KR20200023103A - 액정 배향막, 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일정 시간동안 높은 접촉각 평균변화율 값을 갖는 액정 배향막, 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 표시소자에 관한 것이다.

Description

액정 배향막, 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 표시소자{LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, METHOD OF PREPARING LIQUID CRYSTAL ALIGNMENT FILM, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 우수한 세정력을 통해 패널의 수율을 높일 수 있고, 액정배향특성 및 전기적 특성이 향상된 액정 배향막, 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 표시소자에 관한 것이다.
액정 표시소자에 있어서, 액정 배향막은 액정을 일정한 방향으로 배향시키는 역할을 담당하고 있다. 구체적으로, 액정 배향막은 액정 분자의 배열에 방향자(director) 역할을 하여 전기장(electric field)에 의해 액정이 움직여서 화상을 형성할 때, 적당한 방향을 잡도록 해준다. 액정 표시소자에서 균일한 휘도(brightness)와 높은 명암비(contrast ratio)를 얻기 위해서는 액정을 균일하게 배향하는 것이 필수적이다.
그러나, 최근에 액정 표시소자의 요구성능이 향상되고 LCD panel이 대형화가 진행됨에 따라, 유리 기판 맡붙임 전에 기판상에 액정을 적하하는 ODF (one drop fill) 공정 방식의 제작방식이 불가피 해졌다.
이를 위해, 기판상에 액정을 적하하는 ODF 공정 이전에, 액정 배향막에 대한 세정이 반드시 필요하다. 액정 배향막 표면 이물을 초순수로 세정하여 제거하는 공정은 패널의 수율, 투과도, 초기 배향성, 잔상, 전기적 특성 및 장기 신뢰성에 중요한 영향을 미친다.
이에, 우수한 세정력을 통해 패널의 수율을 높일 수 있고, 액정배향특성 및 전기적 특성이 향상된 액정 배향막의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 우수한 세정력을 통해 패널의 수율을 높일 수 있고, 액정배향특성 및 전기적 특성이 향상된 액정 배향막에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 액정 배향막의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 액정 배향막을 포함하는 액정 표시소자를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 명세서에서는, 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하고, 하기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상인 액정 배향막을 제공한다.
[수학식1]
제1접촉각 평균변화율(°/초) = (A0 - A1) / 50
상기 수학식1에서, A0은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)에서의 액정 배향막의 접촉각이고, A1은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 50초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이다.
본 명세서에서는 또한, 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하는 액정배향제 조성물을 기판에 도포하여 도막을 형성하는 단계; 상기 도막을 건조하는 단계; 상기 건조된 도막에 광을 조사하거나 러빙 처리하여 배향 처리하는 단계; 및 상기 배향 처리된 도막을 열처리하여 경화하는 단계를 포함하는 액정 배향막의 제조 방법이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 액정 배향막을 포함하는 액정 표시소자가 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 액정 배향막, 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 표시소자에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서 특별한 제한이 없는 한 다음 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서, "치환"이라는 용어는 화합물 내의 수소 원자 대신 다른 작용기가 결합하는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정되지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 시아노기; 니트로기; 히드록시기; 카르보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미드기; 1차 아미노기; 카르복시기; 술폰산기; 술폰아미드기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알콕시실릴알킬기; 아릴포스핀기; 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 바이페닐기일 수 있다. 즉, 바이페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서,
Figure pat00001
, 또는
Figure pat00002
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미하고, 직접결합은 L 로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않은 경우를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 알케인(alkane)으로부터 유래한 1가의 작용기로, 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 상기 직쇄 알킬기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 20인 것이 바람직하다. 또한, 상기 분지쇄 알킬기의 탄소수는 3 내지 20이다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실, 2,6-디메틸헵탄-4-일 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 상기 알킬기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 할로 알킬기는 상술한 알킬기에 할로겐기가 치환된 작용기를 의미하며, 할로겐기의 예로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 있다. 상기 할로알킬기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 시클로알케인(cycloalkane)으로부터 유래한 1가의 작용기로, 단환식 또는 다환식 일 수 있고, 특별히 한정되지 않으나, 탄소수는 3 내지 20이다. 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기의 탄소수는 3 내지 10이다. 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 바이시클로[2,2,1]헵틸 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 시클로알킬기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 아렌(arene)으로부터 유래한 1가의 작용기로, 특별히 한정되지 않으나 탄소수 6 내지 20인 것이 바람직하며, 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 아릴기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬렌기는 알케인(alkane)으로부터 유래한 2가의 작용기로, 이들은 2가의 작용기인 것을 제외하고는 전술한 알킬기의 설명이 적용될 수 있다. 예를 들어, 직쇄형, 또는 분지형으로서, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소부틸렌기, sec-부틸렌기, tert-부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기 등이 될 수 있다. 상기 알킬렌기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 다가 유기기(multivalent organic group)는 임의의 화합물에 결합된 복수의 수소 원자가 제거된 형태의 잔기로 예를 들어 2가 유기기, 3가 유기기, 4가 유기기를 들 수 있다. 일 예로, 사이클로부탄에서 유래한 4가의 유기기는 사이클로부탄에 결합된 임의의 수소 원자 4개가 제거된 형태의 잔기를 의미한다.
