KR20130102539A - 중합체-안정화 호메오트로픽 정렬을 갖는 액정 매질 및 액정 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정 매질 및 액정 매질 (LC 매질) 의 중합체-안정화 호메오트로픽 (수직) 정렬을 갖는 매질을 함유하는 액정 디스플레이 (LC 디스플레이) 에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LC 매질은 극성 유기 앵커 기에 의해 관능화된 450 Da 이상의 질량을 갖는 입자를 함유한다.

Description

중합체-안정화 호메오트로픽 정렬을 갖는 액정 매질 및 액정 디스플레이 {LIQUID CRYSTALLINE MEDIA AND LIQUID CRYSTAL DISPLAYS WITH A POLYMER-STABILIZED HOMEOTROPIC ORIENTATION}
본 발명은 종래의 이미드 배향층을 갖지 않은 액정 매질 (LC 매질) 의 중합체-안정화 호메오트로픽 (수직) 배향을 갖는 액정 디스플레이 (LC 디스플레이) 에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LC 매질은 극성, 유기 앵커 기에 의해 관능화된 450 Da 이상의 질량을 갖는 입자를 포함한다.
전기적으로 조절된 복굴절률, ECB 효과 또는 DAP (배향된 상의 변형) 효과의 원리는 1971년에 최초로 기재되어 있다 (M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912). J.F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193) 및 G.　Labrunie and J. Robert (J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869) 의 논문이 뒤를 이었다.
J. Robert and F. Clerc (SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30), J. Duchene (Displays 7 (1986), 3) 및 H. Schad (SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244) 의 논문은 ECB 효과에 기초한 고정보 디스플레이 구성요소를 위해 사용하기에 적합하도록, 액정상이 탄성 계수 K3/K1 의 비에 대해 높은 값, 광학 이방성 Δn 에 대해 높은 값 및 -0.5 이하의 유전 이방성 Δε 에 대한 값을 가져야 한다는 것을 보여준다. ECB 효과에 기초한 전자-광학 디스플레이 구성요소는 수직 측면 배향 (VA 기술　=　vertically aligned) 을 가진다. 음의 유전성 액정 매질은 또한 소위 IPS 또는 FFS 효과를 사용하는 디스플레이에서 사용될 수 있다.
ECB 효과를 사용하는 디스플레이, 예를 들어 MVA (multi-domain vertical alignment, 예를 들어: Yoshide, H. et al., paper 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 6 to 9, and Liu, C.T. et al., paper 15.1: "A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 750 to 753), PVA (pat-terned vertical alignment, 예를 들어: Kim, Sang Soo, paper 15.4: "Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 760 to 763), ASV (advanced super view, 예를 들어: Shigeta, Mitzuhiro and Fukuoka, Hirofumi, paper 15.2: "Development of High Quality LCDTV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 754 to 757) 모드에서의 소위 VAN (vertically aligned nematic) 디스플레이는 IPS (in-plane switching) 디스플레이 (예를 들어: Yeo, S.D., paper 15.3: "An LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp. 758 & 759) 및 장기-공지된 TN (twisted nematic) 디스플레이뿐만 아니라, 특히 텔레비젼 응용분야에 대해 현재 가장 중요한 액정 디스플레이의 3 가지 이상의 최근 유형 중 하나로써 수립되었다. 상기 기술들은 일반적으로 예를 들어, Souk, Jun, SID Seminar 2004, seminar M-6: "Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 to M-6/26, and Miller, Ian, SID Seminar 2004, seminar M-7: "LCD-Television", Semi-nar Lecture Notes, M-7/1 to M-7/32 에서 일반적인 형태로 비교된다. 예를 들어: Kim, Hyeon Kyeong et al., paper 9.1: "A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I, pp. 106 to 109 의 오버-드라이브 (over-drive) 를 사용하는 어드레싱 방법에 의해 현대 ECB 디스플레이의 응답 시간이 상당하게 개선되었음에도 불구하고, 특히 그레이 쉐이드 (grey shade) 의 변환시 비디오-호환 응답 시간의 달성은 여전히 만족스럽게 해결되지 않은 문제점이다.
전자-광학 디스플레이 구성요소에서의 이러한 효과의 산업적 응용은 다수의 요건을 충족시켜야 하는 LC 상을 요구한다. 습기, 공기, 기판 표면에서의 물질에 대한 화학적 저항성 및 물리적 영향, 예컨대 열, 적외선, 가시광 및 자외선 및 직류 및 교류 전계가 특히 중요하다.
또한, 산업적으로 유용한 LC 상은 적합한 온도 범위 및 낮은 점도에서의 액정 메소페이스를 가질 것이 요구된다.
액정 메조페이스를 갖는 공개된 일련의 화합물은 이러한 모든 요건을 충족시키는 단일 화합물을 포함하지 않는다. 따라서 2 내지 25, 바람직하게는 3 내지 18 개의 화합물의 혼합물이 제조되어 LC 상으로서 사용될 수 있는 물질을 얻을 수 있다. 그러나, 큰 음의 유전 이방성 및 충분한 장기 안정성을 갖는 액정 물질을 얻을 수 없기 때문에 이러한 방법으로 최적의 상을 용이하게 제조할 수 없었다.
매트릭스형 액정 디스플레이 (MLC 디스플레이) 가 공지되어 있다. 각각의 픽셀을 각각 전환시키기 위해 사용될 수 있는 비-선형 구성요소는 예를 들어, 능동 구성요소 (즉, 트랜지스터) 이다. 용어 "능동 매트릭스" 가 이후 사용되고, 2 개의 유형 사이에서 구분이 이루어질 수 있다:
1. 기판으로서 실리콘 웨이퍼 상의 MOS (금속 산화물 반도체) 트랜지스터
2. 기판으로서 유리 플레이트 상의 박막 트랜지스터 (TFT)
제 1 유형의 경우에 있어서, 사용되는 전자-광학 효과는 통상적으로 동적 산란 또는 게스트-호스트 효과이다. 다양한 부분-디스플레이의 모듈식 어셈블리는 결합의 문제를 초래하기 때문에 기판 물질로서의 단결정질 실리콘의 사용은 디스플레이 크기를 제한한다.
보다 유망한 제 2 유형의 경우에 있어서, 사용되는 전자-광학 효과는 통상적으로 TN 효과인 것이 바람직하다.
2 개의 기술 사이에서의 구분이 이루어진다: 예를 들어 CdSe 와 같은 반도체 화합물을 포함하는 TFT, 또는 다결정 또는 비결정 실리콘에 기초한 TFT. 후자 기술은 세계적으로 집중하여 연구되고 있다.
TFT 매트릭스는 디스플레이의 하나의 유리 플레이트의 내부에 적용되고, 한편 다른 유리 플레이트는 이의 내부에 투명한 상대전극을 포함한다. 픽셀 전극의 크기를 비교할 때, TFT 는 매우 작고, 실제로 이미지에 악영향이 없다. 이러한 기술은 또한 완전 색상-구현 디스플레이로 연장될 수 있고, 적색, 녹색 및 청색 필터의 모자이크는 필터 구성요소가 각각의 전환할 수 있는 픽셀의 반대에 있도록 배열된다.
용어 MLC 디스플레이는 통합된 비선형 구성요소, 즉 또한 능동 매트릭스를 가진 임의의 매트릭스형 디스플레이, 또한 수동 구성요소, 예컨대 배리스터 또는 다이오드 (MIM　=　금속-절연체-금속) 을 갖는 디스플레이를 포함한다.
이러한 유형의 MLC 디스플레이는 특히 TV 응용분야 (예를 들어 휴대용 TV) 또는 자동차 또는 항공기 구성에서의 고정보 디스플레이에 특히 적합하다. 콘트라스트 및 응답 시간의 각 의존성에 관한 문제 이외에도, 또한 액정 혼합물의 불충분한 고비저항으로 인하여 MLC 디스플레이에서 문제가 발생된다 [TOGASHI,　S., SEKI-GUCHI,　K., TANABE,　H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI,　K., TAJIMA,　E., WATANABE,　H., SHIMIZU,　H., Proc. Eurodisplay　84, Sept. 1984: A　210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, pp. 141　ff, Paris; STROMER,　M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing of Television Liquid Crystal Displays, pp. 145　ff, Paris]. 저항이 감소하는 경우, MLC 디스플레이의 콘트라스트가 악화된다. 디스플레이의 내부 표면과의 상호작용으로 인해 액정 혼합물의 비저항이 일반적으로 MLC 디스플레이의 사용기간에 걸쳐 강하되기 때문에, 허용될 수 있는 수명을 얻기 위해 높은 (초기) 저항이 오랜 작동 기간 동안 허용될 수 있는 저항값을 가져야 하는 디스플레이에 대해 매우 중요하다.
VA 디스플레이는 다양한 그레이 쉐이드가 생성될 수 있도록 일반적으로 매우 높은 비저항과 동시에 큰 작동-온도 범위, 짧은 응답 시간 및 낮은 문턱 전압을 가지도록 의도된다.
종래의 VA 디스플레이에 있어서, 기판 표면에의 폴리이미드층은 액정의 호메오트로픽 배향을 보장한다. 디스플레이에서의 적합한 배향층의 제조는 상당한 노력을 요구한다. 부가적으로, 배향층과 LC 매질과의 상호작용은 VA 디스플레이의 전기 저항을 손상시킬 수 있다. 이러한 유형의 가능한 상호작용으로 인하여, 적합한 액정 성분의 수가 상당하게 감소되었다. 따라서 폴리이미드 없이 LC 매질의 호메오트로픽 배향을 달성하는 것이 바람직할 것이다.
빈번하게 사용되는 MLC-TN 디스플레이의 단점은 이들의 비교적 낮은 콘트라스트, 상대적으로 높은 시야각 의존성 및 이러한 디스플레이에서의 그레이 쉐이드의 생성의 곤란성에 기인한다.
VA 디스플레이는 상당하게 더 좋은 시야각 의존성을 가지고, 따라서 텔레비전 및 모니터에 주로 사용된다.
