화학공학소재연구정보센터
학회 한국고분자학회
학술대회 2005년 봄 (04/14 ~ 04/15, 전경련회관)
권호 30권 1호, p.222
발표분야 기능성 고분자
제목 감광성 4-스티릴피리딘기를 가지는 액정 폴리메타크릴레이트의 Homeotropic Reorientation
초록 액정의 배향 기술은 액정디스플레이 산업에 있어서 가장 중요한 공정중의 하나이다. 지금까지 액정배향은 그 처리가 간단한 러빙(rubbing)법에 의존하고 있다.1 그러나 러빙법은 공정시 러빙천의 섬유질과 고분자막 표면이 직접적으로 접촉하기 때문에 이 과정에서 생기는 먼지 또는 입자의 발생, 표면의 스크래치, 배향막과의 마찰시 발생하는 정전기로 인한 소자 파괴와 같은 불량의 원인을 제공하여 낮은 수율을 초래하고 있으며, 하나의 화면내에서 액정을 미세하게 조절하기 힘든 문제점을 지니고 있다.2 따라서 최근에 감광성고분자의 광배향에 의한 저분자액정을 배향하는 개념이 도입되었다. 광배향 방법으로서 아조벤젠의 trans-cis 광이성화에 따른 고분자의 배향이 많이 연구되었고 신나모일기, 쿠마린기, 스티릴피리딘기와 같은 감광기를 가지는 액정고분자의 광이량화 반응에 따른 광배향에 대한 연구도 많이 되고 있다.3 2000년 이후에 보고된 바로는 감광기를 가지는 메타크릴레이트와 메조겐기를 가지는 메타크릴레이트의 액정 공중합체는 감광기만을 가지는 메타크릴레이트의 액정 단독중합체보다 광배향이 잘 일어나는 것으로 알려져 있다.4
이 연구에서는 감광기로서 곁사슬에 4-스티릴피리딘기를 가지는 메타크릴레이트 (SPMA)와 메조겐기를 가지는 메타크릴레이트 (MPMA)를 각각 합성하고 이들을 우측의 반응식과 같이 N-메틸피롤리돈 중에서 아조비스이소부틸로니트릴로 라디칼 공중합시켜 광경화형 메타크릴레이트 단독중합체와 공중합체 몇종류를 합성하였다. 아울러 이들 공중합체의 분자량을 GPC로, 액정형성을 편광현미경과 DSC로, 그리고 광배향을 편광자외선 분광광도법으로 측정하였다.
합성한 이들 중합체의 분자량은 수평균분자량이 24,000 ∼ 29,000였고 다분산성지수가 2.3 ∼ 2.8정도였다. 공중합체내의 단량체의 조성은 중합시 공급한 단량체의 조성과 비슷하였다. 이들 중합체는 DSC thermogram에서 두개의 상이전이온도를 나타내었고 편광현미경 및 XRD로 분석한 결과 조성에 따라 스메틱액정과 네마틱액정상을 나타내었다. 이들 중합체 필름들은 상온에서 선평광된 자외선을 쪼인 후 열처리하였을 때 그림 1에서 보는 것처럼 out-of-plane order parameter (Sh) 값이 4 종류의 고분자가 0.55 ∼ 0.75의 값을 나타내었다. 특히 광이량화에 의한 광경화형 단독중합체의 경우로서 P1은 out-of-plane reorientation현상을 나타내는 처음으로 관측된 고분자라 할 수 있고 그 값도 아주 컸다. 아울러 이 P1의 conoscopic 관측결과에 의하면 열처리에 따라 homeotropic reorientation하였다. 공중합체는 비감광성 단량체 단위의 함량이 증가할 수록 최고 Sh 값이 작아지고 그 값이 떨어지는 온도가 낮아졌다. 이들 결과가 토의될 것이다.



References
1. T. Kimura, J. Y. Kim, T. Fukuda, and H. Matsuda, Macromol. Chem. Phys, 203, 2344, (2002).
2. S. W. Lee, T. Chang, and M. Ree, Macromol. Rapid Commun, 22, 941, (2001).
3. W. S. Kim, D. K. Ahn, M. W. Kim, Macromol. Chem. Phys. 205, 1932 (2004).
4. N. Kawatsuki, K. Matsuyoshi, and T. Yamamoto, Macromolecules, 33, 1698, (2000).
저자 공종윤, 김민우, 최재웅, 김우식
소속 경북대
키워드 액정; 메타크릴레이트; 광배향; 4-스티릴피리딘기; 감광기
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