KR101268255B1 - Fringe-field swiching mode liquid crystal display improved transmittance using chiral dopant - Google Patents

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Abstract

본 발명은 카이랄 도펀트를 이용하여 투과율이 향상된 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치로서, 서로 대향하여 설치된 상부기판과 하부기판, 상기 상부기판 및 상기 하부기판의 내측 표면에 각각 형성되며 러빙축을 가지는 배향막, 상기 하부기판과 상기 배향막 사이에 형성되는 카운터 전극 및 화소전극, 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 개재되며, 상기 배향막의 러빙축을 따라 배열되는 액정화합물 및 피치값이 -20um 내지 -4um, 또는 +4um 내지 +20um인 카이랄 도펀트를 포함하는 액정층을 포함하며, 상기 카운터 전극 및 상기 화소전극 중 어느 하나는 슬릿 형태인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치이다.
상기 카이랄 도펀트에 의해 액정이 횡 방향으로 트위스트 될 때, 전극 중앙부, 가장자리부, 스페이스부 각각 위치별 트위스트각의 차이를 안정화시키며 이에 따라 위치별 투과율 저하를 보완하여 전체 투과율이 향상되며, 개구부와 전극구조를 유지하고 빠른 응답속도를 가지면서 높은 투과율을 유지할 수 있다.
The present invention is a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device having an improved transmittance using a chiral dopant, the upper substrate and the lower substrate facing each other, formed on the inner surface of the upper substrate and the lower substrate, respectively, And an alignment layer, a counter electrode and a pixel electrode formed between the lower substrate and the alignment layer, interposed between the upper substrate and the lower substrate, and having a liquid crystal compound and a pitch value arranged along a rubbing axis of the alignment layer. Or a liquid crystal layer including a chiral dopant of + 4um to + 20um, wherein any one of the counter electrode and the pixel electrode has a slit shape.
When the liquid crystal is twisted in the lateral direction by the chiral dopant, the difference in the twist angle of each position of the electrode center portion, the edge portion, and the space portion is stabilized, thereby compensating the decrease in transmittance of each position, thereby improving the overall transmittance. It can maintain high electrode transmittance while maintaining electrode structure and fast response speed.

Description

카이랄 도펀트를 이용하여 투과율이 향상된 프린지 필드 스위칭모드 액정표시장치 {FRINGE-FIELD SWICHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY IMPROVED TRANSMITTANCE USING CHIRAL DOPANT}Fringe field switching mode liquid crystal display with improved transmittance using chiral dopant {FRINGE-FIELD SWICHING MODE LIQUID CRYSTAL DISPLAY IMPROVED TRANSMITTANCE USING CHIRAL DOPANT}

본 발명은 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평 전계 방식의 액정표시장치의 기판 사이에 형성되는 액정층에, 소정의 피치값을 가지는 카이랄 도펀트를 첨가함으로써 투과율을 향상시키는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device, and more particularly, by adding a chiral dopant having a predetermined pitch value to a liquid crystal layer formed between substrates of a liquid crystal display device of a horizontal electric field method. A fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device for improving transmittance.

현재 정보통신 기술의 급속한 발달에 따라 디스플레이에 대한 수요는 꾸준히 증가하고 있으며, 특히 넓은 시야각, 빠른 응답속도 및 높은 투과율을 가진 액정표시장치(Liquid Crystal Display,LCD)에 대한 연구가 끊임없이 진행되고 있다.With the rapid development of information and communication technology, the demand for displays is steadily increasing. In particular, research on liquid crystal displays (LCDs) having a wide viewing angle, fast response speed, and high transmittance is constantly being conducted.

액정표시장치는 전압이 인가되지 않은 초기상태에 따라 구분되어 지는데, 전압이 인가되지 않은 상태에서 빛이 통과하고, 전압이 인가된 상태에서 빛이 통과하지 않도록 설계된 것을 노말리 화이트 모드 LCD(normally white mode LCD)라 하고, 전압이 인가되지 않은 상태에서는 빛이 통과하지 않고 전압이 인가된 상태에서는 빛이 통과하도록 설계된 것을 노말리 블랙 모드 LCD(normally black mode LCD)라 한다.The liquid crystal display is classified according to the initial state in which no voltage is applied, which is designed to allow light to pass through when no voltage is applied and light to pass through when no voltage is applied. A mode LCD is designed to allow light to pass through when no voltage is applied and to pass light when a voltage is applied, and is called a normally black mode LCD.

또한, 현재 제조 및 사용되고 있는 액정표시장치는, 구동방식에 따라 TN(Twist Nematic), IPS(In-Plane Switching), FFS(Fringe-Field Switching) 및 VA(Vertical alignment)모드 등으로 구분된다.In addition, liquid crystal displays currently manufactured and used are classified into TN (Twist Nematic), IPS (In-Plane Switching), FFS (Fringe-Field Switching), and VA (Vertical alignment) modes.

종래 TN방식의 액정표시장치는 액정 패널을 보는 각도에 따라 색 반전이 커서 시야각이 좁은 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 광시야각을 갖는 액정표시장치의 개발이 요구되었으며, 수평 전계 방식의 액정표시장치(IPS, FFS)가 개발되었다. 이러한 수평 전계 방식은 수평 배향성 액정을 사용하여 전기장의 방향을 액정층에 평행하게 형성함으로써, 시야각과 측면 시인성이 우수한 기술로 알려져 있다.Conventional TN type liquid crystal display device has a problem that the viewing angle is narrow due to large color inversion depending on the angle of viewing the liquid crystal panel. In order to solve this problem, the development of a liquid crystal display device having a wide viewing angle has been required, and a horizontal electric field type liquid crystal display device (IPS, FFS) has been developed. Such a horizontal electric field method is known as a technique excellent in viewing angle and side visibility by forming the direction of an electric field in parallel with a liquid crystal layer using a horizontally oriented liquid crystal.

그러나, 수평 전계 방식은 전극 위에 위치한 액정들이 전기장 방향으로 서기 때문에 전극 위에서의 빛 투과율에 손실이 발생하게 된다. 이때의 빛 투과율은 기존 TN 방식 대비 65% 정도에 불과하다고 알려져 있다.However, in the horizontal electric field method, since the liquid crystals positioned on the electrodes stand in the electric field direction, loss of light transmittance on the electrodes occurs. The light transmittance at this time is known to be only about 65% compared to the conventional TN method.

이러한 투과율 손실은 FFS 모드 액정표시장치의 구조에 기인하는데, FFS를 포함한 수평 전계 방식의 노말리 블랙 모드 LCD(normally black mode LCD)는 전압인가시 두 개의 TN모드의 트위스트된 액정이 역으로 꼬여 있는 형태(역 트위스트 구조)가 된다. 이는 노말리 블랙 모드 LCD(normally black mode LCD)에서, 상하기판의 러빙 방향이 같기 때문에 하부기판의 전기장에 의해, 하부기판부터 시작된 액정의 회전이 상부기판으로 갈수록 원래대로 돌아가는 형태로 되기 때문이다.This loss in transmittance is due to the structure of the FFS mode liquid crystal display device. In a normally electric black mode LCD (horizontal electric field system including FFS), twisted liquid crystals of two TN modes are twisted in reverse when voltage is applied. It becomes form (inverse twist structure). This is because in a normally black mode LCD, because the rubbing direction of the upper and lower substrates is the same, the rotation of the liquid crystal starting from the lower substrate returns to the upper substrate due to the electric field of the lower substrate.

또한, FFS 방식의 액정표시장치는 전극의 위치에 따라 전계 분포가 달라 지게 된다. 구체적으로 전극과 스페이스부의 중앙부에서는 수직 전계 만이 존재할 뿐 수평 전계는 존재하지 않기 때문에, 수평 전계가 존재하는 전극 가장자리부에서부터 유도되는 트위스트 힘에 의해서만 중앙부에서의 액정이 트위스트 된다. 따라서 전극과 스페이스부의 중앙부와 전극 가장자리부에서 서로 다른 전기 광학 특성을 나타낸다.In the FFS type liquid crystal display, the electric field distribution varies according to the position of the electrode. Specifically, since only a vertical electric field exists in the center portion of the electrode and the space portion, but no horizontal electric field exists, the liquid crystal in the center portion is twisted only by a twisting force induced from the electrode edge portion where the horizontal electric field exists. Therefore, different electro-optic properties are exhibited at the center portion of the electrode, the space portion, and the electrode edge portion.

상기 역 트위스트 구조와 전계 분포의 차이로 인하여 횡전계가 약한 전극과 스페이스부의 중앙부는 약한 트위스트가 형성되고, 횡전계가 강한 전극 가장자리부를 포함한 나머지 부분은 강한 트위스트가 형성된다. 전극 위치별 트위스트 각이 각각 다르게 형성되므로 횡전계가 약한 전극과 스페이스부의 중앙부는 투과율이 낮아지고, 상대적으로 강한 전극 가장자리부를 포함한 나머지 부분에서는 반대로 트위스트가 강해서 오버 트위스트가 되어 투과율이 저하되는 문제점이 발생한다.Due to the difference between the reverse twist structure and the electric field distribution, a weak twist is formed at the center of the electrode having a weak transverse electric field and the space portion, and a strong twist is formed at the rest of the electrode including the strong edge of the transverse electric field. Since the twist angles are formed differently for each electrode position, the transverse field has a weak transmittance at the center of the electrode and the space portion, and the remaining portions including the relatively strong electrode edges have a strong twist, resulting in an over-twist, resulting in a decrease in transmittance. do.

상술한 바와 같이, 상기의 투과율 저하는 전체적인 화면의 밝기를 어둡게 하여 LCD의 품질을 결정하는 휘도를 낮추는 문제점을 야기한다. 또한, 최근 대형 LCD의 등장으로 인해 낮은 전력 소비량으로 휘도를 높이는 기술에 대하여 많은 연구 개발이 이루어지고 있고, 야외 공연 등이 증가함에 따라 야외 시인력이 높은 LCD에 대한 관심이 늘어나고 있어 LCD의 투과율을 높이는 기술은 중요한 의미를 가질 것으로 기대된다.As described above, the lowering of the transmittance causes a problem of lowering the brightness that determines the quality of the LCD by darkening the overall brightness of the screen. In addition, due to the emergence of large LCDs, many researches and developments are being made on technologies for increasing luminance at low power consumption. Also, as outdoor performances increase, interest in LCDs having high outdoor visibility is increasing. The raising technique is expected to have a significant meaning.

이러한 투과율 저하 문제를 해결하기 위해 개구부를 확장, 전극구조 변경, 및 셀갭을 조절하는 방법 등의 투과율 향상법이 개발되어 왔으나, 종래의 투과율 향상법은 개구부 확장시 공정의 오차범위가 좁아져 제어가 어려우며, 전극구조 변경에는 한계가 있고, 셀갭 조절시 응답속도가 증가되는 등의 문제점이 발생하였다.In order to solve the problem of lowering the transmittance, a method of improving transmittance, such as expanding an opening, changing an electrode structure, and adjusting a cell gap, has been developed.However, the conventional transmittance improving method is difficult to control due to a narrow error range when the opening is expanded. There are limitations in changing the electrode structure, and there is a problem in that the response speed increases when the cell gap is adjusted.

따라서, 종래의 FFS 방식의 액정표시장치에서 나타나는 투과율 저하 현상을 극복하기 위한 연구 개발이 요구되고 있으며, 특히 종래의 투과율 향상법이 가지고 있는 문제점을 극복하기 위한 연구가 이루어지고 있다.Therefore, research and development for overcoming the decrease in transmittance of the conventional FFS type liquid crystal display is required. In particular, studies to overcome the problems of the conventional transmittance improvement method have been made.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래에 FFS 모드에서 나타나는 투과율 손실을 최소화하기 위하여 액정에 적은 농도의 도펀트로 짧은 피치 값을 갖는 카이랄 도펀트를 첨가함으로써 액정이 횡 방향으로 트위스트 될 때, 전극 중앙부, 가장자리부, 스페이스부, 및 스페이스부의 중앙부 각각 위치별 트위스트 차이를 안정화시켜 투과율 저하를 보완하여 전체 투과율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, when the liquid crystal is twisted in the transverse direction by adding a chiral dopant having a short pitch value with a small concentration of dopant to the liquid crystal in order to minimize the transmission loss in the conventional FFS mode, An object of the present invention is to improve the overall transmittance by stabilizing a difference in twist between positions of the electrode center portion, the edge portion, the space portion, and the center portion of the space portion, thereby compensating for the decrease in transmittance.

또한, 종래의 투과율 향상법은 개구부 확장시 공정의 오차범위가 좁아져 제어가 어려우며, 전극구조 변경에는 한계가 있고, 셀갭 조절시 응답속도가 증가되는 등의 문제점이 발생하였으나, 본 발명은 개구부와 전극구조를 유지하고 빠른 응답속도를 가지면서 높은 투과율을 유지하는 것을 목적으로 한다.In addition, the conventional method of improving the transmittance narrows the error range of the process when opening the opening is difficult to control, there is a limit in changing the electrode structure, the response speed increases when adjusting the cell gap, but the present invention, the opening and the electrode The purpose is to maintain the structure and maintain a high transmittance while having a fast response speed.

또한, 투과율을 향상시킴으로써 LCD의 휘도를 증가시켜 적은 소비전력으로도 화면의 밝기를 더 밝게 하여 에너지 효율을 높이는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present invention is to increase the luminance of the LCD by improving the transmittance, thereby making the brightness of the screen brighter even at a lower power consumption, thereby increasing energy efficiency.

