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KR100279043B1 - 액정디스플레이용폴리말레이미드및폴리이미드광배향재 - Google Patents

액정디스플레이용폴리말레이미드및폴리이미드광배향재 Download PDF

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KR100279043B1
KR100279043B1 KR1019980028532A KR19980028532A KR100279043B1 KR 100279043 B1 KR100279043 B1 KR 100279043B1 KR 1019980028532 A KR1019980028532 A KR 1019980028532A KR 19980028532 A KR19980028532 A KR 19980028532A KR 100279043 B1 KR100279043 B1 KR 100279043B1
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KR
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alignment film
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최환재
김주영
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
유현식
제일모직주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 폴리말레이미드와 이의 공중합체를 주쇄로 한 광배향재는 하기 화학식1, 화학식2 및 화학식3으로 표시되며, 하기 화학식에서 R은 광반응을 하기 위한 측쇄로서 시나메이트기를 포함한 구조를 나타낸다.
본 발명의 다른 구체예인 폴리이미드를 주쇄한 한 광배향재는 하기 화학식4로 표시되며, 하기 화학식에서 T는 산이무수물(dianhydride)로부터의 지환족(alicyclic) 또는 지방족(aliphatic)기이고, Q는 디아민(diamine)으로부터 유래된다.

Description

액정 디스플레이용 폴리말레이미드 및 폴리이미드 광배향재
[발명의 분야]
본 발명은 폴리말레이미드(polymaleimide)를 기본 주쇄로 하여 이를 단독 사용하거나 스티렌, 히드록시스티렌, 아크릴로니트릴 등과의 공중합체를 형성시킨 것을 주쇄로 한 시나메이트계 광중합형 배향재 및 폴리이미드를 주쇄로 한 시나메이트계 광중합형 단일중합체와 공중합체 배향재에 관한 것이다.
[발명의 배경 및 종래기술]
액정디스플레이에 있어 현재까지 액정을 배향시키는 방법은, 제1도에 도시된 바와 같이, 폴리이미드등의 내열성 고분자를 투명 도전 유리(2) 위에 약 500-1000Å정도의 두께로 프린팅 방법에 의해 도포하여 고분자 배향막(4)을 성층하고, 나일론 또는 레이욘 등의 러빈 천(6)을 감은 회전 로울러(5)를 고속 회전시키면서 배향막(3)을 문질러 배향시키는 방법인데, 이를 러빙공정(rubbing process) 이라고 부른다.
제1도에 도시된 바와 같이, 러빙공정시 액정 분자는 배향재 표면에서 일정한 선경사각(θ)을 갖고 배향된다. 러빙공정에 의한 액정배향 방법은 배향재를 빠르고 쉽게 도포할 수 있어 생산공정을 단순화하는 이점을 갖기 때문에 현재 대부분의 양산 공정에 적용되고 있다.
그러나, 러빙공정은 러빙시 액정배향재 표면에 기계적인 스크랫치를 생기게 하거나, 높은 정전기를 발생시키기 때문에 박막 트랜지스터를 파괴하고 러빙천에서 발생되는 미세한 파이버등에 의해서 불량을 발생시키는 요인이 되고 있어 생산 수율 향상에 장애가 되고 있다. 따라서 최근 러빙하지 않고 액정을 배향시키고자 하는 연구가 매우 활발히 진행되고 있는데, 이를 넌-러빙공정(non-rubbing process)이라고 한다.
또한 최근 액정 디스플레이가 대형화되면서 노트북 등의 개인용에서 점차 벽걸이 TV등의 가정용으로 용도가 확장됨에 따라 액정 디스플레이에 대해서는 고화질, 고품위화 및 광시야각이 요구되고 있다.
