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KR19980057674A - 배향막 형성용 조성물, 이로부터 형성되는 배향막과 이 배향막을 구비한 액정표시소자 - Google Patents

배향막 형성용 조성물, 이로부터 형성되는 배향막과 이 배향막을 구비한 액정표시소자 Download PDF

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KR19980057674A KR1019960076973A KR19960076973A KR19980057674A KR 19980057674 A KR19980057674 A KR 19980057674A KR 1019960076973 A KR1019960076973 A KR 1019960076973A KR 19960076973 A KR19960076973 A KR 19960076973A KR 19980057674 A KR19980057674 A KR 19980057674A
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Abstract

본 발명에는 유기고분자계의 광배향성 배향막 형성용 조성물 및 이로부터 형성됨으로써 우수한 액정 배향특성을 나타내는 배향막 및 이를 구비하고 있는 액정표시소자가 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 비파괴적인 광배향법을 적용할 수 있으면서도 프리틸트 각도의 조절이 가능하며 열적 안정성도 우수한 배향막 형성용조성물과 배향막을 얻을 수 있으며, 이에 따라 표시성능이 향상된 액정표시소자를 얻을 수 있게 된다.

Description

배향막 형성용 조성물, 이로부터 형성되는 배향막과 이 배향막을 구비한 액정표시소자
본 발명은 배향막 형성용 조성물, 이로부터 형성되는 배향막과 이 배향막을 구비하고 있는 액정표시소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리틸트 각도 (pretilt angle)를 증가시키며 열적 안정성이 우수한 유기고분자계의 광배향성 배향막 형성용 조성물 및 이로부터 형성됨으로써 우수한 액정 배향특성을 나타내는 배향막 및 이를 구비하고 있는 액정표시소자에 관한 것이다.
일반적으로 액정 (liquid crystal)이란 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비한 액체와 고체의 중간적 성질을 갖는 물질로서, 전계 또는 열에 의해 그 광학적 이방성이 변화될 수 있다. 이러한 성질을 이용한 것이 액정표시소자 (LCD:Liquid Crystal Display)로서, 도 1에는 일반적인 액정표시소자의 단면도가 도시되어 있다.
도 1을 참조해 보면, 유리등으로 된 상하, 한 쌍의 투명기판(2,2')의 상부에 ITO 등으로 투명전극(3,3')이 형성되어 있고, 상기 투명전극(3,3')의 상부에는 절연층(4,4')과 액정의 배향을 위한 배향막(5,5')이 차례로 형성되어 있으며, 상기 배향막(5,5') 사이에 스페이서(6)가 셀갭을 유지하고 있으며, 이 셀갭에 액정물질이 주입되어 액정층(7)을 이루고 있다. 상기 기판(2,2')의 바깥쪽에는 입사광 및 투과광의 편광을 위한 편광판(1,1')이 구비되어 있다.
도 2는 액정분자와 배향표면 (기판)과의 방위관계를 나타내는 도면으로서 프리틸트 각도는 기판면과 액정 디렉터가 이루는 각을 말한다. 액정의 물성은 일반적으로 액정의 분자배열 상태에 의해 변하고, 그 결과 전계 등 외력에 대한 응답특성도 크게 변화된다. 액정의 프리틸트 각도는 배향재료, 배향처리 방법에 의해 변화되므로 액정의 프리틸트 각도 제어는 곧 액정분자의 배향 제어로서 이해될 수 있는 개념이다. 따라서, 액정표시소자를 제조함에 있어서 액정의 프리틸트 각도를 적절한 범위로 조절할 수 있도록, 적합한 배향재료를 선택하거나 적절한 배향막 형성방법을 선택하는 것은 액정표시소자의 표시성능의 향상을 위해 필수적이다.
전술한 바와 같이, 액정의 균일한 배향 상태는 액정을 상하 기판 사이에 단순히 끼우는 것만으로는 얻기 힘들다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 균일한 배향을 위해 기판에 배향막을 형성하는 것이 일반적이다.
배향막을 형성하는 방법으로서 가장 널리 이용된 방법으로는 기판상에 고분자 수지막을 형성한 다음 천 등을 이용하여 한 방향으로 문지르는 러빙처리방법이 알려져 있다. 그러나, 이 방법에 의하면, 러빙천과 배향막의 기계적인 접촉에 의해 오염 입자와 정전기가 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
따라서, 최근에 제안된 배향방법이 광배향법인데, 러빙방법과는 달리 비파괴적이다. 광배향법에 따르면, 편광된 빛이 광중합성 배향막에 조사되면 비등방성 광중합이 일어나 액정분자가 고분자층에 균일하게 배향된다. 광중합성 배향막 재료로는 PVCN(poly(vinyl cinnamate))과 PVMC(poly(vinyl methoxycinnamate))가 주로 이용되었으나, 이러한 고분자는 열적 안정성이 떨어지며 액정의 프리틸트 배향이 불가능하여 거의 0°수준의 액정배향으로 실제 액정표시소자에 응용하기가 어려운 실정이다. 따라서, 프리틸트 각도를 증가시키기 위해 많은 연구가 있었으나 그다지 성공적인 결과를 얻지는 못하였다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 열적 안정성이 우수하고 프리틸트 각도의 조절이 가능한 광배향성 배향막 형성용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 다른 목적과 또 다른 목적은 상기와 같은 광배향성 배향막 형성용 조성물로부터 만들어지는 배향막과, 이러한 배향막을 구비하고 있는 액정표시소자를 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 액정표시소자의 단면도이다.
도 2는 액정분자와 배향표면(기판)과의 방위관계를 나타내는 도면이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,1'... 편광판 2,2'... 기판
3,3'... 전극 4,4'... 절연층
5,5'... 배향막 6... 스페이서
7... 액정층
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드를 98:2 내지 2:98의 중량비로 포함하고 있는 광배향성 배향막 형성용 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 목적은 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드를 98:2 내지 2:98의 중량비로 포함하는 배향막에 의해 달성된다.
