다: i) 가해진 안정화제를 제거하기 위하여 사용직전에 N-비닐-피롤리돈 (NVP) 및 N-비닐-카프로락탐을 알루미늄 옥사이드에 통과시키고, ii ) 건조 THF가 필요한 경우, 사용직전에 일반적인 THF를 알루미늄 옥사이드에 통과시켜 건조시킨다. 알루미늄 옥사이드 활성화된 중성 브로크만(Brockmann), 1, 58 Å (CAS 1344-28-1)을 THF의 건조 및 NVP의 정제에 사용하였다.
아래 모든 실시예에서, 당해 분야의 숙련가에게 잘 공지된 표준 반응은 중합체의 제조를 위해 사용되었다. 중합체 배향 물질은 예를 들면, 기능화된 말레이미드 및 N-비닐 피롤리돈의 공중합에 의해 수행될 수 있다. 이들 물질의 제조 및 사용된 측기는 아래 제공된다.
Figure 112014099791352-pct00006
식 I. 샘플 메소제닉 ( sample mesogenic ) 및 알킬 단량체 합성.
N- 옥틸말레이미드 ( VIII ): 옥틸아미드는 클로로포름에 용해시키고 등가량의 무수말레인산을 가한다. 실온에서 2시간 교반한 후, 용매를 제거한다. 형성된 아미드산을 정제하지 않고 무수 아세트산에 용해시켜 사용하고 등가량의 아세트산 나트륨을 가한다. 혼합물을 6 내지 8시간 동안 환류시킨 다음, 용매를 진공하에 제거한다. 잔사를 석유 에테르/에틸 아세테이트 2/1 또는 4/1을 용리제로서 사용하여 단 실리카겔 칼럼(short silica gel column)에 통과시켰다. 이후, 말레이미드를 에탄올 또는 메탄올로부터 재-결정화시킨다. 이러한 공정 작업은 아민에 대해 옥틸 내지 적어도 헥사아데실에 적합하다. 헥실 및 더 짧은 이미드는 액체이고, 위에 기재된 동일한 조건을 사용하여 보다 조심스럽게 크로마토그래피되어야 한다.
말레이미드 ( XI ): 4.2 g (9.55 mmol) II, 0.93 g (9.55 mmol) 말레이미드, 및 2.5 g (9.55 mmol) 트리페닐포스핀을 건조된 테트라하이드로푸란 40 ml 중에 용해시켰다. 9.55 mmol 디에틸아조디카복실레이트 (DEAD) (4.4 ml 톨루엔 중의 40 % 용액)를 반응 혼합물에 적가하였다. 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반한 다음, 건조할 때까지 증발시켰다. 잔사를 석유 에테르/에틸아세테이트 2/1 중에 취하여, 실리카 겔 상에 크로마토그래피로 정제시켰다. 수율: 2.8 g 56 %. 1H NMR (CDCl3, δ, 패턴, 양성자의 수; 1.0, t, 3; 1.1-1.6, 3m, 약 20; 1.8, m, 4; 3.5, t, 2; 4, t, 2; 4.4, t, 2; 6.7, s, 2; 7.0, d, 2; 7.6, 2d, 4; 8.1, d, 2.
말레이미드 ( XIII ): 6.5 g (13 mmol) IX, 1.26 g (13 mmol) 말레이미드, 및 3.4 g (13 mmol) 트리페닐포스핀을 건조된 테트라하이드로푸란 100 ml 중에 용해시켰다. 13 mmol 디에틸아조디카복실레이트 (5.9 ml 톨루엔 중의 40 % 용액)를 반응 혼합물에 적가하였다. 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반한 다음, 건조할 때까지 증발시켰다. 잔사를 석유 에테르/에틸아세테이트 4/1 중에 취하여, 실리카 겔 상에 크로마토그래피로 정제시켰다. 수율: 4.0 g 53 %. 1H NMR (CDCl3, δ, 패턴, 양성자의 수; 0.9, t, 3; 1.1-1.6, 3m; 1.8, m, 4; 3.5, t, 2; 3.9, t, 2; 4.1, t, 2; 6.7, s, 2; 6.9, 2d, 4; 7.1, d, 2; 8.1, d, 2.