액정 디스플레이의 광시야각을 달성하기 위한 방법의 하나로서 화소 한 개를 작은 화소로 각각 분할하여 각 분할 화소의 액정 배향 상태가 달라지게 함으로써 시야각을 넓히는 멀티-도메인(multi-domain)기술이 있다. 러빙 공정용 배향재를 사용하여 멀티-도메인 디스프레이를 만들고자 할 경우 배향막 코팅, 러빙, 포토레지스트의 코팅, 노출(exposure) 및 현상(development), 러빙, 포토레지스트의 제거 등의 복잡한 리소그래피공정(lithographic process)이 요구되어 생산성 측면에서 바람직하지 못하다.
이를 해결하기 위해서, 제2도에 설명된 바와 같이 광중합형 배향재를 이용한 넌-러빙 공정에 의한 배향방법이 개발되었다. 이와 같은 넌-러빙 공정(non-rubbing process)의 대표적인 예가 M. Schadt 등(Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 31, 1992, 2155), Dae S. Kang 등(미국특허 제5,464,669호), Yuriy Reznikov(Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 34, 1995, L1000)에서 발표한 광중합에 의한 광배향이다. 광배향이란 편광자(7)에 의해 선편광된 자외선에 의해서 고분자에 결합된 감광성 그룹이 광반응을 일으키고 이 과정에서 배향재가 일정한 방향으로 배열을 하게 됨으로써 결국 액정이 배향되는 광중합형 액정배향막(9)을 형성하는 메카니즘을 말한다.
상기와 같이 기존의 특허 및 논문에서 사용된 광배향재는 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol)에서 시나메이트(cinnamate) 가 결합된 배향재로서, 조사된 자외선에 의해서 시나메이트의 이중결합이 고리화첨가(cycloaddition)반응을 일으키는 원리를 이용하였다. 편광 방향과 일치되는 시나메이트 그룹만이 고리화첨가 반응을 일으켜 고분자가 일정한 방향으로 배열되어 액정의 배향을 유도하는 것이다. 이러한 광배향을 이용하면 마스크만 가지고도 멀티도메인 화소를 얻을 수 있어 광시야각의 액정 디스플레이를 간단한 방법으로 수득할 수 있다.
그러나 이와 같은 종래 기술상의 폴리비닐알콜 탄화수소계 고분자를 주쇄로 사용한 기존의 광배향재는 열적 안정성이 낮을 뿐만 아니라 배향각과 액정과의 물리적 결합력인 배향력도 기존의 러빙공정에 의한 폴리이미드 배향재보다 떨어지는 단점을 갖는다.
따라서 본 발명자들은 종래의 광배향재가 갖는 문제점을 극복하고 내열성과 광학적 특성이 우수한 폴리말레이미드 또는 폴리이미드 광배향재를 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 내열성과 광학적 특성이 우수한 이미드계 고분자 및 여기에 각종 범용 고분자를 공중합시킨 것을 주쇄로 한 시나메이트계 광중합형 액정 배향재를 제공하기 위한 것이다.
제1도는 종래의 러빙공정에 의한 액정배향방법을 설명도시한 개략도이다.
제2도는 광배향에 의한 액정배향방법을 설명도시한 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 유리기판 2 : 투명도전 유리
3 : 액정 분자 4 : 고분자 배향막
5 : 회전 롤러 6 : 러빙 천
7 : 편광자(polarizer) 8 : 마스크
9 : 광중합형 액정 배향막
폴리말레이미드를 주쇄로 하는 본 발명의 광배향재는 말레이미드 단일중합체 또는 말레이미드 공중합체이다. 본 발명에서는 하기 화학식1, 하기화학식2 및 화학식3으로 표시된다 :
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
상기식1에서 R은 하기식(1a)이고, 상기식2 및 상기식3에서 R은 H 또는 하기식(1a)이며(단, R은 모두 H가 아님),
상기식(1a)에서 R1은 다음기 중에서 선택된 하나이고,
(상기식에서 p=0~6임)
상기식(1a)에서 R2는 다음기 중에서 선택된 하나이다 :
(상기식에서 X는, F, H, CN, CF3또는 -(-CH2-)r-이고, Y는 F 또는 H이며, r=0~6임).
