KR20010072373A - 삼안정 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20010072373A
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다까시 아마노
마이클 피. 케예스
스티븐 제이. 마틴
마르크 디. 라드클리프
패트리시아 엠. 사부
다니엘 씨. 스누스타드
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스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

삼안정 액정 표시 장치는 (a) 제1 및 제2 대향된 기판 중 하나 이상이 배향 코팅막을 갖고 각각 하나 또는 다수의 화소를 한정하도록 하나 이상의 전극을 갖는 제1 및 제2 대향된 기판; (b) 이들 기판 사이에 배치된 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 액정 조성물; 및 (c) 각각 편광 축을 갖고 하나의 편광 축이 액정 조성물의 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 중간상의 제로 필드 광학 축을 따라 배향된 한쌍의 직교 배치된 편광자를 포함하며, 기판은 액정 조성물의 배향을 제공하도록 배치되며, 액정 조성물은 하기 화학식 I로 표시될 수 있는 1종 이상의 키랄 액정 화합물을 포함한다.
<화학식 I>
R-M-N-(P)b-OCH2C*HF-CH2O(CH2)aRf
상기 식에서,
M, N 및 P는 독립적으로 방향족, 헤테로방향족, 지환족, 헤테로지환족, 치환된 방향족, 치환된 헤테로방향족, 치환된 지환족 및 치환된 헤테로지환족 고리로 이루어진 군에서 선택되며, 각각의 고리는 융합되거나 비융합되고, 공유결합 또는 유기 연결기에 의해 서로 연결되고;
R은 알킬, 알케닐, 알콕시 또는 알콕시 알킬렌이고;
*는 키랄 중심을 나타내고;
a는 0 또는 1의 정수이고;
b는 0 또는 1의 정수이고;
Rf는 퍼플루오로에테르기이다.

Description

삼안정 액정 표시 장치 {Tristable Liquid Crystal Display Device}
액정을 사용하는 장치는 다양한 전기광학 용도, 특히 에너지 효율적이고 전압 제어성인 소형의 광 밸브를 필요로 하는 장치, 예컨대 시계 및 계산기 표시 장치는 물론, 휴대용 컴퓨터 및 소형 텔레비젼에 존재하는 평판 표시 장치에 사용되어 왔다. 액정 표시 장치는 낮은 전압 및 낮은 작동 동력을 비롯한 여러가지 독특한 특징을 갖는데, 이로 인해 액정 표시 장치는 현재 이용 가능한 비방출성 전기광학 표시 장치 후보들 중 가장 유망한 것이다.
액정 분야에서의 최근의 진전은 마이크로초 스위칭 및 쌍안정(bistable) 작동을 제공하는 장치에서 강유전성 액정이라 불리는 부류 중 하나인 경사(tilted) 키랄 스멕틱 액정의 사용이다. 강유전성 액정은 메이어(R. B. Meyer) 등(문헌[J. Physique36, 1-69(1975)])에 의해 발견되었다. "표면-안정화된 강유전성 액정"(SSFLC)을 사용하는 고속 광학 스위칭 현상은 클락(N. A. Clark) 등에 의해 강유전성 액정에서 발견되었다(문헌[Appl. Phys. Lett.36, 899] 및 미국 특허 제4,367,924호).
많은 새로운 강유전성 액정이 개발되었으며 이들의 스위칭 특징이 광범위하게 시험되었다. 이들 물질을 사용하는 장치는 빠른 응답 속도 및 넓은 시야각을 나타내지만, SSFLC 장치를 개발하는 데는 많은 문제가 있다. 이러한 문제로는 불충분한 임계 특징, 불만족스러운 대비(세브론(chevron) 결함) 및 배향을 제어하는 데 있어서의 어려움으로 인한 불충분한 쌍안정이 있다.
보다 최근에, 경사 키랄 스멕틱 액정의 다른 부류인 반강유전성 액정(AFLC)이 개발되었다. 반강유전성 액정은 강유전성 액정 장치에 사용되는 경사 키랄 스멕틱 C 상(Sc*상) 외에 키랄 스멕틱 CA상(SCA*상)에서 스위칭 가능하다.
반강유전성 액정을 사용하는 장치는 문헌 [Chandani et al., Japan J. of Applied Physics27(5), L729-732(1988)]에 기술되어 있다. 이러한 장치에 사용된 반강유전성 액정은 세 가지의 안정한 상태를 나타내는데, 전기장의 영향하에서의 두 가지의 안정한 상태 및 전기장 부재시의 세번째 반강유전성 상태이다. 반강유전성 액정은 뚜렷한 임계 및 구동된 상태 중 하나에서 기억 효과를 허용하는 이중 히스테리시스를 가짐을 특징으로 한다. 반강유전성 액정은 쉽게 스위칭될 수 있으며, 결함이 거의 없고 배향의 회복을 허용하는 장치를 제공한다.
전기장이 인가되지 않은 AFLC 장치에서, AFLC 조성물은 많은 스멕틱 층들을 포함하는 층상의 구조를 가지며, 각 층의 분자는 인접한 층의 분자와 반대 방향으로 경사를 이루고 있어 액정 조성물은 순(net) 편광을 갖지 않는다. 교류 분자 방향자에 의해서도 스멕틱 층에 수직인 층에 평행한 균일한 광학 축이 생긴다. 편광자의 편광 축 중 하나가 조성물의 균일한 광학 축을 따라 배향되도록 한쌍의 교차편광자 사이에 장치가 위치되면, 장치는 어두운 상태를 나타낸다. 전기장이 인가되면, 액정은 자발 편광이 전기장을 따라 배향되도록 배향되어 전기장의 극성에 따라 두 가지의 밝은 상태 중 하나가 된다. 삼안정(tristable) 스위칭 거동도 비틀린 강유전성 및 변형된 나선 장치에서 관찰되었다.
종래 기술의 AFLC 장치가 삼안정 스위칭을 제공하였지만, 당업계에는 삼안정 스위칭, 계조 표시(그레이 스케일(grey scale)), 임계 제어, 히스테리시스 제어 및 빠른 응답 시간을 제공할 수 있고, 소형 및 대형 표시 장치에 사용될 수 있는 액정 표시 장치가 필요하다. 이외에, 당업계에는 편광, 임계 전압 제어 및 대비에 관하여 종래 기술의 한계를 극복하는 액정 표시 장치가 필요하다.
발명의 요약
하기 화학식 I의 키랄 액정 화합물은 놀랍게도 삼안정 스위칭 거동을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 간단하게 한 측면에서, 본 발명은 (a) 제1 및 제2 대향된 기판 중 하나 이상이 배향 코팅막을 갖고 각각 하나 또는 다수의 화소를 한정하도록 하나 이상의 전극을 갖는 제1 및 제2 대향된 기판; (b) 이들 기판 사이에 배치된 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 액정 조성물; 및 (c) 각각 편광(또는 광투과) 축을 갖고 하나의 편광 축이 액정 조성물의 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 중간상의 제로 필드 광학 축을 따라 배향된 한쌍의 직교 배치된 편광자를 포함하며, 기판은 액정 조성물의 배향을 제공하도록 배치되며, 액정 조성물은 하기 화학식 I로 표시될 수 있는 1종 이상의 키랄 액정 화합물을 포함하는 삼안정 액정 표시 장치를 제공한다.
R-M-N-(P)b-OCH2C*HF-CH2O(CH2)aRf
상기 식에서,
M, N 및 P는 독립적으로, 방향족, 헤테로방향족, 지환족, 헤테로지환족, 치환된 방향족, 치환된 헤테로방향족, 치환된 지환족 및 치환된 헤테로지환족 고리로 이루어진 군에서 선택되며, 각각의 고리는 융합되거나 비융합되고, 공유결합 또는 유기 연결기(임의로 하나 이상의 헤테로원자를 함유할 수 있음)에 의해 서로 연결되고;
R은 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 또는 알콕시 알킬렌기이고;
*는 키랄 중심을 나타내고;
a는 0 또는 1의 정수이고;
b는 0 또는 1의 정수이고;
Rf는 퍼플루오로에테르기이다.
바람직하게는, M, N 및 P는 각각 독립적으로 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 식에서,
하나 이상의 고리 수소 원자는 불소 원자로 대체될 수 있고;
R은 탄소수가 약 4 내지 약 12이고;
Rf는 화학식 (CxF2xO)zCyF2y+1(식 중, x는 각각의 (CxF2xO)에 있어서 독립적으로1 내지 약 10의 정수이고, y는 1 내지 약 10의 정수이고, z는 1 내지 약 4의 정수, 더욱 바람직하게는 2 또는 3의 정수임)로 표시될 수 있다.
Rf는 바람직하게는 탄소수가 약 5 내지 약 16이다.
본 발명의 액정 표시 장치는 삼안정 스위칭, 계조 표시(그레이 스케일), 임계 제어, 히스테리시스 제어 및 빠른 응답 시간을 제공할 수 있다. 이 장치는 수동 또는 능동 매트릭스 장치일 수 있고, 소형 및 대형 표시 장치 모두에 사용될 수 있다. 게다가, 종래 기술의 장치에 비하여, 본 발명의 장치는 개선된 편광 특성, 개선된 임계 전압 제어 및 개선된 대비를 나타낸다.
다른 측면에서, 본 발명은 또한 전술한 액정 조성물을 포함하는 본 발명의 액정 표시 장치에 액정 조성물의 제로 필드 광학 축을 제로 필드 상태(예컨대, 반강유전성 상태)로부터 강유전성 상태로 이동시키기에 충분한 전압을 인가하여 제로 필드 광학 축에 순 경사를 생성하는 단계를 포함하는, 삼안정 액정 표시 장치의 구동 방법을 제공한다.
본 발명은 액정 표시 장치 및 이 장치의 구동 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 특징, 측면 및 이점은 하기 설명, 첨부된 청구의 범위 및 수반된 도면을 보면 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 액정 표시 장치의 실시양태의 횡단면도이다.
도 2는 양의 기억 여유도(Memory margin)를 갖는 본 발명의 액정 장치의 실시양태의 전기광학 응답(이중 히스테리시스)을 도시한다.
도 3은 음의 기억 여유도를 갖는 본 발명의 액정 장치의 실시양태의 전기광학 응답(이중 히스테리시스)을 도시한다.
이상화된 이들 도면은 일정한 비율로 축소하여 그려진 것이며, 단순히 예시를 위한 것이며 비제한적이다.
도 1에 대하여, 본 발명의 삼안정 액정 표시 장치의 실시양태 (1)은 하나 이상은 광학적으로 투명한, 대향하는 두 기판 (2) 및 (2')을 포함한다. 대향 표면(서로 대면하는 내부 표면)은, 바람직한 패턴의 화소를 생성하는 배치로 탑재되고, 적어도 하나는 투명한 전도성 전극 (3) 및 (3')을 가진다.
기판 (2) 및 (2')은 당업계에 액정 표시 장치용 기판으로서 유용하다고 알려진 임의의 물질, 예컨대 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 전극 (3) 및 (3')은 임의의 전도성 물질, 예컨대 인듐 주석 산화물(ITO)로 이루어질 수 있고, 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 기판의 표면에 도포될 수 있다. 따라서, 기판은 SnO2, InO3또는 ITO의 필름으로 코팅되어 전극 (3) 및 (3')을 형성할 수 있다.
기판 (2) 및 (2'), 및 전극은 당업계에 공지된 임의의 유용한 배향 조성물을 포함할 수 있는 배향 코팅막 (4) 및 (4')을 갖는다. 두 코팅막은 동일하거나 상이할 수 있다. 배향 코팅막을 제조하는 데 사용하기에 적합한 물질로는 폴리비닐 알콜, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에스테르-이미드, 폴리파라크실릴렌, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리실록산, 셀룰로즈 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 아크릴 수지 등 및 이들의 혼합물이 있다. 배향 코팅막 (4) 및 (4')의 표면은, 예를 들어 표면을 벨벳, 천 또는 종이와 같은 섬유상 물질로 러빙(rubbing)시킴으로써, 바람직한 정해진(단축) 배향 처리할 수 있다.
기판 (2) 및 (2')은 배향 상태, 특히 초기 배향 상태를 적당히 조절하기 위하여 상이한 배향 처리를 할 수 있다. 예를 들어, 기판 중 하나에는 러빙 처리된 배향 코팅막이 제공될 수 있고, 다른 하나에는 러빙시키고(거나) 러빙-처리된 배향 코팅막과는 상이한 조성물을 포함하는 배향 코팅막이 제공될 수 있다.
본 발명의 액정 장치는 바람직하게는 장치의 삼안정 스위칭 특성을 최적화하기에 충분한 두께의 하나 이상의 배향 코팅막을 갖는다. 코팅막은 우수한 구동 특징, 높은 신뢰성 및 넓은 온도 범위에서의 구동 안정을 제공하기 위하여, 바람직하게는 두께가 약 50 내지 약 5000옹스트롬, 더 바람직하게는 약 50 내지 약 2500옹스트롬이다.
바람직하게는, 본 발명의 장치의 배향 코팅막 중 하나는 폴리이미드 또는 폴리아미드(예컨대, 나일론) 필름을 포함한다. 필름은 일반적으로 기판의 표면에 폴리암산(폴리이미드 전구체) 또는 폴리아미드 용액을 도포시키고, 도포된 코팅 층을 가열한 다음, 생성된 배향 코팅막을 러빙 처리함으로써 제조될 수 있다. 경우에 따라, 본 발명의 장치는, 예컨대 EP 755993호(Canon) 및 미국 특허 제5,377,033호(Radcliffe)에 기술된 것과 같은 배향 처리를 사용할 수 있다. 본 발명의 장치는 임의로 절연층(도 1에 도시되지 않음)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 배향 코팅막 (4) 및 (4')을 갖는 기판 (2) 및 (2')은 배향 코팅막을 따라 기판들 사이에 생성된 공간에 함유된 액정 조성물 (6)이 배향될 수 있는 고정된 거리("셀 간격")에서 간격판(spacer) (5)에 의해 분리된다. 셀 간격은 장치가 삼안정 스위칭을 나타내도록 일반적으로 약 10 μ이하, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5 μ일 수 있다.
기판 (2) 및 (2')의 외부 표면에, 직교 배치된 편광자 (7) 및 (7')이 고정되어 있고, 이들은 각각 편광(또는 광투과) 축을 갖는다. 편광자는 액정 표시 장치에 유용하다고 당업계에 알려진 임의의 디자인 및 물질로 이루어질 수 있다. 편광자 중 하나의 편광 축은 액정 조성물 (6)의 경사 또는 유도 경사 스멕틱 중간상의 제로 필드 광학 축을 따라 배향된다.
본 발명의 장치의 액정 조성물에 사용하기에 적합한 상기 화학식 I의 액정 화합물 및 그의 제조방법 및 SSFLC 장치에서의 그의 용도는, 예를 들어 미국 특허 제5,474,705호(Janulis et al.) 및 제5,702,637호(Johnson et al.) 및 1997년 11월 6일에 출원된 미국 특허 출원 제08/965,348호(Johnson et al.)에 기술되었다. 이들 키랄 경사 스멕틱 화합물(또는 키랄 잠재 경사 스멕틱 화합물)은 단독으로 사용되거나 또는 자신과의 혼합물 및(또는) 다른 액정 화합물과의 혼합물로 사용될 수 있다. (잠재 스멕틱 액정 화합물은 단독으로는 특정 스멕틱 중간상(들), 예컨대 경사 스멕틱 중간상(들)을 나타낼 수 없지만, 스멕틱 중간상을 갖는 화합물과의 혼합물 또는 잠재 스멕틱 중간상을 갖는 다른 화합물과의 혼합물일 경우에는 적당한 조건하에서 스멕틱 중간상을 전개하거나 나타내는 것이다.)
키랄 경사 스멕틱 화합물의 바람직한 부류는 하기 화학식 II로 표시될 수 있다.
상기 식에서,
하나 이상의 고리 수소 원자는 불소 원자로 대체될 수 있고;
R, a 및 Rf는 화학식 I에서 전술한 바와 같다.
바람직한 키랄 경사 스멕틱 액정 화합물로는 하기 화학식으로 표시될 수 있는 것이 있다.
각 화합물에 대하여 오직 하나의 광학 이성질체만을 나타내었지만, R- 또는 S- 이성질체가 본 발명의 장치의 액정 조성물에 사용될 수 있다.
화학식 I 및 II의 키랄 경사 스멕틱 화합물과의 혼합물에 사용하기에 적합한 화합물로는 키랄 및 비키랄(바람직하게는 비키랄) 불소화 스멕틱(또는 잠재 스멕틱) 액정 화합물이 있으며, 이 화합물은 임의로 하나 이상의 현수선 에테르 산소 원자를 포함하는 불소화합물 말단 부분; 탄화수소 또는 탄화수소 에테르 말단 부분; 및 이 말단 부분과 연결된 중심 코어를 포함한다. 일반적으로, 이러한 화합물은 방향족, 헤테로방향족, 지환족, 헤테로지환족, 치환된 방향족, 치환된 헤테로방향족, 치환된 헤테로지환족 및 치환된 지환족 고리(이들 고리는 공유 결합 또는 유기 연결기에 의해 서로 연결됨)로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된 하나 또는 둘 이상의 고리로 이루어진 중심 코어를 갖는다. 이러한 화합물 및 이들의 제조 방법은 예컨대 미국 특허 제5,262,082호(Janulis), 제5,437,812호(Janulis), 제5,474,705호(Janulis), 제5,482,650호(Janulis) 및 제5,658,491호(Kistner)에 기술되어 있다. 바람직하게는, 화합물의 불소화합물 말단 부분은 탄소수가 약 6 내지 약 16이다.
전술한 화학식 I 및 II의 키랄 경사 스멕틱 액정 화합물과의 혼합물에 사용하기에 바람직한 부류의 화합물은 하기 화학식 III의 비키랄 액정 화합물이다.
상기 식에서,
d는 약 4 내지 약 12의 정수이고;
w는 0 또는 1의 정수이고;
x는 각각의 (CxF2xO)에 대하여 독립적으로 1 내지 약 10의 정수이고;
y는 1 내지 약 6의 정수이고;
z는 1 내지 약 4의 정수이다.
화학식 I 및 II의 전술한 키랄 경사 스멕틱 액정 화합물과의 혼합물에 사용하기에 바람직한 비키랄 화합물로는 다음과 같은 것이 있다.
전술한 액정 조성물을 함유하는 본 발명의 장치는 수동 또는 능동 매트릭스 표시 장치에 의해 구동될 수 있다. 전형적인 액정 표시 장치는 두 개의 편광자, 두 개의 투명 기판, 화소를 한정하는 스위칭 소자 또는 전극, 및 화소의 행렬을 어드레스(address)하는 구동자 집적 회로(IC)로 구성된다. 행렬은 전도성 물질의 스트립으로 구성될 수 있다.
수동 매트릭스 표시 장치에서, 화소-매트릭스 소자는 두 대향 기판의 내부 표면에서 투명한 전도체 물질, 예컨대 인듐 주석 산화물(ITO)의 행렬의 교차 면적에 의해 정해질 수 있다. 이들 화소-매트릭스 소자 사이에 배치된 액정 조성물을스위칭하거나 어드레스하기 위하여, 적당한 행렬에 전하가 인가되어 액정 물질의 배향을 변화시킨다(즉, 어두운 화소로부터 밝은 화소로 변화시킴). 수동 매트릭스 표시 장치는 문헌 [Peter J. Collings,Liquid Crystals: Nature's Delicate Phase of Matter, pp. 100-103, Princeton University Press, Princeton, N. J(1990); Peter J. Collings, Michael Hird,Introduction to Liquid Crystals Chemistry and Physics, pp. 271-285, Taylor and Fransis Ltd., London(1997)] 등에 기술되어 있다.
수동 매트릭스 표시 장치(예: 구동 파형에 의해 초래되는 누화)의 한계를 개선하기 위하여, 능동 매트릭스 표시 장치가 개발되었다. 능동 매트릭스 표시 장치는 전형적으로 유리 기판에 각 화소 소자를 간접적으로 어드레스하는 박막 트랜지스터(TFT) 또는 다이오드 어레이(diode array)를 갖는다. TFT는 무정형 규소(a-Si) 또는 다결정질 규소(p-Si)를 포함할 수 있거나 또는 CMOS(상보형 금속 산화물 반도체) 규소계 장치와 같은 단결정 반도체 장치를 포함할 수 있다. TFT는 표시 장치에서 하나의 화소 소자를 다른 것과 전기적으로 단리시키고, 부분 활성 화소의 문제를 없앤다. TFT는 간단히 스위치로 간주될 수 있는데, (on)을 선택하면 그를 통해 전하가 흐르고, (off)를 선택하면, 전하의 흐름을 방지하거나 적어도 억제하는 차단벽으로서 작용한다. TFT의 열이 어드레스될 때, 게이트 라인이 활성화되고, "스위치"가 켜져서, 전하가 행으로부터 화소로 흐르고 영상을 프레임 사이클에 맞춘다. 일단 열이 어드레스되면, 게이트 라인이 역 바이어스되어(스위치가 꺼짐) 행으로부터 화소 요소로 전하가 통과할 수 없다. 따라서, 화소는 이제 표시 장치의나머지가 어드레스됨에 따라 단리된다. 능동 매트릭스 어레이는, 예를 들어 콜링스의 상기 문헌 및 미국 특허 제5,631,752호(Tonaka)에 기술되어 있다.
본 발명의 장치에 사용된 전술한 액정 조성물은 우수한 임계 전압 특징을 나타낸다. 임계 전압은 장치의 투과에 상당한 변화, 예컨대 어두운(제로 투과에 가까운) 상태로부터 밝은(고비율의 투과) 상태로의 변화 또는 그 반대를 일으키도록 전압이 점차 증가 또는 감소됨에 따라 특정 비율의 투과가 일어나도록 장치에 인가되어야 하는 전압이다. 액정 조성물은 어두운 상태로부터 밝은 상태로의 투과 변화를 제공하기 위하여 전압을 증가시킬 때 각각 10% 및 90% 투과 수준을 얻는 데 필요한 전압인 임계 전압 값 V10(+) 및 V90(+)을 사용하여 평가될 수 있다. 임계 전압 값 V'10(+) 및 V'90(+)은 밝은 상태로부터 어두운 상태로의 투과 변화를 제공하기 위하여 전압을 감소시킬 때 10% 및 90% 투과를 얻는데 필요한 전압이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 조성물의 스위칭 특성의 보다 장치-비의존성 평가를 얻기 위해서는, 액정 조성물을 전압의 함수로서가 아니라 전기장 E의 함수로서 평가하는 것이 종종 더 편리하다. 따라서, V10(+) 등과 관련있는 E10(+), E90(+), E'10(+) 및 E'90(+)의 값은 다음과 같은 식에서 구할 수 있다:
바람직하게는, 본 발명의 장치에 사용된 액정 조성물은 10V/μ 미만, 더 바람직하게는 5V/μ 미만, 가장 바람직하게는 1V/μ 미만의 임계 E10값을 나타낸다.
히스테리시스는 액정 조성물에 의해 나타날 수 있는 특징으로서, 인가된 전압 또는 전기장이 증가하든지 감소하든지에 따라 조성물의 관찰된 투과율은 상이한 값을 취한다. 전압 또는 전기장이 적당한 범위에 걸쳐 순환되면, 투과율의 플롯은 폐루프를 형성한다. 전기장 히스테리시스 값 Ehyst 90(+)은 E90(+)과 E'90(+) 값 사이의 전기장 차이이다.
본 발명의 장치에 사용되는 많은 액정 조성물은 히스테리시스를 나타낸다. 조성물에 의해 나타난 히스테리시스는 특히 삼안정 스위칭 표시 장치에 매우 적합하다. 비교적 높은 히스테리시스를 갖는 조성물에 있어서(예컨대, 도 2에서와 같이), 조성물을 함유하는 장치의 투과율은 전압이 적게 변함에 따라(특히 온도 변화에 따라) 크게 변할 수 있고, 조성물을 그레이 스케일을 얻기에 덜 적합하게 만든다.
액정 조성물의 기억 여유도(M)는 그의 히스테리시스 및 그의 임계 특징에 의해 결정된다. 일반적으로 히스테리시스가 크고 임계 특징이 경사가 클수록, 기억 여유도가 더 크다. 기억 여유도는 큰 히스테리시스를 갖는 액정 장치가 나타내는 쌍안정에 상응한다. 기억 여유도는 다음과 같이 계산될 수 있다:
상기 식에서,
E10은 전기장이 0볼트/μ로부터 증가할 때 액정 조성물이 10%의 투과율을 나타내는 전기장이고,
E90은 전기장이 0볼트/μ로부터 증가할 때 액정 조성물이 90%의 투과율을 나타내는 전기장이고,
E'90은 전기장이 100%의 투과율에서의 값으로부터 감소할 때 액정 조성물이 90%의 투과율을 나타내는 전기장이다.
전기장이 0볼트/μ일 때 투과율은 0%이고, 전기장이 최대일 때 투과율은 100%이다.
액정 조성물이 작은 히스테리시스, 비교적 편평한 전압/투과율 경사 및 낮은 임계 전압을 나타내면, 그의 기억 여유도는 도 3에 나타난 바와 같이 -1에 근접한다. 조성물이 히스테리시스를 나타내지 않으면, 그의 기억 여유도는 -1이다. 음의 기억 여유도를 갖는 액정 조성물은 능동 매트릭스/그레이 스케일 장치에 특히 유용하다. 조성물이 전기장/투과율 곡선에서 비교적 가파른 경사를 나타내고(나타내거나) 그의 히스테리시스가 크면, 그의 기억 여유도는 도 2에 나타난 바와 같이 양의 값을 갖는다. 양의 기억 여유도를 갖는 액정 조성물은 수동 매트릭스 삼안정 장치에 특히 유용하다.
특히 흥미로운 것은 액정 장치의 "V형" 삼안정 스위칭이다. 이는, 예컨대 문헌[S. Inui et al., J. Mater. Chem.6(4), 671-673(1996)]에 기술되어 있으며, 능동 매트릭스 또는 박막 트랜지스터 장치에서의 사용이 제안된 임계없는 무히스테리시스 스위칭에 관한 것이다. 본 발명의 장치에 사용된 많은 조성물은 매우 낮은 임계값 및 낮은 히스테리시스 스위칭을 나타내며, 이누이(Inui)에 의해 기술된 이상적인 "V형" 스위칭에 가깝다.
본 발명의 장치에 사용된 액정 조성물의 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 중간상의 자발 편광값 Ps는 일반적으로 장치의 작동 온도 범위에서 약 250 nC/㎠ 미만일 수 있다. 액정 조성물의 편광은 적당한 Ps값을 갖는 키랄 액정 화합물의 선택에 의해 또는 키랄 액정 화합물을 1종 이상의 키랄 또는 비키랄 액정 화합물과 혼합하여 조성물의 편광을 적당히 제어함으로써 제어될 수 있다. 삼안정 액정 장치에 사용하기 위하여, 조성물의 편광은 장치의 작동 온도 범위(바람직하게는 약 30℃)에서 바람직하게는 약 100 nC/㎠ 미만, 보다 바람직하게는 약 75 nC/㎠ 미만, 가장 바람직하게는 약 50 nC/㎠ 미만이다.
액정 표시 장치의 가장 중요한 특징 중 하나는 그의 응답 시간, 즉, 장치가 꺼짐(어두운) 상태에서 켜짐(밝은) 상태로, 그리고 다시 꺼짐(어두운) 상태로 스위칭되는데 걸리는 시간이다. 강유전성 또는 반강유전성 장치에서, 응답 시간()은 장치내에 함유된 액정 조성물의 회전 점도(η)에 비례하고, 또한 조성물의 경사 또는 유도 경사 스멕틱 중간상의 원뿔 경사각(Θ)의 사인 제곱에 비례하고, 조성물의 편광값(Ps) 및 인가된 전기장(E)에 반비례한다. 따라서, 바람직하게 낮은 편광값을 갖는 조성물의 경우, 낮은 점도를 갖는 조성물을 사용하여 빠른 응답 시간이 얻어질 수 있다.
제로 필드 광학 축(수직 층)이 장치의 교차 편광자 중 하나의 편광 축에 평행하도록 장치의 액정 조성물이 배향되면, 장치의 투과율은 하기에 나타낸 일반적인 투과율 방정식을 따르며, 삼안정 스위칭은 전기장의 인가하에 일어난다:
상기 식에서,
I0은 평행한 편광자를 통한 투과율이고,
Θ은 액정 조성물의 원뿔 경사각이고,
Δn은 액정 조성물의 복굴절률이고,
d는 장치 간격(셀 간격)이고,
λ는 사용된 빛의 파장이다.
최대 투과율은 sin2(2Θ) 및 sin2(πΔnd/λ)가 모두 최대일 때(각 항은 1과 같음) 얻어진다. 첫번째 항은 장치내의 액정 조성물이 45도의 원뿔 경사각을 가질 때 최대이므로, 45도에 가까운 원뿔 경사각을 갖는 (또는 다른 액정 화합물과 혼합되어 45도에 가까운 원뿔 경사각을 갖는 조성물을 형성할 수 있는) 액정 조성물이 당업계에 매우 바람직하다.
본 발명의 장치의 액정 조성물에 사용된 키랄 경사 스멕틱 화합물은 다른 액정 화합물, 바람직하게는 예를 들어 미국 특허 제4,886,619호(Janulis), 제5,082,587호(Janulis) 및 제5,262,082호(Janulis et al.,)에 기술된 것과 같은 불소화 말단 부분을 갖는 화합물과의 혼합물에 사용될 때 다수의 바람직한 특성을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 장치의 화합물은 이러한 바람직한 액정 화합물과 혼합될 때 우수한 상용성을 나타내고, 생성된 혼합물의 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 온도 범위에 유리한 효과 또는 단지 최소의 불리한 효과를 나타내고(고농도로 존재할지라도), 층 간격을 조절할 수 있고, 본 발명의 장치에 사용될 때 빠른 전기 응답 시간, 낮은 편광값 및 낮은 점도를 갖는 삼안정 혼합물을 제공한다.
액정 조성물의 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 중간상은 전기장의 부재하에 경사진 액정 분자의 층을 포함한다. 스멕틱 A 중간상은 정상적으로 경사지지 않으나, 본 발명의 장치에 사용되는 일부 액정 화합물의 경우 경사는 전기장의 인가에 의해 유도될 수 있고, 삼안정 스위칭이 관찰될 수 있다. 스멕틱 A 중간상에서 삼안정 스위칭을 나타내는 장치는 일반적으로 히스테리시스가 거의 없거나 전혀 없고 전이가 날카롭지 않음을 특징으로 하는 전기장/투과율 곡선을 갖는다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기 실시예에 의해 추가로 설명되지만, 이들 실시예에 언급된 특정 물질 및 그의 양, 및 다른 조건 및 상세한 내용은 본 발명을 과도하게 한정하는 것으로 생각되어서는 안된다.
하기 실시예에서, 임의의 온도는 섭씨도이고, 임의의 부 및 비율은 달리 지정하지 않는한 중량 기준이다. 시중에서 입수할 수 있는 물질은 당업자에게 널리 알려진 반응 경로에 의해 화학적으로 변형되었다. 화학적 변형은 전구체 화합물을 제공하기 위하여 불소 함유 및 불소 비함유 시약을 사용하여 아실화, 에스테르화, 에테르화, 알킬화 및 이들의 조합으로 이루어지고, 전구체 화합물은 함께 반응하여 본 발명의 장치에 사용된 액정 화합물을 수득하였다.
본 발명의 장치에 사용하기 위해 제조된 화합물은 융점 또는 비점을 특징으로 하고, 구조는 하나 이상의 하기 분석 방법을 사용함으로써 확인하였다: 크로마토그래피;13C-,1H- 및19F-NMR; 적외선 및 질량 분광법.
실시예 1 내지 22 및 비교예 A 및 B
다음과 같은 방식으로 액정 표시 장치를 제조하고 평가하였다.
정해진 패턴을 갖는 ITO 필름이 제공된 유리판에 포름산 중의 나일론-6,6의 0.5중량% 용액을 방사 코팅에 의해 도포한 후, 건조시키고, 생성된 나일론 필름을 400옹스트롬 두께의 배향 조절 층을 형성하도록 문질러서 배향 처리하였다. 정해진 패턴을 갖는 ITO 필름이 제공된 다른 유리판에, 테크니글라스(Techniglas™) GR651L과 같은 폴리실록산의 용액을 방사 코팅에 의해 도포한 후, 고온 경화하여 200옹스트롬 두께의 배향 조절 층을 형성하였다. 두 간격판(평균 크기 2μ)을 유리판 중 하나위에 놓고, 판을 합쳐 2.3μ의 셀 간격을 갖는 블랭크(blank) 셀을 제공하였다.
다수의 블랭크 셀을 상기 방식으로 제조하고, 표 1에 나타낸 액정 조성물로 질소 분위기하에 조성물의 등명점(스멕틱 상 온도에 등방성임)의 약 5℃ 위에서 충전하였다. 액정 조성물을 셀의 개구에 위치시키고, 셀을 실온의 오븐에 위치시켰다. 오븐을 진공 펌프에 의해 배기시키고 질소로 수차례 다시 충전하였다. 오븐 온도를 질소 분위기하에 등명점 5도 위로 상승시켰다. 셀을 모세관 작용에 의해 충전시키기에 충분한 시간인 약 15 내지 30분 동안 셀을 이 온도에서 방치한 다음, 등명점에 따라 약 3 내지 4시간에 걸쳐 오븐에서 실온으로 자연스럽게 냉각시켰다.임의의 과량의 액정 조성물을 면봉을 사용하여 각 셀로부터 닦아내고, 셀의 개구를 시중에서 입수할 수 있는 5분 에폭시를 사용하여 밀봉하였다. 은 코팅된 납 전선을 인듐:주석 땜납을 사용하여 셀의 ITO 접촉 패드에 부착시켰다.
각 셀의 개구를 고온 단계에 위치시켜 빛을 투과시켰다. 고온 단계 및 셀을 투과 편광 현미경의 교차 편광자 사이에 위치시켰다. 현미경에는 하마마쓰(Hamamatsu) 모델 HC 124-01 광전자 증배관(PMT) 및 증폭기가 장착되어 투과된 빛의 수준을 검출하였다. PMT 증폭기 출력은 테크트로닉스(Tektronix) 모델 TDS 420 오실로스코프에 연결되었다. 웨이브텍(Wavetek) 모델 395 임의 기능 생성기에 의해 삼각형 파형 시험 신호가 생성되었다. 생성기로부터의 신호는 크론-하이트(Krone-Hite) 모델 7602 광역 증폭기를 통해 증폭하였다. 오실로스코프를 투과 신호 대 삼각형 파형 시험 신호를 플로킹하도록 설정하였다. 셀을 액정 조성물의 등방성 전이점 약 10도 위로 가열하였고, 셀에 임의의 신호를 인가하지 않고 스멕틱 A 상에 1분당 0.5도로 다시 냉각시켰다.
현미경 상태를 회전시켜 액정 조성물의 제로 필드 광학 축(수직 스멕틱 층)을 교차 편광자 중 하나에 배향시켰다. 셀을 액정 조성물의 경사 스멕틱 상 몇도 이상으로 냉각시켰다. 경사 상이 검출될 수 있도록, 삼각형 신호를 셀에 가하였다. 스멕틱 A 중간상으로부터 경사 스멕틱 중간상으로의 상 변화(Tc에서)는 비선형 응답으로의 신호 투과 변화에 의해 검출되었다. 스멕틱 A 중간상에서, PMT로부터의 임의의 투과 신호는 도메인이 없는 선형 투과 응답을 제공하는 경전효과(electroclinic effect)로 인한 것이다. 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 중간상에서, 투과 응답은 비선형성으로 된다. 투과율 대 전압 곡선은 하기 표 2에 지정된 선택된 주파수 및 선택된 온도에서 생성되었다.
별법으로, 투과율/전압 플롯의 일부는 DC-스위프(sweep)를 사용하여 결정하였다. 전술한 장치를 사용하여, 오실로스코프를 투과율 대 전압 대신에 전압 대 시간 및 투과율 대 시간을 플로팅하도록 설정하였다. 데이타는 다음과 같이 취하였다: DC 전압 수준을 바람직한 전압으로 조절하고, 투과율 값을 10초 내지 1분 지연한 후에 측정하여 액정 스위칭이 설정되도록 하였다. DC 전압을 다음 전압 수준으로 조절하고, 스위칭이 설정되게 한 후 투과율 수준을 다시 기록하였다. 이 과정을 제로 전압으로부터 출발하여 최대 투과율에 도달하기에 충분한 양의 전압까지, 다시 제로 볼트를 지나 최대 투과율에 도달하기에 충분한 음의 전압으로의 스위프로 반복한 다음, DC 전압을 제로 볼트로 다시 스위프하였다. 이 교호 과정을 사용하는 시험 측정법은 표 2에 열 머리말 "주파수" 아래 "DC 스위프"로서 나타나 있다.
링크햄(Linkham) THM600 고온 상태 및 제이스(Zeiss) 편광 현미경을 사용하여 물질 상 변화의 광학 관찰에 의해 액정 조성물을 전이 온도에 대하여 평가하였다. 전이 온도(℃)는 등방성 상태(I)를 통하여 스멕틱 A 중간상(SA) 및 스멕틱 C 중간상(SC)으로 냉각할 때 얻어지며, 표 3에 기술되어 있다.
액정 조성물의 편광은 미야사토(Miyasato) 등의 문헌[Jap. Appl. Phys.22,661(1983)]에 기술된 바와 같이 본질적으로 결정되었다. 전자 반응 τ전기는 인가된 전압 제곱 펄스하에 액정 장치의 변위 전류로부터 유도되었다. 그 다음, 전류는 100MHz 광폭 오실로스코프에서 관찰되었다. 유전성 충전된 축전기와 관련된 일반적인 감쇠 지수함수를 자발 편광(Ps) 스위칭 펄스가 따랐다. 전압 펄스의 상승 가장자리로부터 Ps펄스의 피크까지의 시간을 τ전기로 하였다. 회전 점도(스멕틱 점도, η)는 다음과 같이 계산하였다:
상기 식에서,
Ps, E 및 τ전기의 단위는 각각 nC/㎠, V/μ 및 ㎲이다.
혼합물의 경사각 Φ은 유도된 상태의 흡광점을 분리하는 각도의 절반으로 하였다. 이들 측정의 결과는 하기 표 3에 나와 있다.
실시예 온도(℃) E90(V/μ) E10(V/μ) 히스테리시스, E90-E'90(V/μ) 주파수 기억 여유도
1a 48 0.55 0.40 0.33 DC 스위프 1.2
1b 40 0.86 0.73 0.65 0.001㎐ 4.0
2 48 1.22 0.9 0.46 DC 스위프 0.44
3 33 1.2 0.98 0.19 DC 스위프 -0.14
4 52 0.44 0.02 0 DC 스위프 -1.0
5a 38 1.7 0.9 1.5 DC 스위프 0.88
6a 74 1 0.65 0.39 DC 스위프 0.11
6b 54 3.9 2.5 2.9 DC 스위프 1.07
7 54 0.57 0.37 0.37 DC 스위프 0.85
8a 63 2.28 1.76 1.81 DC 스위프 2.5
8b 60 1.93 1.75 1.23 0.001㎐ 5.8
8c 40 3.73 3.07 2.19 0.001㎐ 2.3
9 76 0.26 0.06 0.17 DC 스위프 -0.15
10 54 1.33 1.09 0.98 DC 스위프 3.1
11a 48 2.44 1.74 2.0 DC 스위프 1.9
11b 40 2.99 2.22 1.92 0.001㎐ 1.9
12a 63 1.81 1.65 0.4 DC 스위프 1.5
12b 54 3.13 2.86 1.16 DC 스위프 3.3
13 28 3.52 2.86 2.31 DC 스위프 2.5
14a 60 3.20 3.00 1.60 0.01㎐ 7.0
14b 50 4.3 3.6 1.80 0.001㎐ 1.5
15 55 0.8 0.7 0.5 0.001㎐ 4.0
16a 50 5.8 5.5 2.9 0.001㎐ 8.6
16b 30 6.4 5.1 2.6 0.001㎐ 1.0
17 100.5 0.56 0.13 0.00 0.5㎐ -1.00
18a 62.4 0.17 0.04 0.04 0.5㎐ -0.67
18b 38.2 0.52 0.38 0.06 0.5㎐ -0.55
19 50.0 0.26 0.13 0.02 0.1㎐ -0.83
20 60.2 0.36 0.14 0.13 1.0㎐ -0.40
21 41.2 1.94 1.60 1.88 1.0㎐ 4.50
22 25.0 3.98 1.40 0.17 1.0㎐ -0.93
비교예 A 쌍안정
비교예 B 쌍안정
표 2에서, 비교예는 쌍안정을 나타낸다. 즉, 균일한 어두운 상태를 통과함이 없는 강유전성 상태 사이의 스위칭을 나타낸다.
실시예 SA의 SC*로의 전이온도(℃) 온도(℃) 편광, Ps(nC/㎠) 전자 반응,τ전기(㎲) 경사각(도)
1 54 4720 40.270.5 5.315.5 25.228.5
2 67 5020 61.690.6 824.6 32.130.1
3 38 2824 75.787.6 11.816.9 26.126.8
4 58 5328 75.6123.4 4.27.6 22.125.0
5 84 7434 49.282.8 6.019 32.736.5
6 78 6453 30.437.0 9.312.7 34.235.4
7 64 2151 130.285.8 15.06.2 31.028.6
8 69 6049 27.335.8 9.212.6 31.633.7
9 83 6749 34.050.0 8.515.2 32.133.7
10 56 4317 25.337.8 7.219.5 24.326.1
11 75 5424 32.045.7 10.833.3 31.933.2
12 65 5222 29.341.0 10.732.9 34.533.9
13 74 4727 33.149.2 18.940.9 36.636.5
14 65 5545 26.131.7 9.513.3 30.333.0
15 59 4919 26.640.8 8.024.4 26.230.9
16 69 4929 35.041.8 10.112.8 30.334.7
17 98.0 94.164.0 80.9139.5 5.37.7 29.935.6
18 64.4 52.622.8 90.3139.3 5.110.0 24.927.6
19 62.0 57.047.4 125.5160.5 7.08.8 26.729.1
20 65.5 62.958.2 217.7251.1 12.914.8 40.641.9
21 51.2 41.011.0 36.659.1 11.158.7 26.130.9
22 60.3 48.118.5 59.680.0 5.38.3 23.225.7
비교예 A 52.8 43.722.9 29.342.9 4.58.7 19.321.4
비교예 B 59.5 50.219.5 25.342.2 5.89.9 22.624.6
표 2 및 3의 데이타는 표 1에 기술된 액정 조성물로 충전된 본 발명의 장치가 일반적으로 약 10V/m 미만의 E10값 및 약 250nC/㎠ 미만의 편광값(Ps)을 나타냄을 가리킨다. 따라서, 액정 조성물은 삼안정 스위칭 장치에 유리한 특징을 나타낸다. 실시예 1, 2, 5 내지 8, 10 내지 16 및 21은 양의 기억 여유도를 나타내고, 수동 매트릭스 장치에 사용하기에 특히 적합하다. 실시예 3, 4, 9, 17 내지 20 및 22는 0 내지 -1의 기억 여유도를 나타내고, 능동 매트릭스 장치에 사용하기에 특히 적합하다.
본 발명의 다양한 변경 및 변화는 본 발명의 요지 및 범주를 벗어남이 없이 당업자에게 분명해질 것이다.

Claims (12)

  1. (a) 제1 및 제2 대향된 기판 중 하나 이상이 배향 코팅막을 갖고 각각 하나 또는 다수의 화소를 한정하도록 하나 이상의 전극을 갖는 제1 및 제2 대향된 기판; (b) 상기 기판 사이에 배치된 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 액정 조성물; 및 (c) 각각 편광 축을 갖고 하나의 편광 축이 액정 조성물의 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 중간상의 제로 필드 광학 축을 따라 배향된 한쌍의 직교 배치된 편광자를 포함하며, 상기 기판은 액정 조성물의 배향을 제공하도록 배치되며, 상기 액정 조성물은 하기 화학식 I로 표시되는 1종 이상의 키랄 액정 화합물을 포함하는 것인 삼안정 액정 표시 장치.
    <화학식 I>
    R-M-N-(P)b-OCH2C*HF-CH2O(CH2)aRf
    상기 식에서,
    M, N 및 P는 독립적으로 방향족, 헤테로방향족, 지환족, 헤테로지환족, 치환된 방향족, 치환된 헤테로방향족, 치환된 지환족 및 치환된 헤테로지환족 고리로 이루어진 군에서 선택되며, 각각의 고리는 융합되거나 비융합되고, 공유결합 또는 유기 연결기에 의해 서로 연결되고;
    R은 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 또는 알콕시 알킬렌기이고;
    *는 키랄 중심을 나타내고;
    a는 0 또는 1의 정수이고;
    b는 0 또는 1의 정수이고;
    Rf는 퍼플루오로에테르기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정 조성물이 10%의 투과율(E10)을 얻기 위한 임계 전기장 값이 약 10V/μ 미만이고, 상기 액정 조성물의 편광값(Ps)이 장치의 작동 온도 범위에서 약 250nC/㎠ 미만인 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정 조성물의 기억 여유도(Memory margin, M)가 0 내지 -1인 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액정 조성물이 V형 스위칭을 나타내는 것인 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 키랄 액정 화합물이 하기 화학식 II로 표시되는 것인 장치.
    <화학식 II>
    식 중, 하나 이상의 고리 수소 원자는 불소 원자로 대체될 수 있다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 키랄 액정 화합물이 하기 화학식 중 하나로 표시되는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액정 조성물이 (a) 임의로 하나 이상의 현수선 에테르 산소 원자를 포함하는 불소화합물 말단 부분; (b) 탄화수소 또는 탄화수소 에테르 말단 부분; 및 (c) 상기 말단 부분을 연결하는 중심 코어를 포함하는 1종 이상의 비키랄 액정 화합물을 추가로 포함하는 것인 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 비키랄 액정 화합물이 하기 화학식 III으로 표시되는 것인 장치.
    <화학식 III>
    상기 식에서,
    d는 약 4 내지 약 12의 정수이고;
    w는 0 또는 1의 정수이고;
    x는 각각의 (CxF2xO)에 대하여 독립적으로 1 내지 약 10의 정수이고;
    y는 1 내지 약 6의 정수이고;
    z는 1 내지 약 4의 정수이다.
  9. 제7항에 있어서, 상기 비키랄 액정 화합물이 하기 화학식 중 하나로 표시되는 것인 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 액정 조성물의 자발 편광값(Ps)이 장치의 작동 온도에서 약 100nC/㎠ 미만인 장치.
  11. (a) 제1 및 제2 대향된 기판 중 하나 이상이 배향 코팅막을 갖고 각각 하나 또는 다수의 화소를 한정하도록 하나 이상의 전극을 갖는 제1 및 제2 대향된 기판; (b) 상기 기판 사이에 배치된 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 액정 조성물; 및 (c) 각각 편광 축을 갖고 하나의 편광 축이 액정 조성물의 경사 스멕틱 또는 유도 경사 스멕틱 중간상의 제로 필드 광학 축을 따라 배향된 한쌍의 직교 배치된 편광자를 포함하며, 상기 기판은 액정 조성물의 배향을 제공하도록 배치되며, 상기 액정 조성물은 하기 화학식 I로 표시되는 1종 이상의 키랄 액정 화합물을 포함하는 것인 삼안정 액정 표시 장치.
    <화학식 I>
    R-M-N-(P)b-OCH2C*HF-CH2O(CH2)aRf
    상기 식에서,
    M, N 및 P는 각각 독립적으로, 하기 화학식의 화합물로 이루어진 군에서 선택된다.
    상기 식에서,
    하나 이상의 고리 수소 원자는 불소 원자로 대체될 수 있고;
    R은 탄소수 약 4 내지 약 12의 알킬기, 알케닐기, 알콕시기 또는 알콕시 알킬렌기이고;
    *는 키랄 중심을 나타내고;
    a는 0 또는 1의 정수이고;
    b는 0 또는 1의 정수이고;
    Rf는 탄소수가 약 5 내지 약 16이고 화학식 (CxF2xO)zCyF2y+1로 표시되고;
    x는 각각의 (CxF2xO)에 있어서 독립적으로 1 내지 약 10의 정수이고,
    y는 1 내지 약 10의 정수이고,
    z는 1 내지 약 4의 정수이다.
  12. 액정 조성물을 포함하는 제1항의 액정 표시 장치에, 상기 액정 조성물의 제로 필드 광학 축을 제로 필드 상태로부터 강유전성 상태로 이동시키기에 충분한 전압을 인가하여 상기 제로 필드 광학 축에 순 경사를 생성하는 단계를 포함하는, 삼안정 액정 표시 장치의 구동 방법.
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