말레이미드 ( XV ): 1.5 g (4 mmol) XIV, 0.40 g (4.1 mmol) 말레이미드 및 1.13 g (4.1 mmol) 트리페닐포스핀을 건조 THF 20 ml 중에 용해시킨 다음, 0.72 g (4.1 mmol) 디에틸아조디카복실레이트를 2.19M 용액으로 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 5시간 동안 교반하였다. 용매를 제거하고 잔사를 석유 에테르/에틸 아세테이트 2/1에 환류시킨 다음 고온 여과하였다. 용매를 감압하에 제거하고 잔사를 메탄올로부터 재결정화시켜 불순한 산물을 수득하였다. 석유 에테르/에틸 아세테이트 2/1을 용리제로서 사용하여 크로마토그래피하여, 재결정화 실험 동안의 손실로 인하여 낮은 수율의 순수한 산물을 수득하였다. 수율: 0.3 g 0.6 mmol, 17 %. 1H NMR (CDCl3, δ, 패턴, 양성자의 수; 0.9, t, 3; 1.3, - 1.7, 3m, 12; 1.8, m, 4; 3.6, t, 2; 4, t, 4; 6. 7, s, 2; 6.93, m, 4; 7.45, m, 4.
Figure 112014099791352-pct00007
식 II . 벤조페논 측쇄 단량체의 합성.
4-(11- 하이드록시운데실옥시 )- 벤조페논 ( XX ): 20 mmol (4 g) 4-하이드록시벤조페논, 20 mmol (5 g) 11-브로모-1-운데카놀 및 25 mmol (3.4 g) 무수 탄산칼륨을 100 ml 부타논에 가한 다음 80℃로 6일 동안 가열하였다. 혼합물을 고온 여과하고, 용매를 제거한 다음, 잔사를 메탄올로부터 재-결정시켰다. 수율 4.8 g (64 %).1H NMR (CDCl3, δ, 패턴, 양성자의 수; 1.3 bs, 12; 1.4-1.6, 2m, 4; 1.8, m ,2; 3.65, t, 2; 4.05, t, 2; 6. 95, d, 2; 7.47, m, 2; 7.58, m, 1; 7.75, d 2; 7.82, d, 2.
4-(11- 말레이미도운데실옥시 )- 벤조페논 ( XVI ): 1.5 g (4.0 mmol) XX, 0.40 g (4.1 mmol) 말레이미드 및 1.13 g (4.1 mmol) 트리페닐포스핀을 건조 THF 20 ml 중에 용해시킨 다음, 0.72 g (4.1 mmol) 디에틸아조디카복실레이트를 2.19M 톨루엔 용액으로서 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 용매를 제거하고 잔사를 페트롤 에테르/에틸 아세테이트 2/1에 취하여 가열시키고 여과시켰다. 용매를 감압하에 적절한 용적으로 제거하고 페트롤 에테르/에틸 아세테이트 2/1을 용리제로서 사용하여 칼럼 크로마토그래피를 수행하였다. 수율: 1.2 g, 67 %. 1H NMR (CDCl3): δ, 패턴, 양성자의 수: 1.2-1.65, 3m, 16; 1.8, m ,2; 3.5, t, 2; 4.05, t, 2; 6. 7, s, 2; 7, d, 2; 7.47, m, 2; 7.58, m, 1; 7.75, d 2; 7.82, d, 2.
Figure 112014099791352-pct00008
식 III . 말레이미드 중합체의 합성.
XVIII: 0.3 mmol (150 mg) 말레이미드 XVII, 0.2 mmol (90 mg) XVI, 1.5 mmol (313mg) N-옥틸말레이미드, 2.0 mmol (222 mg) N-비닐 피롤리돈 및 15mg 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴) (AIBN)을 벤젠 15 ml 중에 용해시켰다. 중합을 60도 오일욕에서 18 시간 동안 수행하였다. 적은 양(ml)의 클로로포름으로부터 메탄올로 3회 재침전시켜 정제하였다. 66% 수율. 측기의 상대적인 비는 NMR에 따라 가해진 비율을 공정하게 따른다. 제2 측기에 대한 제1 측기(벤조페논)의 비는 2:3이었다.
Figure 112014099791352-pct00009
식 IV . 아크릴레이트 중합체의 합성.
