KR20180030998A - 중합체 안정화된 액정 디스플레이에서 odf 얼룩을 감소시키는 방법 - Google Patents
중합체 안정화된 액정 디스플레이에서 odf 얼룩을 감소시키는 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 중합체 지속된 정렬(PSA)형 액정(LC) 디스플레이에서 1-적하 충전(One Drop Filling, ODF) 얼룩을 감소시키는 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 PSA 액정 디스플레이(LCD)에 관한 것이다.
Description
본 발명은 중합체 안정화된 정렬(PSA)형 액정(LC) 디스플레이에서 1-적하 충전(One Drop Filling, ODF) 얼룩을 감소시키는 방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 PSA 액정 디스플레이(LCD)에 관한 것이다.
광범위한 관심 및 상업적인 용도를 갖는 액정 디스플레이(LCD) 모드는 소위 PS(중합체 안정화) 또는 PSA(중합체 안정화 정렬) 모드이고, 이는 종종 "중합체 안정화된(polymer stabilised)"이라는 용어로도 사용된다. PSA 디스플레이에서, 액정 혼합물(본원에서 이후 또한 "호스트 혼합물"로도 지칭됨) 및 소량의, 전형적으로 1 중량% 미만, 예컨대 0.2 내지 0.4 중량%의, 하나 이상의 중합성 화합물, 바람직하게는 중합성 단량체 화합물을 함유하는 액정 매질이 사용된다. 액정 매질을 디스플레이로 충전한 후, 임의적으로 전압이 디스플레이의 전극에 인가되는 동안, 상기 중합성 화합물은 보통 UV 광-중합에 의해 동일 반응계에서 중합되거나 가교결합된다. 상기 중합은 액정 매질이 액정 상을 나타내는 온도, 보통 실온에서 수행된다. 반응성 메소젠 또는 "RM"으로도 공지되어 있는 중합성 메소젠 또는 액정 화합물의 액정 호스트 혼합물로의 첨가가 특히 적합한 것으로 증명되었다.
한편, 상기 PS(A) 모드는 다양한 통상적인 액정 디스플레이 유형에서 사용된다. 따라서, 예컨대 PS-VA(수직 정렬(vertically aligned)), PS-OCB(광학 보상 벤드(optically compensated bend)), PS-IPS(평면 스위칭(in-plane switching)), PS-FFS(프린지 필드 스위칭(fringe-field switching)), PS-UB-FFS(초 휘도(Ultra Brightness) FFS) 및 PS-TN(비틀린 네마틱(twisted nematic)) 디스플레이가 공지되어 있다. RM의 중합은 바람직하게는 PS-VA 및 PS-OCB 디스플레이의 경우 인가된 전압으로 발생하고, PS-IPS 디스플레이의 경우 인가된 전압이 있거나 없이, 바람직하게는 인가된 전압이 없이 발생한다. 그 결과, 액정 분자의 선경사각이 디스플레이 셀 내에서 발생된다. PS-OCB 디스플레이의 경우, 예컨대, 오프셋 전압이 불필요하거나 감소될 수 있도록 벤드 구조가 안정화될 수 있다. PS-VA 디스플레이의 경우, 선경사각은 응답 시간에 긍정적인 영향을 준다. PS-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA(다중도메인(multidomain) VA) 또는 PVA(패턴화된(patterned) VA) 픽셀 및 전극 레이아웃이 사용될 수 있다. 또한 돌출부 없이 단 하나의 구조화된 전극을 사용하는 것도 가능하며, 이는 생산을 상당히 단순화하고 대비도 및 투명도를 개선한다.
또한 소위 포지(posi)-VA 모드(양의 VA)가 특히 적합한 것으로 증명되었다. 통상적인 VA 및 PS-VA 디스플레이에서와 같이, 포지-VA 디스플레이에서 액정 분자의 초기 정렬은 호메오트로픽(즉, 전압이 인가되지 않은 경우의 초기 상태에서 기판에 대해 실질적으로 수직)이다. 그러나, 통상적인 VA 및 PS-VA 디스플레이와 대조적으로, 포지-VA 디스플레이에서는 양성 유전 이방성을 갖는 액정 매질이 사용된다. IPS 및 PS-IPS 디스플레이에서와 같이, 포지-VA 디스플레이에서의 2개의 전극은 2개의 기판 중 단 하나에서만 배열되고, 바람직하게는 인터메시된(intermeshed) 빗살형(comb-shaped)(인터디지털(interdigital)) 구조를 나타낸다. 인터디지털 전극에 전압을 가하여 액정 매질의 층과 실질적으로 평행인 전기장을 발생시키는 경우, 액정 분자는 기판과 실질적으로 평행인 배향으로 스위칭된다. 포지-VA 디스플레이에서, RM을 액정 매질에 첨가함으로써 중합체 안정화 후 디스플레이 내에서 중합하는 것이 또한 유리한 것으로 증명되었다. 이로써 상당한 스위칭 시간 감소가 성취될 수 있다.
PS-VA 디스플레이는 예컨대 EP 1170626 A2, US 6861107, US 7169449, US 2004/0191428 A1, US 2006/0066793 A1 및 US 2006/0103804 A1에 기술되어 있다. PS-OCB 디스플레이는 예컨대 문헌[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 기술되어 있다. PS-IPS 디스플레이는 예컨대 US 6177972 및 [Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PS-TN 디스플레이는 예컨대 문헌[Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다.
PSA 디스플레이는 능동-매트릭스 또는 수동-매트릭스 디스플레이로서 작동될 수 있다. 능동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별적인 픽셀은 보통 집적된 비-선형 능동 소자, 예컨대 트랜지스터(예컨대 박막 트랜지스터 또는 TFT)로 어드레싱되는 반면, 수동-매트릭스 디스플레이의 경우, 개별적인 픽셀은 보통 선행 기술로부터 공지된 복합적인 방법에 의해 어드레싱된다.
PSA 디스플레이는 또한 디스플레이 셀을 형성하는 기판 중 하나 또는 둘 다 위에 정렬 층을 포함할 수 있다. 상기 정렬 층은 액정 매질과 접촉하고 액정 분자의 초기 정렬을 유도하도록 (이러한 전극이 존재하는 경우) 보통 전극에 인가된다. 상기 정렬 층은 예컨대, 광정렬 방법에 의해 러빙되거나 제조될 수 있는 폴리이미드를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다.
특히, 모니터 및 특히 TV 제품의 경우, 응답 시간 뿐만 아니라 액정 디스플레이의 대비도 및 휘도(및 따라서 투과율)의 최적화가 여전히 요구된다. 상기 PSA 방법은 여기에 상당한 장점을 제공할 수 있다. 특히 PS-VA, PS-IPS, PS-FFS 및 PS-포지-VA 디스플레이의 경우, 시험 셀 내에서 측정가능한 선경사와 관련된 응답 시간의 단축은 다른 변수에 대하여 상당한 역효과 없이 성취될 수 있다.
선행 기술은 PSA 디스플레이에 사용하기 위한 RM으로서 임의적으로 플루오르화되는 바이페닐 다이아크릴레이트 또는 다이메트아크릴레이트를 제시하였다.
그러나, 예컨대 단지 부적합한 경사각이 발생하거나 또는 어떠한 경사각도 전혀 발생하지 않기 때문에, 또는 예컨대 전압 보유율(VHR)이 TFT 디스플레이 제품에 적합하지 않기 때문에, 액정 호스트 혼합물 및 RM의 모든 조합은 PSA 디스플레이에 사용하기 적합하지 않다는 문제가 발생한다. 또한 PSA 디스플레이에서 사용되는 경우, 선행 기술에 공지된 액정 혼합물 및 RM은 여전히 몇 가지 단점을 갖는 것으로 확인되었다. 따라서, 액정 호스트 혼합물 내에서 용해가능한 공지된 RM이 모두 PSA 디스플레이에 사용하기에 적합한 것은 아니다. 또한 PSA 디스플레이에서 선경사의 직접적인 측정 이외에 RM에 대한 적합한 선택 기준을 찾는 것은 종종 어렵다. 특정 제품에 유리한 광개시제의 첨가 없이 UV 광-중합이 요구되는 경우, 적합한 RM의 선택은 더욱 좁아지게 된다.
또한 액정 호스트 혼합물/RM의 선택된 조합은 낮은 회전 점도 및 우수한 전기적 특성, 특히 높은 VHR을 가져야 한다. PSA 디스플레이에서, UV 광으로 조사 후 높은 VHR이 특히 중요한데, 이는 UV 노출이 완성된 디스플레이의 작동 중에 통상의 노출로서 발생할 뿐만 아니라, 디스플레이 제조 공정의 필수적인 부분이기 때문이다.
특히, 매우 작은 선경사각을 제공하는 PSA 디스플레이를 위한 이용가능한 개선된 물질을 갖는 것이 바람직하다. 바람직한 물질은, 선행 기술 물질과 비교하여, 동일한 노출 시간 후 더 낮은 선경사각을 발생시킬 수 있고/있거나, 더 짧은 노출 시간 후 적어도 동일한 선경사각을 발생시킬 수 있는 것들이다. 이는 디스플레이 제조 시간("지촉(tact) 시간") 및 제조 비용을 줄일 수 있다.
PSA 디스플레이의 제조시 추가의 문제는, 디스플레이에서 선경사각의 발생에 필수적인 중합 단계 후 중합되지 않은 RM의 잔여량이 존재 및 제거이다. 반응되지 않은 RM은, 예컨대 디스플레이 작동 중에 제어되지 않은 방식으로 중합됨으로써 디스플레이의 특성에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.
따라서, 선행 기술로부터 공지된 PSA 디스플레이는 종종 소위 "잔상(image sticking)" 또는 "이미지 번(image burn)"(즉, 이러한 픽셀 내에서 전기장이 스위칭 오프된 후 또는 다른 픽셀이 어드레싱된 후에도, 개별적인 픽셀의 일시적인 어드레싱에 의해 액정 디스플레이에 생성된 이미지는 여전히 선명하게 남아 있다)의 바람직하지 않은 효과를 나타낸다.
잔상은 예컨대 낮은 VHR를 갖는 액정 호스트 혼합물이 사용되는 경우 발생할 수 있다. 태양광 또는 디스플레이 역광의 UV 성분은 액정 분자의 바람직하지 않은 분해 반응을 유발시키고 이온성 또는 자유 라디칼 불순물의 생성을 개시할 수 있다. 잔상은 특히 전극 또는 정렬 층에서 축적될 수 있고, 여기서 잔상은 유효 인가 전압을 감소시킨다. 이 효과는 또한 중합체 성분이 없는 통상적인 액정 디스플레이 내에서 관찰될 수 있다.
중합되지 않은 RM의 존재에 의해 야기된 추가의 잔상 효과는 종종 PSA 디스플레이에서 관찰된다. 잔여 RM의 조절되지 않은 중합은 환경 또는 역광으로부터 UV 광에 의해 개시된다. 스위칭된 디스플레이 영역에서, 잔상은 다수의 어드레싱 사이클 후 경사각을 변하게 한다. 그 결과, 스위칭된 영역에서는 투과율의 변화가 발생할 수 있지만, 스위칭되지 않은 영역에서는 변하지 않고 남아있는다.
따라서 PSA 디스플레이의 제조 중에, RM의 중합을 가능한 완전히 진행하고, 디스플레이 내의 중합되지 않은 RM의 존재를 배제하거나 최소한으로 줄일 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, RM의 중합을 빠르고 완전하게 하거나 보조하는 RM 및 액정 호스트 혼합물이 요구된다. 또한 잔여 RM 양의 조절된 반응이 바람직하다. 이는 선행 기술의 RM보다 더 빠르고 더 효과적으로 중합하는 개선된 RM을 제공함으로써 성취될 수 있다.
PSA 디스플레이의 작동시 관찰되는 추가 문제는 선경사각의 안정성이다. 따라서, RM을 중합함으로써 디스플레이 제조 중에 발생되는 선경사각은, 디스플레이 작동 중에 디스플레이에 전압 스트레스가 가해진 후 일정하게 유지되지 않고 악화될 수 있는 것으로 관찰되었다. 이는 예컨대 블랙 상태 투과율을 증가시키고 이로 인해 대비도를 낮춤으로써 디스플레이 성능에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.
해결해야할 또 다른 문제는, 선행 기술의 RM이 종종 높은 융점을 갖고, 통상적으로 사용되는 많은 액정 혼합물에서 오직 한정된 용해도를 나타낸다는 점이다. 그 결과, RM이 액정 혼합물의 외부에서 자발적으로 결정화되는 경향이 있다. 또한 자발적인 중합의 위험은 RM을 더욱 우수하게 용해하기 위해 액정 호스트 혼합물이 가온될 수 있는 것을 방해하도록 실온에서도 높은 용해도가 요구된다. 또한 예컨대 액정 디스플레이에 액정 매질을 충전시키는 경우, 상 분리의 위험이 존재하고(크로마토그래피 효과), 이는 디스플레이의 균질성을 매우 손상시킬 수 있다. 이는, 자발적인 중합(상기 참조)의 위험을 감소시키기 위해 액정 매질이 보통 저온에서 디스플레이 내에 충전된다는 사실에 의해 더욱 악화될 수 있고, 이는 용해도에 부정적인 영향을 준다.
선행 기술에서 관찰되는 또 다른 문제는, 비제한적으로 PSA 유형의 디스플레이를 비롯한 액정 디스플레이에서의 통상적인 액정 매질의 사용이, 특히 액정 1-적하 충전(One Drop Filling, ODF) 방법에 의해 액정 매질이 디스플레이 내에 충전되는 경우, 디스플레이에서 얼룩을 종종 발생시킨다는 것이다. 이 현상은 또한 "ODF 얼룩(mura)" 또는 "ODF 적하 얼룩(drop mura)"으로도 공지되어 있다. 따라서, 감소된 ODF 얼룩을 발생시키는 액정 매질을 제공하는 것이 바람직하다.
현재, ODF는 능동 액정 디스플레이에 적용하기에 바람직한 방법이다. ODF 제조 방법은 도 1에 예시적이고 개략적으로 도시된다. 제1 단계 (a)에서, 액정 매질의 액적 배열(2)은 액정 디스플레이 유리 기판 중 하나 상에 배분되고, 실란트 물질은 경계 영역(3)에서 액정 액적과 기판(1)의 가장자리 사이에 제공된다. 제2 단계 (b)에서, 진공 조립 작업대에서 대응하는 유리 기판 (4)가 기판 (1)에 커플링되고 고정되어 액정 액적(2)이 2개의 기판(1 및 4) 사이에 도포되고 연속적인 층을 형성하도록 작용한다. 액적 배열 및 기판 커플링 동안의 상이한 유동 역학에 기인하여, 밝기, 즉 얼룩에 있어서 다양한 유형의 불균일성이 액정 배분 및 조립 과정의 식별자로서 관찰될 수 있다.