본 발명의 다른 구체예인 폴리이미드를 주쇄로 하는 광배향재는 하기 화학식 4로 배치된다 :
[화학식 4]
상기식에서 T는 지환족(alicyclic) 또는 지방족(aliphatic) 산이무수물이며, Q는 하기식(4a)으로 표시되고,
상기식(4a)에서 R'는 상기식(1a)으로 표시된다.
상기 화학식4의 광배향재에서 산이무수물 부분(T)은 지환족(alicyclic) 또는 지방족(aliphatic) 산이무수물로부터 형성된다. 상기 화학식4에서 산이무수물은 특별히 제한되는 것은 아니지만 다음과 같은 예들이 바람직하다.
상기 화학식4의 광배향재의 합성에 있어서, 지환족(alicyclic) 혹은 지방족(aliphatic) 산이무수물(dianhydride)을 사용할 경우 일반적으로 사용되는 방향족(aromatic)산이무수물보다 광투과도, 용해도, 용액의 도포특성 등 배향막으로서의 필요특성이 크게 향상되는 특징이 있다. 물론 본 발명에 따른 화학식4의 광배향재를 합성하기 위하여 사용되는 단량체중에서 산이무수물(dianhydride)은 지환족(alicyclic) 혹은 지방족(aliphatic) 산이수물의 단일 사용뿐만 아니라 이들끼리의 혼합사용, 방향족(aromatic) 산이무수물들과의 혼용사용도 포함한다. 상기 화학식4의 광배향재는 일반적으로 산이무수물(dianhydride)과 디아민(diamine)을 이용하여 합성된다. 그러나 산이무수물 대신에 산의 구조를 갖는 화합물을 사용하거나 디아민 대신에 이소시아네이트 등을 사용할 수도 있다.
본 발명의 광중합형 액정배향재를 사용하여 액정 디스플레이 셀을 제조하는 경우에 액정을 배향시키기 위해서는 합성된 광배향재를 클로로벤젠(chlorobenzene), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸술폭시드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 감마부티로락톤, 부틸셀루솔브, 테트라히드로푸란(THF ) 등의 유기용매에 1wt%~10wt%의 농도 및 5cps~50cps의 점도로 용해시켜 ITO 유리기판에 스핀코팅 또는 프린팅 방법에 의해 두께 500Å~1,000Å으로 도포하여 배향막을 형성한 후, 편광자를 이용하여 선형 편광시킨 자외선을 배향막 표면에 약 3분~10분간 경사조사하여 배향막을 제조한다.
본 발명의 광중합형 액정배향재를 사용하여 제조된 액정디스플레이(LCD)는 자외선의 조사 각도에 따라 선경사각의 조절이 가능하여, 기존의 TFT-LCD와 STN-LCD 뿐만 아니라 신규방식으로 최근 연주가 진행중인 것으로서 선경사각이 거의 0°인 IPS(In Plane Switching)모드에서부터 선경사각이 90°에 가까운 VATN(Vertically Aligned Twisted Nematic)까지 여러 방식의 LCD에 적용이 가능하며, 배향력 또한 우수해 기존의 러빙공정에 사용되는 폴리이미드와 동등 수준 이상의 특성을 보여 고화질 및 고품위의 디플레이가 구현된다.
이하에서 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하나, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 실시 양태를 예시한 것일 뿐으로 본 발명의 보호 범위를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
[실시예]
실시예1 : 말레이미드를 주쇄로 한 광배향재
(1) 폴리히드록시페닐말레이미드(Polyhydroxyphenylmaleimide) 합성
질소가 충진된 3구 둥근플라스크에 말레익언히드리드 폴리머(maleic anhydride polymer, Polyscience co., U.S.A.) 5g과 아미노페놀 3g을 크실렌 100ml에 넣고 상온에서 30분간 교반시킨 후 이소퀴놀린(isoquinoline) 2.9g를 넣고 온도를 서서히 승온시켜 150℃까지 올린 후 반응하면서 생성된 물을 계속해서 빼주면서 3시간 정도 반응을 계속하였다. 반응을 멈추고 온도를 상온으로 낮춘 후 메탄올 500ml에 부어 침전물을 잡고 이를 감압여과후 100℃에서 진공건조하여 폴리히드록시페닐말레이미드를 얻었다.