본 명세서에서, 직접결합 또는 단일결합은 해당 위치에 어떠한 원자 또는 원자단도 존재하지 않아, 결합선으로 연결되는 것을 의미한다. 구체적으로, 화학식 중 L1, L2로 표시되는 부분에 별도의 원자가 존재하지 않은 경우를 의미한다.
본 명세서에서, 중량 평균 분자량은 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 의미한다. 상기 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 측정하는 과정에서는, 통상적으로 알려진 분석 장치와 시차 굴절 검출기(Refractive Index Detector) 등의 검출기 및 분석용 컬럼을 사용할 수 있으며, 통상적으로 적용되는 온도 조건, 용매, flow rate를 적용할 수 있다. 상기 측정 조건의 구체적인 예를 들면, Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 이용하여 Waters PL-GPC220 기기를 이용하여, 평가 온도는 160 ℃이며, 1,2,4-트리클로로벤젠을 용매로서 사용하였으며 유속은 1mL/min의 속도로, 샘플은 10mg/10mL의 농도로 조제한 다음, 200 μL 의 양으로 공급하며, 폴리스티렌 표준을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 Mw 의 값을 구할 수 있다. 폴리스티렌 표준품의 분자량은 2,000 / 10,000 / 30,000 / 70,000 / 200,000 / 700,000 / 2,000,000 / 4,000,000 / 10,000,000의 9종을 사용하였다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
Ⅰ. 액정 배향막
발명의 일 구현예에 따르면, 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하고, 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상인 액정 배향막이 제공될 수 있다.
본 발명자들은 상기 일 구현예의 액정 배향막과 같이, 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상을 만족하게 되면, 짧은 시간내에 접촉각을 큰 폭으로 낮출 수 있어, 높은 젖음성을 바탕으로 초순수 세정시 우수한 표면 세정효과를 구현할 수 있음을 실험을 통해 확인하고 발명을 완성하였다.
특히, 상기 일 구현예의 액정 배향막이 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상이라는 특정 물성을 만족하는 것은, 상기 액정 배향막이 하기 화학식 4로 표시되는 2가의 유기기가 내재된 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함함에 따른 것이다.
[화학식4]
Figure pat00003
상기 화학식 4에서, Q1 내지 Q8 중 적어도 하나 이상은 질소이고, 나머지는 탄소이며, D는 -NR'- 또는 -O-이고, R'는 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
본 발명자들은 상기 일 구현예의 액정 배향막과 같이, 상기 화학식 4로 표시되는 2가의 유기기가 내재된 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하지 않는 경우에는, 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상이라는 특정 물성을 만족하지 못하는 것을 실험을 통해 확인하고 발명을 완성하였다.
구체적으로, 상기 일 구현예의 액정 배향막은 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율은 0.035 °/초 이상, 또는 0.040 °/초 이상, 0.045 °/초 이상, 또는 0.050 °/초 이상, 또는 0.055 °/초 이상, 또는 0.060 °/초 이상, 또는 0.065 °/초 이상, 또는 0.100 °/초 이하, 또는 0.095 °/초 이하, 또는 0.090 °/초 이하, 또는 0.085 °/초 이하, 또는 0.080 °/초 이하일 수 있다.
보다 바람직하게는, 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.060 °/초 내지 0.080 °/초, 또는 0.062 °/초 내지 0.078 °/초, 또는 0.070 °/초 내지 0.080 °/초, 또는 0.060 °/초 내지 0.070 °/초일 수 있다.
구체적으로, 상기 수학식1에서, A0은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)에서의 액정 배향막의 접촉각으로서, 55° 내지 70°, 또는 55.5° 내지 60°, 또는 55.9° 내지 56.3°범위에 속할 수 있다.
상기 수학식1에서, A1은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 50초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각으로서, 50° 내지 55°, 또는 51° 내지 54°, 또는 52° 내지 53°, 또는 52.4° 내지 52.8° 범위에 속할 수 있다.
본 명세서에서, 접촉각은 액체방울을 고체 표면위에 떨어뜨린 후, 정지된 액체방울과 표면이 이루는 각도를 의미하며, 상기 수학식에서는 초순수 방울을 액정 배향막 표면위에 떨어뜨린 후, 정지된 초순수 방울과 액정 배향막 표면이 이루는 각도를 의미한다.
일반적으로 액정 배향막 표면의 표면장력이 높을수록 물에 대한 젖음성(Wettability)이 좋아지고 접촉각은 작아지므로, 접촉각이 작다는 것은 친수성이 크고 젖음성이 좋고, 접착성이 좋음을 의미한다.
따라서, 상기 일 구현예의 액정 배향막이 상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율로 상술한 범위를 만족하게 되면, 짧은 시간내에 접촉각을 큰 폭으로 낮출 수 있어, 높은 젖음성을 바탕으로 초순수 세정시 우수한 표면 세정효과를 구현할 수 있다.
한편, 하기 수학식2에 의한 제2접촉각 평균변화율이 하기 수학식3에 의한 제3접촉각 평균변화율의 2배 이상의 값을 가질 수 있다.
[수학식2]
제2 접촉각 평균변화율(°/초) = (A0 - A2) / 25
상기 수학식2에서, A0은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)에서의 액정 배향막의 접촉각이고, A2는 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 25초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이며,
[수학식3]
제3 접촉각 평균변화율(°/초) = (A2 - A1) / 25
상기 수학식3에서, A2는 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 25초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이며, A1은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 50초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이다.
상기 수학식2에 의한 제2접촉각 평균변화율이 상기 수학식3에 의한 제3접촉각 평균변화율보다 2배 이상의 큰 값을 가짐에 따라, 상기 일 구현예의 액정 배향막은 짧은 시간내에 접촉각을 큰 폭으로 낮출 수 있어, 초순수 세정시 표면 세정효율성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 수학식2에 의한 제2접촉각 평균변화율이 상기 수학식3에 의한 제3접촉각 평균변화율의 3.3배 이상일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 수학식2에 의한 제2접촉각 평균변화율 : 상기 수학식3에 의한 제3접촉각 평균변화율의 비율은 2:1 내지 5:1, 또는 2.2:1 내지 4:1, 또는 2.25 :1 내지 3.5:1, 또는 3.3:1 내지 5:1, 또는 3.3:1 내지 4:1을 만족할 수 있다.
상기 수학식2 및 수학식3에서, A2는 51.5° 내지 54°, 또는 52° 내지 54°, 또는 53° 내지 54°범위에 속할 수 있다.
한편, 상기 액정배향막은 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함할 수 있다.
즉, 상기 중합체는 폴리아믹산 반복단위 1종, 폴리아믹산에스테르 반복단위 1종, 폴리이미드 반복단위 1종, 또는 이들의 2종 이상의 반복단위가 혼합된 공중합체를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리이미드 반복단위는 하기 화학식1로 표시되는 반복단위를 포함하고, 상기 폴리아믹산에스테르 반복단위는 하기 화학식2로 표시되는 반복단위를 포함하며, 폴리아믹산 반복단위는 하기 화학식3으로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00004
[화학식2]
Figure pat00005
[화학식3]
Figure pat00006
상기 화학식 1 내지 3에서, R1 및 R2 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 10의 알킬이고, 나머지는 수소이고, X1 내지 X3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 4가의 유기기이고, Y1 내지 Y3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로, 하기 화학식 4로 표시되는 2가의 유기기이고,
[화학식4]
Figure pat00007
상기 화학식 4에서, Q1 내지 Q8 중 적어도 하나 이상은 질소이고, 나머지는 탄소이며, D는 -NR'- 또는 -O-이고, R'는 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
상기 화학식 1 내지 3에서, X1 내지 X3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 4가의 유기기일 수 있다. 상기 X1 내지 X3은 폴리아믹산, 폴리아믹산에스테르, 또는 폴리이미드 합성시 사용되는 테트라카르복시산디무수물 화합물로부터 유래한 작용기일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 X1 내지 X3은 각각 독립적으로 하기 화학식6으로 표시되는 4가의 유기기 중 하나일 수 있다.
[화학식6]
Figure pat00008
상기 화학식 6에서, R5 내지 R10은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, L1는 단일결합, -O-, -CO-, -COO-, -S-, -SO-, -SO2-, -CR11R12-, -(CH2)t-, -O(CH2)tO-, -COO(CH2)tOCO-, -CONH-, 페닐렌 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며, 상기 L1에서 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로 알킬기이고, t는 1 내지 10의 정수이다.
보다 바람직하게는 상기 X1 내지 X3는 각각 독립적으로 피로멜리트산 이무수물(Pyromellitic dianhydride, PMDA)로부터 유래한 하기 화학식 6-1의 유기기일 수 있다.
[화학식6-1]
Figure pat00009
한편, 상기 화학식 1 내지 3에서, Y1 내지 Y3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 2가의 유기기일 수 있다. 상기 Y1 내지 Y3은 폴리아믹산, 폴리아믹산에스테르, 또는 폴리이미드 합성시 사용되는 디아민 화합물로부터 유래한 작용기일 수 있다.
구체적인 예로 상기 Y1 내지 Y3는 상기 화학식 4로 표시되는 2가의 유기기일 수 있다.
상기 화학식 4에서, Q1 내지 Q8 중 적어도 하나 이상은 질소이고, 나머지는 탄소이며, D는 -NR'- 또는 -O-이고, R'는 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
구체적으로, 상기 화학식 4으로 표시되는 유기기에서, Q1 내지 Q4 중 적어도 하나는 질소이고, 나머지는 탄소이며, Q5 내지 Q8는 탄소이고, D는 -NR'-일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 화학식4에서, Q1 내지 Q4 중 Q2가 질소이고, 나머지는 탄소이고, Q5 내지 Q8는 탄소이고, D는 -NH-인 하기 화학식 5의 작용기를 들 수 있다.
[화학식5]
Figure pat00010
보다 구체적으로는 이를 만족하는 상기 화학식5의 작용기는 하기 화학식5-1 내지 화학식5-3으로 표시되는 작용기를 들 수 있다.
[화학식5-1]
Figure pat00011
[화학식5-2]
Figure pat00012
[화학식5-3]
Figure pat00013
또한, 상기 화학식 4로 표시되는 유기기에서, Q1 내지 Q4 중 적어도 하나는 질소이고, 나머지는 탄소이며, Q5 내지 Q8 중 적어도 하나는 질소이고, 나머지는 탄소이고, D는 -NR'-일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 화학식4에서, Q1 내지 Q4 중 Q4가 질소이고, 나머지는 탄소이며, Q5 내지 Q8 중 Q5가 질소이고, 나머지는 탄소이고, D는 -NH- 인 하기 화학식 6의 작용기를 들 수 있다.
[화학식6]
Figure pat00014
보다 구체적으로는 이를 만족하는 상기 화학식6의 작용기는 하기 화학식6-1 내지 화학식6-2로 표시되는 작용기를 들 수 있다.
[화학식6-1]
Figure pat00015
[화학식6-2]
Figure pat00016
이와 같이, 상기 화학식 4로 표시되는 2가의 유기기는 하기 화학식5로 표시되는 2가의 유기기, 또는 하기 화학식6으로 표시되는 2가의 유기기를 포함함에 따라, 상기 일 구현예의 액정 배향막이 상기 수학식1에 의한 접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상을 만족할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1 내지 3에서, R1 및 R2 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 10의 알킬이고, 나머지는 수소일 수 있다.
한편, 상기 일 구현예의 액정 배향막은 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하는 액정배향제 조성물의 배향 경화물을 포함할 수 있다. 상기 배향 경화물이란, 상기 액정 배향제 조성물의 배향공정 및 경화공정을 거쳐 얻어지는 물질을 의미한다.
상기 액정배향제 조성물에 포함된 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체에서, 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위에 관한 내용은 상기 액정 배향막에서 상술한 내용을 모두 포함한다.
또한, 상기 일 구현예의 액정 배향막은 후술하는 액정 배향막의 제조 방법에 따라 제조된 액정 배향막일 수 있다. 액정 배향막의 제조 방법에 관한 내용은 후술하는 내용을 모두 포함한다.
상기 액정 배향막의 두께가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 0.01 ㎛ 내지 1000 ㎛ 범위내에서 자유롭게 조절 가능하다. 상기 액정 배향막의 두께가 특정 수치만큼 증가하거나 감소하는 경우 액정 배향막에서 측정되는 물성 또한 일정 수치만큼 변화할 수 있다.
Ⅱ. 액정 배향막의 제조 방법
또한, 본 발명은 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하는 액정배향제 조성물을 기판에 도포하여 도막을 형성하는 단계(단계 1); 상기 도막을 건조하는 단계(단계 2); 상기 건조된 도막에 광을 조사하거나 러빙 처리하여 배향 처리하는 단계(단계 3); 및 상기 배향 처리된 도막을 열처리하여 경화하는 단계(단계 4)를 포함하는, 액정 배향막의 제조 방법을 제공한다.
상기 단계 1은, 상술한 액정 배향제 조성물을 기판에 도포하여 도막을 형성하는 단계이다. 상기 액정배향제 조성물에 포함된 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체에서, 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위에 관한 내용은 상기 일 구현예의 액정 배향막에서 상술한 내용을 모두 포함한다.
상기 액정 배향제 조성물을 기판에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 플렉소 인쇄, 잉크젯 등의 방법이 이용될 수 있다.
그리고, 상기 액정 배향제 조성물은 유기 용매에 용해 또는 분산시킨 것일 수 있다. 상기 유기 용매의 구체적인 예로는 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, N-메틸카프로락탐, 2-피롤리돈, N-에틸피롤리돈, N-비닐피롤리돈, 디메틸술폭사이드, 테트라메틸우레아, 피리딘, 디메틸술폰, 헥사메틸술폭사이드, γ-부티로락톤, 3-메톡시-N,N-디메틸프로판아미드, 3-에톡시-N,N-디메틸프로판아미드, 3-부톡시-N,N-디메틸프로판아미드, 1,3-디메틸-이미다졸리디논, 에틸아밀케톤, 메틸노닐케톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소아밀케톤, 메틸이소프로필케톤, 사이클로헥사논, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디글라임, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르 아세테이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용될 수도 있고, 혼합하여 사용될 수도 있다.
또한, 상기 액정 배향제 조성물은 유기 용매 외에 다른 성분을 추가로 포함할 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 액정 배향제 조성물이 도포되었을 때, 막 두께의 균일성이나 표면 평활성을 향상시키거나, 혹은 액정 배향막과 기판의 밀착성을 향상시키거나, 혹은 액정 배향막의 유전율이나 도전성을 변화시키거나, 혹은 액정 배향막의 치밀성을 증가시킬 수 있는 첨가제가 추가로 포함될 수 있다. 이러한 첨가제로는 각종 용매, 계면 활성제, 실란계 화합물, 유전체 또는 가교성 화합물 등이 예시될 수 있다.
상기 단계 2는, 상기 액정 배향제 조성물을 기판에 도포하여 형성된 도막을 건조하는 단계이다.
상기 도막의 건조 단계는 핫 플레이트, 열풍 순환로, 적외선로 등의 가열 수단에 의해 실시될 수 있고, 50 ℃ 내지 150 ℃, 또는 50 ℃ 내지 100 ℃ 온도로 수행할 수 있다.
상기 단계 3은, 상기 건조된 도막에 광을 조사하거나 러빙 처리하여 배향 처리하는 단계이다.
상기 배향 처리하는 단계에서 광 조사는 150 ㎚ 내지 450 ㎚ 파장의 편광된 자외선을 조사하는 것일 수 있다. 이 때, 노광의 세기는 액정 배향제용 중합체의 종류에 따라 다르며, 10 mJ/㎠ 내지 10 J/㎠의 에너지, 바람직하게는 30 mJ/㎠ 내지 2 J/㎠의 에너지를 조사할 수 있다.
상기 자외선으로는, 석영유리, 소다라임 유리, 소다라임프리 유리 등의 투명 기판 표면에 유전이방성의 물질이 코팅된 기판을 이용한 편광 장치, 미세하게 알루미늄 또는 금속 와이어가 증착된 편광판, 또는 석영유리의 반사에 의한 브루스터 편광 장치 등을 통과 또는 반사하는 방법으로 편광 처리된 자외선 중에서 선택된 편광 자외선을 조사하여 배향 처리를 한다. 이때 편광된 자외선은 기판면에 수직으로 조사할 수도 있고, 특정한 각으로 입사각을 경사하여 조사할 수도 있다. 이러한 방법에 의하여 액정분자의 배향 능력이 도막에 부여되게 된다.
또한, 상기 배향 처리하는 단계에서 러빙 처리는 러빙천을 이용하는 방법을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 러빙 처리는 금속 롤러에 러빙천의 옷감을 붙인 러빙 롤러를 회전시키면서 열처리 단계 이후의 도막의 표면을 한 방향으로 러빙할 수 있다.
상기 단계 4는, 상기 배향 처리된 도막을 열처리하여 경화하는 단계이다. 이때, 상기 열처리는 핫 플레이트, 열풍 순환로, 적외선로 등의 가열 수단에 의해 실시될 수 있고, 180 ℃ 내지 300 ℃, 또는 200 ℃ 내지 300 ℃ 온도로 수행할 수 있다.
Ⅲ. 액정 표시 소자
또한, 본 발명은 상술한 액정 배향막을 포함하는 액정 표시소자를 제공한다.
상기 액정 배향막은 공지의 방법에 의해 액정셀에 도입될 수 있으며, 상기 액정셀은 마찬가지로 공지의 방법에 의해 액정 표시소자에 도입될 수 있다.
한편, 상기 액정표시소자의 구동 전 초기 휘도는 0.1 cd/cm2 이하, 또는 0.01 cd/cm2 내지 0.1 cd/cm2일 수 있다.
상기 액정표시소자의 구동 전 측정된 초기 휘도(L0)는, 액정표시소자의 상판 및 하판에 편광판을 서로 수직이 되도록 부착하고, 7,000cd/㎡의 백라이트 위에 부착하여 블랙 상태의 휘도이다.
이처럼 낮은 구동 전 초기 휘도값을 갖는 액정배향셀은 우수한 배향 특성을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 액정 표시소자는 1V, 1Hz, 60 ℃ 온도에서 TOYO corporation의 6254C 장비를 이용하여 측정한 전압 보유율이 98% 이상, 또는 99% 이상, 또는 98% 내지 99.9%일 수 있다. 상기 액정 배향표시소자의 1V, 1Hz, 60 ℃ 온도에서 TOYO corporation의 6254C 장비를 이용하여 측정한 전압 보유율이 98% 미만으로 감소할 경우, 저전력에서 고품위의 구동특성을 갖는 액정 표시소자의 구현이 어려워질 수 있다.
또한, 상기 액정 표시소자는 60 ℃ 에서 DC stress, 0.5~1V 범위의 +DC를 1분간 인가한 후, 2분동안 전압을 인가하지 않은 상태로 방치한 후, 남은 DC의 양인 잔류 DC가 200mV 미만, 또는 10mV 이하, 또는 1mV 이하, 또는 0.1mV 이하, 또는 0.01mV 이상, 또는 0.05mV 이상일 수 있다. 상기 액정 배향표시소자의 잔류 DC가 200mV 초과로 증가할 경우, 저전력에서 고품위의 구동특성을 갖는 액정 표시소자의 구현이 어려워질 수 있다.
본 발명에 따르면, 우수한 세정력을 통해 패널의 수율을 높일 수 있고, 액정배향특성 및 전기적 특성이 향상된 액정 배향막, 액정 배향막의 제조 방법, 및 이를 이용한 액정 표시소자가 제공될 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<제조예: 디아민의 제조>
제조예1
Figure pat00017
18.3g(100mmol)의 2-클로로-5-니트로피리딘(2-chloro-5-nitropyridine, 화합물1), 12.5g(98.6mmol)의 파라페닐렌디아민(p-PDA, 화합물2)를 200mL의 디메틸술폭사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO)에 완전히 녹인 후, 23.4g(200mmol)의 트리에틸아민(trimethylamine, TEA)을 첨가하고 상온에서 12시간동안 교반하였다. 반응이 종결되면 반응물을 500mL의 물이 담긴 용기에 투입하고 1시간동안 교반하였다. 이를 여과하여 얻은 고체를 200mL의 물과 200mL의 에탄올로 세척하여 16g(61.3mmol)의 화합물3을 합성하였다.(수율:60%)
Figure pat00018
상기 화합물3을 에틸아세테이트(ethyl acetate, EA)와 THF를 1:1로 혼합한 200mL 용액에 녹인 후, 0.8g의 팔라듐(Pd)/탄소(C)를 투입하고 수소 환경하에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 셀라이트 패트에 여과한 여액을 농축하여 11g의 화합물4 디아민(N-4-Aminophenyl-2,5-pyridinediamine, p-IDA)을 제조하였다.(수율:89%)
제조예2
Figure pat00019
18.3g(100mmol)의 2-클로로-5-니트로피리딘(2-chloro-5-nitropyridine, 화합물5), 12.5g(98.6mmol)의 파라페닐렌디아민(p-PDA, 화합물6)를 200mL의 디메틸술폭사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO)에 완전히 녹인 후, 23.4g(200mmol)의 트리에틸아민(trimethylamine, TEA)을 첨가하고 상온에서 12시간동안 교반하였다. 반응이 종결되면 반응물을 500mL의 물이 담긴 용기에 투입하고 1시간동안 교반하였다. 이를 여과하여 얻은 고체를 200mL의 물과 200mL의 에탄올로 세척하여 16g(61.3mmol)의 화합물7을 합성하였다.(수율:60%)
Figure pat00020
상기 화합물7을 에틸아세테이트(ethyl acetate, EA)와 THF를 1:1로 혼합한 200mL 용액에 녹인 후, 0.8g의 팔라듐(Pd)/탄소(C)를 투입하고 수소 환경하에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 셀라이트 패트에 여과한 여액을 농축하여 11g의 화합물8 디아민을 제조하였다.(수율:89%)
<실시예: 액정 배향제 조성물 및 액정 배향막의 제조>
실시예1
(1) 액정 배향제 조성물의 제조
상기 제조예1의 디아민(N-4-Aminophenyl-2,5-pyridinediamine) 1.401 g (7 mmol)을 무수 N-메틸피롤리돈 (anhydrous N-methyl pyrrolidone: NMP) 15.37 g에 녹인 후, ice bath 하에서 피로멜리트산 이무수물(Pyromellitic dianhydride, PMDA) 1.450 g (6.65 mmol)을 상기 용액에 첨가하여 상온에서 16 시간 동안 교반하여 액정배향제용 중합체 P-1을 제조하였다.
상기 액정배향제용 중합체(P-1) 20 g을 NMP 8.65 g, GBL 19.95 g, 2-부톡시에탄올 11.4g의 혼합 용매에 녹여 5 wt% 용액을 얻었다. 그리고, 얻어진 용액을 폴리(테트라플루오렌에틸렌) 재질의 기공 사이즈가 0.1㎛인 필터로 가압 여과하여 액정 배향제 조성물 A-1을 제조하였다.
(2) 액정 배향막의 제조
두께 60 nm, 면적 1 cm x 1 cm의 ITO 전극이 패턴되고, 2.5 cm x 2.7 cm의 크기를 갖는 사각형 유리기판 상에 스핀 코팅 방식으로 상기 실시예 1의 (1)에서 얻어진 액정 배향제 조성물 A-1을 도포하였다. 이어서, 액정 배향제 조성물이 도포된 기판을 80 ℃의 핫플레이트 위에 두어 2분간 건조하였다. 이후, 선 편광자가 부착 노광기를 이용하여 254 nm의 자외선을 0.25 J/㎠의 노광량으로 조사하여 배향 처리시키고, 230 ℃의 오븐에서 15분간 소성(경화)하여 두께 0.1 ㎛의 액정 배향막을 제조하였다.
실시예2
(1) 액정 배향제 조성물의 제조
상기 제조예2의 디아민 1.408 g (7 mmol)을 무수 N-메틸피롤리돈 (anhydrous N-methyl pyrrolidone: NMP) 15.37 g에 녹인 후, ice bath 하에서 피로멜리트산 이무수물(Pyromellitic dianhydride, PMDA) 1.450 g (6.65 mmol)을 상기 용액에 첨가하여 상온에서 16 시간 동안 교반하여 액정배향제용 중합체 P-2을 제조하였다.
상기 액정배향제용 중합체(P-2) 20 g을 NMP 8.65 g, GBL 19.95 g, 2-부톡시에탄올 11.4g의 혼합 용매에 녹여 5 wt% 용액을 얻었다. 그리고, 얻어진 용액을 폴리(테트라플루오렌에틸렌) 재질의 기공 사이즈가 0.1㎛인 필터로 가압 여과하여 액정 배향제 조성물 A-2을 제조하였다.
(2) 액정 배향막의 제조
상기 실시예 1의 (1)에서 얻어진 액정 배향제 조성물 A-1 대신 상기 실시예 2의 (1)에서 얻어진 액정 배향제 조성물 A-2를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 동일한 방법으로 액정 배향막을 제조하였다.
<비교예: 액정 배향제 조성물 및 액정 배향막의 제조>
비교예1
상기 제조예 1에서 제조된 디아민 대신 3,5-디아미노벤조트리플루오라이드(3,5-Diaminobenzotrifluoride)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 액정배향제용 중합체 Q-1, 액정배향제 조성물 B-1 및 액정 배향막을 제조하였다.
비교예2
상기 제조예 1에서 제조된 디아민 대신 4,4'-[1,4-페닐렌비스(1-메틸-에틸리덴)]비스아닐린 (4,4'-[1,4-Phenylenebis(1-Methyl-ethylidene)]bisaniline)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 액정배향제용 중합체 Q-2, 액정배향제 조성물 B-2 및 액정 배향막을 제조하였다.
비교예3
상기 제조예 1에서 제조된 디아민 대신 2-(4-아미노페닐)-1H-벤족사졸-5-아민 (2-(4-aminophenyl)-1H-benzoxazole-5-amine)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 액정배향제용 중합체 Q-3, 액정배향제 조성물 B-3 및 액정 배향막을 제조하였다.
비교예4
상기 제조예 1에서 제조된 디아민 대신 하기 화학식A로 표시되는 6-(4-아미노페닐)피리딘-3-아민[6-(4-aminophenyl)pyridin-3-amine]를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 액정배향제용 중합체 Q-4, 액정배향제 조성물 B-4 및 액정 배향막을 제조하였다.
[화학식A]
Figure pat00021
비교예5
상기 제조예 1에서 제조된 디아민 대신 하기 화학식B로 표시되는 4,4'-디아미노디페닐아민[4,4'-diaminodiphenylamine]를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예1과 동일한 방법으로 액정배향제용 중합체 Q-5, 액정배향제 조성물 B-5 및 액정 배향막을 제조하였다.
[화학식B]
Figure pat00022
<실험예: 실시예 및 비교예에서 얻어진 액정 배향제 조성물 및 액정 배향막의 물성 측정>
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 액정 배향제 조성물, 또는 액정 배향막의 물성을 하기 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 표1에 나타내었다.
1. 액정 배향 특성 평가
상기와 같이 제조된 액정셀의 상판 및 하판에 편광판을 서로 수직이 되도록 부착하였다. 이때 하판에 부착된 편광판의 편광축은 액정셀의 배향축과 평행하도록 하였다. 그리고, 편광판이 부착된 액정셀을 밝기 7,000cd/m2의 백라이트 위에 부착하고 블랙 상태의 휘도를 휘도 밝기 측정 장비인 PR-880 장비를 이용해 측정하고, 하기 기준에 의거하여 액정 배향특성을 평가하였다.
우수 : 0.1 cd/cm2 이하
보통 : 0.1 cd/cm2 초과
2. 전압 보유율(voltage holding ratio, VHR)
상기 액정 배향셀에 대하여, 측정 장비로 TOYO corporation의 6254C 장비를 사용하여, 1V, 1Hz, 60℃ 온도에서 전압 보유율을 측정했다.
3. RDC 평가 (잔류 DC 전압， residual DC)
상기 액정 배향셀에 대하여, 60 ℃ 에서 DC stress, 0.5~1V 범위의 +DC를 1분간 인가한 후, 2분동안 전압을 인가하지 않은 상태로 방치한 후, 남은 DC의 양을잔류 DC로서 측정하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다.
우수 : 200 mV 미만
보통 : 200 mV 내지 300 mV
4. 세정력
(1) 접촉각 측정
온도 24 ℃, 습도 22~32% 조건에서 상기 실시예 및 비교예의 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점을 O초로 잡고, O초에서의 접촉각(A0)을 측정하였다.
이후, 1초 단위로 접촉각을 측정하면서, 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 50초가 지난 이후의 접촉각(A1)을 측정하였다.
또한, 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 25초가 지난 이후의 접촉각(A2)을 측정하였다.
(2) 세정력
하기 수학식1에 의해 0초에서 50초 구간에서의 제1 접촉각 평균변화율, 하기 수학식2에 의해 0초에서 25초 구간에서의 제2 접촉각 평균변화율, 하기 수학식3에 의해 25초에서 50초 구간에서의 제3 접촉각 평균변화율을 구하였다.
[수학식1]
0초에서 50초 구간에서의 접촉각 평균변화율(°/초) = (A0 - A1) / 50
[수학식2]
제2 접촉각 평균변화율(°/초) = (A0 - A2) / 25
[수학식3]
제3 접촉각 평균변화율(°/초) = (A2 - A1) / 25
그리고, 다음 기준하에 세정력을 평가하였다.
세정력 양호 : 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상
세정력 불량 : 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 미만
실시예 및 비교예의 실험예 측정 결과
구분 실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5
액정배향특성 우수 우수 보통 보통 보통 보통 보통
VHR(%) 99 99 97 96 97 96 97
RDC 우수 우수 보통 보통 보통 보통 보통
접촉각 A0 56.3 55.9 50.9 52 51.6 51.3 54.8
A1 52.4 52.8 50.1 50.3 50.6 50.3 53.9
A2 53.6 53.5 50.4 50.7 51.0 50.7 54.3
세정력 수학식1 0.078 0.062 0.016 0.034 0.020 0.020 0.018
수학식2 0.108 0.096 0.020 0.052 0.024 0.024 0.020
수학식3 0.048 0.028 0.012 0.016 0.016 0.016 0.016
상기 표1에 나타난 바와 같이, 제조예1 또는 제조예2에서 얻어진 특정 구조의 디아민으로부터 합성된 중합체를 이용하여 얻어진 실시예의 액정배향막은 상기 수학식1에 의한 접촉각 평균변화율이 0.062 °/초 내지 0.078 °/초로 높아, 짧은 시간내에 접촉각을 큰 폭으로 낮추어 젖음성이 향상됨을 확인할 수 있었다.반면, 제조예1 또는 제조예2에서 얻어진 특정 구조의 디아민 대신 공지의 디아민을 사용하여 합성된 중합체를 이용하여 얻어진 비교예의 액정배향막은 상기 수학식1에 의한 접촉각 평균변화율이 0.016 °/초 내지 0.034 °/초로 실시예 대비 낮아, 동일 시간동안 접촉각 감소정도가 덜해 충분한 젖음성을 확보하기 어려움을 확인할 수 있었다.
이를 통해, 동일 시간동안 접촉각 감소정도가 훨씬 큰 실시예의 액정배향막은 높은 젖음성을 바탕으로 초순수 세정시 우수한 표면 세정효과를 구현할 수 있음을 확인하였다.
한편, 상기 실시예에서 얻어진 액정배향막을 이용한 액정배향셀은, 비교예 보다 개선된 액정배향 특성과 전기적 특성을 나타내는 것을 함께 확인할 수 있었다.

Claims (13)

  1. 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하고,
    하기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.035 °/초 이상인, 액정 배향막:
    [수학식1]
    제1접촉각 평균변화율(°/초) = (A0 - A1) / 50
    상기 수학식1에서,
    A0은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)에서의 액정 배향막의 접촉각이고,
    A1은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 50초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수학식1에 의한 제1접촉각 평균변화율이 0.060 °/초 내지 0.080 °/초인, 액정 배향막.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수학식1에서, A0은 55° 내지 70°인, 액정 배향막.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수학식1에서, A1은 50° 내지 55°인, 액정 배향막.
  5. 제1항에 있어서,
    하기 수학식2에 의한 제2접촉각 평균변화율이 하기 수학식3에 의한 제3접촉각 평균변화율의 2배 이상인, 액정 배향막:
    [수학식2]
    제2접촉각 평균변화율(°/초) = (A0 - A2) / 25
    상기 수학식2에서,
    A0은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)에서의 액정 배향막의 접촉각이고,
    A2는 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 25초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이며,
    [수학식3]
    제3접촉각 평균변화율(°/초) = (A2 - A1) / 25
    상기 수학식3에서,
    A2는 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 25초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이며,
    A1은 액정 배향막 표면에 초순수 1 ㎕가 적하된 최초의 시점(0초)으로부터 50초가 지난 이후의 액정 배향막의 접촉각이다.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수학식2에 의한 제2접촉각 평균변화율이 상기 수학식3에 의한 제3접촉각 평균변화율의 3.3배 이상인, 액정 배향막.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 수학식2 및 수학식3에 있어서, A2는 51.5° 내지 54°인, 액정 배향막.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리이미드 반복단위는 하기 화학식1로 표시되는 반복단위를 포함하고, 상기 폴리아믹산에스테르 반복단위는 하기 화학식2로 표시되는 반복단위를 포함하며, 폴리아믹산 반복단위는 하기 화학식3으로 표시되는 반복단위를 포함하는, 액정 배향막:
    [화학식1]
    Figure pat00023

    [화학식2]
    Figure pat00024

    [화학식3]
    Figure pat00025

    상기 화학식 1 내지 3에서,
    R1 및 R2 중 적어도 하나가 탄소수 1 내지 10의 알킬이고, 나머지는 수소이고,
    X1 내지 X3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 4가의 유기기이고,
    Y1 내지 Y3은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로, 하기 화학식 4로 표시되는 2가의 유기기이고,
    [화학식4]
    Figure pat00026

    상기 화학식 4에서, Q1 내지 Q8 중 적어도 하나 이상은 질소이고, 나머지는 탄소이며, D는 -NR'- 또는 -O-이고, R'는 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화학식 4로 표시되는 2가의 유기기는, 하기 화학식5로 표시되는 2가의 유기기, 또는 하기 화학식6으로 표시되는 2가의 유기기를 포함하는, 액정 배향막:
    [화학식5]
    Figure pat00027

    [화학식6]
    Figure pat00028
    .
  10. 제8항에 있어서,
    상기 X1 내지 X3은 각각 독립적으로 하기 화학식6으로 표시되는 4가의 유기기중 하나인, 액정 배향막:
    [화학식6]
    Figure pat00029

    상기 화학식 6에서,
    R5 내지 R10은 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고,
    L1는 단일결합, -O-, -CO-, -COO-, -S-, -SO-, -SO2-, -CR11R12-, -(CH2)t-, -O(CH2)tO-, -COO(CH2)tOCO-, -CONH-, 페닐렌 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며,
    상기 L1에서 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로 알킬기이고,
    t는 1 내지 10의 정수이다.
  11. 제1항에 있어서,
    폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하는 액정배향제 조성물의 배향 경화물을 포함하는, 액정 배향막.
  12. 폴리이미드 반복단위, 폴리아믹산에스테르 반복단위, 및 폴리아믹산 반복단위로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한 중합체를 포함하는 액정배향제 조성물을 기판에 도포하여 도막을 형성하는 단계;
    상기 도막을 건조하는 단계;
    상기 건조된 도막에 광을 조사하거나 러빙 처리하여 배향 처리하는 단계; 및
    상기 배향 처리된 도막을 열처리하여 경화하는 단계를 포함하는, 제1항의 액정 배향막 제조 방법.
  13. 제1항의 액정 배향막을 포함하는 액정 표시소자.
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