특히, 디스플레이 모드가 VA 유형 모드, 예컨대 MVA, PVA 또는 PS-VA인 경우, 액적 자국은 제작 후에 가시성이 있는데, 이는 액적이 전체 디스플레이 영역 상에 고루 도포되지 않기 때문이다. 통상적인 VA 모드, 예컨대 MVA 또는 PVA에서, 불균일성은 일반적으로 시간이 경과함에 따라 사라진다. 그러나, PSA 디스플레이에서, 불균일성이 지속되고, 액적 자국은 중합 과정에 의해 고정된다. ODF 적하 얼룩을 최소화하기 위한 통상적인 수단은 사용되는 과정 조건, 패널 디자인 및/또는 액정 물질, 예컨대 액정 호스트 혼합물 또는 그에 함유된 RM을 최적화함에 의한, 예를 들어 RM 농도를 감소시킴에 의한 것이다.
그러나, 얼룩의 발생은 심지어 중합 과정의 지촉 시간 후에도 복사 스펙트럼의 단파 부분의 강도를 증가시킴으로써 감소됨이 관찰되었다. 또한, RM 농도의 감소는 전경사각의 생성에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
따라서, 상기 기술된 단점을 보이지 않거나 단지 약간만 보이고 개선된 특성을 갖는, PSA 디스플레이, 및 디스플레이에서의 액정 매질 및 PSA 디스플레이에 사용하기 위한 중합성 화합물에 대한 상당한 요구가 여전히 존재한다.
특히, 높은 비저항과 동시에 넓은 작동 온도 범위, 저온에서도 짧은 응답 시간, 낮은 역치 전압, 낮은 선경사각, 다양한 그레이 색조, 높은 대비도 및 넓은 시야각, 높은 신뢰도 및 UV 노출 후 높은 VHR 값을 가능하게 하고, RM의 경우, 액정 호스트 혼합물 내에서 낮은 융점 및 높은 용해도를 갖는, PSA 디스플레이 및 이러한 디스플레이에서 사용하기 위한 액정 혼합물 및 RM에 대한 상당한 요구가 여전히 존재한다. 모바일 제품용 PSA 디스플레이의 경우, 낮은 역치 전압 및 높은 복굴절률을 보이는 이용가능한 액정 매질을 갖는 것이 특히 바람직하다.
또한, PSA 디스플레이, 특히 PS-VA 디스플레이에서 ODF 얼룩을 감소시키기 위한 수단 및 방법에 대한 상당한 요구가 여전히 존재한다.
본 발명은, 상기 지시된 단점을 갖지 않거나 감소된 정도로만 갖는, PSA 디스플레이에서 사용하기 위한 신규하고 적합한 물질, 예컨대 RM, 액정 호스트 혼합물 및 이들을 포함하는 액정 매질을 제공하는 목적에 기초한 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 디스플레이 제조 과정 중에 야기되는 PSA 디스플레이에서의 ODF 얼룩을 감소시키는 문제를 해결하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 매우 높은 비저항 값, 높은 VHR 값, 높은 신뢰도, 낮은 역치 전압, 짧은 응답 시간, 높은 복굴절률을 가능하게 하고, 특히 더 긴 파장에서 우수한 UV 흡수를 보이고, 이에 함유된 RM의 중합을 빠르고 완전하게 하고, 낮은 선경사각을 가능한 빠르게 발생시키고, 더 긴 시간 및/또는 UV 노출 후에도 선경사의 높은 안정성을 가능하게 하고, 디스플레이 내의 잔상의 발생을 감소시키거나 방지하고, 디스플레이 내의 ODF 얼룩의 발생을 감소시키거나 방지하는, PSA 디스플레이에서 사용하기 위한 액정 매질을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본원에 기술되고 청구된 물질 및 방법에 의해 본 발명에 따라 성취된다.
놀랍게도, 상기 언급된 문제들 중 적어도 일부는, 이후 기술되고 청구되는 중합성 성분, 및 액정 호스트 혼합물을 포함하는 액정 매질을 사용함으로써 해결될 수 있다.
특히, 놀랍게도 제1 RM을 함유하는 액정 매질에 제1 RM보다 빠른 중합 속도를 갖는 소량의 제2 RM을 첨가할 때, ODF 얼룩 수준이 감소함을 발견하였다. 기정 UV 여기 스펙트럼에서 제1 RM보다 빠르게 반응하는 제2 RM을 첨가함으로써, ODF 적하 얼룩이 감소된다. 제2 RM의 농도는 액정 디스플레이의 전체적인 성능에 영향을 끼치지 않을 정도로 충분해야 한다. 액정 매질 중 제2 RM에 대한 적합하고 바람직한 농도 는 약 100 ppm이고, 액정 매질 중 제1 RM에 대한 적합하고 바람직한 농도는 0.2 내지 0.5%이다.
또한, PSA 디스플레이에서 본원에 개시되고 청구된 바의 액정 매질은 높은 VHR, 높은 UV 흡수율, 빠르고 완전한 중합, 및 빠르고 강력한 경사각 생성을 성취하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 액정 매질의 사용은 특히 낮은 UV 에너지, 및/또는 300 내지 380 nm 및 특히 340 nm 초과의 더 긴 UV 파장에서, 빠르고 완전한 UV-광-중합 반응을 촉진하고, 이는 디스플레이 제조 공정에서 상당한 이점이다. 게다가, 본 발명에 따른 액정 매질의 사용은 크고 안정한 선경사각의 빠른 발생을 가능하게 하고, 디스플레이 내의 잔상 및 ODF 얼룩을 감소시키고, UV 광-중합 후 높은 VHR 값을 야기하고, 빠른 응답 시간, 낮은 역치 전압, 및 높은 복굴절률을 성취하게 한다.
본 발명은 중합체 안정화된 정렬(PSA) 모드의 액정 디스플레이에서 1-적하 충전 얼룩을 PSA 디스플레이에서 하기를 포함하는, 바람직하게는 하기로 이루어진 액정 매질을 사용함으로써 감소시키는 방법에 관한 것이다:
PSA 방식의 액정 디스플레이에서
- 0.005 내지 0.05%의 제1 중합성 화합물 및 0.1 내지 1.0%의 제2 중합성 화합물을 포함하되, 제1 중합성 화합물이 제2 중합성 화합물보다 빠른 중합속도를 갖고, 제1 중합성 화합물은 하기 화학식 F1 내지 F6의 화합물로부터 선택되고 제2 중합성 화합물은 하기 화학식 S1 내지 S3의 화합물로부터 선택되는, 중합성 성분 (A); 및
- 액정 호스트 혼합물로도 지칭되는, 하나 이상의 메소젠 화합물 또는 액정 화합물을 포함하는 액정 성분 (B)
를 포함하는 액정 매질을 PSA 디스플레이에서 사용함으로써 ODF 얼룩을 감소시키는 방법에 관한 것이다.:
상기 식에서,
P는 중합성 기를 나타내고;
Sp는 스페이서 기 또는 단일결합을 나타내고;
Sp'은 스페이서 기를 나타내고;
L은 F, Cl, CN 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 임의로 1- 또는 다-불화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 바람직하게는 F를 나타내고;
Ra 및 Rb는 -Sp-P, -Sp'(P)2, H를 나타내거나 L에 대하여 주어진 의미 중 하나를 갖고;
r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고;
s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고;
t는 0, 1 또는 2를 나타낸다.
또한, 본 발명은
- 화학식 F1 내지 F6의 화합물로부터 선택되는 0.005 내지 0.05%의 제1 중합성 화합물, 및 화학식 S1 내지 S3의 화합물로부터 선택되는 0.1 내지 1.0%의 제2 중합성 화합물을 포함하는 중합성 성분 (A); 및
- 액정 호스트 혼합물로도 지칭되는, 하나 이상의 메소젠 화합물 또는 액정 화합물을 포함하는, 바람직하게는 이로 이루어진 액정 성분 (B)
를 포함하는 액정 매질을 PSA 디스플레이에서 사용함으로써 PSA 모드의 액정 디스플레이에서 얼룩을 감소시키는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
(a) 상기 및 하기에 기술된 성분 (A) 및 (B)를 포함하는 액정 매질의 액적(2)의 배열을 제1 기판, 바람직하게는 유리 기판 상에 배분하는 단계;
(b) 제2 기판을 액정 매질로 덮인 제1 기판의 표면 최상부에, 바람직하게는 진공 조건 하에, 제공하여 액정 매질의 액적이 제1 기판과 제2 기판 사이에 도포되어 연속층을 형성하도록 하는 단계; 및
(c) 액정 매질을 성분 (A)의 중합성 화합물의 광-중합을 야기하는 UV 방사에 노출시키는 단계
를 포함하는, PSA 방식의 액정 디스플레이를 제조하는 방법에 관한 것이고, 제1 기판은 제1 전극 구조로 구비되고, 제2 기판은 제2 전극 구조로 구비되거나,
제1 기판 및 제2 기판 중 하나는 제1 및 제2 전극 구조로 구비되고, 다른 제1 기판 및 제2 기판은 전극 구조로 구비되지 않고,
바람직하게는, 제1 기판은 액정 매질과 접촉하는 제1 정렬 층으로 구비되고, 바람직하게는 제2 기판은 액정 매질과 접촉하는 제2 정렬 층으로 구비되고,
바람직하게는, 제1 기판 및 제2 기판은 제1 기판 또는 제2 기판 상에, 바람직하게는 액정 물질의 액적과 기판의 가장자리 사이의 영역에 제공되는 실란트 물질에 의해 고정되거나 함께 접착되고,
바람직하게는, 실란트 물질은, 예를 들어 열 및/또는 광-방사(photoradiation) 노출에 의해, 경화되고,
실란트 물질이 광-방사 노출에 의해 경화되는 경우, 바람직하게는, 광-방사는 액정 매질의 중합성 성분 (A)의 중화를 야기하지 않고/거나 액정 매질이 실란트 물질을 경화하는 데에 사용되는 광-방사로부터, 예를 들어 포토마스크(photomask)에 의해, 보호되도록 선택되고,
바람직하게는, 단계 (c)에서, 전압은 제1 및 제2 전극에 인가된다.
또한, 본 발명은 상기 및 하기에 기술된 중합성 성분 (A) 및 액정 성분 (B)를 포함하는 액정 매질에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 매질의 액정 성분 (B)는 이후 또한 "액정 호스트 혼합물"로도 지칭되고, 바람직하게는, 비중합성인 저분자량 화합물로부터 선택되는 액정 화합물만을 함유하고, 임의적으로 중합 개시제, 억제제 등과 같은 첨가제를 함유한다.
본 발명은 또한 성분 (A)의 중합성 화합물이 중합된, 상기 및 하기에 기술된 액정 매질 또는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 및 하기에 기술된 액정 호스트 혼합물 또는 액정 성분 (B)를 상기 및 하기에 기술된 중합성 성분 (A), 및 임의적으로 추가의 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는, 상기 및 하기에 기술된 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 액정 디스플레이, 특히 PSA 디스플레이에서 액정 매질의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 액정 매질의 PSA 디스플레이에서의 용도, 특히, PSA 디스플레이에서 바람직하게는 전기장 또는 자기장에서 성분 (B)의 중합성 화합물의 동일 반응계 중합에 의해 액정 매질에서의 경사각을 생성하기 위한, 액정 매질을 함유하는 PSA 디스플레이에서의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 하나 이상의 화학식 I의 화합물 또는 본 발명에 따른 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이(이는 특히 PSA 디스플레이임), 특히 바람직하게는 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 기술된 중합성 성분 (A)의 중합에 의해 수득가능한 중합체를 포함하거나, 본 발명에 따른 액정 매질을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이고, 이는 바람직하게는 PSA 디스플레이, 매우 바람직하게는 PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지-VA 또는 PS-TN 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 두 기판 중 하나 이상이 광투과성인 2개의 기판, 각각의 기판 상에 제공된 전극 또는 두 기판 중 하나에만 제공된 2개의 전극, 및 상기 기판들 사이에 위치된, 상기 및 하기에 기술된 하나 이상의 중합성 화합물 및 액정 성분을 포함하는 액정 매질(이때 중합성 화합물은 디스플레이의 기판들 사이에서 중합됨)의 층을 포함하는 PSA 유형의 액정 디스플레이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 및 하기에 기술된 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 액정 매질을 디스플레이의 기판들 사이에 충전하거나 달리 제공하는 단계 및 중합성 화합물을 중합하는 단계를 포함하는, 상기 및 하기에 기술된 액정 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 PSA 디스플레이는, 기판 중 하나 또는 둘 다에 인가되는 2개의 전극, 바람직하게는 투명 층 형태를 갖는다. 일부의 디스플레이, 예컨대 PS-VA, PS-OCB 또는 PS-TN 디스플레이에서, 2개의 기판 각각에 하나의 전극이 인가된다. 다른 디스플레이, 예컨대 PS-포지-VA, PS-IPS, 또는 PS-FFS 또는 PS-UB-FFS 디스플레이에서, 2개의 전극은 2개의 기판 중 단 하나에만 인가된다.
바람직한 양태에서, 상기 중합성 성분은 디스플레이의 전극에 전압이 인가되는 동안 액정 디스플레이에서 중합된다.
상기 중합성 성분의 중합성 화합물은 바람직하게는 광-중합, 매우 바람직하게는 UV 광-중합에 의해 중합된다.
도 1은 본 발명에 따른 디스플레이의 제조를 위해 본 방법에 사용되는 ODF 공정을 예시적이고 개략적으로 도시한다.
달리 언급되지 않는 한, 상기 중합성 화합물은 바람직하게는 비키랄 화합물로부터 선택된다.
본원에 정의된, "보다 빠른 중합 속도" 및 "보다 느린 중합 속도"는, 각각의 화합물이 동일 조건 하, 바람직하게는 액정 매질에서, 규정된 시간 동안, 바람직하게는 30 내지 240초, 매우 바람직하게는 120초, 매우 바람직하게는 실시예에 기술된 조건 하에 중합될 때, 빠른 중합 속도를 갖는 중합성 화합물이 규정된 시간 후에 보다 느린 중합 속도를 갖는 화합물에 비해 적은 양의 비-반응 화합물을 나타냄을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "전극 구조물"은 연속 층, 또는 패턴화된 전극 또는 화소 전극, 또는 전극 배열, 패턴화된 전극 배열 또는 화소 전극 배열일 수 있는 전극 층을 포함한다.