(2) 측쇄의 합성
파라히드록시시나민산(p-hydroxycinnamic acid) 16.42g(0.1몰)을 수산화나트륨 8g을 녹인 물 100ml와 디메틸술폭시드(DMSO) 100ml에 녹이고 0℃에서 파라플루오로벤조일클로라이드 15.86g(0.1몰)를 서서히 적하시키면서 격렬히 교반시켰다. 상온에서 약 2시간을 더 반응시키고 묽은 염산으로 pH=6~7로 중화시켰다. 얻어진 고체상의 중간체를 여과시키고 물로 철저히 세척하였다. 진공하에서 철저히 건조시킨 후, 에탄올에서 재결정시켜서 파라플루오로벤조일옥시시나믹산을 수율 90%로 얻었다. 티오닐클로라이드를 1.2당량을 넣고 메틸렌클로라이드를 약 50ml 첨가한 후 상온에서 투명한 용액이 얻어질때까지 반응시켰다. 반응후, 용매와 티오닐클로라이드(SOCl2)를 진공하에서 제거하고 철저히 건조시켜서 파라플루오로벤조일시나모일 클로라이드를 얻었다.
(3) 말레이미드를 기본으로 한 광배향재의 합성
상기(1)에서 얻어진 폴리히드록시페닐말레이미드 1.7g을 N-메틸피롤리온(NMP) 50ml에 녹인 후 트리에틸아민 1.0g을 넣고 30분간 교반시켰다. 반응온도를 5℃로 낮추고 상기(2)에서 얻어진 파라플루오로벤조일시나모일클로라이드 2.13g을 천천히 떨어뜨리면서 격렬히 교반시켰다. 파라플루오로벤조일시나모일클로라이드가 다 떨어지면 1시간 정도 계속 교반을 시키고 반응을 종료시켰다. 이를 물과 에탄올 각각 200ml를 혼합한 비이커에 부어 침전물을 여과후 계속해서 과량의 물과 메탄올로 철저히 세척한 후 이를 진공건조시켜 최종적으로 말레이미드를 주쇄로 한 광배향재를 합성하였다.
(4) 액정 디스플레이 셀의 제작
수득된 광배향재를 5wt% 농도로 NMP와 감마부티로락톤의 혼합용매에 용해시켰다. 이를 투명 전극이 도포된 유리기판 위에 프린팅하였으며, 코팅된 유리기판을 100~200℃에서 약 1시간 동안 건조시켜 용매를 제거하고, 1KW의 수은등 램프의 자외광을 유리기판과 45°의 각도로 3분간 1회 조사하여 시나메이트기를 광반응시켜, 고분자 액정배향막을 제조하였다. 광반응된 2매의 유리기판을 에폭시 접착제를 이용하여 상하간에 셀 두께(cell gap)를 4~5μm 로 접촉시키고 160℃ 이상에서 1시간 동안 핫프레스(hot press) 공정을 거쳐 셀을 제조하였다. 완성된 셀에 액정을 주입한 후 100~130℃에서 1시간 동안 열처리를 하고 상온으로 떨어뜨린 후 액정 디스플레이 셀의 전기-광학 특성을 측정 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
스티렌/말레이미드형 공중합체를 주쇄로 한 광배향재
실시예 1의 (1)에 사용된 말레이미드 단ㅇ리중하체 대신 스티렌/히드록시페닐말레이미드 공중합체를 동일한 당량비로 사용하였으며, 그외의 물질 및 합성방법은 실시예 1과 동일하게 사용하여 스티렌/말레이미드형 광배향재를 얻었으며 이를 사용하여 제작된 액정셀도 실시예 1과 동일한 방법으로 제작하여 액정 디스플레이 셀의 전기-광학 특성을 측정 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[비교실시예 1]
러빙공정에 의한 종래의 폴리이미드 배향재
기존의 리빙공정용 폴리이미드를 투명전극이 도포된 유리판 위에 3000rpm으로 스핀코팅하여 두께 약 800Å으로 도포하였다. 도포후, 가열판을 사용하여 200℃에서 1시간 건조시켰다. 지름 10cm의 로울러에 레이욘을 감아서 1000rpm의 속도로 폴리이미드 표면을 1회 러빙하였다. 레이욘천과 폴리이미드 배향막의 접촉강도는 레이욘천이 배향막 표면과 접촉이 이루어진 순간에 고정시키도록 하였다. 러빙된 상하 유리기판을 실시예 1과 동일한 방법으로 접착시켜 셀 두께 4~5μm의 액정셀을 제작하였다. 상온으로온도를 낮추어 액정 디스플레이 셀의 전기-광학 특성을 측정 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
주)1)전압/광투과도(%) : LCD-5000을 사용하여 측정하였다.
