KR101474794B1 - 액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자 - Google Patents
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Abstract
화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리아믹산, 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리이미드, 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 고분자를 포함하는 액정 배향제를 제공한다.
Description
액정 배향제, 이를 이용하여 제조한 액정 배향막 및 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자에 관한 것이다.
액정표시소자(liquid crystal display device, LCD)는 액정 배향막을 사용하며, 상기 액정 배향막으로는 주로 고분자 물질을 사용한다. 상기 액정 배향막은 액정 분자의 배열에 방향자(director) 역할을 하여 전기장(electric field)에 의해 액정이 움직여서 화상을 형성할 때, 적당한 방향을 잡도록 해준다. 일반적으로 액정표시소자에서 균일한 휘도(brightness) 및 높은 명암비를 얻기 위해서는 액정을 균일하게 배향하는 것이 필수적이다.
종래 액정을 배향시키는 통상적인 방법으로, 유리 등의 기판에 폴리이미드와 같은 고분자막을 도포하고, 상기 고분자막의 표면을 나일론이나 폴리에스테르와 같은 섬유로 일정한 방향으로 문지르는 러빙 방법을 이용하였다. 그러나 러빙 방법은 섬유질과 고분자막이 마찰될 때 미세한 먼지나 정전기 방전(electrostatic discharge, ESD)이 발생할 수 있어, 액정 패널 제조시 심각한 문제를 야기할 수 있다.
상기 러빙 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 마찰이 아닌 광조사에 의해 고분자막에 이방성(비등방성, anisotropy)을 유도하고, 이를 이용하여 액정을 배열하고자 하는 광배향법이 연구되고 있다.
상기 광배향법에 사용될 수 있는 재료로는 아조벤젠(azobenzene), 쿠마린(cumarine), 칼콘(chalcone), 신나메이트(cinnamate)와 같은 광기능성기를 함유하는 고분자들이 개발되었다. 이러한 고분자들은 편광된 광조사에 의해 광이성화나 광가교화 등의 반응이 비등방적으로 일어나고, 이에 의해 고분자 표면에서 이방성이 나타나고 액정의 분자배열을 한 방향으로 유도하게 된다.
또한, 최근 수직 배향성을 개선하기 위해 알킬기를 포함하는 기능성 디아민을 사용하여 제조한 고분자를 액정 배향제에 사용하고 있다.
그러나, 상기 고분자가 상기 광기능성기 및 상기 알킬기를 많이 포함하는 경우, 인쇄성이 열악해져 공정성에 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 액정 배향제의 우수한 전기적 특성, 광학적 특성 및 액정 배향성을 유지하면서도 공정성을 개선할 수 있는 고분자의 개발이 필요하다.
인쇄성, 전기적 특성, 광학적 특성 및 액정 배향성이 우수한 액정 배향제를 제공한다.
상기 액정 배향제를 이용하여 제조된 액정 배향막을 제공한다.
상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리아믹산, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리이미드, 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 고분자를 포함하는 액정 배향제를 제공한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1 및 2에서,
X1 및 X2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 지환족 산이무수물 또는 방향족 산이무수물로부터 유도된 4가의 유기기이고,
Y1 및 Y2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이다.
상기 말단 봉지기는 모노아민류 또는 모노언하이드라이드류의 말단 봉쇄 단량체로부터 유도될 수 있다.
상기 모노아민류는 하기 화학식 3-1 내지 3-5로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 모노언하이드라이드류는 하기 화학식 4-1 내지 4-7로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
[화학식 3-5]
상기 화학식 3-1 내지 3-5에서,
Ra1 내지 Ra8은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
w1은 0 내지 5의 정수이고,
w2, w3 및 w4는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
w5는 0 내지 2의 정수이고,
w6 및 w7은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.
[화학식 4-1]
[화학식 4-2]
[화학식 4-3]
[화학식 4-4]
[화학식 4-5]
[화학식 4-6]
[화학식 4-7]
상기 화학식 4-1 내지 4-7에서,
Rb1 내지 Rb33은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L2 및 L3는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
*구체적으로는 상기 모노아민류는 아닐린, 톨루이딘, 디메틸아닐린, 에틸아닐린, 아미노페놀, 아미노벤질알콜, 아미노인단(aminoindan), 아미노아세토페논 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 모노언하이드라이드류는 5-노보넨(norbornene)-2,3-디카르복실릭 언하이드라이드, 2-노보넨(norbornene)-5,6-디카르복실릭 언하이드라이드, 3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드, 이소부테닐 숙시닉 언하이드라이드, 말레익 언하이드라이드, 아코니틱 언하이드라이드(aconitic anhydride), 3,4,5,6-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride), 시스-1,2,3,6,-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride), 이타코닉 언하이드라이드(itaconic anhydride, IA), 시트라코닉 언하이드라이드(citraconic anhydride, CA), 2,3-디메틸말레익 언하이드라이드(2,3-dimethylmaleic anhydride, DMMA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
상기 말단 봉지기는 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드에 포함되는 반복단위 100몰에 대하여, 0.5몰 내지 10몰로 포함될 수 있다.
상기 폴리아믹산은 하기 화학식 1-1 내지 1-3으로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 폴리이미드는 하기 화학식 2-1 내지 2-3으로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
상기 화학식 1-1 내지 2-3에서,
X1, X2, Y1 및 Y2에 대한 정의는 화학식 1 및 2에 정의한 바와 같고,
R1, R2, R23 및 R24는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 융합 사이클로알킬아릴기(fused cycloalkylaryl group)이고,
R3 내지 R22 및 R25 내지 R44는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
m1 내지 m3 및 k1 내지 k3은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다.
상기 디아민은 하기 화학식 5 내지 8로 표시되는 방향족 디아민; 하기 화학식 9 내지 12로 표시되는 기능성 디아민; 아조벤젠(azobenzene)계 광디아민, 신나메이트(cinnamate)계 광디아민, 칼콘(chalcone)계 광디아민, 쿠마린(cumarine)계 광디아민, 그리고 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 광디아민; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
상기 화학식 5 내지 8에서,
R50 내지 R59는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 알킬기, 상기 아릴기 및 상기 헤테로아릴기는 -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -O-CO-, -NH-CO- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 더 포함할 수 있으며,
A1 내지 A6은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -SO2- 또는 -C(R203)(R204)-이고, 여기서, R203 및 R204는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기이며,
n1 내지 n10은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
[화학식 9]
상기 화학식 9에서,
R60은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
R61은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n11은 0 내지 3의 정수이다.
[화학식 10]
상기 화학식 10에서,
R61, R62 및 R63은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
A7은 단일결합, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -O-CO-, -NH-CO- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
R64는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 알킬기, 상기 아릴기 및 상기 헤테로아릴기는 -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -O-CO- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 더 포함할 수 있으며,
n12는 0 또는 3의 정수이고,
n13 및 n14는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
[화학식 11]
상기 화학식 11에서,
R65 및 R66은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n15 및 n16은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
R67은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
A8 및 A9는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고,
A10은 단일결합, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- 또는 -O-CO-이다.
[화학식 12]
상기 화학식 12에서,
R68은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n17은 0 내지 3의 정수이고,
R69는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40 방향족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 지환족 유기기이고,
A11은 단일결합, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-NH- 또는 -NH-CO-이다.
구체적으로는 상기 광디아민은 하기 화학식 13 내지 21로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
상기 화학식 13 내지 18에서,
S1, S2, S4, S7, S8, S11, S12, S13, S16, S17, S18, S19, S22, S24, S25, S26, 및 S27은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- 또는 -O-CO-이고,
S3, S5, S6, S9, S10, S14, S20, S21 및 S23은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 에테르기이고,
R70 내지 R92는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
n20, n23, n30 및 n41은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
n21, n22, n24 내지 n29, n31 내지 n40 및 n42는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
n43은 0 내지 5의 정수이다.
[화학식 19]
상기 화학식 19에서,
R93은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
R94는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n44는 0 내지 4의 정수이고,
R95 및 R96은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이고,
R97은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 알킬아릴(alkylaryl)기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
[화학식 20]
상기 화학식 20에서,
R98은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
R102 및 R103은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n45 및 n46은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
R99 및 R100은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이고,
R101은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이다.
[화학식 21]
상기 화학식 21에서,
R104는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
R107은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n47은 0 내지 3의 정수이고,
R105 및 R106은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이다.
상기 기능성 디아민은 하기 화학식 22-1 내지 22-4로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 광디아민은 하기 화학식 23-1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 23-2로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 22-1]
[화학식 22-2]
[화학식 22-3]
[화학식 22-4]
[화학식 23-1]
[화학식 23-2]
상기 액정 배향제에서, 상기 디아민은 상기 광디아민, 또는 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 포함할 수 있다.
상기 디아민이 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 포함하는 경우, 상기 디아민은 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 95:5 내지 5:95의 몰비로 포함할 수 있다.
상기 고분자는 50,000 내지 500,000 g/mol의 중량평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다.
상기 액정 배향제는 0.1 내지 30 중량%의 고형분 함량을 가질 수 있다.
상기 액정 배향제는 3 내지 35 cps의 점도를 가질 수 있다.
다른 일 구현예에 따르면, 상기 액정 배향제를 기판에 도포하여 제조한 액정 배향막을 제공한다.
또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 액정 배향막을 포함하는 것인 액정표시소자를 제공한다.
일 구현예에 따른 액정 배향제는 인쇄성, 전기적 특성, 광학적 특성 및 액정 배향성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환" 내지 "치환된"이란, 본 발명의 작용기 중의 하나 이상의 수소가 할로겐(-F, -Cl, -Br 또는 -I), 하이드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(NH2, NH(R200) 또는 N(R201)(R202)이고, 여기서 R200, R201 및 R202는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 C1 내지 C10 알킬기임), 아미디노기, 하이드라진기, 하이드라존기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 할로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C30 알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C20 알킬기를 의미하며, "사이클로알킬기"란 C3 내지 C30 사이클로알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C20 사이클로알킬기를 의미하며, "헤테로사이클로알킬기"란 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기를 의미하며, "알킬렌기"란 C1 내지 C30 알킬렌기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C20 알킬렌기를 의미하며, "알콕시기"란 C1 내지 C30 알콕시기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C20 알콕시기를 의미하며, "에테르기"란 C2 내지 C30 에테르기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C20 에테르기를 의미하며, "사이클로알킬렌기"란 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기를 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기를 의미하며, "헤테로사이클로알킬렌기"란 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬렌기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬렌기를 의미하며, "아릴기"란 C6 내지 C30 아릴기를 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C20 아릴기를 의미하며, "헤테로아릴기"란 C2 내지 C30 헤테로아릴기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C20 헤테로아릴기를 의미하며, "아릴렌"기란 C6 내지 C30 아릴렌기를 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C20 아릴렌기를 의미하며, "헤테로아릴렌기"란 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기를 의미하며, "알킬아릴기"란 C7 내지 C30 알킬아릴기를 의미하고, 구체적으로는 C7 내지 C20 알킬아릴기를 의미하며, "할로겐"이란 F, Cl, Br 또는 I를 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 헤테로사이클로알킬기, 헤테로사이클로알킬렌기, 헤테로아릴기 및 헤테로아릴렌기는 각각 독립적으로 N, O, S, Si 또는 P의 헤테로 원자를 하나의 고리 내에 1개 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 사이클로알킬기, 사이클로알킬렌기, 아릴기 및 아릴렌기를 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "지방족"이란 C1 내지 C30 알킬, C2 내지 C30 알케닐, C2 내지 C30 알키닐, C1 내지 C30 알킬렌, C2 내지 C30 알케닐렌, 또는 C2 내지 C30 알키닐렌을 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C20 알킬, C2 내지 C20 알케닐, C2 내지 C20 알키닐, C1 내지 C20 알킬렌, C2 내지 C20 알케닐렌, 또는 C2 내지 C20 알키닐렌을 의미하고, "지환족"이란 C3 내지 C30 사이클로알킬, C3 내지 C30 사이클로알케닐, C3 내지 C30 사이클로알키닐, C3 내지 C30 사이클로알킬렌, C3 내지 C30 사이클로알케닐렌, 또는 C3 내지 C30 사이클로알키닐렌을 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C20 사이클로알킬, C3 내지 C20 사이클로알케닐, C3 내지 C20 사이클로알키닐, C3 내지 C20 사이클로알킬렌, C3 내지 C20 사이클로알케닐렌, 또는 C3 내지 C20 사이클로알키닐렌을 의미하고, "방향족"이란 C6 내지 C30 아릴, C2 내지 C30 헤테로아릴, C6 내지 C30 아릴렌 또는 C2 내지 C30 헤테로아릴렌을 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C20 아릴, C2 내지 C20 헤테로아릴, C6 내지 C20 아릴렌 또는 C2 내지 C20 헤테로아릴렌을 의미한다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "조합"이란 일반적으로는 혼합 또는 공중합을 의미하며, 지환족 유기기 및 방향족 유기기에서는 2개 이상의 고리가 융합고리를 형성하거나, 2개 이상의 고리가 단일결합, -O-, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, -(CH2)p-(여기서, 1≤p≤2), -(CF2)q-(여기서, 1≤q≤2), -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -C(CH3)(CF3)- 또는 -C(=O)NH-의 작용기에 의해 서로 연결되어 있는 것을 의미한다. 여기서, "공중합"이란 블록 공중합 내지 랜덤 공중합을 의미하고, "공중합체"란 블록 공중합체 내지 랜덤 공중합체를 의미한다.
또한 본 명세서에서 "＊"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
일 구현예에 따른 액정 배향제는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리아믹산, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리이미드, 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 고분자를 포함한다.
[화학식 1]
[화학식 2]
*
상기 화학식 1 및 2에서,
X1 및 X2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 지환족 산이무수물 또는 방향족 산이무수물로부터 유도된 4가의 유기기이고,
Y1 및 Y2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이다.
상기 고분자는 말단 봉지기를 포함함으로써, 상기 고분자에 포함되는 광기능성기 및 알킬기의 양을 조절할 수 있어, 액정 배향제의 우수한 전기적 특성, 광학적 특성 및 액정 배향성을 유지하면서도 동시에 인쇄성과 같은 공정성을 개선할 수 있다. 상기 고분자의 말단에 무수물 작용기를 노출시키지 않으므로, 인쇄성의 악화를 방지 내지 완화할 수 있다. 또한, 상기 고분자의 말단에 아민기를 노출시키지 않으므로, 아민기의 산화로 인해 발생할 수 있는 액정 배향제의 물성 저하를 방지 내지 완화할 수 있다. 경우에 따라, 상기 말단 봉지기에 중합성 관능기, 예컨대 열중합성 관능기 또는 광중합성 관능기가 포함되는 경우 상기 액정 배향제를 사용하여 제조한 액정 배향막의 기계적 물성을 개선할 수도 있다.
이하 각 구성 성분에 대하여 자세하게 설명하도록 한다.
고분자
상기 고분자는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리아믹산, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리이미드, 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함한다.
상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리아믹산은 산이무수물과 디아민으로부터 합성할 수 있다. 상기 산이무수물과 상기 디아민을 공중합하여 폴리아믹산을 제조하는 방법은 폴리아믹산의 합성에 사용 가능한 것으로 알려진 방법은 제한되지 않고 적용될 수 있다.
상기 산이무수물로는 지환족 산이무수물, 방향족 산이무수물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있다.
상기 디아민으로는 방향족 디아민, 기능성 디아민, 광디아민 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있다. 구체적으로는 상기 디아민으로는 상기 광디아민을 사용하거나, 또는 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 지환족 산이무수물로는 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실산이무수물(CBDA), 5-(2,5-디옥소테트라히드로퓨릴)-3-메틸시클로헥센-1,2-디카르복실산무수물(DOCDA), 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실산이무수물(BODA), 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실산이무수물(CPDA), 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산이무수물(CHDA), 1,2,4-트리카르복시-3-메틸카르복시 시클로펜탄이무수물, 1,2,3,4-테트라카르복시 시클로펜탄이무수물, 2,3,5-트리카르복시사이클로펜틸 아세트산 이무수물(2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic dianhydride, TCA-AH) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 지환족 산이무수물로부터 유도되는 4가의 유기기는 하기 화학식 A 내지 E로 표시되는 작용기 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 A] [화학식 B] [화학식 C]
[화학식 D] [화학식 E]
상기 화학식 A 내지 E에서,
Rc1은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
t1은 0 내지 3의 정수이고,
Rc2 내지 Rc8은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이다.
상기 t1이 2 이상의 정수인 경우, 상기 Rc1은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
상기 방향족 산이무수물로는 피로멜리트산이무수물(PMDA), 비프탈산이무수물(BPDA), 옥시디프탈산이무수물(ODPA), 벤조페논테트라카르복시산이무수물(BTDA), 헥사플루오로이소프로필리덴디프탈산이무수물(6-FDA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 방향족 산이무수물로부터 유도되는 4가의 유기기는 하기 화학식 F로 표시되는 작용기 및 하기 화학식 G로 표시되는 작용기 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 F] [화학식 G]
상기 화학식 F 및 G에서,
Rc9 및 Rc10은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
Rc11 및 Rc12는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
t2 및 t3은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
D1은 단일결합, -O-, -CO-, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기(예를 들어 -C(CF3)2-), 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 시클로알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로시클로알킬렌기이다.
상기 t2이 2 이상의 정수인 경우, 상기 Rc11은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다. 마찬가지로, 상기 t3이 2 이상의 정수인 경우, 상기 Rc12는 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
상기 방향족 디아민으로는 파라페닐렌디아민(p-PDA), 4,4-메틸렌디아닐린(MDA), 4,4-옥시디아닐린(ODA), 메타비스아미노페녹시디페닐설폰(m-BAPS), 파라비스아미노페녹시디페닐설폰(p-BAPS), 2,2-비스아미노페녹시페닐프로판(BAPP), 2,2-비스아미노페녹시페닐헥사플루오로프로판(HF-BAPP), 1,4-디아미노-2-메톡시벤젠 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 방향족 디아민으로는 하기 화학식 5 내지 8로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
상기 화학식 5 내지 8에서,
R50 내지 R59는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 알킬기, 상기 아릴기 및 상기 헤테로아릴기는 -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -O-CO-, -NH-CO- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 더 포함할 수 있으며,
A1 내지 A6은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -SO2- 또는 -C(R203)(R204)-, 예컨대 -C(CF3)2-이고, 여기서, R203 및 R204는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기이며,
n1 내지 n10은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
상기 n1 내지 n10이 각각 2 이상의 정수인 경우, 상기 R50 내지 R59는 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
상기 기능성 디아민으로는 하기 화학식 9 내지 12로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 상기 폴리아믹산 중 일부는 상기 기능성 디아민으로부터 유도되는 2가의 유기기를 포함하게 된다. 상기 기능성 디아민으로부터 유도되는 2가의 유기기를 포함함으로써, 액정 배향막에서 액정 분자의 선경사각 조절을 용이하게 할 수 있고, 배향성을 개선할 수 있다.
[화학식 9]
상기 화학식 9에서,
R60은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
R61은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n11은 0 내지 3의 정수이다.
상기 n11이 2 이상의 정수인 경우, 상기 R61은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
[화학식 10]
상기 화학식 10에서,
R61, R62 및 R63은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
A7은 단일결합, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -O-CO- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
R64는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 알킬기, 상기 아릴기 및 상기 헤테로아릴기는 -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -O-CO- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 더 포함할 수 있으며,
n12는 0 또는 3의 정수이고,
n13 및 n14는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
상기 n12 내지 n14가 각각 2 이상의 정수인 경우, 상기 R61 내지 R63은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
[화학식 11]
상기 화학식 11에서,
R65 및 R66은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n15 및 n16은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
R67은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
A8 및 A9는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고,
A10은 단일결합, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- 또는 -O-CO-이다.
상기 n15 및 n16이 각각 2 이상의 정수인 경우, 상기 R65 및 R66은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
[화학식 12]
상기 화학식 12에서,
R68은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n17은 0 내지 3의 정수이다.
R69는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40 방향족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 지환족 유기기이고, 구체적으로는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기일 수 있다. 일 예에서 상기 R69는 스테로이드 골격을 갖는 유기기일 수 있고, 다른 일 예에서 상기 R69는 1개 내지 15개의 불소가 치환된 것일 수 있다.
A11은 단일결합, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-NH- 또는 -NH-CO-이다.
상기 n17이 2 이상의 정수인 경우, 상기 R68은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
상기 광디아민으로는 아조벤젠계 광디아민, 신나메이트계 광디아민, 칼콘계 광디아민, 쿠마린계 광디아민 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있다.
상기 신나메이트계 광디아민은 하기 화학식 13 내지 19로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
상기 화학식 13 내지 18에서,
S1, S2, S4, S7, S8, S11, S12, S13, S16, S17, S18, S19, S22, S24, S25, S26, 및 S27은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- 또는 -O-CO-이고,
S3, S5, S6, S9, S10, S14, S20, S21 및 S23은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 에테르기이고, 특히, 불소 치환된 C1 내지 C30 알콕시기일 수 있고,
R70 내지 R92는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
n20, n23, n30 및 n41은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
n21, n22, n24 내지 n29, n31 내지 n40 및 n42는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
n43은 0 내지 5의 정수이다.
상기 n20 및 n42가 각각 2 이상의 정수인 경우, 상기 R70 내지 R92는 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
[화학식 19]
상기 화학식 19에서,
R93은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
상기 R93에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소가 할로겐, 또는 시아노기로 치환된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR205-, -NR206-CO-, -CO-NR207-, -NR208-CO-O-, -O-CO-NR209-, -NR210-CO-NR211-, -CH=CH-, -C≡C-, 또는 -O-CO-O-로 치환된 알킬렌기; 또는 이들의 조합인 알킬렌기이고, 여기서, R205 내지 R211은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기이고,
R94는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n44는 0 내지 4의 정수이고,
R95 및 R96은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이고,
상기 R95 및 R96에서 상기 치환된 알킬기는 수소가 헤테로 원자, 또는 시아노기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -CH=CH-로 치환된 알킬기; 또는 이들의 조합인 알킬기이고,
R97은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 알킬아릴(alkylaryl)기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
상기 R97에서 상기 치환된 알킬기는 수소가 할로겐, 또는 시아노기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -CH=CH-로 치환된 알킬기; 또는 이들의 조합인 알킬기이고,
상기 R97에서 상기 치환된 알킬아릴기는 상기 알킬아릴기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -CH=CH-로 치환된 알킬아릴기이다.
상기 n44가 2 이상의 정수인 경우, 상기 R94는 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
상기 칼콘계 광디아민은 하기 화학식 20으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 20]
상기 화학식 20에서,
R98은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
상기 R98에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소가 할로겐, 또는 시아노기로 치환기된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR212-, -NR213-CO-, -CO-NR214-, -NR215-CO-O-, -O-CO-NR216-, -NR217-CO-NR218, -CH=CH-, -C≡C-, 또는 -O-CO-O-로 치환된 알킬렌기; 또는 이들의 조합인 알킬렌기이고, 여기서, R212 내지 R218은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기이고,
R102 및 R103은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n45 및 n46은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
R99 및 R100은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이고,
상기 R99 및 R100에서 상기 치환된 알킬기는 수소가 할로겐, 또는 시아노기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -CH=CH-로 치환된 알킬기; 또는 이들의 조합인 알킬기이고,
R101은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
상기 R101에서 상기 치환된 알킬기는 수소가 할로겐, 또는 시아노기로 치환기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -CH=CH-로 치환된 알킬기; 또는 이들의 조합인 알킬기이고,
상기 R101에서 상기 치환된 알킬아릴기는 상기 알킬아릴기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -CH=CH-로 치환된 알킬아릴기이다.
상기 n45 및 n46이 각각 2 이상의 정수인 경우, 상기 R102 및 R103은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
상기 쿠마린계 광디아민은 하기 화학식 21로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 21]
상기 화학식 21에서,
R104는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
상기 R104에서 상기 치환된 알킬렌기는 수소가 할로겐, 또는 시아노기로 치환기된 알킬렌기; 상기 알킬렌기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 치환 또는 비치환된 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 헤테로시클로알킬렌기, -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-, -NR219-, -NR220-CO-, -CO-NR221-, -NR222-CO-O-, -O-CO-NR223-, -NR224-CO-NR225-, -CH=CH-, -C≡C-, 또는 -O-CO-O-로 치환된 알킬렌기; 또는 이들의 조합인 알킬렌기이고, 여기서, R219 내지 R225는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기이고,
R107은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n47은 0 내지 4의 정수이고,
R105 및 R106은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이고,
상기 R105 및 R106에서 상기 치환된 알킬기는 수소가 할로겐, 또는 시아노기로 치환된 알킬기; 상기 알킬기의 하나 이상의 비인접한 -CH2-기가 -O-, -CO-O-, -O-CO-, 또는 -CH=CH-로 치환된 알킬기; 또는 이들의 조합인 알킬기이다.
상기 n47이 2 이상의 정수인 경우, 상기 R107은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
구체적으로는 상기 기능성 디아민은 하기 화학식 22-1 내지 22-4로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 광디아민은 하기 화학식 23-1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 23-2로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 22-1]
[화학식 22-2]
[화학식 22-3]
[화학식 22-4]
[화학식 23-1]
[화학식 23-2]
상기 디아민이 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 포함하는 경우, 상기 디아민은 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 95:5 내지 5:95의 몰비로 포함할 수 있다. 이 경우, 배향막 형성 중 선경사각을 원하는 대로 조절할 수 있다. 구체적으로는 상기 디아민은 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 95:5 내지 60:40의 몰비로 포함할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리이미드는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리아믹산을 이미드화하여 제조할 수 있다. 폴리아믹산을 이미드화하여 폴리이미드를 제조하는 방법은 당업계에서 잘 알려진 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리아믹산 및 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리이미드는 양쪽 말단에 말단 봉지기로 봉지되어 있다.
상기 말단 봉지기는 말단 봉쇄 단량체로부터 유도될 수 있는데, 상기 말단 봉쇄 단량체의 예로는 모노아민류 또는 모노언하이드라이드류를 들 수 있다.
일 예로, 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드를 제조할 때 산이무수물을 디아민보다 더 많은 몰수로 사용하는 경우, 말단에 무수물 작용기가 위치하게 되므로 상기 모노아민류를 말단 봉쇄 단량체로 사용하여 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드의 말단을 봉지할 수 있다.
다른 일 예로, 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드를 제조할 때 디아민을 산이무수물보다 더 많은 몰수로 사용하는 경우, 말단에 아민기가 위치하게 되므로 상기 모노언하이드라이드류를 말단 봉쇄 단량체로 사용하여 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드의 말단을 봉지할 수 있다.
상기 모노아민류는 하기 화학식 3-1 내지 3-5로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기 모노언하이드라이드류는 하기 화학식 4-1 내지 4-7로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
[화학식 3-5]
상기 화학식 3-1 내지 3-5에서,
Ra1 내지 Ra8은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
w1은 0 내지 5의 정수이고,
w2, w3 및 w4는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
w5는 0 내지 2의 정수이고,
w6 및 w7은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.
상기 w1 내지 w7이 각각 2 이상의 정수인 경우, 상기 Ra1 내지 Ra3 및 상기 Ra5 내지 Ra8은 각각 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
[화학식 4-1]
[화학식 4-2]
[화학식 4-3]
[화학식 4-4]
[화학식 4-5]
[화학식 4-6]
[화학식 4-7]
상기 화학식 4-1 내지 4-7에서,
Rb1 내지 Rb33은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L2 및 L3는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
구체적으로는 상기 모노아민류는 아닐린, 톨루이딘, 디메틸아닐린, 에틸아닐린, 아미노페놀, 아미노벤질알콜, 아미노인단(aminoindan), 아미노아세토페논 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로는 상기 모노언하이드라이드류는 5-노보넨(norbornene)-2,3-디카르복실릭 언하이드라이드, 2-노보넨(norbornene)-5,6-디카르복실릭 언하이드라이드, 3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드, 이소부테닐 숙시닉 언하이드라이드, 말레익 언하이드라이드, 아코니틱 언하이드라이드(aconitic anhydride), 3,4,5,6-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride), 시스-1,2,3,6,-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride), 이타코닉 언하이드라이드(itaconic anhydride, IA), 시트라코닉 언하이드라이드(citraconic anhydride, CA), 2,3-디메틸말레익 언하이드라이드(2,3-dimethylmaleic anhydride, DMMA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드의 양쪽 말단이 상기와 같은 말단 봉지기로 봉지됨으로써, 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드의 말단에 아민기 및 무수물 작용기를 노출시키지 않을 수 있다. 또한, 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드에 포함되는 광기능성기 및 알킬기의 양을 조절할 수 있다. 상기 광기능성기 및 상기 기능성 디아민에 포함되어 있는 알킬기는 편광된 광조사에 의해 비등방성을 유도할 수 있고 수직 배향성을 개선할 수는 있으나, 공정성, 예컨대 인쇄성에 악영향을 미치는 작용기들이다.
이로써, 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드를 사용하여 제조한 액정 배향제는 우수한 전기적 특성, 광학적 특성 및 액정 배향성을 유지하면서도 동시에 우수한 공정성, 예컨대 인쇄성을 가질 수 있다.
한편, 중합성 관능기, 예컨대 열중합성 관능기 또는 광중합성 관능기를 포함하는 말단 봉쇄 단량체를 사용하여 상기 말단 봉지기를 형성하는 경우, 상기 액정 배향제를 사용하여 제조한 액정 배향막의 기계적 물성을 개선할 수도 있다.
상기 말단 봉지기는 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드에 포함되는 반복단위 100몰에 대하여, 0.5몰 내지 10몰로 포함될 수 있다. 이 경우, 공정성, 특히 인쇄성 및 퍼짐성을 효과적으로 개선할 수 있다. 구체적으로는 상기 말단 봉지기는 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드에 포함되는 반복단위 100몰에 대하여, 1몰 내지 8몰로 포함될 수 있다.
상기와 같은 말단 봉지기로 봉지된 폴리아믹산은 하기 화학식 1-1 내지 1-3으로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있고, 상기와 같은 말단 봉지기로 봉지된 폴리이미드는 하기 화학식 2-1 내지 2-3으로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
상기 화학식 1-1 내지 2-3에서,
X1, X2, Y1 및 Y2에 대한 정의는 화학식 1 및 2에 정의한 바와 같고,
R1, R2, R23 및 R24는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 융합 사이클로알킬아릴기(fused cycloalkylaryl group)이고,
R3 내지 R22 및 R25 내지 R44는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
m1 내지 m3 및 k1 내지 k3은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다.
상기 고분자는 50,000 내지 500,000 g/mol의 중량평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 고분자의 중량평균 분자량이 상기 범위 내인 경우, 용해성, 열적 안정성 및 내화학성을 효과적으로 개선할 수 있고, 적절한 점도를 유지할 수 있어 우수한 인쇄성을 가질 수 있으며 균일한 막을 용이하게 형성할 수 있다.
용매
상기 액정 배향제는 상기 고분자를 용해시키기에 적절한 용매를 포함한다. 이로써 상기 액정 배향제는 우수한 퍼짐성 및 기판과의 점착성을 가질 수 있다.
상기 고분자를 용해시키기에 적절한 용매의 예로는 N-메틸-2-피롤리돈; N,N-디메틸 아세트아미드; N,N-디메틸 포름아미드; 디메틸 설폭사이드; γ-부티로락톤; 테트라하이드로퓨란(THF); 및 메타 크레졸, 페놀, 할로겐화 페놀 등의 페놀계 용매를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 용매는 2-부틸 셀로솔브(2-BC)를 더 포함할 수 있고, 이로써 인쇄성을 향상시킬 수 있다. 이때 상기 2-부틸 셀로솔브는, 2-부틸 셀로솔브를 포함하는 용매 총량에 대하여, 1 내지 50 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 10 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 2-부틸 셀로솔브가 상기 범위 내로 포함되는 경우 인쇄성을 용이하게 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 용매는 빈용매인 알콜류, 케톤류, 에스테르류, 에테르류, 탄화수소류, 또는 할로겐화 탄화수소류를 상기 가용성 폴리이미드 중합체가 석출되지 않는 한도 내에서 적정 비율로 더 포함할 수 있다. 상기 빈용매들은 액정배향제의 표면에너지를 낮추어 도포시 퍼짐성과 평탄성을 향상시킬 수 있다.
상기 빈용매는, 빈용매를 포함하는 용매 총량에 대하여, 1 내지 90 중량%, 구체적으로는 1 내지 70 중량%로 포함될 수 있다.
상기 빈용매의 구체적인 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 사이클로헥산올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 트리에틸렌글리콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디에틸옥살레이트, 말론산 에스테르, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 페닐에테르, 에틸렌글리콜 페닐메틸에테르, 에틸렌글리콜 페닐에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌클리콜 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 에틸에테르 아세테이트, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논, 2-하이드록시 에틸 프로피오네이트, 2-하이드록시-2-메틸 에틸 프로피오네이트, 에톡시 에틸 아세테이트, 하이드록시 에틸 아세테이트, 2-하이드록시-3-메틸 메틸 부타노에이트, 3-메톡시 메틸 프로피오네이트, 3-메톡시 에틸 프로피오네이트, 3-에톡시 에틸 프로피오네이트, 3-에톡시 메틸 프로피오네이트, 메틸 메톡시 부탄올, 에틸 메톡시 부탄올, 메틸 에톡시 부탄올, 에틸 에톡시 부탄올, 테트라하이드로퓨란, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 1,4-디클로로 부탄, 트리 클로로 에탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 헥산, 헵탄, 옥탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 사용할 수 있다.
상기 액정 배향제에서 상기 용매의 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 상기 액정 배향제에서 고형분의 함량이 0.1 내지 30 중량%가 되도록 사용할 수 있고, 구체적으로는 고형분의 함량이 1 내지 10 중량%가 되도록 사용할 수 있다. 고형분의 함량이 상기 범위 내인 경우, 인쇄시에 기판 표면의 오염성에 영향을 덜 받음으로써 막의 균일도를 적절하게 유지할 수 있고, 적절한 점도를 유지할 수 있어, 인쇄시 높은 점도로 인한 막의 균일도 저하를 방지할 수 있고, 적절한 투과율을 나타낼 수 있다.
상기 액정 배향제는 3 내지 35 cps의 점도를 가질 수 있고, 구체적으로는 5 내지 25 cps의 점도를 가질 수 있다. 액정 배향제의 점도가 상기 범위 내인 경우, 도막 균일성 및 도포성을 향상시킬 수 있다.
기타 첨가제
일 구현예에 따른 액정 배향제는 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 기타 첨가제로는 에폭시 화합물을 들 수 있다. 에폭시 화합물은 신뢰성 및 전기광학특성 향상을 위하여 사용하는 것으로서, 상기 에폭시 화합물은 2개 내지 8개의 에폭시기, 구체적으로는 2개 내지 4개의 에폭시기를 포함하는 에폭시 화합물을 1종 이상 사용할 수 있다.
상기 에폭시 화합물은 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 50 중량부로 포함될 수 있고, 구체적으로는 1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 에폭시 화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우, 기판에 도포시 적절한 인쇄성 및 평탄성을 나타내면서, 신뢰성 및 전기광학적 특성을 용이하게 향상시킬 수 있다.
상기 에폭시 화합물의 예로는 하기 화학식 24로 표시되는 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 24]
상기 화학식 24에서,
A12는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 방향족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 C6 내지 C12 지환족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 C6 내지 C12 지방족 유기기, 예컨대 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬렌기이다.
상기 에폭시 화합물의 구체적인 예로는 N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노페닐메탄(TGDDM), N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노페닐에탄, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노페닐프로판, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노페닐부탄, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노벤젠, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 글리세린디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,3,5,6-테트라글리시딜-2,4-헥산디올, N,N,N',N'-테트라글리시딜-1,4-페닐렌디아민, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-크실렌디아민, N,N,N',N'-테트라글리시딜-2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 2,2-비스[4-(N,N-디글리시딜-4-아미노페녹시)페닐]프로판, N,N,N',N'-테트라글리시딜-4,4'-디아미노디페닐메탄, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)사이클로헥산, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)벤젠 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 인쇄성을 향상시키기 위하여 적당한 계면활성제 또는 커플링제를 첨가제로 더욱 사용할 수도 있다.
다른 일 구현예에 따른 액정 배향막은 상기 액정 배향제를 이용하여 제조된다.
액정 배향막은 액정 배향제를 기판에 도포하여 형성시킬 수 있는데, 상기 액정 배향제를 상기 기판에 도포하는 방법으로는, 스핀 코트법, 플렉소 인쇄법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 그 중에서도 플렉소 인쇄법은 형성한 도막의 균일성이 우수하고, 대형화가 용이하므로, 일반적으로 사용될 수 있다.
상기 기판으로는 투명성이 높은 기판이라면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있으며, 유리 기판, 또는 아크릴 기판이나 폴리카보네이트 기판 등의 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 또한, 액정 구동을 위한 인듐-틴 옥사이드(indium-tin oxide, ITO) 전극 등이 형성된 기판을 사용하면, 제조 공정을 간소화할 수 있다.
상기 액정 배향제는 도막의 균일성을 높이기 위해 기판에 균일하게 도포한 후, 실온 내지 200℃의 온도로, 구체적으로는 30℃ 내지 150℃의 온도로, 더욱 구체적으로는 40℃ 내지 120℃의 온도로 1분 내지 100분 동안 가건조를 실시할 수 있다. 상기 가건조를 통하여, 액정 배향제의 각 성분의 휘발도를 조정함으로써, 균일하고 편차가 없는 도막을 얻을 수 있다.
그 후, 다시 80℃ 내지 300℃, 구체적으로는 120℃ 내지 280℃의 온도에서 5분 내지 300분 동안 소성을 실시하여 용매를 증발시킴으로써, 액정 배향막을 형성할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 형성된 액정 배향막은 편광 자외선 조사에 의한 일축 배향 처리를 하거나, 또는 수직 배향막 등의 일부 용도에서는 일축 배향 처리를 하지 않고 액정표시소자에 사용될 수 있다.
구체적으로는 일 구현예에 따른 액정 배향막은 10 mJ 내지 5,000 mJ의 에너지에서 0.1분 내지 180분 동안 노광하여 일축 배향 처리를 할 수 있다.
또 다른 일 구현예에 따르면 상기 액정 배향막을 포함하는 액정표시소자를 제공한다.
이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예 및 비교예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
*실시예 1: 액정 배향제의 제조
교반기, 온도조절장치, 질소가스주입 장치 및 냉각기가 장착된 4구 플라스크에 질소를 통과시키면서 하기 화학식 23-1로 표시되는 화합물 0.5몰을 넣고, N-메틸-2-피롤리돈을 넣어 혼합 용액을 제조하였다.
[화학식 23-1]
상기 혼합 용액에 고체 상태의 2,3,5-트리카르복시사이클로펜틸 아세트산 이무수물(2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic dianhydride, TCA-AH) 1.01몰을 넣고 격렬하게 교반하였다.
상기 혼합 용액에 상기 화학식 23-1로 표시되는 화합물 0.4몰 및 하기 화학식 23-2로 표시되는 화합물 0.1몰을 넣고 격렬하게 교반하였다. 이때 고형분 함량은 20중량%이었다.
이어서, 온도를 30℃ 내지 50℃로 유지하면서 10시간 동안 반응을 수행하여 폴리아믹산 용액을 제조하였다. 상기 제조된 폴리아믹산 용액에 말단 봉쇄 단량체로 아닐린(aniline) 0.02몰을 넣고 1시간 반응시켰다.
이어서, 상기 제조된 폴리아믹산 용액에 아세트산무수물 3.0몰 및 피리딘 5.0몰을 첨가하고 80℃로 승온시킨 후, 6시간 동안 반응시키고, 진공증류를 통해 촉매와 용매를 제거하여 고형분 함량 20%의 가용성 폴리이미드 수지를 제조하였다.
상기 제조된 가용성 폴리이미드 수지에 N-메틸-2-피롤리돈 및 γ-부티로락톤의 혼합 용매(부피비=7:3)를 첨가하고, 상온에서 24 시간 동안 교반하여 폴리이미드(SPI-1)를 포함하는 액정 배향제를 제조하였다.
[화학식 23-2]
실시예
2 내지 10: 액정 배향제의 제조
2,3,5-트리카르복시사이클로펜틸 아세트산 이무수물(TCA-AH), 상기 화학식 23-1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 23-2로 표시되는 화합물, 하기 화학식 22-1로 표시되는 화합물, 아닐린, 2-노보넨-5,6-디카르복실릭 언하이드라이드 및 말레익 언하이드라이드를 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리이미드(SPI-2 내지 SPI-10)를 포함하는 액정 배향제를 제조하였다.
[화학식 22-1]
비교예
1 및 2: 액정 배향제의 제조
2,3,5-트리카르복시사이클로펜틸 아세트산 이무수물(TCA-AH), 상기 화학식 23-1로 표시되는 화합물, 상기 화학식 23-2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 22-1로 표시되는 화합물을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 사용하고, 말단 봉쇄 단량체를 사용하는 공정을 실시하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리이미드(SPI-11 내지 SPI-12)를 포함하는 액정 배향제를 제조하였다.
| TCA-AH (mol) | 화학식22-1 (mol) | 화학식 22-2 (mol) | 화학식 21-1 (mol) | 말단 봉쇄 단량체 (mol) |
고분자의 중량평균 분자량 (Mw, g/mol) | 액정 배향제 내의 고형분 함량 (중량%) |
액정 배향제의 점도 (cps) |
|
| 실시예 1 | 1.01 | 0.90 | 0.10 | - | 아닐린 (0.02) |
170k | 5.5 | 11.0 |
| 실시예 2 | 1.01 | 0.80 | 0.20 | - | 아닐린 (0.02) |
170k | 5.5 | 11.2 |
| 실시예 3 | 1.01 | 0.70 | 0.10 | 0.20 | 아닐린 (0.02) |
169k | 5.5 | 10.9 |
| 실시예 4 | 1.01 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | 아닐린 (0.02) |
170k | 5.5 | 11.1 |
| 실시예 5 | 1.01 | 0.50 | 0.10 | 0.40 | 아닐린 (0.02) |
171k | 5.5 | 11.2 |
| 실시예 6 | 1.02 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | 아닐린 (0.04) |
170k | 5.5 | 11.4 |
| 실시예 7 | 1.03 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | 아닐린 (0.06) |
172k | 5.5 | 11.2 |
| 실시예 8 | 0.99 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | 2-노보넨-5,6-디카르복실릭 언하이드라이드 (0.02) |
170k | 5.5 | 11.0 |
| 실시예 9 | 0.99 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | 2-노보넨-5,6-디카르복실릭 언하이드라이드 (0.02) |
172k | 5.5 | 11.2 |
| 실시예 10 | 0.99 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | 말레익 언하이드라이드 (0.02) |
171k | 5.5 | 11.4 |
| 비교예 1 | 1.01 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | - | 170k | 5.5 | 11.2 |
| 비교예 2 | 0.99 | 0.60 | 0.10 | 0.30 | - | 168k | 5.5 | 10.7 |
<물성 평가>
시험예
1: 인쇄성 및 도막 균일성 평가
액정 배향제의 인쇄성 및 도막 균일성, 예컨대 끝단 도막 균일성을 평가하기 위하여 액정 셀을 제작하여 이용하였다. 상기 액정 셀의 제조는 다음과 같다.
규격화된 크기의 ITO 유리 기판에 1.5 cm×1.5 cm 크기의 정사각형 ITO 모양과 전압 인가를 위한 전극 ITO 모양만을 남기고 다른 부분의 ITO를 제거하기 위해 포토리소그래피 공정을 이용하여 패턴화하였다.
패턴화한 ITO가 부착된 유리 기판 상에, 상기 실시예 1 내지 10, 비교예 1 및 2에서 제조한 액정 배향제를 배향막 인쇄기(CZ 200®, 나칸社)를 사용하여 플렉소 인쇄하여, 10 nm 두께로 만든 다음, 상기 인쇄된 기판을 50℃ 내지 90℃의 핫플레이트 상에 2분 내지 5분 동안 방치하여 도막의 가건조를 실시하였다.
상기 기판을 가건조한 후, 상기 기판을 200℃ 내지 230℃의 핫플레이트 상에서 10분 내지 30분 동안 소성한 기판을 제조하였다.
상기 액정 배향막의 막면을 육안 및 전자현미경(MX50®, 올림푸스社)을 통해 기판 전면(중앙부분과 끝단부분)에 걸쳐 인쇄성(pinhole 및 얼룩) 및 도막의 막 두께 변화를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<인쇄성 평가 기준>
양호: pinhole 이나 얼룩 없음
불량: pinhole 이나 얼룩 발생
<도막 균일성 평가 기준>
양호: 도막 전체에서의 막 두께의 편차가 0.005㎛ 미만
보통: 도막 전체에서의 막 두께의 편차가 0.005㎛ 내지 0.01㎛
불량: 도막 전체에서의 막 두께의 편차가 0.01㎛ 초과
시험예
2: 액정
배향성
평가
액정 배향제의 액정 배향성을 평가하기 위하여 액정 셀을 제작하여 이용하였다. 상기 액정 셀의 제조는 다음과 같다.
규격화된 크기의 ITO 유리 기판에 1.5cm×1.5cm 크기의 정사각형 ITO 모양과 전압 인가를 위한 전극 ITO 모양만을 남기고 다른 부분의 ITO를 제거하기 위해 포토리소그래피 공정을 이용하여 패턴화하였다.
패턴화한 ITO 기판에 실시예 1 내지 10, 비교예 1 및 2에서 제조한 액정 배향제를 도포하고 스핀 코팅하여 0.1㎛ 두께로 만든 다음, 70℃와 210℃의 경화 과정을 거치게 하였다.
상기 경화 과정을 거친 ITO 기판을 노광기(UIS-S2021J7-YD01, Ushio LPUV)를 이용하여 일정 각도, 일정 에너지 하에서 노광한 2개의 기판을 노광 방향이 서로 반대 방향(VA mode용, 90도)이 되도록 한 후, 4.75㎛의 셀 갭을 유지한 채로 정사각형 ITO 모양이 위, 아래로 일치하게 접합하였다. 상기 노광시 광원은 2kW 딥 UV 램프(deep UV ramp, UXM-2000)를 사용하였다.
이와 같은 방법으로 만들어진 셀에 액정을 채운 후, 직교 편광된 광학 현미경을 이용하여 액정 배향성을 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<액정 배향성 평가 기준>
양호: 회위(disclination) 미발생
불량: 회위(disclination) 발생
시험예
3: 액정 배향막의 전기적 특성
액정 배향막의 전기적 특성은 4.75㎛ 셀 갭의 액정 셀을 이용하여 전압-투과도 곡선을 얻어서 전압 보전율(voltage holding ratio, VHR)을 상온에서 측정하고, 잔류 DC(residual DC) 전압을 측정하여 평가하였다. 또한, 이온 밀도(ion density, ID)를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 전압 보전율 및 잔류 DC 전압의 전기적 특성을 간단히 설명하면 다음과 같다.
상기 전압 보전율은 능동구동 방식의 TFT-LCD에서 비선택기간 동안 외부전원과 플로팅된 상태의 액정층이 충전된 전압을 유지하는 정도를 말하며, 100%에 가까운 값이 이상적이다.
상기 잔류 DC 전압은 이온화된 액정 층의 불순물들이 배향막에 흡착되어, 외부에서 인가된 전압이 없더라도 액정 층에 걸려 있는 전압을 말하며, 낮을수록 좋다. 상기 잔류 DC 전압의 측정 방법으로는 플리커를 이용한 방법과 DC전압에 따른 액정 층의 전기용량 변화 곡선(C-V)을 이용한 방법 등이 보편적이다.
상기 이온 밀도(ID)는 액정 셀 내에 존재하는 이온 불순물의 밀도를 의미하며, 상기 이온 밀도가 일정 수준 이상이면 신뢰성이 악화될 수 있다.
<전압 보전율 평가 기준>
양호: 97% 이상
불량: 97% 미만
<잔류 DC 전압 평가 기준>
양호: 100 mV 미만
불량: 100 mV 이상
<이온 밀도(ID) 평가 기준>
양호: 50pC/cm3 미만
불량: 50pC/cm3 이상
| 인쇄성 | 도막 균일성 | 액정 배향성 | 전압 보전율 | 잔류 DC 전압 | 이온 밀도 | |
| 실시예 1 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 2 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 3 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 4 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 5 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 6 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 7 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 8 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 9 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 실시예 10 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 비교예 1 | 불량 | 불량 | 양호 | 양호 | 불량 | 불량 |
| 비교예 2 | 불량 | 불량 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 10에서 제조한 액정 배항제는 비교예 1 및 2에서 제조한 액정 배향제보다 우수한 인쇄성 및 도막 균일성을 나타냄을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 10에서 제조한 액정 배항제는 비교예 1 및 2에서 제조한 액정 배향제보다 우수하거나 적어도 상응하는 수준의 전기적 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
Claims (16)
- 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리아믹산, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하고 양쪽 말단에 말단 봉지기를 갖는 폴리이미드, 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 고분자
를 포함하는 액정 배향제:
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1 및 2에서,
X1 및 X2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 지환족 산이무수물 또는 방향족 산이무수물로부터 유도된 4가의 유기기이고,
Y1 및 Y2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 디아민으로부터 유도된 2가의 유기기이다.
단, 상기 말단 봉지기는 하기 화학식 3-1 내지 3-5로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 모노아민류 또는 하기 화학식 4-1 내지 4-7로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 모노언하이드라이드류의 말단 봉쇄 단량체로부터 유도되는 것이다.
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
[화학식 3-5]
상기 화학식 3-1 내지 3-5에서,
Ra1 내지 Ra8은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
w1은 0 내지 5의 정수이고,
w2, w3 및 w4는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
w5는 0 내지 2의 정수이고,
w6 및 w7은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
[화학식 4-1]
[화학식 4-2]
[화학식 4-3]
[화학식 4-4]
[화학식 4-5]
[화학식 4-6]
[화학식 4-7]
상기 화학식 4-1 내지 4-7에서,
Rb1 내지 Rb33은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L2 및 L3는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 단일결합, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 모노아민류는 아닐린, 톨루이딘, 디메틸아닐린, 에틸아닐린, 아미노페놀, 아미노벤질알콜, 아미노인단(aminoindan), 아미노아세토페논 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하고,
상기 모노언하이드라이드류는 5-노보넨(norbornene)-2,3-디카르복실릭 언하이드라이드, 2-노보넨(norbornene)-5,6-디카르복실릭 언하이드라이드, 3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드, 이소부테닐 숙시닉 언하이드라이드, 말레익 언하이드라이드, 아코니틱 언하이드라이드(aconitic anhydride), 3,4,5,6-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride), 시스-1,2,3,6,-테트라하이드로프탈릭 언하이드라이드(cis-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride), 이타코닉 언하이드라이드(itaconic anhydride, IA), 시트라코닉 언하이드라이드(citraconic anhydride, CA), 2,3-디메틸말레익 언하이드라이드(2,3-dimethylmaleic anhydride, DMMA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 액정 배향제.
- 제1항에 있어서,
상기 말단 봉지기는 상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드에 포함되는 반복단위 100몰에 대하여, 0.5몰 내지 10몰로 포함되는 것인 액정 배향제.
- 제1항에 있어서,
상기 폴리아믹산은 하기 화학식 1-1 내지 1-3으로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하고,
상기 폴리이미드는 하기 화학식 2-1 내지 2-3으로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 액정 배향제:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
상기 화학식 1-1 내지 2-3에서,
X1, X2, Y1 및 Y2에 대한 정의는 화학식 1 및 2에 정의한 바와 같고,
R1, R2, R23 및 R24는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 융합 사이클로알킬아릴기(fused cycloalkylaryl group)이고,
R3 내지 R22 및 R25 내지 R44는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
m1 내지 m3 및 k1 내지 k3은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다.
- 제1항에 있어서,
상기 디아민은 하기 화학식 5 내지 8로 표시되는 방향족 디아민; 하기 화학식 9 내지 12로 표시되는 기능성 디아민; 아조벤젠(azobenzene)계 광디아민, 신나메이트(cinnamate)계 광디아민, 칼콘(chalcone)계 광디아민, 쿠마린(cumarine)계 광디아민, 그리고 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 광디아민; 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 액정 배향제:
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
상기 화학식 5 내지 8에서,
R50 내지 R59는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 알킬기, 상기 아릴기 및 상기 헤테로아릴기는 -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -O-CO- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 더 포함할 수 있으며,
A1 내지 A6은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -SO2- 또는 -C(R203)(R204)-이고, 여기서, R203 및 R204는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기이며,
n1 내지 n10은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
[화학식 9]
상기 화학식 9에서,
R60은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
R61은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n11은 0 내지 3의 정수이고,
[화학식 10]
상기 화학식 10에서,
R61, R62 및 R63은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
A7은 단일결합, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -O-CO- 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
R64는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고, 상기 알킬기, 상기 아릴기 및 상기 헤테로아릴기는 -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -O-CO- 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 것을 더 포함할 수 있으며,
n12는 0 또는 3의 정수이고,
n13 및 n14는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
[화학식 11]
상기 화학식 11에서,
R65 및 R66은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n15 및 n16은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
R67은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
A8 및 A9는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO-이고,
A10은 단일결합, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- 또는 -O-CO-이고,
[화학식 12]
상기 화학식 12에서,
R68은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n17은 0 내지 3의 정수이고,
R69는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C40 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C40 방향족 유기기, 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C40 지환족 유기기이고,
A11은 단일결합, -O-, -S-, -NH-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-NH- 또는 -NH-CO-이다.
- 제7항에 있어서,
상기 광디아민은 하기 화학식 13 내지 21로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 액정 배향제:
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
상기 화학식 13 내지 18에서,
S1, S2, S4, S7, S8, S11, S12, S13, S16, S17, S18, S19, S22, S24, S25, S26, 및 S27은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, -O-, -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- 또는 -O-CO-이고,
S3, S5, S6, S9, S10, S14, S20, S21 및 S23은 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 에테르기이고,
R70 내지 R92는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
n20, n23, n30 및 n41은 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,
n21, n22, n24 내지 n29, n31 내지 n40 및 n42는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
n43은 0 내지 5의 정수이고,
[화학식 19]
상기 화학식 19에서,
R93은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
R94는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n44는 0 내지 4의 정수이고,
R95 및 R96은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이고,
R97은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 알킬아릴(alkylaryl)기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
[화학식 20]
상기 화학식 20에서,
R98은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
R102 및 R103은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n45 및 n46은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고,
R99 및 R100은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이고,
R101은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 알킬아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐기, 치환 또는 비치환된 티오페닐기, 치환 또는 비치환된 퓨라닐기, 또는 치환 또는 비치환된 나프틸기이고,
[화학식 21]
상기 화학식 21에서,
R104는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 디아민기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 디아민기이고,
R107은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기이고,
n47은 0 내지 3의 정수이고,
R105 및 R106은 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C12 알킬기이다.
- 제7항에 있어서,
상기 기능성 디아민은 하기 화학식 22-1 내지 22-4로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하고, 상기 광디아민은 하기 화학식 23-1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 23-2로 표시되는 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함하는 것인 액정 배향제:
[화학식 22-1]
[화학식 22-2]
[화학식 22-3]
[화학식 22-4]
[화학식 23-1]
[화학식 23-2]
.
- 제7항에 있어서,
상기 디아민은 상기 광디아민, 또는 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 포함하는 것인 액정 배향제.
- 제10항에 있어서,
상기 디아민이 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 포함하는 경우, 상기 디아민은 상기 광디아민과 상기 기능성 디아민을 95:5 내지 5:95의 몰비로 포함하는 것인 액정 배향제.
- 제1항에 있어서,
상기 고분자는 50,000 내지 500,000 g/mol의 중량평균 분자량(Mw)을 가지는 것인 액정 배향제.
- 제1항에 있어서,
상기 액정 배향제는 0.1 내지 30 중량%의 고형분 함량을 가지는 것인 액정 배향제.
- 제1항에 있어서,
상기 액정 배향제는 3 내지 35 cps의 점도를 가지는 것인 액정 배향제.
- 제1항, 및 제4항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 액정 배향제를 기판에 도포하여 제조한 액정 배향막.
- 제15항에 따른 액정 배향막을 포함하는 것인 액정표시소자.
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20140526 Patent event code: PE09021S01D |
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20141215 Patent event code: PR07011E01D |
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Termination category: Default of registration fee Termination date: 20180926 |