중합가능한 화합물 document_id A220623061186

현재 사용되고 있는 액정 디스플레이(LC 디스플레이)는 대부분 TN(twisted nematic) 타입의 디스플레이이다. 그러나, 이러한 디스플레이는 콘트라스트(contrast)의 시야각(viewing-angle) 의존성이 강하다는 결점을 가지고 있다. 또한, 광범위한 시야각을 갖는 소위 VA(vertical alignment) 디스플레이도 공지되어 있다. VA 디스플레이의 LC 셀(LC cell)은 2개의 투명 전극사이에 일반적으로는 음(-)값의 유전(DC, dielectric) 이방성을 갖는 LC 매질의 층을 함유한다. 스위치-오프(switch-off) 상태에서, LC 층의 분자는 전극 표면에 대하여 직각 방향으로 정렬(호메오트로픽 정렬)되거나 또는 경사진 호메오트로픽 얼라인먼트(tilted homeotropic alignment)를 갖는다. 전극에 전기 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 전극 표면에 평행하게 재정렬된다. 또한, 복굴절 효과를 기본으로 하고 소위 "벤드(bend)" 얼라인먼트(alignment) 및 일반적으로는 양성(DC) 이방성을 갖는 LC 층을 가진 OCB(optically compensated bend) 디스플레이도 공지되어 있다. 전기 전압을 인가하였을 때, LC 분자는 전극 표면에 수직 방향으로 재정렬된다. 또한, OCB 디스플레이는 통상적으로는 어두운 상태에서 벤드 셀의 광선에 대한 원치않는 투명성을 방지하기 위하여 하나 이상의 복굴절성 내광성 필름을 함유한다. OCB 디스플레이는 TN 디스플레이와 비교하였을 때 더 광범위한 시야각 및 더 짧은 응답시간을 갖는다. 2개의 기판(이들 2개의 기판중의 단 하나만이 전극층을 가지고 있다) 사이에 LC 층을 함유한, 일반적으로는 빗-형상 구조를 가진 IPS(in-plane switching) 디스플레이도 또한 공지되어 있다. 전압을 인가하였을 때, 전기장이 생성되어 주 성분이 LC 층에 평행하게 된다. 이는 층 평면내에서 LC 분자의 재정렬을 유발시킨다. 또한, 유사하게 동일한 기판상에 2개의 전극을 함유하지만, IPS 디스플레이와는 대조적으로 이들 중의 단 하나만이 구조화된 (빗-형상의) 전극이고 다른 하나의 전극은 구조화되지 않은, 소위 FFS(fringe-field switching) 디스플레이도 제안되어 왔다[참조 문헌: S.H.Jung et al., Jpn. J. Appl. Phys., Volume 43, No. 3, 2004, 1028]. 그로 인하여 강한 소위 "프린지 필드(fringe field)"가 생성된다, 즉 강한 전기장이 전극의 엣지 및 셀 전체에 걸쳐 강한 수직 성분과 또한 강한 수평 성분을 모두 가진 전기장에 접속된다. IPS 디스플레이 및 또한 FFS 디스플레이 모두 콘트라스트의 낮은 시야각 의존성을 갖는다. 보다 최신 타입의 VA 디스플레이의 경우, LC 분자의 균일한 얼라인먼트는 LC 셀내의 다수의 비교적 작은 도메인으로 국한된다. 또한 틸트 도메인(tilt domain)으로도 알려진 이들 도메인사이에 편각(declination)이 존재할 수 있다. 틸트 도메인을 가진 VA 디스플레이는 종래의 VA 디스플레이와 비교하였을 때 콘트라스트 및 회색 색조의 더 큰 시야각 의존성을 갖는다. 또한, 스위치-온 상태(switched-on state)에서 분자를 일정하게 정렬시키기 위하여, 예를 들면, 러빙(rubbing)과 같은 전극 표면의 추가 처리가 더 이상 필요치 않기 때문에 이러한 타입의 디스플레이는 간단하게 제조할 수 있다. 대신에, 전극의 특이한 디자인을 이용하여 틸트 또는 프리틸트 각도의 우선적인 방향을 제어한다. 소위 MVA(multidomain vertical alignment) 디스플레이의 경우, 이는 일반적으로 국부적인 프리틸트를 야기시키는 돌출부를 가진 전극을 사용하여 달성한다. 그 결과, LC 분자는 전압의 인가시에 셀의 상이하게 정의된 영역내에서 상이한 방향으로 전극 표면에 평행하게 정렬된다. 이러한 방식으로 "제어된" 스위칭("controlled" switching)이 달성되며, 방해 편각 라인(interfering declination line)의 형성이 억제된다. 이러한 얼라인먼트는 디스플레이의 시야각을 개선시키지만, 그러나 이는 그들의 투광성을 감소시킨다. MVA의 추가적인 개선은 단지 하나의 전극측상에서만 돌출부를 사용하는 반면, 반대 전극은 슬릿(slit)을 가짐으로써 투광성을 개선시킨다. 슬릿팅된 전극(slitted electrode)은 전압의 인가시에 LC 셀내에서 불균일한 전기장을 발생시키며, 이는 아직도 제어된 스위칭이 달성되고 있다는 의미이다. 투광성을 더 개선하기 위하여, 슬릿과 돌출부사이의 간격을 증가시킬 수 있지만, 이는 실제로는 응답시간을 연장시킨다. 소위 PVA(patterned VA)의 경우에는, 2개의 전극 모두를 반대측상에 슬릿을 사용하여 구성함으로써 콘트라스트를 증가시키고 투광성을 개선시키지만, 이는 기술적으로 어렵고 디스플레이를 기계적인 영향(탭핑 등)에 더 민감하게 만든다는 점에서 돌출부는 완전히 불필요하게 된다. 그러나, 예를 들면, 모니터 및 특히 TV 스크린과 같은 많은 용도의 경우에는, 디스플레이의 응답시간의 단축 및 콘트라스트 및 휘도(전송)의 개선이 요구된다. "PSA(polymer sustained alignment)"란 말로도 알려져 있는 소위 PS(polymer-stabilised) 디스플레이도 또한 추가로 개발되었다. 이들의 경우에는, 소량(예를 들면, 0.3중량%, 전형적으로는 ＜ 1중량%)의 중합가능한 화합물을 LC 매질에 첨가하고, LC 셀내에 도입된 후에, 일반적으로는 전극사이에 전압을 인가하여 UV 광중합시킴으로써 동일반응계에서 중합시키거나 가교결합시킨다. 또한, "반응성 메소젠(reactive mesogens)"(RMs)으로도 알려진 중합가능한 메소제닉 또는 액정 화합물을 LC 혼합물에 첨가하는 것이 특히 적합한 것으로 입증되어 왔다. 한편, PS(A) 원리는 종래의 LC 디스플레이에도 사용된다. 예를 들면, PSA-VA, PSA-OCB, PS-IPS 및 PS-TN 디스플레이가 알려져 있다. 테스트 셀에서 증명될 수 있는 바와 같이, PSA 방법은 셀내에서 프리틸트를 생성시킨다. 따라서, PSA-OCB 디스플레이의 경우에는, 오프셋 전압(offset voltage)이 불필요하거나 감소될 수 있도록 벤드 구조를 안정화시킬 수 있다. PSA-VA 디스플레이의 경우에는, 이러한 프리틸트가 응답시간에 대해 긍정적인 효과를 갖는다. PSA-VA 디스플레이의 경우, 표준 MVA 또는 PVA 픽셀 및 전극 설계가 사용될 수 있다. 그러나, 그 외에도, 예를 들면, 단지 하나의 구조화된 전극측만을 갖고 돌출부를 전혀 갖지 않도록 조작함으로써 생산을 상당히 단순화시키는 동시에 매우 양호한 콘트라스트와 동시에 매우 양호한 투광성을 얻을 수도 있다. PSA-VA 디스플레이는, 예를 들면, JP 10-036847 A, EP 1 170 626 A2, EP 1 378 557 A1, EP 1 498 468 A1, US 2004/0191428 A1, US 2006/0066793 A1 및 US 2006/0103804 A1에 기술되어 있다. PSA-OCB 디스플레이는, 예를 들면, 문헌[참조: T. J. Chen et al., Jpn. J. Appl. Phys. 45, 2006, 2702-2704 및 S. H. Kim, L. C. Chien, Jpn. J. Appl. Phys. 43, 2004, 7643-7647]에 기술되어 있다. PS-IPS 디스플레이는, 예를 들면, US 6,177,972 및 문헌[참조: Appl. Phys. Lett. 1999, 75(21), 3264]에 기술되어 있다. PS-TN 디스플레이는, 예를 들면, 문헌[참조: Optics Express 2004, 12(7), 1221]에 기술되어 있다. 특히, 모니터 및 특히 TV 용도의 경우, 아직도 LC 디스플레이의 응답시간의 최적화 뿐만 아니라 콘트라스트 및 휘도(또한 투광성)의 최적화가 요구된다. 본원에서는 PSA 방법이 결정적인 잇점을 제공하는 것으로 생각된다. 특히 PSA-VA의 경우에는, 다른 파라미터에 대한 현저한 역효과 없이도 테스트 셀내에서 측정될 수 있는 프리틸트와 서로 관련이 있는 응답시간의 단축이 달성될 수 있다. 그러나, 종래에 알려진 LC 혼합물 및 RMs는 아직도 PS(A) 디스플레이에서 사용하기에는 몇 가지 단점을 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 목적하는 가용성 RM이 매번 PS(A) 디스플레이내에 사용하기에 적합한 것은 아니며, 때로는 프리틸트를 측정하는 직접식 PSA 실험보다 더 적합한 선택 기준을 확인하는 것이 어렵다. 광개시제의 첨가없이 UV 광선을 이용하여 중합시키는 것이 바람직한 경우에 특정 용도에 유리할 수 있는 선택의 폭이 훨씬 더 작아진다. 또한, LC 혼합물(이는 또한 하기에서는 "LC 호스트 혼합물"로도 지칭됨) + 중합가능한 성분의 선택된 "물질 시스템"은 최저로 가능한 회전점도 및 최고로 가능한 전기적 성질(본원에서는 소위 "전압 보유비(voltage holding ratio)"(HR 또는 VHR)에 대해 강조됨)을 가져야만 한다. PSA-VA와 관련하여, (UV) 광선을 조사한 후의 높은 HR은, 특히, 이것이 공정의 절대적으로 필요한 부분이기 때문에 중요한데, 최종 디스플레이에서 "정상(normal)" 노출로서 당연히 나타날 수도 있다. 그러나, 예를 들면, 부적당한 틸트가 발생하거나 또는 전혀 발생하지 않거나, 또는, 예를 들면, HR이 TFT 디스플레이 용도에 부적당하기 때문에, 모든 LC 혼합물 + 중합가능한 성분의 조합이 PS(A) 디스플레이에 적합하지는 않다는 문제가 있다.