2)선경사각 : Crystal Rotation Method를 사용하여 측정하였다.
3)Ton : 전기장하에서 액정이 일어서는 시간
4)Toff : 전기장 제거시 액정이 배향 초기로 복원되는 시간
상기 표 1을 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 폴리말레이미드 광중합형 액정배향재는 폴리이미드의 기본특성인 열안정성 및 광학적 투명성과 우수한 도포 특성을 가짐과 아울러 이를 이용해 제조되는 액정 디스플레이 셀도 광배향을 이용하기 때문에 단순 공정에 의해 멀티도메인 화소를 얻을 수 있으면서도 160℃ 이상의 고온공정을 거친 후에도 선경사각을 유지하고 광투과도 및 응답속도가 현저하게 향상되어 고화질, 광시야각이 요구되는 액정 디스플레이 장치에 응용될 수 있다.
[실시예 3]
폴리이미드 광배향재I의 합성
(1) 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시페닐)프로판(2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl propane) 합성
질소가 충진된 250ml 3구 둥근플라스크에 (2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판)(2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane) 20g과 토산(acetic acid) 150ml를 넣은 다음 10℃에서 질산 20ml를 천천히 떨어뜨리면서 격렬히 교반하였다. 반응이 진행되면서 점차 적갈색으로 변하여 질산을 다 떨어뜨린 후 30분후에 반응을 종료하고, 1000ml의 에탄올에 부어 고체를 여과하고 에탄올에서 재결정한 후 이를 여과, 진공건조시켜 적색의 2,2-비스(3-니트로-4-히드록시페닐)프로판(2,2-bis(3-nitro-4-hydroxy phenyl)propane) 23g을 얻었다.
이와 같이 얻어진 2,2-비스(3-니트로-4-히드록시페닐)프로판(2,2-bis(3-nitro-4-hydroxyphenyl)propane) 12g을 질소라인과 콘덴서가 설치된 250ml 3구 둥근플라스크에 넣고 에탄올 100ml를 부은 후 히드라진(hydrazine monohydrate) 15ml와 팔라듐 촉매(Pd/C) 0.5g을 넣은 후 80℃까지 온도를 올려 3시간 동안 반응시키면 2,2-비스(3-니트로-4-니트로-히드록시페닐)프로판(2,2-bis(3-nitro-4-hydroxyphenyl)propane)의 환원반응으로 점차 에탄올에 녹아들면서 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시페닐)프로판)(2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane)으로 전환된다. 고체입자가 완전히 에탄올에 놓인 후 반응을 종료하고 팔라듐 촉매를 여과해내면 연노란색의 투명한 용액이 얻어지는데 이를 상온에서 방치하면 노랑색의 투명한 결정입자가 생성되며 이를 여과, 진공건조시켜 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시페닐)프로판(2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane) 9g을 수득하였다.
