KR20090055269A - 액정 표시 장치 및 이에 사용되는 액정 혼합물 - Google Patents

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KR20090055269A
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Abstract

응답 속도가 향상되고 시인성이 개선된 액정 표시 장치 및 이에 사용되는 액정 혼합물이 제공된다. 액정 표시 장치는, 화소 전극을 포함하는 제1 표시판과, 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판과, 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 1로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함한다:
화학식 1
Figure 112007085796871-PAT00001
화학식 1 중, A는 페닐(phenyl), 비페닐(Biphenyl), 터페닐(terphenyl) 또는 나프탈렌(naphthalene)계 화합물이고, C 및 C'는 각각 독립적으로 -COO-, -OOC-, -CF2O-, 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, D 및 D'는 각각 독립적으로 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
화학식 2
Figure 112007085796871-PAT00002
화학식 3
Figure 112007085796871-PAT00003
화학식 2 또는 화학식 3 중 D1 및 D3은 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, D2는 H, F, Cl, -OCF3, 탄소수가 5이하인 알킬, 알콕시 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, X는 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
이축성 액정, 응답 속도, 탄소수

Description

액정 표시 장치 및 이에 사용되는 액정 혼합물{Liquid Crystal Display Device And Liquid Crystal Mixture Used By The Same}
본 발명은 액정 표시 장치 및 이에 사용되는 액정 혼합물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응답 속도가 향상되고 시인성이 개선된 액정 표시 장치 및 이에 사용되는 액정 혼합물에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정 혼합물로 이루어지며, 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정 혼합물에 전계를 생성하고 이를 통하여 액정 혼합물의 액정의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
최근 동화상을 위한 고속 응답 특성 및 광시야각 특성이 요구되고 있다. 이를 위해 3 이상의 굴절율을 가지는 이축성 액정(biaxial liquid crystal)이 연구되고 있다.
한편, 액정 혼합물에 포함되는 액정은 네마틱상(nematic phase), 스멕틱상(smectic phase), 및 콜레스테릭상(cholesteric phase) 등으로 분류될 수 있다. 이 중 응답 속도 향상 및 시야각을 개선시키는 액정으로서, 액정의 배향 및 수율 등이 우수한 네마틱상의 액정이 연구되고 있다.
그러나, 지금까지 연구된 이축성 액정은 고온에서 네마틱상을 나타낼 뿐 상온에서는 네마틱 상을 나타내지 않으며, 이 액정이 포함된 액정 표시 장치는 순간 잔상을 나타낼 수 있다.
따라서, 상온에서 네마틱 상을 나타내는 이축성 액정을 포함하고, 순간 잔상을 나타내지 않으며, 응답 속도가 향상되고, 시야각이 개선된 액정 표시 장치가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 응답 속도가 향상되고, 광시야각을 가지는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상온에서 네마틱상을 가지는 액정이 함유된 액정 혼합물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 화소 전극을 포함하는 제1 표시판과, 상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판과, 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 1로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함한다:
화학식 1
Figure 112007085796871-PAT00004
상기 화학식 1 중, 상기 A는 페닐, 비페닐, 터페닐 또는 나프탈렌계 화합물이고, 상기 C 및 상기 C'는 각각 독립적으로 -COO-, -OOC-, -CF2O-, 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 D 및 상기 D'는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
화학식 2
Figure 112007085796871-PAT00005
화학식 3
Figure 112007085796871-PAT00006
상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3 중 상기 D1 및 상기 D3은 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 D2는 H, F, Cl, -OCF3, 탄소수가 5이하인 알킬, 알콕시 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 X는 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 화소 전극을 포함하는 제1 표시판과, 상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판과, 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 4로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함한다:
화학식 4
Figure 112007085796871-PAT00007
상기 화학식 4 중, 상기 E 및 상기 E'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 F 및 상기 F'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 화소 전극을 포함하는 제1 표시판과, 상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판과, 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 5로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함한다.
화학식 5
Figure 112007085796871-PAT00008
상기 화학식 5 중, 상기 G, G', H, 및 H'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 X는 각각 독립적으로 H, F, Cl, 알킬, 및 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 I 및 상기 I'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 화소 전극을 포함하는 제1 표시판과, 상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판과, 상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 6로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함한다:
화학식 6
Figure 112007085796871-PAT00009
상기 화학식 6 중, 상기 J, J', K, 및 K'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 Ar은 방향족 고리이고, 상기 L 및 상기 L'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 혼합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 액정을 함유한다:
화학식 1
Figure 112007085796871-PAT00010
상기 화학식 1 중, 상기 A는 페닐, 비페닐, 터페닐 또는 나프탈렌계 화합물이고, 상기 C 또는 상기 C'는 각각 독립적으로 -COO-, -OOC-, -CF2O-, -OF2C-로 이 루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 D 또는 상기 D'는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
화학식 2
Figure 112007085796871-PAT00011
화학식 3
Figure 112007085796871-PAT00012
상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3 중 상기 D1 및 상기 D3은 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 D2는 H, F, Cl, -OCF3, 탄소수가 5이하인 알킬, 알콕시 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 X는 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치 및 이에 사용되는 액정 횬합물에 의하면, 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 이축성 액정을 포함함으로써 응답 속도가 향상된 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
둘째, 이축성 액정을 포함함으로써 광시야각을 가지는 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
셋째, 상온에서 네마틱상을 가지는 액정을 포함함으로써 신뢰성이 향상된 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다. 첨부된 도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 액정 표시 장치는, 서로 대향하도록 배치된 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200), 및 이들 두 기판(100, 200) 사이에 개재된 액정 혼합물(300)로 이루어진다.
먼저, 본 실시예의 액정 표시 장치에 포함되는 제1 표시판(100)은, 제1 절연 기판(10) 상에 형성된 화소 전극(82) 등의 다수의 소자를 포함한다.
제1 절연 기판(10) 위에 예를 들어 가로 방향으로 형성된 게이트선(미도시), 게이트 전극(26) 및 스토리지 배선(미도시)을 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선 위에는 질화규소(SiNx), 산화 규소 등으로 이루어진 게이트 절연막(30), 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 반도체층(40), 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 오믹 콘택층(Ohmic contact layer)(55, 56)이 형성되어 있다.
오믹 콘택층(55, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 예를 들어 세로 방향으로 형성된 데이터선(미도시), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다.
데이터선, 드레인 전극(66) 및 노출된 반도체층(40) 위에는 절연막으로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있다. 보호막(70)에는 드레인 전극(66)을 드러내는 콘택홀(76)이 형성되어 있다.
보호막(70) 위에는 각 화소마다 콘택홀(76)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결된 화소 전극(82)이 형성되어 있다. 즉 화소 전극(82)은 콘택홀(76)을 통하여 드레인 전극(66)과 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(66)으로부터 데이터 전압을 인가받는다. 화소 전극(82)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체 또는 알루미늄 등의 반사성 도전체로 이루어진다.
제2 표시판(200)은, 제2 절연 기판(110) 상에 형성되고, 제1 표시판(100)과 대향하도록 배치된다.
제2 절연 기판(110) 위에 빛샘을 방지하고 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(120)가 형성될 수 있다. 그리고 블랙 매트릭스(120) 사이의 화소 영역에는 적색, 녹색, 청색의 컬러필터(130)가 순차적으로 배열될 수 있다. 이러한 컬러필터(130) 위에는 이들의 단차를 평탄화하기 위한 오버코트층(135)이 형성될 수 있다. 오버코트층(135) 위에는 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 공통 전극(140)이 형성될 수 있다.
설명의 편의상 컬러필터(130) 및 공통 전극(140)이 모두 제2 절연 기판(110) 상에 형성된 액정 표시 장치를 예로 들어 설명하였으나, 본 실시예의 액정 표시 장치는 제1 절연 기판(10) 상에 컬러필터(130)가 형성되고, 그 위에 게이트 배선 등 의 박막 트랜지스터 어레이가 형성된 AOC(Array On Color filter) 구조이거나, 박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러필터(130)가 형성된 COA(Color filter On Array) 구조일 수도 있다. 또한, 공통 전극(140)이 제1 절연 기판(10)측에 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예의 액정 표시 장치는 TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, 및 VA(Vertical Alignment) 모드 등 다양한 구동 방식의 액정 표시 장치일 수 있다.
서로 대향하는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에는 액정(310)을 포함하는 액정 혼합물(300)이 개재된다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 실시예의 액정에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 네마틱 액정을 설명하기 위한 개략도이다. 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 이축성 액정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 액정 혼합물(300)에 포함되어 있는 액정(310)은 예를 들어 네마틱 액정(310)일 수 있다.
네마틱상 액정은 도 2에 나타낸 바와 같이 액정 분자가 한쪽 방향으로 배향되어 있으며, 액정 분자의 무게 중심은 무질하게 배치된다.
네마틱상 액정의 경우 콜레스테릭상이나 스메틱상에 비해 액정 분자가 용이하게 배향되고, 액정 분자의 수율이 양호한 잇점이 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 액정(310)은 이축성(biaxial) 액정(310)일 수 있다. 즉, 본 실시예의 액정(310)은 이축성 네마틱 액정(BNLC: Biaxial Nematic Liquid Crystal)일 수 있다.
일반적으로 일축성 액정(미도시)은 막대형(rod-like shape) 또는 디스크형(disc shape)일 수 있으며, 막대형의 경우 막대 길이 방향의 하나의 축을 가지고, 디스크형은 디스크의 면 방향의 하나의 축을 가진다. 이에 반해 본 실시예의 이축성 액정(310)은 예를 들어 벤트 코어(bent-core) 또는 십자(cross) 구조일 수 있다. 벤트 코어 구조의 액정(310)의 경우, 중심을 기준으로 양쪽으로 굽어진 부메랑 형상(boomerang-shape)을 가진다. 즉, 부메랑의 길이 방향과 면 방향의 2개의 축(n축 및 m축)을 가진다.
이축성 액정(310)은 n, m 및 l의 3 방향의 굴절율이 서로 다르다. 이에 따라 이러한 액정(310)을 포함하는 액정 표시 장치는 보는 방향에 따라 시야각의 차이가 줄어들어 광시야각을 구현할 수 있다. 또한, 이축성 액정(310)의 축은 길이 방향과 면 방향(n축 및 m축)의 2가지 이므로 액정 표시 장치에 인가된 전압에 따라 빨리 응답하므로 응답 속도가 향상될 수 있다. 또한, 이축성 액정(310) 자체의 형상에 따른 멀티 도메인 효과로 인해 시인성이 개선되는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함되는 액정의 구조에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예의 액정은 하기 화학식 1로 표시되며, 상온에서 이축성 네마틱상을 가진다.
화학식 1
Figure 112007085796871-PAT00013
상기 화학식 1 중,
중심 부위를 이루는 A는 페닐, 비페닐, 터페닐 또는 나프탈렌계 화합물일 수 있다. A 화합물은 예를 들어
Figure 112007085796871-PAT00014
,
Figure 112007085796871-PAT00015
,
Figure 112007085796871-PAT00016
,
Figure 112007085796871-PAT00017
,
Figure 112007085796871-PAT00018
, 및
Figure 112007085796871-PAT00019
로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 화학식 1의 화합물은 A에 따라 벤트 코어 구조 또는 십자 구조일 수 있다. 예를 들어 A가
Figure 112007085796871-PAT00020
인 경우 화학식 1의 화합물은 십자 구조를 가진다. 상기 화합물 들 중 A1, A2, A3, A4는 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 C 및 상기 C'는 각각 독립적으로 -COO-, -OOC-, -CF2O-, 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 이 경우 C 및 C'는 각각 독립적 으로 -CF2O- 및 -OF2C-인 것이 바람직하다.
한편, 화학식 1 중 상기 C와 상기 A 사이에 B가 더 포함되거나, 또는 상기 A와 상기 C' 사이에 B'가 더 포함될 수 있다. 즉, 상기 화학식 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정은 A와 C가 직접 결합되고, A와 C'가 직접 결합될 수도 있지만, A와 C 사이 및 A와 C' 사이에 B 또는 B'가 개재될 수 있다.
즉, 이 경우 상기 화학식 1은 D-C-B-A- B' - C' - D'와 같은 구조를 가진다. 이 경우 상기 B 및 상기 B'는 각각 독립적으로 페닐, 페닐-시클로헥산, 및 시클로헥산-페닐로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 D 및 상기 D'는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
화학식 2
Figure 112007085796871-PAT00021
화학식 3
Figure 112007085796871-PAT00022
상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3 중 상기 D1 및 상기 D3은 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 D2는 H, F, Cl, -OCF3, 알킬, 알콕시 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 X는 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.
특히, 상기 D2는 탄소수 5 이하인 알킬, 알콕시 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 탄소수가 작은 경우 네마틱상이 저온에서 나타날 수 있다.본 실시예의 액정은 상술한 바와 같이 벤트 코어 구조 또는 십자 구조를 가짐으로써 응답 속도가 빠르고, 액정 자체가 도메인을 형성하여 시야각이 우수하다. 또한, 저온에서 이축성 네마틱상을 가질 수 있다. 여기서 도메인이란 화소 전극(도 1의 82 참조)과 공통 전극(도 1의 140 참조) 사이에 형성된 전계에 의해 액정의 방향자가 특정 방향으로 무리를 지어 기울어지는 액정들로 이루어진 영역을 의미한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함되는 액정에 대하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예들에 따른 액정이 사용되는 액정 표시 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치와 동일하므로, 이에 대해서는 설명을 생략하거나 간략화한다.
본 실시예의 액정 표시 장치는 제1 및 제2 표시판(도 1의 100, 200 참조) 사이에 개재되고, 하기 화학식 4로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함할 수 있다.
화학식 4
Figure 112007085796871-PAT00023
상기 화학식 4 중,
상기 E 및 상기 E'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다. 따라서, 이들이 에스테르기인 경우에 비해 액정 표시 장치의 잔상 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 F 및 상기 F'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다. 구체적으로 F 및 상기 F'는 각각 독립적으로 예를 들어 탄소수 5 이하의 알킬, 알콕시, 및 알케닐기일 수 있다.
이와 같이 화학식 4의 화합물이 탄소수가 작은 말단기를 가지는 경우 액정은 상온에서 이축성 네마틱상을 가질 수 있다. 즉, 말단기가 탄소수가 7인 알킬기인 경우, 상기 화학식 4의 화합물은 173~222℃의 온도에서 네마틱상을 가지며, 그 이하의 온도에서는 스메틱상을 나타내지만, 화학식 4의 화합물이 탄소수가 적은 말단기를 함유하는 경우 상전이 온도가 낮아져 상온에서 네마틱상을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함되는 액정에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예의 액정 표시 장치는, 제1 및 제2 표시판(도 1의 100, 200 참조) 사이에 개재되고, 하기 화학식 5로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함한다.
화학식 5
Figure 112007085796871-PAT00024
상기 화학식 5 중,
상기 G, G', H, 및 H'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다. G, G', H, 및 H'가 에스테르 또는 -CH=N-인 경우에 비해 액정 표시 장치에 잔상 발생이 감소하여 신뢰성이 향상될 수 있다.
상기 X는 각각 독립적으로 H, F, Cl, 알킬, 및 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. 특히 상기 X의 알킬 또는 알콕시는 CH3, OCH3, 및 OC2H5로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 I 및 상기 I'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다. 여기서 알킬, 상기 알콕시 또는 상기 알케닐기의 탄소수는 5 이하인 것이 바람직하다. 이들 말단기의 탄소수가 이보다 큰 경우 모든 온도 범위에서 본 실시예의 액정에 스메틱상이 나타나지 않을 수 있으나, 액정의 말단기를 탄소수 5이하로 함으로써 액정이 상온에서 이축성 네마틱상을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치에 포함되는 액정에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예의 액정 표시 장치는, 제1 및 제2 표시판(도 1의 100, 200 참조) 사이에 개재되고, 하기 화학식 6로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함한다.
화학식 6
Figure 112007085796871-PAT00025
상기 화학식 6 중,
상기 J, J', K, 및 K'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다. 따라서 J, J', K, 및 K'가 에스테르기인 경우 액정 표시 장치에 잔상이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 신뢰성이 향상된 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.
상기 Ar은 방향족 고리이고, 구체적으로 Ar은
Figure 112007085796871-PAT00026
,
Figure 112007085796871-PAT00027
,
Figure 112007085796871-PAT00028
, 및
Figure 112007085796871-PAT00029
로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 L 및 상기 L'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다. 여기서 알킬, 상기 알콕시 또는 상기 알케닐기의 탄소수는 10 이하, 바람직하게는 5 이하이다. 이들 말단기의 탄소수가 이보다 큰 경우 액정에는 대부분 스메틱상만 나타나며, 네마틱상이 나타나더라도 200℃ 이상의 고온에서 나타나지만, 본 실시예와 같이 말단기의 탄소수를 감소시킴으로써 액정이 상온에서 이축성 네마틱상을 가질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 네마틱 액정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 이축성 액정을 설명하기 위한 개략도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 제1 절연 기판 22: 게이트선
26: 게이트 전극 28: 스토리지 배선
30: 게이트 절연막 40: 반도체층
55, 56: 오믹 콘택층 62: 데이터선
65: 소스 전극 66: 드레인 전극
70: 보호막 76: 콘택홀
82: 화소 전극 100: 제1 표시판
110: 제2 절연 기판 120: 블랙 매트릭스
130: 컬러필터 135: 오버코트층
140: 공통 전극 200: 제2 표시판
300: 액정 혼합물 310: 액정

Claims (18)

  1. 화소 전극을 포함하는 제1 표시판;
    상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판; 및
    상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 1로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함하는 액정 표시 장치:
    화학식 1
    Figure 112007085796871-PAT00030
    상기 화학식 1 중,
    상기 A는 페닐, 비페닐, 터페닐 또는 나프탈렌계 화합물이고,
    상기 C 및 상기 C'는 각각 독립적으로 -COO-, -OOC-, -CF2O-, 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    상기 D 및 상기 D'는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    화학식 2
    Figure 112007085796871-PAT00031
    화학식 3
    Figure 112007085796871-PAT00032
    상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3 중 상기 D1 및 상기 D3은 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 D2는 H, F, Cl, -OCF3, 탄소수가 5이하인 알킬, 알콕시 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 X는 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나임.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 화학식 1 중
    상기 A는
    Figure 112007085796871-PAT00033
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00034
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00035
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00036
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00037
    , 및
    Figure 112007085796871-PAT00038
    로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    A1, A2, A3, 및 A4는 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선 택된 어느 하나인 액정 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 C 및 상기 C'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 액정 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 상기 C와 상기 A 사이에 B가 더 포함되거나, 또는 상기 A와 상기 C' 사이에 B'가 더 포함되는 액정 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 B 및 상기 B'는 각각 독립적으로 페닐, 페닐-시클로헥산, 및 시클로헥산-페닐로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 액정 표시 장치.
  6. 화소 전극을 포함하는 제1 표시판;
    상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판; 및
    상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 4로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함하는 액정 표시 장치:
    화학식 4
    Figure 112007085796871-PAT00039
    상기 화학식 4 중,
    상기 E 및 상기 E'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    상기 F 및 상기 F'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나임.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 F 및 상기 F'의 상기 알킬, 상기 알콕시 또는 상기 알케닐기의 탄소수는 5 이하인 액정 표시 장치.
  8. 화소 전극을 포함하는 제1 표시판;
    상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판; 및
    상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 5로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함하는 액정 표시 장치:
    화학식 5
    Figure 112007085796871-PAT00040
    상기 화학식 5 중,
    상기 G, G', H, 및 H'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    상기 X는 각각 독립적으로 H, F, Cl, 알킬, 및 알콕시로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    상기 I 및 상기 I'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나임.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 I 및 상기 I'의 상기 알킬, 상기 알콕시 또는 상기 알케닐기의 탄소수는 5 이하인 액정 표시 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 X의 알킬 또는 알콕시는 CH3, OCH3, 및 OC2H5로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 액정 표시 장치.
  11. 화소 전극을 포함하는 제1 표시판;
    상기 제1 표시판과 이격되어 대향하는 제2 표시판; 및
    상기 제1 및 제2 표시판 사이에 개재되고, 하기 화학식 6로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물을 포함하는 액정 표시 장치:
    화학식 6
    Figure 112007085796871-PAT00041
    상기 화학식 6 중,
    상기 J, J', K, 및 K'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    상기 Ar은 방향족 고리이고,
    상기 L 및 상기 L'는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나임.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 L 및 상기 L'의 상기 알킬, 상기 알콕시 또는 상기 알케닐기의 탄소수는 5 이하인 액정 표시 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 Ar은
    Figure 112007085796871-PAT00042
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00043
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00044
    , 및
    Figure 112007085796871-PAT00045
    로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 액정 표시 장치.
  14. 하기 화학식 1로 표시되는 액정을 함유하는 액정 혼합물:
    화학식 1
    Figure 112007085796871-PAT00046
    상기 화학식 1 중,
    상기 A는 페닐, 비페닐, 터페닐 또는 나프탈렌계 화합물이고,
    상기 C 또는 상기 C'는 각각 독립적으로 -COO-, -OOC-, -CF2O-, -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    상기 D 또는 상기 D'는 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    화학식 2
    Figure 112007085796871-PAT00047
    화학식 3
    Figure 112007085796871-PAT00048
    상기 화학식 2 또는 상기 화학식 3 중 상기 D1 및 상기 D3은 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 D2는 H, F, Cl, -OCF3, 탄소수가 5이하인 알킬, 알콕시 및 알케닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고, 상기 X는 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나임.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 화학식 1 중
    상기 A는
    Figure 112007085796871-PAT00049
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00050
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00051
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00052
    ,
    Figure 112007085796871-PAT00053
    , 및
    Figure 112007085796871-PAT00054
    로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이고,
    A1, A2, A3, 및 A4는 각각 독립적으로 H, F 및 Cl로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 액정 혼합물.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 C 및 상기 C'는 각각 독립적으로 -CF2O- 및 -OF2C-로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 액정 혼합물.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 화학식 1 중 상기 C와 상기 A 사이에 B가 더 포함되거나 또는 상기 A와 상기 C' 사이에 B'가 더 포함되는 액정 혼합물.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 B 및 상기 B'는 각각 독립적으로 페닐, 페닐-시클로헥산, 및 시클로헥산-페닐로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 액정 혼합물.
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