본원에서 사용된 용어 "활성 층" 및 "스위칭가능한 층"은, 전기장 또는 자기장과 같은 외부 자극시 이의 배향을 변화시켜 편광 또는 비편광을 위한 층의 투과율을 변화시키는, 구조적 및 광학적 이방성을 갖는 하나 이상의 분자, 예컨대 액정 분자를 포함하는 전기 광학적 디스플레이, 예컨대 액정 디스플레이 내의 층을 의미한다.
본원에서 사용된 용어 "경사" 또는 "경사각"은, 액정 디스플레이(본원에서 바람직하게는 PSA 디스플레이) 내의 셀의 표면에 대한 액정 매질의 액정 분자의 경사진 정렬을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 본원에서 경사각은 액정 분자의 종방향 분자 축(액정 방향자)과 액정 셀을 형성하는 면-평행 외부 플레이트 표면 사이의 평균 각도(90° 미만)를 나타낸다. 낮은 값의 경사각(즉, 90° 각도로부터 큰 편차)은 본원에서 큰 경사에 해당된다. 경사각을 측정하기에 적합한 방법은 실시예에 주어져 있다. 달리 언급되지 않는 한, 상기 및 하기에 기술된 경사각 값은 이 측정 방법과 관련된다.
본원에서 사용된 용어 "반응성 메소젠" 및 "RM"은 메소젠 또는 액정 골격, 및 이에 부착된 하나 이상의 작용기(이는 중합에 적합하고, 또한 "중합성 기" 또는 "P"로 지칭됨)를 포함하는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
달리 언급되지 않는 한, 본원에서 사용된 용어 "중합성 화합물"은 중합성 단량체 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어 "저분자량 화합물"은, "중합성 화합물" 또는 "중합체"와는 반대로, 단량체이고/이거나 중합 반응에 의해 제조되지 않은 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어 "비중합성 화합물"은 RM의 중합에 일반적으로 적용되는 조건 하에서 중합에 적합한 작용기를 함유하지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
본원에 사용된 용어 "메소젠 기"는, 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있고, 이의 인력 및 반발 상호작용의 이방성으로 인해 액정 상(LC phase)을 저분자량으로 또는 중합체성 물질로 유도하는데 본질적으로 기여하는 기를 의미한다. 메소젠 기를 함유하는 화합물(메소젠 화합물)은 액정 상 그 자체를 반드시 가져야 하는 것은 아니다. 또한 메소젠 화합물이, 다른 화합물과 혼합하고/하거나 중합한 후에만 액정 상 거동을 나타내는 것이 가능하다. 전형적인 메소젠 기는, 예컨대 경질 막대- 또는 디스크-형 유닛이다. 메소젠 화합물 또는 액정 화합물과 관련하여 사용된 용어 및 정의의 개요는 문헌[Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888] 및 [C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 나와있다.
본원에 사용된 용어 "스페이서 기"(이후 또한 "Sp"로도 언급됨)는, 당업자에게 공지되어 있고 예컨대 문헌[Pure Appl. Chem. 2001, 73(5), 888] 및 [C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368]에 기술되어 있다. 본원에 사용된 용어 "스페이서 기" 또는 "스페이서"는, 중합성 메소젠 화합물에서 메소젠 기와 중합성 기를 연결하는 가요성 기, 예컨대 알킬렌 기를 의미한다.
상기 및 하기에서,
상기 및 하기에서 "유기 기"는 탄소 또는 탄화수소 기를 나타낸다.
"탄소 기"는 하나 이상의 탄소 원자를 포함하는 일가 또는 다가의 유기 기를 나타내고, 이때 추가의 원자(예컨대, -C≡C-)를 포함하지 않거나, 임의적으로 하나 이상의 추가의 원자, 예컨대 N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge(예컨대 카본일 등)를 포함한다. 용어 "탄화수소 기"는, 하나 이상의 H 원자 및 임의적으로 하나 이상의 헤테로원자, 예컨대, N, O, S, B, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge를 추가적으로 포함하는 탄소 기를 나타낸다.
"할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 나타낸다.
-CO-, -C(=O)- 및 -C(O)-는 카본일 기, 즉, 
를 나타낸다.
탄소 또는 탄화수소 기는 포화된 기 또는 불포화된 기일 수 있다. 불포화된 기는, 예컨대 아릴, 알켄일 또는 알킨일 기이다. 3개 초과의 탄소 원자를 갖는 탄소 또는 탄화수소 기는 직쇄, 분지형 및/또는 환형일 수 있고 또한 스피로 결합 또는 축합 고리를 함유할 수 있다.
용어 "알킬", "아릴", "헤테로아릴" 등은 또한 다가 기, 예컨대 알킬렌, 아릴렌, 헤테로아릴렌 등을 포괄한다.
용어 "아릴"은 방향족 탄소 기 또는 이로부터 유도된 기를 나타낸다. 용어 "헤테로아릴"은 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유하는 상기 정의된 "아릴"을 나타낸다.
바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 임의적으로 치환되고, 1 내지 40개, 바람직하게는 1 내지 20개, 매우 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄, 분지형 또는 환형의, 알킬, 알켄일, 알킨일, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 및 알콕시카본일옥시; 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시; 또는 5 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 임의적으로 치환된 알킬아릴, 아릴알킬, 알킬아릴옥시, 아릴알킬옥시, 아릴카본일, 아릴옥시카본일, 아릴카본일옥시 및 아릴옥시카본일옥시를 나타내고, 이때 하나 이상의 탄소 원자는 또한 바람직하게는 N, O, S, Se, Te, Si 및 Ge로부터 선택된 헤테로 원자로 대체될 수 있다.
추가의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는 C1-C20 알킬, C2-C20 알켄일, C2-C20 알킨일, C3-C20 알릴, C4-C20 알킬다이엔일, C4-C20 폴리엔일, C6-C20 사이클로알킬, C4-C15 사이클로알켄일, C6-C30 아릴, C6-C30 알킬아릴, C6-C30 아릴알킬, C6-C30 알킬아릴옥시, C6-C30 아릴알킬옥시, C2-C30 헤테로아릴, C2-C30 헤테로아릴옥시이다.
특히 바람직한 것은 C1-C12 알킬, C2-C12 알켄일, C2-C12 알킨일, C6-C25 아릴 및 C2-C25 헤테로아릴이다.
추가의 바람직한 탄소 및 탄화수소 기는, 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다치환되는, 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬을 나타내고, 상기 알킬에서 하나 이상의 비인접한 CH2 기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -C(Rx)=C(Rx)-, -C≡C-, -N(Rx)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있다.
Rx는 바람직하게는 H, F, Cl, CN, 및 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬 쇄, 또는 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴 또는 아릴옥시 기, 또는 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 또는 임의적으로 치환된 헤테로아릴 또는 헤테로아릴옥시 기를 나타내고, 상기 알킬에서 하나 이상의 비인접한 C 원자는 또한 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl로 대체될 수 있다.
바람직한 알킬 기는, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, 사이클로펜틸, n-헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, 사이클로헵틸, n-옥틸, 사이클로옥틸, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, 도데칸일, 트라이플루오로메틸, 퍼플루오로-n-부틸, 2,2,2-트라이플루오로에틸, 퍼플루오로옥틸, 퍼플루오로헥실 등이다.
바람직한 알켄일 기는, 예컨대 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 사이클로펜텐일, 헥센일, 사이클로헥센일, 헵텐일, 사이클로헵텐일, 옥텐일, 사이클로옥텐일 등이다.
바람직한 알킨일 기는, 예컨대 에틴일, 프로핀일, 부틴일, 펜틴일, 헥신일, 옥틴일 등이다.
바람직한 알콕시 기는, 예컨대 메톡시, 에톡시, 2-메톡시-에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, 2-메틸부톡시, n-펜톡시, n-헥속시, n-헵톡시, n-옥톡시, n-노녹시, n-데콕시, n-운데콕시, n-도데콕시 등이다.
바람직한 아미노 기는, 예컨대 다이메틸아미노, 메틸아미노, 메틸페닐아미노, 페닐아미노 등이다.
아릴 및 헤테로아릴 기는 일환형 또는 다환형일 수 있는바, 이들은 하나의 고리(예컨대 페닐), 또는 또한 융합될 수 있는 2개 이상의 고리(예컨대 나프틸), 또는 공유결합될 수 있는 2개 이상의 고리(예컨대 바이페닐)를 함유하거나, 융합되고 결합된 고리의 조합을 함유할 수 있다. 헤테로아릴 기는 바람직하게는 O, N, S 및 Se로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
특히 바람직한 것은, 임의적으로 융합된 고리를 함유하고 임의적으로 치환된, 6 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 아릴 기, 및 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 헤테로아릴 기로 주어진다. 또한 바람직한 것은 5-, 6- 또는 7-원 아릴 및 헤테로아릴 기로 주어지고, 상기 아릴에서 하나 이상의 CH 기는 또한 O 원자 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 N, S 또는 O로 대체될 수 있다.
바람직한 아릴 기는, 예컨대 페닐, 바이페닐, 터페닐, [1,1':3',1"]터페닐-2'-일, 나프틸, 안트라센, 바이나프틸, 페난트렌, 9,10-다이하이드로-페난트렌, 피렌, 다이하이드로피렌, 크리센, 페릴렌, 테트라센, 펜타센, 벤조피렌, 플루오렌, 인덴, 인데노플루오렌, 스피로바이플루오렌 등이다.
바람직한 헤테로아릴 기는, 예컨대 5-원 고리, 예컨대 피롤, 피라졸, 이미다졸, 1,2,3-트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸, 테트라졸, 퓨란, 티오펜, 셀레노펜, 옥사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 1,2,3-옥사다이아졸, 1,2,4-옥사다이아졸, 1,2,5-옥사다이아졸, 1,3,4-옥사다이아졸, 1,2,3-티아다이아졸, 1,2,4-티아다이아졸, 1,2,5-티아다이아졸, 1,3,4-티아다이아졸; 6-원 고리, 예컨대 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 1,3,5-트라이아진, 1,2,4-트라이아진, 1,2,3-트라이아진, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진; 또는 축합 기, 예컨대 인돌, 이소인돌, 인돌리진, 인다졸, 벤즈이미다졸, 벤조트라이아졸, 퓨린, 나프티미다졸, 페난트리미다졸, 피리디미다졸, 피라진이미다졸, 퀸옥살린이미다졸, 벤족사졸, 나프톡사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이속사졸, 벤조티아졸, 벤조퓨란, 이소벤조퓨란, 다이벤조퓨란, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프테리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 아크리딘, 페노티아진, 페녹사진, 벤조피리다진, 벤조피리미딘, 퀸옥살린, 페나진, 나프티리딘, 아자카바졸, 벤조카볼린, 페난트리딘, 페난트롤린, 티에노[2,3b]티오펜, 티에노[3,2b]티오펜, 다이티에노티오펜, 이소벤조티오펜, 다이벤조티오펜, 벤조티아다이아조티오펜, 또는 이들 기의 조합이다.
상기 및 하기에 언급된 아릴 및 헤테로아릴 기는 또한 알킬, 알콕시, 티오알킬, 플루오린, 플루오로알킬 또는 추가 아릴 또는 헤테로아릴 기로 치환될 수 있다.
상기 (비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 둘 다, 포화된 고리, 즉, 오직 단일결합을 함유하는 고리, 및 부분적으로 불포화된 고리, 즉, 또한 다중 결합을 함유할 수 있는 고리를 포괄한다. 헤테로환형 고리는 바람직하게는 Si, O, N, S 및 Se로부터 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.
상기 (비방향족) 지환족 및 헤테로환형 기는 일환형, 즉, 오직 하나의 고리를 함유하는 것(예컨대 사이클로헥산), 또는 다환형, 즉, 다수의 고리를 함유하는 것(예컨대 데카하이드로나프탈렌 또는 바이사이클로옥탄)일 수 있다. 특히 바람직한 것은 포화 기로 주어진다. 바람직한 것은 또한 임의적으로 융합된 고리를 함유하고 임의적으로 치환된, 5 내지 25개의 고리 원자를 갖는 일환형, 이환형 또는 삼환형 기로 주어진다. 또한 바람직한 것은 5-, 6-, 7- 또는 8-원 카보사이클릭 기로 주어지고, 여기서 하나 이상의 탄소 원자는 또한 Si로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 CH 기는 N으로 대체될 수 있고/있거나, 하나 이상의 비인접한 CH2 기는 -O- 및/또는 -S-로 대체될 수 있다.
바람직한 지환족 및 헤테로환형 기는, 예컨대 5-원 기, 예컨대 사이클로펜탄, 테트라하이드로퓨란, 테트라하이드로티오퓨란, 피롤리딘; 6-원 기, 예컨대 사이클로헥산, 실리난, 사이클로헥센, 테트라하이드로피란, 테트라하이드로티오피란, 1,3-다이옥산, 1,3-다이티안, 피페리딘; 7-원 기, 예컨대 사이클로헵탄; 및 융합된 기, 예컨대 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인단, 바이사이클로[1.1.1]펜탄-1,3-다이일, 바이사이클로[2.2.2]옥탄-1,4-다이일, 스피로[3.3]헵탄-2,6-다이일, 옥타하이드로-4,7-메타노인단-2,5-다이일이다.
바람직한 치환기는, 예컨대 용해-촉진 기, 예컨대 알킬 또는 알콕시, 전자-구인성(electron-withdrawing) 기, 예컨대 불소, 니트로 또는 니트릴, 또는 중합체 내에서 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키는 치환기, 특히 벌키(bulky) 기, 예컨대 t-부틸 또는 임의적으로 치환된 아릴 기이다.
이후 또한 "L"로도 지칭되는 바람직한 치환기는, 예를 들어, F, Cl, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(Rx)2, -C(=O)Y1, -C(=O)Rx, -N(Rx)2, 각각 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는, 직쇄 또는 분지형 알킬, 알콕시, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시(여기서 하나 이상의 H 원자는 임의적으로 F 또는 Cl로 치환될 수 있음), 1 내지 20개의 규소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 실릴, 또는 6 내지 25개, 바람직하게는 6 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 임의적으로 치환된 아릴을 나타내고;
Rx는 H, F, Cl, CN, 또는 1 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 직쇄, 분지형 또는 환형 알킬을 나타내고, 상기 알킬에서 하나 이상의 비인접한 CH2-기는 임의적으로 O- 및/또는 S-원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 각각 임의적으로 F, Cl, P- 또는 P-Sp-로 대체될 수 있고;
Y1은 할로겐을 나타낸다.