VA 디스플레이의 추가 개발은 소위 PS (polymer sustained) 또는 PSA (polymer sustained alignment) 디스플레이이고, 이에서 용어 "polymer stabi-lised" 가 때때로 사용된다. 이러한 디스플레이에서, 소량 (예를 들어 0.3 중량%, 전형적으로 1 중량% 미만) 의 하나 이상의 중합성 화합물(들) 이 LC 매질에 첨가되고, LC 셀로의 주입 후, 현장에서 UV 광중합에 의해 전극들 사이에서 인가된 전기 전압을 사용하거나 사용하지 않고 중합되거나 가교된다. 또한 반응성 메조겐 또는 "RM" 으로 공지된 중합성 메조제닉 또는 액정 화합물의 LC 혼합물로의 첨가가 특히 적합한 것으로 입증되었다.
다르게 나타내지 않는 한, 용어 "PSA" 는 PS 디스플레이 및 PSA 디스플레이를 대표하여 하기에 사용된다.
한편, PSA 원리는 다양한 종래의 LC 디스플레이에서 사용되고 있다. 따라서, 예를 들어, PSA-VA, PSA-OCB, PSA-IPS, PSA-FFS 및 PSA-TN 디스플레이가 공지되어 있다. 중합성 화합물(들)의 중합은 PSA-VA 및 PSA-OCB 디스플레이의 경우에는 바람직하게는 인가된 전기 전압을 사용하고, PSA-IPS 디스플레이 경우에는 인가된 전기 전압을 사용하거나 사용하지 않고 일어난다. 시험셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PS(A) 방법은 셀에서의 선경사를 초래한다. PSA-OCB 디스플레이의 경우에 있어서, 예를 들어 벤드 구조가 안정화시켜 오프셋 전압이 불필요하거나 감소될 수 있게 한다. PSA-VA 디스플레이의 경우에 있어서, 선경사는 응답 시간에 대한 긍정적인 효과를 가진다. PSA-VA 디스플레이에 대해, 표준 MVA 또는 PVA 픽셀 및 전극 구조가 사용될 수 있다. 그러나, 부가적으로 예를 들어 단지 하나의 구조화된 전극면을 사용하고 돌출부 없이도 상당하게 제조를 단순화시키고, 동시에 매우 양호한 콘트라스트와 동시에 매우 양호한 빛에 대한 투명도를 초래하는 것이 가능하다.
PSA-VA 디스플레이는 예를 들어, JP 10-036847 A, EP　1　170　626 A2, US 6,861,107, US 7,169,449, US　2004/0191428 A1, US　2006/0066793 A1 및 US　2006/0103804 A1 에 기재되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는 예를 들어, T.-J- Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704 및 S. H. Kim, L.-C- Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647 에 기재되어 있다. PSA-IPS 디스플레이는 예를 들어, US　6,177,972 및 Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264 에 기재되어 있다. PSA-TN 디스플레이는 예를 들어, in Optics Express 2004, 12(7), 1221 에 기재되어 있다.
상기에 기재된 종래의 LC 디스플레이와 같이, PSA 디스플레이는 능동 매트릭스형 또는 수동-매트릭스형 디스플레이로서 작동될 수 있다. 능동-매트릭스형 디스플레이의 경우, 각각의 픽셀은 통상적으로 통합된 비선형 능동 구성요소, 예컨대 트랜지스터 (예를 들어 박막 트랜지스터 ("TFT")) 에 의해 어드레싱될 수 있고, 한편 수동-매트리스형 디스플레이의 경우, 각각의 픽셀이 통상적으로 복합 방법 (선행기술로부터 공지된 두 개의 방법이 공지됨) 에 의해 어드레싱될 수 있다.
특히, 모니터 및 특별하게는 TV 응용을 위해, LC 디스플레이의 응답 시간, 또한 콘트라스트 및 휘도 (이에 따라 또한 투과도) 의 최적화가 지속적으로 요구된다. PSA 방법은 중요한 장점을 제공할 수 있다. 특히 PSA-VA 디스플레이의 경우, 시험셀에서의 측정가능한 선경사와 관련되는 응답 시간의 단축은 다른 파라미터에 대한 상당한 역효과 없이 달성될 수 있다.
선행기술에서, 하기 화학식의 중합성 화합물은 예를 들어, PSA-VA 를 위해 사용될 수 있다:
Figure pct00001
식 중, P 는 중합성 기, 예를 들어 US 7,169,449 에 기재된 바와 같은 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트기를 의미한다.
VA 디스플레이의 응답 시간은 선경사의 셋팅에 매우 의존적이다. 폴리이미드층의 생성, 상기 층의 처리 및 범프 또는 중합체층을 이용한 개선을 포함하는 이를 위한 노력이 비교적 크다. 따라서, 한편 제조 비용을 감소시키고, 다른 한편으로 이미지 질 (시야각 의존성, 콘트라스트, 응답 시간) 을 최적화시키는데 일조하는 단순화된 기술이 바람직할 것이다.
폴리헤드랄 올리고머형 실세스퀴옥산 (단순 실세스퀴옥산, 이하 PSS) 에 기초한 나노입자를 사용한 액정층의 자발적 수평 내지 수직 배향은 공개물 Shie-Chang Jeng et al. Optics Letters (2009), 34, 455-457 에 보고되어 있다. 약 1 중량% 의 농도로부터, 실제적인 호메오트로픽 배향이 관찰되었다. 선경사는 농도에 의해서만 영향받을 수 있다.
마찬가지로 명세서 US 2008/0198301 A1 는 배향 물질로서 PSS 를 제안하였다. 자가-배향은 ITO 및 폴리이미드에 대해 평면 배향으로 작용한다는 것은 자명하다.
명세서 JP 2010170090 A 는 기판에 대해 수직 배향을 일으키는 액정 혼합물에 대한 첨가제로서의 덴드리머를 개시하고 있다.
Shug-June Hwang et al. J. Phys D: Appl. Phys 2009, 42, 025102 은 음의 유전성 액정 혼합물의 수직 배향을 위한 아민-치환된 POSS (1%) 를 개시하고 있다.
이러한 명세서는 전환 작동의 온도 의존성 및 페시베이션층의 결핍의 문제점을 언급하고 있지 않다. 사실상, PSS 에 의해 유도된 호메오트로픽 배향의 정도가 온도 증가와 함께 급속하게 감소하는 것을 보여주었다. 부가적으로, 폴리이미드층이 LC 매질의 배향을 제공할 뿐만 아니라 전기 절연을 보장하기 때문에 페시베이션층은 특히 중요하다. 페시베이션층이 없는 경우, 디스플레이의 신뢰도와 함께 문제점, 예컨대 R-DC ('잔여 DC') 가 나타날 수 있다.
SID 2010 에서의 컨퍼런스 포스터 (H.Y. Gim et al., P-128) 는 페네틸-치환된 폴리헤드랄 올리고머형 실세스퀴옥산이 PS-VA 유형의 종래의 배향층이 없는 디스플레이에서 10 중량% 의 농도로 사용되는 것을 기재하고 있다. LC 매질은 PSS 에 의해 수직하게 배향된다. 그러나, 다량의 도펀트는 LC 매질에 특성에 큰 영향을 미치고, 이러한 유형의 LC 디스플레이에 대해 이용될 수 있는 액정 성분의 수를 극히 제한한다.
따라서, 폴리이미드층을 사용하지 않는 디스플레이의 응용분야를 달성하기 위한 현존하는 방법은 여전히 완전하게 만족스럽지 못하다.
본 발명은 값 Δε ≤ -1.5 을 갖는 음의 유전 이방성을 갖는 저분자량 액정 성분, 중합된 또는 중합성 성분 및 450 Da 이상의 질량을 갖는 입자를 포함하는 성분 (N) 을 포함하는 LC 매질에 관한 것이고, 상기 입자는 하나 이상의 유기 극성 앵커 기를 함유하고, 중합된 성분은 중합성 성분의 중합에 의해 얻어질 수 있다.
본 발명은 또한 2 개의 기판 및 2 개의 전극을 갖는 액정 셀 (LC 셀) 을 포함하는 액정 디스플레이 (LC 디스플레이) 에 관한 것이고, 하나 이상의 기판은 빛에 대해 투과성이고, 하나 이상의 기판은 1 또는 2 개의 전극 및, 값 Δε ≤ -1.5 을 갖는 음의 유전 이방성을 갖는 저분자량 액정 성분, 중합된 또는 중합성 성분 및 상기 및 하기에서 정의한 바와 같은 성분 (N) (이는 기판 표면에 대해 LC 매질의 호메오트로픽 (수직) 배향을 달성하기에 적합함) 을 포함하는, 기판 사이에 위치한 액정 매질 (LC 매질) 의 층을 갖고, 중합된 성분은 셀의 전극에의 전기 전압을 임의로 인가하여 LC 매질에서 LC 셀의 기판 사이의 하나 이상의 중합성 성분을 중합하여 얻을 수 있다.
본 발명은 또한 1 개 이상의 기판은 빛에 대해 투과성이고, 1 개 이상의 기판은 1 또는 2 개의 전극을 갖는, 2 개의 기판 및 2 개의 전극을 갖는 LC 셀을 포함하는 바람직하게는 PSA-VA 유형의 LC 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이고, 이는 하기 제조 단계를 포함한다:
- 상기 및 하기에서 또는 청구항에서 기재된 바와 같은 LC 매질을 포함하고, 중합성 성분 및 기판 표면에 대해 LC 매질의 호메오트로픽 (수직) 배향에 달성하기에 적합한 성분 (N) 을 포함하는 LC 매질을 셀에 충전하는 단계, 및
- 임의로 셀의 전극에의 전압을 인가하거나 전계의 작용 하에 중합성 성분을 중합하는 단계.