(2) 지환족 산이무수물을 사용한 폴리이미드 주쇄의 합성
4-(2,5-디옥소테트라히드로푸란-3-일)-테트랄린-1,2-디카르복실릭 언히드리드(4-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-tetralin-1,2-dicarboxylic anhydride)(이하 DOTDA) 3g(0.01몰)과 2,2비스(3-아미노-4-히드록시페닐)프로판(2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane)(이하 BAHP) 2.58g(0.01몰)을 100ml 3구 둥근플라스크에 넣고 N-메틸피롤리돈(이하 NMP) 50ml를 부은 후 격렬히 교반시켰다. 단량체들이 모두 녹은 다음 이소퀴놀린(isoquinoline) 3~4방울을 투여하고 온도를 서서히 200℃까지 가열한 후 지속적으로 물을 빼주었다. 3시간 후 반응을 종료하고 500ml의 메탄올에 부어 침전을 잡고 이를 감압 여과후 진공건조하여 DOTDA와 BAHP를 단량체로 하는 폴리이미드를 합성하였다.
(3) 측쇄의 합성
p-히드록시시나민산(p-Hydroxycinnamic acid) 16.42g(0.1몰)을 수산화나트륨 8g을 녹인 물 100ml과 디메틸술폭시드(DMSO) 100ml에 녹이고 0℃에서 파라플루오로벤조일클로라이드 15.86g(0.1몰)를 서서히 적하시키면서 격렬히 교반하였다. 상온에서 약 2시간을 더 반응시키고 묽은 염산으로 pH 6~7로 중화시켰다. 얻어진 고체상의 중간체를 여과시키고 물로 철저히 세척하였다. 진공하에서 철저히 건조시킨 후, 에탄올에서 재결정시켜서 파라플루오로벤조일옥시시나민산을 수율 90%로 얻었다. 티오닐클로라이드를 1.2당량을 넣고 메틸렌클로라이드를 약 50ml 첨가한 후 상온에서 투명한 용액이 얻어질때까지 반응시켰다. 반응 후, 용매와 티오닐클로라이드(SOCl2)를 진공하에서 제거하고 철저히 건조시켜서 파라플루오로벤조일시나모일클로라이드를 얻었다.
(4) 폴리이미드 광배향재 I의 합성
상기(2)에서 얻어진 폴리이미드 3.8g을 테트라히드로푸란(THF) 100ml에 녹인 후 트리에틸아민 2.5g을 넣고 30분간 교반시켰다. 반응온도를 5℃로 낮추고 (3)에서 얻어진 파라플루오로벤조일시나모일클로라이드 5.3g을 천천히 떨어뜨리면서 격렬히 교반하였다. 파라플루오로벤조일시나모일클로라이드가 다 떨어지면 1시간 정도 계속교반을 시키고 반응을 종료하였다. 이를 1000ml의 물에 부어 침전물을 여과후 계속해서 과량의 물과 메탄올로 철저히 세척한 후 이를 진공건조시켜 최종적으로 폴리이미드 광배향재 I을 합성하였다.
(5) 액정 디스플레이 셀의 제작
수득된 광배향재 I을 5wt% 농도로 NMP와 감마부티로락톤의 혼합용매에 용해시켰다. 이를 투명 전극이 도포된 유리기판 위에 프린팅하였으며, 코팅된 유리기판을 100~200℃에서 약 1시간 동안 건조시켜 용매를 제거하고, 1KW의 수은등 램프의 자외광을 유리기판과 45°의 각도로 3분간 1회 조사하여 시나메이트기를 광반응시켜, 고분자 액정배향막을 제조하였다. 광반응된 2매의 유리기판을 에폭시 접착제를 이용하여 상하간에 셀 두께 4~5μm 로 접착시키고 160℃ 이상에서 1시간 동안 핫 프레스(hot press) 공정을 거쳐 셀을 제조하였다. 완성된 셀에 액정을 주입한 후 100~130℃에서 1시간 동안 열처리를 하고 상온으로 떨어뜨린 후 액정 디스플레이 셀의 전기-광학특성을 측정 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[실시예 4]
폴리이미드 광배향재II의 합성
실시예 3의 (2)에 사용된 산이무수물인 DOTDA 대신에 메소-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실릭 디안히드라이드(meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride)(이하 MBDA)를 동일한 당량비로 사용하였으며 그 외의 물질 및 합성방법은 실시예 3과 동일하게 사용하여 폴리이미드 광배향재II를 얻었다. 이를 사용하여 제작된 액정셀도 실시예 3과 동일한 방법으로 제작하여 액정 디스플레이 셀의 전기-광학 특성을 측정 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 실시예 3 및 4에 대한 결과를 상기 비교실시예 1과 비교하여 하기 표 2에 나타내었다.