"비치환된 실릴 또는 아릴"은, 바람직하게는 할로겐, -CN, R0, -OR0, -CO-R0, -CO-O-R0, -O-CO-R0 또는 -O-CO-O-R0로 치환된 것을 의미하고, 이때 R0은 H, 또는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타낸다.
특히 바람직한 치환기 L은, 예컨대 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, 또한 페닐이다.
중합성 기 P는, 중합 반응, 예컨대 자유 라디칼 또는 이온 쇄 중합, 중첨가 또는 중축합, 또는 중합체-유사 반응, 예컨대 주요 중합체 쇄 상에서의 첨가 또는 축합에 적합한 기이다. 특히 바람직한 것은 쇄 중합을 위한 기, 특히 C=C 이중 결합 또는 -C≡C- 삼중 결합을 포함하는 기, 및 개환 중합에 적합한 기, 예컨대, 옥세탄 또는 에폭사이드 기로 주어진다.
바람직한 기 P는, CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-, 
, 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-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3을 나타내고; W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고; W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고; W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고; Phe는 P-Sp-를 제외하고는 상기 정의된 하나 이상의 라디칼 L로 임의적으로 치환된 1,4-페닐렌을 나타내고; k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3은 바람직하게는 1을 나타내고; k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
매우 바람직한 기 P는, CH2=CW1-CO-O-, CH2=CW1-CO-, 
, CH2=CW2-O-, CH2=CW2-, 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-로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 W1은 H, F, Cl, CN, CF3, 페닐, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, F, Cl 또는 CH3을 나타내고; W2 및 W3은 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 특히 H, 메틸, 에틸 또는 n-프로필을 나타내고; W4, W5 및 W6은 각각 서로 독립적으로 Cl, 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 옥사알킬 또는 옥사카본일알킬을 나타내고; W7 및 W8은 각각 서로 독립적으로 H, Cl, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고; Phe는 1,4-페닐렌을 나타내고; k1, k2 및 k3은 각각 서로 독립적으로 0 또는 1을 나타내고, k3은 바람직하게는 1을 나타내고; k4는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
매우 특히 바람직한 기 P는 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-, 
로 이루어진 군으로부터 선택된다.
추가의 바람직한 중합성 기 P는 비닐옥시, 아크릴레이트, 메트아크릴레이트, 플루오로아크릴레이트, 클로로아크릴레이트, 옥세탄 및 에폭사이드로 이루어진 기로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 아크릴레이트 및 메트아크릴레이트로부터 선택된다.
단일결합과 상이한 바람직한 스페이서 기 Sp', 바람직하게는 스페이서 기 Sp는, 개별 라디칼 P-Sp- 또는 P-Sp'-가 화학식 P-Sp"-X"-과 일치하도록 화학식 Sp"-X"으로부터 선택되고, 이때
Sp"은 임의적으로 F, Cl, Br, I 또는 CN으로 일치환 또는 다치환되는, 1 내지 20개, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌을 나타내고, 상기 알킬렌에서 하나 이상의 비인접한 CH2 기는 또한 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -S-, -NH-, -N(R0)-, -Si(R0R00)-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -N(R00)-CO-O-, -O-CO-N(R0)-, -N(R0)-CO-N(R00)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있고;
X"은 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-, -CO-N(R0)-, -N(R0)-CO-, -N(R0)-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 단일결합을 나타내고;
R0 및 R00은 각각 서로 독립적으로 H, 또는 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고;
Y2 및 Y3은 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN을 나타낸다.
X"은 바람직하게는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR0-CO-, -NR0-CO-NR00- 또는 단일결합이다.
전형적인 스페이서 기 Sp, Sp' 및 -Sp"-X"-은, 예컨대 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-CO-O-, -(CH2)p1-O-CO-O-, -(CH2CH2O)q1-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- 또는 -(SiR0R00-O)p1-이고, 여기서 p1은 1 내지 12의 정수이고, q1은 1 내지 3의 정수이고, R0 및 R00은 상기 지시된 의미를 갖는다.
매우 바람직한 기 Sp, Sp' 및 -Sp"-X"-은 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-CO-O-, 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-이고, 여기서 p1은 상기 지시된 의미를 갖고, 상기 기는 O 원자가 서로 직접적으로 인접하지 않도록 중합성 기 P에 연결된다.
특히 바람직한 기 Sp"은, 각각의 경우, 직쇄, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에텐일렌, 프로펜일렌 및 부텐일렌이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양태에서, 화학식 F1 내지 F6, 및 그의 하위-화학식의 화합물은, Sp-P가 Sp(P)s에 상응하도록, s가 2 이상(분지된 중합성 기)이 되도록 치환된 스페이서 기 Sp를 함유한다.
이러한 바람직한 양태에 따른 화학식 F1 내지 F6의 바람직한 화합물은 s가 2인 것, 즉 기 Sp(P)2 또는 Sp'(P)2를 함유하는 화합물이다.
화학식 F1 내지 F6, 및 그의 하위-화학식의 화합물에서, 바람직한 기 Sp(P)2 및 Sp'(P)2는 하기 화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서,
P는 화학식 F6에서 정의된 바와 같고;
알킬은 단일결합 또는, F, Cl 또는 CN으로 단일- 또는 다-치환된 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌이고, 하나 이상의 비-인접 CH2기는 각각 서로 독립적으로 O 및/또는 S 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 C(R0)=C(R0)-, -C≡C-, -N(R0)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, R0은 상기 지시된 의미를 갖고;
aa 및 bb는 각각 서로 독립적으로 0, 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고;
X는 X"에 대하여 지시된 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 O, CO, SO2, O-CO-, CO-O 또는 단일결합이다.
바람직한 스페이서 기 Sp(P)2 및 Sp'(P)2는 화학식 Sp1, Sp2 및 Sp3으로부터 선택된다.
매우 바람직한 스페이서 기 Sp(P)2 및 Sp'(P)2는 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3, 및 그의 하위-화학식의 화합물이 바람직하고, 이때 화합물에 존재하는 모든 중합성 기 P는 동일한 의미를 갖고, 매우 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메트아크릴레이트를 나타낸다.
성분 (A)에 존재하는 화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3의 모든 화합물에 존재하는 모든 중합성 기 P는 동일한 의미를 갖는, 매우 바람직하게는 아크릴레이트 또는 메트아크릴레이트를 나타내는 성분 (A)가 바람직하다.
서로 다른 2개 이상의 중합성 기 P를 포함하는 화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3, 및 그의 하위-화학식의 화합물, 및 하나 이상의 상기 화합물을 포함하는 성분 (A)가 추가로 바람직하다.
기 Sp 중 하나 이상이 단일결합이고, 기 Sp 중 하나 이상은 단일결합이 아닌, 화학식 F1 내지 F6의 화합물이 바람직하다.
모든 기 Sp가 단일결합인, 화학식 F1 내지 F6의 화합물이 추가로 바람직하다.
기 Sp 중 하나 이상이 단일결합이고, 기 Sp 중 하나 이상은 단일결합이 아닌, 화학식 S1 내지 S3의 화합물이 바람직하다.
모든 기 Sp가 단일결합인, 화학식 S1 내지 S3의 화합물이 추가로 바람직하다.
상기 및 하기에 기술된 화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3, 및 그의 하위-화학식의 화합물에서, L 및 L'은 바람직하게는 F, Cl, OCH3, OC2H5, O(CH2)2CH3, OC(CH3)3, OCF3, OCF2H 또는 OCFH2, 매우 바람직하게는 F, Cl OCH3 또는 OCF3, 가장 바람직하게는 F 또는 OCH3을 나타낸다.
바람직하게는, 성분 (A) 중 제1 중합성 화합물은 화학식 F1 내지 F5, 매우 바람직하게는 화학식 F1, F2 및 F3의 화합물로부터 선택된다.
화학식 F1 및 F2의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P, L, Sp, Sp' 및 r은 화학식 F1 내지 F6에 주어진 의미를 갖고, L'은 화학식 F1에 주어진 의미 또는 상기 및 하기에 기술된 L의 바람직한 의미 중 하나를 갖는다.
화학식 F3의 바람직한 화합물은 Ra 및 Rb 중 하나가 P-Sp- 또는 -Sp'(P)2를, 다른 것은 H를 나타내는 것들이다.
화학식 F3의 추가로 바람직한 화합물은 Ra 및 Rb가 둘 다 H를 나타내는 것들이다.
화학식 F3의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P, L, Sp, Sp' 및 r은 화학식 F1 내지 F6에 주어진 의미를 갖는다.
화학식 F3의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P, Sp', L 및 r은 화학식 F1 내지 F6에 주어진 의미를 갖는다.
화학식 F4의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P, Sp, Sp', L 및 r은 화학식 F1 내지 F6에 주어진 의미를 갖는다.
화학식 F5의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P, L 및 r은 화학식 F1 내지 F6에 주어진 의미를 갖는다.
화학식 F6의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P, Sp, Sp', L 및 r은 화학식 F1 내지 F6에 주어진 의미를 갖는다.
바람직하게는, 성분 (A) 중 제2 중합성 화합물은 화학식 S1 및 S2, 매우 바람직하게는 화학식 S1으로부터 선택된다.
화학식 S1의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P 및 Sp'은 화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3에 주어진 의미를 갖고, L'은 화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3에 주어진 의미 중 하나 또는 상기 및 하기에 기술된 L의 바람직한 의미 중 하나를 갖는다.
화학식 S2의 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, P 및 Sp'은 화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3에 주어진 의미를 갖고, L'은 화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3에 주어진 의미 중 하나 또는 상기 및 하기에 기술된 L의 바람직한 의미 중 하나를 갖는다.
하위-화학식 F1a 내지 F6d 및 S1a 내지 S2e의 화합물에서, 바람직하게는, Sp'은 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-를 나타내고, 이때 p1은 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2 또는 3을 나타내고, 상기 기가 2개의 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 중합성 기 P에 연결된다.
화학식 F1a 내지 F6d 및 S1a 내지 S2e의 화합물에서, 바람직하게는, L'은 F이다.
화학식 F1 내지 F6의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
화학식 S1 내지 S3의 매우 바람직한 화합물은 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
본 발명에 따른 액정 매질에서, 액정 호스트 혼합물 또는 상기 및 하기 기술된 성분 (B)의 용도와 함께 중합성 성분 (A)의 용도는 PSA 디스플레이에서 장점이 되는 특성을 야기한다. 특히, 하기 장점 중 하나 이상이 성취될 수 있다:
- 감소된 ODF 얼룩;
- 감소된 잔상;
- UV 및 보다 긴 파장에 대한 훌륭한 흡수;
- RM의 신속하고 완전한 중합;
- 특히 낮은 UV 에너지 및/또는 보다 긴 UV 파장에서의, 작은 전경사각의 신속한 생성
- UV 노출 후 전경사각의 높은 안정성
- UV 노출 및/또는 열처리 후 높은 안정성 및 높은 VHR값
- 높은 복굴절률
- 감소된 점도
- 보다 빠른 응답 시간
본 발명에 따른 액정 매질은 보다 긴 파장의 UV에서 높은 흡수율을 나타내고, 보다 긴 파장의 UV가 중합에 사용될 수 있고, 이는 디스플레이 제조 방법에 유리하다.
1, 2 또는 3개, 바람직하게는 1개의 화학식 F1 내지 F8의 중합성 성분, 및 1, 2 또는 3개, 바람직하게는 1개의 화학식 S1 내지 S3의 중합성 성분을 포함하는 액정 매질이 특히 바람직하다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 F1 내지 F8의 화합물은 0.005 내지 0.05%, 매우 바람직하게는 0.005 내지 0.03%, 가장 바람직하게는 0.005 내지 0.02%이다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 S1 내지 S3의 화합물은 0.1 내지 1.0%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 0.5%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 0.4%이다.
PSA 디스플레이의 제조를 위해, 액정 매질에 함유된 중합성 화합물은, 임의적으로 전압을 전극에 인가시키면서 액정 디스플레이의 기판들 사이의 액정 매질 내에서 동일 반응계 중합에 의해 (하나의 화합물이 2개 이상의 중합성 기를 포함하는 경우) 중합되거나 가교결합된다.
본 발명에 따른 PSA 디스플레이의 구조는 처음에 인용된 선행 기술에 기술된 PSA 디스플레이에 대한 보통의 기하학과 상응한다. 돌출부가 없는 기하학 구조, 특히 컬러 필터 측면 상의 전극이 비구조화되고 TFT 측면 상의 전극만이 슬롯을 갖는 것이 바람직하다. PS-VA 디스플레이에 특히 적합하고 바람직한 전극 구조는, 예컨대 US 2006/0066793 A1에 기술되어 있다.
본 발명의 바람직한 PSA 유형 액정 디스플레이는 하기를 포함한다:
- 픽셀 영역을 한정하는 픽셀 전극(이때 상기 픽셀 전극은 각각의 픽셀 영역에 배치된 스위칭 요소에 연결되고 임의적으로 마이크로-슬릿 패턴을 포함함) 및 임의적으로 상기 픽셀 전극에 배치된 제 1 정렬 층을 포함하는, 제 1 기판;
- 제 1 기판을 마주하는 제 2 기판의 전체에 배치될 수 있는 공통 전극 층, 및 임의적으로 제 2 정렬 층을 포함하는, 제 2 기판;
- 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 배치되고 상기 및 하기에 기술된 중합성 성분 (A) 및 액정 성분 (B)를 포함하는 액정 매질(이때 상기 중합성 성분 (A)는 바람직하게는 중합됨)을 포함하는, 액정 층.
제 1 정렬 층 및/또는 제 2 정렬 층은 액정 층의 액정 분자의 정렬 방향을 조절한다. 예를 들어, PS-VA 디스플레이에서, 상기 정렬 층은 액정 분자 호메오트로픽(또는 수직) 정렬(즉, 표면에 수직) 또는 경사진 정렬을 부여하도록 선택된다. 이러한 정렬 층은 예를 들어 폴리이미드를 포함할 수 있고, 이는 또한 러빙될 수 있거나, 또는 광정렬 방법에 의해 제조될 수 있다.