성분 (N) 은 액정에 용해되거나 분산된다. 이는 기판 표면에 대해 액정의 호메오트로픽 배향을 야기한다. 이는 450 Da 이상의 질량을 갖는 입자를 포함하고, 입자는 하나 이상의 유기 극성 앵커 기를 바람직하게는 50, 75, 90 중량% 이상의 비율로 함유하고; 성분 (N) 은 특히 바람직하게는 이러한 입자 전부로 이루어진다. 입자의 질량은 바람직하게는 600 Da 이상 내지 2000 Da 이하이다. 성분 (N) 은 화학적으로 비활성, 에이징-저항성이고, 바람직하게는 LC 매질과 접촉시 사용되고 용해되거나 분산되도록 친유성이어야 한다. 성분 (N) 의 적합한 입자는 예를 들어, 극성 앵커 기를 함유하고, 화학적 화합물 및 또한 약 1-5 nm 의 크기를 갖는 나노입자로서 여겨질 수 있는 실세스퀴옥산 화합물이다. 대안적으로, 분자로 정의된 구조를 갖고 극성 유기 앵커 기를 함유하는 다른 큰 부분이 또한 입자로서 사용될 수 있다. 이러한 부분의 예는 예를 들어 관능화된 풀러렌, 실세스퀴옥산의 이형, 사-치환된 메탄 유도체 및 상기에서 정의된 바와 같은 질량을 갖는 다른 3차원 분자 구조체이다. 입자는 기본적으로 유기 분자 또는 유기/무기 이종 입자일 수 있다. 무기 부분은 분자로 정의된 구조 (예를 들어 PSS) 를 가지거나 원자의 비교적 저차원 응집체 (클러스터, 금속 나노입자, 나노결정 등) 일 수 있다.
성분 (N) 의 입자는 1 nm 이상의 직경, 바람직하게는 1 내지 5 nm 의 직경을 가진다. 성분 (N) 의 입자가 3:1 이하, 바람직하게는 2:1 의 측비 dmax/dmin 를 가지는 것이 바람직하다. dmax 는 최대 길이 치수를 의미하고, dmin 은 비구형 입자의 최소 길이 치수를 의미한다. 막대-형태 입자의 경우, dmax 는 길이를 의미하고, dmin 은 폭 또는 최소 직경을 의미한다. 조각-형태 입자의 경우, dmax 는 직경을 의미하고, dmin 은 두께를 의미한다. 최고 길이 치수는 바람직하게는 1 nm 이상, 바람직하게는 1-5 nm 이다. 입자의 구조를 완전하게 기재할 수 없지만, 입자가 대략 구형이라는 가정 하에 평균 직경을 사용한다. 이러한 경우, 최고 길이 치수 대신 평균 직경이 사용되어야 한다. 통계적 크기 분포에 동일한 것이 적용된다. 분자 구조의 크기비는 단순 모델 또는 표준 결합각, 결합 길이 및 관련된 원자의 반데르 발스 지름의 추정에 의한 계산법을 사용하여 추정될 수 있다. 다른 나노입자 물질의 크기 및 형태는 용액에서의 산란법 또는 투과 전자 현미경 (TEM) 에 의해 측정될 수 있다.
성분 (N) 의 입자는 바람직하게는 10 중량% 미만, 특히 바람직하게는 8 중량% 이하, 매우 특히 5 중량% 이하의 농도로 이용된다. 이는 바람직하게는 0.1 중량% 이상, 바람직하게는 0.2 중량% 이상의 농도로 이용된다. 0.1 내지 0.5 중량% 의 성분 (N) 의 사용은 일반적으로 통상적인 셀 두께 (3 내지 4 ㎛) 에서 LC 층의 완전한 호메오트로픽 배향을 초래한다.
성분 (N) 의 앵커 기는 바람직하게는 유리 또는 금속 산화물을 포함하는 기판 표면과의 비공유적 상호작용이 일어나는 기로 이루어진다. 적합한 기는 N, O, S 및 P 로부터 선택되는 원자를 함유하는 기를 포함하고 동시에 충분히 안정적인 극성 기이다. 앵커 기는 바람직하게는 1 이상, 바람직하게는 2 개 이상의 이러한 헤테로원자를 함유한다.
앵커 기는 특히 바람직하게는 (N, O) 로부터 선택되는 헤테로원자 및 헤테로원자를 사이 및 하나 이상의 헤테로원자와 입자 잔류물 (앵커 기를 갖지 않는 입자) 사이의 공유, 연결 구조를 함유하는 2 개 이상의 구조적 구성요소로 이루어진다. 이러한 공유 구조는 사슬-형태 또는 시클릭 지방족 라디칼 및/또는 방향족 고리, 바람직하게는 포화된 탄화수소 사슬 및/또는 지방족 고리로 이루어진다. 지방족 고리는 예를 들어, 시클로헥산 및 시클로펜탄을 포함한다. 방향족 고리는 바람직하게는 벤젠, 예를 들어 1,4-, 1,3- 또는 1,2-페닐렌을 포함한다.
탄화수소 구조 이외, 적합한 앵커 기는 헤테로원자로서 N 및 O, 예를 들어 구조적 구성요소, 예컨대 -NH2, -NH- (2차 아민), tert-N (3차 아민), =N-, -OH, -SH, -CN, -(CO)-, -O-, -S- 및 바람직하게는 2 이상의 조합을 함유한다. 부가적으로, LC 디스플레이 및 LC 매질과 상용될 수 있는 기가 바람직하다. 일반적으로 산성 기, 예컨대 -(CO)OH, -S(O)2OH, -P(O)(OH)2 등 및 이온성 기는 제외된다. 바람직한 성분 (N) 은 성분 (N) 의 화합물 또는 입자가 1, 2 개 이상의 1차 또는 2차 아민 관능기 (tert-N, -NH-, -NH2), 에테르 기 (-O-) 또는 히드록실 기 (-OH) 를 함유하는 앵커에 의해 관능화되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 앵커 기에 2 개 이상의 이러한 관능기가 존재한다. 2 개의 이종관능기가 이- 또는 여러자리 킬레이트 리간드의 방식으로 결합 상대의 원자와 서로에 대해 상호작용할 수 있는 방식으로 배열되는 것이 바람직하다. 단순한 예시적인 경우에 있어서, 아미노 관능기의 유형 및 위치는 에틸렌디아민 (-NH-CH2CH2-NH2) 의 것에 대응된다.
바람직한 구현예에 있어서, 성분 (N) 의 입자는 하기 화학식을 가진다:
Figure pct00002
식 중,
A* 는 극성 앵커 기를 의미하고,
O 는 앵커 기가 없는 잔여 입자를 나타낸다. 잔여 입자 O 는 본질적으로 입자의 크기 및 질량의 대부분을 결정한다.
앵커 기 A* 는 바람직하게는 하기 화학식의 기를 의미하고,
Figure pct00003
,
식 중,
Sp 는 단일 결합 또는 화학식 II 에 대해 하기에서 정의한 바와 같은 스페이서 기, 예컨대 Spa, 바람직하게는 화학식 II 에 대해 하기에서 정의한 바와 같은 스페이서 기 Sp"-X" (이는 기 X" 를 통해 입자에 결합되고, Sp" 는 매우 특히 단일 결합 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬렌을 의미함) 를 의미하고,
X1 은 기 -NH2, -NHR1, -NR1 2, -CN, -OR1 또는 -OH, -(CO)OH, 또는 화학식
Figure pct00004
의 기를 의미하고,
R0 는 H 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 의미하고,
X2 는 각 경우에서 서로 독립적으로 -NH-, -NR1-, -O- 또는 단일 결합을 의미하고,
Z2 는 각 경우에서 서로 독립적으로 1-15 개의 C 원자를 갖는 알킬렌기, 5 또는 6 개의 C 원자를 갖는 카르보시클릭 고리 (예를 들어 임의로 치환된 벤젠, 시클로헥산), 또는 하나 이상의 고리 및 알킬렌기의 조합 (이의 각각은 하나 이상의 수소 원자가 -OH, OR1, -NH2, -NHR1-, -NR1 2 또는 할로겐 (바람직하게는 F, Cl) 으로 대체될 수 있음) 를 의미하고,
R1 은 각 경우에서 서로 독립적으로 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 또는 비치환된 알킬 라디칼 (이에서 부가적으로 상기 라디칼에서의 하나 이상의 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CH=CH-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -O- 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
기 R1 은 서로 연결되어 고리계를 형성할 수 있고,
k 는 0 내지 3 을 의미한다.
특히, 앵커 기는 상기 라디칼로 이루어지고 A* 를 의미한다.
성분 (N) 의 앵커 기는 특히 바람직하게는 하부-화학식 (A2) 의 (N/O)-헤테로원자-함유 라디칼을 함유한다:
Figure pct00005
식 중,
Sp, X1, X2, R1 및 R2 는 화학식 (A1) 에 대해 상기에서 정의한 바와 같고, n 은 1, 2 또는 3 을 의미한다.
특히, 앵커 기는 상기 라디칼로 이루어지고 A* 를 의미한다.
특히 바람직한 질소-함유 앵커 기 A* 는 -NH2, -NH-(CH2)n3H, -(CH2)n-NH2, -(CH2)n-NH-(CH2)n3H, -NH-(CH2)n-NH2, -NH-(CH2)n-NH-(CH2)n3H, -(CH2)n1-NH-(CH2)n2-NH2, -(CH2)n1-NH-(CH2)n2- NH-(CH2)n3H, -O-(CH2)n-NH2, -(CH2)n1-O-(CH2)n-NH2, -(CH2)n1-NH-(CH2)n2-OH, -O-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-NH2, -O-(CH2)n1-NH-(CH2)n2-OH, -(CH2)n1-NH-(CH2)n2-NH-(CH2)n3H (식 중, n, n1, n2 및 n3 는 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12, 특히 1, 2, 3 또는 4 를 의미함) 로부터 선택된다. 복수의 헤테로원자 (N, O) 를 함유하는 기는 앵커 기와 같이 특별한 강도를 가진다. 이들은 더 낮은 농도로 이용될 수 있다.
특히 바람직한 질소-무함유 앵커 기 A* 는 -OH, -(CH2)n-OH, -O-(CH2)n-OH, -[O-(CH2)n1-]n2-OH, -(CO)OH, -(CH2)n-(CO)OH, -O-(CH2)n-(CO)OH 또는 -[O-(CH2)n1-]n2-(CO)OH (식 중, n, n1 및 n2 는 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12, 특히 1, 2, 3 또는 4 를 의미함) 로부터 선택된다. 이들은 액정 매질과 매우 높은 상용성을 가진다.