11-(4- 벤조일페녹시 ) 운데실 프로프 -2- 에노에이트 ) ( XIX ): 1.84 g (5 mmol) ([4-(11-하이드록시운데콕시)벤조페논] (XX)을 클로로포름 25 ml 중에 용해시킨 다음, 2g (28 mmol) 트리에틸 아민을 가하였다. 혼합물을 빙욕에 냉각시킨 다음, 0.5 g (5.1 mmol) 아크릴로일 클로라이드를 시린지로 가하였다. 혼합물을 2시간 동안 실온에서 냉각시키면서 2시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 붓고 염산으로 산성화시킨 다음, 2개의 상을 분리하였다. 수상(aqueous phase)을 클로로포름으로 추출하고, 혼합된 유기 층을 물 및 염수로 세척하였다. 건조시키고 건조할 때까지 증발시킨 후, 페트롤 에테르/에틸 아세테이트 2/1을 용리제로서 사용하여, 산물을 실리카 겔 상에 크로마토그래피하였다. 수율 1.0 g 47 %. 1H-NMR 스펙트럼은 구조에 상응하였다.
4- 헥스옥시페닐 ) 4-(6- 프로프 -2- 에노일옥시헥스옥시 ) 벤조에이트 ( XXI ): 1.6 g (3.9 mmol) (4-헥스옥시페닐) 4-(6-하이드록시헥스옥시)벤조에이트, 0.9 g (12.7 mmol) 트리에틸아민 및 0.36 g (4 mmol) 아크릴오일 클로라이드를 25 ml 클로로포름에 반응시켰다. 혼합물을 밤새 교반하였다. 석유 에테르/에틸 아세테이트 4/1을 용리제로서 사용하는 것을 제외하고 XIX와 동일한 공정 작업을 수행하였다. 수율: 1.14 g 62 %. 1H-NMR 스펙트럼은 구조에 상응하였다.
아크릴레이트 중합체 ( XXII ): 140 mg (0.3 mmol) XXI, 127 mg (0.3 mmol) XIX, 218 mg (1.4 mmol) 헥실 아크릴레이트 및 9 mg (0.06 mmol) AIBN을 벤젠 10 ml 중에 용해시켰다. 헥실 아크릴레이트 내 안정화제를 알루미늄 옥사이드에 통과시켜 제거하였다. 반응 혼합물을 적용된 진공 및 질소 흡입구의 사이클을 10회 반복하여 탈기하였다. 교반된 혼합물을 80 ℃에서 18 시간 동안 중합시켰다. 이후, 대부분의 용매를 제거한 다음, 잔사를 메탄올에 침전시켰다. 중합체를 클로로포름으로부터 메탄올로 3회 재침전시켰다. 수율 0.20 g 41 %. 1H-NMR 스펙트럼은, 중합체 조성물이 가해진 성분의 비에 상응함을 나타내었다. 제2 측기에 대한 제1 측기(벤조페논)의 비는 1:1이었다.
경사( tilt )를 제공하는 높은 T g 광 배향 물질
Figure 112014099791352-pct00010
식 V. 비닐피롤리돈 말레이미드 중합체의 합성.
XXIII : 0.1 mmol (45 mg) VA 말레이미드 XV, 0.1 mmol (45 mg) 벤조페논 XVI, 0.3 mmol (52mg) 페닐말레이미드, 0.5 mmol (56 mg) N-비닐 피롤리돈 및 4 mg 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴) (AIBN)을 벤젠 4 ml에 용해시켰다. 중합을 60도 오일욕에서 47 시간 동안 수행하였다. 적은 양(ml)의 클로로포름으로부터 메탄올로 2회 재침전시켜 정제하였다. 55% 수율. 110 mg. 제2 측기에 대한 제1 측기(벤조페논)의 비는 2:3이었다.
XXIV : 0.1 mmol (45 mg) VA 말레이미드 XV, 0.05mmol (23 mg) 벤조페논 XVI, 0.35 mmol (60mg) 페닐말레이미드, 0.5 mmol (56 mg) N-비닐 피롤리돈 및 4 mg 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴) (AIBN)을 벤젠 4 ml 중에 용해시켰다. 중합을 60도 오일욕에서 48 시간 동안 수행하였다. 적은 양(ml)의 클로로포름으로부터 메탄올로 2회 재침전시켜 정제하였다. 22% 수율. 40 mg. 제2 측기에 대한 제1 측기(벤조페논)의 비는 1:1이었다.