ODF 제조 방법을 사용함으로써 본 발명에 따른 PSA 액정 디스플레이를 제조하는 방법은 도 1에 예시적이고 개략적으로 도시된다. 제1 단계(a)에서, 액정 매질의 액적 배열(2)은 액정 디스플레이 유리 기판 중 하나 상에 배분되고, 실란트 물질은 경계 영역(3)에서 액정 액적과 기판(1)의 가장자리 사이에 제공된다. 제2 단계 (b)에서, 진공 조립 작업대에서 대응하는 유리 기판 (4)가 기판 (1)에 커플링되고 고정되어 액정 액적(2)이 2개의 기판(1 및 4) 사이에 도포되고 연속적인 층을 형성하도록 작용한다. 이어서, 액정 매질의 중합성 성분 (A)는, 예를 들어 UV 광-중합에 의해 중합된다(도시되지 않음).
예를 들어 액적 배분 및 기판 커플링 동안의 상이한 유동 역학에 의해 야기될 수 있는 ODF 얼룩이, 액정 매질(2)이 상기 및 하기에 기술된 중합성 성분 (A)를 함유하는 경우, 상당히 감소되는 것이 관찰되었다.
ODF에 의해 PSA 디스플레이를 제조하는 본 발명에 따른 제조 방법은 하기 단계를 포함한다:
(a) 상기 및 하기에 기술된 성분 (A) 및 (B)를 포함하는 액정 매질의 액적(2)의 배열을 제1 기판(1), 바람직하게는 유리 기판 상에 배분하는 단계;
(b) 제2 기판(4)을 액정 매질로 덮인 제1 기판(1)의 표면 최상부에, 바람직하게는 진공 조건 하에, 제공하여 액정 매질의 액적(2)이 제1 기판(1)과 제2 기판(4) 사이에 도포되어 연속층을 형성하도록 하는 단계(이때 제1 기판(1)은 제1 전극 구조로 구비되고, 제2 기판(4)은 제2 전극 구조로 구비되거나, 다르게는, 제1 기판 및 제2 기판 중 하나는 제1 및 제2 전극 구조로 구비되고, 다른 제1 기판 및 제2 기판(1 및 4)은 전극 구조로 구비되지 않음); 및
(c) 바람직하게는 제1 전극 및 제2 전극에 전압을 인가하는 동안, 액정 매질(2)을 성분 (A)의 중합성 화합물의 광-중합을 야기하는 UV 방사에 노출시키는 단계.
바람직하게는, 제1 기판(1)은 액정 매질과 접촉하는 제1 정렬 층으로 구비된다. 추가로 바람직하게는, 제2 기판(4)은 액정 매질과 접촉하는 제2 정렬 층으로 구비된다.
바람직하게는, 제1 기판(1) 및 제2 기판(4)은 제1 기판(1) 및/또는 제2 기판(4) 상에, 또는 제1 기판(1)과 제2 기판(4) 사이에, 바람직하게는 액정 물질의 액적(2)과 각각의 기판(1 및 4)의 가장자리 사이에 제공되는 실란트 물질(3)에 의해 고정되거나 함께 접착된다.
바람직하게는, 실란트 물질(3)은, 예를 들어 열 및/또는 광-방사 노출에 의해, 경화된다. 실란트 물질(3)이 광-방사 노출에 의해 경화되는 경우, 바람직하게는, 광-방사는 액정 매질의 중합성 성분 (A)의 중화를 야기하지 않도록 선택되고/거나 액정 매질은 실란트 물질(3) 경화에 사용되는 광-방사로부터, 예를 들어 포토마스크에 의해 보호된다.
상기 PSA 디스플레이는 추가의 요소, 예컨대 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 부동태 층, 광학 지연 층, 개별적인 픽셀을 어드레싱하기 위한 트랜지스터 요소 등을 포함할 수 있고, 이들 모두는 당업자에게 널리 공지되어 있고, 독창적인 기술 없이도 사용될 수 있다.
전극 구조는 개별적인 디스플레이 유형에 따라 당업자에 의해 고안될 수 있다. 예를 들어, PS-VA 디스플레이의 경우, 2개, 4개 또는 그 이상의 상이한 경사 정렬 방향을 만들기 위해 슬릿 및/또는 범프 또는 돌출부를 갖는 전극을 제공함으로써, 액정 분자의 다중-도메인 배향을 유도할 수 있다.
중합시, 성분 (A)의 중합성 화합물은 가교결합된 중합체를 형성하고, 이는 액정 매질 내의 액정 분자의 특정 선경사를 유발한다. 특정 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 중합성 화합물에 의해 형성된 가교결합된 중합체의 적어도 일부는 액정 매질로부터 상-분리되거나 침전되고 기판 또는 전극 상의 중합체 층, 또는 이에 제공되는 정렬 층을 형성하는 것으로 여겨진다. 현미경 측정 데이타(예컨대 SEM 및 AFM)는 형성된 중합체의 적어도 일부가 액정/기판 계면에 축적됨을 입증하였다.
성분 (A)의 중합성 화합물의 중합은 하나의 단계로 수행될 수 있다. 또한 먼저 제 1 단계에서 선경사각을 제공하기 위해 임의적으로 전압을 인가하면서 중합을 수행하고, 이후 제 2 중합 단계에서 제 1 단계에서 반응하지 않은 화합물을 전압을 인가하지 않고 중합시키거나 가교결합시키는 것도 가능하다("최종 경화").
적합하고 바람직한 중합 방법은, 예를 들어, 열중합 또는 광중 합, 바람직하게는 광-중합, 특히 UV 유도된 광-중합이고, 이는 중합성 화합물을 UV 방사선에 노출시켜 성취할 수 있다.
임의적으로 하나 이상의 중합 개시제를 액정 매질에 가한다. 중합에 적합한 조건 및 개시제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있다. 자유 라디칼 중합에 적합한 것은, 예컨대 시바 아게(Ciba AG)에 의해 시판중인 광개시제 이르가큐어(Irgacure)651(등록상표), 이르가큐어184(등록상표), 이르가큐어907(등록상표), 이르가큐어189(등록상표), 이르가큐어369(등록상표) 또는 다로큐어(Darocure)1173(등록상표)이다. 중합 개시제가 사용되는 경우, 이의 비율은 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%이다.
성분 (A)에 사용되는 중합성 화합물은 또한 개시제 없이도 중합에 적합하고, 이는 상당한 장점이 수반되어, 예컨대 재료비가 더 적게 들고 특히 개시제 또는 이의 분해 산물의 가능한 잔여량에 의한 액정 매질의 오염이 더 적다. 따라서 중합은 또한 개시제를 첨가하지 않고도 수행될 수 있다. 따라서, 바람직한 양태에서, 상 기 액정 매질은 중합 개시제를 함유하지 않는다.
액정 매질은 또한 예컨대 저장 또는 수송 동안 RM의 원치않는 자발적인 중합을 방지하기 위해 하나 이상의 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제의 적합한 유형 및 양은 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술되어 있다. 특히 적합한 것은, 예컨대 이르가녹스(Irganox(등록상표)) 시리즈(시바 아게), 예컨대 이르가녹스(등록상표) 1076으로 시판중인 안정화제이다. 안정화제가 사용되는 경우, RM 또는 중합성 성분(성분 (A)의 총 양을 기준으로 이의 비율은, 바람직하게는 10 내지 500,000 ppm, 특히 바람직하게는 50 내지 50,000 ppm이다.
화학식 I의 중합성 화합물은 특히, 하기 특징 중 하나 이상을 포함하는 PSA 디스플레이를 제조하는 방법에서 우수한 UV 흡수를 보여주고, 따라서 그러한 방법에 특히 적합하다:
- 중합성 매질은 디스플레이 내에서 2-단계 과정, 즉, 경사각을 발생시키기 위한 제 1 UV 노출 단계(UV-1 단계) 및 중합을 완료시키기 위한 제 2 UV 노출 단계(UV-2 단계)에서 UV 광에 노출됨;
- 중합성 매질은 절전 UV 램프(또한 "그린 UV 램프"로도 공지됨)에 의해 발생된 디스플레이 내에서 UV 광에 노출된다. 이러한 램프는 300 내지 380 nm의 이의 흡수 스펙트럼에서 상대적으로 낮은 강도(통상적인 UV-1 램프의 1/100 내지 1/10)를 특징으로 하고, 바람직하게는 UV-2 단계에서 사용되지만, 임의적으로 또한 높은 강도를 피하는 것이 상기 방법에 필요한 경우 UV-1 단계에서 사용됨; 및
- 상기 중합성 매질은 디스플레이 내에서 PS-VA 공정에서 짧은 UV 광 노출을 피하기 위해, 더 긴 파장, 바람직하게는 340 nm 또는 그 이상으로 이동하는 조사 스펙트럼으로 UV 램프에 의해 발생되는 UV 광에 노출됨.
더 낮은 강도, 및 더 긴 파장으로의 UV 이동 둘 다를 사용하여, UV 광에 의해 야기될 수 있는 손상으로부터 유기 층을 보호한다.
본 발명의 바람직한 양태는 하기 특징 중 하나 이상을 포함하는, 상기 및 하기에 기술된 PSA 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다:
- 중합성 액정 매질은 디스플레이 내에서 2-단계 과정, 즉, 경사각을 발생시키기 위한 제 1 UV 노출 단계(UV-1 단계) 및 중합을 완료하기 위한 제 2 UV 노출 단계(UV-2 단계)에서 UV 광에 노출된다,
- 중합성 액정 매질은, 바람직하게는 UV-2 단계에서 사용되고 임의적으로 또한 UV-1 단계에서 사용되는, 300 내지 380 nm의 파장 범위에서 0.5 mW/cm2 내지 10 mW/cm2의 강도를 갖는 UV 램프에 의해 발생된 UV 광에 노출된다,
- 중합성 액정 매질은 340 nm 이상, 바람직하게는 400 nm 이하의 파장을 갖는 UV 광에 노출된다.
상기 바람직한 방법은, 각각의 바람직한 파장을 갖는 UV 광에 대해 실질적으로 투과성이고 각각의 바람직하지 않은 파장을 갖는 광을 실질적으로 차단하는, 예컨대 바람직한 UV 램프를 사용하거나 대역 필터(band pass filter) 및/또는 컷오프 필터(cut-off filter)를 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 300 내지 400 nm의 파장 λ의 UV 광을 사용하는 조사가 바람직한 경우, UV 노출은 파장 300 nm < λ < 400 nm에 실질적으로 투과성인 광대역 필터를 사용하여 수행될 수 있다. 340 nm 초과의 파장 λ의 UV 광을 사용하는 조사가 바람직한 경우, UV 노출은 340 nm 초과의 파장 λ에 실질적으로 투과성인 컷오프 필터를 사용하여 수행될 수 있다.
"실질적으로 투과성인"은 필터가 원하는 파장의 입사광의 실질적인 부분, 바람직하게는 50% 이상의 강도를 통과시키는 것을 의미한다. "실질적으로 차단하는"은 필터가 원치않는 파장의 입사광의 실질적인 부분, 바람직하게는 50% 이상의 강도를 통과시키지 않는 것을 의미한다. "원하는(원치않는) 파장"은, 예컨대 대역 필터의 경우, 주어진 λ 값 범위의 내에(외에) 있는 파장을 의미하고, 컷오프 필터의 경우, 주어진 λ 값의 초과(미만)의 파장을 의미한다.
상기 바람직한 방법은 더 긴 UV 파장을 사용하여 디스플레이의 제조를 가능하게 하고, 이로써 짧은 UV 광 성분의 위험하고 해로운 영향을 감소시키거나 심지어 피하게 한다.
UV 조사 에너지는 생산 공정 조건에 따라 바람직하게는 6 내지 100 J이다.
바람직하게는 본 발명에 따른 액정 매질은 상기 및 하기에 기술된 중합성 성분 (A) 및 액정 성분 (B)(또는 액정 호스트 혼합물)로 본질적으로 이루어진다. 그러나, 액정 매질은 추가로, 바람직하게는 비제한적으로 공단량체, 키랄 도판트, 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 계면활성제, 습윤제, 윤활제, 분산제, 소수성화제, 접착제, 유동 개선제, 소포제, 탈기제, 희석제, 반응 희석제, 보조제, 착색제, 안료, 염료 및 나노입자를 포함하는 목록으로부터 선택된 하나 이상의 추가 성분 또는 첨가제를 포함할 수 있다.
바람직한 것은 중합성 성분 (A)가 화학식 F1 내지 F2 화합물로부터 선택된 하나 이상의 중합성 화합물 및 화학식 S1 내지 S3으로부터 선택된 하나 이상의 중합성 화합물로만 이루어진 액정 매질이다.
바람직하게는, 액정 매질 내의 전체 중합성 성분 (A)의 비율은 0 초과 5% 이하, 매우 바람직하게는 0 초과 1% 이하, 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.5%이다.
바람직하게는, 액정 매질 내의 액정 성분 (B)의 비율은 95 내지 100% 미만, 매우 바람직하게는 99 내지 100% 미만이다.
본 발명에 따른 액정 매질은, 상기 기술된 중합성 성분 (A) 이외에, 액정 성분 (B), 또는 비중합성인 저분자량 화합물로부터 선택된 하나 이상의, 바람직하게는 2개 이상의 액정 화합물을 포함하는 액정 호스트 혼합물을 포함한다. 이러한 액정 성분은 중합성 화합물의 중합에 적용되는 조건 하에서 중합 반응에 안정하고/하거나 비-반응성이도록 선택된다.
이러한 화합물의 예는 하기에 나타낸 화합물이다.
바람직한 것은 액정 성분 (B), 또는 액정 호스트 혼합물이 네마틱 액정 상을 갖고, 바람직하게는 키랄 액정 상을 갖지 않는 액정 매질로 주어진다.
또한, 바람직한 것은, 비키랄 중합성 화합물이고, 성분 (A) 및/또는 (B)의 화합물이 비키랄 화합물로 이루어진 군으로만 선택되는 액정 매질로 주어진다.
상기 액정 성분 (B), 또는 액정 호스트 혼합물은 바람직하게는 네마틱 액정 혼합물이다.
바람직한 양태에서, 액정 매질은, 음의 유전 이방성을 갖는 화합물에 기초한, 액정 성분 B) 또는 액정 호스트 혼합물을 함유한다. 이런 액정 매질은 PS-VA 및 PS-UB-FFS 디스플레이에서 사용하기에 특히 적합하다. 이런 액정 매질의 특히 바람직한 양태는 하기 섹션 a) 내지 z4)의 것들이다:
a) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식 CY 및 PY의 화합물로부터 선택되는 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
b는 0 또는 1을 나타내고,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있다), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시이고,
Zx 및 Zy는 각각 서로 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일결합, 바람직하게는 단일결합을 나타내고,
L1 내지 L4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는, L1 및 L2는 둘다 F를 나타내거나, L1 및 L2 중 하나가 F를 나타내고 다른 것은 Cl을 나타내고, L3 및 L4는 F를 나타내거나, L3 및 L4 중 하나가 F를 나타내고 다른 것은 Cl을 나타낸다.