사용되는 입자는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이들은 분자 구조 또는 나노 입자의 통계적 질량 분포 또는 동위원소 분포를 통해 구별될 수 있다.
일반적으로, 입자는 정확하게는 하나의 앵커 기를 가진다. 그러나, 다수의 앵커 기가 배제되지 않는다. 후속 또는 이전의 중합에 의해 서로 결합되는 입자의 경우, 다수의 앵커 기를 갖는 고차원 입자가 발생된다. 이러한 유형의 예는 각각의 PSS 단위에의 앵커 기에 의해 관능화된 폴리헤드랄 실세스퀴옥산의 다이머 또는 올리고머이다. 다수의 PSS 코어의 조합은 모서리에서 결합된 유기 라디칼을 통해 일어난다. PSS 코어는 또한 파쇄되어 그 자체가 앵커로서 다수의 OH 기를 가질 수 있다 (하기 PSS-7 비교). 성분 (N) 의 바람직한 입자는 하나의 극성 앵커 기를 가지나, 탄화수소 라디칼에 의해, 바람직하게는 비관능화된 지방족 라디칼에 의해 입자의 표면에서 페시베이션화된다.
실세스퀴옥산인 바람직한 입자는 일반 구조 PSS-0 를 가진다:
Figure pct00006
식 중,
A* 는 상기 및 하기에서 기재된 바와 같은 앵커 기를 의미하고,
R4 는 각 경우에서 서로 독립적으로 임의로 할로겐화 탄화수소 라디칼, 바람직하게는 비관능화된 또는 할로겐화된 지방족 라디칼, 방향족 라디칼 (특히 벤젠 라디칼) 또는 이의 조합, 특히 바람직하게는 알킬 라디칼 또는 알케닐 라디칼 (각각은 15 개 이하의 C 원자를 갖고, 이는 페닐 및/또는 할로겐에 의해 임의로 단- 또는 다치환됨) 을 의미한다.
성분 (N) 으로서 특히 바람직한 입자는 바람직한 치환기를 예시하는 하기 예시적인 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에 있어서, 사용되는 성분 (N) 은 극성 앵커 이외 추가로 관능화된 하나 이상의 중합성 기를 함유하는 입자이다 (하기의 기 Pa 또는 Pb 와 비교).
바람직한 중합성 기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭시드 기, 특히 바람직하게는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트와 같은 기이다. 중합에서의 성분 (N) 의 도입은 이의 관능기의 보유로 인해 나노입자를 영구적으로 고정시킨다.
본 발명에 따른 LC 디스플레이의 장점은 디스플레이가 종래의 폴리이미드 배향막 없이 바람직한 호메오트로픽 배향을 달성하는 것이다. 중합체 안정화로 인하여, 이러한 배향은 또한 증가된 온도에서 유지된다. 따라서 전자-광학 전환의 개선된 온도 안정성이 달성되었다. 본 발명에 따른 디스플레이는 개선된 응답 속도 및 더 나은 콘트라스트비 (선경사각 및 콘트라스트의 온도 의존성) 에 의해 구분된다. 중합된 성분은 동시에 페시베이션층으로서 역할을 하고, 이는 디스플레이의 신뢰도를 증가시킨다. 소량의 성분 (N) 은 실제적으로 LC 매질의 특성에 영향이 없어, 넓은 범위의 액정 성분이 LC 디스플레이에 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 LC 디스플레이는 바람직하게는 LC 셀의 표면에 호메오트로픽 배향을 위해 배향층을 가지지 않는다.
본 발명에 따른 LC 디스플레이는 음의 유전 이방성 (Δε < -1.5) 를 가지는 LC 매질을 사용한다. 일반적으로, 디스플레이는 LC 셀의 반대면에 배열되는 전극을 갖는 VA 디스플레이이다.
LC 디스플레이는 LC 매질 전환 작동을 가시적이게 하는 편광판(들)을 종래 방식으로 제공한다.
LC 셀의 중합된 성분 (중합체) 는 중합성 성분 (단량체) 의 중합에 의해 얻을 수 있다. 일반적으로, 단량체는 LC 매질에 우선 용해되고, LC 매질의 호메오트로픽 배향 또는 고경사각이 설정된 후 LC 셀에서 중합된다. 바람직한 배향을 지지하기 위해, 전압이 LC 셀에 인가될 수 있다. 가장 간편한 경우에 있어서, 이러한 전압은 불필요하고, 바람직한 배향은 단순히 매질의 특성 및 셀의 기하학적 구조를 통해 발생된다.
LC 매질의 적합한 단량체 (중합성 성분) 은 PSA-VA 디스플레이를 위해 사용되는 선행기술로부터의 것들, 특히 상기에서 언급한 화학식 II 및/또는 화학식 M1 내지 M22 의 중합성 화합물이다. PSA 디스플레이에 사용되기 위한 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1 중량% 미만, 매우 특히 바람직하게는 0.5 중량% 미만의 중합성 화합물, 특히 하기에서 언급된 화합물의 중합성 화합물을 포함한다. 충분한 효과를 달성하기 위해, 바람직하게는 0.2 중량% 이상이 이용된다. 최적의 양은 층 두께에 좌우된다.
LC 매질의 중합성 성분의 적합한 단량체는 하기 화학식 II 으로 기재된다:
Figure pct00010
식 중, 각각의 라디칼은 하기 의미를 갖는다:
Pa, Pb 는 각각 서로 독립적으로 중합성 기를 의미하고,
Spa, Spb 는 각 경우에 있어서 동일하거나 상이하게 스페이서 기를 의미하고,
s1, s2 는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1 을 의미하고,
A1, A2 는 각각 서로 독립적으로 하기 군로부터 선택되는 라디칼을 의미한다:
a) 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌 및 4,4'-비시클로헥실렌 (이에서 부가적으로 하나 이상의 비인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S- 로 대체될 수 있고, 부가적으로 하나 이상의 H 원자가 F 로 대체될 수 있음) 으로 이루어진 군,
b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌 (이에서 부가적으로 1 또는 2 개의 CH 기가 N 으로 대체될 수 있고, 부가적으로 하나 이상의 H 원자가 L 로 대체될 수 있음) 으로 이루어진 군,
c) 테트라히드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 테트라히드로푸란-2,5-디일, 시클로부트-1,3-디일, 피페리딘-1,4-디일, 티오펜-2,5-디일 및 셀레노펜-2,5-디일 (이의 각각은 L 로 단- 또는 다치환될 수 있음) 로 이루어진 군,
d) 5 내지 20 개의 시클릭 C 원자를 갖는 포화된, 부분적으로 불포화된 또는 완전하게 불포화된, 임의로 치환된, 폴리시클릭 라디칼 (이의 하나 이상은 부가적으로 헤테로원자로 대체될 수 있음) 로 이루어진 군이고, 이는 바람직하게는 비시클로[1.1.1]-펜탄-1,3-디일, 비시클로[2.2.2]옥탄-1,4-디일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-디일,
Figure pct00011
Figure pct00012
로 이루어진 군으로부터 선택되고,
부가적으로, 상기 라디칼에서 하나 이상의 H 원자는 L 로 대체될 수 있고/거나 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/거나 하나 이상의 CH 기는 N 으로 대체될 수 있음) 로 이루어진 군,
n 은 0, 1, 2 또는 3 을 의미하고,
Z1 은 각 경우에서 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, 또는 -(CH2)n- (n 은 2, 3 또는 4 임), -O-, -CO-, -C(RyRz)-, -CH2CF2-, -CF2CF2- 또는 단일 결합을 의미하고,
L 은 각 경우에서 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN, SCN, SF5 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형, 각 경우에서 임의로 불소화된 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 또는 알콕시카르보닐옥시를 의미하고,
R0, R00 는 각각 서로 독립적으로 H, F 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형 알킬 (이에서 부가적으로 하나 이상의 H 원자는 F 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
M 은 -O-, -S-, -CH2-, -CHY1- 또는 -CY1Y2- 를 의미하고,
Y1, 및 Y2 는 각각 서로 독립적으로 R0 에 대해 상기에서 나타낸 의미 중 하나를 갖고, 또는 Cl 또는 CN, 바람직하게는 H, F, Cl, CN, OCF3 또는 CF3 를 의미하고,
W1, W2 는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CH2-O-, -O-CH2 --, -C(RcRd)- 또는 -O- 를 의미하고,
Rc 및 Rd 는 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 6 개의 C 원자를 갖는 알킬, 바람직하게는 H, 메틸 또는 에틸을 의미한다.
중합성 기 Pa ,b 는 중합 반응, 예컨대 자유-라디칼 또는 이온성 사슬 중합, 중첨가 또는 중축합, 또는 중합체-유사 반응, 예를 들어 주요 중합체 사슬에서의 첨가 또는 축합에 적합한 기이다. 사슬 중합을 위한 기, C=C 이중 결합 또는 -C≡C- 삼중 결합을 함유하는 것, 및 고리 개환의 중합을 위해 적합한 것, 예컨대 옥세탄 또는 에폭시드기가 특히 바람직하다.