액정 셀을 제조하는 일반적인 방법
a) 중합체 용액의 제조: 본 발명의 중합체로부터 제조된 배향막을 NMP 및 PGMEA와 같은 용매 중 공중합체의 0.2 내지 5% 용액으로부터 증착시켰다. 먼저 공중합체 용액을 0.2 μm 필터로 통과시킨다.
b) 공중합체의 증착: 공중합체 용액을, 예를 들면, 스피너(3000 rps의 속도)를 사용하여, ITO로부터 제조한 예비제조된 투명 전도성 전극을 함유하는 투명 유리 기판의 표면 위로 확산시킨다. 용매가 증발되도록 기판을 실온에서 일정 시간 유지시킨다. 이러한 공정은 기판이 상승된 온도(예를 들면, 80 내지 120℃)에서 유지되는 경우 단축될 수 있다.
c) 공중합체의 광-배향: 광-민감성 공중합체로 코팅된 실험용 기판의 UV 조명(illumination)을, UV 필터 없이 고압 수은 UV 램프로부터 선형 편광된 광 5　mW/cm2 제공하는 표준 USHIO 장비(전형적으로 UV 시스템 USHIO DEEP, 유형: UIS-S2511KK-AKB01)에서 수행한다. 본 발명의 발명자들에 의해 사용된 램프는 각각 250 nm 내지 320 nm 및 365 nm의 유효한 광 파장을 갖는다. 샘플은 290 nm이하의 모든 파장을 커팅(cutting)하는 UV 필터를 통해 조명된다. 광 편광 방향은 입사 평면에 존재한다.
d) 셀 제조: 실험용 액정셀은 서로 병렬로 조립된 2개의 기판으로 구성되며, 몇몇 μm의 거리로 이격된다. 기판들 사이의 거리는 유리 또는 중합체 스페이서에 의해 일반적으로 고정된다. 기판은 배향막으로 덮힌 표면과 함께 서로 대향한다. 이들이 형성하는 셀 갭은 모세관력을 사용하여 액정으로 충진된다.
e) 공중합체의 배향 특성의 평가: 본 발명의 공중합체로부터 제조된 배향막으로 촉진된, 실험용 셀 내 액정의 배향에 대한 평가는 광 편광 현미경 및/또는 멀러(Muller) 매트릭스 분광계(I. Dahl, Meas. Sci. Technol. 12, 1938, 2001)를 사용하여 수행된다.
배향막으로서 화합물 XVIII 및 XXIII 을 사용하는 셀의 제조 및 경사각 연구
PGMEA 중 1% XVIII 의 사용: PGMEA 중 1wt % XVIII를 기판 위로 스핀코팅(30초 동안 2000 rpm)시킨 다음, 100℃에서 15 분 동안 유지시켰다. 기판을 선형 편광된 UV 광(290 nm 필터를 사용하여 290 nm 이하의 UV 광을 제거하였다)으로 45도에서 조사(경사 입사)하였다. 광 편광 방향은 입사 평면에 존재하였다. 이러한 방식으로 제조된 2개의 기판은 서로 대향하는 표면 위로 증착된 배향막과 함께, 서로 병렬인 통상적인 샌드위치 셀에 조립되었다. 기판을 배열하여 액정으로 충진된 약 4 μm의 갭을 형성하였다. 기판의 조명 방향이 비평행이 되는 방식으로 기판을 배향시켜 소위 비평행 액정 셀을 형성하였다. 액정 물질 MLC 6608 (Merck) (△ε<0)을 등방성 온도에서 셀 갭 내로 충진하였다.
액정 분자들의 선경사가 노출 시간에 따라 증가함이 밝혀졌다. 도 1을 참조한다.
XVIII 사용
노출 시간 (초) 배향
0 VA
40 0.36°의 경사를 갖는 VA
60 2.8°의 경사를 갖는 VA
80 5.5°의 경사를 갖는 VA
100 13.9°의 경사를 갖는 VA
120 12.1°의 경사를 갖는 VA
300 PA
600 PA
상기에서, "VA"는 수직 배향을 지칭하고, "PA"는 평면 배향을 지칭한다. 또한, 이러한 맥락에서 작은 경사를 갖는 PA는 평면 배향으로 고려된다.
PGMEA 중 1 % XXIII 의 사용: PGMEA 중 1wt % XXIII를 기판 위로 스핀코팅(30초 동안 2000 rpm)시킨 다음, 100℃에서 15 분 동안 유지시켰다. 기판을 선형 편광된 UV 광(290 nm 필터를 사용하여 290 nm 이하의 UV 광을 제거하였다)으로 45도에서 조사(경사 입사)하였다. 광 편광 방향은 입사 평면에 존재하였다. 이러한 방식으로 제조된 2개의 기판은 서로 대향하는 표면 위로 증착된 배향막과 함께, 서로 병렬인 통상적인 샌드위치 셀에 조립되었다. 기판을 배열하여 액정으로 충진된 약 4 μm의 갭을 형성하였다. 기판의 조명 방향이 비평행이 되는 방식으로 기판을 배향시켜 소위 비평행 액정 셀을 형성하였다. 액정 물질 MLC 6608 (Merck) (△ε<0)을 등방성 온도에서 셀 갭 내로 충진하였다.
LC 분자들의 경사가 노출 시간에 따라 증가함이 다시 한번 밝혀졌다. 도 2를 참조한다.
XXIII 사용
노출 시간 (초) 배향
0 VA
60 0.12°의 경사를 갖는 VA
90 0.32°의 경사를 갖는 VA
120 0.63°의 경사를 갖는 VA
180 1.59°의 경사를 갖는 VA
210 5.70°의 경사를 갖는 VA
270 7.50°의 경사를 갖는 VA
300 8.77°의 경사를 갖는 VA
600 PA
상기에서, "VA"는 수직 배향을 지칭하고, "PA"는 평면 배향을 지칭한다. 또한, 이러한 맥락에서 작은 경사를 갖는 PA는 평면 배향으로 고려된다.
당해 분야의 숙련가는 본 발명이 어떠한 수단이라도 위에 기재된 바람직한 실시형태로 제한되지 않음을 인지한다. 반대로, 다수의 변형 및 변화가 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 가능하다.
특허청구범위에서, 단어 "포함하는"은 기타 성분 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정관사인 하나는 다수를 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 기타 구성 단위는 특허청구범위에 인용된 몇몇 항목들의 기능을 충족시킬 수 있다. 특정 측정이 상호적으로 상이한 종속항에 인용되는 단순한 사실은 측정된 이들의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.

Claims (23)

  1. 표면-방향자 배향막(surface-director alignment layer)에 사용하기 위한 중합체 화합물로서,
    상기 중합체 화합물은
    반복 단위들(repeating unit)(204, 205)을 포함하는 중합체 골격(polymer backbone)(209);
    상기 반복 단위들의 적어도 일부에 부착되는 제1 측기(first side group)(206)로서, 하나 이상의 벤조페논 잔기 또는 이의 유도체를 포함하는 광-기능성 잔기(photo-functional moiety)(208)를 포함하는 제1 측기, 및
    상기 반복 단위들의 적어도 일부에 부착되는 제2 측기(second side group)로서, 액정 물질의 수직 배향을 유도할 수 있는 명백한 형상 이방성(shape anisotropy)을 가지는 제2 측기
    를 포함하고,
    상기 제1 측기는 하기 일반식 (I)을 가지며, 상기 제2 측기는 다음 일반식 (II)을 가지고:
    Figure 112018121709261-pct00017
    (I)
    일반식 (I)에서,
    L1은 상기 반복 단위에 부착되고, 3개 내지 30개의 연결 원자(linking atom)를 포함하는 연결기(linking group)이고;
    R1은 수소, 할로겐, C1 내지 C20 알킬, 치환된 C1 내지 C20 알킬, C1 내지 C20 알콕시, 치환된 C1 내지 C20 알콕시, C2 내지 C20 알케닐, 치환된 C2 내지 C20 알케닐, C2 내지 C20 알키닐, 치환된 C2 내지 C20 알키닐, C1 내지 C20 아미노알킬, 또는 치환된 C1 내지 C20 아미노알킬이고;
    n은 0 내지 4이고;
    R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C3 알킬, 치환된 C1 내지 C3 알킬, C1 내지 C3 알콕시, 치환된 C1 내지 C3 알콕시, C1 내지 C3 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C3 아미노알킬이며,
    Figure 112018121709261-pct00018
    (II)
    일반식 (II)에서,
    L2는 상기 반복 단위에 부착되고, 3개 내지 30개의 연결 원자를 포함하는 연결기이고;
    m은 0 또는 1이고;
    X는 -COO-, -CH=CH-, 또는 -C≡C-이고;