화학식 CY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타낸다.
알켄일은 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 나타낸다.
화학식 CY2, CY8, CY10 및 CY16로부터 선택되는 화합물, 매우 바람직하게는 화학식 CY2 및 CY10의 것들이 특히 바람직하다.
화학식 PY의 화합물은 바람직하게는 하기의 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타낸다.
알켄일은 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 나타낸다.
화학식 PY2, PY8, PY10 및 PY16, 매우 바람직하게는 PY2 및 PY10의 화합물로부터 선택되는 화합물이 특히 바람직하다.
바람직하게는, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하나 이상의 PY2의 화합물을, 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 매우 바람직하게는 8 내지 20 중량% 포함한다.
b) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 알켄일 기를 포함하는 하나 이상의 메소젠 화합물 또는 액정 화합물을 포함하고(이후로 "알켄일 화합물"로도 지칭됨), 이때 상기 알켄일 기는 액정 매질 중 함유된 중합성 화합물의 중합에 사용되는 조건 하에서의 중합 반응에 안정한, 액정 매질.
바람직하게는, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 화학식 AN 내지 AY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 알켄일 기를 포함한다:
상기 식에서,
RA1은 2 내지 9개의 탄소 원자를 나타내거나, 고리 X, Y 및 Z 중 하나 이상이 사이클로헥센일렌을 나타내는 경우 또한 하기 RA2의 의미 중 하나를 나타내고;
RA2는 1 또는 2개의 비인접한 CH2 기가 또한 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있는 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고;
Zx는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O-, 또는 단일결합, 바람직하게는 단일결합을 나타내고;
L1 내지 L4는 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2H, 바람직하게는 H, F 또는 Cl을 나타내고;
x는 1 또는 2를 나타내고;
z는 0 또는 1을 나타낸다.
화학식 AN 및 AY의 바람직한 화합물은, RA2가 에텐일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일, 헥센일 및 헵텐일로부터 선택된 화합물이다.
바람직한 양태에서, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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 나타낸다.
바람직하게는, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 화학식 AN1, AN2, AN3 및 AN6의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 매우 바람직하게는 하나 이상의 화학식 AN1의 화합물을 포함한다.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 AN의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
m은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고;
i는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고;
Rb1은 H, CH3 또는 C2H5를 나타낸다.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:
화학식 AN1a2 및 AN1a5의 화합물이 가장 바람직하다.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 AY의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
(O)는 O 원자 또는 단일결합을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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 나타낸다.
또 다른 바람직한 양태에서, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화학식 AY의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
m 및 n은 각각 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타내고;
알켄일은 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 나타낸다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 AN 및 AY의 화합물의 비율은 2 내지 70중량%, 매우 바람직하게는 5 내지 60 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 50 중량%이다.
바람직하게는, 액정 매질 또는 액정 호스트 혼합물은 화학식 AN 및 AY의 화합물로부터 선택되는 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화합물을 함유한다.
화학식 AN 및/또는 AY의 알켄일 화합물의 첨가는 액정 매질의 점도 및 응답 시간을 감소시킨다.
c) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하위-화학식의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고, 이때 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -O-CO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고;
Zy는 -CH2CH2-,-CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일결합, 바람직하게는 단일결합을 나타낸다.
화학식 ZK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일은 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 나타낸다.
화학식 ZK1의 화합물이 특히 바람직하다.
특히 바람직한 화학식 ZK의 화합물은 하기 하위-화학식들로부터 선택된다:
상기 식에서, 프로필, 부틸 및 펜틸 기는 직쇄 기이다.
화학식 ZK1a의 화합물이 가장 바람직하다.
d) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서, 개별 라디칼은, 각각의 경우에, 동일하거나 상이하게, 하기 의미를 갖는다:
R5 및 R6는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는, O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있다), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고;
e는 1 또는 2를 나타낸다.
화학식 DK의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일은 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일은 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 나타낸다.
e) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 포함하는 액정 매질:
상기 식에서,
를 나타내되, 하나 이상의 고리 F는 사이클로헥실렌과 상이하고;
f는 1 또는 2를 나타내고;
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 이때 1 또는 2개의 비인접한 CH2 기는 또한 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
Zx는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일결합, 바람직하게는 단일결합을 나타내고;
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F, 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는 라디칼 L1 및 L2 둘 다는 F를 나타내거나, 라디칼 L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고 다른 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 LY의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R1은 상기 지시된 의미를 갖고;
알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고,
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타내고;
v는 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
R1은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일, 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-를 나타낸다.
특히 바람직하게는, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하나 이상의 화학식 LY10의 화합물을 포함한다.
성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:
상기 식에서,
알킬은 C1-6-알킬을 나타내고,
Lx는 H 또는 F를 나타내고,
X는 F, Cl, OCF3, OCHF2 또는 OCH=CF2를 나타낸다.
특히 바람직한 것은 X가 F를 나타내는 화학식 G1의 화합물로 주어진다.
g) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R5는 R1에 대하여 상기 지시된 의미 중 하나를 갖고;
알킬은 C1-6-알킬을 나타내고;
d는 0 또는 1을 나타내고;
z 및 m은 각각 서로 독립적으로 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
이들 화합물에서 R5은 특히 바람직하게는 C1-6-알킬 또는 C1-6-알콕시 또는 C2-6-알켄일이고, d는 바람직하게는 1이다. 본 발명에 따른 액정 매질은 바람직하게는 상기 언급된 화학식의 하나 이상의 화합물을 5 중량% 이상의 양으로 포함한다.
h) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바이페닐 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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 나타낸다.
액정 호스트 혼합물 중의 화학식 B1 내지 B3의 바이페닐의 비율은 바람직하게는 3 중량% 이상, 특히 5 중량% 이상이다.
화학식 B2의 화합물이 특히 바람직하다.
화학식 B1 내지 B3의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬*는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼을 나타낸다.
본 발명에 따른 매질은 특히 바람직하게는 화학식 B1a 및/또는 B2c의 하나 이상의 화합물을 포함한다.
i) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 터페닐 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R5 및 R6은 각각 서로 독립적으로 상기 지시된 의미를 갖고;
화학식 T의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
R은 각각 서로 독립적으로 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타내고;
R*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고,
m은 1 내지 6의 정수를 나타낸다.
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 나타낸다.
R은 바람직하게는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시 또는 펜톡시를 나타낸다.
본 발명에 따른 액정 호스트 혼합물은 바람직하게는 화학식 T 및 바람직한 그의 하위-화학식의 터페닐을 0.5 내지 30 중량%, 특히 1 내지 20 중량% 포함한다.
화학식 T1, T2, T3, T5 및 T21, 특히 화학식 T1, T2 및 T5의 화합물이 매우 바람직하다. 이러한 화합물에서, R은 바람직하게는 각각 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬 및 알콕시를 나타낸다.
터페닐은 바람직하게는 본 발명에 따른 액정 매질에 혼합물의 Δn값이 0.1 이상이어야 하는 경우에 사용된다. 바람직한 액정 매질은 2 내지 20 중량%의 하나 이상의 화학식 T, 바람직하게는 화학식 T1 내지 T24의 화합물로부터 선택되는 터페닐 화합물을 포함한다.
k) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 쿼터페닐 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
RQ는 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알킬옥시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이고, 이들 모두는 임의로 불화되고;
XQ는 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일 옥시이고;
LQ1 내지 LQ6는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이되, LQ1 내지 LQ6 중 하나 이상은 F이다.
화학식 Q의 바람직한 화합물은 RQ가 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 매우 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸인 것들이다.
화학식 Q의 바람직한 화합물은 LQ3 및 LQ4가 F인 것들이다. 화학식 Q의 추가로 바람직한 화합물은 LQ3, LQ4, 및 LQ1 및 LQ2 중 1 또는 2개가 F인 것들이다.
화학식 Q의 바람직한 화합물은 XQ가 F 또는 OCF3, 매우 바람직하게는 F를 나타내는 것들이다.
화학식 Q의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, RQ는 상기 및 하기에 주어진 바람직한 의미를 갖고, 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸이다.
화학식 Q1, 특히 RQ가 n-프로필인 것들이 특히 바람직하다.
바람직하게는, 액정 호스트 혼합물 중 화학식 Q의 화합물의 비율은 0 초과 내지 5 중량%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%이다.
바람직하게는, 액정 호스트 혼합물은 1 내지 5개, 바람직하게는 1 또는 2개의 화학식 Q의 화합물을 함유한다.
화학식 Q의 화합물의 쿼터페닐의 액정 호스트 혼합물로의 첨가는 ODF 얼룩 감소를 가능하게 한편, 높은 UV 흡수를 유지하고, 신속하고 완전한 중합을 가능하게 하고, 강력하고 신속한 경사각 생성을 가능하게 하고, 액정 매질의 UV 안정성을 증가시킨다.
또한, 양의 유전 이방성을 갖는 화학식 Q의 화합물의 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질로의 첨가는 유전 상수 ε|| 및 ε⊥값의 보다 나은 제어를 가능하게 하고, 특히 높은 유전 상수 ε||을, 유전 이방성 Δε 상수를 유지하는 한편, 성취하게 함으로써, 킥-백 전압(kick-back voltage)을 감소시키고 잔상을 감소시킨다.
l) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식 C의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
RC는 1 내지 9개의 C 원자를 갖는 알킬, 알콕시, 옥사알킬 또는 알콕시알킬, 또는 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이고, 이들 모두는 임의로 불화되고;
XC는 F, Cl, 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 할로겐화된 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 알켄일 또는 알켄일옥시이고;
LC1 및 LC2는 각각 서로 독립적으로 H 또는 F이되, LC1 및 LC2 중 하나 이상은 F이다.
화학식 C의 바람직한 화합물은 RC가 2 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬, 매우 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸인 것들이다.
화학식 C의 바람직한 화합물은 LC1 및 LC2가 F인 것들이다.
화학식 C의 바람직한 화합물은 XC가 F 또는 OCF3, 매우 바람직하게는 F인 것들이다.
화학식 C의 바람직한 화합물은 하기 화학식으로부터 선택된다:
상기 식에서, RC는 화학식 C의 의미중 하나 또는 그의 상기 및 하기에 주어진 바람직한 의미 중 하나를 갖고, 바람직하게는 에틸, n-프로필 또는 n-부틸, 매우 바람직하게는 n-프로필이다.
바람직하게는, 액정 호스트 혼합물 중 화학식 C의 화합물의 비율은 0 초과 내지 10 중량%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 8 중량%, 가장 바람직하게는 0.2 내지 5 중량%이다.
바람직하게는, 액정 호스트 혼합물은 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 C의 화합물을 함유한다.
양의 유전 이방성을 갖는 화학식 C의 화합물의 음의 유전 이방성을 갖는 액정 매질로의 첨가는 유전 상수 ε|| 및 ε⊥값의 보다 나은 제어를 가능하게 하고, 특히 높은 유전 상수 ε||을, 유전 이방성 Δε 상수를 유지하는 한편, 성취하게 함으로써, 킥-백 전압을 감소시키고 잔상을 감소시킨다. 또한, 화학식 C의 화합물의 첨가는 액정 매질의 점도 및 응답 시간을 감소시킴을 가능하게 한다.
m) 성분 (B) 및 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R1 및 R2는 상기에 지시된 의미를 갖고, 바람직하게는 각각 서로 독립적으로, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타낸다.
바람직한 매질은 화학식 O1, O3 및 O4의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
n) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 화합물을 바람직하게는 3 중량% 초과, 특히 5 중량% 이상, 매우 특히 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 양으로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
를 나타내고;
R9는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타내고;
(F)는 임의의 불소 치환기를 나타내고;
q는 1, 2 또는 3을 나타내고;
R7은 R1에 대해 지시된 의미 중 하나를 갖는다.
특히 바람직한 화학식 FI의 화합물은 하기 하위-화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R7은 바람직하게는 직쇄 알킬을 나타내고;
R9는 CH3, C2H5 또는 n-C3H7을 나타낸다.
특히 바람직한 것은 화학식 FI1, FI2 및 FI3의 화합물이다.
o) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R8은 R1에 대하여 지시된 의미를 갖고;
알킬은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타낸다.
p) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은, 예컨대 하기 화학식으로 이루어진 군으로부터 선택된, 테트라하이드로나프틸 또는 나프틸 단위를 포함하는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함한다:
상기 식에서,
R10 및 R11은 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때 1 또는 2개의 비인접한 CH2 기는 또한 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있다), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
R10 및 R11은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시, 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일을 나타내고;
Z1 및 Z2는 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 단일결합을 나타낸다.
q) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 다이플루오로다이벤조크로만 및/또는 크로만을 바람직하게는 3 내지 20 중량%, 특히 3 내지 15 중량%의 양으로 추가로 포함한다:
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 R11에 대해 상기 기술된 의미 중 하나를 갖고;
고리 M은 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 1,4-페닐렌이고;
Zm은 -C2H4-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고;
c는 0, 1 또는 2이다.
특히 바람직한 화학식 BC, CR 및 RC의 화합물은 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타내고;
c는 1 또는 2이고;
알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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 나타낸다.
매우 특히 바람직한 것은 화학식 BC-2의 화합물을 1, 2 또는 3개 포함하는 액정 호스트 혼합물로 주어진다.
r) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식들의 플루오르화된 페난트렌 및/또는 다이벤조퓨란을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 R11에 대하여 상기 기술된 의미 중 하나를 갖고;
b는 0 또는 1을 나타내고;
L은 F를 나타내고;
r은 1, 2 또는 3을 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 PH 및 BF의 화합물은 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
R 및 R'은 각각 서로 독립적으로 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 또는 알콕시 라디칼을 나타낸다.
바람직하게는, 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물은 하기 화학식 BF1, 바람직하게는 하위-화학식 BF1a의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다:
상기 식에서,
알킬은 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
(O)는 산소 원자 또는 단일결합을 나타낸다. 기 (O) 2개 모두가 산소 원자를 나타내고, 알킬이, 바람직하게는 직쇄인, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 또는 헥실인, BF1a의 화합물이 매우 바람직하다.
바람직하게는, 액정 매질 중 화학식 BF1 또는 B1Fa의 화합물의 비율은 0.5 내지 20%, 매우 바람직하게는 0.5 내지 10%, 가장 바람직하게는 1 내지 5%이다.
