KR20100035317A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20100035317A
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Abstract

본 발명에 따른 하나의 실시예는 액정층에 포함되는 극성 및 중성 화합물의 함량비를 조절하거나, 그 화합물에 적합한 커플링제를 밀봉재의 재료로 사용함으로써, 저온에서도 안정적으로 액정 표시장치의 표시 품질을 유지한다.
액정 표시 장치, 밀봉재, 커플링제, 액정

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치에서 액정은 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는데 매우 중요하다. 특히, 액정 표시 장치의 용도가 다양화됨에 따라, 저전압 구동, 넓은 동작 온도 범위 및 고속 응답성 등의 다양한 특성이 요구된다.
본 발명의 목적은 저온에서도 안정적으로 액정 표시 장치의 표시 품질을 유지하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 한 쌍의 전기장 생성 전극, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 밀봉재, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 끼어 있고 액정층을 포함하고, 상기 밀봉재는 하기 화학식 11로 표현되는 커플링제를 포함하고, 여기서 R1 내지 R3은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나이다.
[화학식 11]
Figure 112008067766273-PAT00001
상기 액정층은 하기 화학식 6 내지 8로 각각 표현되는 중성 화합물 중 적어도 하나의 중성 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112008067766273-PAT00002
[화학식 7]
Figure 112008067766273-PAT00003
[화학식 8]
Figure 112008067766273-PAT00004
상기 화학식 6으로 표현되는 중성 화합물이 28-32 중량%로 포함되어 있을 수 있다.
상기 화학식 7로 표현되는 중성 화합물이 5-10 중량%로 포함되어 있을 수 있다.
상기 화학식 8로 표현되는 중성 화합물이 10-14 중량%로 포함되어 있을 수 있다.
상기 액정층은 하기 화학식 4와 화학식 5로 표현되는 극성 화합물을 포함하고, 여기서 R4 내지 R5는 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나일 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112008067766273-PAT00005
[화학식 5]
Figure 112008067766273-PAT00006
상기 액정층은 하기 화학식 9로 표현되는 중성 화합물을 포함하고, 여기서 R6 내지 R7은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나일 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112008067766273-PAT00007
상기 액정층은 하기 화학식 2 내지 3으로 각각 표현되는 극성 화합물 중 적어도 하나와 하기 화학식 1로 표현되는 극성 화합물을 포함하고, R1 내지 R3은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112008067766273-PAT00008
[화학식 2]
Figure 112008067766273-PAT00009
[화학식 3]
Figure 112008067766273-PAT00010
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 한 쌍의 전기장 생성 전극, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 밀봉재, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 끼어 있고 액정층을 포함하고, 상기 액정층은 상기 화학식 6으로 표현되는 중성 화합물을 포함하고, 상기 화학식 6으로 표현되는 중성 화합물이 28-32 중량%로 포함되어 있다.
상기 액정층은 상기 화학식 7로 표현되는 중성 화합물이 5-10 중량%로 포함되어 있을 수 있다.
상기 액정층은 상기 화학식 8로 표현되는 중성 화합물이이 10-14 중량%로 포함되어 있을 수 있다.
상기 액정층은 상기 화학식 4와 화학식 5로 표현되는 극성 화합물을 더 포함 하고, 여기서 R4 내지 R5는 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나일 수 있다.
상기 액정층은 상기 화학식 9로 표현되는 중성 화합물 포함하고, 여기서 R6 내지 R7은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나일 수 있다.
상기 액정층은 상기 화학식 2 내지 3으로 각각 표현되는 극성 화합물 중 적어도 하나와 상기 화학식 1로 표현되는 극성 화합물을 포함하고, R1 내지 R3은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나일 수 있다.
본 발명은 액정층에 포함되는 화합물을 조절함으로써, 저온에서도 안정적으로 액정 표시장치의 표시 품질을 유지한다.
본 발명은 액정층에 포함되는 화합물에 적합한 커플링제를 밀봉재의 재료로 사용함으로써, 저온에서도 안정적으로 액정 표시장치의 표시 품질을 유지한다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 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 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “아래에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 아래에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 “바로 아래에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도1 내지 도 2를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이며, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 표시판(100), 제2 표시판(200) 및 액정층(3)을 포함한다.
제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 안쪽 면에는 배향막(alignment layer)(도시하지 않음)이 형성되어 있을 수 있으며 이들은 수평 배향막일 수 있다. 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 바깥쪽 면에는 편광판(도시하지 않음)이 구비될 수 있다.
액정 표시 장치의 표시 영역(DA)은 실제 이미지를 출력하는 영역이며, 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA) 주위의 영역으로 각종 배선이 형성되어 있다.
먼저, 제1 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연성 제1 기판(110) 위에 게이트선(gate line)(121) 및 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 소정의 전압을 인가 받으며 게이트선(121)과 거의 나란하게 뻗어 있다. 유지 전극선(131)은 아래쪽의 게이트선(121)에 인접해 있다. 유지 전극선(131)은 거의 정사각형인 주 유지 전극(primary storage electrode)(137) 및 부 유지 전극(secondary storage electrode)(도시하지 않음)을 포함한다. 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 섬형 반도체(semiconductor island)(154)가 형성되어 있다. 섬형 반도체(154)는 게이트 전극(124) 위에 위치한다.
섬형 반도체(154) 위에는 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 인 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171)과 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 데이터선(171)은 부 유지 전극(도시하지 않음)과 평행하게 배치되며, 게이트 전극(124)과 인접해 있다. 데이터선(171)은 게이트 전극(124) 위에서 옆으로 누운 U자형으로 굽은 소스 전극(source electrode)(173)을 포함한다. 그러나 소스 전극(173)은 U 자형 외에도 다양한 모양을 가질 수 있다.
드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며, 가는 부분(narrow portion)과 넓은 부분(wide portion)(177)을 포함한다. 가는 부분은 소스 전극(173)으로 일부 둘러싸인 끝 부분을 포함하며, 넓은 부분(177)은 대략 정사각형이고 주 유지 전극(137)과 중첩한다. 드레인 전극(175)의 넓은 부분(177)은 일반적으로 주 유지 전극(137)의 면적보다 작다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채 널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 아래의 반도체(154)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)으로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 노출된 반도체(154) 부분 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 질화규소나 산화규소 따위의 무기 절연물로 만들어진 상부막(upper film)(180p)과 하부막(lower film)(180q)을 포함한다. 또한 상부막(180p)은 유기 절연물로 만들어 질 수 있고, 이때 상부막(180p)은 하부막(180q)보다 두꺼울 수 있다. 상부막(180p)과 하부막(180q) 중 어느 하나는 생략될 수 있다. 보호막(180)에는 드레인 전극(175)의 넓은 부분(177)을 드러내는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
하부막(180q) 위에는 차광 부재(black matrix)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 액정층(3)의 액정 분자를 제어할 수 없는 영역을 통하여 빛이 통과하거나 외부 빛이 반사되는 것을 방지한다. 그러나 차광 부재(220)는 제1 표시판(100)이 아닌 제2 표시판(200)에 형성되어 있을 수도 있다.
상부막(180p)과 하부막(180q) 사이에는 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)가 형성되어 있다. 적색 색필터(230R)는 인접한 데이터선(171) 사이의 영역을 차지한다. 적색 색필터(230R)의 좌우 경계는 데이터 선(171) 위에 위치하며 데이터선(171)을 따라 세로로 길게 뻗을 수 있으며 이 경우 적색 색필터(230R)는 띠 모양이 될 수 있다. 적색 색필터(230R)에는 드레인 전극(175)의 넓은 부분(177) 위에 위치하는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. 적색 색필터(230R)는 적색 안료를 포함하는 감광성 유기물로 만들어질 수 있다. 그러나 적색 색필터(230R)는 제1 표시판(100)이 아닌 제2 표시판(200)에 형성되어 있을 수도 있고, 이 경우 상부막(180p)은 생략될 수도 있다. 상술한 적색 색필터(230R)에 대한 설명은 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)에도 유사하게 적용될 수 있다.
상부막(180p) 위에는 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 색필터(230R, 230G, 230B)가 제 2 표시판(200)에 형성되는 경우, 화소 전극(191)은 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 박막 트랜지스터의 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)은 제2 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
화소 전극(191)과 공통 전극(270)은 액정 축전기(liquid crystal capacitor) 를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
화소 전극(191) 및 이에 연결된 드레인 전극(175)은 주 유지 전극(137) 및 부 유지 전극(도시하지 않음)을 포함하는 유지 전극선(131)과 중첩하여 유지 축전기(storage capacitor)를 이룬다.
간격재(spacer)(320)는 유기물 따위로 만들어지고, 액정 표시 장치의 표시 영역(DA)에 위치한다. 또한 간격재는 액정층(3)의 간격을 유지한다.
다음, 제2 표시판(200)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연성 제2 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어지며, 공통 전압(common voltage)을 인가 받는다.
공통 전극(270) 위에는 배향막이 형성될 수 있다.
밀봉재(sealant)(310)는 액정 표시 장치의 주변 영역(PA)에 위치하며, 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 사이에 형성되어 있으며, 액정을 밀봉시킨다. 이때, 밀봉재(310)는 액정 주입구(도시하지 않음)를 포함할 수 있으며, 제1 표시판(100) 또는 제2 표시판(200) 중 어느 하나의 위에 형성될 수 있다.
나아가, 액정층(3)에 대하여 설명한다.
액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지며, 액정층(3)의 액정 분자는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 거의 수평을 이루도록 배향될 수 있다.
유전율 이방성(?ε1)은 액정 화합물의 장축 방향과 평행한 방향으로의 수평 유전율(ε∥1)과 장축 방향과 수직한 방향으로의 수직 유전율(ε⊥1)의 차이 값이며, 수평 유전율(ε∥1)이 더 큰 경우 양의 유전율 이방성을 나타내며 수직 유전율(ε⊥1)이 더 큰 경우 음의 유전율 이방성을 나타낸다.
이하, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 조성물에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
액정 조성물은 물리적 특성이 다른 여러 종류의 액정 화합물(이하 '액정' 이라 한다)을 포함한다.
액정은 중심축을 이루는 중심부(core group) 및 이것에 연결되어 있는 말단기(terminal group) 또는 측쇄기(lateral group)를 포함한다.
중심부는 페닐기(phenyl group), 시클로헥실기(cyclohexyl group) 및 헤테로 고리 화합물(heterocycles)에서 선택된 고리 화합물(cyclic compound)을 포함할 수 있다.
말단기 또는 측쇄기는 알킬기, 알콕시기, 알케닐기와 같은 무극성 기(non-polar group) 또는 불소 원자를 포함하는 극성 기(polar group)를 포함할 수 있으며, 말단기 또는 측쇄기에 따라 물리적 특성이 달라진다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 조성물은 액정 표시 장치에 적용될 수 있으며 이 경우 액정 화합물은 전기장 생성 방향에 대하여 수평하게 배열된다.
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 조성물은 양의 유전율 이방성을 나타내는 극성 화합물(polar compound)과 유전율 이방성을 나타내지 않는 중성 화합물(neutral compound)을 포함한다.
양의 유전율 이방성을 나타내는 극성 화합물은 예컨대 화학식 1 내지 3으로 각각 표현되는 액정 군(group)일 수 있으며, 1 종 이상의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112008067766273-PAT00011
[화학식 2]
Figure 112008067766273-PAT00012
[화학식 3]
Figure 112008067766273-PAT00013
여기서 R1 내지 R3은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기일 수 있다.
또한 양의 유전율 이방성을 나타내는 극성 화합물은 예컨대 화학식 4 내지 5 로 각각 표현되는 액정 군일 수 있으며, 1 종 이상의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 4]
Figure 112008067766273-PAT00014
[화학식 5]
Figure 112008067766273-PAT00015
여기서 R4 내지 R5는 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기일 수 있다.
중성 화합물은 화학식 6 내지 화학식 8으로 표현되는 화합물에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다:
[화학식 6]
Figure 112008067766273-PAT00016
[화학식 7]
Figure 112008067766273-PAT00017
[화학식 8]
Figure 112008067766273-PAT00018
화학식 6으로 표현되는 화합물은 액정 총 함량에 대하여 약 28 내지 32 중량%로 함유될 수 있다. 약 28 중량% 미만으로 함유되는 경우, 액정의 회전 점성이 약 90 mPa·s이상이 되어 16 ms 이상의 고속 응답 특성을 달성하기가 힘들다. 약 32 중량% 초과로 함유되는 경우, 유전율 이방성(?ε)이 12 이하이기 때문에 액정 표시 패널의 콘트라스트비가 저하된다.
화학식 7로 표현되는 화합물은 액정 총 함량에 대하여 약 5 내지 10 중량%로 함유될 수 있다. 약 5 중량% 미만으로 함유되는 경우, 액정의 회전 점성이 높아지기 때문에, 고속 응답 특성을 달성하기가 힘들다. 약 10 중량% 초과로 함유되는 경우, -4 ~ -5 ℃에서 저온 상전이 피크(peak)가 발현되므로 저온에서 얼룩이 발생한다.
화학식 8로 표현되는 화합물은 액정 총 함량에 대하여 약 10 내지 14 중량%로 함유될 수 있다. 약 10 중량% 미만으로 함유되는 경우, 액정의 회전 점성이 높아지기 때문에, 고속 응답 특성을 달성하기가 힘들다. 약 14 중량% 초과로 함유되는 경우, -4 ~ -5 ℃에서 저온 상전이 피크가 발현되므로 저온에서 얼룩이 발생한다.
나아가, 중성 화합물은 화학식 9로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112008067766273-PAT00019
여기서 R6 내지 R7은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기일 수 있다.
화학식 1 내지 화학식 9로 표현되는 화합물을 하기 표 1의 중량%의 비율로 혼합한 액정 조성물을 사용하는 액정 표시 장치를 제조하였다. 또한, 액정 표시 장치의 밀봉재(310)를 형성할 때, 화학식 10으로 표시되는 화합물을 커플링제(coupling agent)를 전체 밀봉재의 조성물에 1 중량% 사용하였다.
[화학식 10]
Figure 112008067766273-PAT00020
저온 상변이 분석기(DSC, differential scanning calorimeter)를 통하여 표 1의 액정 조성물의 저온 상변이 온도를 측정하였다. 저온에서 상변이가 관찰되지 않는다는 것은 액정이 저온에서도 안정한 상태를 유지한다는 것이고, 이에 따라 액정 표시 품질이 저하되지 않는다. -25 ℃와 -30 ℃에서의 저온 저장 평가(low temperature storage test)를 통하여, 표 1의 액정 조성물을 사용하는 액정 표시 장치에서 얼룩이 발생하기까지 걸리는 시간을 측정하였다. 유전율 측정기와 점도 계를 이용하여 표 1의 액정 조성물의 이방성 유전율과 점도를 측정하였다.
비교예1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
액정 조성물 (중량%) 화학식 1 13 13 13 7 7 7
화학식 2 - - - 5 5 5
화학식 3 - - - 4 4 4
화학식 4 8.5 8.5 8.5 7 5 3.5
화학식 5 15 15 15 14 16 18
화학식 6 - 15 29 30 32 29
화학식 7 14 14 - 10 5 7.5
화학식 8 15 - - - - -
화학식 9 15 15 15 2 4 4
저온 상변이 온도(℃) -30 -4.5 - - - -
저온 저장 평가 (hour) -25 ℃ 432 120 192 500 ~ 500 ~ 500 ~
-30 ℃ 72 120 192 500 ~ 500 ~ 500 ~
이방성 유전율 11.7 11.8 11.2 12.4 12.7 13.1
점도 (mPa·s) 85 82 80 80 82 84
상전이 온도(Tni, ℃) 75 76 70 74.5 75 74.5
상기 표 1에서 알 수 있는 것처럼, 액정 조성물의 저온 상변이 온도는 화학식 6 내지 8로 표시되는 중성 화합물의 함량과 밀접한 관련이 있다. 화학식 6으로 표현되는 중성 화합물이 29 중량% 이상 함유된 경우, 저온 상변이 온도가 존재하지 않았고, 결국 저온 저장 평가에서 오랫동안 얼룩이 발생하지 않는다는 결과를 보여준다. 나아가, 화학식 7로 표시되는 중성 화합물을 더 포함하는 경우, 더욱 오랫동안 얼룩이 발생하지 않았다. 도 3은 실시예 3과 실시예 4에 따른 저온 상변이 온도를 나타내는 그래프로서, 저온에서 상변이가 없음을 알 수 있다. 또한, 화학식 2와 화학식 3으로 표시되는 화합물을 더 포함시킴으로써, 이방성 유전율과 상전이 온도를 조절할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 실시예 5와 실시예 6은 커플링제로 하기 화학식 11로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 각각 비교예 1과 비교예 2와 동일하다. 이 경우, -25 ℃와 -30℃의 저온 저장 평가에서도 300 시간 이상의 높은 안정성을 나타냈다.
본 발명에 따른 실시예 7 내지 10은 커플링제로 하기 화학식 11로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 각각 실시예 1 내지 실시예 4와 동일하다. 이 경우, 저온 상변이 온도는 모두 나타나지 않았고, -25 ℃와 -30℃의 저온 저장 평가에서도 모두 500 시간 이상의 높은 안정성을 나타냈다.
또한, 실시예 5 내지 10은 수분 가압 조건(121 ℃, 2 atm, 100 %RH)에서 접착력이 24 시간 후에도 지속되었다. 나아가, 상온에서 점도가 상승하는 수준(25℃, 48 시간)이 1.26으로 낮았다. 따라서, 화학식 11로 표시되는 화합물을 커플링제로 사용하는 경우, 액정 조성물의 함량비에 상관 없이, 저온에서 액정의 안정성을 유지한다.