본 발명의 또 다른 목적은 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드를 98:2 내지 2:98의 중량비로 포함하는 배향막을 구비하고 있는 액정표시소자에 의해 달성된다.
바람직하기로는, 상기 비닐신나메이트 유도체 고분자는 폴리(비닐신나메이트)와 폴리(비닐메톡시신나메이트) 중에서 선택된다.
상기 폴리이미드는 측쇄형, 직쇄형 모두 가능하다.
본 발명의 배향막 형성용 조성물에 사용되는 용매는 특별히 제한되지 않으나, 특히 (N-메틸피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF)가 바람직하다.
본 발명에 있어서, 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드의 중량비가 2:98 내지 98:2인 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 두 종류의 고분자가 이 범위로 혼합되어 있을 때 광배향과 프리틸트 각도의 생성이 가능하며, 열적 안정성이 바람직한 수준으로 개선될 수 있기 때문이다.
이하, 하기 비제한적인 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
폴리(비닐신나메이트) 2g과 폴리이미드(RN715, 일산화학(주), 일본) 98g을 NMP에 용해하여 광배향성 배향막 형성용 조성물을 제조하였다. ITO 전극이 형성되어 있는 상, 하 투명기판에 스핀코터를 이용하여 상기 조성물을 코팅한 다음 약 100℃에서 약 30분간 소프트베이킹한 후 자외선(350nm, 100mW/cm2)을 조사하였다. 이어서, 약 200℃에서 약 60분간 하드베이킹하여 용매를 완전히 증발시켜 제거하였다. 이어서, 통상의 액정표시소자 제조방법에 따라 스페이서로 셀갭을 형성한 다음 셀갭에 액정을 주입하여 액정표시소자를 완성한 다음, 프리틸트 각도를 측정하였다.
실시예 2
폴리(비닐신나메이트)를 30g, 폴리이미드를 70g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정하였다.
실시예 3
폴리(비닐신나메이트)를 30g, 폴리이미드를 70g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정하였다.
실시예 4
폴리(비닐신나메이트)를 50g, 폴리이미드를 50g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정하였다.
실시예 5
폴리(비닐신나메이트)를 70g, 폴리이미드를 30g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정하였다.
실시예 6
폴리(비닐신나메이트)를 98g, 폴리이미드를 2g 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정하였다.
실시예 7-12
폴리(비닐신나메이트) 대신 폴리(비닐메톡시신나메이트)를 사용한 것을 제외하고는 각각 실시예 1-6과 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정했다.
실시예 13-24
폴리이미드로서 측쇄형인 일산화학주식회사의 RN715를 사용하는 대신 직쇄형인 일산화학주식회사의 RN722L을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-12와 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정했다.
비교예 1-5
폴리(비닐신나메이트)를 1g, 직쇄형(비교예 1) 및 측쇄형 (비교예 2) 폴리이미드를 각각 99g, 폴리(비닐신나메이트)를 99g, 직쇄형(비교예 3) 및 측쇄형(비교예 4)폴리이미드를 1g, 폴리이미드 첨가 없이 폴리(비닐신나메이트)만 100g (비교예 3)사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시소자를 완성한 다음 프리틸트 각도를 측정하였다.
상기 실시예와 비교예에 따른 실험 결과 비교예 5의 경우에는 프리틸트 각도가 거의 0°인 것으로 나타났고, 비교예 3 및 4의 경우에도 프리틸트 각도가 0°에 가까운 것으로 나타났으며, 비교예 1 및 2의 경우에는 광배향성이 좋지 않았다. 반면, 실시예의 경우에는 첨가되는 폴리이미드의 양이 많아질수록 프리틸트 각도가 커지는 것으로 나타났으며, 광배향성에도 문제가 없었다. 또한, 열적 안정성면에서도 크게 개선되어 배향막 형성 후 베이킹 온도를 높일 수 있었다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 비파괴적인 광배향법을 적용할 수 있으면서도 프리틸트 각도의 조절이 가능하며 열적 안정성도 우수한 배향막 형성용조성물과 배향막을 얻을 수 있으며, 이에 따라 표시성능이 향상된 액정표시소자를 얻을 수 있게 된다.

Claims (6)

  1. 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드를 98:2 내지 2:98의 중량비로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광배향성 배향막 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비닐신나메이트 유도체 고분자는 폴리(비닐신나메이트)와 폴리(비닐메톡시신나메이트) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광배향성 배향막 형성용 조성물.
  3. 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드를 98:2 내지 2:98의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 광배향성 배향막.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비닐신나메이트 유도체 고분자는 폴리(비닐신나메이트)와 폴리(비닐메톡시신나메이트) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광배향성 배향막.
  5. 비닐신나메이트 유도체 고분자와 폴리이미드를 98:2 내지 2:98의 중량비로 포함하는 광배향성 배향막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 비닐신나메이트 유도체 고분자는 폴리(비닐신나메이트)와 폴리(비닐메톡시신나메이트) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
KR1019960076973A 1996-12-30 1996-12-30 배향막 형성용 조성물, 이로부터 형성되는 배향막과 이 배향막을 구비한 액정표시소자 Abandoned KR19980057674A (ko)

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