바람직하게는, 액정 매질은 1 내지 5개, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 BF1 또는 BF1a의 화합물을 함유한다.
s) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상의 하기 화학식의 일환형 화합물을 추가로 포함하는, 액정 매질:
상기 식에서,
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬(이때, 1 또는 2개의 비인접한 CH2 기는 또한 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있다), 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고,
L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다.
바람직하게는 L1 및 L2 둘 다는 F를 나타내거나, L1 및 L2 중 하나는 F를 나타내고 다른 하나는 Cl을 나타낸다.
화학식 Y의 화합물은 바람직하게는 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알킬 및 알킬*는 각각 서로 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬 라디칼을 나타내고;
알콕시는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알콕시 라디칼을 나타내고;
알켄일 및 알켄일*는 각각 서로 독립적으로 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알켄일 라디칼을 나타내고;
O는 산소 원자 또는 단일결합을 나타낸다.
알켄일 및 알켄일*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 나타낸다.
특히 바람직한 화학식 Y의 화합물은 하기 하위-화학식들로 이루어진 군으로부터 선택된다:
상기 식에서,
알콕시는 바람직하게는 3, 4, 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알콕시를 나타낸다.
t) 상기 및 하기에 기술된 중합성 화합물 외에는 말단 비닐옥시 기(-O-CH=CH2)를 함유하는 화합물을 함유하지 않는 액정 매질.
u) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY1, CY2, PY1 및/또는 PY2의 화합물을 포함하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물을 전부로 하여 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 70%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이러한 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다).
v) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 8개, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 CY9, CY10, PY9 및/또는 PY10의 화합물을 포함하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물을 전부로 하여 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 5 내지 60%, 특히 바람직하게는 10 내지 35%이다. 이러한 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다).
w) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 1 내지 10개, 바람직하게는 1 내지 8개의 화학식 ZK의 화합물, 특히 화학식 ZK1, ZK2 및/또는 ZK6의 화합물을 포함하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물을 전부로 하여 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 3 내지 25%, 특히 바람직하게는 5 내지 45%이다. 이러한 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에 2 내지 20%이다).
x) 액정 호스트 혼합물 전체 중 화학식 CY, PY 및 ZK의 화합물의 비율이 70% 초과, 바람직하게는 80% 초과인, 액정 매질.
y) 액정 호스트 혼합물이, 바람직하게는 화학식 AN 및 AY의 화합물로부터 선택되는, 매우 바람직하게는 화학식 AN1, AN3 및 AN6, 가장 바람직하게는 화학식 AN1a, AN3a 및 AN6a의 화합물로부터 선택되는, 알켄일 기를 함유하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물 중 상기 화합물의 농도는 바람직하게는 2 내지 70%, 매우 바람직하게는 3 내지 55%이다).
z1) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5개의 화학식 PY1 내지 PY8의 화합물로부터 선택되는 화합물, 매우 바람직하게는 화학식 PY2의 화합물을 함유하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물 전부로 하여 상기 화합물의 비율은 바람직하게는 1 내지 30%, 특히 바람직하게는 2 내지 20%이다. 이들 개별적인 화합물의 함량은 바람직하게는 각각의 경우에서 1 내지 20%이다).
z2) 성분 (B) 또는 액정 호스트 혼합물이 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 T1, T2, T3, T5 및 T21의 화합물로부터, 매우 바람직하게는 화학식 T2의 화합물로부터 선택되는 화합물을 함유하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물 전부로 하여 상기 화합물의 함량은 바람직하게는 1 내지 20%이다).
z3) 액정 호스트 혼합물이 화학식 CY 및 PY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 화학식 AN 및 AY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물, 및 화학식 ZK의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 함유하는, 액정 매질.
z4) 액정 호스트 혼합물이 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 AY14, 바람직하게는 화학식 AY14a의 화합물; 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 BF1, 바람직하게는 BF1a의 화합물; 및 하나 이상, 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 화학식 PY2의 화합물을 함유하는, 액정 매질(액정 호스트 혼합물 중 화학식 AY14 또는 AY14a의 화합물의 비율은 0.05 내지 2%, 매우 바람직하게는 0.1 내지 1%이다. 액정 호스트 혼합물 중 화학식 BF1 또는 BF1a의 화합물의 비율은 0.5 내지 10%, 매우 바람직하게는 1 내지 5%이다. 액정 호스트 혼합물 중 화학식 PY2의 화합물의 비율은 1 내지 20%, 매우 바람직하게는 10 내지 20%이다).
상기 언급된 바람직한 양태의 화합물 및 상기 기술된 중합된 화합물의 조합은 본 발명에 따른 액정 매질에서 낮은 역치 전압, 낮은 회전 점도 및 매우 우수한 저온 안정성과 동시에 일정하게 높은 등명점 및 높은 HR 값을 야기하고, PSA 디스플레이에서 특히 낮은 선경사각을 빠르게 구축하도록 한다. 특히, 액정 매질은 선행 기술로부터의 매질과 비교하여 PSA 디스플레이에서 매우 짧은 응답 시간, 특히 또한 그레이 색조 응답 시간을 보인다.
본 발명의 액정 매질 및 액정 호스트 혼합물은 바람직하게는, 80 K 이상, 특히 바람직하게는 100 K 이상의 네마틱 상 범위, 및 20℃에서 250 mPa·s 이하, 바람직하게는 200 mPa·s 이하의 회전 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 VA-유형 디스플레이에서, 스위칭-오프 상태의 액정 매질의 층에서 분자는 전극 표면에 수직으로 정렬되거나(호메오트로픽), 경사진 호메오트로픽 정렬을 갖는다. 전기 전압을 전극에 인가시, 액정 분자의 재정렬은 전극 표면에 평행한 종방향 분자 축으로 발생한다.
특히 PS-VA 및 PS-UB-FFS 유형의 디스플레이에서 사용하기 위한, 음의 유전 이방성을 갖는 본 발명에 따른 액정 매질은 20℃ 및 1 kHz에서 음의 유전 이방성 Δε, 바람직하게는 -0.5 내지 -10, 특히 -2.5 내지 -7.5의 유전 이방성을 갖는다.
특히 PS-VA 및 PS-UB-FFS 유형의 디스플레이에서 사용하기 위한 본 발명에 따른 액정 매질에서의 복굴절률은 0.16 미만, 특히 바람직하게는 0.06 내지 0.14, 매우 특히 바람직하게는 0.07 내지 0.12이다.
본 발명에 따른 액정 매질은 또한 당업자에게 공지되어 있고 문헌에 기술된 추가의 첨가제, 예컨대, 중합 개시제, 억제제, 안정화제, 표면-활성 성분 또는 키랄 도판트를 포함할 수 있다. 이들은 중합성이거나 비-중합성이다. 따라서 중합성 첨가제는 중합성 성분 또는 성분 (A)로 주어진다. 따라서 비-중합성 첨가제는 비중합성 성분 또는 성분 (B)로 주어진다.
바람직한 양태에서, 액정 매질은 하나 이상의 키랄 도판트를 바람직하게는 0.01 내지 1%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 0.5%의 농도로 또한 포함할 수 있다. 키랄 도판트는 바람직하게는 하기 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터, 매우 바람직하게는 R- 또는 S-1011, R- 또는 S-2011, R- 또는 S-3011, R- 또는 S-4011, 및 R- 또는 S-5011로 이루어진 군으로부터 선택된다.
또 다른 바람직한 양태에서, 액정 매질은 바람직하게는 앞 문단에 언급된 키랄 도판트로부터 선택되는 하나 이상의 키랄 도판트의 라세미체를 함유한다.
또한 전도성을 개선하기 위해 예컨대 0 내지 15 중량%의 다색성 안료, 나노입자, 전도성 염, 바람직하게는 에틸다이메틸도데실암모늄 4-헥속시벤조에이트, 테트라부틸-암모늄 테트라페닐보레이트 또는 크라운 에터의 착염(예컨대 문헌[Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 24, 249-258 (1973)] 참조), 유전 이방성, 점도 및/또는 네마틱 상의 정렬을 변경하기 위한 물질을 액정 매질에 첨가하는 것이 가능하다. 이러한 유형의 물질은, 예컨대 DE-A 22 09 127, DE-A 22 40 864, DE-A 23 21 632, DE-A 23 38 281, DE-A 24 50 088, DE-A 26 37 430 및 DE-A 28 53 728에 기술되어 있다.
본 발명에 따른 액정 매질의 바람직한 양태 a) 내지 z)의 개별적인 성분은 공지되어 있거나, 이의 제조 방법은 문헌에 기술된 표준 방법에 기초하므로 관련 업계의 숙련자에 의해 선행 기술로부터 용이하게 유도될 수 있다. 화학식 CY에 상응하는 화합물은 예컨대 EP-A-0 364 538에 기술되어 있다. 화학식 ZK에 상응하는 화합물은 예컨대 DE-A 26 36 684 및 DE-A 33 21 373에 기술되어 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 액정 매질은 통상적인 방법 그 자체, 예를 들어 하나의 상기 지시된 혼합물을 하나 이상의 상기 지시된 중합성 성분과, 임의로는 추가적인 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합함으로써 제조된다. 일반적으로, 보다 적은 양으로 사용되는 성분의 목적량은 주된 구성을 이루는 성분에, 유리하게는 상승된 온도에서, 용해된다. 또한, 유기 용매 중에, 예를 들어 아세톤, 클로로포름 또는 메탄올 중에 성분의 용액을 혼합하고, 혼합 완료 후, 용매를, 예를 들어 증류에 의해, 다시 제거할 수 있다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 액정 매질의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 매질이 또한 예컨대 H, N, O, Cl, F가 중수소 등과 같은 상응하는 동위원소에 의해 대체되는 화합물을 포함할 수 있음이 당업자에게 자명하다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 바람직하게 사용되는 화합물을 갖는 바람직한 혼합물 개념과 이들의 각각의 농도 및 이들의 서로의 조합을 당업자에게 보여준다. 또한 실시예는 허용가능한 특성의 조합을 예시한다.
하기 약어가 사용된다:
n, m 및 z는 각각의 경우 서로 독립적으로 1, 2, 3, 4, 5 또는 6을 나타낸다.
표 A
본 발명의 바람직한 양태에서, 본 발명에 따른 액정 매질은 표 A로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
하기 표 B는 본 발명에 따른 액정 매질에 첨가될 수 있는 가능한 키랄 도판트를 나타낸다.
표 B
액정 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 0.01 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 도판트를 포함한다. 액정 매질은 바람직하게는 표 B로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 도판트를 포함한다.
하기 표 C는 본 발명에 따른 액정 매질에 첨가될 수 있는 가능한 첨가제를 나타낸다(여기서 n은 1 내지 12의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8이고, 말단 메틸 기는 나타내지 않았다).
표 C
액정 매질은 바람직하게는 0 내지 10 중량%, 특히 1 ppm 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 1 ppm 내지 1 중량%의 안정화제를 포함한다. 액정 매질은 바람직하게는 표 C로부터의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 안정화제를 포함한다.
또한, 하기 약어 및 기호가 사용된다:
V0은 20℃에서의 역치 전압(전기용량적)[V]을 나타내고;
ne는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 이상 굴절률이고;
no는 20℃ 및 589 nm에서 측정된 정상 굴절률이고;
Δn은 20℃ 및 589 nm에서 측정된 광학 이방성이고;
ε⊥는 20℃ 및 1 kHZ에서의 방향자에 대해 수직인 유전율이고;
ε∥는 20℃ 및 1 kHZ에서의 방향자에 대해 평행한 유전율이고;
Δε은 20℃ 및 1 kHZ에서의 유전 이방성이고;
cl.p., T(N,I)는 등명점[℃]이고;
γ1은 20℃에서 측정된 회전 점도[mPa·s]이고;
K1은 20℃에서의 탄성 계수("스플레이(splay)" 변형)[pN]이고;
K2는 20℃에서의 탄성 계수("비틀림(twist)" 변형)[pN]이고;
K3은 20℃에서의 탄성 계수("벤드(bend)" 변형)[pN]이다.
달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 본 발명에서의 모든 농도는 중량%로 인용되고, 용매 없이 모든 고체 또는 액정 성분을 포함하는 상응하는 전체 혼합물에 관한 것이다.
달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 본원에 언급된 모든 온도 값, 예컨대 융점 T(C,N), 스메틱(S)에서 네마틱(N) 상으로의 전이 T(S,N) 및 등명점 T(N,I)은 섭씨 온도(℃)로 인용된다. M.p.는 융점을 나타내고; cl.p.는 등명점을 나타낸다. 또한 C는 결정 상, N은 네마틱 상, S는 스메틱 상이고, I는 등방성 상이다. 이들 기호 사이의 수치는 전이 온도를 나타낸다.
모든 물리적 특성은 각각의 경우에 달리 언급하지 않는 한, 문헌["Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Germany]에 따라 결정되고, 20℃의 온도를 적용하고, Δn은 589 nm에서 결정되고 Δε은 1 kHz에서 결정된다.
본 발명에서 용어 "임계 전압"은, 달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 프리데릭스 임계(Freedericks threshold) 전압으로도 공지된 용량성 임계 전압(V0)에 관한 것이다. 실시예에서, 광학 임계 전압은 또한 통상적으로, 10% 상대 대조 전압(V10)으로 인용될 수 있다.
달리 언급되지 않는 한, 상기 및 하기에 기술된 PSA 디스플레이 내에서의 중합성 화합물의 중합 방법은 액정 매질이 액정 상, 바람직하게는 네마틱 상을 나타내는 온도에서 수행되고, 가장 바람직하게는 실온(또한 "RT"로 약칭됨)에서 수행된다.
달리 언급되지 않는 한, 시험 셀을 제조하고 이의 전기 광학 및 다른 특성을 측정하는 방법은 본원에서 이후 기술된 방법 또는 이와 유사하게 수행된다.
용량성 역치 전압의 측정에 사용되는 디스플레이는, 내부에 각각의 전극 층 및 상부에 러빙된 폴리이미드 정렬 층을 갖는 25 μm의 간격의 2개의 면-평행 유리 외부 플레이트로 이루어져 있고, 이들은 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬에 영향을 준다.
경사각의 측정에 사용되는 디스플레이 또는 시험 셀은, 내부에 각각 전극 층 및 상부에 러빙된 폴리이미드 정렬 층을 갖는 4 μm의 간격의 2개의 면-평행 유리 외부 플레이트로 이루어져 있고, 이때 2개의 폴리이미드 층은 서로 반대로 러빙되고 액정 분자의 호메오트로픽 엣지 정렬에 영향을 준다.