바람직한 기 Pa ,b 는 CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-,
Figure pct00013
,
Figure pct00014
, CH2=CW2-(O)k3-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH3-CH=CH-O-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, HO-CW2W3-, HS-CW2W3-, HW2N-, HO-CW2W3-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W4W5W6Si- (식 중, W1 은 H, F, Cl, CN, CF3, 1 내지 5 개의 C 원자를 갖는 페닐 또는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3 를 의미하고, W2 및 W3 는 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 5 개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 의미하고, W4, W5 및 W6 는 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5 개의 C 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카르보닐알킬을 의미하고, W7 및 W8 은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5 개의 C 원자를 의미하고, Phe 는 1,4-페닐렌 (이는 P-Sp- 이외에 상기에서 정의한 바와 같은 하나 이상의 라디칼 L 로 임의로 치환될 수 있음) 을 의미하고, k1, k2 및 k3 는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1 을 의미하고, k3 는 바람직하게는 1 을 의미하고, k4 는 1 내지 10 의 정수를 의미함) 으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히 바람직한 기 Pa ,b 는 CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-,
Figure pct00015
,
Figure pct00016
, CH2=CW2-O-, CW1=CH-CO-(O)k3-, CW1=CH-CO-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, (CH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, (CH2=CH-CH2)2N-CO-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH- 및 W4W5W6Si- (식 중, W1 은 H, F, Cl, CN, CF3, 1 내지 5 개의 C 원자를 갖는 페닐 또는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3 를 의미하고, W2 및 W3 는 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 5 개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 의미하고, W4, W5 및 W6 는 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5 개의 C 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카르보닐알킬을 의미하고, W7 및 W8 은 각각 서로 독립적으로 H, Cl 또는 1 내지 5 개의 C 원자를 갖는 알킬을 의미하고, Phe 는 1,4-페닐렌을 의미하고, k1, k2 및 k3 는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1 을 의미하고, k3 는 바람직하게는 1 을 의미하고, k4 는 1 내지 10 의 정수를 의미함) 으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
매우 특히 바람직한 기 Pa ,b 는 CH2=CW1-CO-O-, 특히 CH2=CH-CO-O-, CH2=C(CH3)-CO-O- 및 CH2=CF-CO-O-, 또한 CH2=CH-O-, (CH2=CH)2CH-O-CO-, (CH2=CH)2CH-O-,
Figure pct00017
및
Figure pct00018
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
따라서 매우 특히 바람직한 기 Pa ,b 는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 또한 비닐옥시, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭시드 기 및 바람직하게는 상기 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
바람직한 스페이서 기 Spa ,b 는 라디칼 Pa /b-Spa /b- 가 화학식 Pa /b-Sp"-X"- 와 일치되도록 화학식 Sp"-X" 로부터 선택되고, 식 중,
Sp" 는 1 내지 20, 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬렌 (이는 F, Cl, Br, I 또는 CN 으로 임의로 단- 또는 다치환되고, 부가적으로 하나 이상의 비인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NH-, -N(R0)-, -Si(R00R000)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R00)-CO-O-, -O-CO-N(R00)-, -N(R00)-CO-N(R00)-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
X" 는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO-N(R00)-, -N(R00)-CO-, -N(R00)-CO-N(R00)-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR0-, -CY2=CY3-, -C≡C-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- 또는 단일 결합을 의미하고,
R00 및 R000 는 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 의미하고,
Y2 및 Y3 는 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN 을 의미한다.
X' 는 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -NR0-CO-NR0- 또는 단일 결합이다.
전형적인 스페이서 기 Sp" 는 예를 들어, -(CH2)p1-, -(CH2CH2O)q1-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또는 -(SiR00R000-O)p1- (식 중, p1 은 1 내지 12 의 정수이고, q1 은 1 내지 3 의 정수임) 이고, R00 및 R000 는 상기에서 나타낸 의미를 가진다.
특히 바람직한 기 Sp"-X"- 는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-O-CO-O- (p1 및 q1 은 상기에서 나타낸 의미를 가짐) 이다.
특히 바람직한 기 Sp" 는 예를 들어, 각 경우에서 직쇄형 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에테닐렌, 프로페닐렌 및 부테닐렌이다.
특히 바람직한 단량체는 하기와 같다:
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
식 중, 각각의 라디칼은 하기 의미를 가진다:
P1 및 P2 는 각각 서로 독립적으로 화학식 II 에 대해 정의한 중합성기, 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 옥세탄, 비닐옥시 또는 에폭시드 기를 의미하고,
Sp1 및 Sp2 는 각각 서로 독립적으로, 단일 결합 또는 스페이서 기 (바람직하게는 Spa 에 대해 상기 및 하기에서 나타낸 의미 중 하나를 가짐) 를 의미하고, 특히 바람직하게는 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O- (식 중 p1 은 1 내지 12 의 정수이고, 최종 언급된 기에서의 인접한 고리에의 연결이 O 원자를 통해 이루어짐) 을 의미하고,
이에서 부가적으로 라디칼 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상은 라디칼 Raa 를 의미할 수 있고, 단, 존재하는 라디칼 P1-Sp1- 및 P2-Sp2- 중 하나 이상은 Raa 를 의미하지 않고,
Raa 는 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 25 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형 알킬 (이에서 부가적으로, 하나 이상의 비인접 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 C(R0)=C(R00)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- 로 대체될 수 있고, 부가적으로 하나 이상의 H 원자가 F, Cl, CN 또는 P1-Sp1- 으로 대체될 수 있음), 특히 바람직하게는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형, 임의로 단- 또는 다불소화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐 또는 알킬카르보닐옥시 (이에서 알케닐 및 알키닐 라디칼은 2 개 이상의 C 원자를 갖고, 분지형 라디칼은 3 개 이상의 C 원자를 가짐) 를 의미하고,
R0, R00 는 각각 서로 독립적으로 H 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬을 의미하고,
Ry 및 Rz 는 각각 서로 독립적으로 H, F, CH3 또는 CF3 를 의미하고,
Z1 은 -O-, -CO-, -C(RyRz)- 또는 -CF2CF2- 를 의미하고,
Z2 및 Z3 는 각각 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2- 또는 -(CH2)n- (n 은 2, 3 또는 4 임) 을 의미하고,,
L 은 각 경우에서 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN, SCN, SF5 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형, 임의로 단- 또는 다불소화된 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 또는 알콕시카르보닐옥시, 바람직하게는 F 를 의미하고,
L' 및 L" 는 각각 서로 독립적으로 H, F 또는 Cl 을 의미하고,
r 은 0, 1, 2, 3 또는 4 를 의미하고,
s 는 0, 1, 2 또는 3 을 의미하고,
t 는 0, 1 또는 2 를 의미하고,
x 는 0 또는 1 이다.
LC 매질 또는 중합성 성분은 바람직하게는 화학식 M1-M21 의 군, 특히 바람직하게는 화학식 M2-M9 의 군, 매우 특히 바람직하게는 화학식 M2, M16, M17 및 M18 의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
LC 매질 또는 중합성 성분은 바람직하게는 Z2 및 Z3 가 -(CO)O- 또는 -O(CO)- 를 의미하는 화학식 M10 의 화합물을 포함하지 않는다.
PSA 디스플레이의 제조를 위해, 중합성 화합물은 (중합성 화합물이 2 개 이상의 중합성기를 함유하는 경우) 임의로 전압을 인가하여 LC 디스플레이의 기판들 사이에서 LC 매질에서의 현장에서의 중합에 의해 중합되거나 가교된다. 중합은 하나의 단계로 실시될 수 있다. 또한, 우선 선경사각을 생성하기 위해 제 1 단계에서 전압을 인가하여 중합을 실시하고, 이후 제 2 단계에서 인가된 전압 ("최종 경화") 없이 제 1 단계에서 완전하게 반응하지 않은 화합물을 중합시키거나 가교시키는 것이 가능하다.
적합하고 바람직한 중합 방법은 예를 들어 열적 또는 광중합, 바람직하게는 광중합, 특히 UV 광중합이다. 하나 이상의 개시제가 임의로 첨가될 수 있다. 중합을 위한 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지된 것이고, 문헌에 기재되어 있다. 예를 들어, 자유 라디칼 중합을 위한, 시판되는 광개시제 Irgacure651
Figure pct00024
, rga-cure184
Figure pct00025
, Irgacure907
Figure pct00026
, Irgacure369
Figure pct00027
, 또는 Darocure1173
Figure pct00028
(Ciba AG 사제) 이 적합하다. 개시제가 이용되는 경우, 이의 비율을 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량% 이다.
본 발명에 따른 중합성 화합물은 또한 개시제를 사용하지 않는 중합에 적합하고, 이는 상당한 이점, 예컨대 더 낮은 재료비, 특히 개시제 또는 이의 분해산물의 가능한 잔류량까지의 LC 매질의 감소된 오염과 관련된다. 따라서 중합은 또한 개시제의 첨가 없이 실시될 수 있다. 바람직한 구현예에 있어서, LC 매질은 중합 개시제를 포함하지 않는다.
중합성 성분 또는 LC 매질은 또한 예를 들어 저장 또는 수송 과정에서의 RM 의 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고, 문헌에 기재되어 있다. 예를 들어, Irganox
Figure pct00029
시리즈 (Ciba AG 사제), 예컨대 Irganox
Figure pct00030
1076 으로부터 시판되는 안정화제가 적합하다. 안정화제가 이용되는 경우, RM 또는 중합성 성분의 총량에 기초한 이의 비율은 바람직하게는 10 - 10,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 - 500 ppm 이다.
상기에 기재된 중합성 화합물 및 성분 (N) 이외, 본 발명에 따른 LC 디스플레이에서 사용하기 위한 LC 매질은 1 이상, 바람직하게는 2 개 이상의 저분자량 (즉, 단량체성 또는 비중합성) 화합물을 포함하는 LC 혼합물 ("호스트 혼합물") 을 포함한다. 후자는 중합성 화합물의 중합을 위해 사용되는 조건 하에서의 중합 반응과 관련하여 안정적이거나 비반응성이다. 대체로, 적합한 호스트 혼합물은 종래의 VA 디스플레이에서 사용되기에 적합한 임의의 음의 유전성 LC 혼합물이다.
적합한 LC 혼합물은 당업자에게 공지된 것이고, 문헌에 기재되어 있다. VA 디스플레이를 위한 LC 매질은 EP 1 378 557 A1 에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 액정 매질의 바람직한 구현예는 하기에 나타낸다:
a) 화학식 IIIA, IIIB 및 IIIC 의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질,
Figure pct00031
식 중,
R2A, R2B 및 R2C 는 각각 서로 독립적으로 H, 15 개 이하의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼 (이는 비치환되고, CN 또는 CF3 로 단치환되고 또는 적어도 할로겐으로 단치환되고, 부가적으로 이러한 라디칼에서의 하나 이상의 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않은 방식으로 -O-, -S-,
Figure pct00032
, -C≡C-, -CF2O-, -OCF2-, -OC-O- 또는 -O-CO- 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
L1 -4 는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, CF3 또는 CHF2 를 의미하고,
Z2 및 Z2' 는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CHCH2O- 를 의미하고,
p 는 1 또는 2 를 의미하고,
q 는 0 또는 1 을 의미하고,
v 는 1 내지 6 을 의미한다.
