KR102245433B1 - 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
액정 조성물은 적어도 2 종의 액정 화합물을 포함한다. 상기 2 종의 액정 화합물 중 적어도 하나는 카이럴 성분을 갖는다. 카이럴 성분을 갖는 액정 화합물의 조성비가 상대적으로 높은 상기 액정 조성물은 큰 카이럴리티를 갖는다. 그에 따라 상기 액정 조성물의 나선피치는 짧고, 콘 각도는 크다. 따라서, 상기 액정 조성물을 포함하는 액정표시장치는 투과율이 높고, 블랙을 표시하기에 적합하며, 소비전력이 작다.
Description
본 발명은 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 좀 더 상세히는 강유전성 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정들의 전기 광학 효과를 이용한다. 상기 액정표시장치는 한 쌍의 기판들, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정들을 포함한다. 상기 한 쌍의 기판들의 외면들에는 편광판들이 부착되어 있다.
상기 액정표시장치는 액정들의 종류와 액정층의 배향 방법 등에 따라 비틀린 네마틱 모드, 수평 전극 스위칭 모드, 수직 배향 모드, 강유전성 모드 등으로 구분된다.
강유전성 모드의 액정표시장치는 강유전성 액정들을 포함한다. 강유전성 액정들은 분극 모멘트와 전기장의 극성 상호작용에 기인하여 응답시간이 수십 ㎲에서 수백 ㎲ 정도로 매우 짧다.
그러나, 일반적인 강유전성 액정들은 콘 각도가 작기 때문에 투과율이 낮다. 투과율을 높이기 위해서 액정표시장치의 셀갭을 증가시켜야 하는데, 셀갭이 증가할 수록 응답시간이 증가하고, 구동전압이 커진다.
본 발명은 나선피치가 짧고, 콘 각도가 큰 강유전성 액정 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 투과율이 높고, 응답속도가 빠르며, 소비전력이 낮은 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물 20 내지 30 중량부 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물 15 내지 25 중량부를 포함한다. 여기서, R1 및 R2 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
[화학식 1]
[화학식 2]
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물 20 내지 30 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물 30 내지 40 중량부, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 액정 화합물 35 내지 45 중량부를 포함한다. 여기서, R1, R2, R3 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물 30 내지 40 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물 5 내지 15 중량부, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 화합물 20 내지 30 중량부, 및 하기 화학식 4로 표시되는 제4 액정 화합물 25 내지 35 중량부를 포함한다. 여기서, R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물 20 내지 30 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물 15 내지 20 중량부, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 화합물 20 내지 30 중량부, 및 하기 화학식 4로 표시되는 제4 액정 화합물 25 내지 35 중량부를 포함한다. 여기서, R1, R2, R3, 및 R4 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 상기 제1 전극 및 제2 전극은 상기 제2 기판 상에 이격되어 구비된다. 상기 제1 전극은 제1 구동전압을 수신하고, 상기 제2 전극은 상기 제1 구동전압과 다른 제2 구동전압이 인가된다. 상기 액정층은 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 액정 조성물들 중 어느 하나를 포함한다.
상기 액정 조성물은 짧은 나선피치를 갖고 큰 콘 각도를 갖는다. 그에 따라 상기 액정 조성물을 포함하는 액정표시장치는 블랙을 표시하기 쉽고, 투과율이 높다. 또한, 상기 액정표시장치는 셀갭이 작아 소비전력이 감소하며, 응답속도가 빠르다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 구동전압에 따라 변화되는 액정들의 방향을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 구동전압에 따라 변화되는 액정들의 방향을 도시한 단면도이다.
도 5는 액정의 콘 각도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 구동전압에 따라 변화되는 액정들의 방향을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 구동전압에 따라 변화되는 액정들의 방향을 도시한 단면도이다.
도 5는 액정의 콘 각도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이다. 도 2a 및 도 2b는 구동전압에 따라 변화되는 액정들의 방향을 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 액정표시장치는 서로 마주보는 제1 표시기판(100)과 제2 표시기판(200), 및 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200) 사이에 구비된 액정층(300)을 포함한다.
상기 제1 표시기판(100)은 제1 베이스기판(110) 위에 배치되어 있는 제1 전극(120) 및 상기 제1 전극(120)과 이격되어 배치된 제2 전극(130)을 포함한다. 도시되지는 않았으나, 상기 제1 베이스기판(110) 상에는 복수 개의 박막층이 구비된다.