뿐만 아니라, 높은 휘도를 구현하여 현대사회에서 야외에서 이용되는 LCD의 야외 시인성을 향상시켜 LCD의 다양한 활용을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it aims to provide various applications of LCD by realizing high brightness to improve outdoor visibility of LCD used outdoors in modern society.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카이랄 도펀트를 이용하여 투과율이 향상된 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치는, 서로 대향하여 설치된 상부기판과 하부기판, 상기 상부기판 및 상기 하부기판의 내측 표면에 각각 형성되며 러빙축을 가지는 배향막, 상기 하부기판과 상기 배향막 사이에 형성되는 카운터 전극 및 화소전극, 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 개재되며, 상기 배향막의 러빙축을 따라 배열되는 액정화합물 및 피치값이 -20um 내지 -4um, 또는 +4um 내지 +20um인 카이랄 도펀트를 포함하는 액정층을 포함하며, 상기 카운터 전극 및 상기 화소 전극 중 어느 하나는 슬릿 형태인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device having an improved transmittance using a chiral dopant according to the present invention includes an upper substrate and a lower substrate, the upper substrate, and the lower substrate installed to face each other. A liquid crystal compound formed on an inner surface of the alignment layer having a rubbing axis, interposed between the counter and pixel electrodes formed between the lower substrate and the alignment layer, interposed between the upper substrate and the lower substrate, and arranged along the rubbing axis of the alignment layer; And a liquid crystal layer including a chiral dopant having a pitch value of −20 μm to −4 μm or +4 μm to +20 μm, wherein one of the counter electrode and the pixel electrode is in a slit form.

여기서, 상기 러빙축은 상기 슬릿 방향에 대해 바람직하게는 3°내지 35°의 각도를 가지는 것을 특징으로 한다.Here, the rubbing axis is characterized in that it has an angle of preferably 3 ° to 35 ° with respect to the slit direction.

상기 카이랄 도펀트는 액정 구동시 시계방향으로 회전하는 액정에 대하여 음의 피치값을 가지며, 바람직하게는 -20um 내지 -4um인 것을 특징으로 한다.The chiral dopant has a negative pitch value with respect to the liquid crystal that rotates in a clockwise direction when driving the liquid crystal, and is preferably -20um to -4um.

또한, 상기 카이랄 도펀트는 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the chiral dopant is characterized in that it comprises at least one of the formula 1-1 to 1-4.

<화학식 1-1>&Lt; Formula 1-1 >

Figure 112011029816541-pat00001
Figure 112011029816541-pat00001

<화학식 1-2>(1-2)

Figure 112011029816541-pat00002
Figure 112011029816541-pat00002

<화학식 1-3><Formula 1-3>

Figure 112011029816541-pat00003
Figure 112011029816541-pat00003

<화학식 1-4><Formula 1-4>

Figure 112011029816541-pat00004
Figure 112011029816541-pat00004

한편, 상기 카이랄 도펀트는 액정 구동시 반 시계방향으로 회전하는 액정에 대하여 양의 피치값을 가지며, 바람직하게는 +4um 내지 +20um인 것을 특징으로 한다.On the other hand, the chiral dopant has a positive pitch value for the liquid crystal that rotates in the counterclockwise direction when driving the liquid crystal, preferably characterized in that + 4um to + 20um.

또한, 상기 카이랄 도펀트는 하기 화학식 2-1 내지 2-5 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the chiral dopant is characterized in that it comprises at least one of the formulas 2-1 to 2-5.

<화학식 2-1>&Lt; Formula (2-1)

Figure 112011029816541-pat00005
Figure 112011029816541-pat00005

<화학식 2-2>&Lt; Formula (2-2)

Figure 112011029816541-pat00006
Figure 112011029816541-pat00006

<화학식 2-3><Formula 2-3>

Figure 112011029816541-pat00007
Figure 112011029816541-pat00007

<화학식 2-4><Formula 2-4>

Figure 112011029816541-pat00008
Figure 112011029816541-pat00008

<화학식 2-5><Formula 2-5>

Figure 112011029816541-pat00009
Figure 112011029816541-pat00009

상기 카이랄 도펀트는 d/p값이 0.16 내지 0.95인 것을 특징으로 한다.The chiral dopant has a d / p value of 0.16 to 0.95.

또한, 상기 카이랄 도펀트는 상기 액정층 100 중량부에 있어서, 0.1 중량부 내지 2 중량부인 것을 특징으로 한다.The chiral dopant may be 0.1 part by weight to 2 parts by weight in 100 parts by weight of the liquid crystal layer.

본 발명의 카이랄 도펀트를 첨가한 액정표시장치에 의하면, 액정에 적은 농도의 도펀트로 짧은 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 첨가할 경우 액정이 횡 방향으로 트위스트 될 때, 전극 중앙부, 가장자리부, 스페이스부, 및 스페이스부의 중앙부 각각 위치별 트위스트 차이를 안정화시켜 투과율 저하를 보완하여 전체 투과율을 향상시키는 장점이 있다.According to the liquid crystal display device to which the chiral dopant of the present invention is added, when the liquid crystal is twisted in the transverse direction when the chiral dopant having a short pitch value is added to the liquid crystal with a small concentration of dopant, the electrode center portion, the edge portion, and the space There is an advantage of improving the overall transmittance by stabilizing the twist difference of each position of the center portion and the space portion to compensate for the decrease in transmittance.

또한, 종래의 투과율 향상법은 개구부 확장시 공정의 오차범위가 좁아져 제어가 어려우며, 전극구조 변경에는 한계가 있고, 셀갭 조절시 응답속도가 증가되는 등의 문제점이 발생하였으나, 본 발명은 개구부와 전극구조를 유지하고 빠른 응답속도를 가지면서 높은 투과율을 유지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the conventional method of improving the transmittance narrows the error range of the process when opening the opening is difficult to control, there is a limit in changing the electrode structure, the response speed increases when adjusting the cell gap, but the present invention, the opening and the electrode Maintaining the structure and having a fast response speed has the advantage of maintaining a high transmittance.

또한, 투과율을 향상시킴으로써 LCD의 휘도를 증가시켜 적은 소비전력으로도 화면의 밝기를 더 밝게 하여 에너지 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, by increasing the transmittance, the brightness of the LCD is increased, and thus, the brightness of the screen is brighter even with low power consumption, thereby increasing energy efficiency.

뿐만 아니라, 높은 휘도를 구현하여 현대사회에서 야외에서 이용되는 LCD의 야외 시인성을 향상시켜 LCD의 다양한 활용을 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that can implement a variety of LCD by improving the outdoor visibility of the LCD that is used outdoors in modern society by implementing a high brightness.

도 1은 본 발명에 의한 프린지 필드 스위칭(FFS) 모드 액정표시장치의 단면도
도 2는 반 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 전극 중앙부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프 (가로축인 z/d에서, d는 셀갭(cell gap), z는 z축 길이)
도 3은 반 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 전극 가장자리부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프
도 4는 반 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 스페이스부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프
도 5는 반 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 스페이스부의 중앙부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프
도 6은 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 전극 중앙부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프
도 7은 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 전극 가장자리부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프
도 8은 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 스페이스부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프
도 9는 시계방향으로 회전하는 액정에 -20um, +20um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 스페이스부의 중앙부의 트위스트 각의 변화를 나타낸 그래프
도 10은 시계방향으로 회전하는 액정에 -40um, -20um, -10um, -5um, -4um, -3um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 각각 첨가할 경우의 투과율의 변화를 나타낸 그래프
도 11은 반 시계방향으로 회전하는 액정에 +3um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 첨가할 경우의 액정분자의 배열 형태
도 12는 반 시계방향으로 회전하는 액정에 +5m의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 첨가할 경우의 액정분자의 배열 형태
1 is a cross-sectional view of a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a change in the twist angle of the center portion of the electrode when a chiral dopant having a pitch value of -20 μm or +20 μm is added to a liquid crystal rotating in a counterclockwise direction (in the horizontal axis z / d, d is Cell gap, z is the z-axis length)
3 is a graph showing a change in the twist angle of an electrode edge when a chiral dopant having a pitch value of -20 μm or +20 μm is added to a liquid crystal rotating in a counterclockwise direction, respectively.
4 is a graph showing a change in the twist angle of a space portion when chiral dopants having pitch values of −20 μm and +20 μm are respectively added to a liquid crystal rotating in a counterclockwise direction.
5 is a graph showing a change in the twist angle of the central portion of the space portion when chiral dopants having pitch values of -20 um and +20 um are respectively added to the liquid crystal rotating in the counterclockwise direction.
FIG. 6 is a graph showing a change in the twist angle of the center portion of an electrode when a chiral dopant having a pitch value of −20 μm or +20 μm is added to a liquid crystal rotating in a clockwise direction. FIG.
FIG. 7 is a graph showing a change in the twist angle of an electrode edge portion when chiral dopants having pitch values of −20 μm and +20 μm are added to a liquid crystal rotating in a clockwise direction.
8 is a graph showing a change in the twist angle of a space portion when a chiral dopant having a pitch value of -20 μm or +20 μm is added to a liquid crystal rotating in a clockwise direction, respectively.
9 is a graph showing a change in the twist angle of the central portion of the space portion when chiral dopants having pitch values of -20 μm and +20 μm are added to the liquid crystal rotating in the clockwise direction, respectively.
10 is a graph showing a change in transmittance when chiral dopants having pitch values of -40 um, -20 um, -10 um, -5 um, -4 um, and -3 um are respectively added to a liquid crystal rotating in a clockwise direction.
11 is an arrangement form of liquid crystal molecules when a chiral dopant having a pitch value of +3 um is added to a liquid crystal rotating in a counterclockwise direction
12 is an arrangement form of liquid crystal molecules when a chiral dopant having a pitch value of +5 m is added to a liquid crystal rotating in a counterclockwise direction

이하, 본 발명에 의한 카이랄 도펀트를 첨가한 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치에 대하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device which added the chiral dopant which concerns on this invention is described in detail with reference to attached drawing.

본 발명에 따른 프린지 필드 스위칭(FFS) 모드 액정표시장치는 도시되지는 않았지만, 상부기판과 하부기판(10)이 서로 대향하여 설치되어 있으며, 상부 기판과 하부 기판(10) 사이의 내측 표면에 소정의 러빙축을 가지는 배향막(40), 배향막에 일정 각도로 러빙된 액정화합물을 포함하는 액정층(50)으로 형성된다.Although not shown, the fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device according to the present invention is provided with the upper substrate and the lower substrate 10 facing each other, and is disposed on an inner surface between the upper substrate and the lower substrate 10. An alignment film 40 having a rubbing axis of and a liquid crystal layer 50 containing a liquid crystal compound rubbed at an angle to the alignment film.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 하부기판(10) 상부와 배향막 하부에는 전극(20)과 게이트 절연막(30)이 형성된다. 전극(20)은 액정 셀에 공통 전압을 인가하는 역할을 하는 카운터 전극, TFT를 통하여 인가된 신호전압을 액정 셀에 가해주는 화소 전극이 게이트 버스 라인 및 데이터 버스 라인이 교차 배열되어 한정된 단위 화소별로 각각 소정 폭을 가지면서, 일정 등 간격으로 이격 배치되어 형성된다. 이때 카운터 전극과 화소 전극은 투명한 전기 전도체인 ITO로 만들어 질 수 있으며, 카운터 전극과 화소 전극 중 액정층에 인접하여 형성되는 쪽은 슬릿 형태로 형성된다. 따라서 슬릿 형태의 전극은 인가되는 전압이 공통 전압인지 신호 전압인지에 따라 카운터 전극이 되거나 화소 전극이 될 수 있다. 액정에 신호전압을 인가하고 차단하는 TFT는 게이트 버스 라인과, 데이터 버스 라인의 교차점 부근에 배치된다. First, as shown in FIG. 1, an electrode 20 and a gate insulating layer 30 are formed on an upper portion of a lower substrate 10 and a lower portion of an alignment layer. The electrode 20 is a counter electrode for applying a common voltage to the liquid crystal cell, and a pixel electrode for applying a signal voltage applied through the TFT to the liquid crystal cell, and a gate bus line and a data bus line are arranged in cross-by-unit pixels. Each has a predetermined width and is formed spaced apart at regular intervals. In this case, the counter electrode and the pixel electrode may be made of ITO, which is a transparent electrical conductor, and a side formed adjacent to the liquid crystal layer among the counter electrode and the pixel electrode is formed in a slit shape. Accordingly, the slit type electrode may be a counter electrode or a pixel electrode depending on whether the applied voltage is a common voltage or a signal voltage. A TFT that applies and cuts off a signal voltage to the liquid crystal is disposed near the intersection of the gate bus line and the data bus line.

또한, 액정표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 슬릿 형태의 전극 중앙부(21) 및 가장자리부(22), 슬릿과 슬릿 사이에 노출된 전극이 위치한 스페이스부(23) 및 스페이스부의 중앙부(24)로 구분되어 진다.In addition, as shown in FIG. 1, the liquid crystal display includes a slit-shaped electrode center portion 21 and an edge portion 22, a space portion 23 on which electrodes exposed between the slits and slits are located, and a center portion 24 of the space portion. It is divided into

다음으로, 상기 배향막(40)은 폴리이미드로 구성될 수 있으며, 액정을 일정한 방향으로 배향하기 위하여 소정 각도의 러빙축을 가지도록 형성되어 있다. 상기 러빙축은 슬릿 방향에 대해 3° 내지 35°사이의 각도로 형성되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5° 내지 10°, 가장 바람직하게는 7°의 각도를 가지도록 형성된다. 러빙 공정 조건 설정시 가장 기본이 되는 것은 적당한 러빙 조건을 설정하여야 하며, 3°미만으로 러빙하거나, 35°를 초과하여 러빙시 국소적으로 다른 광학 특성이 나타나는 현상이 발생한다.Next, the alignment layer 40 may be made of polyimide, and is formed to have a rubbing axis at a predetermined angle in order to align the liquid crystal in a predetermined direction. The rubbing axis is preferably formed at an angle between 3 ° and 35 ° with respect to the slit direction, more preferably 5 ° to 10 °, most preferably 7 °. When rubbing process conditions are established, the most basic thing is to set appropriate rubbing conditions, and rubbing less than 3 ° or more than 35 ° occurs when the phenomenon of locally different optical properties occurs.

상기 액정층(50)은 액정화합물(51)과 특정한 카이랄 피치값을 가지는 카이랄 도펀트(52)로 구성되어 있다. The liquid crystal layer 50 is composed of a liquid crystal compound 51 and a chiral dopant 52 having a specific chiral pitch value.

여기서, 액정화합물(51)은 유전율 이방성(△ε)이 양의 값을 가지는 양의 액정(p형 네마틱 액정)인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 유전율 이방성이 4≤△ε≤15인 액정화합물을 가리킨다. 음의 액정은 수평 전계 방식의 액정표시장치에 사용시 투과율 저하가 나타나며, 실험 결과 4≤△ε≤15 범위에서 투과율이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있다.Herein, the liquid crystal compound 51 is preferably a positive liquid crystal (p-type nematic liquid crystal) having a dielectric constant anisotropy (Δε), and more preferably a liquid crystal having a dielectric constant anisotropy of 4 ≦ Δε ≦ 15. Point to a compound. When the negative liquid crystal is used in the liquid crystal display device of the horizontal electric field type, the transmittance decreases, and as a result of the experiment, it is confirmed that the transmittance is further improved in the range of 4 ≦ Δε ≦ 15.

한편, 상기 카이랄 도펀트(52)는 액정 구동시 시계방향으로 회전하는 액정에 대하여 음의 피치값을 갖는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 -20um 내지 -4um의 피치값을 갖고, 더욱 바람직하게는 -10um 내지 -4.5um의 피치값을 가지며, 가장 바람직하게는 -5um의 피치값을 가지는 카이럴 도펀트를 사용하는 것이 효과적이다. 이 경우 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 적어도 하나를 포함하는 카이랄 도펀트를 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the chiral dopant 52 is characterized in that it has a negative pitch value for the liquid crystal that rotates in the clockwise direction when driving the liquid crystal, preferably has a pitch value of -20um to -4um, more preferably It is effective to use a chiral dopant having a pitch value of -10um to -4.5um and most preferably having a pitch value of -5um. In this case, it is preferable to use a chiral dopant including at least one of the following Chemical Formulas 1-1 to 1-4.

<화학식 1-1>&Lt; Formula 1-1 >

Figure 112011029816541-pat00010
Figure 112011029816541-pat00010

<화학식 1-2>(1-2)

Figure 112011029816541-pat00011
Figure 112011029816541-pat00011

<화학식 1-3><Formula 1-3>

Figure 112011029816541-pat00012
Figure 112011029816541-pat00012

<화학식 1-4><Formula 1-4>

Figure 112011029816541-pat00013
Figure 112011029816541-pat00013

실험결과 시계방향으로 회전하는 액정의 경우, -20um 미만의 피치 값을 가지는 도펀트를 넣으면 -20um 이상 범위의 카이랄 피치값을 가지는 도펀트를 넣은 경우보다 투과율 증가율이 떨어지는 것으로 측정되었다. 이는 -20um 미만의 카이랄 피치값을 가질 경우 d/p값이 작아져 회전력 감소에 따른 투과율 감소효과가 전극 위치별 트위스트각의 안정화에 따른 투과율 증과효과를 상쇄하기 때문이다. 또한, -4um 초과의 피치값을 가지는 도펀트를 넣으면 -4um 이하 범위의 피치값을 가지는 도펀트를 넣은 경우보다 투과율이 떨어지는 것으로 측정되었다. 이는 -4um 초과의 피치값을 가질 경우 액정층의 액정분자들의 배열이 무너지기 때문이다.Experimental results show that the liquid crystal rotating in the clockwise direction has a lower transmittance increase rate when a dopant having a pitch value of less than -20 μm is inserted compared to a dopant having a chiral pitch value of -20 μm or more. This is because the d / p value becomes smaller when the chiral pitch value is less than -20 μm, and the effect of decreasing transmittance due to the decrease in rotational force cancels the increase in transmittance due to the stabilization of the twist angle for each electrode position. In addition, when the dopant having a pitch value of more than -4um was put, it was measured that the transmittance was lower than that of the case where the dopant having a pitch value in the range of -4um or less was put. This is because the arrangement of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer collapses when the pitch value is greater than -4um.

또한, 상기 카이랄 도펀트(52)는 액정 구동시 반 시계방향으로 회전하는 액정에 대하여 양의 피치값을 갖는 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 +4um 내지 +20um의 피치값을 갖고, 더욱 바람직하게는 +4,5um 내지 +10um의 피치값을 가지며, 가장 바람직하게는 +5um의 피치값을 가지는 카이랄 도펀트를 사용하는 것이 효과적이다. 이 경우 화학식 2-1 내지 2-5 중 적어도 하나를 포함하는 카이랄 도펀트를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the chiral dopant 52 is characterized by having a positive pitch value for the liquid crystal that rotates in the counterclockwise direction when driving the liquid crystal, preferably has a pitch value of + 4um to + 20um, more preferably Has a pitch value of + 4,5um to + 10um, and most preferably, it is effective to use a chiral dopant having a pitch value of + 5um. In this case, it is preferable to use a chiral dopant including at least one of Chemical Formulas 2-1 to 2-5.

<화학식 2-1>&Lt; Formula (2-1)

Figure 112011029816541-pat00014
Figure 112011029816541-pat00014

<화학식 2-2>&Lt; Formula (2-2)

Figure 112011029816541-pat00015
Figure 112011029816541-pat00015

<화학식 2-3><Formula 2-3>

Figure 112011029816541-pat00016
Figure 112011029816541-pat00016

<화학식 2-4><Formula 2-4>

Figure 112011029816541-pat00017
Figure 112011029816541-pat00017

<화학식 2-5><Formula 2-5>

Figure 112011029816541-pat00018

Figure 112011029816541-pat00018

실험결과 반 시계방향으로 회전하는 액정의 경우, +4um 미만의 피치값을 가지는 도펀트를 넣으면 +4um 이상 범위의 피치값을 가지는 도펀트를 넣은 경우보다 투과율이 떨어지는 것으로 측정되었다. 이는 도 11과 같이 +4um 미만의 카이랄 피치값을 가질 경우 액정층의 액정분자들의 배열이 무너지기 때문이다. 또한, +20um 초과의 피치값을 가지는 도펀트를 넣으면 +20um 이하 범위의 피치값을 가지는 도펀트를 넣은 경우보다 투과율 증가율이 떨어지는 것으로 측정되었다. 이는 +20um 초과의 카이랄 피치값을 가질 경우 d/p값이 작아져 회전력 감소에 따른 투과율 감소효과가 전극 위치별 트위스트각의 안정화에 따른 투과율 증가효과를 상쇄하기 때문이다.As a result, in the case of the liquid crystal rotating in the counterclockwise direction, when the dopant having a pitch value of less than + 4um was added, the transmittance was lower than that of the case where the dopant having a pitch value of + 4um or more was inserted. This is because when the chiral pitch value is less than + 4um as shown in FIG. In addition, when the dopant having a pitch value of more than + 20um was added, it was measured that the transmittance increase rate was lower than that of the dopant having a pitch value of + 20um or less. This is because when the chiral pitch value is more than + 20um, the d / p value becomes small, so that the effect of decreasing transmittance due to the decrease in rotational force cancels the effect of increasing transmittance due to stabilization of the twist angle for each electrode position.

카이랄 도펀트는 치환기의 위치에 따라 피치 방향이 결정되며, 양의 카이랄 피치값을 가지는 경우 액정을 왼쪽방향, 즉 반 시계 방향으로 회전시키며, 음의 카이랄 피치값을 가지는 경우 액정을 오른쪽 방향, 즉 시계 방향으로 회전시키는 특성을 지닌다. 따라서 구동시 회전하는 액정 방향에 따라 피치 방향을 달리하여 액정에 혼합한다.In the chiral dopant, the pitch direction is determined according to the position of the substituent. When the chiral dopant has a positive chiral pitch value, the liquid crystal is rotated in the left direction, that is, counterclockwise. When the chiral dopant has a negative chiral pitch value, the liquid crystal is moved to the right direction. That is, it rotates clockwise. Therefore, the pitch direction is mixed with the liquid crystal according to the direction of the rotating liquid crystal during driving.

한편, 상기 카이랄 도펀트(52)는 d/p값이 0.16 내지 0.95인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.64 내지 0.76인 카이랄 도펀트를 사용하는 것이 효과적이다. On the other hand, the chiral dopant 52 preferably has a d / p value of 0.16 to 0.95, more preferably it is effective to use a chiral dopant of 0.64 to 0.76.

d/p 값이 0.16 내지 0.95의 경우 0.16 미만, 0.95 초과 범위보다 투과율이 향상되며, 특히 피치값이 +5um 근처에서 d/p값이 0.64 내지 0.76인 경우 투과율이 가장 좋게 나타난다. When the d / p value is 0.16 to 0.95, the transmittance is improved more than the range of less than 0.16 and more than 0.95. In particular, when the d / p value is 0.64 to 0.76 at the pitch value of +5 um, the transmittance is best.

상기 d/p값은 카이랄 피치에 대한 상부 및 하부기판의 거리(cell gap)비로 정의된다. 일반적으로 사용되는 셀갭(cell gap)의 범위는 3.2um 내지 3.8um이며, 같은 셀갭(cell gap)일 경우 피치값의 절대값이 작을수록 d/p값이 커지게 되며, d/p값이 커질수록 회전을 시켜주려는 힘이 강해져, 투과율이 더욱 향상된다. The d / p value is defined as the ratio of the cell gap of the upper and lower substrates to the chiral pitch. Generally, the range of cell gaps used is 3.2um to 3.8um. In the same cell gap, the smaller the absolute value of the pitch, the larger the d / p value, and the larger the d / p value. The stronger the rotational force is, the higher the transmittance is.

또한, 상기 카이랄 도펀트(52)는 전체 액정층(50) 100 중량부에 있어서, 0.1 중량부 내지 2 중량부를 형성하는것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1 중량부 내지 0.2 중량부를 가지도록 형성한다. 0.1 중량부 미만에서는 도펀트의 양이 적어 충분한 효과가 나타나지 않으며, 2 중량부 초과 범위에서는 저온상태에서 원하지 않은 결정화가 진행되어 액정의 특성을 잃어버릴 수 있는 문제가 발생하기 때문이다. 수차례의 실험결과, 상기 함량비율 범위 내에서 가장 우수한 효과를 나타내었다.In addition, the chiral dopant 52 is preferably formed in an amount of 0.1 parts by weight to 2 parts by weight, and more preferably 0.1 parts by weight to 0.2 parts by weight in 100 parts by weight of the entire liquid crystal layer 50. . If the amount of the dopant is less than 0.1 parts by weight, there is no sufficient effect, and in the range of more than 2 parts by weight, unwanted crystallization proceeds at low temperature, thereby causing a problem of losing the properties of the liquid crystal. Several experiments showed the best effect within the content ratio range.

마지막으로, 상부기판상에는 도시되지는 않았지만 편광판, 컬러 필터의 픽셀 사이에 형성되어 각 화소에서 나온 빛들이 서로 간섭을 하지 않도록 차단해주고 외부에서 들어온 빛이 반사되지 않도록 흡수하는 역할을 하는 블랙매트릭스, 액정을 통과한 빛이 색을 갖도록 하는 컬러필터 및 컬러 필터 표면의 평탄화를 위해 사용되는 오버코트 막이 차례로 형성된다.Lastly, although not shown on the upper substrate, black matrix and liquid crystal are formed between the pixels of the polarizer and the color filter to block the light emitted from each pixel from interfering with each other and absorb the light from the outside. A color filter is formed which in turn causes the light passing through to have color, and an overcoat film used for flattening the color filter surface.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수평 전계를 이용한 프린지 필드 스위칭(FFS) 모드 액정표시장치에 있어서, 액정층 내에 소정의 카이랄 피치값을 가지는 카이랄 도펀트를 첨가하여 기존의 전극(20)의 위치별 액정의 트위스트각이 안정화되지 못했던 부분을 보완해 줌으로서, 전체적인 투과율을 개선할 수 있게 한다.As described above, the present invention provides a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display using a horizontal electric field, wherein a chiral dopant having a predetermined chiral pitch value is added to a liquid crystal layer. By compensating for the portion where the twist angle of the liquid crystal for each position was not stabilized, it is possible to improve the overall transmittance.

이하에서는, 본 발명에 의한 액정표시장치의 트위스트각과 투과율의 변화를 측정한 실험 결과를 검토하여, 본 발명의 효과에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the experimental results of measuring the change in the twist angle and the transmittance of the liquid crystal display according to the present invention will be examined, and the effects of the present invention will be described.

<< 실험1Experiment 1 >>

반 시계방향으로 회전하는 액정모드의 양의 카이랄 도펀트 또는 음의 카이랄 도펀트를 첨가시 전극위치에 따른 트위스트각의 변화를 측정한 실험Experiment to measure the change of twist angle according to the electrode position when positive chiral dopant or negative chiral dopant in liquid crystal mode rotating counterclockwise

실시예Example 1 One

반 시계방향으로 회전하는 액정모드에 △n=0.1216, △ε=6.4, γ=74이고, 카이랄 피치값이 -20um, +20um인 카이랄 도펀트를 넣은 액정표시장치Liquid crystal display with a chiral dopant with? N = 0.1216,? Ε = 6.4, γ = 74 and chiral pitch values of -20um and + 20um in the liquid crystal mode rotating counterclockwise

비교예Comparative example 1 One

반 시계방향으로 회전하는 액정모드에 카이랄 도펀트를 넣지 않은 액정표시장치
Liquid crystal display without chiral dopant in liquid crystal mode rotating counterclockwise

그 결과는 도 2, 도 3, 도 4, 도 5와 같다.The results are the same as those in FIGS. 2, 3, 4, and 5.

도 2 및 도 5와 같이, 본 발명에 의한 반 시계방향으로 회전하는 액정모드 액정표시장치의 전극 중앙부(21)와 스페이스부의 중앙부(24)에서는 -20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 트위스트각이 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다 감소하나, +20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다는 증가하는 것을 확인할 수 있다.2 and 5, when the chiral dopant having a -20 um pitch value is added in the center portion 21 and the center portion 24 of the electrode of the liquid crystal mode liquid crystal display rotating in the counterclockwise direction according to the present invention. Twist angle is reduced than without the chiral dopant, but the addition of the chiral dopant having a + 20um pitch value can be seen that increases than without the chiral dopant.

도 3과 같이, 본 발명에 의한 반 시계방향으로 회전하는 액정모드 액정표시장치의 전극 가장자리부(22)에서는 -20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 트위스트각이 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다 증가하나, +20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다는 감소하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, when the chiral dopant having a -20 um pitch value is added to the electrode edge portion 22 of the liquid crystal mode liquid crystal display rotating in the counterclockwise direction according to the present invention, the twist angle does not include the chiral dopant. Although it is increased than the case, it can be seen that the addition of the chiral dopant having a + 20um pitch value decreases than without the chiral dopant.

도 4와 같이, 본 발명에 의한 반 시계방향으로 회전하는 액정모드 액정표시장치의 스페이스부(23)에서는 -20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 트위스트각이 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다 증가하나, +20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우, 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 4, when the chiral dopant having a -20 um pitch value is added to the space portion 23 of the liquid crystal mode liquid crystal display rotating in the counterclockwise direction according to the present invention, the twist angle does not include the chiral dopant. In addition, it can be seen that when the chiral dopant having a + 20um pitch value is added, the chiral dopant is decreased rather than the chiral dopant.

<< 실험2Experiment 2 >>

시계방향으로 회전하는 액정모드의 양의 카이랄 도펀트 또는 음의 카이랄 도펀트를 첨가시 전극위치에 따른 트위스트각의 변화를 측정한 실험Experiment to measure the change of twist angle according to the electrode position when positive chiral dopant or negative chiral dopant in clockwise rotation is added

실시예Example 2 2

시계방향으로 회전하는 액정모드에 △n=0.1243, △ε=7.7, γ=103이고, 카이랄 피치값이 -20um, +20um인 카이랄 도펀트를 넣은 액정표시장치Liquid crystal display with a chiral dopant with? N = 0.1243,? Ε = 7.7, and? = 103 and a chiral pitch of -20um and + 20um in a liquid crystal mode rotating clockwise

비교예Comparative example 2 2

시계방향으로 회전하는 액정모드에 카이랄 도펀트를 넣지 않은 액정표시장치
Liquid crystal display without chiral dopant in liquid crystal mode rotating clockwise

그 결과는 도 6, 도 7, 도 8, 도 9와 같다.The results are the same as in FIGS. 6, 7, 8, and 9.

도 6 및 도 9와 같이, 본 발명에 의한 시계방향으로 회전하는 액정모드 액정표시장치의 전극 중앙부(21)와 스페이스부의 중앙부(24)에서는 +20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 트위스트각이 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다 감소하나, -20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다는 증가하는 것을 확인할 수 있다.6 and 9, when the chiral dopant having a +20 um pitch is added to the electrode center 21 and the space 24 of the liquid crystal mode liquid crystal display rotating in the clockwise direction according to the present invention, a twist is added. The angle is reduced than when the chiral dopant is not added, but when the chiral dopant having a -20 um pitch value is added, the chiral dopant is increased.

도 7과 같이, 본 발명에 의한 시계방향으로 회전하는 액정모드 액정표시장치의 전극 가장자리부(22)에서는 +20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 트위스트각이 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다 증가하나, -20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다는 감소하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 7, when the chiral dopant having a + 20um pitch value is added to the electrode edge portion 22 of the liquid crystal mode liquid crystal display rotating in the clockwise direction according to the present invention, the twist angle does not include the chiral dopant. In addition, it can be seen that the addition of the chiral dopant having a -20um pitch value decreases when the chiral dopant is not added.

도 8과 같이, 본 발명에 의한 시계방향으로 회전하는 액정모드 액정표시장치의 스페이스부(23)에서는 +20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우 트위스트각이 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다 증가하나, -20um 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우, 카이랄 도펀트를 넣지 않은 경우보다는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 8, when the chiral dopant having a +20 um pitch value is added to the space portion 23 of the liquid crystal display liquid crystal display which rotates in the clockwise direction according to the present invention, the twist angle of the liquid crystal mode liquid crystal display device is greater than that of the case where the chiral dopant is not added. In addition, it can be seen that when the chiral dopant having a -20um pitch value is added, the chiral dopant is decreased rather than the chiral dopant.

상기와 같이, 액정이 반 시계방향으로 회전하는 경우 양의 카이랄 피치값을 가지는 카이랄 도펀트를 넣을 경우, 전극 중앙부(21)와 스페이스부의 중앙부(24)에서 액정이 더 돌게 되고, 전극 가장자리부(22)와 스페이스부(23)는 액정이 덜 돌게 된다.As described above, when the chiral dopant having a positive chiral pitch value is inserted when the liquid crystal rotates in the counterclockwise direction, the liquid crystal rotates further at the electrode center portion 21 and the center portion 24 of the space portion, and the electrode edge portion. (22) and the space portion 23 is less liquid crystal turns.

또한, 액정이 시계방향으로 회전하는 경우 음의 카이랄 피치값을 가지는 카이랄 도펀트를 넣을 경우, 전극 중앙부(21)와 스페이스부의 중앙부(24)에서 액정이 더 돌게 되고, 전극 가장자리부(22)와 스페이스부(23)는 액정이 덜 돌게 된다.In addition, when the chiral dopant having a negative chiral pitch value is inserted when the liquid crystal rotates in the clockwise direction, the liquid crystal rotates further at the electrode center portion 21 and the center portion 24 of the space portion, and the electrode edge portion 22 And the space portion 23 is less liquid crystal is turned.

이와 같이, 같은 카이랄 도펀트를 적용해도 전극 중앙부(21)와 스페이스부의 중앙부(24)는 트위스트 각을 증가시키고, 나머지 부분은 트위스트 각을 감소시킬 수 있는 이유는, 위치별로 (z/d)의 차이가 나게 되어, 수평 전계 방식의 액정표시장치에서 지배적인 상,하 꼬임의 방향이 위치별로 다르기 때문이다.
In this way, even if the same chiral dopant is applied, the center portion of the electrode 21 and the center portion 24 of the space portion can increase the twist angle, and the rest of the portion can decrease the twist angle. This is because the direction of up and down twist that is dominant in the horizontal electric field type liquid crystal display device is different for each position.

<실험 3><Experiment 3>

시계방향으로 회전하는 액정모드에 카이랄 피치값을 달리하여 첨가시 투과율의 변화를 측정한 실험Experiment to measure the change of transmittance upon addition of different chiral pitch value to liquid crystal mode rotating clockwise

실시예Example 3 3

시계방향으로 회전하는 액정모드에서 카이랄 피치값이 -40um, -20um, -10um, -5um, -4um, -3um의 카이랄 도펀트를 넣은 액정표시장치 Liquid crystal display with chiral dopant of -40um, -20um, -10um, -5um, -4um, -3um in chiral pitch value in clockwise rotation

비교예Comparative example 3 3

시계방향으로 회전하는 액정모드에 카이랄 도펀트를 넣지 않은 액정표시장치
Liquid crystal display without chiral dopant in liquid crystal mode rotating clockwise

도 10과 같이, 4~5V사이의 투과율을 비교해 보면, -40um, -20um, -10um, -5um, -4um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트를 넣은 경우 카이랄 도펀트 미적용 대비 투과율이 각각 0.41%, 1.85%, 4.09%, 7.59% 향상되고, -3um의 피치값을 갖는 카이랄 도펀트 첨가시 오히려 투과율이 현저히 떨어진 결과를 얻었다.(4.3V의 전압 기준)As shown in Fig. 10, when comparing the transmittance between 4 ~ 5V, when the chiral dopant having a pitch value of -40um, -20um, -10um, -5um, -4um is added 0.41% compared to the chiral dopant not applied , 1.85%, 4.09%, 7.59%, and when the chiral dopant with pitch value of -3um was added, the transmittance was significantly decreased. (Based on voltage of 4.3V)

여기서, -5um의 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하였을 때, 투과율이 가장 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다.Here, when the chiral dopant having a pitch value of -5um is added, it can be seen that the transmittance is most improved.

한편, -3um의 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가하는 경우, 투과율이 급격히 감소하였다. 이는 -4um 미만의 카이랄 피치값을 가질 경우 액정층의 액정분자들의 배열이 무너지기 때문이다.(도 11 참조)On the other hand, when the chiral dopant having a pitch value of -3 um was added, the transmittance decreased sharply. This is because when the chiral pitch value is less than -4 um, the arrangement of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer collapses (see FIG. 11).

또한, -40um의 피치값을 가진 카이랄 도펀트를 첨가시, 투과율이 카이랄 도펀트 미 첨가시보다 증가하나 투과율의 증가율이 -20um의 피치값을 가진 카이랄 도펀트 첨가시 보다 감소하였다. 이는 d/p값이 작아져 액정분자를 회전시키는 회전력 감소에 따른 투과율 감소효과가 전극 위치별 트위스트각의 안정화에 따른 투과율 증가효과를 상쇄하기 때문이다.
In addition, when the chiral dopant having a pitch value of −40 μm was added, the transmittance was increased than when the chiral dopant was not added, but the increase rate of the transmittance was decreased when adding the chiral dopant having a pitch value of −20 μm. This is because the transmittance reduction effect due to the decrease in the rotational force for rotating the liquid crystal molecules due to the small d / p value cancels out the increase effect of the transmittance due to the stabilization of the twist angle for each electrode position.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 의하여 잘 이해될 수 있으며, 상기의 실시예는 본 발명의 예시목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 정해지는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be well understood by the above embodiments, and the above embodiments are for illustrative purposes of the present invention and are defined by the appended claims. It is not intended to limit the scope of protection.

10 : 하부기판
20 : 전극
21 : 전극 중앙부
22 : 전극 가장자리부
23 : 스페이스부
24 : 스페이스부의 중앙부
30 : 게이트 절연막
40 : 배향막
50 : 액정층
51 : 액정화합물
52 : 카이랄 도펀트
10: lower substrate
20: Electrode
21: center electrode
22: electrode edge
23: space part
24: center part of the space part
30: gate insulating film
40: alignment film
50: liquid crystal layer
51: liquid crystal compound
52: chiral dopant

Claims (8)

서로 대향하여 설치된 상부기판과 하부기판;
상기 상부기판 및 하부기판의 내측 표면에 각각 형성되며, 러빙축을 가지는 배향막;
상기 하부기판과 상기 배향막 사이에 형성되는 카운터 전극 및 화소전극; 및
상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 개재되며, 상기 배향막의 러빙축을 따라 배열되는 액정화합물 및 피치값이 -20um 내지 -4um, 또는 +4um 내지 +20um인 카이랄 도펀트를 포함하는 액정층을 포함하며,
상기 카운터 전극 및 상기 화소 전극 중 어느 하나는 슬릿 형태이고,
상기 카이랄 도펀트는 d/p값(카이랄 피치에 대한 상하기판의 거리비)이 0.16 내지 0.95인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치
An upper substrate and a lower substrate installed to face each other;
An alignment layer formed on inner surfaces of the upper substrate and the lower substrate and having a rubbing axis;
A counter electrode and a pixel electrode formed between the lower substrate and the alignment layer; And
A liquid crystal layer interposed between the upper substrate and the lower substrate and including a liquid crystal compound arranged along the rubbing axis of the alignment layer and a chiral dopant having a pitch value of −20 μm to −4 μm or +4 μm to +20 μm, ,
One of the counter electrode and the pixel electrode is in the form of a slit,
The chiral dopant is a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display, characterized in that the d / p value (distance ratio of the upper and lower substrate to chiral pitch) is 0.16 to 0.95
제1항에 있어서,
상기 러빙축은 상기 슬릿 방향에 대해 3°내지 35°의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치
The method of claim 1,
Friction field switching (FFS) mode liquid crystal display device characterized in that the rubbing axis has an angle of 3 ° to 35 ° with respect to the slit direction
제1항에 있어서,
상기 카이랄 도펀트는 액정 구동시 시계방향으로 회전하는 액정에 대하여 음의 피치값을 갖는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치
The method of claim 1,
The chiral dopant is a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display, characterized in that the negative pitch value for the liquid crystal that rotates in the clockwise direction when driving the liquid crystal
제3항에 있어서,
상기 카이랄 도펀트는 하기 화학식 1-1 내지 1-4 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치
<화학식 1-1>
Figure 112011029816541-pat00019

<화학식 1-2>
Figure 112011029816541-pat00020

<화학식 1-3>
Figure 112011029816541-pat00021

<화학식 1-4>
Figure 112011029816541-pat00022
The method of claim 3,
The chiral dopant includes at least one of the following Chemical Formulas 1-1 to 1-4:
&Lt; Formula 1-1 >
Figure 112011029816541-pat00019

(1-2)
Figure 112011029816541-pat00020

<Formula 1-3>
Figure 112011029816541-pat00021

<Formula 1-4>
Figure 112011029816541-pat00022
제1항에 있어서,
상기 카이랄 도펀트는 액정 구동시 반 시계방향으로 회전하는 액정에 대하여 양의 피치값을 갖는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치
The method of claim 1,
The chiral dopant has a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display, characterized in that it has a positive pitch value for the liquid crystal that rotates in the counterclockwise direction when the liquid crystal is driven.
제5항에 있어서,
상기 카이랄 도펀트는 하기 화학식 2-1 내지 2-5 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치
<화학식 2-1>
Figure 112011029816541-pat00023

<화학식 2-2>
Figure 112011029816541-pat00024

<화학식 2-3>
Figure 112011029816541-pat00025

<화학식 2-4>
Figure 112011029816541-pat00026

<화학식 2-5>
Figure 112011029816541-pat00027
The method of claim 5,
The chiral dopant is a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device comprising at least one of the following formulas 2-1 to 2-5
&Lt; Formula (2-1)
Figure 112011029816541-pat00023

&Lt; Formula (2-2)
Figure 112011029816541-pat00024

<Formula 2-3>
Figure 112011029816541-pat00025

<Formula 2-4>
Figure 112011029816541-pat00026

<Formula 2-5>
Figure 112011029816541-pat00027
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 카이랄 도펀트는 상기 액정층 100 중량부에 있어서, 0.1 중량부 내지 2 중량부인 것을 특징으로 하는 프린지 필드 스위칭(FFS)모드 액정표시장치













The method of claim 1,
The chiral dopant has a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display, characterized in that 0.1 parts to 2 parts by weight in 100 parts by weight of the liquid crystal layer.













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