KR102272215B1 - 액정 조성물, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

액정 조성물, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

액정 조성물을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 광개시제, 배향 보조제, 중성 액정 화합물 그리고 극성 액정 화합물을 포함하고, 상기 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 하기 화학식 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
Figure 112015003496394-pat00332
화학식 N-1
Figure 112015003496394-pat00333
화학식 N-2
Figure 112015003496394-pat00334
화학식 N-3
Figure 112015003496394-pat00335
화학식 N-4
Figure 112015003496394-pat00336
화학식 N-5
Figure 112015003496394-pat00337
화학식 N-6
Figure 112015003496394-pat00338
화학식 N-7
Figure 112015003496394-pat00339
화학식 N-8
Figure 112015003496394-pat00340
화학식 N-9
Figure 112015003496394-pat00341
화학식 N-10

Description

액정 조성물, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 액정 조성물, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 서로 마주보는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층, 두 장의 표시판 중 적어도 하나에 위치하는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극 등으로 이루어진다.
액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층에 위치하는 액정 분자들의 배향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절한다.
액정 표시 장치에서 액정 조성물은 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는데 매우 중요하다. 특히, 액정 표시 장치의 용도가 다양화됨에 따라, 저전압 구동, 높은 전압 보전율(voltage holding ratio, VHR), 넓은 시야각 특성, 넓은 동작 온도 범위 및 고속 응답성 등의 다양한 특성이 요구된다.
액정 표시 장치의 고속 응답 특성 등을 갖기 위해 액정 조성물이 갖는 회전 점도, 굴절률, 및 탄성 계수 등의 물성을 개선하는 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고속 응답 특성을 가지면서 신뢰성이 개선된 신규 액정 조성물, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 광개시제, 배향 보조제, 중성 액정 화합물 그리고 극성 액정 화합물을 포함하고, 상기 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 하기 화학식 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
Figure 112015003496394-pat00001
화학식 N-1
Figure 112015003496394-pat00002
화학식 N-2
Figure 112015003496394-pat00003
화학식 N-3
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화학식 N-4
Figure 112015003496394-pat00005
화학식 N-5
Figure 112015003496394-pat00006
화학식 N-6
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화학식 N-7
Figure 112015003496394-pat00008
화학식 N-8
Figure 112015003496394-pat00009
화학식 N-9
Figure 112015003496394-pat00010
화학식 N-10
상기 화학식 N-1 내지 상기 화학식 N-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 극성 액정 화합물은 하기 화학식 NP-1 내지 하기 화학식 NP-7로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00011
화학식 NP-1
Figure 112015003496394-pat00012
화학식 NP-2
Figure 112015003496394-pat00013
화학식 NP-3
Figure 112015003496394-pat00014
화학식 NP-4
Figure 112015003496394-pat00015
화학식 NP-5
Figure 112015003496394-pat00016
화학식 NP-6
Figure 112015003496394-pat00017
화학식 NP-7
상기 화학식 NP-1 내지 상기 NP-7에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 G-1 내지 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00018
화학식 G-1
Figure 112015003496394-pat00019
화학식 G-2
Figure 112015003496394-pat00020
화학식 G-3
Figure 112015003496394-pat00021
화학식 G-4
Figure 112015003496394-pat00022
화학식 G-5
Figure 112015003496394-pat00023
화학식 G-6
Figure 112015003496394-pat00024
화학식 G-7
Figure 112015003496394-pat00025
화학식 G-8
Figure 112015003496394-pat00026
화학식 G-9
Figure 112015003496394-pat00027
화학식 G-10
상기 화학식 G-1 내지 상기 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물은 제거될 수 있다.
상기 화학식 G-1 및 상기 G-2로 표현되는 화합물은 제거될 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00028
화학식 PI-1
Figure 112015003496394-pat00029
화학식 PI-2
Figure 112015003496394-pat00030
화학식 PI-3
Figure 112015003496394-pat00031
화학식 PI-4
상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 n, n1, n2는 1 내지 3이고, A, A1 및 A2는 각각 독립적으로
Figure 112015003496394-pat00032
,
Figure 112015003496394-pat00033
,
Figure 112015003496394-pat00034
,
Figure 112015003496394-pat00035
,
Figure 112015003496394-pat00036
,
Figure 112015003496394-pat00037
, 및
Figure 112015003496394-pat00038
중에서 하나이며, L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F, 및 CHF2 이고, Z, Z1, Z2는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O, -OCH2-, -SCH2-, CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)Z- (z는 1 내지 3), -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C=C-, 및 -CH=CHCH2O- 중 하나이며, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 R은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기(cyano group), 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물의 유전율 이방성(Δε)은 10 내지 30일 수 있다.
상기 광개시제는 0.005wt% 내지 0.5wt%의 함량으로 첨가될 수 있다.
상기 광개시제는 240 나노미터 내지 380 나노미터의 광흡수 파장대를 포함할 수 있다.
상기 배향 보조제는 중합기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은 광개시제, 배향 보조제, 중성 액정 화합물 및 극성 액정 화합물을 포함하고, 상기 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 하기 화학식 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
Figure 112015003496394-pat00039
화학식 N-1
Figure 112015003496394-pat00040
화학식 N-2
Figure 112015003496394-pat00041
화학식 N-3
Figure 112015003496394-pat00042
화학식 N-4
Figure 112015003496394-pat00043
화학식 N-5
Figure 112015003496394-pat00044
화학식 N-6
Figure 112015003496394-pat00045
화학식 N-7
Figure 112015003496394-pat00046
화학식 N-8
Figure 112015003496394-pat00047
화학식 N-9
Figure 112015003496394-pat00048
화학식 N-10
상기 화학식 N-1 내지 상기 화학식 N-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 극성 액정 화합물은 하기 화학식 NP-1 내지 하기 화학식 NP-7로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00049
화학식 NP-1
Figure 112015003496394-pat00050
화학식 NP-2
Figure 112015003496394-pat00051
화학식 NP-3
Figure 112015003496394-pat00052
화학식 NP-4
Figure 112015003496394-pat00053
화학식 NP-5
Figure 112015003496394-pat00054
화학식 NP-6
Figure 112015003496394-pat00055
화학식 NP-7
상기 화학식 NP-1 내지 상기 NP-7에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 액정층은 하기 화학식 G-1 내지 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00056
화학식 G-1
Figure 112015003496394-pat00057
화학식 G-2
Figure 112015003496394-pat00058
화학식 G-3
Figure 112015003496394-pat00059
화학식 G-4
Figure 112015003496394-pat00060
화학식 G-5
Figure 112015003496394-pat00061
화학식 G-6
Figure 112015003496394-pat00062
화학식 G-7
Figure 112015003496394-pat00063
화학식 G-8
Figure 112015003496394-pat00064
화학식 G-9
Figure 112015003496394-pat00065
화학식 G-10
상기 화학식 G-1 내지 상기 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 액정층에서 상기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물은 제거될 수 있다.
상기 액정층에서 상기 화학식 G-1 및 상기 G-2로 표현되는 화합물은 제거될 수 있다.
상기 액정층은 하기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00066
화학식 PI-1
Figure 112015003496394-pat00067
화학식 PI-2
Figure 112015003496394-pat00068
화학식 PI-3
Figure 112015003496394-pat00069
화학식 PI-4
상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 n, n1, n2는 1 내지 3이고, A, A1 및 A2는 각각 독립적으로
Figure 112015003496394-pat00070
,
Figure 112015003496394-pat00071
,
Figure 112015003496394-pat00072
,
Figure 112015003496394-pat00073
,
Figure 112015003496394-pat00074
,
Figure 112015003496394-pat00075
, 및
Figure 112015003496394-pat00076
중에서 하나이며, L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F, 및 CHF2 이고, Z, Z1, Z2는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O, -OCH2-, -SCH2-, CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)Z-(z는 1 내지 3), -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C=C-, 및 -CH=CHCH2O- 중 하나이며, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 R은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기(cyano group), 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물의 유전율 이방성(Δε)은 10 내지 30일 수 있다.
상기 광개시제는 0.005wt% 내지 0.5wt%의 함량으로 첨가될 수 있다.
상기 광개시제는 240 나노미터 내지 380 나노미터의 광흡수 파장대를 포함할 수 있다.
상기 배향 보조제는 중합기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 중 적어도 하나 위에 전기장 생성 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 광개시제, 배향 보조제, 중성 액정 화합물 및 극성 액정 화합물을 포함하는 액정층을 형성하는 단계 그리고 상기 액정층에 전계가 인가된 상태에서 광을 조사하여 배향 중합체를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 하기 화학식 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
Figure 112015003496394-pat00077
화학식 N-1
Figure 112015003496394-pat00078
화학식 N-2
Figure 112015003496394-pat00079
화학식 N-3
Figure 112015003496394-pat00080
화학식 N-4
Figure 112015003496394-pat00081
화학식 N-5
Figure 112015003496394-pat00082
화학식 N-6
Figure 112015003496394-pat00083
화학식 N-7
Figure 112015003496394-pat00084
화학식 N-8
Figure 112015003496394-pat00085
화학식 N-9
Figure 112015003496394-pat00086
화학식 N-10
상기 화학식 N-1 내지 상기 화학식 N-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 극성 액정 화합물은 하기 화학식 NP-1 내지 하기 화학식 NP-7로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00087
화학식 NP-1
Figure 112015003496394-pat00088
화학식 NP-2
Figure 112015003496394-pat00089
화학식 NP-3
Figure 112015003496394-pat00090
화학식 NP-4
Figure 112015003496394-pat00091
화학식 NP-5
Figure 112015003496394-pat00092
화학식 NP-6
Figure 112015003496394-pat00093
화학식 NP-7
상기 화학식 NP-1 내지 상기 NP-7에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 액정층은 하기 화학식 G-1 내지 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00094
화학식 G-1
Figure 112015003496394-pat00095
화학식 G-2
Figure 112015003496394-pat00096
화학식 G-3
Figure 112015003496394-pat00097
화학식 G-4
Figure 112015003496394-pat00098
화학식 G-5
Figure 112015003496394-pat00099
화학식 G-6
Figure 112015003496394-pat00100
화학식 G-7
Figure 112015003496394-pat00101
화학식 G-8
Figure 112015003496394-pat00102
화학식 G-9
Figure 112015003496394-pat00103
화학식 G-10
상기 화학식 G-1 내지 상기 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 액정층에서 상기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물은 제거될 수 있다.
상기 액정층에서 상기 화학식 G-1 및 상기 G-2로 표현되는 화합물은 제거될 수 있다.
상기 액정층은 하기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
Figure 112015003496394-pat00104
화학식 PI-1
Figure 112015003496394-pat00105
화학식 PI-2
Figure 112015003496394-pat00106
화학식 PI-3
Figure 112015003496394-pat00107
화학식 PI-4
상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 n, n1, n2는 1 내지 3이고, A, A1 및 A2는 각각 독립적으로
Figure 112015003496394-pat00108
,
Figure 112015003496394-pat00109
,
Figure 112015003496394-pat00110
,
Figure 112015003496394-pat00111
,
Figure 112015003496394-pat00112
,
Figure 112015003496394-pat00113
, 및
Figure 112015003496394-pat00114
중에서 하나이며, L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F, 및 CHF2 이고, Z, Z1, Z2는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O, -OCH2-, -SCH2-, CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)Z- (z는 1 내지 3), -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C=C-, 및 -CH=CHCH2O- 중 하나이며, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 R은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기(cyano group), 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
상기 광개시제는 240 나노미터 내지 380 나노미터의 광흡수 파장대를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 신규한 중성 액정 화합물 및/또는 신규한 극성 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물에 광개시제 및 배향 보조제를 첨가함으로써 고속 응답 특성을 갖고 신뢰성이 향상된 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화소 전극을 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 전극을 나타내는 평면도이다.
도 5는 알케닐계 액정 화합물을 포함하는 액정 조성에 따른 선경사각 형성 정도를 나타내는 그래프이다.
도 6은 터페닐계 액정 화합물을 포함하는 액정 조성에 따른 전압 보전율을 나타내는 그래프이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배향 보조제에 의해 액정의 선경사를 형성하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소에 대한 등가 회로도이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "위"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 광개시제, 배향 보조제, 중성 액정 화합물 그리고 극성 액정 화합물을 포함한다.
본 실시예에서 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 하기 화학식 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
Figure 112015003496394-pat00115
화학식 N-1
Figure 112015003496394-pat00116
화학식 N-2
Figure 112015003496394-pat00117
화학식 N-3
Figure 112015003496394-pat00118
화학식 N-4
Figure 112015003496394-pat00119
화학식 N-5
Figure 112015003496394-pat00120
화학식 N-6
Figure 112015003496394-pat00121
화학식 N-7
Figure 112015003496394-pat00122
화학식 N-8
Figure 112015003496394-pat00123
화학식 N-9
Figure 112015003496394-pat00124
화학식 N-10
상기 화학식 N-1 내지 상기 화학식 N-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
본 실시예에서 극성 액정 화합물은 하기 화학식 NP-1 내지 하기 화학식 NP-7로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
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화학식 NP-1
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화학식 NP-2
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화학식 NP-3
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화학식 NP-4
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화학식 NP-5
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화학식 NP-6
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화학식 NP-7
상기 화학식 NP-1 내지 상기 NP-7에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 G-1 내지 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
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화학식 G-1
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화학식 G-2
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화학식 G-3
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화학식 G-4
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화학식 G-5
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화학식 G-6
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화학식 G-7
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화학식 G-8
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화학식 G-9
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화학식 G-10
상기 화학식 G-1 내지 상기 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 화학식 G-10으로 표현되는 화합물을 포함하지 않거나 매우 소량만 함유할 수 있다. 화학식 G-10으로 표현되는 화합물은 터페닐계 액정 화합물이고, 터페닐계 액정 화합물은 배향 보조제인 반응성 메소겐의 반응성을 높일 수 있다. 하지만, 터페닐계 액정 화합물은 신뢰성을 나타내는 전압 보전율을 떨어뜨린다. 따라서, 본 실시예에서는 터페닐계 액정 화합물을 제거하거나 또는 소량 함유하여 소자의 신뢰성을 개선하고 반응성 메소겐의 반응성을 높일 수 있는 광개시제를 통해 보완한다. 본 실시예에 따른 광개시제는 전체 액정 조성물에서 대략 0.005wt% 내지 0.5wt%의 함량으로 첨가될 수 있고, 240 나노미터 내지 380 나노미터의 광흡수 파장대를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 광개시제는 벤조일기를 포함할 수 있다. 광개시제는 하기 열거된 물질들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하기 열거된 물질들은 벤조일기를 포함하는 예시 및 그 밖에 실시 가능한 광개시제의 다양한 예시를 나타낸다.
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배향 보조제는 반응성 메소겐일 수 있고, 이러한 반응성 메소겐은 중합 가능한 중합기를 포함하며 전계가 인가된 상태에서 자외선 조사하여 프리틸트를 형성함으로써 응답 시간을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서 반응성 메소겐은 하기 화학식 RM-1 내지 RM-6으로 표현되는 화합물일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
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화학식 RM-1
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화학식 RM-2
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화학식 RM-3
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화학식 RM-4
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화학식 RM-5
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화학식 RM-6
본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 화학식 G-1 및 화학식 G-2로 표현되는 화합물을 포함하지 않거나 매우 소량만 함유할 수 있다. 화학식 G-1 및 화학식 G-2로 표현되는 화합물은 알케닐계 액정 화합물이고, 알케닐계 액정 화합물은 저 점도 물질이고, 이러한 물질을 많이 함유될수록 응답 속도가 빨라진다. 하지만, 알케닐계 액정 화합물은 배향 보조제인 반응성 메소겐의 반응성을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 알케닐계 액정 화합물을 제거하거나 또는 소량 함유하여 소자의 신뢰성을 개선하고 광개시제를 첨가하여 반응성 메소겐의 반응성 감소를 보완할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
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화학식 PI-1
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화학식 PI-2
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화학식 PI-3
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화학식 PI-4
상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 n, n1, n2는 1 내지 3이고, A, A1 및 A2는 각각 독립적으로
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,
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,
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,
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,
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,
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, 및
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중에서 하나이며, L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F, 및 CHF2 이고, Z, Z1, Z2는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O, -OCH2-, -SCH2-, CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)Z- (z는 1 내지 3), -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C=C-, 및 -CH=CHCH2O- 중 하나이며, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 R은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기(cyano group), 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
본 실시예에서 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물의 유전율 이방성(Δε)은 10 내지 30인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4로 표현되는 화합물은 하기 화학식 PI-a 내지 하기 화학식 PI-f으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
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화학식 PI-a
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화학식 PI-b
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화학식 PI-c
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화학식 PI-d
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화학식 PI-e
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화학식 PI-f
상기 화학식 화학식 PI-a의 굴절률(Δn)은 약 0.08이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 15.4이다. 상기 화학식 PI-b의 굴절률(Δn)은 약 0.09이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 16.0이다. 상기 화학식 PI-c의 굴절률(Δn)은 약 0.13이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 16이다. 상기 화학식 PI-d의 굴절률(Δn)은 약 0.16이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 16.8이다. 상기 화학식 PI-e의 굴절률(Δn)은 약 0.15이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 14.4이다. 상기 화학식 PI-f의 굴절률(Δn)은 약 0.17이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 15.5이다.
상기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나는 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 1 내지 10 wt% 포함될 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 산화 방지제를 더 포함할 수 있다. 산화 방지제는 후술하는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 광 특성을 저해하지 않으면서도, 액정 표시 장치의 제조 공정 중이나 그 이후에 발생할 수 있는 알케닐계 화합물 또는 알콕시계 화합물의 산화를 방지할 수 있다. 즉, 산화 방지제는 빛, 열, 및 개시제에 의한 알케닐계 및 알콕시계 화합물의 일차적인 산화를 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 산화 방지제는 알킬화 모노페놀, 알킬티오메틸페놀, 히드로퀴논 및 알킬화 히드로퀴논, 토코페롤, 히드록시화 티오디페닐 에테르, 알킬리덴비스페놀, O-, N- 및 S-벤질 화합물, 히드록시벤질화 말로네이트, 방향족 히드록시벤질 화합물, 벤질포스네이트, 아실아미노페놀, 1가 또는 다가 알코올, 1가 또는 다가 알코올과 β-(3,5-디-삼차부틸-4-히드록시페닐)-프로피온산의 에스테르, 1가 또는 다가 알코올과 β-(5-삼차부틸-4-히드록시-3-메틸페닐)-프로피온산의 에스테르, 1가 또는 다가 알코올과 β-(3,5-디시클로헥실-4-히드록시페닐)-프로피온산의 에스테르, 1가 또는 다가 알코올과 3,5-디-삼차부틸-4-히드록시페닐 아세트산의 에스테르, β-(3,5-디-삼차부틸-4-히드록시페닐)프로피온산의 아미드, 아스코르브산, 및 아민 산화 방지제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
이하에서는 앞에서 설명한 액정 조성물을 사용하여 형성된 액정 표시 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
절연 기판에 해당하는 제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121) 및 복수의 유지 전극선(131, 135)이 위치한다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 게이트선(121)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 게이트선(121)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 각 게이트선(121)은 그로부터 돌출되어 있는 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 포함할 수 있다.
유지 전극선(131, 135)은 게이트선(121)과 실질적으로 나란하게 뻗은 줄기선(131)과 이로부터 뻗어 나온 복수의 유지 전극(135)을 포함한다.
유지 전극선(131, 135)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131, 135) 위에는 게이트 절연막 (140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140) 위에는 비정질 또는 결정질 규소 등으로 만들어진 복수의 반도체층(154a, 154b)이 위치한다.
반도체층(154a, 154b) 위에는 각각 복수 쌍의 저항성 접촉 부재가 형성될 수 있다. 도 2에서 복수 쌍의 저항성 접촉 부재의 일 예로 제2 반도체층(154b) 위에 위치하는 저항성 접촉 부재(163b, 165b)만 도시하고 있으나, 제1 반도체층(154a) 위 등에도 역시 형성될 수 있다. 저항성 접촉 부재(163b, 165b)는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(163b, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수 쌍의 데이터선(171a, 171b)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)이 위치한다.
데이터선(171a, 171b)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선의 줄기선(131)과 교차한다. 데이터선(171a, 171b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 제1 및 제2 소스 전극 (173a, 173b)가 연결되며, 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 마주한다.
제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 각각 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)으로 일부 둘러싸인 한 쪽 끝에서부터 위로 뻗어 있으며 반대쪽 끝은 다른 층과의 접속을 위해 면적이 넓을 수 있다.
그러나 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 비롯한 데이터선(171a, 171b)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체층(154a)과 함께 제1 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체층(154b)과 함께 제2 박막 트랜지스터 이루며, 제1 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 제1 반도체층(154a)에 형성되고, 제2 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 제2 반도체층(154b)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(163b, 165b)는 그 아래의 반도체층(154b)과 그 위의 데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체층(154a, 154b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이에 소스 전극(173a, 173b) 및 드레인 전극(175a, 175b)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터선(171a, 171b), 소스 전극(173a, 173b), 드레인 전극(175a, 175b) 및 노출된 반도체층(154a, 154b) 부분 위에는 질화규소 또는 산화규소 따위로 만들어진 하부 보호막(180p)이 위치한다.
하부 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 위치한다. 색필터(230)는 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다. 색필터(230) 위에 크롬 및 크롬 산화물의 단일층이나 이중층 또는 유기 물질로 이루어진 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 매트릭스 형태로 배열되어 있는 개구부를 가질 수 있다.
색필터(230)와 차광 부재(220) 위에는 투명한 유기 절연 물질로 이루어진 상부 보호막(180q)이 형성되어 있다. 상부 보호막(180q)은 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 하부 보호막(180p) 및 상부 보호막(180q)에는 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(185a, 185b)이 형성되어 있다.
상부 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
각 화소 전극(191)은 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함하며, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 각각 도 4에 도시한 기본 전극(199) 또는 그 변형을 하나 이상 포함하고 있다.
화소 전극(191) 구조에 대해서는 이후에 도 3 및 도 4를 참고하여 설명하기로 한다.
다음, 상부 표시판(200)에 대해서 설명한다.
상부 표시판(200)에는 제2 기판에 해당하는 투명한 절연 기판인 제2 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 전면에 형성되어 있다. 본 실시예에서는 색필터(230) 및 차광 부재(220)가 모두 하부 표시판(100)에 위치하는 것으로 설명하였으나 색필터(230) 및 차광 부재(220) 중 하나 또는 모두가 상부 표시판(200)에 형성될 수도 있다.
상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이의 간격을 유지하기 위한 컬럼 스페이서(363)가 형성되어 있다.
하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)의 안쪽 면에는 배향막(11, 21)이 형성되어 있다. 배향막(11, 21)은 수직 배향막일 수 있다. 배향막(11, 21)은 주쇄 및 주쇄에 연결된 측쇄를 포함하고, 주쇄는 폴리 이미드를 포함하고 측쇄는 수직 배향기를 포함한다.
본 실시예에서 하부 배향막(11)은 컬럼 스페이서(363)를 실질적으로 균일한 두께로 덮을 수 있다.
본 실시예에서 배향막(11, 21)의 표면에는 돌기(15, 25)가 형성되어 있다. 돌기(15, 25)는 액정층(3)에 포함된 배향 보조제인 반응성 메소겐이 광조사되어 형성될 수 있다. 본 실시예에서 돌기(15, 25)는 선경사를 갖는 배향 중합체를 포함한다. 배향 중합체는 액정층(3)에 혼합되어 있던 반응성 메소겐이 광조사에 의해 형성될 수 있다.
본실시예에 따른 반응성 메소겐은 중합 가능한 중합기를 포함하며 전계가 인가된 상태에서 자외선 조사하여 프리틸트를 형성함으로써 응답 시간을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서 반응성 메소겐은 하기 화학식 RM-1 내지 RM-6으로 표현되는 화합물일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
Figure 112015003496394-pat00180
화학식 RM-1
Figure 112015003496394-pat00181
화학식 RM-2
Figure 112015003496394-pat00182
화학식 RM-3
Figure 112015003496394-pat00183
화학식 RM-4
Figure 112015003496394-pat00184
화학식 RM-5
Figure 112015003496394-pat00185
화학식 RM-6
추가적으로, 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)의 바깥쪽 면에는 편광자(polarization)(도시하지 않음)가 구비되어 있을 수 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참고하면, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에는 액정 물질(310), 광개시제 및 배향 보조제를 포함하는 액정층(3)이 개재되어 있다.
액정 물질(310)은 중성 액정 화합물 및 극성 액정 화합물을 포함한다. 본 실시예에 따른 액정층(3)은 앞에서 설명한 액정 조성물에 의해 형성될 수 있다. 다시 말해, 액정 물질(310), 광개시제 및 배향 보조제에 관한 설명은 앞에서 설명한 내용이 모두 적용될 수 있다. 액정 물질(310)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 거의 수직을 이루도록 배향될 수 있다.
돌기(15, 25)에 포함되고 반응성 메소겐이 광조사되어 형성된 배향 중합체는 액정 물질(310)의 초기 배향 방향인 선경사(pre-tilt)를 제어하는 역할을 한다. 이 때, 액정층(3)에 포함된 광개시제는 본 실시예에 따른 반응성 메소겐이 광조사되어 배향 중합체를 형성하는 중합 반응을 촉진하여 돌기(15, 25)를 형성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 화소 전극을 나타내는 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 기본 전극을 나타내는 평면도이다.
그러면 도 3 및 도 4를 참고하여, 기본 전극(199)에 대해 상세하게 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이 기본 전극(199)의 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부(193) 및 이와 직교하는 세로 줄기부(192)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 기본 전극(199)은 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)에 의해 제1 부영역(Da), 제2 부영역(Db), 제3 부영역(Dc), 그리고 제4 부영역(Dd)으로 나뉘어지며 각 부영역(Da, Db, Dc, Dd)은 복수의 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)를 포함한다.
제1 미세 가지부(194a)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 제2 미세 가지부(194b)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 제3 미세 가지부(194c)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 제4 미세 가지부(194d)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(193)와 대략 45도 또는 135도의 각을 이룬다. 또한 이웃하는 두 부영역(Da, Db, Dc, Dd)의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)는 서로 직교할 수 있다.
미세 가지부(194a-194d)의 폭은 2.0μm 내지 5.0 μm일 수 있고, 한부영역(Da-Dd) 내에서 이웃하는 미세 가지부(194a-194d) 사이의 간격은 2.5μm 내지 5.0 μm일 수 있다.
도시하지 않았으나 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 폭은 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에 가까울수록 넓어질 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 각각 하나의 기본 전극(199)을 포함한다. 다만 화소 전극(191) 전체에서 제2 부화소 전극(191b)이 차지하는 면적이 제1 부화소 전극(191a)이 차지하는 면적보다 클 수 있으며, 이때, 제2 부화소 전극(191b)는 제1 부화소 전극(191a)의 면적보다 1.0배에서 2.2배 정도 크도록 기본 전극(199)의 크기를 다르게 형성한다.
제2 부화소 전극(191b)은 데이터선(171)을 따라 뻗은 한 쌍의 가지(195)를 포함한다. 한 쌍의 가지(195)는 제1 부화소 전극(191a)과 데이터선(171a, 171b) 사이에 위치하며 제1 부화소 전극(191a)의 하단에서 서로 연결된다. 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 접촉 구멍(185a, 185b)을 통하여 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
화소 전극(191) 및 공통 전극(270)에 전압이 인가되면, 액정 물질(310)은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 형성된 전기장에 응답하여 그 장축이 전기장의 방향에 수직한 방향으로 방향을 바꾼다. 액정 물질(310)이 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라지며 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나고 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.
액정 물질(310)이 기울어지는 방향은 화소 전극(191)의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)에 의해 결정되며, 액정 물질(310)은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다. 하나의 화소 전극(191)은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향이 서로 다른 네 개의 부영역(Da, Db, Dc, Dd)을 포함하므로 액정 물질(310)이 기울어지는 방향은 대략 네 방향이며 액정층(3)에는 액정 물질(310)의 배향 방향이 다른 네 개의 도메인(domain)이 형성된다. 이와 같이 액정이 기울어지는 방향을 다양하게 함으로써 액정 표시 장치의 시야각을 개선할 수 있다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인을 변형할 수 있다. 가령, 저항 분배에 따라 영역별로 발생하는 전압 차등 효과를 이용하여 시인성을 향상시킬 수 있는 RD-TFT 구조를 형성할 수 있다.
도 5는 알케닐계 액정 화합물을 포함하는 액정 조성에 따른 선경사각 형성 정도를 나타내는 그래프이다.
도 5를 참고하면, 알케닐계 액정 화합물의 함량이 16wt%, 24wt%, 28.5wt%, 33wt%으로 증가할수록 선경사각이 커진다. 선경사각(pretilt)은 수직 배향된 각도 90도를 기준으로 액정 물질이 기울어져 있는 각도로 정의할 수 있고 선경사각이 90도 기준으로 작아질수록 반응성 메소겐의 반응성이 크다고 할 수 있다. 따라서, 알케닐계 액정 화합물의 함량이 증가할수록 반응성 메소겐의 반응성이 작아진다. 대표적인 알케닐계 액정 화합물은 하기 화학식 G-1로 표현되는 화합물일 수 있고, 하기 화학식 G-1에서 X는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
Figure 112015003496394-pat00186
화학식 G-1
도 6은 터페닐계 액정 화합물을 포함하는 액정 조성에 따른 전압 보전율을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참고하면, 터페닐계 액정 화합물의 함량이 12wt%, 8wt%, 5wt%, 0wt%로 줄어들수록 전압 보전율은 커진다. 이 때, 알케닐계 액정 화합물은 24wt%로 일정하게 유지하였다.
대표적인 터페닐계 액정 화합물은 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물일 수 있고, 하기 화학식 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
Figure 112015003496394-pat00187
화학식 G-10
하기 표 1은 도 5 및 도 6에서 측정한 선경사각 및 전압 보전율을 정리한 것이다.
알케닐계 액정 화합물(wt%) 33 28.5 24 16 0 24 24 24 24
터페닐계 액정 화합물(wt%) - - - - - 12 8 5 0
선경사각(ㅀ) 89.20 89.00 88.68 88.36 88.26 86.89 87.13 87.61 88.68
전압보전율(%) - - - - - 97.80 98.25 99.03 99.68
이하에서는 하기 표 2를 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 광개시제의 함량에 따른 반응성 메소겐의 반응성 정도 및 선경사각 차이에 대해 설명하기로 한다.
광개시제 함량(ppm) 0 50 100 200
평균표면거칠기(nm) 5.6 6.6 8.1 10.3
선경사각(ㅀ) 88.6 88.2 87.8 87.2
표 2에서, 20wt%의 알케닐계 액정 화합물을 포함하고, 터페닐계 액정 화합물을 포함하지 않는 액정 조성물을 사용하여 액정 표시 장치를 제조하였다. 이 때, 액정 조성물에 포함된 광개시제의 함량이 0, 50ppm, 100ppm, 200ppm으로 증가할수록 배향막 표면에 형성된 돌기의 크기 및 평균표면거칠기(나노미터 단위)가 점점 커진다. 이처럼 돌기가 커지는 것은 반응성 메소겐의 반응성이 커지기 때문이다. 반응성 메소겐의 반응성이 향상되기 때문에 선경사각이 90도 기준으로 작아진다.
본 실시예에 따른 액정 조성물을 사용한 액정 표시 장치에서 터페닐계 액정 화합물의 함량을 줄이거나 터페닐계 액정 화합물을 제거하여 전압 보전율을 높이고, 이에 따라 반응성 메소겐의 반응성이 줄어드는 문제를 광개시제를 첨가함으로써 보완할 수 있다.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물 및 이의 물성에 대해 살펴본다. 하기 표 3은 비교예 1에 따른 액정 조성을 나타낸다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure 112015003496394-pat00188
 15
Figure 112015003496394-pat00189
 9
Figure 112015003496394-pat00190
 15.5
Figure 112015003496394-pat00191
 7
Figure 112015003496394-pat00192
 18
Figure 112015003496394-pat00193
 11.5
Figure 112015003496394-pat00194
 16
Figure 112015003496394-pat00195
 8
표 3에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
표 3에 나타낸 비교예 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 화합물 가운데 화학식 N-1 내지 화학식 N-10으로 표현되는 화합물과 화학식 NP-1 내지 화학식 NP-7로 표현되는 화합물을 포함하지 않으면서 화학식 G-1, 화학식 G-2, 화학식 G-3, 화학식 G-6, 화학식 G-7, 화학식 G-8, 화학식 G-9, 화학식 G-10으로 표현되는 화합물들을 포함한다. 이러한 비교예 1에 대한 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.1086이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.2이고, 회전 점도(γ1)는 약 102이다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure 112015003496394-pat00196
 20
Figure 112015003496394-pat00197
 8
Figure 112015003496394-pat00198
 6.5
Figure 112015003496394-pat00199
 7
Figure 112015003496394-pat00200
 3.5
Figure 112015003496394-pat00201
 7.5
Figure 112015003496394-pat00202
 11
Figure 112015003496394-pat00203
 11
Figure 112015003496394-pat00204
 8.5
Figure 112015003496394-pat00205
 12
Figure 112015003496394-pat00206
 5
표 4에 나타낸 실시예 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물 중에서 화학식 N-2, 화학식 N-3, 화학식 NP-1 및 화학식 NP-7로 표현되는 화합물을 포함한다.
이에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.109이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -5.3이고, 회전 점도(γ1)는 약 135이다. 이러한 물성은 비교예 1에 포함되는 화학식 G-10으로 표현되는 터페닐계 화합물이 생략되더라도 종래 사용하던 액정 조성물에서 요구되는 물성을 만족시키는 것을 나타낸다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure 112015003496394-pat00207
 15
Figure 112015003496394-pat00208
 9
Figure 112015003496394-pat00209
 8
Figure 112015003496394-pat00210
 7.5
Figure 112015003496394-pat00211
 7
Figure 112015003496394-pat00212
 16
Figure 112015003496394-pat00213
 10
Figure 112015003496394-pat00214
 8
Figure 112015003496394-pat00215
 3
Figure 112015003496394-pat00216
 8.5
Figure 112015003496394-pat00217
 8
표 5에 나타낸 실시예 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물 중에서 화학식 N-2, 화학식 N-3, 화학식 N-10 및 화학식 NP-1로 표현되는 화합물을 포함한다.
이에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.108이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.0이고, 회전 점도(γ1)는 약 112이다. 이러한 물성은 비교예 1에 포함되는 화학식 G-10으로 표현되는 터페닐계 화합물이 생략되더라도 종래 사용하던 액정 조성물에서 요구되는 물성을 만족시키는 것을 나타낸다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참고하여 앞에서 설명한 액정 표시 장치를 제조하는 방법에 대한 일실시예를 설명하기로 한다. 하기에 설명하는 실시예는 제조 방법의 일실시예로 다른 형태로 변형 실시 가능하다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 배향 보조제에 의해 액정 물질의 선경사를 형성하는 방법을 나타내는 개략도이다.
도 1, 도 2 및 도 7을 참고하면, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)에 포함되는 구성들을 각각 제조할 수 있다. 하부 표시판(100)에서 전기장 생성 전극에 해당하는 화소 전극(191) 위에 배향막(11)을 형성한다. 이하에서는 배향막(11, 21)을 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
화소 전극(191) 위에 배향막(11)의 주쇄 및 측쇄를 형성하기 위한 배향 물질을 도포하여 배향막(11)을 형성한다. 마찬가지로 화소 전극(191)과 마주보는 공통 전극(270) 위에 배향막(21)의 주쇄 및 측쇄를 형성하기 위한 배향 물질을 도포하여 베이크 등의 단계를 거쳐 배향막(21)을 형성한다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 액정 물질(310), 광개시제(미도시) 및 배향 보조제(23)인 반응성 메소겐을 포함하는 액정층(3)을 형성한다.
액정 물질(310)은 중성 액정 화합물 및 극성 액정 화합물을 포함한다. 본 실시예에 따른 액정층(3)은 앞에서 설명한 액정 조성물에 의해 형성될 수 있다. 다시 말해, 액정 물질(310), 광개시제 및 배향 보조제(23)에 관한 설명은 앞에서 설명한 내용이 모두 적용될 수 있다.
도 2 및 도 8을 참고하면, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 인가된 상태에서 광(1)을 조사한다. 도시한 바와 달리 광(1)은 선경사 방향을 고려하여 틸트를 가지고 조사될 수 있다. 이 때, 배향 보조제(23)가 광반응하여 가교되어 배향 중합체(23a)를 형성할 수 있고 선경사를 가질 수 있다. 이 때, 액정층(3)에 포함된 광개시제는 배향 보조제(23)의 가교 반응을 도와 배향 중합체(23a) 형성을 수월하게 한다.
이러한 배향 중합체(23a)는 액정 물질의 배향을 따라 배열되며, 인가된 전압을 제거한 이후에도 배열을 유지하여 액정 물질(310)의 선경사를 제어할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 9를 참고하여 도 1 내지 도 4에서 설명한 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 및 화소 전극 구조를 변형한 실시예에서 표시 장치의 회로도적 구조 및 동작에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 게이트선(121a), 제2 게이트선(121b), 유지 전극선(131), 그리고 데이터선(171)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 화소(PX)를 포함한다.
화소(PX)는 제1 부화소(PXa), 제2 부화소(PXb) 및 감압부(Cd)를 포함한다.
제1 부화소(PXa)는 제1 스위칭 소자(Qa), 제1 액정 축전기(Clca) 및 제1 유지 축전기(Csta)를 포함하고, 제2 부화소(PXb)는 제2 스위칭 소자(Qb), 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제2 유지 축전기(Cstb)를 포함하며, 감압부(Cd)는 제3 스위칭 소자(Qc) 및 감압 축전기(Cstd)를 포함한다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 하부 표시판에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 제1 게이트선(121a)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)와 제1 및 제2 유지 축전기(Csta, Cstb)와 각각 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 하부 표시판에 구비되어 있는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 제2 게이트선(121b)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제1 액정 축전기(Clca)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 감압 축전기(Cstd)와 연결되어 있다.
제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)는 각각 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)와 연결된 제1 및 제2 부화소 전극과 상부 표시판의 공통 전극이 중첩하여 이루어진다. 제1 및 제2 유지 축전기(Csta, Cstb)는 유지 전극선(131)과 제1 및 제2 부화소 전극이 중첩하여 이루어진다.
감압 축전기(Cstd)는 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자와 유지 전극선(131)에 연결되어 있으며, 하부 표시판에 구비된 유지 전극선(131)과 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자가 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어진다.
액정 표시 장치의 동작에 대해 설명한다.
우선, 제1 게이트선(121a)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면 이에 연결된 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)가 턴 온 된다.
이에 따라 데이터선(171b)의 데이터 전압은 턴 온 된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)를 통하여 제1 및 제2 부화소 전극에 동일하게 인가된다. 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)는 공통 전극의 공통 전압(Vcom)과 제1 및 제2 부화소 전극의 전압 차이만큼 충전되므로 제1 액정 축전기(Clca)의 충전 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전 전압도 서로 동일하다. 이 때, 제2 게이트선(121b)에는 게이트 오프 전압(Voff)이 인가된다.
다음, 제1 게이트선(121a)에 게이트 오프 전압(Voff)이 인가됨과 동시에 제2 게이트선(121b)에 게이트 온 전압(Von)이 인가되면, 제1 게이트선(121a)에 연결된 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 턴 오프되고, 제3 스위칭 소자(Qc)는 턴 온 된다. 이에 따라 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자와 연결된 제1 부화소 전극의 전하가 감압 축전기(Cstd)로 흘러 들어 제1 액정 축전기(Clca)의 전압이 하강한다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치가 프레임 반전으로 구동되고 현재 프레임에서 데이터선(171)에 공통 전압(Vcom)을 기준으로 극성이 양(+)인 데이터 전압이 인가되는 경우를 예로 하여 설명하면, 이전 프레임이 끝난 후에 감압 축전기(Cstd)에는 음(-)의 전하가 모여있게 된다. 현재 프레임에서 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 되면 제1 부화소 전극(191a)의 양(+)의 전하가 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 감압 축전기(Cstd)로 흘러 들어와 감압 축전기(Cstd)에는 양(+)의 전하가 모이게 되고 제1 액정 축전기(Clca)의 전압은 하강하게 된다. 다음 프레임에서는 반대로 제1 부화소 전극(191a)에 음(-)의 전하가 충전된 상태에서 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 됨에 따라 제1 부화소 전극(191a)의 음(-)의 전하가 감압 축전기(Cstd)로 흘러 들어 감압 축전기(Cstd)에는 음(-)의 전하가 모이고 제1 액정 축전기(Clca)의 전압은 역시 하강하게 된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면 데이터 전압의 극성에 상관없이 제1 액정 축전기(Clca)의 충전 전압을 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전 전압보다 항상 낮게 할 수 있다. 따라서 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)의 충전 전압을 다르게 하여 액정 표시 장치의 측면 시인성을 향상할 수 있다.
본 실시예와 다르게 제1 및 제2 부화소 전극의 제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 각각 서로 다른 데이터선을 통해 하나의 영상 정보로부터 얻어진 서로 다른 데이터 전압을 인가 받거나 각각 서로 다른 게이트선에 연결되어 서로 다른 시간에 하나의 영상 정보로부터 얻어진 서로 다른 데이터 전압을 인가 받을 수도 있다. 또는 제1 부화소 전극만이 스위칭 소자를 통해 데이터 전압을 인가 받고 제2 부화소 전극은 제1 부화소 전극과의 용량성 결합을 통해 상대적으로 낮은 전압을 인가 받을 수도 있다. 이와 같은 여러 실시예의 경우, 제3 스위칭 소자(Qc) 및 감압 축전기(Cstd) 등은 생략될 수 있다.
도 9의 실시예는 앞에서 설명한 도 1 내지 도 4의 실시예에서 시인성 구조를 변형한 것이고, 앞에서 설명한 액정층에 포함된 액정 조성물에 내용은 본 실시예에서도 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 10을 참고하여 도 1 내지 도 4에서 설명한 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 및 화소 전극 구조를 변형한 실시예에서 표시 장치의 회로도적 구조 및 동작에 대해 설명하기로 한다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소(PX)는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(GL) 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선(DL), 분압 기준 전압을 전달하는 기준 전압선(RL)을 포함하는 복수의 신호선, 그리고 복수의 신호선에 연결되어 있는 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 및 제3 스위칭 소자(Qc)와 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)를 포함한다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 각각 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자 및 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로써, 그 제어 단자는 게이트선(GL)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 출력 단자에 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 입력 단자는 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
게이트선(GL)에 게이트 온(Von) 신호가 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온 된다. 이에 따라 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압은 턴 온 된 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통해 각각 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된다. 이 때, 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된 데이터 전압은 서로 동일한 값으로 충전될 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따르면, 제2 부화소 전극(PEb)에 인가되는 전압은 제2 스위칭 소자(Qb)와 직렬 연결되어 있는 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 분압이 된다. 따라서, 제2 부화소 전극(PEb)에 인가되는 전압(Vb)은 제1 부화소 전극(PEa)에 인가되는 전압(Va)보다 더 작게 된다.
결국, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 서로 달라지게 된다. 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압이 서로 다르므로 제1 부화소와 제2 부화소에서 액정 분자들이 기울어지는 각도가 다르게 되고, 이에 따라 두 부화소의 휘도가 달라진다. 따라서, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전되는 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 충전되는 전압을 적절히 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있고, 이에 따라 측면 시인성을 개선할 수 있다.
도 10의 실시예는 앞에서 설명한 도 1 내지 도 4의 실시예에서 시인성 구조를 변형한 것이고, 앞에서 설명한 액정층에 포함된 액정 조성물에 내용은 본 실시예에서도 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
3 액정층 23 배향 보조제
100 하부 표시판 200 상부 표시판
121 게이트선 140 게이트 절연막
270 공통 전극 310 액정 물질

Claims (27)

  1. 광개시제,
    중합기를 포함하는 배향 보조제,
    중성 액정 화합물 그리고
    극성 액정 화합물을 포함하고,
    상기 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 N-6, N-8 내지 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 조성물:
    Figure 112021016542241-pat00218
    화학식 N-1
    Figure 112021016542241-pat00219
    화학식 N-2
    Figure 112021016542241-pat00220
    화학식 N-3
    Figure 112021016542241-pat00221
    화학식 N-4
    Figure 112021016542241-pat00222
    화학식 N-5
    Figure 112021016542241-pat00223
    화학식 N-6
    Figure 112021016542241-pat00225
    화학식 N-8
    Figure 112021016542241-pat00226
    화학식 N-9
    Figure 112021016542241-pat00227
    화학식 N-10
    상기 N-1 내지 N-6, N-8 내지 N-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  2. 제1항에서,
    상기 극성 액정 화합물은 하기 화학식 NP-1 내지 하기 화학식 NP-6로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 조성물:
    Figure 112021016542241-pat00228
    화학식 NP-1
    Figure 112021016542241-pat00229
    화학식 NP-2
    Figure 112021016542241-pat00230
    화학식 NP-3
    Figure 112021016542241-pat00231
    화학식 NP-4
    Figure 112021016542241-pat00232
    화학식 NP-5
    Figure 112021016542241-pat00233
    화학식 NP-6
    상기 화학식 NP-1 내지 상기 NP-6에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  3. 제2항에서,
    하기 화학식 G-1 내지 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure 112021016542241-pat00235
    화학식 G-1
    Figure 112021016542241-pat00236
    화학식 G-2
    Figure 112021016542241-pat00237
    화학식 G-3
    Figure 112021016542241-pat00238
    화학식 G-4
    Figure 112021016542241-pat00239
    화학식 G-5
    Figure 112021016542241-pat00240
    화학식 G-6
    Figure 112021016542241-pat00241
    화학식 G-7
    Figure 112021016542241-pat00242
    화학식 G-8
    Figure 112021016542241-pat00243
    화학식 G-9
    Figure 112021016542241-pat00244
    화학식 G-10
    상기 화학식 G-1 내지 상기 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  4. 제3항에서,
    상기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물은 제거되어 있는 액정 조성물.
  5. 제3항에서,
    상기 화학식 G-1 및 상기 G-2로 표현되는 화합물은 제거되어 있는 액정 조성물.
  6. 제3항에서,
    하기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure 112015003496394-pat00245
    화학식 PI-1
    Figure 112015003496394-pat00246
    화학식 PI-2
    Figure 112015003496394-pat00247
    화학식 PI-3
    Figure 112015003496394-pat00248
    화학식 PI-4
    상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 n, n1, n2는 1 내지 3이고, A, A1 및 A2는 각각 독립적으로
    Figure 112015003496394-pat00249
    ,
    Figure 112015003496394-pat00250
    ,
    Figure 112015003496394-pat00251
    ,
    Figure 112015003496394-pat00252
    ,
    Figure 112015003496394-pat00253
    ,
    Figure 112015003496394-pat00254
    , 및
    Figure 112015003496394-pat00255
    중에서 하나이며, L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F, 및 CHF2 이고, Z, Z1, Z2는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O, -OCH2-, -SCH2-, CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)Z- (z는 1 내지 3), -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C=C-, 및 -CH=CHCH2O- 중 하나이며, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 R은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기(cyano group), 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
  7. 제6항에서,
    상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물의 유전율 이방성(Δε)은 10 내지 30인 액정 조성물.
  8. 제2항에서,
    상기 광개시제는 0.005wt% 내지 0.5wt%의 함량으로 첨가되는 액정 조성물.
  9. 제8항에서,
    상기 광개시제는 240 나노미터 내지 380 나노미터의 광흡수 파장대를 포함하는 액정 조성물.
  10. 삭제
  11. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은 광개시제, 중합기를 포함하는 배향 보조제, 중성 액정 화합물 및 극성 액정 화합물을 포함하고,
    상기 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 N-6, N-8 내지 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure 112021016542241-pat00256
    화학식 N-1
    Figure 112021016542241-pat00257
    화학식 N-2
    Figure 112021016542241-pat00258
    화학식 N-3
    Figure 112021016542241-pat00259
    화학식 N-4
    Figure 112021016542241-pat00260
    화학식 N-5
    Figure 112021016542241-pat00261
    화학식 N-6

    Figure 112021016542241-pat00263
    화학식 N-8
    Figure 112021016542241-pat00264
    화학식 N-9
    Figure 112021016542241-pat00265
    화학식 N-10
    상기 화학식 N-1 내지 N-6, N-8 내지 N-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  12. 제11항에서,
    상기 극성 액정 화합물은 하기 화학식 NP-1 내지 하기 화학식 NP-6으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure 112021016542241-pat00266
    화학식 NP-1
    Figure 112021016542241-pat00267
    화학식 NP-2
    Figure 112021016542241-pat00268
    화학식 NP-3
    Figure 112021016542241-pat00269
    화학식 NP-4
    Figure 112021016542241-pat00270
    화학식 NP-5
    Figure 112021016542241-pat00271
    화학식 NP-6

    상기 화학식 NP-1 내지 상기 NP-6에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  13. 제12항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 G-1 내지 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure 112021016542241-pat00273
    화학식 G-1
    Figure 112021016542241-pat00274
    화학식 G-2
    Figure 112021016542241-pat00275
    화학식 G-3
    Figure 112021016542241-pat00276
    화학식 G-4
    Figure 112021016542241-pat00277
    화학식 G-5
    Figure 112021016542241-pat00278
    화학식 G-6
    Figure 112021016542241-pat00279
    화학식 G-7
    Figure 112021016542241-pat00280
    화학식 G-8
    Figure 112021016542241-pat00281
    화학식 G-9
    Figure 112021016542241-pat00282
    화학식 G-10
    상기 화학식 G-1 내지 상기 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  14. 제13항에서,
    상기 액정층에서 상기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물은 제거되어 있는 액정 표시 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 액정층에서 상기 화학식 G-1 및 상기 G-2로 표현되는 화합물은 제거되어 있는 액정 표시 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure 112015003496394-pat00283
    화학식 PI-1
    Figure 112015003496394-pat00284
    화학식 PI-2
    Figure 112015003496394-pat00285
    화학식 PI-3
    Figure 112015003496394-pat00286
    화학식 PI-4
    상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 n, n1, n2는 1 내지 3이고, A, A1 및 A2는 각각 독립적으로
    Figure 112015003496394-pat00287
    ,
    Figure 112015003496394-pat00288
    ,
    Figure 112015003496394-pat00289
    ,
    Figure 112015003496394-pat00290
    ,
    Figure 112015003496394-pat00291
    ,
    Figure 112015003496394-pat00292
    , 및
    Figure 112015003496394-pat00293
    중에서 하나이며, L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F, 및 CHF2 이고, Z, Z1, Z2는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O, -OCH2-, -SCH2-, CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)Z- (z는 1 내지 3), -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C=C-, 및 -CH=CHCH2O- 중 하나이며, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 R은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기(cyano group), 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
  17. 제16항에서,
    상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물의 유전율 이방성(Δε)은 10 내지 30인 액정 표시 장치.
  18. 제12항에서,
    상기 광개시제는 0.005wt% 내지 0.5wt%의 함량으로 첨가되는 액정 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 광개시제는 240 나노미터 내지 380 나노미터의 광흡수 파장대를 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 삭제
  21. 제1 기판 및 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 중 적어도 하나 위에 전기장 생성 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 광개시제, 중합기를 포함하는 배향 보조제, 중성 액정 화합물 및 극성 액정 화합물을 포함하는 액정층을 형성하는 단계 그리고
    상기 액정층에 전계가 인가된 상태에서 광을 조사하여 배향 중합체를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 중성 액정 화합물은 하기 화학식 N-1 내지 N-6, N-8 내지 N-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법:
    Figure 112021016542241-pat00294
    화학식 N-1
    Figure 112021016542241-pat00295
    화학식 N-2
    Figure 112021016542241-pat00296
    화학식 N-3
    Figure 112021016542241-pat00297
    화학식 N-4
    Figure 112021016542241-pat00298
    화학식 N-5
    Figure 112021016542241-pat00299
    화학식 N-6
    Figure 112021016542241-pat00301
    화학식 N-8
    Figure 112021016542241-pat00302
    화학식 N-9
    Figure 112021016542241-pat00303
    화학식 N-10
    상기 화학식 N-1 내지 N-6, N-8 내지 N-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  22. 제21항에서,
    상기 극성 액정 화합물은 하기 화학식 NP-1 내지 하기 화학식 NP-6으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법:
    Figure 112021016542241-pat00304
    화학식 NP-1
    Figure 112021016542241-pat00305
    화학식 NP-2
    Figure 112021016542241-pat00306
    화학식 NP-3
    Figure 112021016542241-pat00307
    화학식 NP-4
    Figure 112021016542241-pat00308
    화학식 NP-5
    Figure 112021016542241-pat00309
    화학식 NP-6
    상기 화학식 NP-1 내지 상기 NP-5에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  23. 제22항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 G-1 내지 하기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법:
    Figure 112021016542241-pat00311
    화학식 G-1
    Figure 112021016542241-pat00312
    화학식 G-2
    Figure 112021016542241-pat00313
    화학식 G-3
    Figure 112021016542241-pat00314
    화학식 G-4
    Figure 112021016542241-pat00315
    화학식 G-5
    Figure 112021016542241-pat00316
    화학식 G-6
    Figure 112021016542241-pat00317
    화학식 G-7
    Figure 112021016542241-pat00318
    화학식 G-8
    Figure 112021016542241-pat00319
    화학식 G-9
    Figure 112021016542241-pat00320
    화학식 G-10
    상기 화학식 G-1 내지 상기 G-10에서 X, Y는 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나이다.
  24. 제23항에서,
    상기 액정층에서 상기 화학식 G-10으로 표현되는 화합물은 제거되어 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제23항에서,
    상기 액정층에서 상기 화학식 G-1 및 상기 G-2로 표현되는 화합물은 제거되어 있는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  26. 제23항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 PI-1 내지 하기 화학식 PI-4로 표현되는 극성 액정 화합물 중 적어도 하나를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법:
    Figure 112015003496394-pat00321
    화학식 PI-1
    Figure 112015003496394-pat00322
    화학식 PI-2
    Figure 112015003496394-pat00323
    화학식 PI-3
    Figure 112015003496394-pat00324
    화학식 PI-4
    상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 n, n1, n2는 1 내지 3이고, A, A1 및 A2는 각각 독립적으로
    Figure 112015003496394-pat00325
    ,
    Figure 112015003496394-pat00326
    ,
    Figure 112015003496394-pat00327
    ,
    Figure 112015003496394-pat00328
    ,
    Figure 112015003496394-pat00329
    ,
    Figure 112015003496394-pat00330
    , 및
    Figure 112015003496394-pat00331
    중에서 하나이며, L1 내지 L8은 각각 독립적으로 H, F, Cl, OCF3, CF3, CH2F, 및 CHF2 이고, Z, Z1, Z2는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O, -OCH2-, -SCH2-, CH2S-, -CH2CH2-, -C2F4-, -CH2-CF2-, -CF2CH2-, -(CH2)Z- (z는 1 내지 3), -CH=CH-, -CF=CF-, -CH=CF-, -CF=CH-, -C=C-, 및 -CH=CHCH2O- 중 하나이며, 상기 화학식 PI-1 내지 상기 화학식 PI-4에서 R은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노기(cyano group), 및 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬기 중 하나를 포함한다.
  27. 제26항에서,
    상기 광개시제는 240 나노미터 내지 380 나노미터의 광흡수 파장대를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
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