    R4는 수소, 할로겐, C1 내지 C20 알킬, 치환된 C1 내지 C20 알킬, C1 내지 C20 알콕시, 치환된 C1 내지 C20 알콕시, C2 내지 C20 알케닐, 치환된 C2 내지 C20 알케닐, C2 내지 C20 알키닐, 치환된 C2 내지 C20 알키닐, C1 내지 C20 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C20 아미노알킬이고;
    n은 0 내지 4이고;
    R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C3 알킬, 치환된 C1 내지 C3 알킬, C1 내지 C3 알콕시, 치환된 C1 내지 C3 알콕시, C1 내지 C3 아미노알킬, 치환된 C1 내지 C3 아미노알킬인, 중합체 화합물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광-기능성 잔기는 광-반응성(photo-reactive)인, 중합체 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 측기는 상기 제2 측기의 주 연장선을 따라 연장된 장축, 및 상기 장축에 수직인 단축을 갖는 선형 이방성을 가지며, 상기 제2 측기는 상기 반복 단위들에 엔드-온(end-on) 부착되는, 중합체 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    L1은 L2 보다 최대 10개 많은 연결 원자를 포함하는, 중합체 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    L1은 L2 보다 최대 6개 많은 연결 원자를 포함하고, R1은 수소 또는 할로겐이며, R4는 C3 내지 C6 알킬 또는 C3 내지 C6 알콕시인, 중합체 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    L1 및 L2는 각각 독립적으로 C3 내지 C30 알킬렌, 치환된 C3 내지 C30 알킬렌, C3 내지 C30 옥시알킬렌, 치환된 C3 내지 C30 옥시알킬렌, C3 내지 C30 알케닐렌, 치환된 C3 내지 C30 알케닐렌, C3 내지 C30 알키닐렌, 치환된 C3 내지 C30 알키닐렌, C3 내지 C30 아미노알킬렌, 또는 치환된 C3 내지 C30 아미노알킬렌인, 중합체 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 화합물 내 상기 제1 측기의 수 및 상기 제2 측기의 수의 비는 10:1 내지 1:100의 범위에 있는, 중합체 화합물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 화합물 내 상기 제1 측기의 수 및 상기 반복 단위들의 전체 수의 비는 1:1 내지 1:100의 범위에 있는, 중합체 화합물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반복 단위들은 말레이미드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 스티렌, N-비닐락탐 단량체, 및 이의 유도체들, 및 이의 혼합들로부터 선택된 제1 반복 단위를 포함하는, 중합체 화합물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 반복 단위는 말레이미드이고, L1은 C11 옥시알킬렌이고; R1, R2 및 R3은 수소이고; L2는 C6 옥시알킬렌이고; R4는 C6 알콕시이고; R5는 H 또는 N-알킬아미드이고; R6은 H 또는 N-알킬아미드이고; m은 1이며; X는 -COO-인, 중합체 화합물.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 반복 단위는 아크릴레이트이고, L1은 C11 옥시알킬렌이고; R1, R2 및 R3은 수소이고; L2는 C6 옥시알킬렌이고; R4는 C6 알콕시이고; R5는 H 또는 N-알킬아미드이고; R6은 H 또는 N-알킬아미드이고; m은 1이며; X는 -COO-인, 중합체 화합물.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 반복 단위들은 하나 이상의 말레이미드, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 스티렌, N-비닐락탐 단량체, 또는 이의 혼합들, 및 이의 유도체들, 및 이의 혼합들로부터 선택된 제2 반복 단위를 추가로 포함하고,
    상기 제2 반복 단위는 상기 제1 반복 단위와 상이하며,
    상기 제2 반복 단위의 적어도 일부는 상기 제1 측기로 기능화(functionalization)되고, 및/또는, 상기 제2 반복 단위의 적어도 일부는 상기 제2 측기로 기능화되는, 중합체 화합물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 중합체 화합물을 포함하는 표면-방향자 배향막.
