KR102611212B1 - 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents
액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102611212B1 KR102611212B1 KR1020160047577A KR20160047577A KR102611212B1 KR 102611212 B1 KR102611212 B1 KR 102611212B1 KR 1020160047577 A KR1020160047577 A KR 1020160047577A KR 20160047577 A KR20160047577 A KR 20160047577A KR 102611212 B1 KR102611212 B1 KR 102611212B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- formula
- liquid crystal
- weight based
- content
- compound represented
- Prior art date
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 320
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 139
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 22
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 17
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 claims description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- 239000010408 film Substances 0.000 description 14
- 230000004044 response Effects 0.000 description 10
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- AEBWATHAIVJLTA-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,3a,4,5,6,6a-octahydropentalene Chemical compound C1CCC2CCCC21 AEBWATHAIVJLTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/32—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/03—Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
- C07C43/14—Unsaturated ethers
- C07C43/162—Unsaturated ethers containing rings other than six-membered aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/03—Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
- C07C43/14—Unsaturated ethers
- C07C43/164—Unsaturated ethers containing six-membered aromatic rings
- C07C43/168—Unsaturated ethers containing six-membered aromatic rings containing six-membered aromatic rings and other rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/03—Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
- C07C43/14—Unsaturated ethers
- C07C43/17—Unsaturated ethers containing halogen
- C07C43/172—Unsaturated ethers containing halogen containing rings other than six-membered aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/03—Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
- C07C43/14—Unsaturated ethers
- C07C43/17—Unsaturated ethers containing halogen
- C07C43/174—Unsaturated ethers containing halogen containing six-membered aromatic rings
- C07C43/1747—Unsaturated ethers containing halogen containing six-membered aromatic rings containing six membered aromatic rings and other rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/0009—Materials therefor
- G02F1/0045—Liquid crystals characterised by their physical properties
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/32—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems
- C09K2019/327—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems containing a spiro ring system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
- C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
- C09K2019/3422—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134345—Subdivided pixels, e.g. for grey scale or redundancy
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/121—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode common or background
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
- Geometry (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 bicycle[3,3,0]octane에 기능성 작용기를 치환하여 네거티브 액정 화합물로 활용하여, 액정 화합물의 회전 점도를 감소시킨다.
Description
본 개시는 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나이다. 액정 표시 장치는 일반적으로 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 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 기재는 고속 응답 특성을 구현하기 위하여 회전 점도를 낮춘 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, 상기 는 , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 X1 및 X2는 각각 독립적으로, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 Z는 단일 결합, 이중 결합, CF2CF2, OCF2 및 CF2O로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n +1O (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 R2는 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 OCnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 는, , , , , , , , , , , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 X3 및 X4는 각각 독립적으로, 수소, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 m은 1 내지 2이다.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 포함되어 있을 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-5로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n +1O (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1-6 내지 1-10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 1-10]
상기 액정 조성물은 하기 화학식 2 내지 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
[화학식 10]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 11 내지 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
[화학식 20]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
상기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 10 중량% 내지 30 중량%이고, 상기 화학식 3, 화학식 6 및 화학식 7로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 3 중량% 내지 10 중량%이며, 상기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 10 중량% 내지 35 중량%이고, 상기 화학식 8, 화학식 9 및 상기 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 3 중량% 내지 25 중량%일 수 있다.
상기 화학식 11, 화학식 14, 화학식 15로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 25 중량%이고, 상기 화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%이고, 상기 화학식 16으로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 1 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 화학식 17로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 0.03 중량% 내지 5 중량%이고, 상기 화학식 18, 화학식 19 및 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%일 수 있다.
상기 액정 조성물의 회전 점도는 100 (mPa·s)이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, 상기 는 , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 X1 및 X2는 각각 독립적으로, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 Z는 단일 결합, 이중 결합, CF2CF2, OCF2 및 CF2O로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n +1O(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 R2는 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 OCnH2n +1n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 는, , , , , , , , , , , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 X3 및 X4는 각각 독립적으로, 수소, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 m은 1 내지 2이다.
상기 액정 표시 장치에서, 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정층에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 포함되어 있을 수 있다.
상기 액정 표시 장치에서, 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-5로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n +1O (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
상기 액정 표시 장치에서, 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1-6 내지 1-10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 1-10]
상기 액정 표시 장치에서, 상기 액정층은 하기 화학식 2 내지 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
[화학식 10]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
상기 액정 표시 장치에서, 상기 액정층은 하기 화학식 11 내지 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
[화학식 20]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
상기 액정 표시 장치에서, 상기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 10 중량% 내지 30 중량%이고, 상기 화학식 3, 화학식 6 및 화학식 7로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 3 중량% 내지 10 중량%이며, 상기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 10 중량% 내지 35 중량%이고, 상기 화학식 8, 화학식 9 및 상기 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 3 중량% 내지 25 중량%일 수 있다.
상기 액정 표시 장치에서, 상기 화학식 11, 화학식 14, 화학식 15로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 25 중량%이고, 상기 화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%이고, 상기 화학식 16으로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 1 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 화학식 17로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 0.03 중량% 내지 5 중량%이고, 상기 화학식 18, 화학식 19 및 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%일 수 있다.
상기 액정 표시 장치에서, 상기 액정층의 회전 점도는 100 (mPa·s) 이하일 수 있다.
상기 액정 표시 장치는, 상기 제1 기판에 위치하는 화소 전극 및 상기 제2 기판에 위치하는 공통 전극을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 기재에 따른 액정 조성물은 회전 점도를 감소시켰으며, 이러한 액정 조성물을 액정 표시 장치에 적용하는 경우 응답 속도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, 상기 는 , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 X1 및 X2는 각각 독립적으로, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 Z는 단일 결합, 이중 결합, CF2CF2, OCF2 및 CF2O로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
본 기재에서 설명하는 단일 결합 및 이중 결합은, 중간 물질 없이 서로 이웃하는 2개의 그룹이 직접 결합하는 형태를 의미한다.
상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n +1O (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 R2는 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 OCnH2n +1 (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 는, , , , , , , , , , , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 X3 및 X4는 각각 독립적으로, 수소, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 m은 1 내지 2이다.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 전체 액정 조성물에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 포함할 수 있다.
이때 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-5로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n +1O (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
또는 보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 하기 화학식 1-6 내지 1-10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 1-10]
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 최소 2개의 고리구조, 최대 3개의 고리가 연결된 구조를 갖는다. 따라서, 기존의 고리가 최소 3개, 최대 5개 연결된 구조를 갖는 액정 화합물에 비하여, 회전 점도를 낮출 수 있다. 여기서 상기 화학식 1의 에 포함되는 , , 및 와 같은 옥탄 고리는 하나의 고리로 취급한다.
회전 점도는 액정의 고속 응답에 영향을 미치는 물성으로, 액정 화합물의 길이가 길수록 회전 점도는 증가하는 경향을 보인다. 그러나 상기 화학식 1의 액정 화합물은 고리가 2개 또는 3개로 많지 않기 때문에 회전 점도가 낮으며, 이러한 낮은 회전 점도로 인해 액정층으로 적용시 액정의 고속 응답을 얻을 수 있다.
기존 액정 조성물에 포함되는 액정 화합물은 높은 유전율 이방성(Δε)을 확보하기 위해서, bicyclo[3,3,0]octane()과 같은 구조 옆에 페닐 등의 고리를 1 내지 3개 더 추가한다. 이 경우 분자의 길이가 길어지기 때문에 상전이온도(Tni)에서는 유리하지만, 회전 점도는 증가하게 된다. 상전이온도(Tni)는 액정 화합물들을 포함하는 액정 조성물이 액정 상태에서 액체 상태로 변하는 온도로, Tni가 높을수록 고온 환경에서도 액정 조성물의 성질을 유지할 수 있다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 화학식 1의 액정 화합물은, bicycle[3,3,0]octane 또는 이와 유사한 구조에 치환기를 치환하여 기존 구조 대비 동등한 수준의 유전율 이방성 및 Tni를 확보하면서도 회전 점도를 현저히 감소시킬 수 있다.
즉, 상기 , , 및 로 표시되는 구조와 같이 각 사이클로펜테인(Cyclopentane)과 사이클로펜텐(Cyclopentene)의 치환기 X1 및 X2가 치환되어, 높은 유전율 이방성을 가질 수 있다. 이때 “높은”의 의미는 유전율의 절대값이 크다는 것을 의미한다. 이때, 본 실시예에 따른 화학식 1의 액정 화합물은 음의 유전율 이방성을 가지기 때문에, 화학식 1의 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물은 수직 전계 모드에 적용 가능하다. 그러나, 수평 전계 모드를 갖는 액정 표시 장치에도 적용할 수 있다.
하기 비교예 1, 비교예 2의 액정 화합물과 화학식 1-6의 액정 화합물의 회전 점도를 비교하면 하기 표 1과 같다.
[비교예 1]
[비교예 2]
[화학식 1-6]
| 비교예 1 | 비교예 2 | 화학식 1-6 | |
| 회전 점도 (mPa·s) | 861.9 | 350 | 65.3 |
동일한 bicycle[3,3,0]octane 고리를 포함하는 비교예 1과 화학식 1-6의 액정 화합물을 비교하여 보면, 비교예 1의 액정 화합물은 bicycle[3,3,0]octane에 별도의 치환기가 포함되어 있지 않고, 전체 고리수는 3개이다. 그러나 화학식 1-6의 액정 화합물은 bicycle[3,3,0]octane이 각각 불소 치환기를 포함하며, 전체 고리수는 2개이다.
비교예 1의 액정 화합물과 화학식 1-6의 액정 화합물의 회전 점도를 비교하면, 비교예 1의 액정 화합물은 861.9 mPa·s이지만, 화학식 1-6의 액정 화합물은 65.3 mPa·s로 화학식 1-6의 액정 화합물이 10배 이상 회전 점도가 감소하였음을 확인할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1-6은 -C3H7, -OC2H5 의 말단 구조를 갖고, 이와 동일한 말단 구조를 갖는 비교예 2의 액정 화합물은 3개의 고리를 포함한다. 여기서 3개의 고리는 사이클로헥세인, 벤젠, 불소 치환기를 갖는 벤젠을 포함한다. 그러나 화학식 1-6의 액정 화합물은 불소 치환기를 갖는 bicycle[3,3,0]octane 및 불소 치환기를 갖는 벤젠 고리의 2개의 고리를 포함한다.
비교예 2의 액정 화합물과 화학식 1-6의 액정 화합물의 회전 점도를 비교하면 비교예 2의 액정 화합물은 350 mPa·s이지만, 화학식 1-6의 액정 화합물은 65.3 mPa·s로 화학식 1-6의 액정 화합물이 5배 이상 회전 점도가 작은 것을 확인할 수 있다.
또한 화학식 1-6 내지 1-10의 액정 화합물 각각에 대하여 굴절률 이방성(Δn), 유전율 이방성(Δε), 회전 점도(γ1) 및 Tni를 측정하고 하기 표 2에 나타내었다.
| 구조 | Δn | Δε | γ1 (mPa·s) |
Tni (°C) |
| [화학식 1-6] |
0.044 | -5.55 | 65.3 | 71 |
| [화학식 1-7] |
0.011 | -3.1 | 115.4 | 84.8 |
| [화학식 1-8] |
0.043 | -3.11 | 113 | 87.1 |
| [화학식 1-9] |
0.084 | -2.88 | 96.4 | 87.8 |
| [화학식 1-10] |
0.051 | -3.29 | 162.4 | 134.7 |
상기 표 2를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 화학식 1-6 내지 1-10의 액정 화합물은 낮은 회전 점도를 가지면서도, 굴절률 이방성이나 유전율 이방성, Tni의 물성은 양산에 사용되는 다른 액정 화합물과 유사한 수준을 유지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물에 포함되는 화학식 1의 액정 화합물은 기존 액정 화합물에 비하여 회전 점도가 낮다. 따라서 이러한 화학식 1의 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물을 액정 표시 장치에 적용하는 경우, 낮은 회전 점도로 인하여 액정 표시 장치의 응답 속도를 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 2 내지 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
[화학식 10]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5 이다.
이때, 상기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 10 중량% 내지 30 중량%이고, 상기 화학식 3, 화학식 6 및 화학식 7로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 3 중량% 내지 10 중량%이며, 상기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 10 중량% 내지 35 중량%이고, 상기 화학식 8, 화학식 9 및 상기 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 3 중량% 내지 25 중량%일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 11 내지 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
[화학식 20]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다.
이때, 상기 화학식 11, 화학식 14, 화학식 15로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 25 중량%이고, 상기 화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%이고, 상기 화학식 16으로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 1 중량% 내지 15 중량%이고, 상기 화학식 17로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 0.03 중량% 내지 5 중량%이고, 상기 화학식 18, 화학식 19 및 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물의 회전 점도는 100 (mPa·s)이하일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함함으로써, 기존의 액정 조성물 대비 동등 수준의 음의 유전율 이방성을 확보하면서도 회전 점도의 증가를 최소화 하여, 응답속도를 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물(실시예 1)과, 본 발명의 비교예에 따른 액정 조성물(비교예 3)을 하기 표 3(실시예 1) 및 표 4(비교예 3)와 같은 함량으로 제조하고 그 물성을 측정, 비교하였다.
| No . | 액정 화합물 | 중량% |
| 1 | 3~25 | |
| 2 | 3~25 | |
| 3 | 5~20 | |
| 4 | 5~25 | |
| 5 | 3~25 | |
| 6 | 5~30 | |
| 7 | 5~25 | |
| 8 | 10~30 | |
| 9 | 5~15 | |
| 10 | 5~30 | |
| 11 | 5~25 |
| No . | 액정 화합물 | 중량% |
| 1 | 3~25 | |
| 2 | 3~25 | |
| 3 | 5~20 | |
| 4 | 5~25 | |
| 5 | 3~25 | |
| 6 | 5~30 | |
| 7 | 5~25 | |
| 8 | 10~30 | |
| 9 | 5~15 | |
| 10 | 5~30 | |
| 11 | 5~25 |
상기 표 3과 같은 조성으로 제조한 실시예 1의 액정 조성물과, 상기 표 4와 같은 조성으로 제조한 비교예 3의 액정 조성물은 5번 액정 화합물의 구조식이 다른 것을 제외하고는 동일한 조성 및 함량을 가질 수 있다. 실시예 1의 5번 액정 화합물은 상기 화학식 1-6의 액정 화합물이고, 비교예 3의 5번 액정 화합물은 고리가 3개 존재하며 본 기재의 화학식 1에 포함되지 않는 액정 화합물이다.
상기 실시예 1 및 비교예 3의 조성을 갖는 액정 조성물에 대하여 물성을 측정하고 하기 표 5에 나타내었다. 측정한 물성은 굴절률 이방성(Δn), 유전율 이방성(Δε), 회전 점도(γ1) 및 Tni이다.
| Δn | Δε | γ1 (mPa·s) | Tni (°C) | |
| 실시예 1 | 0.105 | -3.12 | 94 | 75 |
| 비교예 3 | 0.106 | -3.13 | 124 | 74 |
상기 표 5를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 화학식 1-6으로 표시되는 액정 화합물을 포함하는 실시예 1의 액정 조성물은, 화학식 1-6 대신 구조의 화합물을 포함하는 비교예 3의 액정 조성물에 비하여 회전 점도가 낮다. 즉, 비교예 3의 액정 조성물의 회전 점도는 124이 mPa·s지만, 실시예 1의 액정 조성물의 회전 점도는 94 mPa·s로 약 30% 이상 감소하였음을 확인할 수 있다. 이러한 회전 점도의 감소는 액정 조성물을 액정 표시 장치에 적용하였을 때 응답속도를 향상시킨다.
또한, 상기 표 5에 나타난 바와 같이 실시예 1의 액정 조성물의 다른 물성은 비교예 3의 액정 조성물의 물성과 동등 또는 유사 수준이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 유전율 이방성이나 굴절률 이방성, Tni와 같은 기타 물성을 저하시키지 않으면서도 회전 점도만을 감소시킴을 확인할 수 있었다.
그러면 이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정층이 적용된 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
다만, 하기 설명하는 액정 표시 장치의 구조는 예시적인 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치의 경우 제한 없이 사용할 수 있음은 자명하다.
그러면, 도 1 및 도 2를 참고하여, 본 발명 액정 표시 장치의 하부 표시판 및 상부 표시판의 배치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제1 기판(110) 위에 게이트선(121)과 분압 기준 전압선(131)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다.
게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
분압 기준 전압선(131)은 제1 유지 전극(135, 136), 그리고 기준 전극(137)을 포함한다. 분압 기준 전압선(131)에 연결되어 있지는 않으나, 제2 부화소 전극(191b)과 중첩하는 제2 유지 전극(138, 139)이 위치한다.
게이트선(121) 및 분압 기준 전압선(131) 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c)를 포함하는 반도체층이 위치한다.
반도체층(154a, 154b, 154c) 위에는 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c)가 위치한다.
저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 데이터선(171)에 연결된 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b) 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
각각의 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극은 섬형 반도체와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이룬다.
상기 데이터 도전체 및 노출된 반도체층(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 제1 보호막(180p)이 위치한다.
제1 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 위치한다. 그러나 색필터(230)는 하부 표시판(100)에 형성되지 않고, 상부 표시판(200)에 형성될 수도 있다.
색필터(230)위에는 제2 보호막(180q)이 위치한다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q)에는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다. 제1 접촉 구멍(185a)을 통해 제1 드레인 전극(175a)과 후술하는 제1 부화소 전극(191a)이 연결되고, 제2 접촉 구멍(185b)을 통해 제2 드레인 전극(175b)과 후술하는 제2 부화소 전극(191b)이 연결된다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q), 그리고 게이트 절연막(140)에는 제3 접촉 구멍(185c)이 형성되어 있고, 제3 접촉 구멍(185c)은 연결 부재(195)가 덮고 있다. 연결 부재(195)는 제3 접촉 구멍(185c)을 통해 기준 전극(137)과 제3 드레인 전극(175c)을 전기적으로 연결한다.
제2 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 위치한다. 각 화소 전극(191)은 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121)을 중심으로 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수도 있다.
제1 부화소 전극(191a)은 가로 줄기부(193) 및 이와 직교하는 세로 줄기부(192)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)에 의해 4개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 각각 복수의 제1 미세 가지부(194a), 복수의 제2 미세 가지부(194b), 복수의 제3 미세 가지부(194c), 그리고 복수의 제4 미세 가지부(194d)를 포함한다.
제2 부화소 전극(191b)의 모양 또한 제1 부화소 전극(191a)과 유사하다. 유사한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이 때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기는 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기보다 크게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자(31)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(31)의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다. 화소 전극(191)위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다.
다음 상부 표시판(200)에 대하여 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고로 하면, 제1 기판(110)과 중첩하도록 제2 기판(210)이 위치하고, 액정층(3)과 제2 기판(210) 사이에 블랙 매트릭스(220)가 위치한다. 블랙 매트릭스(220)는 하부 표시판(100)의 데이터선(171)이 형성된 영역 및 트랜지스터 등이 형성된 영역과 대응하여 상부 표시판(200)에 위치한다.
액정층(3)과 블랙 매트릭스(220) 사이에 덮개막(250)이 위치한다. 그러나 덮개막(250)은 생략될 수 있다. 액정층(3)과 덮개막(250) 사이에 공통 전극(270)이 위치한다. 액정층(3)과 공통 전극(270) 사이에 상부 배향막(21)이 위치한다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)사이에는 액정층(3)이 위치한다. 이때 액정층(3)은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물을 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층(3)은 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, 상기 는 , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 X1 및 X2는 각각 독립적으로, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 Z는 단일 결합, 이중 결합, CF2CF2, OCF2 및 CF2O로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n +1 (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 R2는 수소, 불소, CF3, CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 OCnH2n +1 (n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 는, , , , , , , , , , , , 및 로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 X3 및 X4는 각각 독립적으로, 수소, 불소, CF3 및 CnH2n +1(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
상기 m은 1 내지 2이다.
이외 액정층(3)을 이루는 액정 조성물에 관한 설명은 앞서 설명한 내용과 동일하며, 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이상과 같이 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물을 액정층으로 포함하는 액정 표시 장치는, 액정층의 회전 점도가 기존에 비하여 낮고 따라서 액정 표시 장치의 응답속도를 개선할 수 있다.
[화학식 1]
다만 앞서 설명한 도 1 및 도 2의 구조에 따른 액정 표시 장치는 하나의 예시에 불과한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 수직 전계 모드 또는 수평 전계 모드의 액정 표시 장치에 다양하게 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.
100: 하부 표시판 11, 21: 배향막
110: 제1 기판 121: 게이트
131: 분압 기준 전압선 137: 기준 전극
140: 게이트 절연막 154: 반도체
171: 데이터선 191: 화소 전극
3: 액정층 270: 공통 전극
220: 블랙 매트릭스 250: 덮개막
270: 공통 전극 3: 액정층
110: 제1 기판 121: 게이트
131: 분압 기준 전압선 137: 기준 전극
140: 게이트 절연막 154: 반도체
171: 데이터선 191: 화소 전극
3: 액정층 270: 공통 전극
220: 블랙 매트릭스 250: 덮개막
270: 공통 전극 3: 액정층
Claims (19)
- 하기 화학식 1-1 내지 1-10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 액정 조성물:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 1-10]
.
상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n+1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n+1O(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 자연수이다. - 제1항에서,
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 포함되어 있는 액정 조성물. - 삭제
- 삭제
- 제1항에서,
상기 액정 조성물은 하기 화학식 2 내지 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함하는 액정 조성물:
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
[화학식 10]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다. - 제1항에서,
상기 액정 조성물은 하기 화학식 11 내지 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함하는 액정 조성물:
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
[화학식 20]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다. - 제5항에서,
상기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 10 중량% 내지 30 중량%이고,
상기 화학식 3, 화학식 6 및 화학식 7로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%이고,
상기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 3 중량% 내지 10 중량%이며,
상기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 10 중량% 내지 35 중량%이고,
상기 화학식 8, 화학식 9 및 상기 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 3 중량% 내지 25 중량%인 액정 조성물. - 제6항에서,
상기 화학식 11, 화학식 14, 화학식 15로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 25 중량%이고,
상기 화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%이고,
상기 화학식 16으로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 1 중량% 내지 15 중량%이고,
상기 화학식 17로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 0.03 중량% 내지 5 중량%이고,
상기 화학식 18, 화학식 19 및 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%인 액정 조성물. - 제1항에서,
상기 액정 조성물의 회전 점도는 100 (mPa·s)이하인 액정 조성물. - 제1 기판,
상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 그리고
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
상기 액정층은 하기 화학식 1-1 내지 1-10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 액정 표시 장치:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 1-10]
.
상기 R1은 수소, 불소, CF3, CnH2n+1(n은 1 내지 5의 자연수) 및 CnH2n+1O(n은 1 내지 5의 자연수)로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 n은 1 내지 5의 자연수이다. - 제10항에서,
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정층에 대하여 1 중량% 내지 20 중량% 포함되어 있는 액정 표시 장치. - 삭제
- 삭제
- 제10항에서,
상기 액정층은 하기 화학식 2 내지 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함하는 액정 표시 장치:
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
[화학식 9]
[화학식 10]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다. - 제10항에서,
상기 액정층은 하기 화학식 11 내지 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 액정 화합물을 더 포함하는 액정 표시 장치:
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
[화학식 20]
상기 X 및 Y는 각각 독립적으로 CnH2n +1이고, 상기 n은 1 내지 5의 자연수이다. - 제14항에서,
상기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 10 중량% 내지 30 중량%이고,
상기 화학식 3, 화학식 6 및 화학식 7로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%이고,
상기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 3 중량% 내지 10 중량%이며,
상기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 10 중량% 내지 35 중량%이고,
상기 화학식 8, 화학식 9 및 상기 화학식 10으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 3 중량% 내지 25 중량%인 액정 표시 장치. - 제15항에서,
상기 화학식 11, 화학식 14, 화학식 15로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 25 중량%이고,
상기 화학식 12 및 화학식 13으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%이고,
상기 화학식 16으로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 1 중량% 내지 15 중량%이고,
상기 화학식 17로 표시되는 액정 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 0.03 중량% 내지 5 중량%이고,
상기 화학식 18, 화학식 19 및 화학식 20으로 표시되는 액정 화합물의 각각의 함량은 전체 액정층에 대하여 5 중량% 내지 20 중량%인 액정 표시 장치. - 제10항에서,
상기 액정층의 회전 점도는 100 (mPa·s) 이하인 액정 표시 장치. - 제10항에서,
상기 제1 기판에 위치하는 화소 전극; 및
상기 제2 기판에 위치하는 공통 전극을 포함하는 액정 표시 장치.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160047577A KR102611212B1 (ko) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 |
| US15/490,392 US10214690B2 (en) | 2016-04-19 | 2017-04-18 | Liquid crystal composition and a liquid crystal display including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160047577A KR102611212B1 (ko) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170119773A KR20170119773A (ko) | 2017-10-30 |
| KR102611212B1 true KR102611212B1 (ko) | 2023-12-07 |
Family
ID=60037857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160047577A KR102611212B1 (ko) | 2016-04-19 | 2016-04-19 | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10214690B2 (ko) |
| KR (1) | KR102611212B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4098368B2 (ja) | 1997-02-13 | 2008-06-11 | チッソ株式会社 | ビシクロ〔１．１．１〕ペンタン構造を有する液晶性化合物、液晶組成物及び液晶表示素子 |
| CN103086843A (zh) | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 含有双环辛烷的液晶化合物及其制备方法与应用 |
| CN103254908A (zh) | 2013-05-07 | 2013-08-21 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 包含(3,3,0)双环辛烷类单体的正介电液晶混合物 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009533461A (ja) | 2006-04-19 | 2009-09-17 | テバ ファーマシューティカル インダストリーズ リミティド | ２−アザ−ビシクロ［３．３．０］−オクタン−３−カルボン酸誘導体の安定な医薬組成物 |
| JP2010531871A (ja) | 2007-07-03 | 2010-09-30 | アクテリオン ファーマシューティカルズ リミテッド | ３−アザ−ビシクロ［３．３．０］オクタン化合物 |
| DE102008035889A1 (de) | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallanzeige |
| JP5849798B2 (ja) | 2011-05-12 | 2016-02-03 | Jnc株式会社 | ビシクロ［３．３．０］オクタン−２，６−ジイルを有する化合物、液晶組成物および液晶表示素子 |
| JP5773177B2 (ja) | 2011-07-12 | 2015-09-02 | 日産化学工業株式会社 | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
| CN102875417B (zh) | 2012-09-24 | 2015-12-16 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 含有双环﹝3，3，0﹞辛烷的液晶化合物及其制备方法与应用 |
| CN103254909B (zh) | 2013-05-07 | 2015-07-01 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 包含双环辛烷的液晶组合物 |
-
2016
- 2016-04-19 KR KR1020160047577A patent/KR102611212B1/ko active IP Right Grant
-
2017
- 2017-04-18 US US15/490,392 patent/US10214690B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4098368B2 (ja) | 1997-02-13 | 2008-06-11 | チッソ株式会社 | ビシクロ〔１．１．１〕ペンタン構造を有する液晶性化合物、液晶組成物及び液晶表示素子 |
| CN103086843A (zh) | 2013-01-31 | 2013-05-08 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 含有双环辛烷的液晶化合物及其制备方法与应用 |
| CN103254908A (zh) | 2013-05-07 | 2013-08-21 | 石家庄诚志永华显示材料有限公司 | 包含(3,3,0)双环辛烷类单体的正介电液晶混合物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10214690B2 (en) | 2019-02-26 |
| KR20170119773A (ko) | 2017-10-30 |
| US20170298274A1 (en) | 2017-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6143146B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
| US10287501B2 (en) | Liquid crystal display element | |
| CN109212858B (zh) | 一种va型液晶显示器件 | |
| TWI472600B (zh) | Liquid crystal display element | |
| JP6164716B2 (ja) | 液晶表示素子 | |
| KR20150030526A (ko) | 액정 표시 장치 | |
| JP6670458B1 (ja) | 液晶表示素子 | |
| CN107267154B (zh) | 液晶组合物和包括该液晶组合物的液晶显示装置 | |
| KR102272215B1 (ko) | 액정 조성물, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
| KR20160098586A (ko) | 액정 조성물, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
| CN107615155B (zh) | 液晶组合物及使用其的液晶显示元件 | |
| KR102611212B1 (ko) | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 | |
| JP2016089166A (ja) | 液晶組成物およびこれを含む液晶表示装置 | |
| JP2022046830A (ja) | 液晶表示素子 | |
| KR20170008338A (ko) | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 | |
| KR102511837B1 (ko) | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 | |
| JP6697325B2 (ja) | 液晶組成物及び液晶表示装置 | |
| KR20170015800A (ko) | 액정 조성물 및 액정 표시 장치 | |
| US20160369167A1 (en) | Compound, liquid crystal composition including the same, and liquid crystal display device including the same | |
| US20170081587A1 (en) | Liquid crystal composition and liquid crystal display device including the same | |
| JP2017002290A (ja) | 液晶表示装置 | |
| JP2017222878A (ja) | 液晶表示素子 | |
| KR20080089731A (ko) | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 | |
| KR20070111783A (ko) | 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |