KR20060025567A - 액정 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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베르틸 헬기
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엑시베우 피피에프투 아베
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Abstract

본 발명은 액정 벌크층 및 이러한 벌크층과 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하는 표면 디렉터 배향층을 포함하는 액정 소자로서, 벌크층 분자의 배향과, 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접적으로 제어될 수 있어, 인가된 외부장에 반응하는 액정 벌크 분자를 스위칭하고 전환하는데 필요한 전체 시간(상승 및 하강 시간)을 감소시키는 액정 소자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 액정 소자를 제조하는 방법 및 액정 벌크층을 제어하는 방법에 관한 것이다.

Description

액정 소자 및 이의 제조 방법 {A LIQUID CRYSTAL DEVICE AND A METHOD FOR MANUFACTRING THEREOF}
본 발명은 액정 분야에 관한 것이다. 보다 자세히는, 본 발명은 그 벌크 표면에서 표면 디렉터(surface-director)를 나타는 액정 벌크층과, 이 벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 얻기 위해 벌크 표면에서 벌크 층과 상호작용하도록 배열된 표면 디렉터 배향층을 포함하는 액정 소자에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 액정 소자의 제조 방법 및 액정 벌크층의 제어 방법에 관한 것이다.
현재 디스플레이 소자들에서 전기 광학 매체로 광범위하게 사용되는 액정들은 이방성 물성(physical property)들을 갖는 유기 재료들이다. 액정 분자는 일반적으로 긴 막대형 분자, 소위 칼라미틱 분자(calamitic molecules)이며, 이들 분자는 소정의 바람직한 방향(배향)으로 그들의 장축을 따라 배향하는 능력을 갖는다. 이들 분자의 평균적인 방향이 벡터량에 의해 특정되어 디렉터로 불린다.
그러나, 디스크형, 소위 디스코틱 분자(discotic molecules)인 액정 분자 또한 존재할 수 있음을 유의한다.
액정 디스플레이들의 작동은 인가된 전기장(직접 커플링)에 의해 야기되는, 디스플레이내의 액정의 광학적 특성, 예컨대, 투광도, 상이한 파장에서의 흡광도, 광산란도, 복굴절, 광학 활성, 원편광 2색성 등의 변화에 기초한다.
액정 디스플레이들과 소자들의 기본적 작동 원리 중 하나는, 액정의 유전 이방성(dielectric anisotropy)에 커플링(유전 커플링)하는 인가된 전기장에 의해 액정 분자 방향이 스위칭하는 것이다. 상기 커플링은 인가된 전기장에 이차적인(quadratic), 즉 전기장의 극성과는 무관한 전기-광학 응답을 발생시킨다. 작동이 유전 커플링에 기초하는 다수의 여러 유형의 LCD들이 있는데, 특히 다이나믹 스캐터링 디스플레이(dynamic scattering display), 호메오트로픽(homeotropic) 배향된 네마틱 액정의 변형을 이용하는 디스플레이, 샤트-헬프리히(Shadt-Helfrich) 트위스트된 네마틱(twisted nematic; TN) 디스플레이, 슈퍼트위스티된 네마틱(Super twisted nematic; STN) 디스플레이, 및 평판내 스위칭(in-plane switching; IPS) 네마틱 디스플레이들이 있다.
최근 응용예들에 있어서, LCD는 높은 콘트라스트와 휘도, 낮은 전력 소모, 낮은 작동 전압, 짧은 상승 (스위칭) 및 하강 (전환) 시간, 콘트라스트에 대한 낮은 시야각(viewing angle) 의존성, 그레이 스케일(grey scale) 또는 쌍안정성 등과 같은 중요한 특성들을 가져야 한다. LCD는 저렴하며 제조 및 활용이 용이하여야 한다. 선행 기술의 LCD들은 어느 것도 모든 중요한 특성들에 있어서 최적화되지 않는다.
네마틱 액정 물질은 가장 간단한 액정 구조, 즉 이방성 액체를 나타낸다. 네마틱 물질에 있어서, 액정 분자는 공간에서 특정 방향을 향해 배향되지만, 분자 물질의 중심은 배향되지 않는다.
통상적인 네마틱 액정 디스플레이들의 대부분에서, 유전 커플링에 기초하여 작동하는 경우, 전기장은 통상적으로 액정 벌크층(즉, 일반적으로 한정된 기판)에 인가되고, 액정 벌크 분자는 한정된 기판 표면에 수직인 평판에서 전기장에 의해 스위칭(소위, 평판외(out-of-plane) 스위칭)된다. 이러한 디스플레이들은 보통 느리고, 거의 대부분은 전혀 만족스럽지 않은 콘트라스트의 각 의존성을 갖는다.
평판내 스위칭을 갖는 또 다른 유형의 LCD가 있으며, 이 경우 전기장은 액정 벌크층을 따라서 (즉, 한정된 기판과 평행하게) 인가되고, 액정 벌크 분자는 한정된 기판 표면과 평행하게 평판에서 스위칭된다. 이러한 디스플레이는 매우 낮은 이미지 콘트라스트의 각 의존성을 나타내나, 해상도 및 스위칭 시간이 만족스럽지 않다.
상기 논의된 액정 디스플레이들에서, 전기장과 같은 외부장의 부재 하에 액정층의 바람직한 초기 배향은 일반적으로 상기 액정 벌크에 접하는 한정된 기판 표면 상에 소위 (표면 디렉터) 배향층(또한 배향층이라고도 함)을 인가시키므로써와 같이 한정된 고체 기판 표면의 적합한 표면 처리에 의해 달성된다. 초기 액정 배향은 고체 표면/액정 상호작용에 의해 정해진다. 한정된 표면에 인접하는 액정 분자의 배향은 탄성력에 의해 벌크내 액정 분자에 전달되고, 이에 따라 모든 액정 벌크 분자에 실질적으로 동일한 배향을 부여한다.
한정된 기판 표면(본원에서 표면 디렉터라고도 함)에 인접하는 액정 분자의 디렉터는 한정된 기판 표면에 대해 직각으로(호메오트로(homeotropic)로 또는 종단 으로라고도 함) 또는 평행하게 (또한 평판으로라고도 함)와 같이 특정 방향으로 겨누어 구속된다. 액정 유전 이방성과 인가된 전기장 간의 커플링에 대한 액정 디스플레이 작동에서의 배향 유형은 유전 이방성 부호, 인가된 전기장 방향 및 스위칭 모드(평판내 또는 평판외)의 바람직한 유형에 따라 선택된다.
네가티브 유전 이방성을 갖는 액정 벌크를 사용하는 평판외 스위칭 액정 셀에 있어서, 기판 표면에 종단으로 액정 벌크 분자의 디렉터를 (전기장-오프 상태로) 균일하게 배향(소위, 호메오트로프 배향)시키는 것이 중요하다.
호메오트로프 배향을 달성하기 위한 방법의 예는 렉시틴 또는 헥사데실트리메틸 암모늄 브로마이드와 같은 계면활성제로 한정된 기판 표면을 코팅시키는 것을 포함한다. 이후, 코팅된 기판 표면은 또한 바람직하게는 소정 방향으로 러빙(rubbing)되어 액정 분자의 전기장 유도된 평판 배향이 선결된 러빙방향으로 배향될 것이다. 이러한 방법은 실험실 연구에 우수한 결과를 가져 올 수 있으나, 배향층이 벌크 액정에 서서히 용해됨에 따라 장기간 안정성이 얻어지지 않음으로 해서 결코 산업상 허용성을 찾을 수 없다[참조: J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst., Suppl. Ser., 1982, 1, 1].
포지티브 유전 이방성을 갖는 액정 벌크를 사용하는 평판외 스위칭 액정 셀에 있어서, 기판 표면과 평행하게 (소위 평판 배향) 액정 벌크 분자의 디렉터를 (전기장-오프 상태로) 균일하게 배향하는 것이 중요하다. 트위스트된 네마틱 액정 셀에 대해서는, 또한 기판에 대해 소정의 경사진 배향각(선경사각)으로 액정 벌크 분자를 배향하는 것이 중요하다.
평판 배향을 달성하기 위한 공지된 방법은 예를 들어 무기 막증착 방법 및 유기막 러빙 방법이 있다.
무기막 증착 방법에 있어서, 무기막은, 액정 분자가 무기 물질 및 증발 조건에 따라 특정 방향으로 무기 막에 의해 배향되도록 한정된 기판에 대해 간접적으로, 산화규소와 같은 무기 물질을 증착시키므로써 기판 표면 상에서 형성된다. 생산 비용이 높고, 이에 따라 상기 방법은 대규모 제조에는 적합하지 않기 때문에, 상기 방법은 실제로 사용되지 않는다. 유기 막 러빙 방법에 따라, 예를 들어, 폴리비닐 알코올, 폴리옥시에틸렌, 폴리아미드 또는 폴리이미드로 구성된 유기 물질 코팅이 기판 표면 상에 형성된다. 이후, 유기 물질 코팅은 예를 들어, 목화, 나일론 또는 폴리에스테르와 같은 천을 사용하여 선결된 방향으로 러빙되어, 상기 층과 접촉하는 액정 분자가 러빙 방향으로 배향될 것이다.
폴리비닐 알코올(PVA)는, 이들 중합체가 소수성, 흡습성 중합체여서 수분을 흡수하여 중합체의 분자 배향과, 이에 따른 액정 소자 성능에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 배향층으로는 통상적으로 잘 사용되지 않는다. 또한, PVA는 이온을 유인하여 액정 소자 성능을 손상시킬 수 있다.
또한, 폴리옥시에틸렌은 이온을 유인하고, 이 결과 액정 소자 성능을 손상시킬 수 있다.
폴리아미드는 매우 통상적으로 수용되는 용매 중에서 낮은 용해도를 갖는다. 따라서, 폴리아미드는 액정 소자 제조시 통상적으로는 사용되지 않는다.
화학적 안정성, 열적 안정성 등과 같은 비교적 유리한 특성으로 인해, 대부 분의 경우에 폴리이미드가 유기물질 표면 코팅으로서 사용된다.
포지티브 또는 네가티브 유전 이방성을 갖는 액정 벌크를 사용하는 평판내 스위칭 액정 셀에 있어서, 액정 벌크 분자의 디렉터를 기판 표면과 평행하게 균일하게 배향시키는 것이 중요하다. 이 경우에 사용되는 배향 방법은 포지티브 유전 이방성을 갖는 액정 벌크를 사용하는 액정 셀의 평판외 스위칭에 대해 사용되는 방법과 유사하다.
포스티브 유전 이방성을 갖는 액정 벌크를 사용하는 평판내 스위칭 액정 셀에 있어서, 액정 벌크 분자의 초기 전기장 오프된 평판 배향은 인가된 전기장의 방향에 대해 수직이다.
네가티브 유전 이방성을 갖는 액정 벌크를 사용하는 평판내 스위칭 액정 셀에 있어서, 액정 벌크 분자의 초기 평판 배향은 인가된 전기장의 방향을 따른다.
한정된 기판에 인접하는 액정 벌크 분자의 디렉터를 배향시키는 상기 기재된 모든 방법에 있어서, 소위 (표면 디렉터) 배향층은 일반적으로 액정 벌크에 접하는 한정된 기판 표면 상에 적용된다.
종래 기술(예를 들어, US 2002/0006480)에서 그 구조내 메조제닉(mesogenic)기를 갖는 물질의 배향층이 개시되어 있음을 알 수 있다. 이러한 유형의 층은 주로 전기장-오프 상태에서 배향층과 (메조제닉) 액정 벌크 층 간의 상호작용을 증가시키는 데 사용되나, 배향층은 실질적으로 인가된 전기장에 의해 영향받지 않는 것으로 기술되어 있다(즉, 전기장에 의해 직접적으로 제어될 수 있는 것이 아니다).
선행 기술에서는, 원리적으로 초기 배향과는 다른 액정의 새로운 분자 배향 을 얻음으로써 액정의 광학적 성능을 변화시키는 3가지 다른 기술이 있다.
가장 광범위하게 사용되는 제 1 분자 재배향 기술은 전체 벌크 액정층에 외부 전기장을 인가하는 것이다. 전기장 및, 유전 이방성과 자발 분극과 같은 소정의 액정 재료 변수와의 직접 결합에 의하여, 액정 분자들의 초기 배향이 전기장과 액정 재료 변수들의 최소 상호작용 에너지에 대응되지 않는다면, 전기장은 그 액정 분자들을 새로운 방향으로 직접 재배향시킬 것이다.
액정층의 분자들을 재배향시키는 공지된 제 2 기술은 한정 배향 표면들 중 하나 또는 양자 모두를 광-제어 "커맨드 표면(command surface)"으로 설계하는 것이다. 상기 광-제어 커맨드 표면에, 예를 들어 UV광이 조사되면, 그 광-제어 커맨드 표면은 표면과 접촉된 액정 분자들의 배향 방향을 변화시킬 수 있다. "광 커맨디드 표면(photo commanded surface) 개념은 문헌(Chemical Reviews, 100, p.1847(2000))에서 개괄된 다수의 논문에서 케이. 이키무라(K.Ichimura)에 의해 개시되어 있다. 보다 상세히는, 아조벤젠 단층(monolayer)이 네마틱 액정층을 포함하는 샌드위치 셀의 내부 기판 표면상에 증착된다. 아조벤젠 분자들은 UV광 조사의 경우 그들의 형상을 "트란스(trans)"에서 "시스(cis)"로 변화시킨다. 아조벤젠 분자들은 트리에톡시실릴(Triethoxysilyl)에 의하여 기판 표면에 측방향으로 고정된다. 트란스-이성질체 아조벤젠 부분들은 네마틱 액정의 호메오트로픽 배향을 부여하는 반면, 시스-이성질체는 액정 분자들의 평판 배향을 제공한다. 따라서, UV 조사에 의한 배향층에서의 분자들의 형상 변화는 네마틱 액정 분자들의 배향 변화를 야기할 것이다. 샘플에 VIS-광을 조사함으로써, 또는 간단히 그 샘플을 등방성 상태로 가열함으로써 초기 배향으로 전환된다.
액정 분자들을 재배향하기 위한 공지된 제 3 원리는 이른바 전기적 커맨디드 표면들(ECS)을 사용하는 것을 포함한다. 이러한 원리는 공개된 국제특허출원 제 WO 00/03288호에서 개시되어 있다. ECS 원리는 주로 강유전성 액정 중합체층을 제어하는데 사용된다. ECS 원리에 따르면, 별개의 얇은 강유전성 액정 중합체층이 통상적인 샌드위치 셀에서 액정 벌크 재료를 한정하는 기판들의 내표면들 상에 증착된다. 강유전성 액정 중합체층은 인접 액정 벌크 재료에 대해 평판 배향 또는 실질적으로 평판 배향을 인가하는 동적 표면 배향층으로 작용한다. 보다 자세히는, 셀을 가로질러 - 이로써 동적 배향층을 가로질러 - 외부 전기장을 인가하는 경우, 별개의 강유전성 액정 중합체층의 분자들은 스위칭될 것이다. 별개의 중합체층에서의 이러한 분자 스위칭은, 차례로, 탄성력을 통하여, 분리 배향층과 벌크층 사이의 경계면에서 벌크 공간으로 전달되어, 동적 표면 배향층에 의해 중재된 상대적으로 빠른 벌크 공간 분자들의 평판내 스위칭을 야기할 것이다. ECS 층은 매우 얇아야 하고(100-200㎚), 바람직하게는 책꽂이 구조로 배향되어야 하며, 다시 말해, 스멕틱층들이 한정된 기판들에 수직이어야 한다. 또한, ECS층을 유지하고 그 작동이 손상되지 않기 위하여, ECS층의 재료는 액정 벌크 재료에서 불용성이어야 한다.
액정 소자의 성능을 최적화하기 위해서는, 인가된 외부장에 반응하여 액정 벌크 분자를 스위칭시키고, 전환하는 데 필요한 전체 시간을 감소시키는 것이 바람직하다. 전체 반응 시간은 상승 시간(액정 분자의 전기장 유도된 배향 상태로의 스위칭) 및 하강 시간(액정 분자의 전기장 오프된 배향 상태로의 전환)으로 구성된다. 선행 기술의 액정 소자에 있어서, 상승 시간은 일반적으로 하강 시간보다 짧은데, 예를 들어, 상승 시간은 전체 반응 시간의 약 1/3일 수 있으며, 하강 시간은 전체 반응 시간의 약 2/3일 수 있다.
선행 기술의 평판외 스위칭 네마틱 액정 소자의 하강 시간은 일반적으로 약 20 내지 100분이고, 따라서 특히 동영상에 대해 질이 낮은 영상을 초래한다. 장시간의 하강 시간의 문제점은 넓은 디스플레이 영역을 갖는 액정 소자에 대해 보다 심각하며, 특히 평판외 스위칭 액정 소자에 대해 그러하다.
상승 시간이 길고, 이에 따라 전체 반응 시간이 긴 액정 소자 또한 특히 동영상에 대해 질이 낮은 영상을 제공한다. 장시간의 상승 시간에 대한 문제점은 넓은 디스플레이 영역을 갖는 액정 소자에 대해 더욱 심각하며, 특히 평판내 스위칭 액정 소자에 대해 그러하다. 액정 분자의 표면 디렉터의 평판내 스위칭은 다소 제한되어 이에 따라 기판 표면에 의해 늦춰진다. 선행 기술의 평판내 스위칭 네마틱 액정 소자의 상승 시간은 일반적으로 약 10 내지 20분이다.
도 1은 한정된 기판(3) 사이에 네가티브 유전 이방성(△ε < 0)을 갖는 액정 벌크층(2)을 포함하는 선행 기술의 평판외 스위칭 액정 소자를 개략적으로 도시한 것이다. 전기장-오프 상태(E = 0)에서, 액정 벌크 분자는 한정된 기판 표면(3) 상에 인가되는 통상적인 표면 디렉터 배향층(미도시됨)에 의해, 탄성력에 의해 종단으로 배향된다. 외부 전기장이 한정된 기판(3)의 전극(4) 사이의 액정 벌크층(2)에 가로질러 인가되는 경우(E ≠ 0), 액정 분자(2)는 전기장 유도된 평판 배향으로 스위칭된다. 그러나, 한정된 기판 표면(3)에 인접하여 위치한 액정 분자(2)는 인가된 전기장 뿐만 아니라, 표면 디렉터 배향층에 의해 영향을 받아서, 도 1에 도시된 바와 같이 기판 표면(3)에 인접한 액정층(2)의 탄성 변형(D1)을 초래한다. 외부장을 제거한 후, 표면 디렉터 배향층에 인접하는 액정 분자(2)는 고체 표면/액정 상호작용으로 인해 초기 전기장 오프된 배향에 대해 전환한다. 이러한 영역에서 액정 분자(2)의 전환은 보다 먼 액정 벌크 분자(2)의 배향에, 탄성력에 의해 영향을 미친다. 따라서, 인가된 전기장 하에서 액정층(2)에서 일어나는 탄성 변형(D1)이 사라지고, 전체 액정 벌크층(2)의 초기 균일한 전기장 오프된 호메오트로프 배향이 마침내 회복된다. 그러나, 상기 언급된 바와 같이, 전기장 오프된 배향으로의 전환은 다소 느리게 되고, 이에 따라 다소 긴 하강 시간을 초래한다.
동일한 유형의 문제가 도 2에 도시된 선행 기술의 평판외 스위칭 액정 소자(1')에 대해 도시되며, 소자(1')는 통상적인 표면 배향층(미도시됨)으로 코팅된 한정된 기판(3') 사이에 포지티브 유전 이방성(△ε > 0)을 갖는 액정 벌크층(2')를 포함한다. 전기장-오프 상태(E = 0)에서, 액정 벌크 분자(2')는 평판 배향을 나타낸다. 외부 전기장이 한정된 기판(3') 상의 전극(4') 사이의 벌크 액정층(2')에 가로질러 인가되는 경우(E ≠ 0), 액정 분자(2')는 전기장 유도된 종단 배향에 대해 스위칭된다. 기판 표면(3')에 인접하는 액정층(2')의 탄성 변형(D2)이 도 2에 도시된다.
도 3은 한정된 기판(3'')(하나의 기판만 도시됨) 사이에 포지티브 유전 이방성(△ε > 0)을 갖는 액정 벌크층(2'')를 포함하는 선행 기술의 평판내 스위칭 액 정 소자(1'')의 개략적인 상부도이다. 전기장-오프 상태(E = 0)에서(도 3a), 액정 벌크 분자(2'')는 한정된 기판 표면(3'')에 인가된 표면 디렉터 배향층(미도시됨)에 의해, 탄성력을 통해 달성된 제 1 배향 방향으로 평판 배향을 나타낸다. 외부 전기장이 인가되는 경우(E≠0)(도 3b), 도 3b에 도시되는 바와 같이 배치된 전극(4'') 사이에 벌크 액정층(2'')을 따라서(즉, 한정된 기판과 평행하게), 액정 분자(2'')가 전기장의 배향을 따라 전기장 유도된 제 2 배향으로 평판내 스위칭된다. 그러나, 액정 분자(2'')의 스위칭은 표면 디렉터 배향층에 의해 도 3b에 도시된 바와 같이 억제되어 외히려 긴 상승시간을 초래할 것이다.
동일한 추론이 네가티브 유전 이방성(△ε < 0)을 갖는 액정 벌크층을 포함하는 평판내 스위칭 액정 소자에 적용된다.
발명의 요약
공지된 액정 디스플레이스의 상기 언급된 결점에 비추어, 본 발명의 일반적인 목적은 개선된 액정 소자, 개선된 액정 소자 제조 방법 및 개선된 액정 소자 제어 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 디스플레이 뿐만 아니라, 많은 다른 액정 소자에 유용하다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 그 벌크 표면에 표면 디렉터를 제공하는 액정 벌크층과, 이러한 벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 달성하기 위해 벌크 표면에서 벌크층과 상호작용하도록 배향되어 측쇄를 포함하는 표면 디렉터 배향층을 포함하며, 액정 벌크층의 분자 배향 및 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접적으로 제어될 수 있는 액정 소자가 제공된다.
본 발명에 따른 소자의 제 1 구체예에서, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층은 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타낸다. 이러한 소자는 하강 시간을 20분 미만, 예를 들어 약 4-6분과 같이 단축시키므로써 전체 반응 시간을 단축시킬 수 있고, 이에 따라 특히 동양상 및 대형 디스플레이 소자에 대해 개선된 질의 영상을 제공할 수 있다. 이러한 효과는 특히 평판외 스위칭 액정 소자에서 유리하다.
본 발명에 따른 소자의 제 2 구체예에서, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층은 동일 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타낸다. 이러한 소자는 상승 시간을 10분 미만, 예를 들어 약 1 내지 5분과 같이 단축시키므로써 전체 반응 시간을 감축시킬 수 있어, 이에 따라 특히 특히 이동상 및 대형 디스플레이 소자에 대해 개선된 영상 질을 제공한다. 이러한 평판내 스위칭 액정 소자에서 유리하다.
본 발명에 따른 소자의 제 3 구체예에서, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층은 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타낸다. 이러한 소자는 상승 시간 뿐만 아니라 하강 시간을 단축시키므로써 전체 반응 시간을 단축시킬 수 있는 것으로 여겨진다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 액정 소자를 제조하는 방법으로서, 하나 이상의 기판의 내표면 상에 표면 디렉터 배향층을 제공하는 단계 및 두개의 기판 사이에 액정 벌크층을 삽입시키는 단계를 포함하며, 액정 벌크층은 그 벌크 표면에서 표면 디렉터를 제공하고, 표면 디렉터 배향층은 벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 달성하기 위해 벌크 표면에서 벌크층과 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하고, 액정 벌크층의 분자 배향 및 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접적으로 제어될 수 있는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 액정 벌크층을 제어하는 방법으로서, 벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 달성하기 위해 벌크 표면에서 벌크층과 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하는 표면 디렉터 배향층을 사용하므로써 그 벌크 표면에서 표면 디렉터를 제공하는 액정 벌크층을 배향시키는 단계를 포함하며, 액정 벌크층의 분자 배향 및 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링이 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접적으로 제어될 수 있는 방법이 제공된다.
도 1은 액정 벌크층의 초기 종단 배향을 나타내는 선행 기술의 평판외 스위칭 액정 소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 액정 벌크 층의 초기 평판 배향을 나타내는 선행 기술의 평판외 스위칭 액정 소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 선행 기술의 평판내 스위칭 액정 소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 액정 벌크층의 초기 종단 배향을 나타내는 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자의 일 구체예를 개략적으로 도시하고 있으며, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층이 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내고 있다.
도 5 및 6은 각각 탄성 변형과 관련하여 도 1 및 도 4에 도시된 소자 간의 차이를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 액정 벌크층의 초기 평판 배향을 나타내는 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자의 일 구체예를 개략적으로 도시하고 있으며, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층이 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내고 있다.
도 8 및 9는 각각 탄성 변형과 관련하여 도 2 및 도 7에 도시된 소자 간의 차이를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 평판내 스위칭 액정 소자의 일 구체예를 개략적으로 도시하고 있으며, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층이 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내고 있다.
도 11은 서로맞물린 전극의 어레이를 개략적으로 도시한 것이다.
도 12 및 13은 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자의 일 구체예를 개략적으로 도시하고 있으며, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층이 동일 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내고 있다.
도 14 및 15는 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내는 두개의 표면 디렉터 배향층을 포함하는 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자의 구체예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 16 및 17은 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내는 구조적 부분을 갖는 표면 디렉터 배향층이 구비된 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자의 구체예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 18 내지 20은 모든 소자가 액정 벌크층의 초기 종단 배향을 나타내는, 각각 실시예 1 내지 3에 따른 소자에 대해 측정된 상승 및 하강 시간을 나타낸다.
도 21은 액정 벌크층의 초기 평판 배향을 나타내는 실시예 5에 따른 소자에 대해 측정된 상승 및 하강 시간을 나타낸다.
도면이 비례적인 아님을 유의해야 한다.
결정 구조 또는 액정 구조와 같은 구조적 이방성을 지닌 정렬된 분자 구조를 갖는 물질의 유전 이방성(△ε)은 이러한 물질의 바람직한 분자 배향에 대해 각각 수직 방향 및 평행 방향에서 측정된 유정 상수 간의 차이다.
전기장이 포지티브 유전 이방성 (△ε> 0)을 나타내는 액정 물질에 인가되는 경우, 분자는 전기장 방향을 따라(또는 실질적으로 이에 따라) 장축 배향될 것이다.
전기장이 네가티브 유전 이방성 (△ε < 0)을 나타내는 액정 물질에 인가되는 경우, 분자는 전기장 방향에 대해 수직으로(또는 실질적으로 수직으로) 장축 배향될 것이다.
본 발명에 다른 액정 소자는 그 벌크 표면에서 표면 디렉터를 나타내는 액정 벌크층, 및 벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 얻기 위해 벌크 표면에서 벌크층과 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하며, 액정 벌크층의 분자의 배향 및 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접적으로 제어될 수 있다.
액정 소자는 바람직하게는 벌크 표면에 두개의 한정된 기판과 같은 하나 이상의 한정된 기판을 포함한다.
표면 디렉터 배향층은 액정 벌크층을 한정하는 기판의 내표면 상에 도포되는 것이 바람직하다.
액정 벌크층은 (비-제로) 유전 이방성을 나타내는 액정 물질을 포함하며, 이에 따라 액정 물질의 분자의 분자 배향은 유전 커플링을 통해 인가된 전기장에 의해 직접 제어될 수 있다.
표면 디렉터 배향층은 (비-제로) 유전 이방성을 나타내며, 벌크층에 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하는 물질을 포함하며, 이에 따라 측쇄의 분자 배향은 유전 커플링을 통해 인가된 전기장에 의해 직접 제어될 수 있다.
본원에서 사용되는 기재로서, 물질로의 전기장 인가가 "인가된 전기장에 의해 직접 제어될 수 있다"는 것은 물질내 분자의 초기 배향이 인가된 전기장의 직접적인 결과로서 증진되거나 변화되는 것(스위칭되는 것)과 같이 영향을 받을 것임을 의미한다.
본 발명에 따른 소자의 액정 벌크층은 바람직하게는 네마틱 액정이다.
액정 벌크층은 균일하거나 변형된 구조를 갖는 네마틱 액정 물질을 포함할 수 있다. 균일한 구조는 예를 들어, 평판, 호메오트로프 또는 경사 구조일 수 있다. 변형된 구조는 예를 들어 트위스트(즉, 트위스트된 네마틱 또는 콜레스테릭)될 수 있거나, 바깥으로 벌어진/지거나 구부러진 탄성 변형일 수 있다.
벌크층의 네마틱 액정 분자는 비키랄 또는 키랄일 수 있다.
각각 포지티브 및 네가티브 유정 이방성을 갖는 적합한 액정 벌크층 물질의 예는 하기 기재되는 바람직한 구체예와 관련하여 제시된다.
표면 디렉터 배향층의 물질은 액정 특성을 나타낼 수도 그러지 않을 수도 있다.
바람직하게는, 표면 디렉터 배향층의 물질은 네타믹 또는 스메틱 액정 물질과 같은 액정 물질이거나, 표면 디렉터 배향층의 물질이 액정 벌크층과 접촉하게 되는 경우, 액정 특성이 표면 디렉터 배향층과 벌크층 사이의 상중간에 도입된다.
바람직하게는 표면 디렉터 배향층(그 자체로 또는 벌크층과 접촉하여 유도됨)은 액정 벌크층보다 높은 스칼라 등급 매개변수(scalar order parameter)(S)를 가지며, 이에 따라 높은 탄성 상수(K)를 갖는다. 높은 스칼라 등급 매개변수는 보다 빠른 스위칭/전환을 초래하고, 이에 따라 반응 시간이 짧아진다. 네마틱 액정의 스칼라 등급 매개변수는 일반적으로 약 0.5이며, 스메틱 액정의 스칼라 등급 매개변수는 일반적으로 0.8 내지 1.0이다. 따라서, 네마틱 벌크층이 사용되는 경우, 표면 디렉터 배향층은 바람직하게는 벌크층과 저촉하여 스메틱 등급을 제공해야 한다.
표면 디렉터 배향층의 물질은 예를 들어 중합체 물질, 예컨대, 화학적으로 개질된 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 폴리이미드, 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등일 수 있다.
표면 디렉터 배향층은 먼저 기판 표면 상에 반응성 기를 갖는 중합체 코팅을 도포한 후, 중합체의 반응성 기와의 반응에 의해 중합체 코팅에 목적하는 측쇄를 화학적으로 결합시키고, 이에 따라 목적하는 표면 디렉터 배향층을 제공하므로써 제조될 수 있다.
표면 디렉터 배향층은 또한 기판 표면 상에 이미 개질된 중합체의 코팅을 도포함하므로써 생성될 수 있다.
다르게는, 표면 디렉터 배향층은 화학적으로 개질된 비중합체 고체 물질, 예컨대, 화학적으로 결합된 측쇄를 갖는 금 표면, 이산화규소 표면 또는 유리 표면(실란올 기를 포함하는)을 포함할 수 있다.
각각 포지티브 및 네가티브 유전 이방성을 갖는 적합한 표면 디렉터 배향층의 예는 하기 기재되는 바람직한 구체예와 관련하여 기재된다. 실시예에서, 하나 이상의 측쇄는 중합체 주쇄(Z)에 결합된다.
하기 약어가 본 출원의 화학식에서 사용된다:
R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 원자, 예컨대 2 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 알킬과 같은 지방족 탄화수소 쇄이고,
R3는 2개 이상, 바람직하게는 2 내지 20개, 예컨대 4 내지 20개, 보다 바람직하게는 5 내지 20개의 탄소 원자 또는 헤테로원자(탄소 원자 또는 헤테로원자 수는 중합체 주쇄에 따라 임의로 변할 수 있다)를 포함하는 알킬과 같은 지방족 탄화수소, 실록산, 에틸렌 글리콜 쇄 또는 이의 임의의 조합이고,
R4는 알킬, 바람직하게는 1 내지 20개의 탄소 원자, 예컨대 1 내지 5개의 탄소 원자를 포함하는 알킬과 같은 지방족 탄화수소 쇄이고,
R5 및 R6는 각각 독립적으로, 바람직하게는 4 내지 22개, 예컨대 6 내지 20개, 보다 바람직하게는 8 내지 18개, 예컨대 9 내지 15개의 탄소 원자 또는 헤테로원자를 포함하는 지방족 탄화수소, 실록산, 에틸렌 글리콜, 또는 이들의 임의의 조합이고,
X 및 Y는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CN, 또는 CF3이고,
X1 및 Y1는 각각 독립적으로 F 또는 Cl, 바람직하게는 F이고,
Z는 중합체 주쇄(중합체 골격)의 일부이다.
문맥상, 표면 디렉터 배향층 물질의 적어도 일부 측쇄(Sn)는 인가된 전기장에 대한 유전 커플링의 직접적인 결과로서 분자 배향을 움직이게 할 수 있어야 함(즉, 직접적으로 제어가능함)을 유의해야 한다. 따라서, 측쇄와, 표면 디렉터 배향층의 나머지와의 물리적인 분자내 상호작용은 바람직하게는 약해야 한다. 낮은 정도의 상호작용은 예를 들어 측쇄와 나머지 물질 간의 물리적 분자내 상호작용이 약한 표면 디렉터 배향층을 선택하므로써, 또는 이러한 물리적 분자내 상호작용을 입체적으로 억제시키므로써, 즉, 측쇄와 나머지 물질 사이에 스페이서(spacer)를 사용하므로써 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 소자에서 표면 디렉터 배향층은 바람직하게는 동시 계류중인 국제 특허 출원 PCT/SE2004/000300에 정의된 바와 같은 중합체를 포함한다. 이러한 유형의 중합체는 중합체 주쇄(Z), 바람직하게는 폴리비닐 아세탈, 및 이에 결합되는 측쇄(Sn)를 포함하고, 여기에서, 중합체 주쇄는 직접 결합하는 고리 구조를 갖지 않고, 적어도 일부 측쇄는 각각 탄소-탄소 단일 결합(-), 탄소-탄소 이중 결합 함유 단위(-CH=CH-), 탄소-탄소 삼중 결합 함유 단위(-C≡C-), 메틸렌 에테르 단위(-CHO2-), 에틸렌 에테르 단위(-CH2CH2O-), 에스테르 단위(-COO-) 및 아조 단위(-N=N-)로 이루어진 군으로부터 선택된 커플링을 통해 커플링된 두개 이상의 비치환되고/되거나 치환된 페닐을 포함하며, 배열상에서 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내며, 두개 이상의 스페이싱 원자, 바람직하게는 5개 이상의 스페이싱 원자를 통해 중합체 주쇄에 결합된다. 이러한 유형의 중합체의 제법은 PCT/SE2004/000300에 개시되어 있다.
본원에서 "측쇄"는 직쇄 분자, 예컨대 중합체 주쇄로부터 분지되어 나와 있는 원자의 그룹을 의미한다.
본원에서 "비치환된 페닐"은 페닐기, 예컨대, -C6H4- 및 -C6H5를 의미한다.
본원에서 "치환된 페닐"은 하나 이상의 수소 원자가 상이한 원자 또는 기에 의해 치환된 페닐기를 의미한다.
본원에서 "스페이싱 원자"는 측쇄를 중합체 주쇄에 연결시키는 원자를 의미한다.
본원에서 "직접 커플링된 고리 구조"는 융합된 고리 구조 및 단일 또는 다중 결합으로만 커플링된 고리 구조(즉, 하나 이상의 결합만으로 커플링된 고리 구조)를 의미한다.
바람직하게는, 직접 커플링된 고리 구조를 갖지 않는 중합체 주쇄는
Figure 112005075838886-PCT00001
에 따른 제 1 유형의 무작위 분포된 단위, 및
Figure 112005075838886-PCT00002
에 따른 제 2 유형의 무작위 분포된 단위를 포함하며, S1은 탄소-탄소 단일 결합(-), 탄소-탄소 이중 결합 함유 단위(-CH=CH-), 탄소-탄소 삼중 결합 함유 단위(-C≡C-), 메틸렌 에테르 단위(-CHO2-), 에틸렌 에테르 단위(-CH2CH2O-), 에스테르 단위(-COO-) 및 아조 단위(-N=N-)로 이루어진 군으로부터 선택된 커플링을 통해 커플링된 두개 이상의 비치환되고/되거나 치환된 페닐을 포함하며, 배열상에서 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 1 측쇄, 및 제 1 측쇄가 중합체 주쇄에 결합되게 하는 두개 이상의 스페이싱 원자를 포함한다. 중합체 주쇄가 이들 유형의 무작위 분포된 단위를 포함하는 경우, 중합체는 폴리비닐 아세탈이다.
추가로, 중합체 주쇄가 바람직하게는
Figure 112005075838886-PCT00003
에 따른 제 3 유형의 무작위 분포된 단위 및 제 2 측쇄가 중합체 주쇄에 결합되는 두개 이상의 스페이싱 원자를 포함하며, S2 는 S1과는 상이하고, 배열상에서 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모메트를 나타낸다. S2에 의해 제공된 유전 이방성은 S1에 의해 제공된 유전 이방성과는 상이할 수 있다.
바람직하게는, 제 2 측쇄 S2는 탄소-탄소 단일 결합(-), 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 단위(-CH=CH-), 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는 단위(-C≡C-), 메틸렌 에테르 단위(-CH2O)-, 에틸렌 에테르 단위(-CH2CH2O-), 에스테르 단위(-COO-) 및 아조 단위(-N=N-)으로 이루어진 군으로부터 선택된 커플링을 통해 결합된 두개 이상의 비치환된 및/또는 치환된 페닐을 포함한다.
중합체 주쇄는 또한
Figure 112005075838886-PCT00004
에 따른 또다른 (제 3 또는 제 4) 유형의 무작위 분포된 단위를 포함할 수 있다. 상기 식에서, S3는 S1 및 S2와는 상이하고, 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 전혀 나타내지 않는 측쇄이다.
이러한 유형의 단위는 임의로 목적하는 특정 측쇄 S1을, 임의로 바람직한 특정 측쇄 S2와 조합하여 사용하여 배열상에서 특정 바람직한 유전 이방성을 나타내는 중합체를 얻기 위해 중합체 주쇄에 혼입될 수 있다. 따라서, 배열상에서 중합체의 유전 이방성은 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 전혀 나타내지 않는 측쇄 S3를 사용하여 감소될 수 있고, 이에 따라 유전 이방성을 전혀 제공하지 않는다.
본 발명에 따른 소자는 바람직하게는 평판외 스위칭 또는 평판내 스위칭 액정 소자이다.
1. 반대 부호의 유전 이방성
본 발명에 따른 소자의 제 1군의 구체예에서, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층은 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타낸다. 상기 소자는 바람직하게는 평판외 스위칭 액정 소자이다.
a) 평판외 스위칭 액정 소자
평판외 스위칭 소자에서, 초기 평판 배향을 갖는 본 발명의 제 1 군의 구체예에 따르면, 돌출된 표면 디렉터로 불리우는, 한정된 기판 상에서 표면 디렉터의 (액정 벌크층의) 정사영(orthogonal projection)은 바람직한 전기장오프된 평판 배향으로 일컬어지는, 기판과 평행한 기하학적 평판에서의 바람직한 배향을 나타내며, 벌크층의 분자의 배향은 인가된 전기장에 의해 직접 제어되어 전기장 유도된 종단 배향에 대해 돌출된 표면 디렉터의 상기 바람직한 평판 배향의 평판외 스위칭을 수행할 수 있다.
평판외 스위칭 소자에서, 초기 종단 배향을 갖는 제 1 군의 구체예에 따르면, 돌출된 표면 디렉터로 불리우는, 상기 기판에 대해 수직으로 기하학적 평판 상에서 표면 디렉터의 (액정 벌크 층의) 정사영은 바람직한 전기장 오프된 종단 배향으로 일컬어지는 바람직한 배향을 나타내고, 벌크층의 분자의 배향은 인가된 전기장에 의해 직접 제어되어 전기장 유도된 평판 배향에 대해 돌출된 표면 디렉터의 바람직한 종단 배향의 평판외 스위칭을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 평판외 스위칭 소자에 있어서, 전기장은 한정된 기판에 대해 수직으로(즉, 액정 벌크층에 대해 수직으로) 인가된다.
도 4는 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(5)의 구체예의 일부를 도시한 것이며, 여기에서 표면 디렉터 배향층(6)은 액정 벌크층(8)을 한정된 기판(7)의 내표면 상에 도포된다. 액정 벌크층(8)은 네가티브 유전 이방성(△ε < 0)을 나타내고, 표면 디렉터 배향층(6)은 포지티브 유전 이방성(△ε < 0)을 나타낸다.
표면 디렉터 배향층(6)의 분자(즉, 측쇄)는 본 구체예에서 한정된 기판 표면(7)에 대해 초기 종단 배향을 가지며, 이에 따라 전기장-오프 상태(E=0)에서 액정 벌크 분자(8)를 종단 또는 실질적으로 종단 배향되게 한다. 또한, 표면 디렉터 배향층(6)은 바람직하게는 단방향으로 러빙되어 액정 벌크 분자(8)의 전기장 유도된 평판 배향의 바람직한 배향을 달성한다.
도 4에 도시된 소자(5)가 두개의 표면 디렉터 배향층(6)(양면 구체예)를 포함하고 있지만, 본 발명에 따른 소자는 대안적으로 예를 들어 하나의 표면 디렉터 배향층(단면 구체예)를 포함할 수 있다.
외부 전기장이 한정된 기판(7) 상의 전극(9) 사이의 액정 벌크층(8)에 수직으로 수직으로 인가되는 경우, 종단 또는 실질적으로 종단 배향된 액정 분자(8)은 이들의 네가티브 유전 이방성으로 인해 전기장 유도된 평판 배향으로 평판외을 스위칭할 것이다. 그러나, 표면 디렉터 배향층(6)의 분자(즉, 측쇄)는 이들의 초기 종단 배향을 고수하여 이들의 포지티브 유전 이방성으로 인해 인가된 전기장에 의해 강화되고 안정화될 것이다. 다시 말해, 표면 디렉터 배향층(6)의 분자(즉, 측쇄)는 전기장이 층(6)에 인가되는 경우에 스위칭되지 않을 것이며, 이에 따라 기판 표면(7)에 인접하는 액정층(8)의 강한 탄성 변형(D3)을 초래할 것이다. 외부 전기장이 제거되는 경우 (E=0), 표면 디렉터 배향층(6)의 종단 배향된 분쇄(즉, 측쇄)는 액정 벌크 분자(8)의 전기장 유도된 평판 배향으로부터 다시 이들의 전기장 오프된 종단 배향으로의 신속한 전환을 촉진할 것이다. 따라서, 도 4에 도시된 탄성 변형(D3)은 도 1에 도시된 탄성 변형(D1)보다 강하고, 이에 따라 이러한 경우에 전기장 오프된 배향으로의 전환이 1에 도시된 경우에서보다 빠를 것이다. D1 및 D3의 비교는 각각 도 5 및 6에 개략적으로 도시된다.
액정 벌크층(8)은 -6 내지 -1의 범위내의 네가티브 유전 이방성을 가질 수 있으며, 표면 디렉터 배향층(6)은 1 내지 30 범위내의 포지티브 유전 이방성을 가질 수 있다.
화학식(I) 내지 (X)는 상기 기술된 구체예(평판외 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 종단 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향층 물질의 예이다. 이들 중합체는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1)를 포함하며, 측쇄는 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타낸다:
화학식(I)
Figure 112005075838886-PCT00005
화학식(II)
Figure 112005075838886-PCT00006
화학식(III)
Figure 112005075838886-PCT00007
화학식(IV)
Figure 112005075838886-PCT00008
화학식(V)
Figure 112005075838886-PCT00009
화학식(VI)
Figure 112005075838886-PCT00010
화학식(VII)
Figure 112005075838886-PCT00011
화학식(VIII)
Figure 112005075838886-PCT00012
화학식(IX) 화학식(X)
Figure 112005075838886-PCT00013
Figure 112005075838886-PCT00014
상기 기술된 구체예에서 표면 디렉터 배향층으로서 적합한 상기 유형의 중합체의 특정 예가 하기 화학식(XI) 내지 (XIII)로 표시된다:
화학식(XI) 화학식(XII)
Figure 112005075838886-PCT00015
Figure 112005075838886-PCT00016
화학식(XIII)
Figure 112005075838886-PCT00017
화학식(XIV) 내지 (XVI)는 상기 기술된 구체예(평판외 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 종단 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향층 물질의 추가의 예이다. 이들 중합체는 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1) 및 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내지 않으며, 이에 따라 유전 이방성을 제공하지 않는 화학적으로 결합된 측쇄(S3)를 포함한다.
화학식(XIV) 화학식(XV)
Figure 112005075838886-PCT00018
Figure 112005075838886-PCT00019
화학식(XVI)
Figure 112005075838886-PCT00020
상기 기술된 구체예에서 표면 디렉터 배향층으로서 적합한 상기 유형의 중합체의 특정 예가 하기 화학식(XVII) 내지 (XXVIII)로 표시된다:
화학식(XVII) 화학식(XVIII)
Figure 112005075838886-PCT00021
Figure 112005075838886-PCT00022
화학식(XIX) 화학식(XX)
Figure 112005075838886-PCT00023
Figure 112005075838886-PCT00024
화학식(XXI) 화학식(XXII)
Figure 112005075838886-PCT00025
Figure 112005075838886-PCT00026
(상기 식에서,
R4는 CH3이고,
(m+n)/o는 25/50 내지 43/14의 범위, 바람직하게는 40/20 초과, 예컨대 42/16이고,
m/n은 9/1 내지 1/9의 범위, 바람직하게는 3/1 내지 1/3, 예컨대 2/1이다)
화학식(XXIII) 화학식(XXIV)
Figure 112005075838886-PCT00027
Figure 112005075838886-PCT00028
화학식(XXV) 화학식(XXVI)
Figure 112005075838886-PCT00029
화학식(XXVII) 화학식(XXVIII)
Figure 112005075838886-PCT00031
Figure 112005075838886-PCT00032
화학식(XXIX)는 상기 기술된 구체예(평판외 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 종단 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향층 물질의 추가의 예이다. 이들 중합체는 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 두개의 상이한 유형의 측쇄(S1 및 S2) 및 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내지 않으며, 이에 따라 유전 이방성을 제공하지 않는 화학적으로 결합된 측쇄(S3)를 포함한다.
화학식(XXIX)
Figure 112005075838886-PCT00033
상기 기술된 구체예에서 표면 디렉터 배향층으로서 적합한 상기 유형의 중합체의 특정 예가 하기 화학식(XXX) 내지 (XXXII)로 표시된다:
화학식(XXX) 화학식(XXXI)
Figure 112005075838886-PCT00034
Figure 112005075838886-PCT00035
(상기 식에서,
R4는 CH3이고,
R5는 CH3이고,
(m+n)/o는 25/50 내지 43/14의 범위, 바람직하게는 40/20 초과, 예컨대 42/16이고,
m/n은 9/1 내지 1/9의 범위, 바람직하게는 3/1 내지 1/3, 예컨대 2/1이다).
Figure 112005075838886-PCT00036
화학식 XXXII
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 I 내지 XXXII의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
액정 벌크 층을 한정하는 기판 표면 상에 도포된 2개의 표면 디렉터 배향층을 포함하며, 상기 표면 디렉터 배향층은 포지티브 유전 이방성을 나타내고 상기 액정 벌크 층은 네가티브 유전 이방성을 나타내는, 본 발명에 따른 평판외 스위칭 소자의 구체예에서, 각각의 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 쌍극자 모멘트는 동일 방향 또는 반대 방향일 수 있다.
동일 방향의 쌍극자 모멘트를 나타내는 2개의 개별 배향층을 지닌 그러한 소자의 예로는, 화학식 XIX(또는 화학식 XVIII)에 따른 물질로 된 2개의 개별 배향층을 지닌 소자가 있다.
반대 방향의 쌍극자 모멘트를 나타내는 2개의 개별 배향층을 지닌 그러한 소자의 예로는, 화학식 XIX(또는 화학식 XVIII)에 따른 물질로 된 하나의 배향층, 및 화학식 XVII에 따른 물질로 된 하나의 배향층을 지닌 소자가 있다.
네가티브 유전 이방성을 지니며 상기 기술된 구체예에 적합한 액정 벌크 층 물질의 예로는, MLC 6608(Δε = -4.2)과 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물, MLC 6884(Δε = -5.0)와 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물, 및 MDA 98-3099(Δε = -6)와 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물이 있으며, 이들 모두는 머크(Merck)에 의해 공급된 네마틱 액정 물질이다.
도 7은 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(10)의 또 다른 구체예 부분을 나타내는 도면으로서, 여기서 표면 디렉터 배향층(11)은 액정 벌크 층(13)을 한정하는 기판(12)의 내표면 상에 도포된다. 상기 액정 벌크 층(13)은 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 나타내며, 표면 디렉터 배향층(11)은 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)을 나타낸다.
표면 디렉터 배향층(11)의 분자(즉, 측쇄)는, 이 구체예에서, 한정된 기판 표면(12)에 대한 초기 평판 배향을 지니며, 이에 따라 전기장-오프 상태(E = 0)의 평판 또는 사실상 평판 배향된 액정 벌크 분자(13)가 형성된다. 표면 디렉터 배향층(11)은 또한 바람직하게는 일방향으로 러빙되어, (전기장-오프 상태에 있는) 액정 벌크 분자의 바람직한 배향의 평판 배향이 얻어진다.
도 7에 도시된 소자(10)가 2개의 표면 디렉터 배향층(11)(양면 구체예)을 포함한다 하더라도, 본 발명에 따른 소자는 대안적으로 예를 들어 단 하나의 표면 디렉터 배향층(단면 구체예)을 포함할 수 있다.
외부 전기장(E ≠0)이, 한정된 기판(12) 상의 전극(14) 사이의 액정 벌크 층(13)에 대해 수직으로 인가되는 경우에, 평판 또는 사실상 평판 배향된 액정 벌크 물질(13)은 이들의 포지티브 유전 이방성 때문에, 전기장 유도된 종단 배향으로 평판외 스위칭될 것이다. 그러나, 표면 디렉터 배향층(11)의 분자(즉, 측쇄)는, 이들의 초기 균일 평판 배향을, 이들의 네가티브 유전 이방성으로 인해, 인가된 전기장에 의해 개선되거나 안정화되도록 할 것이다. 바꿔 말하면, 표면 디렉터 배향층(11)의 상기 분자(즉, 측쇄)는, 전기장이 층(11)을 가로질러 인가되는 경우에는 스위칭되지 않을 것이다. 외부 전기장이 제거되는 경우에는(E = 0), 표면 디렉터 배향층(11)의 평판 배향된 분자(즉, 측쇄)는 액정 벌크 분자(13)의 전기장 유도된 종단 배향으로부터 이들 초기 전기장 오프된 평판 배향으로 역으로의 신속한 전환을 촉진시킬 것이다. 따라서, 도 7에 도시된 탄성 변형 D4는 도 2에 도시된 탄성 변형 D2보다 강력하다. D2와 D4의 각각의 비교는 또한 도 8 및 도 9에 각각 개략적으로 도시되어 있다.
액정 벌크 층(13)은 1 내지 30 범위 내의 포지티브 유전 이방성을 지닐 수 있으며, 표면 배향층(11)은 -6 내지 -1 범위 내의 네가티브 유전 이방성을 지닐 수 있다.
화학식 XXXIII 내지 XLIII는 상기 기술된 구체예(평판외 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 예이다. 이들 중합체는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1)를 포함하며, 상기 측쇄는, 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타낸다.
Figure 112005075838886-PCT00037
Figure 112005075838886-PCT00038
상기 기술된 구체예(평판외 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 구체적인 예는 화학식 XLIV에 따른 중합체이다. 이 중합체는, 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 측쇄(S1), 및 어떠한 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내지 않아 유전 이방성을 제공하지 않는 측쇄(S3)를 포함한다.
Figure 112005075838886-PCT00039
상기 식에서,
(m + n)/o는 25/50 내지 43/14 범위 내, 바람직하게는 40/20 초과, 예컨대 43/18이며,
m/n은 9/1 내지 1/9 범위 내, 바람직하게는 3/1 내지 1/3, 예컨대 1/1이다.
상기 기술된 구체예에서 표면 디렉터 배향층 물질로서 적합한 이러한 유형의 중합체의 또 다른 구체적인 실시예는 하기 화학식 XLV로 표시되는 것이다:
Figure 112005075838886-PCT00040
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 XXXIII 내지 XLV의 측쇄는 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
포지티브 유전 이방성을 지니며 상기 기술된 구체예에 적합한 액정 벌크 층 물질의 예로는, E44(Δε = +16.8), E9(Δε = +16.5), 및 E70A(Δε = +10.8)가 있으며, 이들 모두는 BHD/머크에 의해 공급된 네마틱 액정 물질이다.
도 4 및 7에 도시된 구체예에는 평판외 스위칭 액정 소자가 포함되며, 각각의 소자는 반대 부호의 유전 이방성을 나타내는 액정 벌크 층 및 표면 디렉터 배향층을 포함한다. 감소된 하강 시간의 효과가 평판외 스위칭 액정 소자에 대해 보다 현저하다 하더라도, 반대 부호의 유전 이방성을 나타내는 표면 디렉터 배향층과 액정 벌크 층의 조합물 또한 적용가능하며, 이는 (하기 기술된) 평판내 스위칭 액정 소자로 유용하다. 따라서, 액정 벌크 층 및 표면 디렉터 배향층이 반대 부호의 유전 이방성을 나타내는 본 발명에 따른 소자는 바람직하게는 평판외 스위칭 액정 소자이다.
b) 평판내 스위칭 액정 소자
초기 제 1 평판 배향을 지닌 본 발명의 구체예의 제 1 군에 따른 평판내 스위칭 소자에 있어서, 돌출된 표면 디렉터로서 지칭되는, 기판 상의 표면 디렉터(액정 벌크 층의)의 정사영은, 바람직한 전기장 오프된 평판 배향으로 지칭되는, 기판과 평행한 외면 내의 바람직한 배향을 제공하며, 상기한 벌크 층 분자의 배향은, 돌출된 표면 디렉터의 바람직한 평판 배향을 전기장 유도된 제 2 평판 배향으로의 평판내 스위칭을 수행하기 위해, 인가된 전기장에 의해 직접적으로 제어가능하다.
본 발명에 따른 평판내 스위칭 소자에 있어서, 전기장은 한정된 기판과 평행하게(즉, 액정 벌크 층을 따라) 인가된다.
도 10은, 표면 디렉터 배향층(16)이 액정 벌크 층(18)을 한정하는 기판(17)(단 하나의 기판만이 도시되어 있음)의 내표면 상에 도포되는, 본 발명에 따른 평판내 스위칭 액정 소자(15)의 구체예 부분을 도시한다. 상기 액정 벌크 층(18)은 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 나타내며, 표면 디렉터 배향층(16)은 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)을 나타낸다.
표면 디렉터 배향층(16)의 분자(즉, 측쇄)는, 이 구체예에서, 한정된 기판 표면(17)에 대해, 제 1 방향으로, 초기 평판 배향을 지니며, 이에 따라 전기장-오프 상태(E = 0)에 있는 평판 또는 사실상 평판 배향된 액정 벌크 분자(18)가 형성된다. 표면 디렉터 배향층(16)을 바람직하게는 일 방향으로 러빙하면, 바람직한 전기장 오프된 제 1 평판 배향 방향이 얻어진다.
도 10에 도시된 소자(15)가 2개의 표면 디렉터 배향층(16)(양면 구체예) 또는 대안적으로는 단 하나의 표면 디렉터 배향층(16)(단면 구체예)을 포함할 수 있음이 주지되어야 한다.
외부 전기장이 도 4에 도시된 바와 같이 배치된 전극(19) 사이에서 액정 벌크 층(18)을 따라(한정된 기판과 평행하게) 인가되는 경우(E ≠0)에는, 액정 벌크 분자(18)는, 이들의 포지티브 유전 이방성 때문에, 인가된 전기장의 방향을 따라 전기장 유도된 제 2 평판 배향 방향으로 평판내 스위칭될 것이다. 그러나, 표면 디렉터 배향층(16)의 분자(즉, 측쇄)는, 이들의 초기 제 1 평판 배향 방향을, 이들의 네가티브 유전 이방성으로 인해, 인가된 전기장에 의해 개선되거나 안정화되도록 할 것이다. 바꿔 말하면, 표면 디렉터 배향층(16)의 상기 분자(즉, 측쇄)는 전기장이 층(16)을 따라 인가되는 경우에는 스위칭되지 않을 것이다. 외부 전기장이 제거되는 경우에는(E = 0), 제 1 평판 배향 방향을 지닌 표면 디렉터 배향층(16)의 분자(즉, 측쇄)가 액정 벌크 분자(18)의 전기장 유도된 제 2 평판 배향 방향으로부터 이들 초기 전기장 오프된 평판 제 1 배향 방향으로 역으로의 신속한 전환을 촉진시킬 것이다.
화학식 XXXIII 내지 XLV는 상기 기술된 구체예에서(평판내 스위칭 액정 소자) 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 예이다. 이전에 기술한 바와 같이, 이들 중합체는, 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 측쇄를 포함한다.
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 XXXIII 내지 XLV의 측쇄는 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
포지티브 유전 이방성을 지니며 상기 기술된 구체예에 적합한 액정 벌크 층 물질의 예로는, E44(Δε = +16.8) 및 E9(Δε = +16.5), 및 E70 A(Δε = +10.8)가 있으며, 이들 모두는 BDH/머크에 의해 공급된 네마틱 액정 물질이다.
본 발명에 따른 평판내 스위칭 액정 소자의 또 다른 유사한 구체예는, 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)을 나타내는 액정 벌크, 및 하나 이상의, 바람직하게는 두개의, 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 나타내는 표면 디렉터 배향층(들)을 포함하는 소자이다.
화학식 XLVI 내지 LXII은 상기 기술된 구체예(평판내 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 예이다. 이들 중합체는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1)를 포함하며, 상기 측쇄는, 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타낸다.
Figure 112005075838886-PCT00041
Figure 112005075838886-PCT00042
Figure 112005075838886-PCT00043
화학식 LXIII 내지 LXVII는 상기 기술된 구체예(평판내 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향층 물질의 추가 예이다. 이들 중합체는, 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 측쇄(S1), 및 어떠한 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내지 않아 유전 이방성을 제공하지 않는 측쇄(S3)를 포함한다.
Figure 112005075838886-PCT00044
Figure 112005075838886-PCT00045
상기 기술된 구체예에서 표면 디렉터 배향층 물질로서 적합한 이러한 유형의 중합체의 구체적인 예는 하기 화학식 LXVIII로 표시되는 것이다.
Figure 112005075838886-PCT00046
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 XLVI 내지 LXVIII의 측쇄는 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
네가티브 유전 이방성을 지니며 상기 기술된 구체예에 적합한 액정 벌크 층 물질의 예로는, MLC 6608(Δε = -4.2)과 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물, MLC 6884(Δε = -5.0)와 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물, 및 MDA 98-3099(Δε = -6)와 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물이 있으며, 이들 모두는 머크에 의해 공급된 네마틱 액정 물질이다.
2. 동일 부호의 유전 이방성
본 발명에 따른 소자의 제 2 군의 구체예에서, 액정 벌크 층 및 표면 디렉터 배향층은 동일 부호의 유전 이방성(Δε)을 나타낸다. 상기 소자는 바람직하게는 평판내 스위칭 액정 소자이다.
a) 평판내 스위칭 액정 소자
본 발명의 구체예의 제 2 군에 따른 평판내 스위칭 액정 소자에 있어서, 상기 벌크 층 분자의 배향은, 초기 제 1 평판 배향을 전기장 유도된 제 2 평판 배향으로 평판내 스위칭시키기 위해서, 인가된 전기장에 의해 직접적으로 제어가능한 반면, 돌출된 표면 디렉터로서 지칭되는, 기판 상의 상기 표면 디렉터(액정 벌크 층의)의 정사영은, 바람직한 전기장 유도된 평판 배향으로 지칭되는, 상기 기판에 평행하게 외면 내에서 상기한 바람직한 배향을 제공한다.
본 발명에 따른 평판내 스위칭 소자에서는, 전기장은, 한정된 기판과 평행하게(즉, 액정 벌크 층을 따라) 인가된다.
본 발명에 따른 평판내 스위칭 액정 소자의 구체예는, 액정 벌크 및 표면 디렉터 배향층 모두가 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 나타내며, 상기 표면 디렉터 배향층은 액정 벌크 층을 한정하는 기판의 내표면 상에 인가되는 소자이다.
표면 디렉터 배향층의 분자(즉, 측쇄)는, 이 구체예에서, 한정된 기판 표면에 대한, 제 1 방향으로, 초기 평판 배향을 지니며, 이에 따라 전기장-오프 상태(E = 0)의 평판 또는 사실상 평판 배향된 액정 벌크 분자가 형성된다. 표면 디렉터 배향층을 또한 바람직하게는 일 방향으로 러빙하면, 바람직한 전기장 오프된 제 1 평판 배향 방향이 얻어진다.
상기 소자는 2개의 표면 디렉터 배향층(양면 구체예) 또는 대안적으로 단 하나의 표면 디렉터 배향층(단면 구체예)을 포함할 수 있다.
외부 전기장이, 전극 사이의 액정 벌크 층을 따라(한정된 기판에 평행하게) 인가되는 경우에(E ≠0), 액정 벌크 물질은, 이들의 포지티브 유전 이방성 때문에, 인가된 전기장의 방향을 따라 전기장 유도된 제 2의 평판 배향 방향으로 평판내 스위칭될 것이다. 표면 디렉터 배향층의 분자(즉, 측쇄)는, 또한 전기장이 상기 층을 따라 그리고 한정된 기판과 평행하게 인가되는 경우에 이들의 포지티브 유전 이방성으로 인해, 전기장 유도된 제 2 배향 방향으로 평판내 스위칭될 것이다. 이에 따라, 표면 디렉터 배향층의 평판내 스위칭 분자(즉, 측쇄)는 액정 벌크 분자의 전기장 오프된 제 1 평판 배향 방향으로부터 이들의 전기장 유도된 제 2 평판 배향 방향으로의 신속한 스위칭을 촉진시킬 것이다. 따라서, 액정 벌크 분자의 전기장 유도된 배향 방향으로의 스위칭은 이러한 경우에 보다 낮은 인가된 전압에서, 비스위칭 표면 디렉터 배향층(도 3에 도시됨)을 지닌 선행 기술의 액정 소자의 평판내 스위칭보다 신속할 것이다. 그러나, 이러한 맥락에서 본 발명에 따른 이러한 소자의 표면 디렉터 배향층(들)이 액정 벌크 분자의 평판내 스위칭을 중재하지 않음이 주지되어야 하며, 이 경우 배향은 유전 커플링을 통해 직접적으로 제어가능하다. 표면 디렉터 배향층(들)은 상기 평판내 벌크 스위칭을 구동시키는 것이 아니라 단지 촉진시킬 뿐이다.
상기 구체예에 따른 소자의 액정 벌크 층은 1 내지 30 범위 내의 포지티브 유전 이방성을 지닐 수 있으며, 표면 디렉터 배향층은 1 내지 30 범위 내의 포지티브 유전 이방성을 지닐 수 있다.
표면 디렉터 배향층의 포지티브 유전 이방성이 액정 벌크 층의 포지티브 유전 이방성보다 큰 포지티브 값, 바람직하게는 훨씬 더 큰 포지티브 값을 갖는 경우가 유리한 것으로 여겨진다.
화학식 XLVI 내지 LXVIII는 상기 기술된 구체예(평판내 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 예이다. 이전에 기술한 바와 같이, 이들 중합체는, 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 측쇄를 포함한다.
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 XLVI 내지 LXVIII의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
동일 부호의 유전 이방성을 나타내는 표면 디렉터 배향층 및 액정 벌크 층을 지닌, 본 발명에 따른 평판내 스위칭 액정 소자에서, 각각의 어레이가, 제 1 전극 어레이(20) 내에서 얻어질 수 있는 전기장이 제 2 전극 어레이(21) 내에서 얻어질 수 있는 전기장에 사실상 수직이 되도록 배열된, 2개의 서로 맞물린(interdigitated) 전극(22)으로 이루어지는, 2개의 전극 어레이(20, 21)를 사용하는 것이 유리할 수 있다(도 11). 각각의 어레이(20, 21)는 한정된 기판(23) 상에 적용된다. 이 구체에에서, 액정 벌크 분자의 스위칭 및 전환 모두가, 인가된 전기장의 존재하에서 일어나며, 짧은 응답 시간이 용이하게 얻어질 수 있다.
본 발명에 따른 평판내 스위칭 액정 소자의 또 다른 유사한 구체예는, 액정 벌크 층 및 표면 디렉터 배향층(들) 모두가 네가티브 유전 이방성(Δε＜ 0)을 나타내는 소자이다.
외부 전기장(E ≠0)이 액정 벌크 층을 따라(즉, 한정된 기판에 평행하게) 인가되는 경우에, 액정 벌크 물질은, 이들의 네가티브 유전 이방성 때문에, 전기장 오프된 제 1 평판 배향 방향에서, 인가된 전기장 방향에 수직인 전기장 유도된 제 2 평판 배향 방향으로 평판내 스위칭될 것이다. 표면 디렉터 배향층의 분자(즉, 측쇄)는 또한, 전기장이 상기 층(들)을 따라 그리고 한정된 기판과 평행하게 인가되는 경우에 이들의 네가티브 유전 이방성으로 인해, 전기장 오프된 제 1 평판 배향 방향에서부터 전기장 유도된 제 2 배향 방향으로 평판내 스위칭될 것이다. 이에 따라, 표면 디렉터 배향층(들)의 평판내 스위칭 분자(즉, 측쇄)는, 액정 벌크 분자의 전기장 오프된 제 1 평판 배향 방향에서부터 이들의 전기장 유도된 제 2 평판 배향 방향으로의 신속한 스위칭을 촉진시킬 것이다. 따라서, 액정 벌크 분자의 전기장 유도된 배향 방향으로의 스위칭은 이러한 경우에, 비스위칭 표면 디렉터 배향층을 지닌 상응하는 선행 기술의 액정 소자의 평판내 스위칭보다 신속할 것이다. 또한, 이 경우에, 본 발명에 따른 소자의 표면 디렉터 배향층은 액정 벌크 분자의 평판내 스위칭을 중재하는 것이 아니라, 다만 상기한 스위칭을 촉진시키는 것임이 주지되어야 한다.
상기 구체예에 따른 소자의 액정 벌크 층은 -6 내지 -1 범위 내의 네가티브 유전 이방성을 지닐 수 있으며, 표면 배향층은 -6 내지 -1 범위 내의 네가티브 유전 이방성을 지닐 수 있다.
표면 디렉터 배향층의 네가티브 유전 이방성이 액정 벌크 층의 네가티브 유전 이방성보다 큰 네가티브 값, 바람직하게는 훨씬 더 큰 네가티브 값을 갖는 경우가 유리한 것으로 여겨진다.
화학식 XXXIII 내지 XLV는 상기 기술된 구체예(평판내 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 예이다. 이전에 기술한 바와 같이, 이들 중합체는, 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 측쇄를 포함한다.
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 XXXIII 내지 XLV의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
네가티브 유전 이방성을 지니며 상기 기술된 구체예에 적합한 액정 벌크 층 물질의 예로는, MLC 6608(Δε = -4.2)과 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물, MLC 6884(Δε = -5.0)와 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물, 및 MDA 98-3099(Δε = -6)와 MBBA(Δε = -0.8)의 혼합물이 있으며, 이들 모두는 머크에 의해 공급된 네마틱 액정 물질이다.
감소된 상승 시간(rise time)의 효과가 평판내 스위칭 액정 소자에 대해 보다 현저하다 하더라도, 동일 부호의 유전 이방성을 나타내는 표면 디렉터 배향층과 액정 벌크 층의 조합물 또한 적용가능하며, 이는 (하기 기술된) 평판외 스위칭 액정 소자로 유용하다. 따라서, 액정 벌크 층 및 표면 디렉터 배향층이 동일 부호의 유전 이방성을 나타내는 본 발명에 따른 소자는 평판내 스위칭 액정인 것이 바람직하다.
b) 평판외 스위칭 액정 소자
본 발명의 구체예의 제 2 군에 따른 평판외 스위칭 액정 소자에 있어서, 상기 벌크 층 분자의 배향은, 초기 종단 배향을 전기장 유도된 평판 배향으로 평판외 스위칭시키기 위해서, 인가된 전기장에 의해 직접적으로 제어가능한 반면, 돌출된 표면 디렉터로서 지칭되는, 한정된 기판 상의 상기 표면 디렉터(액정 벌크 층의)의 정사영은, 바람직한 전기장 유도된 평판 배향으로 지칭되는, 기판과 평행한 외면 내에 상기 바람직한 배향을 제공한다.
본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자에서, 전기장은 한정된 기판에 수직으로(즉, 액정 벌크 층에 수직으로) 인가된다.
도 12는, 표면 디렉터 배향층(25)(단 하나의 층만이 도시되어 있음)과 액정 벌크 층(26) 모두가 네가티브 이방성(Δε ＜ 0)을 나타내며, 상기 표면 디렉터 배향층(25)이 액정 벌크 층(26)을 한정하는 기판의 내표면 상에 도포되는, 전기장-오프 상태(E = 0)의, 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(24)의 구체예 부분을 도시한다.
표면 디렉터 배향층(25)의 분자(즉, 측쇄)는, 이 구체예에서, 한정된 기판 표면에 대해 초기 종단 배향을 지니며, 이에 따라 도 12에 도시된 바와 같은, 전기장-오프 상태(E = 0)의 수직 또는 사실상 수직으로 배향된 액정 벌크 분자(26)가 형성된다. 표면 디렉터 배향층(25)을 또한 바람직하게는 일 방향으로 러빙하면, 액정 벌크 분자(26)의 바람직한 방향의 전기장 유도된 평판 배향이 얻어진다.
상기 소자는 2개의 표면 디렉터 배향층(양면 구체예) 또는 대안적으로는 단 하나의 표면 디렉터 배향층(단면 구체예)을 포함할 수 있다.
외부 전기장이, 한정된 기판의 내표면 상의 전극들(27) 사이의 액정 벌크 층(26)에 수직으로 인가되는 경우(E ≠0)에는, 액정 벌크 분자(25)가 이들의 네가티브 유전 이방성 때문에, 러빙하는 방향에 의해 형성된 전기장 유도된 평판 배향으로 평판외 스위칭될 것이다.
표면 디렉터 배향층(25)의 분자(즉, 측쇄)는, 이들의 네가티브 유전 이방성으로 인해 또한, 러빙하는 방향에 의해 형성된 전기장 유도된 평판 배향으로 평판외 배향될 것이다. 이에 따라, 표면 디렉터 배향층(25)의 평판외 스위칭 분자(즉, 측쇄)가 액정 벌크 분자(26)의 전기장 오프된 종단 배향으로부터 전기장 유도된 평판 배향으로의 신속한 스위칭을 촉진시킬 것이다. 따라서, 전기장 오프된 종단 배향으로부터 전기장 유도된 평판 배향으로의 액정 벌크 분자(26)의 스위칭은 보다 낮은 인가된 전압에서, 비스위칭되는 표면 디렉터 배향층을 지닌 선행 기술의 액정 소자의 평판외 스위칭에서보다 신속할 것이다. 그러나, 상기 소자의 표면 디렉터 배향층(25)은, 본 발명에 따르면, 액정 벌크 분자(26)의 평판외 스위칭을 중재하지 않음이 주지되어야 하며, 이 경우 배향은 유전 커플링을 통해 인가된 전기장에 의해 직접적으로 제어가능하다. 표면 디렉터 배향층(25)은 상기 평판외 스위칭을 단지 촉진시킬 뿐이다.
상기 구체예에 따른 소자의 액정 벌크 층(26)은 -6 내지 -1 범위 내의 네가티브 유전 이방성을 지닐 수 있으며, 표면 디렉터 배향층(25)은 -6 내지 -1 범위 내의 네가티브 유전 이방성을 지닐 수 있다.
표면 디렉터 배향층(25)이 액정 벌크 층(26)의 네가티브 유전 이방성보다 큰 네가티브 값, 바람직하게는 훨씬 더 큰 네가티브 값을 갖는 경우가 유리한 것으로 여겨진다.
화학식 LXIX 내지 LXXII는 상기 기술된 구체예(평판외 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 종단 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 예이다. 이들 중합체는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1)를 포함하며, 상기 측쇄는, 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타낸다.
Figure 112005075838886-PCT00047
Figure 112005075838886-PCT00048
화학식 LXXIII는 상기 기술된 구체예(평판외 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 종단 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 부가 예를 나타낸다. 이들 중합체는, 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 측쇄(S1), 및 어떠한 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내지 않아 유전 이방성을 제공하지 않는 측쇄(S3)를 포함한다.
Figure 112005075838886-PCT00049
상기 기술된 구체예에서 표면 디렉터 저열 층 물질로 적합한 이러한 유형의 중합체의 구체적인 예는 화학식 LXXIV로 표시된다.
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 LXIX 내지 LXXIV의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
본 발명의 구체예의 제 2 군에 따른 평판외 스위칭 액정 소자의 또 다른 유사 구체예에서, 상기 벌크 층 분자의 배향은, 초기 평판 배향을 전기장 유도된 종단 배향으로 평판외 스위칭시키기 위해서, 인가된 전기장에 의해 직접적으로 제어가능한 반면, 돌출된 표면 디렉터로서 지칭되는, 상기 기판에 대해 수직인 외면 상의 상기 표면 디렉터(액정 벌크 층의)의 정사영은, 바람직한 전기장 유도된 종단 배향으로 지칭되는 상기 바람직한 배향을 제공한다.
도 13은, 표면 디렉터 배향층(29)(단 하나의 층만이 도시되어 있음)과 액정 벌크 층(30) 모두가 포지티브 이방성(Δε ＞ 0)을 나타내며, 상기 표면 디렉터 배향층(29)이 액정 벌크 층(30)을 한정하는 기판의 내표면 상에 도포되는, 전기장-오프 상태(E = 0)의, 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(28)의 구체예 부분을 도시한다.
표면 디렉터 배향층(29)의 분자(즉, 측쇄)는, 이 구체예에서, 한정된 기판 표면에 대해 초기 평판 배향을 지니며, 이에 따라 전기장-오프 상태(E = 0)의 평판 또는 사실상 평판 배향된 액정 벌크 분자(30)가 형성된다. 표면 디렉터 배향층(29)은 또한 바람직하게는 일 방향으로 러빙되어, 액정 벌크 분자(30)의 바람직한 방향의 전기장 오프된 평판 배향이 얻어진다.
상기 소자는 2개의 표면 디렉터 배향층(29)(양면 구체예) 또는 대안적으로는 단 하나의 표면 디렉터 배향층(29)(단면 구체예)을 포함할 수 있다.
외부 장이, 한정된 기판의 내표면 상의 전극들(31) 사이의 액정 벌크 층(30)에 수직으로 인가되는 경우(E ≠0)에, 액정 벌크 분자(30)는 이들의 포지티브 유전 이방성 때문에, 전기장 유도된 종단 배향으로 평판외 스위칭될 것이다.
표면 디렉터 배향층(29)의 분자(즉, 측쇄)는, 이들의 포지티브 유전 이방성으로 인해, 전기 장이 한정된 기판에 대해 수직으로 인가되는 경우에 전기장 유도된 종단 배향으로 평판외 스위칭될 것이다. 이에 따라, 표면 디렉터 배향층(29)의 평판외 스위칭 분자(즉, 측쇄)가 액정 벌크 분자(30)의 전기장 오프된 평판 배향으로부터 전기장 유도된 종단 배향으로의 신속한 스위칭을 촉진시킬 것이다. 따라서, 전기장 오프된 평판 배향으로부터 전기장 유도된 종단 배향으로의 액정 벌크 분자(30)의 스위칭은 보다 낮은 인가된 전압에서, 비스위칭되는 표면 디렉터 배향층을 지닌 선행 기술의 액정 소자의 평판외 스위칭에서보다 신속할 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 상기 소자의 표면 디렉터 배향층(29)은 액정 벌크 분자(30)의 평판외 스위칭을 중재하지 않음이 주지되어야 하며, 이 경우 배향은 유전 커플링을 통해 인가된 전기장에 의해 직접적으로 제어가능하다. 표면 디렉터 배향층(29)은 상기 평판외 스위칭을 단지 촉진시킬 뿐이다.
상기 구체예에 따른 소자의 액정 벌크 층(30)은 1 내지 30 범위 내의 포지티브 유전 이방성을 지닐 수 있으며, 표면 디렉터 배향층(29)은 1 내지 30 범위 내의 포지티브 유전 이방성을 지닐 수 있다.
표면 디렉터 배향층(29)의 포지티브 유전 이방성이 액정 벌크 층(30)의 포지티브 유전 이방성보다 큰 포지티브 값, 바람직하게는 훨씬 더 큰 포지티브 값을 갖는 경우가 유리한 것으로 여겨진다.
화학식 XLVI 내지 LXVIII는 상기 기술된 구체예(평판외 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향 물질의 예이다. 이전에 기술한 바와 같이, 이들 중합체는, 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 측쇄를 포함한다.
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 XLVI 내지 LXVIII의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 본 발명에 따른 소자 내에서 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
지금까지 기술된 본 발명에 따른 소자의 제 1 및 제 2군의 구체예의 변형물은, 반대 부호의 유전 이방성(Δε)을 나타내는 2개의 표면 디렉터 배향층을 포함하는 소자이다. 이러한 유형의 소자는 짧은 총 응답 시간, 특히 평판외 스위칭 액정 소자에 대해 짧은 하강 시간을 제공하는 것으로 여겨진다.
도 14는 비대칭적인(유전 이방성의 측면에서) 표면 디렉터 배향층(33, 34)이 액정 벌크 층(35)을 한정하는 기판의 내표면 상에 도포되는, 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(32)의 구체예 부분을 도시한다. 상기 액정 벌크 층(35)은 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)을 나타내고 제 1 표면 디렉터 배향층(33)도 네가티브 이방성(Δε ＜ 0)을 나타내는 반면, 제 2 표면 디렉터 배향층(34)은 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 나타낸다.
표면 디렉터 배향층(33, 34)의 분자(즉, 측쇄)는, 이 구체예에서, 한정된 기판 표면에 대한 초기 종단 배향을 지니며, 이에 따라 도 14a에 도시된 바와 같이, 전기장-오프 상태(E = 0)의 수직 또는 사실상 수직으로 배향된 액정 벌크 분자(35)가 형성된다. 표면 디렉터 배향층(33, 34)을 또한 바람직하게는 일 방향으로 러빙하면, 액정 벌크 분자(35)의 바람직한 배향의 전기장 유도된 평판 배향이 얻어진다.
외부 전기장이, 한정된 기판 상의 전극(36) 사이의 액정 벌크 층(35)에 대해 수직으로 인가되는 경우에(E ≠0), 액정 벌크 층(35) 내의 굽힘 변형(bent deformation)이 도 14b에 도시된 바와 같이 유도되어, 이에 따라 탄성전기적(flexoelectirc) 분극 Pfl이 야기된다. 인가된 전기장은 탄성전기적 분극에 결합되고, 인가된 전기장의 분극도에 따라 달라지나, 굽힘 변형은 증가 또는 감소할 것이며, 이에 따라 선형의 전기-광학 응답이 야기된다.
도 15는 비대칭적인(유전 이방성의 측면에서) 표면 디렉터 배향층(38, 39)이 액정 벌크 층(40)을 한정하는 기판의 내표면 상에 도포되는, 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(37)의 구체예 부분을 도시한다. 상기 액정 벌크 층(40)은 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 나타내고 제 1 표면 배향층(38)도 포지티브 이방성(Δε ＞ 0)을 나타내는 반면, 제 2 표면 디렉터 배향층(39)은 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)을 나타낸다.
표면 디렉터 배향층(38, 39)의 분자(즉, 측쇄)는, 이 구체예에서, 한정된 기판 표면에 대한 초기 평판 배향을 지니며, 이에 따라 도 15a에 도시된 바와 같이, 전기장-오프 상태(E = 0)의 평판 또는 사실상 평판 배향된 액정 벌크 분자(40)가 형성된다. 표면 디렉터 배향층(38, 39)을 또한 바람직하게는 일 방향으로 러빙하면, 액정 벌크 분자(40)의 바람직한 배향의 전기장 오프된 평판 배향이 얻어진다.
외부 전기장이, 한정된 기판 상의 전극(41) 사이의 액정 벌크 층(40)에 대해 수직으로 인가되는 경우에(E ≠0), 액정 벌크 층(40) 내의 반굽힘 변형(splay deformation)이 도 15b에 도시된 바와 같이 유도되어, 탄성전기적 분극 Pfl이 야기된다. 인가된 전기장은 탄성전기적 분극에 결합되고, 인가된 전기장의 분극도에 따라 달라지나, 반굽힘 변형은 증가 또는 감소할 것이며, 이에 따라 선형의 전기-광학적 응답이 야기된다.
3. 반대 부호의 유전 이방성을 나타내는 표면 디렉터 배향층의 구조적 부분
본 발명에 따른 소자의 제 3 군의 구체예에서, 표면 디렉터 배향층(들ㅇ)은 반대 부호의 유전 이방성(Δε)을 나타내는 구조적 부분을 포함한다. 이러한 유형의 소자는 평판내 스위칭 액정 소자 및 평판외 스위칭 액정 소자 모두에 대해서 짧은 하강 시간 뿐만 아니라 짧은 상승 시간을 제공하는 것으로 여겨진다.
반대 부호의 유전 이방성(Δε)을 나타내는 상기 구조적 부분은 바람직하게는 표면 디렉터 배향층 내에서 균일하게 분포되어야 한다.
이러한 제 3 군의 구체예에 따른 소자는 2개의 표면 디렉터 배향층(양면 구체예) 또는 대안적으로는 단 하나의 표면 디렉터 배향층(단면 구체예)을 포함할 수 있다.
반대 부호의 유전 이방성(Δε)을 나타내는 구조적 부분을 포함하는 표면 디렉터 배향층은, 예를 들어 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)의 제 1의 구조적 부분, 및 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)의 제 2 구조적 부분을 구비한 이합성(dimeric) 화학 구조를 포함하는 재료를 이용하여 수득될 수 있다.
화학식 LXXV은 상기 기술된 구체예(평판외 또는 평판내 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향층 물질의 예를 나타낸다. 이들 중합체는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1)를 포함하며, 상기 측쇄는 이합성 구조를 지니며, 각각의 이합성 구조는, 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 1 구조적 부분, 및 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 2 구조적 부분을 포함한다.
Figure 112005075838886-PCT00050
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 LXXV의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
화학식 LXXVI 내지 LXXX는 상기 기술된 구체예에 따른 평판외 스위칭 액정 소자의 초기 전기장 오프된 종단 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향층 물질의 예이다. 이들 중합체는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1)를 포함하며, 상기 측쇄는 이합성 구조를 지니며, 각각의 이합성 구조는, 배열상에서 포지티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 1 구조적 부분, 및 배열상에서 네가티브 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 2 구조적 부분을 포함한다.
Figure 112005075838886-PCT00051
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 LXXVI 내지 LXXX의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
도 16은 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)의 제 1 구조적 부분(44), 및 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)의 제 2 구조적 부분(45)을 포함하는 이합성 구조를 지닌, 기판 표면 상에 도포되는, 초기 전기장 오프된 종단 배향을 지니며 표면 디렉터 배향층(단 하나의 층만이 도시됨)을 포함하는 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(42)의 구체예 부분을 도시한다. 액정 벌크 층(46)은 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)을 갖는다.
도 16a는 전기장-오프 상태(E = 0)를 나타내며, 도 16b는 전기장 유도된 상태(E ≠ 0)를 나타낸다.
포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)의 제 1 구조적 부분, 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)의 제 2 구조적 부분, 및 음(Δε ＜ 0) 또는 양(Δε ＞ 0)의 유전 이방성의 제 3 구조적 부분을 지닌 삼합성(trimeric) 화학 구조를 포함하는 물질이 또한, 본 발명의 제 3 군의 구체예에 유용할 수 있다. 상기 제 3 구조적 부분은 제 1 및 제 2 구조적 부분과 비교하여 유사하거나 상이할 수 있다. 따라서, 각각의 구조적 부분이 양 또는 네가티브 유전 이방성을 나타내며, 상기 3가지 구조적 부분 중 2개가 반대 부호의 유전 이방성을 나타내는, 2개 이상의 구조적 부분을 포함하는 화학 구조가 본 발명에 따른 이러한 제 3 군의 구체예에 따른 소자로 유용할 수 있다.