화학식 IIIA 및 IIIB 의 화합물에서, Z2 가 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있다. 화학식 IIIB 의 화합물에서, Z2 및 Z2' 가 동일하거나 상이한 의미를 가질 수 있다.
화학식 IIIA, IIIB 및 IIIC 의 화합물에서, R2A, R2B 및 R2C 가 각각 바람직하게는 1-6 개의 C 원자를 갖는 알킬, 특히 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11 을 의미한다.
화학식 IIIA 및 IIIB 의 화합물에서, L1, L2, L3 및 L4 가 바람직하게는 L1 = L2 = F 및 L3 = L4 = F, 또한 L1 = F 및 L2 = Cl, L1 = Cl 및 L2 = F, L3 = F 및 L4 = Cl, L3 = Cl 및 L4 = F 를 의미하다. 화학식 IIIA 및 IIIB 에서의 Z2 및 Z2' 가 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 단일 결합, 또한 -C2H4- 가교를 의미한다.
화학식 IIIB 에서 Z2 = -C2H4- 인 경우, Z2' 는 바람직하게는 단일 결합이고, 또는 Z2' = -C2H4- 인 경우, Z2 는 바람직하게는 단일 결합이다. 화학식 IIIA 및 IIIB 의 화합물에서, (O)CvH2v +1 가 바람직하게는 OCvH2v +1, 또한 CvH2v +1 를 의미한다. 화학식 IIIC 의 화합물에서, (O)CvH2v +1 은 바람직하게는 CvH2v +1 을 의미한다. 화학식 IIIC 의 화합물에서, L3 및 L4 는 바람직하게는 각각 F 를 의미한다.
화학식 IIIA, IIIB 및 IIIC 의 바람직한 화합물은 하기에 보여진다:
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
식 중, 알킬 및 알킬* 는 각각 서로 독립적으로 1-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 의미한다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 혼합물은 화학식 IIIA-2, IIIA-8, IIIA-14, IIIA-29, IIIA-35, IIIB-2, IIIB-11, IIIB-16 및 IIIC-1 의 하나 이상의 화합물을 포함한다.
혼합물에서 전체로서 화학식 IIIA 및/또는 IIIB 의 화합물의 비율은 바람직하게는 20 중량% 이상이다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 매질은 화학식 IIIC-1 의 하나 이상의 화합물을 포함하고,
Figure pct00041
식 중, 알킬 및 알킬* 는 상기에 나타낸 의미를 갖고, 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 5 중량% 초과, 특히 바람직하게는 5-25 중량% 의 양이다.
b) 하기 화학식의 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00042
식 중, 각각의 라디칼은 하기 의미를 가진다:
Figure pct00043
는
Figure pct00044
를 의미하고,
Figure pct00045
는
Figure pct00046
를 의미하고,
R3 및 R4 는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬 (이에서 부가적으로 1 또는 2 개의 비인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O- 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
Zy 는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 의미한다.
화학식 ZK 의 화합물은 바람직하게는 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00047
Figure pct00048
식 중, 알킬 및 알킬* 은 각각 서로 독립적으로 1-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 의미하고, 알케닐 및 알케닐* 는 2-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐 라디칼을 의미한다. 알케닐은 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2- 를 의미한다.
c) 하기 화학식의 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00049
식 중, 각 경우에서 각각의 라디칼은 동일하거나 상이하게 하기 의미를 가진다:
R5 및 R6 는 각각 서로 독립적으로 R3 /4 에 대해 상기에서 나타낸 의미 중 하나를 갖고,
Figure pct00050
는
Figure pct00051
를 의미하고,
Figure pct00052
는
Figure pct00053
를 의미하고,
e 는 1 또는 2 를 의미한다.
화학식 DK 의 화합물은 바람직하게는 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00054
Figure pct00055
식 중, 알킬 및 알킬* 는 각각 서로 독립적으로 1-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 의미하고, 알케닐 및 알케닐* 은 각각 서로 독립적으로 2-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐 라디칼을 의미한다. 알케닐 및 알케닐* 는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2- 를 의미한다.
d) 하기 화학식의 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00056
식 중, 각각의 라디칼은 하기 의미를 가진다:
Figure pct00057
는
Figure pct00058
또는
Figure pct00059
를 의미하고,
f 는 0 또는 1 을 의미하고,
R1 및 R2 는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬 (이에서 부가적으로 1 또는 2 개의 비인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CO-, -O(CO)- 또는 -(CO)O- 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
Zx 및 Zy 는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일 결합, 바람직하게는 단일 결합을 의미하고,
L1 및 L2 는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, CHF2 를 의미한다.
바람직하게는, 두 라디칼 L1 및 L2 는 F 를 의미하거나, 라디칼 L1 및 L2 중 하나는 F 를 의미하고 다른 하나는 Cl 을 의미한다.
화학식 LY 의 화합물은 바람직하게는 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00060
Figure pct00061
Figure pct00062
식 중, R1 은 상기에서 나타낸 의미를 갖고, 알킬은 1-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 의미하고, (O) 은 산소 원자 또는 단일 결합을 의미하고, v 는 1 내지 6 의 정수를 의미한다. R1 은 바람직하게는 1 내지 6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 2 내지 6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐, 특히 CH3, C2H5, n-C3H7, n-C4H9, n-C5H11, CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2- 을 의미한다.
e) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00063
Figure pct00064
식 중, 알킬은 C1 -6-알킬을 의미하고, Lx 는 H 또는 F 를 의미하고, X 는 F, Cl, OCF3, OCHF2 또는 OCH=CF2 를 의미한다. X 가 F 를 나타내는 화학식 G1 의 화합물이 특히 바람직하다.
f) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
식 중, R5 는 R1 에 대해 상기에서 나타낸 의미 중 하나를 갖고, 알킬은 C1 -6-알킬을 의미하고, d 는 0 또는 1 을 의미하고, z 및 m 은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6 의 정수를 의미한다. 상기 화합물에서의 R5 는 특히 바람직하게는 C1 -6-알킬 또는 -알콕시 또는 C2 -6-알케닐이고, d 는 바람직하게는 1 이다. 본 발명에 따른 LC 매질은 바람직하게는 상기-언급한 화학식의 하나 이상의 화합물을 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.
g) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 비페닐 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00068
Figure pct00069
식 중, 알킬 및 알킬* 는 각각 서로 독립적으로 1-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 의미하고, 알케닐 및 알케닐* 는 각각 서로 독립적으로 2-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐 라디칼을 의미한다. 알케닐 및 알케닐* 는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2- 를 의미한다.
LC 혼합물에서의 화학식 B1 내지 B3 의 비페닐의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.
화학식 B2 의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1 내지 B3 의 화합물이 바람직하게는 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00070
식 중, 알킬* 은 1-6 개의 C 원자를 갖는 알킬 라디칼을 의미한다. 본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2c 의 하나 이상의 화합물을 포함한다.
h) 하기 화학식의 하나 이상의 테르페닐 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00071
식 중, R5 및 R6 는 각각 서로 독립적으로 R1 에 대해 상기에서 나타낸 의미 중 하나를 갖고,
Figure pct00072
는 각각 서로 독립적으로,
Figure pct00073
를 의미하고,
식 중, L5 는 F 또는 Cl, 바람직하게는 F 를 의미하고, L6 는 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2, 바람직하게는 F 를 의미한다.
화학식 T 의 화합물은 바람직하게는 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00074
Figure pct00075
Figure pct00076
Figure pct00077
식 중, R 은 1-7 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 알콕시 라디칼을 의미하고, R* 는 2-7 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐 라디칼을 의미하고, (O) 은 산소 원자 또는 단일 결합을 의미하고, m 은 1 내지 6 의 정수를 의미한다. R* 는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2- 를 의미한다.
R 은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시를 의미한다.
본 발명에 따른 LC 매질은 화학식 T 의 테르페닐 및 이의 바람직한 하부-화학식을 0.5-30 중량%, 특히 1-20 중량% 의 양으로 포함한다.
화학식 T1, T2, T3 및 T21 의 화합물이 특히 바람직하다. 상기 화합물에서, R 은 바람직하게는 알킬, 또한 알콕시 (각각 1-5 개의 C 원자를 가짐) 를 의미한다.
혼합물의 Δn 값이 0.1 이상인 경우, 테르페닐은 바람직하게는 본 발명에 따른 혼합물에 이용된다. 바람직한 혼합물은 바람직하게는 화합물 T1 내지 T22 의 군으로부터 선택되는 화학식 T 의 하나 이상의 테르페닐 화합물 2-20 중량% 를 포함한다.
i) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00078
Figure pct00079
식 중, R1 및 R2 는 화학식 LY 에 대해 상기에서 나타낸 의미를 가지고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 2 내지 6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐을 의미한다.
바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4 으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
k) 하기 화학식의 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00080
식 중,
Figure pct00081
은
Figure pct00082
를 의미하고,
R9 는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7 를 의미하고, (F) 는 임의의 불소 치환기를 의미하고, q 는 1, 2 또는 3 을 의미하고, R7 은 R1 에 대해 나타낸 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5-30 중량% 의 양이다.
화학식 FI 의 특히 바람직한 화합물은 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00083
Figure pct00084
식 중, R7 은 바람직하게는 직쇄형 알킬을 의미하고, R9 는 CH3, C2H5 또는 n-C3H7 을 의미한다. 화학식 FI1, FI2 및 FI3 의 화합물이 특히 바람직하다.
m) 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00085
식 중, R8 은 화학식 LY 의 R1 에 대해 나타낸 의미를 갖고, 알킬은 1-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 의미한다.
n) 테트라히드로나프틸 또는 나프틸 단위를 함유하는 하나 이상의 화합물, 예컨대 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 화합물을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00086
Figure pct00087
Figure pct00088
식 중, R10 및 R11 은 각각 서로 독립적으로 화학식 LY 의 R1 에 대해 나타낸 의미를 갖고, 바림직하게는 1 내지 6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 알콕시 또는 2 내지 6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐을 의미하고, Z1 및 Z2 는 각각 서로 독립적으로 -C2H4-, -CH=CH-, -(CH2)4-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CH-CH2CH2-, -CH2CH2CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH2- 또는 단일 결합을 의미한다.
o) 하기 화학식의 하나 이상의 디플루오로디벤조-크로만 및/또는 크로만을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00089
식 중, R10 및 R11 은 각각 서로 독립적으로 화학식 LY 의 R1 에 대해 나타낸 의미를 갖고, c 는 0 또는 1 을 의미하고, 바람직하게는 3 내지 20 중량% 의 양, 특히 3 내지 15 중량% 의 양이다.
화학식 BC 및 CR 의 특히 바람직한 화합물은 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00090
Figure pct00091
식 중, 알킬 및 알킬* 는 각각 서로 독립적으로 1-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 라디칼을 의미하고, 알케닐 및 알케닐* 는 각각 서로 독립적으로 2-6 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알케닐 라디칼을 의미한다. 알케닐 및 알케닐* 는 바람직하게는 CH2=CH-, CH2=CHCH2CH2-, CH3-CH=CH-, CH3-CH2-CH=CH-, CH3-(CH2)2-CH=CH-, CH3-(CH2)3-CH=CH- 또는 CH3-CH=CH-(CH2)2- 를 의미한다.
화학식 BC2 의 1, 2, 또는 3 개의 화합물을 포함하는 혼합물이 매우 특히 바람직하다.
p) 하기 화학식의 하나 이상의 불소화된 페난트렌 및/또는 디벤조푸란을 부가적으로 포함하는 LC 매질:
Figure pct00092
식 중, R11 및 R12 는 각각 서로 독립적으로 화학식 LY 의 R1 에 대해 상기에서 나타낸 의미를 갖고, b 는 0 또는 1 을 의미하고, L 은 F 를 의미하고, r 은 1, 2 또는 3 을 의미한다.
화학식 PH 및 BF 의 특히 바람직한 화합물은 하기 하부-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
Figure pct00093
Figure pct00094
식 중, R 및 R' 은 각각 서로 독립적으로 1-7 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 알킬 또는 알콕시 라디칼을 의미한다.
본 발명에 따른 액정 혼합물은 -1.5 이하의 유전 이방성 (Δε) 을 가진 음의 유전성이다. 화학식 IIIA, IIIB, IIIC, LY1-LY18, Y1-Y16, T1-T24, FI, VK1-VK4, N1-N10, BC, CR, PH 및 BF 의 화합물은 음의 유전성 성분으로서 적합하다. 음의 유전성의 화합물은 바람직하게는 화학식 IIIA, IIIB 및 IIIC 로부터 선택된다. LC 매질은 바람직하게는 -1.5 내지 -8.0, 특히 -2.5 내지 -6.0 의 Δε 를 가진다.
액정 혼합물에서 복굴절률 Δn 의 값은 일반적으로 0.07 내지 0.16 이다. 바람직하게는 0.08 내지 0.12 이다. 중합 이전의 20 ℃ 에서의 회전 점도 γ1 은 바람직하게는 165 mPa·s 이하, 특히 140 mPa·s 이하이다.
하기 약어가 사용된다:
(n, m, z: 각 경우에서 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 임)
표 A
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 LC 매질은 표 A 로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
Figure pct00095
Figure pct00096
Figure pct00097
Figure pct00098
Figure pct00099
표 2
표 B 는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도펀트를 보여준다.
Figure pct00100
LC 매질은 바람직하게는 표 B 로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량% 의 도펀트를 임의로 포함한다.
표 C
표 C 는 본 발명에 따른 LC 매질에 첨가될 수 있는 가능한 안정화제를 보여준다.
(n 은 1 내지 12 의 정수이고, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 이고, 말단 메틸기는 보여지지 않음).
Figure pct00102
Figure pct00103
Figure pct00104
Figure pct00105
Figure pct00106
Figure pct00107
LC 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량% 의 안정화제를 포함한다. LC 매질은 바람직하게는 표 C 로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 안정화제를 포함한다.
표 D
표 D 는 바람직하게는 반응성 화합물로서 본 발명에 따른 LC 매질에서 사용될 수 있는 예시적인 화합물을 보여준다.
Figure pct00108
Figure pct00109
Figure pct00110
Figure pct00111
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 메조제닉 매질은 표 D 로부터의 화합물의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
본 출원에 있어서, "화합물(들)" 로서 또한 기재되는 용어 "화합물" 은 명확하게 다르게 나타내지 않는 한, 하나의 및 다수의 화합물 모두를 의미한다. 반대로, 용어 "화합물" 은 또한, 정의에 따라 가능하고 다르게 나타내지 않는 경우, 일반적으로 다수의 화합물을 포함한다. 용어 LC 매질들 및 LC 매질에도 동일하게 적용된다. 용어 "성분" 은 각 경우에서 하나 이상의 물질, 화합물 및/또는 입자를 포함한다.
부가적으로, 하기 약어 및 기호가 사용된다:
V0 는 20 ℃ 에서의 문턱 전압, 용량 [V] 이고,
ne 는 20 ℃ 및 589 nm 에서의 이상 굴절 지수이고,
no 는 20 ℃ 및 589 nm 에서의 통상 굴절 지수이고,
Δn 은 20 ℃ 및 589 nm 에서의 광학 이방성이고,
e┴ 는 20 ℃ 및 1 kHz 에서의 디렉터에 수직한 유전 감수율이고,
e∥ 는 20 ℃ 및 1 kHz 에서의 디렉터에 수평한 유전 감수율이고,
Δε 는 20 ℃ 및 1 kHz 에서의 유전 이방성이고,
cl.p., T(N,I) 는 투명점 [℃] 이고,
γ1 은 20 ℃ 에서의 회전 점도 [mPa·s] 이고,
K1 은 20 ℃ 에서의 탄성 계수, "퍼짐 (splay)" 변형 [pN] 이고,
K2 는 20 ℃ 에서의 탄성 계수, "꼬임 (twist)" 변형 [pN] 이고,
K3 는 20 ℃ 에서의 탄성 계수, "굽힘 (bend)" 변형 [pN] 이다.
명확하게 다르게 표시되지 않는 한, 본 출원에서의 모든 농도는 중량% 를 나타내고, 용매를 제외한 모든 고체 또는 액정 성분을 포함하는 전체로서의 해당하는 혼합물과 관련된다.
모든 물리적 특성은 "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Darmstadt, Germany 에 따라 측정되고, 20 ℃ 의 온도로 적용되고, 명확하게 다르게 나타내지 않는 한 각 경우에서 Δn 는 589 nm 에서, Δε 은 1 kHz 에서 측정된다.
본 발명에서 용어 "문턱 전압" 은 명확하게 다르게 나타내지 않는 한 프레드릭 문턱값으로 또한 불리는 문턱 용량 (V0) 에 관한 것이다. 실시예에서 일반적인 10 % 상대적 대조를 위한 광학 문턱값 (V10) 및 50 % 상대적 대조를 위한 전압값 (V50) 이 또한 나타날 수 있다.
중합성 화합물은 전압을 디스플레이 (통상적으로 10 내지 30 V 교류, 1 kHz) 에 동시에 임의로 인가하면서 예정된 시간 동안 정의된 강도의 UVA 광 (통상적으로 365 nm) 의 조사에 의해 디스플레이 또는 시험셀에서 중합될 수 있다. 실시예에서, 다르게 나타내지 않는 한, 100 mW/cm2 수은등이 사용되고, 강도는 320 nm 대역 통과 필터가 고정된 표준 UV 계량기 (Ushio UNI meter) 을 사용하여 측정된다.
하기 실시예는 본 발명을 임의의 방식으로 제한하려는 의도 없이 본 발명을 설명한다. 그러나, 물리적 특성은 당업자에게 어떠한 특성이 달성될 수 있고 이들의 수정될 수 있는 범위를 명확하게 한다. 특히, 바람직하게 달성될 수 있는 다양한 특성의 조합은 당업자에게 극히 명확한 것이다.
상세설명에 따른 본 발명의 구현예 및 변형예의 추가 조합이 하기 특허청구범위로부터 발생된다.
실시예
시판되지 않는 경우, 이용되는 화합물은 표준 실험 과정에 의해 합성된다. LC 매질은 Merck KGaA, Germany 로부터 유래된 것이다. PSS-1 ([3-(2-아미노에틸)아미노]프로필-헵타이소부틸-치환된 PSS; CAS 등록 No. 444315-16-6) 을 Aldrich 로부터 구입하였다. 구조 PSS-1 내지 PSS-9 및 RM-1 은 선행된 상세설명에 제시되어 있다.
실시예 1
중합성 화합물 (RM-1, 0.3 중량%) 및 디아민 화합물 PSS-1 (0.25 중량%) 를 표 1 에 따라 VA 유형 (Δε< 0) 의 네마틱 LC 매질에 첨가하고 균질화시켰다.
표 1: 네마틱 LC 매질
Figure pct00112
예비-배향층을 사용하지 않은 시험셀에서의 사용:
생성된 혼합물을 시험셀 (폴리이미드 배향층을 사용하지 않음, 층 두께 d
Figure pct00113
5.2 ㎛, 양 측면에 코팅된 ITO, 페시베이션층 없음) 에 주입하였다. LC 매질은 기판 표면에 대해 자발적인 호메오트로픽 (수직) 배향을 가진다. 전압을 인가하지 않고 6 분 동안 강도 100 mW/cm2 의 UV 광을 셀에 조사하였다. 이는 단량체성 화합물의 중합을 야기하였다. 상기 배향은 70 ℃ 이하에서 안정된 채로 유지되었다. 셀은 0 내지 50 V 사이의 전압의 인가에 의한 온도 안정 범위에서 역으로 전환될 수 있다. 전자-광학 측정 결과를 표 2 에서 비교예 1 및 2 와 비교하였다.
비교예 1
앞서 사용된 디아민 화합물 PSS-1 (0.25 중량 %) 만을 표 1 에 따라 VA 유형의 네마틱 LC 매질에 첨가하고 균질화시켰다.
예비-배향층을 사용하지 않은 시험셀에서의 사용:
생성된 혼합물을 시험셀 (폴리이미드 배향층을 사용하지 않음, 층 두께 d
Figure pct00114
5.2 ㎛, 양 측면에 코팅된 ITO, 페시베이션층 없음) 에 주입하였다. LC 매질은 기판 표면에 대해 자발적인 호메오트로픽 (수직) 배향을 가진다.
실온에서 관찰되는 호메오트로픽 예비-배향은 약 45 ℃ 이상의 온도에서부터 사라졌다. 평면 배향이 얻어졌다. 전자-광학 측정 결과를 표 2 에서 비교하였다.
비교예 2
이전에 사용된 중합성 화합물 (RM-1, 0.3 중량%) 만을 표 1 에 따라 VA 유형의 네마틱 LC 매질에 첨가하고 균질화시켰다.
VA-폴리이미드를 사용한 시험셀에서의 사용:
생성된 혼합물을 시험셀 (역평행으로 문질러짐, VA-폴리이미드 배향층, 층 두께 d
Figure pct00115
4 ㎛) 에 주입하였다. 전압을 인가하지 않고 6 분 동안 강도 100 mW/cm2 의 UV 광을 셀에 조사하였다. 이는 단량체성 화합물의 중합을 야기하였다.
전자-광학 측정 결과를 표 2 에서 비교하였다.
표 2: V50 에 대한 실시예 1 및 비교예 1 및 2 의 값의 비교
Figure pct00116
실시예 2
중합성 화합물 (RM-1, 0.3 중량%) 및 디올 화합물 PSS-3 (1.0 중량%) 를 표 1 에 따라 VA 유형 (Δε< 0) 의 네마틱 LC 매질에 첨가하고 균질화시켰다. 자발적 호메오트로픽 배향은 약 30 ℃ 까지 안정적이었고, 40 내지 60 ℃ 에서 평면 배향으로 완전히 전환되었다. 혼합물을 실시예 1 과 유사하게 셀에서 중합시켰다. 안정화된 혼합물을 50 ℃ 이상까지 호메오트로픽 배향을 가졌다.
실시예 3 내지 8
하기 화합물을 성분 (N) 으로써 이용하였고, LC 매질을 실시예 2 와 유사하게 중합하였다 (표 3).
표 3:
Figure pct00117

Claims (16)

  1. 값 Δε ≤ -1.5 을 갖는 음의 유전 이방성을 갖는 저분자량 액정 성분, 중합성 또는 중합된 성분 및 450 Da 이상의 질량을 갖는 입자를 포함하는 성분 (N) 을 포함하는 LC 매질로서, 상기 입자는 하나 이상의 유기 극성 앵커 기를 함유하고, 중합된 성분은 중합성 성분의 중합에 의해 얻어질 수 있는 LC 매질.
  2. 제 1 항에 있어서, 성분 (N) 이 용해되거나 분산된 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 성분 (N) 의 입자가 3:1 이하의 측비 dmax/dmin 를 가지는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (N) 의 입자가 유기 분자인 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (N) 의 입자가 유기/무기 이종 입자인 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (N) 이 실세스퀴옥산 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (N) 의 입자가 N, O, S 및 P 로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 하나 이상의 앵커 기에 의해 관능화되는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (N) 이 하기 하부-화학식의 기를 함유하는 앵커 기에 의해 관능화되는 것을 특징으로 하는 LC 매질:
    Figure pct00118

    [식 중, 각 경우에서 독립적으로,
    n 은 1, 2 또는 3 을 의미하고,
    X1 은 기 -NH2, -NHR1 -NR1 2, -OR1 또는 -OH 를 의미하고,
    X2 는 -NH-, -NR1-, -O- 또는 단일 결합을 의미하고,
    R1 은 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 할로겐화되거나 비치환된 알킬 라디칼 (이에서 부가적으로 상기 라디칼에서의 하나 이상의 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CH=CH-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)- 또는 -O- 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
    R2 는 H, F, Cl, CN, -OH, -NH2 또는 1 내지 15 개의 C 원자를 갖는 할로겐화되거나 비치환된 알킬 라디칼 (이에서 부가적으로 상기 라디칼에서의 하나 이상의 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 원자가 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -C≡C-, -CH=CH-, -(CO)O-, -O(CO)-, -(CO)-, -O-, -NH- 또는 -NR1- 으로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
    Sp 는 단일 결합 또는 화학식 II 에 대해 하기에서 정의한 바와 같은 Spa 와 같이 정의된 스페이서 기, 바람직하게는 화학식 II 에 대해 하기에서 정의한 바와 같은 스페이서 기 Sp"-X" (이는 X" 를 통해 입자에 결합되고, Sp" 는 매우 특히 단일 결합 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 알킬렌을 의미함) 를 의미함].
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (N) 의 입자가 각각 정확하게 1 개의 앵커 기를 가지는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 10 중량% 미만의 농도로 성분 (N) 의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합성 성분이 하기 화학식 II 의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 LC 매질:
    Figure pct00119

    [식 중, 각각의 라디칼이 하기 의미를 가진다:
    Pa, Pb 는 각각 서로 독립적으로 중합성 기를 의미하고,
    Spa, Spb 는 각 경우에 있어서 동일하거나 상이하게 스페이서 기를 의미하고,
    s1, s2 는 각각 서로 독립적으로 0 또는 1 을 의미하고,
    A1, A2 는 각각 서로 독립적으로 하기 군로부터 선택되는 라디칼을 의미하고:
    a) 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,4-시클로헥세닐렌 및 4,4'-비시클로헥실렌 (이에서 부가적으로 하나 이상의 비인접 CH2 기는 -O- 및/또는 -S- 로 대체될 수 있고, 부가적으로 하나 이상의 H 원자가 F 로 대체될 수 있음) 으로 이루어진 군,
    b) 1,4-페닐렌 및 1,3-페닐렌 (이에서 부가적으로 1 또는 2 개의 CH 기가 N 으로 대체될 수 있고, 부가적으로 하나 이상의 H 원자가 L 로 대체될 수 있음) 으로 이루어진 군,
    c) 테트라히드로피란-2,5-디일, 1,3-디옥산-2,5-디일, 테트라히드로푸란-2,5-디일, 시클로부트-1,3-디일, 피페리딘-1,4-디일, 티오펜-2,5-디일 및 셀레노펜-2,5-디일 (이의 각각은 L 로 단- 또는 다치환될 수 있음) 로 이루어진 군,
    d) 5 내지 20 개의 시클릭 C 원자를 갖는 포화된, 부분적으로 불포화된 또는 완전하게 불포화된, 임의로 치환된, 폴리시클릭 라디칼 (이의 하나 이상은 부가적으로 헤테로원자로 대체될 수 있음) 로 이루어진 군이고, 이는 바람직하게는 비시클로[1.1.1]-펜탄-1,3-디일, 비시클로[2.2.2]옥탄-1,4-디일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-디일,
    Figure pct00120

    Figure pct00121

    로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    부가적으로, 상기 라디칼에서 하나 이상의 H 원자는 L 로 대체될 수 있고/거나 하나 이상의 이중 결합은 단일 결합으로 대체될 수 있고/거나 하나 이상의 CH 기는 N 으로 대체될 수 있음) 로 이루어진 군,
    n 은 0, 1, 2 또는 3 을 의미하고,
    Z1 은 각 경우에서 서로 독립적으로 -CO-O-, -O-CO-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, 또는 -(CH2)n- (n 은 2, 3 또는 4 임), -O-, -CO-, -C(RyRz)-, -CH2CF2-, -CF2CF2- 또는 단일 결합을 의미하고,
    L 은 각 경우에서 동일하거나 상이하게 F, Cl, CN, SCN, SF5 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형, 각 경우에서 임의로 불소화된 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 또는 알콕시카르보닐옥시를 의미하고,
    R0, R00 는 각각 서로 독립적으로 H, F 또는 1 내지 12 개의 C 원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형 알킬 (이에서 부가적으로 하나 이상의 H 원자는 F 로 대체될 수 있음) 을 의미하고,
    M 은 -O-, -S-, -CH2-, -CHY1- 또는 -CY1Y2- 를 의미하고,
    Y1 및 Y2 는 각각 서로 독립적으로 R0 에 대해 상기에서 나타낸 의미 중 하나를 갖고, 또는 Cl 또는 CN 을 의미함].
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 성분 (N) 이 하나 이상의 중합성 기를 함유하는 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 LC 매질.
  13. 2 개의 기판 및 2 개의 전극을 갖는 LC 셀을 포함하는 LC 디스플레이로서, 1 개 이상의 기판은 빛에 대해 투과성이고, 1 개 이상의 기판은 1 또는 2 개의 전극, 및 기판들 사이에 위치한 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질의 층을 갖고, 중합된 성분은 LC 매질에서 LC 셀의 기판 사이의 하나 이상의 중합성 화합물의 중합에 의해 얻어질 수 있고, 성분 (N) 은 기판 표면에 대한 LC 매질의 호메오트로픽 배향을 달성하기에 적합한 LC 디스플레이.
  14. 제 13 항에 있어서, 기판이 배향층을 가지지 않는 것을 특징으로 하는 LC 디스플레이.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, LC 셀의 반대면에 배열된 전극을 갖는 VA 디스플레이인 것을 특징으로 하는 LC 디스플레이.
  16. 하기 단계를 포함하는, 1 개 이상의 기판은 빛에 대해 투과성이고, 1 개 이상의 기판은 1 또는 2 개의 전극을 갖는, 2 개의 기판 및 2 개의 전극을 갖는 LC 셀을 포함하는 LC 디스플레이의 제조 방법:
    - 저분자량 액정 성분, 중합성 성분 및 기판 표면에 대한 LC 매질의 호메오트로픽 (수직) 배향을 달성하는데 적합한 성분 (N) 을 포함하는 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 LC 매질로 셀을 충전하는 단계, 및
    - 임의로 셀에 전압을 인가하거나 전계의 작용 하에 중합성 성분을 중합하는 단계.
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