상기 제1 전극(120)과 상기 제2 전극(130)에는 서로 다른 레벨의 구동전압들이 각각 인가되고, 그에 따라 상기 제1 전극(120)과 상기 제2 전극(130) 사이에 수평 전계가 형성된다. 상기 제1 전극(120)과 상기 제2 전극(130)에 인가되는 상기 구동전압들의 레벨이 변화됨에 따라 상기 수평전계의 방향이 변화된다.
도시되지는 않았으나, 또한, 상기 제1 표시기판(100)은 평면상에서 복수 개의 화소들을 구비할 수 있다. 상기 복수 개의 화소들 각각은 상기 제1 전극(120)과 상기 제2 전극(130)을 구비한다. 상기 복수 개의 화소들 각각은 상기 제1 전극(120)과 상기 제2 전극(130)에 상기 구동전압들을 스위칭하는 박막 트랜지스터들을 구비한다.
도시되지는 않았으나, 상기 제2 표시기판(200)은 상기 화소들에 대응하는 컬러필터들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)은 배향막들을 각각 구비할 수 있다.
상기 액정층(300)은 강유전성을 갖는 액정들을 포함한다. 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 강유전성 액정들은 수직배향될 수 있다. 상기 강유전성 액정들은 나선구조를 이룬다. 하나의 나선피치를 이루는 강유전성 액정들은 층에서 층으로 가면서 원추면을 따라 연속적으로 회전한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같이, 전계가 형성되면, 상기 강유전성 액정들은 각각의 분극 모멘트와 전기장 사이의 극성 상호작용에 의해 나선구조가 풀린다. 그에 따라 상기 액정층(300)에 입사된 광은 산란되고, 상기 액정층(300)을 투과한다.
도 2a에 도시된 것과 같이, 제1 방향(E1)으로 전계가 형성되면 상기 강유전성 액정들은 나선의 중심축에 대해 소정의 각도로 기울어진다. 하나의 나선피치를 이루는 강유전성 액정들은 동일한 방향으로 정렬된다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 상기 제1 방향(E1)과 반대되는 제2 방향(E2)으로 전계가 형성되면 상기 강유전성 액정들의 자발분극들의 방향이 바뀐다. 그에 따라 상기 강유전성 액정들은 나선의 중심축에 대해 도 2a에 도시된 강유전성 액정들과 대칭하는 각도로 기울어진다.
다시 말해, 도 2a에 도시된 강유전성 액정들의 방향자가 나선의 중심축에 대해 +α의 각도를 이루었다면, 도 2b에 도시된 강유전성 액정들의 방향자는 상기 나선구조의 중심축에 대해 -α의 각도를 이룬다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도이고, 도 4a 및 도 4b는 구동전압에 따라 변화되는 액정들의 배열을 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 4b에 도시된 액정표시장치는 도 1 내지 도 2b에 도시된 액정표시장치와 상기 강유전성 액정들의 배향방향이 다르다. 도 3 내지 도 4b에 도시된 상기 강유전성 액정들은 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)에 대해 수평방향으로 배향되었다.
본 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 강유전성 액정들의 배향방향이 다른 점을 제외하고는 도 1 내지 도 2b에 도시된 액정표시장치와 동일하다.
한편, 도 3에 도시된 액정표시장치는 상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200)의 외면에 부착된 한 쌍의 편광판들의 투과축들과 도 4a 및 도 4b에 도시된 상기 강유전성 액정들의 방향자들의 배치를 조절하여 입사된 광을 스위칭할 수 있다.
도 5는 강유전성 액정의 콘 각도를 도시한 도면이다. 전계가 형성됨에 따라 상기 강유전성 액정은 콘 각도(θ)를 이루며 방향자의 방향이 변한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 강유전성 액정들과 도 4a 및 도 4b에 도시된 강유전성 액정들은 도 5에 도시된 상기 강유전성 액정의 콘 각도(θ)를 갖는다.
실질적으로, 도 1 및 도 3에 도시된 액정표시장치의 투과율은 도 5에 도시된 콘 각도(θ)에 의해 결정된다. 콘 각도(θ)가 작으면, 투과율이 낮기 때문에 투과율을 높이기 위해서 셀갭(상기 제1 표시기판(100)과 상기 제2 표시기판(200) 사이의 거리)을 증가시켜야 한다. 그러나, 상기 셀갭이 증가하면, 반응속도가 느려진다. 상기 빠른 반응속도를 획득하기 위해 더 큰 구동전압이 요구되고 이로 인해 소비전력이 증가한다.
일반적인 강유전성 액정 조성물은 나선피치가 10 ㎛ 이상이다. 그에 따라 일반적인 표시장치는 완전한 블랙을 표시하는데 제한된다. 또한, 상기 액정의 상기 콘 각도가 50도 이하이기 때문에 투과율이 낮다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 이하에서 설명되는 액정 조성물을 포함한다. 이하에서 설명되는 액정 조성물들은 나선피치가 1 ㎛ 이하로, 일반적인 강유전성 액정들에 비해 나선피치가 짧다. 또한, 일반적인 강유전성 액정 조성물에 비해 콘 각도가 크다.
본 발명의 일
실시예에
따른 액정 조성물
본 실시예에 따른 액정 조성물은 두 종 이상의 액정들을 포함한다. 상기 두 종 이상의 액정 중 적어도 하나의 액정은 카이럴 성분을 갖는다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물을 포함하고, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물을 포함한다.
20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 상기 제2 액정 화합물은 15 내지 25 중량부를 갖는다. 상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에서 상기 R1 및 상기 R2 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
상기 제2 액정 화합물은 카이럴 성분을 갖는다. 본 실시예에서, 상기 제1 액정 화합물에 대한 상기 제2 액정 화합물의 중량부가 상대적으로 높기 때문에 상기 액정 조성물은 큰 카이럴리티를 갖는다. 그에 따라 상기 액정 조성물의 나선피치가 짧다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 상변화에 있어서 블루 상을 포함하고, 스메틱 에이 상(SmA phase)을 포함하지 않는다.
또한, 본 실시예에 따른 액정 조성물은 하기의 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 액정 화합물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 20 내지 30 중량부를 가질 수 있다. 여기서, R3, R4 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
또한, 본 실시예에 따른 액정 조성물은 상기 제3 액정 화합물의 대안으로 하기의 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제4 액정 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제4 액정 화합물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 20 내지 30 중량부를 가질 수 있다. 여기서, R5는 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 상술한 액정들 이외에 카이럴 성분을 갖는 액정들을 소정의 중량부 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 액정 조성물은 반응성 메조겐 및 광 개시제를 더 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 아래의 실험예를 통해 상세히 설명한다.
실험예
1
일 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 25 중량%, 상기 제2 액정 화합물 20 중량%, 및 상기 제3 액정 화합물 25 중량%를 포함한다.
또한, 본 실험예에서 상기 액정 조성물은 하기의 화학식 5로 표시되는 화합물 제5 액정 화합물을 30 중량% 포함한다. 하기의 제5 액정 화합물은 카이럴 성분을 갖는다.
도 6은 본 실험예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시하고 있다. 본 실험예에 따른 액정 조성물은 블루 상을 포함하고, 스메틱 에이 상을 포함하지 않는다.
도 6에 도시된 것과 같이, 상기 액정 조성물은 90도에서 등방상을 갖고, 77도에서 블루 상을 갖고, 64.7도에서 카이럴 스메틱상을 갖는다. 실질적으로 등방상-네마틱상 전이온도는 84도 내지 74.5도이다. 또한, 네마틱상-카이럴 스케틱상 전이온도는 66.7도 내지 65.8도이다. 상술한 것과 같이, 상기 액정 조성물의 상변화 과정에서 스메틱 에이 상을 갖지 않는다.
상기 액정 조성물의 콘 각도는 73도이고, 분극 모멘트는 297 nC/㎠이다.
다른 실험예에서 상기 제5 액정 화합물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 25 내지 35 중량부를 가질 수도 있다.
실험예
2
본 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 25.5 중량%, 상기 제2 액정 화합물 20 중량%, 상기 제4 액정 화합물 25.5 중량%, 및 상기 제5 액정 화합물 29 중량%를 포함한다.
상기 액정 조성물은 등방상-네마틱상 전이온도가 74도이고, 네마틱상-카이럴 스메틱상 전이온도가 60도이다. 상기 액정 조성물의 상변화 과정에서 스메틱 에이(SmA)상을 갖지 않는다. 또한, 상기 액정 조성물은 69도에서 블루 상을 갖는다.
상기 액정 조성물의 콘 각도는 70도이다. 다른 실험예에서 상기 제5 액정 화합물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 25 내지 35 중량부를 가질 수도 있다.
실험예
3
본 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 22 중량%, 상기 제2 액정 화합물 18 중량%, 상기 제3 액정 화합물 22 중량%, 및 상기 제5 액정 화합물 26 중량%를 포함한다.