화학식 LXXXI 내지 LXXXIII는 상기 기술된 구체예(평판외 또는 평판내 스위칭 액정 소자)에서 초기 전기장 오프된 평판 배향을 제공하기에 적합한 표면 디렉터 배향층 물질의 예이다. 이들 중합체는 중합체 주쇄(Z)에 화학적으로 결합된 측쇄(S1)를 포함하며, 상기 측쇄는, 각각이, 배열상에서 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 1 구조적 부분, 배열상에서 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 2 구조적 부분, 및 배열상에서 음(Δε ＜ 0) 또는 양(Δε ＞ 0)의 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내는 제 3 구조적 부분을 포함하는 삼합성 구조를 지닌다.
Figure 112005075838886-PCT00052
중합체를 이용하는 대신에, 화학식 LXXXI 내지 LXXXIII의 측쇄는, 당업자에게 공지된 바와 같이, 고체 표면, 예컨대 금 표면, 이산화규소 표면 또는 실란올기를 포함하는 유리 표면에 화학적으로 결합되어, 표면 디렉터 배향층으로서 사용하기에 적합한 물질을 형성할 수 있다.
도 17은 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)의 제 1 구조적 부분(49), 네가티브 유전 이방성(Δε ＜ 0)의 제 2 구조적 부분(50), 및 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)의 제 3 구조적 부분(51)을 포함하는 이합성 구조를 지닌, 기판 표면(48) 상에 도포되는, 초기 전기장 오프된 평판 배향을 지니며 표면 디렉터 배향층(단 하나의 층만이 도시됨)을 포함하는 본 발명에 따른 평판외 스위칭 액정 소자(47)의 구체예 부분을 도시한다. 액정 벌크 층(52)은 포지티브 유전 이방성(Δε ＞ 0)을 갖는다.
도 17a는 전기장-오프 상태(E = 0)를 나타내며, 도 17b는 전기장 유도된 상태(E ≠ 0)를 나타낸다.
두께가 1.10mm인 액정 표시 유리 기판을 사용하였다. 상기 기판의 한 면에, 표면 저항이 80 Ω/㎠인 인듐 주석 산화물(ITO) 층(전극 물질)을 형성시켰다. 어드레싱되는(addressing) 전극 구조물을, 당업자에게 공지된 통상의 포토리소그래피 공정을 이용하여 설치하였다. 유리 기판을 크기 9.5 × 12.5 mm의 조각으로 절단시키고, 가장자리를 러빙시켰다. 또한, 크기 25.4 × 25.4 mm의 유리 기판을 사용하였다.
그런 다음, 기판을 초음파 욕 중에서 증류수로 수회 세척시키고, 건조시킨 다음, 이소프로판올로 2회 세척하였다. 이후, 기판을 클린룸으로 옮겼다.
기판의 ITO 면을, 테트라히드로푸란(THF) 중에 약 0.1% w/w의 농도(0.5% w/w 이하의 농도가 시험되었음)로 용해된, 표면 디렉터 배향층 물질로 스핀 코팅시켰다. 속도는 3000 내지 4000 rpm이었고, 코팅은 30초간 수행되었다.
코팅 후에, 기판을 125℃의 온도에서 대략 5 내지 10분 동안 가열시켜 용매(THF)를 제거하여 배향층을 형성시켰다. 오븐 중에서 또는 핫 플레이트 상에서 및/또는 진공 하에서 건조를 수행할 수 있다. 그런 다음, 기판을 냉각시켰다.
60℃에서 약 5 내지 10분간 가열시킨 다음, 130℃에서 약 10 내지 30분간 가열시키는 것을 포함하는 2단계 공정으로, 허용가능한 결과를 갖도록 시험하였다. 그러나, 실온 초과의 온도에서는 원칙적으로 건조 단계가 필요하지 않음을 주목할 수 있다.
ITO 층의 최상면 상에 도포된 표면 디렉터 배향층을, 120 mm의 드럼 직경, 300 rpm의 드럼 속도, 15 mm/sec의 선형 속도, 및 약 0.5 mm의 파일 접촉 길이를 이용하여 나일론 천으로 러빙하였다. 모든 기판을 동일한 방향으로 러빙하였다.
하나의 기판은 180°로 회전시켜 셀 내에서의 러빙 방향을 평행하지 않도록 한 2개의 기판을 UV-글루(Norland NOA68)를 이용하여 셀에, 그리고 2개의 가장자리에 있는 나란한 스페이서에 함께 위치시켰다. 다르게는, 에탄올 분산물로부터의 스페이서를 셀 표면 상으로 분무시키는 것이다. 셀을 UV-노광 박스 내 압력 하에 15분간 두었다. 작은 전기 코드가 셀의 각각의 ITO 표면으로 초음속적으로 결합되 었다.
그런 다음, 등방성 상 내의 네마틱 액정을 모세관 력에 의해 셀 내로 도입시켰다(이는 진공을 인가시키거나 인가시키지 않고 수행될 수 있다).
상기 기술된 소자는 상대적으로 간단한 형태의 것임을 주지해야 한다. 소자는 훨씬 더 큰 크기일 수 있으며, 수동형 매트릭스-어드레스된 유형 또는 능동형의 매트릭스-어드레스된 유형을 이용하는 것과 같은 다양한 방식으로 어드레스될 수 있다. 이러한 경우에, 복잡한 마이크로일렉트로닉스 제조 단계를 포함하는 단계들이 포함된다. 하기한 모든 실시예에서, 반응 용매를, 독일의 ICN 바이오메디컬스 게엠베하(Biomedicals GmbH) 제품인 ICN 알루미나 N 수퍼 1을 함유하는 짧은 크로마토그래피 컬럼 내로 통과시킴으로써, 용매를 사용 전에 건조시켰다.
하기한 모든 실시예에서, 당업자에게 공지된 표준 반응을 중합체 제조를 위해 사용하였다.
하기 실시예에서 최대 작용화 정도는 통계학적 근거로 인해 86%이다. 따라서, 초기 히드록실 기의 최소 14%가 반응 종료 후에 남아있다.
실시예 1: 전기적으로 안정화된 종단 배향된 표면 디렉터 배향층을 지닌 평판외 스위칭 액정 소자
표면 디렉터 배향층 물질의 제조
100㎖ 플라스크 중에서, 0.70g의 4'-(11,11-디에톡시-운데시클록시)-비페닐-4-카르보니트릴(측쇄 전구체 I)(참조: D Lacey et al, Macromolecular Chemistry and Physics 200, 1222-1231(1999)), 0.081g의 옥타날, 0.198g의 폴리비닐 알코올 (PVA)(수평균 분자량 약 15000 g/mol), 및 0.10g의 p-톨루엔술폰산(TsOH)을 20 ㎖의 무수 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 중에 용해시키고, 이것을 약 55℃에서 24시간 동안 교반시켰다.
그런 다음, 반응 혼합물을 150 ㎖의 메탄올에 붓고, 중합체를 침전시켰다. 침전물을 수거하고, 이것을 5 ㎖의 클로로포름 중에 용해시키고, 100 ㎖의 메탄올중에서 침전시켰다. 재침전을 2회 반복하였다.
0.29g의 중합체가 수득되었다(즉, 첨가된 폴리비닐 알코올 양에 대해 계산된 40%). 작업 과정(즉, 침전 과정) 중에 제거된 낮은 몰질량 중합체의 존재로 인해 손실이 발생하였다.
수득된 중합체의 1H-NMR 스펙트럼은 하기 반응식 I의 구조 A에 따른 것이었다. NMR을 이용하여 측정된 중합체 내의 I/옥타날의 측쇄 몰비는 2/1인 것으로 확인되었다(하기 구조 A에서 o/n에 해당함). 또한, (o + n)/p는 약 42/16인 것으로 확인되었다.
측쇄 전구체 I로부터 형성된 측쇄는 -(CH2)10-의 형태의 스페이싱 원자를 통해 중합체 주쇄에 결합된다.
Figure 112005075838886-PCT00053
반응식 I
본 발명에 따른 액정 소자의 제조
기판의 ITO 면을 상기 기술된 바와 같이 제조된 중합체 A(= 화학식 XIX)로 상기 기술한 바대로 코팅시켰다. 그러나, 화학식 I 내지 XXXII에 따른 구조중 어느 것도 본 실시예에 사용될 수 있음을 주지해야 한다.
중합체 층(약 100 nm)을 단일 방향으로 매우 약하게 러빙하여, 중합체의 메조제닉 측쇄의 작은 선경사를 형성시킨 다음, 셀을 조립하였다.
그런 다음, 샌드위치 셀(셀 갭 약 3 ㎛)을 네마틱 혼합물 MBBA/MLC 6608(Merck, Germany), 40/60 중량%(여기서, MBBA는 Δε= -0.8이고, MLC 6608은 Δε= -4.2이다)로 채웠다.
이 셀에서, 중합체 층은 표면 디렉터 배향층으로서 작용한다.
실온으로 냉각시킨 후에 셀의 배향을 편광 현미경으로 검사하여, 균일한 수직면이 형성되었음을 확인하였다.
응답 상승 및 하강 시간을 편광 현미경, 광 검출기, 오실로스코프, 및 펄스-발생기를 포함하는 소자로 측정하였다.
낮은 주파수(약 1 Hz)를 갖는 단일극성의 임펄스를 인가시키는 가운데, 종단 배향되는 셀의 전기-광학적 응답이 도 18에 도시되어 있다. 9.2V의 전압(U)에서, 측정된 상승 및 하강 시간은 각각 약 1.9 ms 및 3.8 ms이었다. 따라서, 측정된 하강 시간은, 초기 종단 배향된 평판외 스위칭 액정 셀에서 일반적으로 측정된 하강 시간보다 약 5배 더 짧다.
실시예 2: 전기적으로 안정화된 수직으로 배향된 표면 디렉터 배향층을 지닌 평판외 스위칭 액정 소자
샌드위치 셀을 네마틱 혼합물 MBBA/MLC 6884(Merck, Germany), 40/60 중량%(여기서, MLC 884는 Δε= -5.0이고, MBBA는 Δε= -0.8이다)로 채우는 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다.
6.1V의 전압(U)에서, 측정된 상승 및 하강 시간은 도 19에 도시된 바와 같이 각각 2.5 ms 및 1.8 ms이었다.
실시예 3: 전기적으로 안정화된 수직으로 배향된 표면 디렉터 배향층을 지닌 평판외 스위칭 액정 소자
표면 디렉터 배향층 물질의 제조
100㎖ 플라스크 중에서, 0.11g의 4'-(11,11-디에톡시-운데시클록시)-비페닐-4-카르복실산 4-에톡시카르보닐-페닐 에스테르(측쇄 전구체 III), 0.07g의 4'-(11,11-디에톡시-운데시클록시)-4'-운데크-10-에닐옥시-비페닐(측쇄 전구체 VII), 0.018g의 옥타날, 0.037g의 PVA(수평균 분자량 약 15000 g/mol), 및 0.03g의 TsOH을 10 ㎖의 무수 DMF 중에 용해시키고, 이것을 약 55℃에서 48시간 동안 교반시켰다.
그런 다음, 반응 혼합물을 150 ㎖의 메탄올에 붓고, 중합체를 침전시켰다. 침전물을 수거하고, 이것을 5 ㎖의 클로로포름 중에 용해시키고, 100 ㎖의 메탄올중에서 침전시켰다. 재침전을 2회 반복하였다.
0.09g의 중합체가 수득되었다. 작업 과정 중에 제거된 낮은 몰질량 중합체의 존재로 인해 손실이 발생하였다.
수득된 중합체의 1H-NMR 스펙트럼은 하기 반응식 II의 구조 H에 따른 것이었다.
측쇄 전구체 III으로부터 형성된 측쇄는 -(CH2)10-의 형태의 스페이싱 원자를 통해 중합체 주쇄에 결합되며, 측쇄 전구체 VII로부터 형성된 측쇄는 -(CH2)10-의 형태의 스페이싱 원자를 통해 중합체 주쇄에 결합된다.
Figure 112005075838886-PCT00054
반응식 II
본 발명에 따른 액정 소자의 제조
기판의 ITO 면을 상기 기술된 바와 같이 제조된 중합체 H(= 화학식 XXXII)로 상기 기술된 바대로 코팅시키는 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다. 그러나, 중합체 층을 러빙하지는 않았다. 또한, 샌드위치 셀을, Δε= -5.0인 네마틱 물질 MLC 6884(Merck, Germany)로 채웠다.
5.2V의 전압(U)에서, 측정된 상승 및 하강 시간은 도 20에 도시된 바와 같이 각각 2.7 ms 및 2.7 ms이었다.
실시예 4: 전기적으로 안정화된 평판 배향된 표면 디렉터 배향층을 지닌 평판외 스위칭 액정 소자
표면 디렉터 배향층 물질의 제조
100㎖ 플라스크 중에서, 1.0g의 2-[4-(11,11-디에톡시-운데시클록시)-3-(4-에톡시-페닐아조)-페녹시]-프로피온산 부틸 에스테르(측쇄 전구체 IX), 0.205g의 옥타날, 0.25g의 PVA(수평균 분자량 약 15000 g/mol), 및 0.1g의 TsOH을 25 ㎖의 무수 DMF 중에 용해시키고, 이것을 약 60℃에서 24시간 동안 교반시켰다.
그런 다음, 반응 혼합물을 250 ㎖의 메탄올에 붓고, 중합체를 침전시켰다. 침전물을 수거하고, 이것을 5 ㎖의 클로로포름 중에 용해시키고, 100 ㎖의 메탄올중에서 침전시켰다. 재침전을 2회 반복하였다.
0.56g의 중합체가 수득되었다. 작업 과정 중에 제거된 낮은 몰질량 중합체의 존재로 인해 손실이 발생하였다.
수득된 중합체의 1H-NMR 스펙트럼은 하기 반응식 III의 구조 J에 따른 것이었다. NMR을 이용하여 측정된 중합체 내의 IX/옥타날의 측쇄 몰비는 1/1인 것으로 확인되었다(이는 하기 구조 J에서 o/n에 해당함). 또한, (o + n)/p는 약 43/18인 것으로 확인되었다.
측쇄 전구체 IX로부터 형성된 측쇄는 -(CH2)10-의 형태의 스페이싱 원자를 통해 중합체 주쇄에 결합된다.
Figure 112005075838886-PCT00055
반응식 XIII
본 발명에 따른 액정 소자의 제조
기판의 ITO 면을 상기 기술된 바와 같이 제조된 중합체 J(= 화학식 XLIV)로 상기 기술한 바대로 코팅시켰다. 그러나, 화학식 XXXIII 내지 XLV에 따른 구조중 어느 것도 본 실시예에 사용될 수 있음을 주지해야 한다.
중합체 층(약 100 nm)을 단일 방향으로 러빙하여, 중합체의 메조제닉 측쇄의 균일한 평판 배향을 발생시킨 다음, 셀을 조립하였다.
그런 다음, 샌드위치 셀(셀 갭 약 3 ㎛)을, Δε ＞ 0을 나타내는 네마틱 혼합물 E7(BDH/Merck)로 채웠다.
이 셀에서, 중합체 층은 표면 디렉터 배향층으로서 작용한다.
실온으로 냉각시킨 후에 셀의 배향을 편광 현미경으로 검사하여, 균일한 평판이 형성되었음을 확인하였다.
응답 상승 및 하강 시간을, 편광 현미경, 광 검출기, 오실로스코프, 및 펄스 -발생기를 포함하는 소자로 측정하였다.
낮은 주파수(약 1 Hz)를 갖는 단일극성의 임펄스를 인가시키는 가운데, 평판 배향되는 셀의 전기-광학적 응답은 상승 및 하강 시간에 대해 각각 약 0.5 ms 및 4 ms인 것으로 확인되었다.
실시예 5: 전기적으로 안정화된 평판 배향된 표면 디렉터 배향층을 지닌 평판외 스위칭 액정 소자
샌드위치 셀을, Δε = +10.8을 나타내는 네마틱 혼합물 E70/A(BDH/Merck)로 채우는 것을 제외하고는, 실시예 4를 반복하였다.
5.6V의 전압(U)에서, 측정된 상승 및 하강 시간은 도 21에 도시된 바와 같이 각각 약 1.1 ms 및 1.6 ms이었다.
본 발명을 이들의 구체적인 실시예를 참조로 상세히 설명하였지만, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게는 자명할 것이다.

Claims (15)

  1. 벌크 표면에 표면 디렉터(surface-director)를 제공하는 액정 벌크층, 및 벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 달성하기 위해 벌크 표면에서 벌크층과 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하는 표면 디렉터 배향층을 포함하는 액정 소자로서, 액정 벌크층의 분자의 배향 및 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접 제어될 수 있음을 특징으로 하는 액정 소자.
  2. 제 1항에 있어서, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층이 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내는 액정 소자.
  3. 제 1항에 있어서, 액정 벌크층 및 표면 디렉터 배향층이 동일 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내는 액정 소자.
  4. 제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 표면 디렉터 배향층을 포함하고, 액정 벌크층 및 제 1 표면 디렉터 배향층이 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내고, 액정 벌크층 및 제 2 표면 디렉터 배향층이 동일 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내는 액정 소자.
  5. 제 1항에 있어서, 표면 디렉터 배향층이 반대 부호의 유전 이방성(△ε)을 나타내는 구조적 부분을 포함하는 액정 소자.
  6. 제 2항에 있어서, 하나 이상의 한정된 기판을 추가로 포함하고, 돌출된 표면 디렉터로 일컬어지는, 기판 상의 표면 디렉터의 정사영(orthogonal projection)이 바람직한 전기장-오프 평판 배향으로 일컬어지는, 기판에 평행하게 기하학적 평판에서 바람직한 배향을 나타내고, 벌크층의 분자의 배향이 인가된 전기장에 의해 직접 제어될 수 있어 전기장 유도된 종단 배향에 대해 돌출된 표면 디렉터의 바람직한 평판 배향의 평판외 스위칭을 수행하는 액정 소자.
  7. 제 2항에 있어서, 하나 이상의 한정된 기판을 추가로 포함하고, 돌출된 표면 디렉터로 일컬어지는, 기판에 수직인 기하 평판 상의 표면 디렉터의 정사영이, 바람직한 전기장 오프된 종단 배향으로 일컬어지는, 바람직한 배향을 나타내고, 벌크층의 분자의 배향이 인가된 전기장에 의해 직접 제어될 수 있어 전기장 유도된 평판 배향에 대해 돌출된 표면 디렉터의 바람직한 종단 배향의 평판외 스위칭을 수행하는 액정 소자.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 전기장이 하나 이상의 한정된 기판에 수직으로 인가되는 액정 소자.
  9. 제 2항에 있어서, 하나 이상의 한정된 기판을 추가로 포함하고, 벌크층의 분자의 배향이 인가된 전기장에 의해 직접 제어될 수 있어 전기장 유도된 제 2 평판 배향에 대해 초기 제 1 평판 배향의 평판내 스위칭을 수행하고, 돌출된 표면 디렉터로 일컬어지는, 표면 디렉터의 정사영이 바람직한 전기장 유도된 평판 배향으로 일컬어지는, 기판에 평행하게 기하학적 평판에서 바람직한 배향을 나타내는 액정 소자.
  10. 제 9항에 있어서, 전기장이 하나 이상의 한정된 기판에 평행하게 인가되는 액정 소자.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 한 항에 있어서, 액정 벌크층이 네마틱 액정을 포함하는 액정 소자.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중의 어느 한 항에 있어서, 표면 디렉터 배향층이 중합체 주쇄 및 이에 결합된 측쇄를 포함하는 중합체를 포함하고, 중합체 주쇄가 직접 결합하는 고리 구조를 갖지 않고, 적어도 일부 측쇄는 각각
    i) 탄소-탄소 단일 결합(-), 탄소-탄소 이중 결합 함유 단위(-CH=CH-), 탄소-탄소 삼중 결합 함유 단위(-C≡C-), 메틸렌 에테르 단위(-CHO2-), 에틸렌 에테르 단위(-CH2CH2O-), 에스테르 단위(-COO-) 및 아조 단위(-N=N-)로 이루어진 군으로부 터 선택된 커플링을 통해 커플링된 두개 이상의 비치환되고/되거나 치환된 페닐을 포함하며,
    ii) 배열상에서 유전 이방성을 제공하는 영구적이고/이거나 유도된 쌍극자 모멘트를 나타내며,
    iii) 두개 이상의 스페이싱 원자를 통해 중합체 주쇄에 결합되는 액정 소자.
  13. 제 12항에 있어서, 중합체가 폴리비닐 아세탈인 액정 소자.
  14. 액정 소자를 제조하는 방법으로서,
    하나 이상의 기판의 내표면 상에 표면 디렉터 배향층을 제공하는 단계, 및 두개의 기판 사이에 액정 벌크층을 삽입시키는 단계를 포함하고,
    액정 벌크층은 그 벌크 표면에서 표면 디렉터를 제공하고, 표면 디렉터 배향층은 벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 달성하기 위해 벌크 표면에서 벌크층과 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하고, 액정 벌크층의 분자 배향 및 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접 제어될 수 있음을 특징으로 하는 방법.
  15. 액정 벌크층을 제어하는 방법으로서,
    벌크층의 표면 디렉터의 바람직한 배향을 용이하게 달성하기 위해 벌크 표면에서 벌크층과 상호작용하도록 배열된 측쇄를 포함하는 표면 디렉터 배향층을 사용 하므로써 그 벌크 표면에서 표면 디렉터를 제공하는 액정 벌크층을 배향시키는 단계를 포함하며, 액정 벌크층의 분자 배향 및 표면 디렉터 배향층의 측쇄의 배향이 각각 유전 커플링을 통해 전기장에 의해 직접 제어될 수 있는 방법.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0303041D0 (sv) * 2003-06-23 2003-11-18 Ecsibeo Ab A liquid crystal device and a method for manufacturing thereof
EP1605299A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-14 Ecsibeo Ppf1 Ab A liquid crystal device and a method for manufacturing thereof
KR20060075502A (ko) * 2004-12-28 2006-07-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 광시야각을 갖는 액정표시장치
KR101066028B1 (ko) * 2004-12-30 2011-09-20 엘지디스플레이 주식회사 면 구동 액정표시장치
JP5539612B2 (ja) * 2006-04-13 2014-07-02 三星ディスプレイ株式會社 配向膜の製造方法
EP2138889A1 (en) 2008-06-26 2009-12-30 Lachezar Komitov Alignment layer for LCD
EP2437112A4 (en) * 2009-05-28 2012-12-26 Sharp Kk LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
US10509364B2 (en) * 2009-09-29 2019-12-17 Seereal Technologies S.A. Light modulator for a display for displaying two-dimensional and/or three-dimensional image contents
JP5776152B2 (ja) 2009-10-14 2015-09-09 Jsr株式会社 液晶配向剤、液晶表示素子及びポリオルガノシロキサン化合物
US20120176575A1 (en) * 2009-10-30 2012-07-12 Toshihiro Matsumoto Liquid crystal display element
JP5654228B2 (ja) 2009-11-13 2015-01-14 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
JP2015132635A (ja) * 2012-04-27 2015-07-23 シャープ株式会社 液晶表示装置及びその製造方法
US8772383B2 (en) * 2012-07-20 2014-07-08 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Material for alignment layer of liquid crystal display
GB2508845A (en) * 2012-12-12 2014-06-18 Sharp Kk Analogue multi-pixel drive
US20160181570A1 (en) * 2013-07-15 2016-06-23 Epire Technology Development Llc Organic light emitting diodes
JP6138102B2 (ja) * 2014-11-04 2017-05-31 コミトブ，ラヒェザー Ｌｃｄ配向層のための組成物

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2088110B (en) * 1980-09-25 1985-01-30 Canon Kk Liquid crystal display devices
JPS59176303A (ja) * 1983-03-26 1984-10-05 Agency Of Ind Science & Technol 感光性樹脂水溶液の精製方法
FR2557719B1 (fr) * 1984-01-03 1986-04-11 Thomson Csf Dispositif de visualisation a memoire utilisant un materiau ferroelectrique
JPH024223A (ja) * 1988-06-22 1990-01-09 Dainippon Ink & Chem Inc 液晶配向膜形成用材料
DE4109739A1 (de) * 1991-03-25 1992-10-01 Hoechst Ag Oxoacetale von polyvinylalkoholen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
JP3117103B2 (ja) 1992-06-23 2000-12-11 日産化学工業株式会社 新規な垂直配向処理剤
EP0628847B1 (en) * 1993-06-02 1998-10-07 Nippon Oil Company, Limited Liquid crystalline polymer film, process for producing same, and utilization thereof
JPH095754A (ja) * 1995-06-15 1997-01-10 Mitsubishi Electric Corp 液晶表示素子
GB9514970D0 (en) * 1995-07-21 1995-09-20 Secr Defence Liquid crystal polymer devices and materials
KR100500491B1 (ko) 1996-02-15 2005-12-21 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 디아미노벤젠유도체및,이로부터제조된폴리이미드,및액정배향필름
JPH09316127A (ja) * 1996-03-26 1997-12-09 Fuji Photo Film Co Ltd エステル置換ポリビニルアルコールの製造方法およびそれを用いた薄膜
KR100261119B1 (ko) * 1997-04-18 2000-08-01 김순택 광배향성고분자
GB2325056A (en) * 1997-05-09 1998-11-11 Sharp Kk Polarisation independent optical phase modulator
GB2326245A (en) * 1997-06-14 1998-12-16 Sharp Kk Liquid crystal device
JP3308863B2 (ja) * 1997-07-15 2002-07-29 シャープ株式会社 液晶表示素子
CN1124515C (zh) 1997-12-02 2003-10-15 日产化学工业株式会社 液晶定向处理剂
SE517919C2 (sv) * 1998-07-08 2002-08-06 Ecsibeo Ab Vätskekristallanordning och metod för dess framställning samt användning
JP2000104073A (ja) * 1998-09-30 2000-04-11 Fuji Photo Film Co Ltd 垂直配向膜、光学補償シート、ｓｔｎ型液晶表示装置およびディスコティック液晶性分子を配向させる方法
EP1310541B1 (en) 1998-11-19 2008-05-14 MERCK PATENT GmbH Supertwisted nematic liquid crystal displays
JP4351757B2 (ja) * 1999-03-30 2009-10-28 富士フイルム株式会社 液晶配向膜、液晶素子および液晶性分子を配向させる方法
JP4125838B2 (ja) * 1999-03-30 2008-07-30 富士フイルム株式会社 液晶配向膜、液晶性分子を配向させる方法、光学補償シートおよびｓｔｎ型液晶表示装置
JP2000284119A (ja) * 1999-03-30 2000-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd 光学補償シートおよびｓｔｎ型液晶表示装置
TWI259192B (en) 1999-06-30 2006-08-01 Nissan Chemical Ind Ltd Diaminobenzene derivative, polyimide obtained therefrom, and liquid-crystal alignment film
GB2354833A (en) * 1999-09-28 2001-04-04 Sharp Lab Of Europ Ltd Liquid crystal device
JP3555076B2 (ja) * 1999-12-28 2004-08-18 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 多値記憶半導体記憶装置の読み出し回路
KR100545020B1 (ko) * 1999-12-31 2006-01-24 엘지.필립스 엘시디 주식회사 평면 스위칭 모드의 액정패널 및 그 제조방법
EP1142977B1 (en) * 2000-03-07 2003-11-19 MERCK PATENT GmbH Supertwisted nematic liquid crystal displays
DE60144057D1 (de) 2000-11-23 2011-03-31 Merck Patent Gmbh Homeotropische orientierungsschicht
TWI291065B (en) 2000-12-26 2007-12-11 Nissan Chemical Ind Ltd Diamines, polyimide precursors and polyimides produced by using the diamines, and liquid crystal aligning agents
US20040048004A1 (en) 2000-12-26 2004-03-11 Kazuyoshi Hosaka Diaminobenzene derivative, polyimide precursor and polyimide employing it and treating agent for liquid crystal alignment
JP2002214646A (ja) * 2001-01-18 2002-07-31 Toshiba Corp 液晶表示素子
JP2003315825A (ja) 2002-04-26 2003-11-06 Sharp Corp 液晶光学素子
GB2388201A (en) * 2002-04-30 2003-11-05 Hewlett Packard Co Liquid crystal device
CN1465653A (zh) 2002-06-25 2004-01-07 中国科学院化学研究所 一种液晶定向膜及其制备和用途
JP2004133096A (ja) * 2002-10-09 2004-04-30 Sharp Corp 液晶光学素子および液晶光学素子の製造方法
SE0303041D0 (sv) * 2003-06-23 2003-11-18 Ecsibeo Ab A liquid crystal device and a method for manufacturing thereof

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