  14. 하나 이상의 제한된 기판(confining substrate)(301, 302);
    액정 벌크 물질(303); 및
    상기 하나 이상의 제한된 기판과 상기 액정 벌크 물질 사이에 배열되는 표면-방향자 배향막(surface-director alignment layer)(304)으로서, 상기 액정 벌크 물질의 표면과 접촉하여, 상기 액정 벌크 물질에 포함된 액정 분자들이 적용된 전기장의 부재에서, 표면-방향자 배향막의 표면에 대해 선경사각(pre-tilt angle)을 형성하도록 하는 표면-방향자 배향막을 포함하는 액정 장치(300)로서,
    상기 표면-방향자 배향막은 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 중합체 화합물을 포함하는, 액정 장치(300).
  15. 제14항에 있어서,
    상기 선경사각은 상기 표면-방향자 배향막을 광-조사(photo-irradiation)함으로써 조절가능한, 액정 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 선경사각은 상기 표면-방향자 배향막의 평면에 대해 85° 내지 89.5°의 범위에 있는, 액정 장치.
  17. 표면-방향자 배향막(surface-director alignment layer)의 광-배향(photo-orientation) 방법으로서,
    상기 방법은
    기판을 제공하는 단계;
    제1항에 따른 중합체 화합물을 상기 기판의 표면 상에 도포하여 표면-방향자 배향막을 제공하는 단계; 및
    상기 표면-방향자 배향막을, 기판 법선(substrate normal)에 대해 1° 내지 89° 범위의 입사각에서 전자기 방사(electromagnetic radiation)로 조사하고, 상기 전자기 방사는 입사 평면에서 선형 편광(linear polarization)되고, 200 내지 400 nm 범위의 파장을 가지는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 액정 장치의 제조 방법으로서,
    상기 제조 방법은
    기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상에 제1 전극막을 제공하는 단계;
    제1항에 따른 중합체 화합물을 상기 제1 전극막의 표면 상에 도포하여 표면-방향자 배향막을 제공하는 단계;
    상기 표면-방향자 배향막을, 기판 법선에 대해 1° 내지 89° 범위의 입사각에서 전자기 방사로 조사하고, 상기 전자기 방사는 입사 평면에서 선형 편광되고, 200 내지 400 nm 범위의 파장을 가지는 단계; 및
    상기 배향막과 접촉하여 액정 물질을 배열하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
  19. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 화합물은 액정 장치용 배향막에서 사용되는, 중합체 화합물.
  20. 제14항에 따른 액정 장치를 포함하는 디스플레이.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 화합물 내 상기 제1 측기의 수 및 상기 제2 측기의 수의 비는 2:1 내지 1:10의 범위에 있는, 중합체 화합물.
  22. 제1항에 있어서,
    L2는 5개 내지 15개의 연결 원자를 포함하는, 중합체 화합물.
  23. 삭제
KR1020147029336A 2012-04-16 2012-04-16 배향막에 사용하기 위한 중합체 KR101951267B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2012/056922 WO2013156053A1 (en) 2012-04-16 2012-04-16 Polymer for use in alignment layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150001759A KR20150001759A (ko) 2015-01-06
KR101951267B1 true KR101951267B1 (ko) 2019-02-22

Family

ID=45952572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147029336A KR101951267B1 (ko) 2012-04-16 2012-04-16 배향막에 사용하기 위한 중합체

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6192710B2 (ko)
KR (1) KR101951267B1 (ko)
CN (1) CN104380187B (ko)
TW (1) TWI598406B (ko)
WO (1) WO2013156053A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10330981B2 (en) * 2014-11-11 2019-06-25 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device
KR20160108718A (ko) * 2015-03-05 2016-09-20 삼성디스플레이 주식회사 곡면 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20160113423A (ko) * 2015-03-19 2016-09-29 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR102282217B1 (ko) * 2015-03-25 2021-07-27 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102323244B1 (ko) * 2015-04-29 2021-11-08 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
CN105388670A (zh) * 2015-12-24 2016-03-09 上海天马微电子有限公司 液晶面板及其制作方法、包含其的显示装置