[화학식 11]
Figure 112008067766273-PAT00021
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.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 저온 상변이 온도를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *
3: 액정층 81, 82: 접촉 보조 부재
100: 제1 표시판 110: 제1 기판
121, 129: 게이트선 124: 게이트 전극
131: 유지 전극선 137: 주 유지 전극
140: 게이트 절연막 154: 반도체
163, 165: 저항성 접촉 부재 171, 179: 데이터선
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
177: 드레인 전극의 확장부 180, 180p, 180q: 보호막
181, 182, 185: 접촉 구멍 191: 화소 전극
200: 제2 표시판 210: 제2 기판
220: 차광 부재 230R, 230B, 230G: 색 필터
270: 공통 전극 310: 밀봉재
320: 간격재
DA: 표시 영역 PA: 주변 영역

Claims (16)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 한 쌍의 전기장 생성 전극,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 밀봉재, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 끼어 있고 액정층
    을 포함하고,
    상기 밀봉재는 하기 화학식 10 내지 11로 표현되는 커플링제 중 적어도 하나의 커플링제를 포함하는 액정 표시 장치.
    [화학식 10]
    Figure 112008067766273-PAT00022
    [화학식 11]
    Figure 112008067766273-PAT00023
  2. 제1항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 6 내지 8로 각각 표현되는 중성 화합물 중 적어도 하나의 중성 화합물을 포함하는 액정 표시 장치.
    [화학식 6]
    Figure 112008067766273-PAT00024
    [화학식 7]
    Figure 112008067766273-PAT00025
    [화학식 8]
    Figure 112008067766273-PAT00026
  3. 제2항에서,
    상기 화학식 6으로 표현되는 중성 화합물이 28-32 중량%로 포함되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 화학식 7로 표현되는 중성 화합물이 5-10 중량%로 포함되어 있는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 4와 화학식 5로 표현되는 극성 화합물
    [화학식 4]
    Figure 112008067766273-PAT00027
    [화학식 5]
    Figure 112008067766273-PAT00028
    을 포함하고, R4 내지 R5는 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 9로 표현되는 중성 화합물
    [화학식 9]
    Figure 112008067766273-PAT00029
    을 포함하고, R6 내지 R7은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 화학식 8로 표현되는 중성 화합물이 10-14 중량%로 포함되어 있는 액정 표시 장치.
  8. 제2항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 2 내지 3으로 각각 표현되는 극성 화합물 중 적어도 하나와 하기 화학식 1로 표현되는 극성 화합물
    [화학식 1]
    Figure 112008067766273-PAT00030
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    Figure 112008067766273-PAT00032
    을 포함하고, R1 내지 R3은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치
  9. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 한 쌍의 전기장 생성 전극,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 중 적어도 하나 위에 형성되어 있는 밀봉재, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 끼어 있고 액정층
    을 포함하고,
    상기 액정층은 하기 화학식 6으로 표현되는 중성 화합물
    [화학식 6]
    Figure 112008067766273-PAT00033
    을 포함하고, R1 내지 R3은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나이고,
    상기 화학식 6으로 표현되는 중성 화합물이 28-32 중량%로 포함되어 있는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 7로 표현되는 중성 화합물
    [화학식 7]
    Figure 112008067766273-PAT00034
    이 5-10 중량%로 포함되어 있는 액정 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 4와 화학식 5로 표현되는 극성 화합물
    [화학식 4]
    Figure 112008067766273-PAT00035
    [화학식 5]
    Figure 112008067766273-PAT00036
    을 포함하고, R4 내지 R5는 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 9로 표현되는 중성 화합물
    [화학식 9]
    Figure 112008067766273-PAT00037
    을 포함하고,
    R6 내지 R7은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치.
  13. 제9항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 8로 표현되는 중성 화합물
    [화학식 8]
    Figure 112008067766273-PAT00038
    이 10-14 중량%로 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제9항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 4와 화학식 5로 표현되는 극성 화합물을 포함하고, R4 내지 R5는 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치.
  15. 제9항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 9로 표현되는 중성 화합물을 포함하고, R6 내지 R7은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치.
  16. 제9항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 2 내지 3으로 각각 표현되는 극성 화합물 중 적어도 하나와 하기 화학식 1로 표현되는 극성 화합물
    [화학식 1]
    Figure 112008067766273-PAT00039
    [화학식 2]
    Figure 112008067766273-PAT00040
    [화학식 3]
    Figure 112008067766273-PAT00041
    을 포함하고, R1 내지 R3은 서로 같거나 다르며 각각 탄소 수 1 내지 13개를 가지는 알킬기 또는 알콕시기 중 하나인 액정 표시 장치
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