또한, 본 실험예에서 상기 액정 조성물은 하기의 화학식 6으로 표시되는 제6 액정 화합물 8 중량% 및 하기 화학식 7에 따른 제7 액정 화합물 4 중량% 포함한다. 즉, 본 실험예에 따른 액정 조성물은 상기 실험예 1에 비해 카이럴 성분을 갖는 하기의 제6 액정 화합물 및 제7 액정 화합물을 더 포함한다.
상기 액정 조성물은 등방상-네마틱상 전이온도가 67도이고, 네마틱상-카이럴 스메틱상 전이온도가 58도이다. 상기 액정 조성물의 상변화 과정에서 스메틱 에이 상을 갖지 않는다. 또한, 상기 액정 조성물은 63도에서 블루 상을 갖는다.
상기 액정 조성물의 콘 각도는 76도이다.
다른 실험예에서 상기 제6 액정 화합물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 6 내지 10 중량부를 가질 수 있다. 또한, 상기 제7 액정 화합물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 2 내지 6 중량부를 가질 수 있다.
실험예
4
본 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 23 중량%, 상기 제2 액정 화합물 18 중량%, 상기 제4 액정 화합물 23 중량%, 및 상기 제5 액정 화합물 26 중량%를 포함한다.
또한, 본 실험예에서 상기 액정 조성물은 하기의 화학식 8로 표시되는 제1 반응성 메조겐 8 중량%와 하기의 화학식 9로 표시되는 제2 반응성 메조겐 2 중량%를 포함한다. 상기 제1 반응성 메조겐과 상기 제2 반응성 메조겐은 상기 액정표시장치의 상기 배향막들에 상기 액정 화합물들을 고정시킨다.
상기 제1 반응성 메조겐과 상기 제2 반응성 메조겐은 상기 액정 조성물의 배향과정에 영향을 미칠뿐이고, 상변화에는 영향을 주지않는다. 따라서, 본 실험예에 따른 액정 조성물은 상기 실험예 2와 매우 유사한 상변화를 갖는다.
다른 실험예에서 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 상기 제1 반응성 메조겐은 1 내지 10 중량부를 가질 수 있고, 상기 제2 반응성 메조겐은 1 내지 3 중량부를 가질 수도 있다.
실험예
5
본 실험예에 따른 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 22 중량%, 상기 제2 화합물 액정 18 중량%, 상기 제3 액정 화합물 22 중량%, 상기 제5 액정 화합물 26 중량%, 상기 제6 액정 화합물 7 중량% 및 상기 제7 액정 화합물 3 중량% 포함한다. 또한, 상기 제1 반응성 메조겐과 상기 제2 반응성 메조겐을 각각 1 중량% 포함한다.
본 실험예에 따른 액정 조성물은 상기 등방상-네마틱상 전이온도가 67도이고, 네마틱상-카이럴 스메틱상 전이온도가 58도이다. 상기 액정 조성물의 상변화 과정에서 스메틱 에이 상을 갖지 않는다. 또한, 상기 액정 조성물은 63도에서 블루 상을 갖는다. 상기 액정 조성물의 콘 각도는 76도이다. 즉, 실험예 3에 따른 액정 조성물에 반응성 메조겐을 더 포함하더라도 상기 상변화는 동일하다.
다른 실험예에서 상기 액정 조성물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 광 개시제 0.02 내지 0.06 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른
실시예에
따른 액정 조성물
본 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물을 포함하고, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물을 포함하고, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 화합물을 포함한다. 하기의 제1 액정 화합물 및 제3 액정 화합물은 카이럴 성분을 갖는다.
상기 화학식 1, 상기 화학식 2, 및 상기 화학식 3에서 R1, R2, R3 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
본 실시예에 따른 액정 조성물에 있어서, 20 내지 30 중량부의 제1 액정 화합물에 대하여 상기 제2 액정 화합물은 30 내지 40 중량부를 포함하고, 20 내지 30 중량부의 제1 액정 화합물에 대하여 상기 제3 액정 화합물은 35 내지 45 중량부를 포함한다.
카이럴 성분을 갖는 액정 화합물들의 조성비가 높기 때문에 상기 액정 조성물은 큰 카이럴리티를 갖는다. 그에 따라 상기 액정 조성물의 나선피치가 짧다. 또한, 상기 액정 조성물은 종래의 액정 조성물에 비해 큰 콘 각도를 갖는다.
일 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 24 중량%, 상기 제2 액정 화합물 36 중량%, 상기 제3 액정 화합물 40 중량%를 포함한다. 본 실험예에 따른 액정 조성물은 등방상-네마틱상 전이온도가 82.9도이고, 네마틱상-카이럴 스케틱상 전이온도가 69.1도이다. 본 실험예에서 상기 액정 조성물의 콘 각도는 77도이고, 분극 모멘트는 56 nC/㎠이다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 상변화 과정에서 스메틱 에이(SmA)상을 갖지 않는다. 또한, 상술한 실시예에 따른 액정 조성물과 달리 블루 상을 갖지 않는다.
그 밖에 본 실시예에 따른 액정 조성물은 반응성 메조겐 및 광 개시제를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 또 다른
실시예에
따른 액정 조성물
본 실시예에 따른 액정 조성물은 네 종 이상의 액정 화합물들을 포함한다. 상기 네 종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나의 액정 화합물은 카이럴 성분을 갖는다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 화합물, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 제4 액정 화합물을 포함한다.
30 내지 40 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해, 상기 제2 액정 화합물은 5 내지 15 중량부, 상기 제3 액정 화합물은 20 내지 30 중량부, 상기 제4 액정 화합물은 25 내지 35 중량부를 갖는다. 상기 화학식 1 내지 4에서 상기 R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
종래의 액정 조성물에 비해 카이럴 성분을 갖는 액정 화합물의 조성비가 높은 상기 액정 조성물은 큰 카이럴리티를 갖는다. 그에 따라 상기 액정 조성물의 나선피치가 짧다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 상변화에 있어서 블루 상과 스메틱 에이 상을 포함하지 않는다.
실험예
1
일 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 35 중량%, 상기 제2 액정 화합물 10 중량%, 상기 제3 액정 화합물 25 중량%, 및 상기 제4 액정 화합물 30 중량%를 포함한다. 여기서 상기 R1은 C6(탄소수가 6인 알킬기)이고, R2는 C7(탄소수가 7인 알킬기)이다.
도 7은 본 실험예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시하고 있다. 본 실험예에 따른 액정 조성물은 블루 상과 스메틱 에이 상을 포함하지 않는다.
도 7에 도시된 것과 같이, 상기 액정 조성물은 100도에서 등방상을 갖고, 90도에서 네마틱상을 갖고, 83도에서 카이럴 스메틱상을 갖는다. 실질적으로 등방상-네마틱상 전이온도는 90.3도 내지 84도이다. 또한, 네마틱상-카이럴 스케틱상 전이온도는 83도 내지 69.5도이다.
상기 액정 조성물의 콘 각도는 62도이고, 분극 모멘트는 187 nC/㎠이다.
실험예
2
본 실험예에서 상기 액정 조성물의 조성비가 변경된다. 본 실험예에 따른 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 35 중량%, 상기 제2 액정 화합물 11 중량%, 상기 제3 액정 화합물 25 중량%, 및 상기 제4 액정 화합물 29 중량%를 포함한다.
상기 액정 조성물은 등방상-네마틱상 전이온도가 92도이고, 네마틱상-카이럴 스메틱상 전이온도가 72도이다. 상기 액정 조성물의 상변화 과정에서 블루 상과 스메틱 에이 상을 갖지 않는다. 상기 액정 조성물의 콘 각도는 62도이다.
실험예
3
본 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 33 중량%, 상기 제2 액정 화합물 10 중량%, 상기 제3 액정 화합물 24 중량%, 및 상기 제4 액정 화합물 28 중량%를 포함한다.
또한, 본 실험예에서 상기 액정 조성물은 하기의 화학식 5로 표시되는 제1 반응성 메조겐 4 중량%와 하기의 화학식 6으로 표시되는 제2 반응성 메조겐 1 중량%를 포함한다.
본 실험예에 따른 액정 조성물은 상기 실험예 1 및 상기 실험예 2와 동일한 상변화를 갖는다.
다른 실험예에서 30 내지 40 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 상기 제1 반응성 메조겐은 2 내지 6 중량부를 가질 수 있고, 상기 제2 반응성 메조겐은 0.5 내지 1.5 중량부를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른
실시예에
따른 액정 조성물
본 실시예에 따른 액정 조성물은 2종 이상의 액정 화합물들을 포함한다. 상기 2종 이상의 액정 화합물 중 적어도 하나의 액정 화합물은 카이럴 성분을 갖는다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물로 이루어진 제4 액정 화합물을 더 포함 할 수 있다.
20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해, 상기 제2 액정 화합물은 15 내지 20 중량부, 상기 제3 액정 화합물은 20 내지 30 중량부, 상기 제4 액정 화합물은 25 내지 35 중량부를 갖는다. 상기 화학식 1 내지 4에서 상기 R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.
종래의 액정 조성물에 비해 카이럴 성분을 갖는 액정 화합물의 조성비가 높은 상기 액정 조성물은 큰 카이럴리티를 갖는다. 그에 따라 상기 액정 조성물의 나선피치가 짧다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 상변화에 있어서 네마틱 상과 스메틱 에이 상을 포함하지 않는다.
실험예
1
일 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 25 중량%, 상기 제2 액정 화합물 18 중량%, 상기 제3 액정 화합물 26 중량%, 및 상기 제4 액정 화합물 30 중량%를 포함한다. 여기서 상기 R1은 C9(탄소수가 9인 알킬기)이다.
상기 액정 조성물은 등방상-스메틱 에이 상 전이온도가 61도이다. 상기 액정 조성물의 콘 각도는 70도이다.
실험예
2
본 실험예에서, 상기 액정 조성물은 상기 제1 액정 화합물 25 중량%, 상기 제2 액정 화합물 17 중량%, 상기 제3 액정 화합물 26 중량%, 및 상기 제4 액정 화합물 29 중량%를 포함한다. 여기서 상기 R1은 C9(탄소수가 9인 알킬기)이다.
또한, 본 실험예에서 상기 액정 조성물은 하기의 화학식 5로 표시되는 제1 반응성 메조겐 1 중량%와 하기의 화학식 6으로 표시되는 제2 반응성 메조겐 1 중량%를 포함한다.
도 8은 본 실험예에 따른 액정 조성물의 상변화를 도시하고 있다. 상기 액정 조성물은 등방상-스메틱 에이 상 전이온도가 61도이다. 상기 액정 조성물의 콘 각도는 70도이다. 본 실험예에 따른 액정 조성물은 상기 실험예 1과 동일한 상변화를 갖는다.
다른 실험예에서 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 상기 제1 반응성 메조겐은 0.5 내지 1.5 중량부를 가질 수 있고, 상기 제2 반응성 메조겐은 0.5 내지 1.5 중량부를 가질 수 있다.
또한, 다른 실험예에서 상기 액정 조성물은 20 내지 30 중량부의 상기 제1 액정 화합물에 대해 광 개시제 0.02 내지 0.06 중량부를 더 포함할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 제1 표시기판 110: 제1 베이스 기판
120: 제1 전극 130: 제2 전극
200: 제2 표시기판
120: 제1 전극 130: 제2 전극
200: 제2 표시기판
Claims (19)
- 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물 20 내지 30 중량부;
하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물 15 내지 25 중량부; 및
하기 화학식 3으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 20 내지 30 중량부, 및 하기 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제4 액정 20 내지 30 중량부 중 적어도 하나를 포함하는 액정 조성물.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
(상기 R1, R2, R3, R4 및 R5 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.) - 제1항에 있어서,
상기 액정 조성물은 상기 화학식 3으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 20 내지 30 중량부, 및 상기 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제4 액정 20 내지 30 중량부를 포함하는 액정 조성물. - 제3 항에 있어서,
반응성 메조겐을 더 포함하는 액정 조성물. - 제5 항에 있어서,
광 개시제 0.02 내지 0.06 중량부를 더 포함하는 액정 조성물. - 제1 기판;
상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판;
상기 제2 기판 상에 구비되고, 제1 구동전압이 인가되는 제1 전극;
상기 제2 기판 상에 구비되고, 평면 상에서 상기 제1 전극과 이격되어 구비되며, 상기 제1 구동전압과 다른 제2 구동전압이 인가되는 제2 전극; 및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비된 액정층을 포함하고,
상기 액정층은,
하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제1 액정 화합물 20 내지 30 중량부;
하기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제2 액정 화합물 15 내지 25 중량부; 및
하기 화학식 3으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 20 내지 30 중량부, 및 하기 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제4 액정 20 내지 30 중량부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
(상기 R1, R2, R3, R4, 및 R5 각각은 탄소수가 5 내지 10인 알킬기이다.) - 제8 항에 있어서,
상기 액정층은 상기 화학식 3으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제3 액정 20 내지 30 중량부, 및 상기 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 제4 액정 20 내지 30 중량부를 포함하는 액정표시장치. - 삭제
- 삭제
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