TWI584023B (zh) * 2016-08-16 2017-05-21 友達光電股份有限公司 液晶顯示面板及其液晶配向方法
JP2018173541A (ja) * 2017-03-31 2018-11-08 株式会社ジャパンディスプレイ 配向膜の製造方法および液晶表示装置
CN107422542B (zh) * 2017-05-24 2020-04-24 湘潭大学 一种通过无规共聚构筑的液晶聚合物刷调控液晶取向的方法
CN111133009B (zh) * 2017-08-17 2022-10-04 科洛普拉斯特公司 酰胺和酰亚胺光引发剂
CN109270744A (zh) * 2018-11-14 2019-01-25 成都中电熊猫显示科技有限公司 液晶显示面板、液晶显示装置及光配向方法
JP7493326B2 (ja) * 2019-04-05 2024-05-31 株式会社日本触媒 樹脂組成物、及びｎ－ビニルアミド系重合体
CN111303417B (zh) * 2019-11-14 2023-03-21 上海极紫科技有限公司 一种可光交联的聚酰亚胺树脂

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218501B1 (en) 1998-07-15 2001-04-17 Cheil Industries Inc. Polymaleimide and polyimide photo-alignment materials for LC display
KR100981243B1 (ko) 2007-03-16 2010-09-10 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제 및 액정 표시 소자

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6733958B2 (en) * 2000-08-30 2004-05-11 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Material for photo-alignment layer, photo-alignment layer and method of manufacturing the same
EP1386910A1 (en) * 2002-07-30 2004-02-04 Rolic AG Photoactive materials
CN100372877C (zh) * 2006-04-13 2008-03-05 上海交通大学 高分子型二苯甲酮光引发剂及其制备方法
US8310636B2 (en) 2007-03-26 2012-11-13 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and polymer for aligning film material
KR101464308B1 (ko) * 2007-05-10 2014-11-21 주식회사 동진쎄미켐 액정표시소자의 배향재료 및 이의 제조방법
JP2012523589A (ja) * 2009-04-14 2012-10-04 コミトブ，ラヒェザー Ｌｃｄ配向層のための組成物
KR101544562B1 (ko) * 2010-09-27 2015-08-17 주식회사 엘지화학 광반응기를 갖는 고리형 올레핀 화합물 및 광반응성 중합체

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218501B1 (en) 1998-07-15 2001-04-17 Cheil Industries Inc. Polymaleimide and polyimide photo-alignment materials for LC display
KR100981243B1 (ko) 2007-03-16 2010-09-10 제이에스알 가부시끼가이샤 액정 배향제 및 액정 표시 소자

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EUR. PHYS. J. E 17, 423-428 (2005)*

Also Published As

Publication number Publication date
TWI598406B (zh) 2017-09-11
WO2013156053A1 (en) 2013-10-24
KR20150001759A (ko) 2015-01-06
CN104380187B (zh) 2017-09-05
JP2015514237A (ja) 2015-05-18
CN104380187A (zh) 2015-02-25
JP6192710B2 (ja) 2017-09-06
TW201348335A (zh) 2013-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101951267B1 (ko) 배향막에 사용하기 위한 중합체
US11261377B2 (en) Photoactive polymer materials
US7514514B2 (en) Photoactive copolymer
US7491752B2 (en) Photoactive materials
KR100779368B1 (ko) 액정배향 공중합체, 이를 포함하는 액정배향막, 및 이를포함하는 액정디스플레이
JP5701289B2 (ja) Ｌｃｄ配向膜のためのマレイミド−ｎ−ビニルラクタム系側基ポリマー
TWI493261B (zh) 用於液晶材料之配向層的聚合物、表面導向子配向層材料、液晶裝置及其製造方法
TWI536084B (zh) 用於ｌｃｄ配向層之組合物
Tang et al. Photo‐driven liquid crystal cell using azobenzene‐grafted ladderlike polysiloxane as command layer
TW202104157A (zh) 用於製備光配向聚合物材料及組成物的方法
JP6138102B2 (ja) Ｌｃｄ配向層のための組成物
KR20070092365A (ko) 액정배향 공중합체, 이를 포함하는 액정배향막, 및 이를포함하는 액정디스플레이
KR20130123308A (ko) 광배향성 중합체, 이를 포함하는 광학필름 및 그 제조방법
KR100241925B1 (ko) 감광성 고분자 액정배향제
KR20200036921A (ko) 광정렬 중합체 물질

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant