KR20030059268A

KR20030059268A - 호메오트로픽 얼라인먼트 층

Info

Publication number: KR20030059268A
Application number: KR10-2003-7006962A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 헤크마이어; 멜라니 클라센-멤머; 게오르그 뤼셈; 가즈아키 다루미; 데이빗 코티즈; 오웨인 라이르 페리; 마크 앤드류 베랄; 스티븐 크리스토퍼 킷슨
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2000-11-23
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-07-07
Also published as: US20050179003A1; EP1340118A2; JP2009145896A; JP5301261B2; WO2002044801A3; WO2002044801A2; ATE498857T1; DE60144057D1; EP1340118B1; JP2004524385A; TWI231310B; US7105209B2; AU2002233193A1; KR100883004B1

Abstract

본 발명은 호메오트로픽 배향을 갖는 중합된 액정 물질을 포함하는 얼라인먼트 층, 그의 제조방법, 상기 얼라인먼트 층의 제조에 사용되는 중합가능한 액정 조성물 및 액정 중합체, 상기 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 소자 및 상기 얼라인먼트 층의 표면 앵커링 에너지를 변화시켜 하나 이상의 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 디스플레이의 전기광학적 가파름을 조절하는 방법에 관한 것이다.

Description

호메오트로픽 얼라인먼트 층{HOMEOTROPIC ALIGNMENT LAYER}

액정 디스플레이(LCD)에서, 통상적으로 디스플레이 셀을 형성하는 기판의 내면에서 액정 매질의 얼라인먼트를 조절해야 할 필요가 있다. 예를 들면, 기판의 평면에 대한 액정 분자의 평행 또는 경사 배향은, 상기 기판 표면에 마찰을 가한 폴리이미드 얼라인먼트 층을 적용하여 이루어진다. 균일한 얼라인먼트를 유도하기 위한 또 다른 통상적인 방법은 예를 들면 실리콘-산화물(SiOx)과 같은 무기 물질을 기판 표면상으로 비스듬히 증발시키는 것이다.

종래의 얼라인먼트 기술에 대한 연구가 다음 문헌에 개시되어 있다[참조: I.Sage, "Thermotropic Liquid Crystals", edited by G. W. Gray, John Wiley & Sons, 1987, pages 75-77; T. Uchida 및 H. Seki, "Liquid Crystals-Applications and Uses Vol. 3", edited by B. Bahadur, World Scientific Publishing, Singapore 1992, pages 1-63]. 얼라인먼트 물질 및 기술에 대한 연구가 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1 (1981), pages 1-77]에 개시되어 있다.

VA(수직 정렬된) 또는 SSCT(표면 안정화된 콜레스테릭 조직) 모드의 LCD와 같은 많은 응용은 액정 매질의 수직 또는 소위 호메오트로픽 얼라인먼트를 필요로 한다(이때, 상기 액정 분자는, 그들의 긴 분자축이 상기 기판의 평면에 대해 실질적으로 수직이 되도록 배향된다). 선행 기술에서, 하기 기술이 호메오트로픽 얼라인먼트를 달성하기 위해 제안되었다:

1. 본질적으로 매우 낮은 표면 에너지를 갖는 물질, 예를 들면 플루오르화 중합체(예: PTFE)을 사용한다. 이 경우, 상기 시스템의 에너지는 LC 분자들을 상기 표면보다는 서로와 접촉하도록 하여 최소화한다. 이렇게 함으로써 호메오트로픽 얼라인먼트이되, 오히려 약한 앵커링 에너지를 갖는 것이 유도된다.

2. 기판 표면을 상기 요구되는 얼라인먼트를 "시딩"하는 계면활성제로 코팅한다. 호메오트로픽 얼라인먼트의 경우, 한쪽 말단에서 상기 표면에 묶인 탄화수소쇄 층을 사용하여 수행할 수 있다. 단지 입체적인 측면을 고려하면, 표면 적용범위가 충분하다면, 이러한 쇄가 팩킹되어 평균적으로 상기 표면에 수직일 것이라는 것을 당업자라면 예상할 수 있다. 만약 쇄와 LC 분자 사이의 상호작용이 충분히 강하다면 이러한 얼라인먼트는 LC중의 호메오트로픽 얼라인먼트를 시딩하여야 한다. 이는 호메오트로픽 얼라인먼트를 달성하기 위한 종래의 접근이고 대부분의 유기 금속 크롬 착화합물 및 실험실 연구에 통상적으로 사용되는 레시틴의 기본이다. 이러한 접근은 강한 호메오트로픽 얼라인먼트를 생성하지만, 그 결과는 상기 물질의 매우 균일하고 매우 얇은(이상적으로는 단층) 코팅을 얻는 것에 의존한다. 이는 때때로 달성하기 힘든 것이다. 이들 물질의 안정성은 때때로 이상적이지 않고 셀들은 때때로 예상컨대 시효경화를 나타내는데 왜냐하면 상기 얼라인먼트 층이 표면으로부터 탈착되어 LC 안으로 용해되기 때문이다. 게다가 이들 물질은 때때로 이온성이고 따라서 원하지 않는 LC의 전도성 증가를 초래한다.

3. 기판 표면을 호메오트로픽 얼라인먼트를 유도하는 중합체, 예를 들면 적절히 변형된 폴리이미드 물질로 코팅한다. 이들 물질의 단점은 이들을 경화시키기 위해 높은 온도(일반적으로 약 180℃)로 구워야 한다는 것이다. 만약에 가소성 기판이 사용되면 이는 바람직하지 않을 것이다.

4. 무기 산화물, 예를 들면 SiO는 조절된 각도로 표면상으로 침착될 때 호메오트로픽 얼라인먼트를 제공할 수 있다. 이러한 접근의 단점은 상기 침착이 큰 면적에 걸쳐 조절되기 힘들고 진공 침착을 요구한다는 것이다.

선행기술에서 액정 디스플레이의 평면 또는 경사 얼라인먼트를 유도하기 위해 액정 중합체층을 사용하는 것이 제안되었다. 미국 특허 제 5,262,882 호에는 중합체 네트워크(여기에 낮은 몰 질량 액정 물질이 분산된다)로 이루어진, 액정 디스플레이에서 평면상 배향을 유도하기 위한 배향층이 기술되었다. 미국 특허 제5,155,160 호에는 액정 디스플레이 셀에서 경사 배향을 유도하기 위한 액정 보조층(이는 메소겐 디아크릴레이트 및 낮은 몰 질량 액정 혼합물을 포함하는 비등방성 겔 조성물로부터 형성됨)이 개시되었다. JP 2000-212310, WO 00/46634 및 WO00/46635에는 액정 매질에서 바람직한 프리틸트(pretilt)를 유도하기 위한 얼라인먼트 층(이는 광중합체 또는 광중합체/단량체 혼합물의 광얼라인먼트에 의해, 경사각에서 광방사에 의해, 또는 원형 편광으로 광방사에 의해 수득된다)이 개시되어 있다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 액정 매질중에 향상된 수직 또는 호메오트로픽 얼라인먼트를 유도하는 얼라인먼트 층으로서 상기한 선행의 얼라인먼트 층의 단점을 나타내지 않는 것을 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자들은, 호메오트로픽 배향을 갖는 막대기 형상의 분자를 포함하는 중합된 액정 물질의 얼라인먼트 층, 특히 호메오트로픽 네마틱 또는 호메오트로픽 스멕틱 A 액정 중합된 물질 층을 사용함으로써, 상기 단점이 극복될 수 있고, 액정 매질의 만족스러운 호메오트로픽 얼라인먼트가 달성될 수 있다는 것을 발견하였다.

특히, 호메오트로픽 액정 중합된 물질의 얼라인먼트 층은 특히 높은 표면 앵커링 에너지를 나타내고 액정 매질중에 강한 호메오트로픽 얼라인먼트를 생성한다는 것을 발견하였다.

본 발명의 또 다른 태양은 LCD, 특히 VA 모드 LCD의 전기광학적 곡선의 가파름에 미치는 얼라인먼트 힘의 영향에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 발명자들은 놀랍게도 수직으로 정렬된 액정의 표면 앵커링 에너지(틸트 앵커링 인자로 표현됨)와 LC 디스플레이, 특히 VA 모드 디스플레이에서 전기광학적 곡선의 상응하는 가파름 사이에 상관관계가 있다는 것을 발견하였다. 상세하게는, 전기광학적 곡선의 가파름은 앵커링 에너지가 감소함에 따라 증가하는 것으로 밝혀졌다.

이러한 발견에 기초하여, LCD, 특히 VA 모드 디스플레이의 전기광학 곡선의 가파름을, 다양한 앵커링 강도를 갖는 얼라인먼트 층을 사용함으로써 조절할 수 있다. 실제 LCD의 응용에서, 더욱 양호한 그레이 레벨(grey level) 구분을 위해 전기광학 곡선의 가파름을 감소시키는 것이 바람직할 때가 있다. 이는 강한 앵커링 에너지를 나타내는 본 발명의 얼라인먼트 층을 사용하여 감소된 가파름을 유도함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 한가지 태양은 호메오트로픽 배향을 갖는 중합된 액정 물질을 포함하는 얼라인먼트 층이다.

본 발명의 또 다른 태양은, 네마틱 또는 스멕틱으로, 특히 스멕틱 A 상으로 중합된, 중합된 액정 물질을 포함하는 상기 또는 하기한 얼라인먼트 층이다.

본 발명의 또 다른 태양은 높은 표면 앵커링 에너지를 갖는 호메오트로픽 배향의 중합된 액정 물질을 포함하는, 상기한 또는 하기한 얼라인먼트 층이다.

본 발명의 또 다른 태양은 중합가능한 메소겐 또는 액정 물질의 층을 기판상에 적용하고, 상기 물질을 호메오트로픽 배향으로 정렬하고, 상기 물질을 중합하고, 선택적으로, 상기 중합된 필름을 상기 기판으로부터 제거함으로써, 상기 또는 하기한 바와 같은 얼라인먼트 층을 제조하는 방법이다.

본 발명의 또 다른 태양은 상기한 또는 하기한 바와 같은 호메오트로픽 배향을 갖는 얼라인먼트 층의 제조에 사용될 수 있는, 네마틱 또는 스멕틱상, 특히 스멕틱 A 상을 갖는 중합가능한 액정 물질이다.

본 발명의 또 다른 태양은 액정 매질중에서 호메오트로픽 얼라인먼트를 생성하기 위한 상기 또는 하기한 바와 같은 얼라인먼트 층의 사용이다.

본 발명의 또 다른 태양은 상기한 또는 하기한 바와 같은 얼라인먼트 층을 포함하는, 액정 소자, 특히 액정 디스플레이이다.

본 발명의 또 다른 태양은 액정 매질과 접촉하고 그 접촉 영역에서 액정 매질의 호메오트로픽 얼라인먼트를 유도하는 상기 또는 하기한 바와 같은 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 소자이다.

본 발명의 또 다른 태양은 네마틱 또는 콜레스테릭 액정 매질을 포함하는 쌍안정성 또는 다중안정성 액정 소자, 특히 쌍안정성 또는 다중안정성 디스플레이이다(이때, 상기 액정 매질은 상기 또는 하기한 바와 같은 얼라인먼트 층을 포함하는 2개 이상의 안정한 구조를 취할 수 있다).

본 발명의 또 다른 태양은 상기 또는 하기한 얼라인먼트 층을 포함하고, 투과형, 반사형 또는 투과반사형일 수 있는, VA(수직 정렬), VAN(수직 정렬 네마틱) 또는 VAC(수직 정렬 콜레스테릭), ECB(전기적으로 조절된 복굴절), DAP(정렬된 상의 변형), CSH(칼라 수퍼 호메오트로픽), 하이브리드 얼라인먼트, HAN(하이브리드정렬된 네마틱), SSCT(표면 안정화된 콜레스테릭 조직), PSCT(중합체 안정화된 콜레스테릭 조직), 플렉소일렉트릭 또는 ULH(균일하게 배치된 나선형) 모드의 액정 디스플레이이다.

본 발명의 또 다른 태양은, 중합가능한 LC 물질로부터 호메오트로픽 구조를 갖는 비등방성 또는 액정 중합체 필름의 제조시 상기 중합가능한 LC 물질에서 호메오트로픽 배향을 유도하기 위해, 기판으로써 또는 기판상에 적용된 얼라인먼트 또는 보조층으로서 사용되는 상기 또는 하기한 바와 같은 얼라인먼트 층의 용도이다.

본 발명의 또 다른 태양은 상기 및 하기한 바와 같은 호메오트로픽 얼라인먼트 층상에 중합가능한 액정 물질로부터 제조된 호메오트로픽 구조를 갖는 비등방성 또는 액정 중합체이다.

본 발명의 또 다른 태양은 얼라인먼트 층의 표면 앵커링 에너지를 변화시킴으로써, 하나 이상의 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 디스플레이, 특히 VA 모드의 디스플레이의 전기광학적 가파름을 조절하는 방법이다.

본 발명은 호메오트로픽(homeotropic) 배향을 갖는 중합된 액정 물질을 포함하는 얼라인먼트 층, 그의 제조방법, 상기 얼라인먼트 층의 제조에 사용하기 위한 중합가능한 액정 조성물 및 액정 중합체, 상기 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 소자, 및 상기 얼라인먼트 층의 표면 앵커링 에너지(anchoring energy)를 변화시켜 하나 이상의 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 디스플레이의 전기광학적 가파름(steepness)을 조절하는 방법에 관한 것이다.

도 1.1 및 1.2는 각각 0의 틸트 앵커링 인자를 갖는 얼라인먼트 층을 포함하는 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 셀의 전기광학 곡선(전송 대 인가된 전압) 및 풀 가파름 곡선(full steepness curve)(전기광학 곡선의 수치적 구배)을 나타낸다.

도 2.1 및 2.2는 0.4의 틸트 앵커링 인자를 갖는 얼라인먼트 층을 포함하는 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 셀의 전기광학 곡선 및 풀 가파름 곡선을 나타낸다.

도 3.1 및 3.2는 1의 틸트 앵커링 인자를 갖는 얼라인먼트 층을 포함하는 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 셀의 전기광학 곡선 및 풀 가파름 곡선을 나타낸다.

도 4.1 및 4.2는 각각 (왼쪽부터 오른쪽으로 갈수록) 1, 0.8, 0.6, 0.4 및 0의 틸트 앵커링 인자를 갖는 얼라인먼트 층을 포함하는 본 발명의 실시예 3에 따른 VA 셀의 전기광학 곡선 및 풀 가파름 곡선을 나타낸다.

용어의 정의

본원에 개시된 바와 같은 2개의 기판 또는 액정 중합체 필름 사이에 제공된 액정 매질과 관련하여, 하기 용어의 정의가 본원 전체에 사용된다.

'수직 또는 호메오트로픽 구조', '수직 또는 호메오트로픽 배향' 및 '수직 또는 호메오트로픽 얼라인먼트'라는 용어는 필름 또는 매질의 광학축이 필름 평면 또는 기판 평면 각각에 실질적으로 수직인, 즉 실질적으로 필름 또는 기판의 법선에 평행한 것을 의미한다. 상기 정의는 또한 광학 축이 필름 법선 또는 기판 법선에 대해 2 내기 5° 이하의 각으로 약간 기울어져 있는 필름 및 매질을 포함한다.

간단히, 호메오트로픽 배향을 갖는 필름을 이후 '호메오트로픽 필름'이라 짧게 칭한다.

본원에서 사용된 '필름'이란 용어는 지지 기판상 또는 지지 기판 사이의 코팅 또는 층들 뿐만 아니라 다소 알려진 기계적 안정성 및 가요성을 나타내는 스스로 버틸수 있는 즉 프리-스탠딩 필름을 포함한다.

'액정 또는 메소겐 물질' 또는 '액정 또는 메소겐 화합물'이란 용어는 하나 이상의 막대기-형상, 판-형상 또는 디스크-형상의 메소겐 기, 즉 액정 거동을 유도하는 능력을 갖는 기를 포함하는 물질 또는 화합물을 지칭한다. 메소겐 기를 포함하는 화합물 또는 물질이 반드시 그 자체로 액정상을 나타내야하는 것은 아니다. 이들은 다른 화합물과 혼합되었을 때만, 또는 메소겐 화합물 또는 물질, 또는 이들의 혼합물이 중합되었을 때만 액정 상 거동을 나타낼 수도 있다.

간단히, 이후 액정 물질 및 메소겐 물질 모두에 대해 '액정 물질'로 칭하고, '메소겐'이란 용어는 상기 물질의 메소겐 기에 대해 사용된다.

액정 매질 및 얼라인먼트 층을 포함하는 본 발명에 따른 액정 디스플레이에서, 얼라인먼트 층의 표면에서 상기 액정 분자의 표면 앵커링 강도는 틸트 앵커링 인자(τ)로 표현된다.

τ=0이라는 것은 액정 분자가 강하게 앵커링된다는 것을 의미한다. τ=1은 액정 분자가 상당히 앵커링되지 않으면서 자유롭게 회전한다는 것이다. τ의 값은 문헌[Mada 등, Jap. Journ. Appl. Phys. 38, L1118-L1120 (1999)]에 따른 실험 데이터와 상관관계가 있다. 따라서, τ=1(앵커링되지 않음)은 약 10^-10J/㎡의 표면 앵커링 에너지에 상응하고, τ=0(강하게 앵커링됨)은 약 10^-5J/㎡의 표면 앵커링 에너지에 상응한다.

표면 에너지는 당업자에게 공지된 표준 설비 및 방법을 사용하여 접촉각을 측정하여 결정할 수 있다. 상기 표면 앵커링 에너지의 측정은 또한 하기 참고문헌에 개시되어 있다:

[Y. Marinov, N. Shonova, C. Versace, A. G. Petrov,"Flexoelectric spectroscopy measurements of surface dissipation of energy and surface viscosity of weakly anchored homeotropic nematics" Mol.Cryst. Liq. Cryst. Sci. Technol., Sect. A (1999), 329,1145-1150;

V. Sergan, G. Durand,"Anchoring anisotropy of a nematic liquid crystal on a bistable SiO evaporated surface", Liq. Cryst. (1995), 18 (1), 171-4;

M. Vilfan, M. Copic,"Comparison of dynamic and static measurements of surface anchoring energy in nematic liquid crystals", Mol. Cryst. Liq. Cryst. Sci. Technol., Sect. A (2000), 351,419-426;

J. G. Fonseca, Y. Galerne,"Local measurement of the zenithal anchoring strength", Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. (2000), 61 (2), 1550-1558;

T. Akahane, H. Kaneko, M. Kimura,"Novel method of measuring surface torsional anchoring strength of nematic liquid crystals", Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 (1996), 35 (8), 4434-4437;

JP-A-06-265840,"Method for measuring boundary anchoring strength of liquid crystal display device";

A. Sugimura, T. Miyamoto, M. Tsuji, M. Kuze, Appl. Phys. Lett. (1998), 72 (3), 329-331;

F. Yang, J. R. Sambles, J. Appl. Phys. (2000), 87 (6), 2726-2735].

본 발명의 바람직한 실시태양은 하기 특징을 갖는 얼라인먼트 층에 관한 것이다.

- 중합된 액정 물질의 틸트각이 상기 층의 법선에 대해 0 내지 5°이다.

- 중합된 액정 물질의 틸트각이 상기 층의 법선에 대해 0 내지 2°, 바람직하게는 0 내지 1°, 매우 바람직하게는 0°이다.

- 중합가능한 액정 물질이 네마틱 상을 나타낸다.

- 중합가능한 액정 물질이 스멕틱 상을 나타낸다.

- 중합가능한 액정 물질이 스멕틱 A 상을 나타낸다.

- 중합된 액정 물질이 네마틱 상을 나타낸다.

- 중합된 액정 물질이 스멕틱 상을 나타낸다.

- 중합된 액정 물질이 스멕틱 A 상을 나타낸다.

- 중합된 액정 물질이 3차원 네트워크를 형성한다.

- 중합가능한 액정 물질은 비-중합가능한 화합물을 50% 미만, 바람직하게는 20% 미만, 매우 바람직하게는 10% 미만, 특히 5% 미만 포함한다.

- 중합된 액정 물질은 비중합된 물질을 50% 미만, 바람직하게는 20% 미만, 매우 바람직하게는 10% 미만, 특히 5% 미만 포함한다.

- 틸트 앵커링 인자(τ)는 0 내지 0.6, 매우 바람직하게는 0 내지 0.4이다.

본 발명의 호메오트로픽 얼라인먼트 층은, 중합가능한 LC 물질의 박층으로 기판을 코팅하고, 중합하여 고형층을 형성하여 제조될 수 있다. 공기 또는 예를들면 질소와 같은 불활성 기체와 접촉하는 개방 표면을 기판상에 코팅할 때, 중합 전 중합가능한 LC 물질은 LC/공기 경계에 수직인 LC 방향자로 정렬되는 경향이 있어서 상기 기판에 대해 수직으로 된다. 코팅된 중합가능한 LC 물질의 호메오트로픽 얼라인먼트는 또한 기판의 표면 처리 또는 마찰처리와 같은 공지 방법에 의해 유도되거나 향상될 수 있다. 호메오트로픽 배향을 갖는 중합된 액정 필름의 제조는 본원에서 그 전문 및 그의 대응 특허를 참조로서 인용하는 WO 98/00475에 개시되어 있다.

따라서 이러한 얼라인먼트는 코팅된 LC 물질을 예를 들면 열 또는 화학방사선 노출에 의해 중합하여 고정된다. 적절한 방법은 UV 광 노출에 의한 광중합이다. 중합된 LC 얼라인먼트 물질의 호메오트로픽 얼라인먼트는 LC 물질, 예를 들면 네마틱 LC 물질과 접촉하는 위치일 때, 네마틱 LC 물질의 얼라인먼트를 시딩하여 기판 표면에 수직으로 정렬되는, 즉 호메오트로픽 얼라인먼트가 되는 경향이 있다.

본 발명의 중합가능한 LC 얼라인먼트 물질은 특히 높은 표면 앵커링 에너지를 나타내고 액정 매질에서 강한 호메오트로픽 얼라인먼트를 생성하는 장점을 갖는다. 또한, 이는 기판에 적용하기가 비교적 용이하고, 고온 하소를 필요로하지 않으며 선행 기술에 통상 사용된 계면활성제보다 더욱 안정하다. 또한, 상기 물질의 화학적 성질을 변형시켜 네마틱 LC 물질과의 상호작용을 최적화하고 앵커링 에너지의 강도를 조절하기 위한 포텐셜이 존재한다.

바람직하게는 막대기-형상의 메소겐을 갖는, 즉 스멕틱 상으로 중합된, 바람직하게는 스멕틱 A 상으로 중합된 액정 물질로부터 수득된 얼라인먼트 층은 높은틸트 앵커링 에너지를 나타내고 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다.

중합가능한 액정 물질은 바람직하게는 하나 이상의 중합가능한 기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 화합물을 포함한다.

상기 중합가능한 물질은 또한 2개 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 중합가능한 메소겐 화합물(본원에서 또한 이-/다반응성 또는 이-/다작용성 화합물로서 칭함)을 포함할 수 있다. 이러한 혼합물의 중합시, 3차원 중합체 네트워크가 형성된다. 이러한 네트워크를 포함하는 얼라인먼트 층은 스스로 버틸수 있고 높은 기계적 및 열적 안정성 및 물리적 광학 성질의 낮은 온도 의존성을 나타낸다. 선형, 즉 비-가교결합된 중합체 또는 낮은 가교결합 밀도를 갖는 중합체를 포함하는 얼라인먼트 층은 통상적으로 액정 셀의 기판에 대해 더욱 양호한 접착력을 나타낸다.

다작용성 화합물의 농도를 변화시킴으로써, 중합체 필름의 가교결합 밀도 및 그로 인한 물리적 및 화학적 성질(예: 유리전이온도)-이들 또한 광학 위상차 필름의 광학 특성의 온도 의존도에 중요하다-, 열적 및 기계적 안정성 또는 내용매성이 용이하게 조절될 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양은 LCD, 특히 VA 모드 LCD의 전기광학 곡선의 가파름에 대한 얼라인먼트 힘의 영향과 관련있다. 본 발명의 발명자들은 수직으로 정렬된 액정의 표면 앵커링 에너지(틸트 앵커링 인자, τ로 표현됨)와 LC 디스플레이, 특히 VA 모드 디스플레이에서 전기광학 곡선의 상응하는 가파름 사이에 상관관계가 있음을 발견하였다. 전기광학 곡선의 가파름은 앵커링 에너지가 감소할수록 증가하는 것으로 밝혀졌다.

높은 앵커링 에너지를 갖는 본 발명의 얼라인먼트 층을 사용함으로써, LCD, 특히 VA 모드 디스플레이의 전기광학 곡선의 가파름을 감소시킬 수 있다.

또한, 얼라인먼트 층의 앵커링 에너지를 변화시킴으로써, 디스플레이의 전기광학 곡선의 가파름을 조절하고 목적하는 용도에 적용시킬 수 있다. 본 발명의 얼라인먼트 층의 앵커링 에너지는 예를 들면 중합가능한 물질 및 중합된 얼라인먼트 층의 인자를 변화시켜 조절될 수 있다. 중합가능한 물질의 경우, 이러한 인자들은 예를 들면 화학적 조성 또는 액정 상 거동이다. 예를 들면, 스멕틱 상을 갖는 중합가능한 물질은 특히 높은 표면 앵커링 에너지를 갖는 얼라인먼트 층을 생성한다. 중합된 얼라인먼트 층의 경우, 이러한 인자들은 예를 들면 중합 조건, 중합도, 층 두께 또는 분자량, 중합체의 가교결합 밀도 또는 쇄 길이이다. 중합체의 분자량 또는 쇄 길이는 예를 들면 쇄 전달제를 사용하여 감소시킬 수 있다.

특히, 바람직하게는 중합가능한 액정 물질은 하나 이상의 하기 화학식 I의 화합물을 포함한다.

P-Sp-X-MG-R

상기 식에서,

P는 중합가능한 기이고;

Sp는 스페이서기 또는 단일결합이고;

X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-,-SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂0-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일결합이고;

MG는 메소겐 기이고;

R은 H, F, Cl, Br, l, CN, SCN, SF₅H, N0₂, 또는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기(이는 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 단일치환 또는 다중치환될 수 있고, 또한 하나 이상의 비-인접한 CH₂기가 각 경우 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로에 직접 연결되지 않는 방식으로 치환될 수 있다)이거나, 또는 P-Sp-X-를 나타내고;

R⁰및 R⁰⁰은 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬이다.

본 발명의 바람직한 실시태양에서, MG는 하기 화학식 II의 화합물이다:

-A¹-(Z-A²)_m-

상기 식에서,

Z는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂0-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂0-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO- 또는 -OCO-CH=CH-이고;

R⁰는 화학식 I에 주어진 의미중 하나를 갖고;

A¹및 A²는 각각 독립적으로 하나 이상의 CH기가 N으로 치환될 수 있는 1,4-페닐렌; 1 또는 2개의 비인접한 CH₂기가 O 및/또는 S에 의해 치환될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌; 1,4-사이클로헥세닐렌; 인단-2,5-디일; 1,4-비사이클로(2,2,2)옥틸렌; 피페리딘-1,4-디일; 나프탈렌-2,6-디일; 데카하이드로나프탈렌-2,6-디일; 또는 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일; 또는 1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-2,6-디일이되, 이들 모든 기는 비치환되거나, F, Cl, OH, CN 또는 NO₂또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시, 알킬카보닐 또는 알킬카보닐기(이때 하나 이상의 H 원자는 F 또는 Cl에 의해 치환될 수 있다)에 의해 단일- 또는 다중-치환될 수 있고;

m은 0, 1, 2 또는 3이다.

특히 바람직한 것은 메소겐 기 A¹-(Z-A²)_m이 2 또는 3개의 5 또는 6원환을 도입하는 화합물이다.

하나 이상의 라디칼 Z가 -C≡C-을 나타내는 화합물이 또한 바람직하다. 이들 화합물은 높은 복굴절성 물질을 필요로 하는 용도에 특히 적당하다.

화학식 II의 바람직한 메소겐 기의 더 작은 기를 아래 열거한다. 간단히, 이들 기중 Phe는 1,4-페닐렌이고; PheL은 1 내지 4개의 L기(여기서, L은 F, Cl,OH, CN, N0₂또는 탄소수 1 내지 7의 선택적으로 플루오르화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐 또는 알콕시카보닐기이다)에 의해 치환된 1,4-페닐렌기이고; Cyc는 1,4-사이클로헥실렌이다. Z는 화학식 II에서의 의미중 하나를 갖는다. 그 목록은 하기 하위 화학식 뿐 아니라 그들의 거울상을 포함한다:

특히 바람직한 것은 하위 화학식 II-1, II-2, II-4, II-6, II-7, II-8, II-11, II-13, II-14, II-15 및 II-16이다.

바람직하게는, Z는 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -C≡C- 또는 단일결합이다.

매우 바람직하게는, 메소겐 기 MG는 하기 화학식 및 그들의 거울상으로부터 선택된다.

상기 식에서, L은 상기한 의미이고, r은 0, 1 또는 2이다.

이들 바람직한 화학식중는 매우 바람직하게는,또는, 또한이고, 이때 L은 각각 독립적으로 상기한의미를 갖는다.

특히 바람직한 것은 하위 화학식 IId, IIg, IIh, IIi, IIk 및 IIo이고, 특히 하위 화학식 IId 및 IIk이다.

L은 바람직하게는 F, Cl, CN, OH, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅이고, 특히 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃, COCH₃, CF₃및 OCF₃, 가장 바람직하게는 F, Cl, CH₃, OCH₃및 OCF₃이다.

화학식 I에서 R이 알킬 또는 알콕시 라디칼이면, 즉 말단 CH₂기가 -O-에 의해 치환되면, 이는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 바람직하게는, 탄소수 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8의 직쇄이고 따라서, 예를 들면 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시, 또는 옥톡시이고, 또한 메틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트리데콕시 또는 테트라데콕시가 바람직하다.

특히 바람직하게는 R은 탄소수 1 내지 8의 직쇄 알킬 또는 알콕시이다.

옥사알킬, 즉 하나의 CH₂기가 -O-로 치환된 경우는 바람직하게는 직쇄 2-옥사프로필(= 메톡시메틸), 2-(=에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-, 3-, 또는 4-옥사펜틸, 2-, 3-, 4-, 또는 5-옥사헥실, 2-, 3-, 4-, 5-, 또는 6-옥사헵틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- 또는 7-옥사옥틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- 또는 8-옥사노닐 또는 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- 또는 9-옥사데실이다.

할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이다.

화학식 I의 R은 극성 또는 비극성 기일 수 있다. 극성 기의 경우, R은 CN, NO₂, 할로겐, OCH₃, OCN, SCN, COR¹, COOR¹또는 탄소수 1 내지 4의 모노-, 올리고- 또는 폴리플루오르화된 알킬 또는 알콕시기로부터 선택된다. R¹은 탄소수 1 내지 4, 바람직하게는 1 내지 3의 선택적으로 플루오르화된 알킬이다. 특히 바람직하게는 극성 기 R은 F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, C₂F₅, OCF₃, OCHF₂, 및 OC₂F₅, 특히 F, Cl, CN, OCH₃및 OCF₃로부터 선택된다. 비극성 기의 경우, R은 바람직하게는 탄소수 15 이하의 알킬 또는 탄소수 2 내지 15의 알콕시이다.

비키랄성 분지된 기(R)를 함유하는 화학식 I의 화합물은 예를 들면 결정화 경향의 감소 때문에 경우에 따라 중요할 수 있다. 이러한 유형의 분지된 기는 일반적으로 하나 이상의 쇄 분지를 함유하지 않는다. 바람직한 비키랄성 분지된 기는 이소프로필, 이소부틸(= 메틸프로필), 이소펜틸(= 3-메틸부틸), 이소프로폭시, 2-메틸-프로폭시 및 3-메틸부톡시이다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시태양은 R이 P-Sp-X_n-을 의미하는 화학식 I의 화합물에 관한 것이다.

중합가능한 기 P는 바람직하게는 CH₂=CW¹- COO-,,, CH₂=CW²-O-, CH₃-CH=CH-O-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- 및 W⁴W⁵W⁶Si-로부터 선택되되, W¹는 H, Cl, CN, 페닐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 H, Cl 또는 CH₃이고, W²및 W³는 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬, 특히 메틸, 에틸 또는 n-프로필이고, W⁴, W⁵및 W⁶은 서로 독립적으로 Cl, 탄소수 1 내지 5의 옥사알킬 또는 옥사카보닐알킬이고, Phe는 1,4-페닐렌이고 k₁및 k₂는 서로 독립적으로 0 또는 1이다.

P는 특히 바람직하게는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 비닐옥시, 에폭시, 스티렌 또는 프로페닐 에테르기, 특히 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐 또는 에폭시기이다.

스페이서 기 Sp에 대해, 당해 기술분야에서 이러한 용도에 공지된 모든 기들이 사용될 수 있다. 이러한 스페이스 기 Sp는 바람직하게는 하나 이상의 비-인접한 CH₂기가 -O-, -S-, -NR⁰-,- CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(할로겐)-, -C(할로겐)₂-, -CH(CN)-, -CH(OH)-, -CD₂-, -CH=CH-, -CF=CF-, CH=CF- 또는 -C≡C-에 의해 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 20, 특히 1 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌; 또는 하나 이상의 H 원자가 할로겐, CN 또는 OH에 의해 치환될 수 있는 실록산 기이다.

일반적인 스페이서 기는, 예를 들면, -(CH₂)_o-, -(CH₂CH₂0)_p-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- 또는 -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-, 또는 -(SiR⁰R⁰⁰-O)_q-이되, o는 2 내지 12의 정수이고, p는 1 내지 3의 정수이고, q는 1 내지 3의 정수이고, R⁰및 R⁰⁰은 위에서 정의한 의미를 갖는다.

바람직한 스페이서 기는 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌-티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸-이미노에틸렌, 1-메틸알킬렌, 에틸렌, 프로페닐렌 및 부테닐렌이다.

Sp가 탄소수 2 내지 8의 알킬렌 또는 알킬렌-옥시인 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다. 직쇄 기가 특히 바람직하다.

R이 P-Sp-X인 경우, 화학식 I의 화합물중 2개의 스페이서 기 Sp는 동일하거나 상이할 수 있다.

위에서 기술된 바람직한 화합물중 n이 1인 것이 특히 바람직하다.

n이 0인 하나 이상의 기 P-Sp-X-를 갖는 화합물이 또한 바람직하다.

기 P, Sp 및 X가 각각 복수인 경우, 복수의 기는 동일하거나 상이하다.

화학식 I의 화합물은 자체 공지되고 유기 화학의 표준 연구결과에 기술된 방법에 따라 또는 이와 유사하게 합성될 수 있다(예를 들면, Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart). 몇가지 구체적인 제조방법을 하기 예로부터 선택할 수 있다.

중합가능한 조성물의 성분으로서 사용될 수 있는 적절한 중합가능한 메소겐 화합물의 예는 WO 93/22397, EP 0,261,712, DE 195,04,224, WO 95/22586 및 WO 97/00600에 개시되어 있다. 그러나, 이들 문헌에 개시된 화합물은 단지 예로서 간주되어야 하며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안된다. 바람직하게는, 중합가능한 혼합물은 하나의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소겐 화합물, 및 2개 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소겐 화합물을 포함한다.

특히 유용한 중합가능한 메소겐 화합물의 예가 다음과 같이 열거되며, 이들은 예시적인 것으로 간주되어야 하며 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것이 아니고 단지 설명하는 것이다.

상기 식에서, P는 화학식 I의 의미 및 상기한 바람직한 의미를 갖고, x 및 y는 1 내지 12의 동일하거나 상이한 정수이고, A는 비치환되거나 L¹에 의해 2-, 3- 및/또는 5-위치에서 치환된 1,4-페닐렌이거나, 1,4-사이클로헥실렌이고, Z⁰는 화학식 II에서 Z¹의 의미중 하나를 갖고, v는 0 또는 1이고, Y는 위에서 정의한 극성 기이고, R⁰는 비극성 알킬 또는 알콕시기이고, L¹및 L²는 각각 독립적으로, H, F,Cl, CN, OH, NO₂또는 탄소수 1 내지 4의 선택적으로 할로겐화된 알킬, 알콕시 또는 카보닐기이고, 상기 화학식중 1,4-페닐렌 환은 또한 L¹에 의해 2-, 3- 및/또는 5- 위치에서 치환될 수 있다.

이와 관련해서 비극성 기란 용어는 바람직하게는 탄소수 1 이상, 바람직하게는 탄소수 1 내지 15의 알킬기 또는 탄소수 2 이상, 바람직하게는 2 내지 15의 알콕시기이다.

메소겐 물질의 배향은 특히 필름 두께, 기판 물질의 유형 및 중합가능한 메소겐 물질의 조성에 의존한다. 따라서, 이러한 인자들을 변화시킴으로써 중합체 필름의 구조, 특히 틸트각 및 그의 변화도와 같은 특정 인자를 조절할 수 있다.

따라서, 호메오트로픽 필름의 제조에 있어서, 단일반응성 메소겐 화합물, 즉 하나의 중합가능한 기를 갖는 화합물과 이반응성 메소겐 화합물, 즉 2개의 중합가능한 기를 갖는 화합물의 비율을 적절히 선택하여 얼라인먼트를 향상시킬 수 있다.

중합가능한 물질중 2개 이상의 중합가능한 기를 갖는 중합가능한 화합물의 양은 바람직하게는 총 혼합물의 5 내지 25중량%이다. 또 다른 바람직한 실시태양에서, 중합가능한 혼합물은 하나보다 많은 중합가능한 기를 갖는 중합가능한 화합물을 전혀 함유하지 않는다.

특히 바람직하게는, 상기 중합가능한 액정 물질은

a) 비극성 말단기를 갖는 하나 이상의 단일반응성 중합가능한 메소겐 화합물, 바람직하게는 화학식 I의 화합물 25 내지 80%, 특히 30 내지 70%, 매우 바람직하게는 40 내지 60%,

b) 극성 말단기를 갖는 하나 이상의 단일반응성 중합가능한 메소겐 화합물, 바람직하게는 화학식 I의 화합물 5 내지 40%, 특히 10 내지 35%, 매우 바람직하게는 15 내지 30%,

c) 2개 이상의 중합가능한 기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소겐 화합물, 바람직하게는 화학식 I의 화합물 0 내지 65%, 특히 2 내지 45%, 매우 바람직하게는 5 내지 25%,

d) 광개시제 0.01 내지 5%.

매우 바람직한 것은 구성성분비 a:b가 5:2 내지 3:2이고, 이반응성 화합물에 대한 단일반응성 화합물의 비가 3:1 내지 1:1인 혼합물이다. 또한 바람직한 것은 성분 a:b:c의 비가 대략 2:1:1인 혼합물이다.

바람직하게는, 상기 혼합물은 성분 a 및 b의 화합물 2 내지 8, 특히 2 내지 6, 가장 바람직하게는 2 내지 4개 및 성분 c의 화합물 1 내지 3개를 포함하는 것이다.

상기 혼합물은 또한 추가의 성분, 예를 들면 안정화제, 억제제, 쇄 전달제, 염료, 계면활성제 또는 비-메소겐 가교결합제를 추가로 포함한다.

성분 a)의 화합물은 바람직하게는 상기 화학식 Id 내지 Ii로부터 선택된다. 성분 b)의 화합물은 바람직하게는 상기 화학식 Ia 내지 Ic로부터 선택된다. 성분 c)의 화합물은 바람직하게는 화학식 Ik 및 Im로부터 선택된다.

화학식 Ia 내지 Im의 화합물중 스페이서 기 및 화학식 Id 내지 Ii의 화합물중 알킬 말단기는 바람직하게는 프로필렌으로부터 헥실렌까지중에 선택된다. 상기 성분 및 그의 농도의 알킬쇄 길이(스페이서 또는 말단기)는 필름의 경화중 발생하게 될 온도 이상의 적당한 온도에서 스멕틱 상을 제공하도록 최적화된다. 스멕틱 상 거동을 증가시키기 위해, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌 또는 도데실렌과 같은 헥실렌 이상의 스페이서 기 또는 말단 알킬기가 또한 적당하다.

특히 바람직한 것은

a) 하나 이상의 화학식 Ie의 화합물 40 내지 60%(여기서, 특히 v는 1이고 A는 1,4-사이클로헥실렌이다),

b) 하나 이상의 화학식 Ia의 화합물 15 내지 25%(이때, 특히 v는 1이고 Y는 CN이다),

c) 하나 이상의 화학식 Ik의 화합물 5 내지 30%(여기서, 특히 L¹은 CH₃이고 L²는 H이다),

d) 광개시제 0.01 내지 5%

를 포함하는 중합가능한 혼합물이다.

상기 중합가능한 메소겐 물질은 기판상으로 코팅되어 균일한 배향으로 정렬되고 WO 98/12584 또는 GB 2,315,072에 개시된 방법에 따라 중합되고, 이로써 중합가능한 메소겐 물질의 배향을 영구적으로 고정시킨다.

기판으로서 예를 들면, 유리 또는 석영 시이트 또는 가소성 필름 또는 시이트가 사용될 수 있다. 적절한 가소성 기판은 예를 들면폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC) 또는 트리아세틸셀룰로즈(TAC)의 필름이다.

본 발명의 얼라인먼트 층은 바람직하게는 디스플레이의 액정 셀을 형성하는 기판 또는 전극의 내면상에 직접 제조된다. 이는 기판(이는 일반적으로 예를 들면 스핀 코팅에 의해 인듐 주석 산화물(ITO) 층과 같은 전도성 물질의 투명층으로 커버된 유리 플레이트이다)상에 중합가능한 메소겐 물질을 코팅하고 중합하고, 상기 코팅되고 정렬된 물질을 중합시켜 달성된다. 그러나, 상기 중합가능한 물질은 ITO 층상에 직접 적용되고, 상기 기판은 또한 ITO층 위에 추가의 얼라인먼트 층(중합가능한 물질이 위에 코팅됨)을 포함할 수 있다. 기판은 ITO 층의 위 또는 아래에 칼라 필터, 보호 또는 부동층 또는 블랙층과 같은 층을 추가로 포함할 수 있다.

중합 전 및/또는 중합중 및/또는 중합후, 상기 코팅된 혼합물의 상부상에 제 2 기판을 놓을 수도 있는데, 이는 중합 후 제거될 수 있다. 화학방사선에 의해 2개의 기판 사이에서 경화할 때, 하나 이상의 가판은 중합을 위해 사용된 화학 방사선에 대해 투과성이어야 한다. 등방성 또는 복굴절 기판이 사용될 수 있다.

상기 중합가능한 메소겐 물질은 또한 용매, 바람직하게는 유기 용매중에 용해될 수 있다. 이어서, 상기 용액을 예를 들면 스핀-코팅 또는 기타 공지된 기술에 의해 기판상으로 코팅하고, 용매를 중합 전에 증발제거한다. 대부분의 경우, 용매의 증발을 촉진하기 위해 상기 혼합물을 가열하는 것이 적절하다.

호메오트로픽 배향으로 중합된 액정 필름을 제조하는 것이 또한 본원에서 그 전문을 참조로서 인용하는 WO98/00475에 개시되었다. 호메오트로픽 얼라인먼트는예를 들면 기판의 상부상에 코팅된 얼라인먼트 층에 의해 달성될 수 있다. 유리 기판상에 사용된 적절한 얼라이닝 시약은 예를 들면 알킬트리클로로실란, 크롬 착화합물 또는 레시틴인 한편, 레시틴의 가소성 기판 박층의 경우, 얼라이닝 시약으로서 실리카 또는 높은 틸트 폴리이미드 배향 필름이 사용될 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 실시태양에서, 실리카 코팅된 가소성 필름이 기판으로서 사용된다. 또한, 호메오트로픽 얼라인먼트는 GB 2,324,382에 개시된 바와 같은 알루미늄 산화물 필름을 사용하여 달성될 수 있다.

호메오트로픽 얼라인먼트를 달성하기 위한 추가의 적절한 방법 및 시약이 문헌에 개시되어 있다[참고문헌: T. Uchida and H. Seki, "Liquid Crystals Applications and Uses Vol. 3", edited by B. Bahadur, World Scientific Publishing, Singapore 1992, pages 1-63; 및 J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1 (1981), pages 1-77]. 적절한 물질은 예를 들면 수직으로 배향된 알킬 쇄 또는 플루오로카본 쇄, 예를 들면 레시틴 또는 4급 암모늄 계면활성제[예: HTAB(헥사데실-트리메틸 암모늄 브로마이드), DMOAP(N,N-디메틸-N-옥타데실-3-아미노프로필트리메톡시실릴 클로라이드) 또는 N-퍼플루오로옥틸설포닐-3-아미노프로필트리메틸 암모늄 요오다이드(Uchida 등)], 폴리메톡시실란과 같은 실란 중합체 또는 테플론(Teflon)과 같은 플루오르화 중합체를 갖는 표면 커플링제이다.

상기 중합가능한 메소겐 물질의 중합은 이를 열 또는 화학적 방사선에 노출하여 발생한다. 화학 방사선은 광, 예를 들면 UV 광, IR 광 또는 가시광으로 조사, X-레이 또는 감마 레이로 조사, 또는 높은 에너지 입자, 예를 들면 이온 또는 전자로 조사하는 것을 의미한다. 바람직하게는, 중합반응은 UV 조사에 의해 달성될 수 있다. 화학 방사선을 위한 공급원으로서, 예를 들면 단일 UV 램프 또는 UV 램프 세트가 사용될 수 있다. 높은 램프 전원을 사용할 때, 경화시간은 감소할 수 있다. 화학 방사선을 위한 또 다른 가능한 공급원은 레이저, 예를 들면 UV 레이저 및 IR 레이저 또는 가시 레이저이다.

중합반응은 바람직하게는 화학 방사선의 파장에서 흡수하는 개시제의 존재하에 수행된다. 예를 들면, UV 광에 의한 중합시, 광개시제가 사용되어 UV 조사하에 분해되어 중합 반응을 개시하는 자유 라디칼 또는 이온을 생성할 수 있다. 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기로 중합가능한 메소겐을 경화할 때, 바람직하게는 라디칼 광개시제가 사용되고, 중합가능한 메소겐 비닐 및 에폭사이드 기를 경화할 때, 바람직하게는 양이온성 광개시제가 사용된다. 중합 개시제는 가열될 때 분해되어 중합을 개시하는 자유 라디칼 또는 이온을 생성할 수 있다. 라디칼 중합을 위한 광개시제로서 예를 들면 시판되는 Irgacure 651, Irgacure 184, Darocure 1173 또는 Darocure 4205(모두 Ciba Geigy AG로부터 시판됨)을 사용할 수 있고, 양이온 광중합의 경우, 시판되는 UVI 6974 (Union Carbide)를 사용할 수 있다.

중합가능한 메소겐 물질은 바람직하게는 0.01 내지 10%, 매우 바람직하게는 0.05 내지 5%, 특히 0.1 내지 3%의 중합 개시제를 포함한다. UV 광개시제, 특히 라디칼 UV 광개시제가 바람직하다.

상기 경화 시간은 특히 중합가능한 메소겐 물질의 반응성, 코팅된 층의 두께, 중합 개시제의 유형 및 UV 램프의 전력에 의존한다. 본 발명에 따른 경화시간은 바람직하게는 10분 이하, 특히 바람직하게는 5분 이하, 더욱 바람직하게는 2분 이하이다. 대량 생산의 경우, 3분 이하, 매우 바람직하게는 1분 이하, 특히 30초 이하의 짧은 경화시간이 바람직하다.

중합 개시제에 덧붙여, 중합가능한 물질은 또한 하나 이상의 다른 적절한 성분, 예를 들면 촉매, 감광제, 안정화제, 억제제, 공-반응 단량체, 계면활성제, 윤활제, 습윤제, 분산제, 소수성 시약, 접착제, 유동 개선제, 소포제, 공기제거제, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.

특히 안정화제의 부가가 예를 들면 저장중 중합가능한 물질의 바람직하지 않은 자발성 중합을 방지하기 위해 바람직하다. 원칙적으로 안정화제로서, 당해 기술분야에서 이러한 목적으로 공지된 모든 성분들이 사용될 수 있다. 이러한 화합물은 널리 시판되고 있다. 안정화제를 위한 특정 예들은 4-에톡시페놀 또는 부틸레이트 하이드록시톨루엔(BHT)이다.

다른 첨가제, 예를 들면 쇄전달제는 또한 본 발명의 중합체 필름의 물리적 성질을 변형시키기 위해 중합가능한 물질에 첨가될 수 있다. 쇄 전달제, 예를 들면 단작용성 티올 화합물(예: 도데칸 티올) 또는 다작용성 티올 화합물(예: 트리메틸프로판 트리(3-머캅토프로피오네이트)를 중합가능한 물질에 첨가할 때, 자유 중합체 쇄의 길이 및/또는 본 발명의 중합체 필름중 2개의 가교결합간 중합체 쇄의 길이는 조절될 수 있다. 쇄 전달제의 양이 증가하면, 수득된 중합체 필름중 중합체 쇄 길이는 감소한다.

중합체의 가교결합을 증가시키기 위해, 2개 이상의 중합가능한 작용기를 갖는 비메소겐 화합물 20% 이하가 중합가능한 물질에, 이작용성 또는 다중작용성 중합가능한 메소겐 화합물 대신 또는 이에 덧붙여 첨가되어 중합체의 가교결합을 증가시킬 수 있다. 이작용성 비메소겐 단량체를 위한 일반적인 예는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 알킬디아크릴레이트 또는 알킬디메타크릴레이트이다. 2개 이상의 중합가능한 기를 갖는 비메소겐 단량체를 위한 일반적인 예는 트리메틸프로판트리메타크릴레이트 또는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트이다.

또 다른 바람직한 실시태양에서, 중합가능한 물질의 혼합물은 하나의 중합가능한 작용기를 갖는 비메소겐 화합물 70% 이하, 바람직하게는 3 내지 50%를 포함한다. 다작용성 비메소겐 단량체들을 위한 일반적인 예는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트이다.

예를 들면, 중합체 필름의 광학 특성을 변화시키기 위해 비-중합가능한 액정 화합물 20중량% 이하의 양을 첨가할 수도 있다.

몇몇 경우, 제 2 기판을 적용하여 얼라인먼트를 보조하고 중합을 억제할 수 있는 산소를 배제하는 것이 유리하다. 선택적으로, 상기 경화는 불활성 기체의 대기하에 수행될 수 있다. 그러나, 공기중 경화는 또한 적절한 광개시제 및 높은 UV 램프 전력을 사용할 수 있다. 양이온성 광개시제를 사용할 때, 대부분 산소를 차단하는 것은 필요하지 않지만, 물은 반드시 차단되어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시태양에서, 중합가능한 메소겐 물질의 중합반응은 불활성 기체의 분위기하에, 바람직하게는 질소 분위기하에 수행된다.

바람직한 분자 배향을 갖는 중합체 필름을 수득하기 위해, 중합반응은 중합가능한 메소겐 물질의 액정 상으로 수행되어야 한다. 따라서, 바람직하게는 낮은 융점 및 넓은 액정상 범위를 갖는 중합가능한 메소겐 화합물 또는 혼합물이 사용된다. 이러한 물질을 사용하면 중합 온도를 감소시킬 수 있고, 이는 중합 방법을 더욱 용이하게 만들며 대량 생산에 상당히 유리하다.

적절한 중합 온도의 선택은 주로 중합가능한 물질의 투명점 및 특히 기판의 연화점에 의존한다. 바람직하게는, 중합 온도는 중합가능한 메소겐 혼합물의 투명점 보다 30℃ 이상 낮다.

본 발명의 전기광학적 가파름을 조절하기 위한 얼라인먼트 층 및 방법은 액정 디스플레이, 특히 호메오트로픽 표면 얼라인먼트가 요구되는 것[예: VAN(수직으로 정렬되는 네마틱) 또는 VAC(수직으로 정렬되는 콜레스테릭)과 같은 VA(수직으로 정렬된) 모드의 디스플레이; ECB(전기적으로 조절된 복굴절), DAP(정렬된 상의 변형) 또는 CSH(칼라 수퍼 호메오트로픽) 모드의 디스플레이; 예를 들면 SSCT 또는 PSCT(표면 또는 중합체 안정화된 콜레스테릭 조직) 모드의 콜레스테릭 디스플레이; 또는 플렉소일렉트릭 또는 ULH(균일하게 배치된 나선형) 모드의 디스플레이]에 적당하다. 이들은 투과형, 반사형 또는 투과반사형의 디스플레이에 적용될 수 있다. 또한 LC 셀의 한쪽 표면에서 액정 분자가 호메오트로픽 얼라인먼트를 나타내고 반대쪽 표면에서는 평면상 얼라인먼트 층을 나타내는 하이브리드 얼라인먼트를 갖는 디스플레이, 예를 들면 HAN(하이브리드 정렬된 네마틱) 모드의 디스플레이에 사용될 수 있다.

본 발명의 액정 디스플레이는 바람직하게는

- 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 제공된 액정 매질을 포함하되, 상기 전극중 하나 이상은 투광성이고, 상기 매질중 액정 분자는 어떠한 외부 전계도 인가되지 않을 때 호메오트로픽으로, 즉 전극에 대해 수직으로 배향되는 액정 셀, 및

- 상기 제 1 전극 및 제 2 전극중 하나 이상의 내부표면상에, 액정 매질과 직접 접촉하고 액정 매질중 호메오트로픽 엣지 얼라인먼트를 유도하도록 제공되는 본 발명에 따른 얼라인먼트 층을 포함하고, 추가로

- 상기 액정 셀의 한쪽 면상에 위치한 제 1 편광자,

- 선택적으로, 상기 액정 셀이 제 1 편광자와 제 2 편광자 사이에 샌드위치되도록 위치한 제 2 평관자,

- 선택적으로, 상기 액정 셀 및/또는 제 1 및 제 2 편광자에 인접하게 위치한 하나 이상의 광학 보상 또는 위상차 층,

- 선택적으로 백라이트를 포함하고,

선택적으로 추가 성분을 포함한다.

또한 바람직한 것은 본 발명의 얼라인먼트 층, 특히 중합된 스멕틱 A LC 물질을 포함하는 얼라인먼트 층을 포함하는, 쌍안정성 또는 멀티안정성 소자, 특히 네마틱 디스플레이이다. 이러한 디스플레이의 경우, 액정 매질은 2개 이상의 안정한 구성을 취한다. 얼라인먼트 층이 호메오트로픽 얼라인먼트를 유도하기 위해 사용될 수 있는 적절한 쌍안정 또는 멀티안정 디스플레이는 다음 문헌에 개시되어 있다[참고문헌: W098/50821, EP 0 302 479, Martinot-Lagarde 등, Phys. Rev. Lett.(2000), 84 (17), 3871-3874; 또는 G. P. Bryan-Brown, C. V. Brown, J. C. Jones, E. L. Wood, I. C. Sage, P. Brett 및 J. Rudin, (1997) "Grating aligned bistable nematic device"Proceedings of Society for Information Display International Symposium. Digest of Technical Papers, Volume XXVIII, Boston, MA, USA, May 1997, Chapter 5.3, pp37-40].

또한 바람직한 것은 본 발명의 얼라인먼트 층, 특히 중합된 스멕틱 A LC 물질을 포함하는 얼라인먼트 층을 포함하고 2개 이상의 안정한 상태(그 하나는 호메오트로픽 상태임) 사이에 예를 들면 전기장을 적용하여 스위칭될 수 있는 키랄 네마틱 또는 콜레스테릭 상을 갖는 액정 매질을 포함하는 쌍안정성 또는 멀티안정성 소자이다. 적절한 예는 WO 92/19695, US 5,384,067, US 5,453,863, US 6,172,720 또는 US 5,661,533에 개시된 바와 같은 SSCT 또는 PSCT 디스플레이, 및 예를 들면 EP 0 971 016, GB 2 356 629, 또는 문헌[Coles, H. J., Musgrave, B., Coles, M. J., 및 Willmott, J., J. Mater. Chem., 11, p. 2709-2716 (2001)]에 개시된 바와 같은 플렉소일렉트릭 또는 ULH 모드의 디스플레이이다.

액정 디스플레이와 별도로, 본 발명의 얼라인먼트 층은 또한 예를 들면 광학 컴퓨팅을 위한 공간 광 모듈레이터, 또는 광학 시그날을 라우팅(routing)하기 위한 광학 스위치와 같은 다른 액정 소자에 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 얼라인먼트 층은 중합가능한 LC 물질에서 호메오트로픽 배향을 유도하기 위해, 중합가능한 LC 물질로부터 호메오트로픽 구조를 갖는 비등방성 또는 액정 중합체 필름의 제조시, 기판으로서 또는 기판상에 적용된 얼라인먼트또는 보조층으로서 사용될 수 있다. 호메오트로픽 구조를 갖는 비등방성 필름이 WO 98/00475에 개시되고 예를 들면 보상기 또는 광학 지연체로서 다양한 용도로 사용될 수 있다.

하기 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 설명하는 것이다. 명세서 전반에서 %는 중량 기준이고 모든 온도는 ℃이다.

하기 약어가 사용된다.

또한 Δn은 20℃ 및 589 nm에서 측정된 광학 비등방성이고,

n_e는 20℃ 및 589 nm에서의 현저한 굴절율이고,

Δε은 20℃에서 유전 비등방성이고,

ε∥는 분자축에 평행한 방향으로 유전상수이고,

cp.는 투명점[℃]을 의미한다.

실시예 1

하기 중합가능한 혼합물을 배합한다.

화합물(1): 32.67%

화합물(2): 18.67%

화합물(3): 21.00%

화합물(4): 21.00%

도데카놀: 1.02%

BHT:0.04%

Irgacure 907: 5.60%

화합물(1)은 WO 98/00428에 개시된다. 화합물(2)는 DE 195,04,224에 개시된 방법과 유사하게 제조될 수 있다. 화합물(3) 및 (4)는 WO 93/22397에 개시된 방법과 유사하게 제조될 수 있다. Irgacure 907(등록상표)는 시바 가이기(Ciba Geigy)로부터 시판되는 광개시제이다. BHT(부틸레이트된 하이드록시 톨루엔)는 시판되는 안정화제이다.

상기 혼합물은 실리카 코팅된 PET 기판상으로 얇은 층으로서 코팅되고 UV 광으로 조사하여 60℃에서 경화되어 호메오트로픽 배향을 갖는 0.1㎛ 두께의 중합체 필름을 생성한다.

실시예 2

하기 중합가능한 혼합물을 배합한다:

화합물(1): 51.90%

화합물(2): 18.86%

화합물(3): 23.58%

Irgacure 907: 5.66%

호메오트로픽 배향을 갖는 중합체 필름은 실시예 1에서와 같이 제조하고 액정 디스플레이중 호메오트로픽 얼라인먼트로서 적당하다.

실시예 3

액정 디스플레이의 전기광학 성질상에 미치는 본 발명의 얼라인먼트 층의 표면 앵커링 에너지의 영향을 입증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이터를 수직으로 정렬된(VA 모드) 표준 디스플레이 셀에 대해 Autronic Melchers DIMOS 시스템으로 수행하였다.

VA 셀은 하기 인자들을 가진다: 4㎛의 거리로 이격된 2개의 평면-평행한 플레이트, 및 플레이트의 내면상에 상술한 바와 같이 제조될 수 있는 본 발명의 호메오트로픽 얼라인먼트 층으로 커버된 전극층. 상기 셀은 전기장이 인가되지 않을 때 호메오트로픽으로 정렬되고, 또한 전기장이 인가될 때 90°의 트위스트각이 매질에 유도되도록 하는 트위스트 및 농도를 갖는 키랄 도판트를 함유하는 하기 네마틱 액정 매질을 함유한다.

상기 얼라인먼트 층에 의해 유도된 셀 벽에서 액정 분자의 표 면 앵커링 강도는 틸트 앵커링 인자τ에 의해 표현된다. τ=0의 값은 액정 분자가 강하게 앵커링됨을 의미한다. τ=1이라는 것은 액정 분자가 상당히 앵커링되지 않으면서 자유롭게 회전하는 것을 의미한다. τ의 값은 문헌[Mada 등, Jap. Journ. Appl. Phys. 38, L1118-L1120 (1999)]에 따른 실험 데이터와 상관관계가 있을 수 있다. 따라서, τ=1(앵커링되지 않음)의 값은 10^-10J/㎡의 표면 앵커링 에너지에 상응하고, τ=0(강하게 앵커링됨)은 약 10^-5J/㎡의 표면 앵커링 에너지에 상응한다.

도 1 내지 4는 상기 VA 셀의 전기광학 곡선(전송 대 인가된 전압)을 나타내고 풀 가파름 곡선(전기광학 곡선의 수치적 구배)을 나타내는데, 이때 LC 매질은 주어진 틸트 앵커링 인자 τ를 갖는 얼라인먼트 층과 접촉한다. 가파름은 V₉₀/V₁₀로서 정의되고, 이때 V₉₀및 V₁₀은 각각 최대 전송의 90% 및 10%에서 전기광학 곡선의 전압이다.

도 1.1 및 도 1.2는 각각 0의 틸트 앵커링 인자를 갖는 얼라인먼트 층을 포함하는 VA 셀에 대한 전기광학 곡선 및 풀 가파름 곡선을 나타낸다.

상기 결과는 수직으로 배향된 액정 분자의 표면 앵커링 에너지와 전기광학 곡선의 상응하는 가파름 사이에 강한 상관관계가 있음을 입증한다. 전기광학 곡선의 가파름은 표면 앵커링 에너지가 감소함에 따라, 즉 τ값이 증가함에 따라 증가한다.

상기 실시예는, 상기 실시예에 사용된 것을 일반적으로 또는 구체적으로 기술한 본 발명의 반응물질 및/또는 작업 조건으로 대체하여 유사한 과정에 따라 반복할 수 있다.

지금까지 명세서 내용으로부터, 당업자는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 본질적인 특징을 용이하게 확인할 수 있고, 다양한 사용 및 조건에 적용시키고자 본 발명에 다양한 변형 및 변화를 시도할 수 있다.

Claims

호메오트로픽(homeotropic) 배향을 갖는 중합된 액정 물질을 포함하는 얼라인먼트 층.
제 1 항에 있어서,

상기 중합된 액정 물질에서 틸트각이 상기 층의 법선에 대해 0 내지 5°의 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 층.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 액정 물질이 네마틱 상으로 중합된 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 층.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 액정 물질이 스멕틱 상으로 중합된 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 층.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 액정 물질이 스멕틱 A 상으로 중합된 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 층.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 중합된 액정 물질이 3차원 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 층.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

높은 표면 앵커링 에너지(anchoring energy)를 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 층.
제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,

틸트 앵커링 인자(τ)가 0 내지 0.6인 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 층.
중합가능한 메소겐(mesogen) 또는 액정 물질의 층을 기판상에 적용하고, 상기 물질을 호메오트로픽 배향으로 정렬하고, 상기 물질을 중합하고, 선택적으로 상기 중합된 필름을 상기 기판으로부터 제거함으로써, 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 얼라인먼트 층을 제조하는 방법.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 얼라인먼트 층의 제조에 사용하기 위한 네마틱 또는 스멕틱 상을 갖는 중합가능한 액정 물질.
제 10 항에 있어서,

스멕틱 A 상을 나타내는 것을 특징으로 하는 중합가능한 액정 물질.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,

하나 이상의 하기 화학식 I의 중합가능한 메소겐 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합가능한 액정 물질:

화학식 I

P-Sp-X-MG-R

상기 식에서,

P는 중합가능한 기이고;

Sp는 스페이서기 또는 단일결합이고;

X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂0-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일결합이고;

MG는 메소겐 기이고;

R은 H, F, Cl, Br, l, CN, SCN, SF₅H, N0₂, 또는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기(이는 비치환되거나 F, Cl, Br, I 또는 CN에 의해 단일치환 또는 다중치환될 수 있고, 또한 하나 이상의 비-인접한 CH₂기가 각 경우 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- 또는 -C≡C-에 의해 O 및/또는 S 원자가 서로에 직접 연결되지 않는 방식으로 치환될 수 있다)이거나, 또는 P-Sp-X-를 나타내고;

R⁰및 R⁰⁰은 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬이다.
제 10 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,

a) 비극성 말단기를 갖는 하나 이상의 단일반응성 중합가능한 메소겐 화합물 25 내지 80%,

b) 극성 말단기를 갖는 하나 이상의 단일반응성 중합가능한 메소겐 화합물 5 내지 40%,

c) 2개 이상의 중합가능한 기를 갖는 하나 이상의 중합가능한 메소겐 화합물 0 내지 65%,

d) 광개시제 0.01 내지 5%를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합가능한 액정 물질.
제 10 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,

하나 이상의 하기 화학식 I-1의 화합물 40 내지 60중량%, 하나 이상의 하기 화학식 I-2의 화합물 15 내지 25중량%, 및 하나 이상의 하기 화학식 I-3의 화합물 15 내지 60중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합가능한 액정 물질.

상기 식에서,

W는 H 또는 CH₃이고,

n은 3 내지 6의 정수이고,

Z¹및 Z²는 각각 독립적으로 -COO- 또는 -OCO-이고,

X¹및 X²는 각각 독립적으로 H 또는 CH₃이고,

R¹은 탄소수 1 내지 20의 알킬 또는 알콕시이다.
액정 매질중에 호메오트로픽 얼라인먼트를 생성하기 위한 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 얼라인먼트 층의 용도.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 얼라인먼트 층을 포함하는 액정소자.
액정 매질과 접촉하고 그 접촉 영역에서 액정 매질중 호메오트로픽 얼라인먼트를 유도하는 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 소자.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

네마틱, 스멕틱 또는 콜레스테릭 액정 매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 소자.
제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서,

쌍안정성 또는 다중안정성 액정 디스플레이 소자인 것을 특징으로 하는 액정 소자.
제 16 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,

투과형, 반사형 또는 투과반사형일 수 있는, VA(수직 정렬), VAN(수직 정렬 네마틱), VAC(수직 정렬 콜레스테릭), ECB(전기적으로 조절된 복굴절), DAP(정렬된 상의 변형), CSH(칼라 수퍼 호메오트로픽), 하이브리드 얼라인먼트, HAN(하이브리드 정렬된 네마틱), SSCT(표면 안정화된 콜레스테릭 조직), PSCT(중합체 안정화된 콜레스테릭 조직), 플렉소일렉트릭 또는 ULH(균일하게 배치된 나선형) 모드의 디스플레이 소자인 것을 특징으로 하는 액정 소자.
- 제 1 전극 및 제 2 전극 사이에 제공된 액정 매질을 포함하되, 상기 전극중 하나 이상은 투광성이고, 상기 매질중 액정 분자는 어떠한 외부 전계가 인가되지 않을 때 호메오트로픽으로 배향되는 액정 셀, 및

- 상기 제 1 전극 및 제 2 전극중 하나 이상의 내부표면상에, 액정 매질과 직접 접촉하고 액정 매질중 호메오트로픽 엣지 얼라인먼트를 유도하도록 제공된 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 얼라인먼트 층을 포함하는 액정 디스플레이.
중합가능한 LC 물질로부터 호메오트로픽 구조를 갖는 비등방성 또는 액정 중합체 필름의 제조시 상기 중합가능한 LC 물질에서 호메오트로픽 배향을 유도하기 위해, 기판으로서, 또는 기판상에 적용된 얼라인먼트 또는 보조층으로서 사용되는 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 얼라인먼트 층의 용도.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 호메오트로픽 얼라인먼트 층상의 중합가능한 액정 물질로부터 제조된 것을 특징으로 하는, 호메오트로픽 구조를 갖는 비등방성 또는 액정 중합체 필름.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 얼라인먼트 층의 표면 앵커링 에너지를 변화시킴으로써, 상기 하나 이상의 얼라인먼트 층을 포함하는 VA 모드의 액정 디스플레이의 전기광학적 가파름(steepness)을 조절하는 방법.