중합성 화합물은, 디스플레이에 동시에 인가되는 전압(통상적으로 10 V 내지 30 V 교차 전류, 1 kHz)으로 소정된 시간 동안 확정된 강도의 UVA 광의 조사에 의해 디스플레이 또는 시험 셀 내에서 중합된다. 실시예에서, 달리 언급되지 않는 한, 금속 할라이드 램프 및 50 mW/cm2의 강도가 중합을 위해 사용된다. 표준 UVA 미터(UVA 센서를 갖는 휀르(Hoenle) UV-미터 하이 엔드)를 사용하여 강도를 측정한다.
상기 경사각은 결정 회전 실험(아우트로닉-멜처스 TBA-105)에 의해 결정된다. 낮은 값(즉, 90° 각도로부터의 큰 편차)은 본원에서 큰 경사에 해당된다.
VHR 값은 하기와 같이 측정된다: 0.3%의 중합성 단량체 화합물을 액정 호스트 혼합물에 가하고, 생성 혼합물을 러빙되지 않은 VA-폴리이미드 정렬 층을 포함하는 VA-VHR 시험 셀로 도입하였다. 달리 언급하지 않는 한, 액정 층 두께 d는 대략 6 μm이다. VHR 값은 1 V, 60 Hz, 64 μs 펄스에서 UV 노출 전 및 후 측정하였다(측정 기구: 아우트로닉-멜처스 VHRM-105).
중합 후 액정 매질 중 잔류 RM의 양은 하기와 같이 측정된다: 액정 매질을 MEK(메틸 에틸 케톤)을 사용한 시험 셀로부터 헹궈내고, 반응하지 않은 RM의 잔류량을 HPLC로 측정한다.
실시예
1
네마틱 액정 호스트 혼합물 N1은 하기와 같이 제형화된다.
중합성 혼합물은 하나 이상의 하기 반응성 메소젠을 네마틱 액정 호스트 혼합물 N1에 첨가함으로써 제조된다.
중합성 혼합물의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
| 혼합물 번호 | 액정 호스트 | 제1 RM | 제2 RM |
| C1 | N1 99.7% | S1-1 0.3% | 없음 |
| P1 | N1 99.7% | S1-1 0.29% | F1-1 0.01% |
| P2 | N1 99.7% | S1-1 0.29% | F2-1 0.01% |
중합성 혼합물 P1 및 P2는 본 발명에 따른 혼합물이고, 이는 보다 빠른 중합 속도를 갖는 소량의 제1 중합성 화합물 F1-1 또는 F2-1을 함유하고, 보다 느린 중합 속도를 갖는 제2 중합성 화합물 S1-1을 함유한다. 중합성 혼합물 C1은 선행 기술에 따른 대조군 혼합물이고, 이는 보다 느린 중합 속도를 갖는 중합성 화합물 S1-1만을 함유한다.
용도
실시예
각각의 중합성 혼합물 C1, P1 및 P2 각각에 대하여, PSVA-시험 셀을 하기와 같이 ODF 방법으로써 제조하였다(도 1 또한 참고할 것):
중합성 액정 혼합물의 액적을 마이크로 플런저 펌프(제조사: 무사시(Musashi)를 사용하여 등거리 배열(2.35 mg의 3x3 액적)로 제1 기판(10x10 cm)에 배분하였다. 배분 후, 제1 기판을 진공 조립 도구에 ?グ若?. 진공(약 0.6 Pa)을 적용하고, 제2 기판을 제1 기판 및 액정 액적의 최상부에 제공하고, 진공 하에 제2 기판을 제1 상에 조절 가압함으로써 제1 기판에 커플링하고 고정하였다. 제1 기판 및 제2 기판을 경계부에서의 실란트 물질에 의해 함께 접착시켰다. 이어서, 실란트를 30초 동안 긴 경로의 필터를 사용한 UV 광(λ > 340 nm, 100 mW/cm2)으로써 경화시키고 365 nm 중심 파장 근처에서 감응성을 갖는 UV 강도 측정기(우시오 UIT(Ushio UIT) 및 검출기 UVD-365PD)로 측정한 후 1시간 동안 120℃로 가열처리하였다. UV 경화 동안, 실란트 선 사이의 영역을 금속 마스크로 덮어 중합성 액정 혼합물의 UV 노출을 방지하였다.
제1 기판 및 제2 기판은 유리기판으로서, 액정 매질을 바라보는 면 상에 패턴화된 ITO 전극 및 VA-폴리이미드 정렬 층(JALS-2347-R6)으로 코팅하였다. 최종 액정 층의 두께는 약 3.2 ㎛였다.
진공 조립 후, 경사를 통상적인 방법으로 RM의 UV 중합 과정에 의해 안정화시켰다. 이러한 목적을 위해, 각각의 시험 셀을 금속-할라이드 램프로 30초 동안 10 V의 직류 전압 인가에 의한 1.8 mW/ cm2(313 nm에서 중심 감응성을 갖는 OCR 강도계로 측정됨)으로 방출되는 UV 광으로 방사하였다. 제2 UV 방사 단계에서, RM 농도를 2시간 내에 0.28 mW/cm2(313 nm에서 중심 감응성을 갖는 OCR 강도계로 측정됨)로 방출되는 해리슨-도시바 램프 타입 C 검출불가한 수준까지 감소시켰다.
얼룩의 수준을 액정 디스플레이 평가 시스템(오츠카(Otsuka) LCD-5200)에 설치된 액정 적하 및 비-적하 면적 상에 대한 시험 셀의 투광률 선 스캔으로부터 측정하였다. 시험 셀을 컴퓨터 디스플레이 시스템 상에서 회색도 32에 상응하는 진폭을 갖는 60 Hz의 방형파 신호로써 구동하였다. 얼룩의 수준은 하기 수학식 1에 따라, 적하 면적과 비적하 면적에서의 투광도 차이 대 비적하 면적에서의 투광도의 비로서 정의된다:
[수학식 1]
3개의 혼합물에 대한 ODF 얼룩의 수준을 하기 표 2에 나타내었다.
| C1 | P1 | P2 | |
| ODF 얼룩의 수준(%) | 118.3 | 75.9 | 52.5 |
표 2로부터, 본 발명에 따른 중합성 혼합물 P1 및 P2로 제조된 시험 셀에 있어서, ODF 얼룩의 수준이 선행 기술에 따른 중합성 혼합물 C1으로 제조된 시험 셀에 비해 상당히 감소될 수 있음을 볼 수 있다.
Claims (24)
- 0.005 내지 0.05%의 제1 중합성 화합물 및 0.1 내지 1.0%의 제2 중합성 화합물을 포함하되, 제1 중합성 화합물이 제2 중합성 화합물보다 빠른 중합속도를 갖고, 제1 중합성 화합물은 하기 화학식 F1 내지 F6의 화합물로부터 선택되고 제2 중합성 화합물은 하기 화학식 S1 내지 S3의 화합물로부터 선택되는, 중합성 성분 (A); 및
액정 호스트 혼합물로도 지칭되는, 하나 이상의 메소젠 화합물 또는 액정 화합물을 포함하는 액정 성분 (B)
를 포함하는 액정 매질을 중합체 안정화된 정렬(PSA) 방식의 액정 디스플레이(LCD)에서 사용함으로써 PSA 디스플레이에서 1-적하 충전(One Drop Filling, ODF) 얼룩을 감소시키는 방법:
상기 식에서,
개별 라디칼은 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:
P는 중합성 기를 나타내고;
Sp는 스페이서 기 또는 단일결합을 나타내고;
Sp'은 스페이서 기를 나타내고;
L은 F, Cl, CN 또는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 임의로 1- 또는 다-불화된 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 알콕시, 알켄일, 알킨일, 알킬카본일, 알콕시카본일, 알킬카본일옥시 또는 알콕시카본일옥시, 바람직하게는 F를 나타내고;
Ra 및 Rb는 -Sp-P, -Sp'(P)2 또는 H를 나타내거나 L에 대하여 주어진 의미 중 하나를 갖고;
r은 0, 1, 2, 3 또는 4를 나타내고;
s는 0, 1, 2 또는 3을 나타내고;
t는 0, 1 또는 2를 나타낸다. - 제1항에 있어서,
화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3의 화합물에서 기 P가 CW1-CO-O-를 나타내고, 상기 W1은 H, F, CF3 또는 1 내지 5개의 C 원자를 갖는 알킬인, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
화학식 F1 내지 F6의 화합물이 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택되는, 방법:
상기 식에서, P, Sp, Sp', L, r, s 및 t는 제1항 또는 제2항에 정의된 바와 같고, L'은 L에 대하여 제1항에 주어진 의미 중 하나를 갖는다. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 S1 내지 S3의 화합물이 하기 하위-화학식의 화합물로부터 선택되는, 방법:
상기 식에서, P 및 Sp'은 제1항 또는 제2항에 주어진 의미를 갖고, L'은 L에 대하여 제1항에 주어진 의미 중 하나를 갖는다. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3 및 그의 하위-화학식의 화합물에서 기 Sp', 및 단일결합이 아닌 기 Sp가 -(CH2)p1-, -(CH2)p1-O-, -(CH2)p1-O-CO-, -(CH2)p1-CO-O- 또는 -(CH2)p1-O-CO-O-를 나타내고, 상기 p1은 1 내지 6의 정수를 나타내고, 상기 기가 2개의 O 원자가 서로 직접 인접하지 않도록 중합성 기 P에 연결되는, 방법. - 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
화학식 F1 내지 F6 및 S1 내지 S3 및 그의 하위-화학식의 화합물에서 기 L'이 F를 나타내는, 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
액정 매질이 0.005 내지 0.02%의 제1 중합성 화합물 및 0.2 내지 0.4%의 제2 중합성 화합물을 포함하는, 방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 (B)가 하기 화학식 AN 및 AY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 방법:
상기 식에서,
개별 라디칼은 서로 독립적으로 각각의 경우 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:
는
를 나타내고;
는
를 나타내고;
는
를 나타내고;
RA1은 2 내지 9개의 C 원자를 갖는 알켄일을 나타내고, X, Y 및 Z 중 적어도 하나의 고리가 사이클로헥센일을 나타내는 경우에는 또한 RA2의 의미 중 하나를 갖고;
RA2는 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 여기서 추가로 하나 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
ZX는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -CO-O-, -O-CO-, -C2F4-, -CF=CF-, -CH=CH-CH2O- 또는 단일결합, 바람직하게는 단일결합을 나타내고;
L1 내지 L4는 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2H를 나타내고;
x는 1 또는 2를 나타내고;
z는 0 또는 1을 나타낸다. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 (B)가 하기 화학식 CY 및 PY의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 방법:
상기 식에서,
a는 1 또는 2를 나타내고;
b는 0 또는 1을 나타내고;
는
를 나타내고;
R1 및 R2는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 여기서 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고;
ZX는 -CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -O-, -CH2-, -CH2CH2- 또는 단일결합을 나타내고;
L1 내지 L4는 각각 서로 독립적으로 F, Cl, OCF3, CF3, CH3, CH2F 또는 CHF2를 나타낸다. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 (B)가 하기 화학식 ZK 및 DK의 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하는, 방법:
상기 식에서,
개별 라디칼은 각각의 경우 동일하거나 상이하게 하기 의미를 갖는다:
는
를 나타내고;
는
를 나타내고;
는
를 나타내고;
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬을 나타내고, 여기서 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -CO-O-로 대체될 수 있고;
ZY는 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-, -C2F4-, -CF=CF- 또는 단일결합을 나타내고;
R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 1 내지 12개의 C 원자를 갖는 알킬, 여기서 추가로 1 또는 2개의 비-인접 CH2 기는 O 원자가 서로 직접 연결되지 않도록 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 대체될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 6개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시를 나타내고;
e는 1 또는 2를 나타낸다. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
성분 (A)의 중합성 화합물이 중합되는, 방법. - (a) 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 정의된 성분 (A) 및 (B)를 포함하는 액정 매질의 액적(2)의 배열을 제1 기판(1) 상에 배분하는 단계;
(b) 제2 기판(4)을 액정 매질로 덮인 제1 기판(1)의 표면 최상부에, 바람직하게는 진공 조건 하에, 제공하여 액정 매질의 액적(2)이 제1 기판(1)과 제2 기판(4) 사이에 도포되어 연속층을 형성하도록 하는 단계; 및
(c) 액정 매질을 성분 (A)의 중합성 화합물의 광-중합을 야기하는 UV 방사에 노출시키는 단계
를 포함하는, PSA 방식의 액정 디스플레이를 제조하는 방법. - 제12항에 있어서,
제1 기판(1) 및 제2 기판(4)이 유리 기판인, 방법. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
제1 기판(1)이 제1 전극 구조로 구비되고, 제2 기판(4)이 제2 전극 구조로 구비되는, 방법. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
두개의 기판(1 및 4) 중 하나가 제1 및 제2 전극 구조로 구비되고 다른 2개의 기판(1 및 4)은 전극 구조로 구비되지 않는, 방법. - 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 기판(1) 및 제2 기판(4)은 각각 액정 매질(2)과 접촉하는 정렬 층으로 구비되는, 방법. - 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
실란트 물질(3)이 제1 기판(1)과 제2 기판(4) 사이에 제공되고, 제1 기판(1)과 제2 기판(4)이 실란트 물질(3)을 경화시킴으로써 서로 접착되는, 방법. - 제17항에 있어서,
실란트 물질(3)이 광-방사(photoradiation)에 대한 노출로써 경화되고, 상기 광-방사는 액정 매질의 중합성 성분 (A)의 중합을 야기하지 않도록 선택되고/거나 액정 매질이 실란트 물질(3)의 경화에 사용되는 광-방사로부터 보호되는, 방법. - 제18항에 있어서,
액정 매질이 실란트 물질(3)의 경화에 사용되는 광-방사로부터 포토마스크(photomask)에 의해 보호되는, 방법. - 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
단계 (c)에서 전압이 제1 및 제2 전극에 인가되는, 방법. - 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 방법으로써 제조되는 액정 디스플레이.
- 제21항에 있어서,
PS-VA, PS-OCB, PS-IPS, PS-FFS, PS-UB-FFS, PS-포지(posi)-VA 또는 PS-TN 디스플레이인, 액정 디스플레이. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 정의된 성분 (A) 및 (B)를 포함하는 액정 매질.
- 제1항, 또는 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 정의된 액정 성분 (B)를 하나 이상의 제1 및 제2 중합성 화합물과, 또는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 정의된 하나 이상의 중합성 성분 (A)와, 임의로는 추가 액정 화합물 및/또는 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 정의된 성분 (A) 및 (B)를 포함하는 액정 매질을 제조하는 방법.
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