주)1)전압/광투과도(%) : LCD-5000을 사용하여 측정하였다.
2)선경사각 : Crystal Rotation Method를 사용하여 측정하였다.
3)Ton : 전기장하에서 액정이 일어서는 시간
4)Toff : 전기장 제거시 액정이 배향 초기로 복원되는 시간
상기 표 2를 통해서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 폴리이미드 광중합형 액정배향재는 폴리이미드의 기본특성인 열안정성 및 광학적 투명성과 우수한 도포 특성을 가짐과 아울러, 이를 이용해 제조되는 액정 디스플레이 셀도 광배향을 이용하기 때문에 단순 공정에 의해 멀티도메인 화소를 얻을 수 있고, 160℃ 이상의 고온공정을 거친 후에도 선경사각을 유지하고 광투과도 및 응답속도가 현저하게 향상되어 고화질, 광시야각이 요구되는 액정 디스플레이 장치에 응용될 수 있다.
본 발명은 폴리이미드계 고분자를 주쇄로 하고 시나메이트계 감광기를 측쇄로 하는 광중합형 액정 배향재를 합성하고 배향막으로 사용함으로써, 폴리비닐알콜등 탄화수소계 고분자를 주쇄로 사용한 기존의 광배향재가 갖고 있었던 열안정성이 낮으며 배향막과 액정과의 물리적 결합력인 내향력이 떨어지는 문제점을 극복할 수 있게 되어 본 발명의 액정 배향재에 의해 제조되는 액정 디스플레이 도구들은 고화질 및 고품위의 디스플레이 구현 효과를 갖게 된다.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 이 분야의 톡상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

  1. 폴리말레이미드를 주쇄로 하는 하기 화학식(I)의 말레이미드 단일중합체로 이루어진 광배향재 화합물 :
    [화학식 I]
    상기식에서 R은 하기식(Ia)이고,
    상기식에서 R1은 다음기 중에서 선택된 하나이고,
    (상기식에서 p=0~6임)
    상기식(Ia)에서 R2은 다음기 중에서 선택된 하나이다 :
    (상기식에서 X는 F, H, CN, CF3또는 -(-CH2-)s-(s=0~6)이고, Y는 F 또는 H이며, r=0~6임).
  2. 제1항의 광배향재를 유기 용매에 1wt%~10wt%의 농도 및 5cps~50cps의 점도로 용해시키고;
    상기 용액을 ITO 유리기판 스핀코팅 또는 프린팅 방법에 의해 두께 500Å~1,000Å으로 도포하여 배향막을 형성하고; 그리고
    편광필름(polarizer)을 이용하여 선형 편광시킨 자외선을 상기 배향막 표면에 약 3분~1,000Å으로 도포하여 배향막을 형성하고; 그리고
    편광필름(polarizer)을 이용하여 선형 편광시킨 자외선을 상기 배향막 표면에 약 3분~10분간 경사조사하는;
    단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 배향막의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유기용매는 클로로벤젠(chlorobenzene), N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸술폭시드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 감마부티로락톤, 부틸셀루솔브 및 테트라히드로푸란(THF)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이용 배향막의 제조방법.
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