KR20140001091A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

A liquid crystal display device is provided. The liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate which is separated from the first substrate and faces the first substrate, a liquid crystal layer which is arranged between the first substrate and the second substrate, a planar common electrode which is arranged between the first substrate and the liquid crystal layer, and a pixel electrode which includes a pattern to limit an opening part arranged between the common electrode and the liquid crystal layer. The liquid crystal layer includes a nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy, a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy, and a ferroelectric liquid crystal.

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display Device}[0001] The present invention relates to a liquid crystal display device,

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 네마틱 액정 및 강유전성 액정을 갖는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device including a liquid crystal layer having a nematic liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 고화질, 고휘도 및 대형화를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 연구의 일환으로 액정 표시 장치의 고화질, 고휘도 및 대형화를 위하여 액정 표시 장치 내 전극들의 구조가 다양해지고 복잡해지고 있다. 이러한 전극들로 구동 전압이 인가되면, 액정층의 액정 분자들은 인가된 전기장에 의해 그 배열이 변경되는데, 상기 액정 분자들은 상기 전극들에 의해 그 배열이 불균일하고 안정적이지 못하다. 상기 액정 분자들의 불균일하고 불안한 배열은 액정 표시 장치의 휘도를 저하시키는 문제로 발생시키고 있다.Liquid crystal display devices are one of the flat panel display devices most widely used at present, and studies for high quality, high brightness, and large size are being actively conducted. As a part of the research, the structure of electrodes in the liquid crystal display device has been diversified and complicated for the high quality, high brightness and large size of the liquid crystal display device. When a driving voltage is applied to these electrodes, the arrangement of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is changed by an applied electric field, and the arrangement of the liquid crystal molecules is uneven and unstable by the electrodes. Uneven and unstable arrangement of the liquid crystal molecules is caused by a problem of lowering the brightness of the liquid crystal display.

본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 휘도가 향상된 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having improved luminance.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 개념에 따른 일 실시예는 액정 표시 장치를 제공한다. 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판; 상기 제1 기판과 이격되어 마주하는 제2 기판; 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되는 액정층; 상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치되는 판형의 공통 전극; 및 상기 공통 전극 및 상기 액정층 사이에 배치되는 개구를 한정하는 패턴을 갖는 화소 전극을 포함하되, 상기 액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정을 포함한다.One embodiment according to the inventive concept provides a liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a first substrate; A second substrate spaced apart from and facing the first substrate; A liquid crystal layer disposed between the first and second substrates; A plate-shaped common electrode disposed between the first substrate and the liquid crystal layer; And a pixel electrode having a pattern defining an opening disposed between the common electrode and the liquid crystal layer, wherein the liquid crystal layer is a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy, a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy, and a ferroelectric Liquid crystals.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액정 표시 장치는, FFS(field fringe switching) 모드일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the liquid crystal display may be in a field fringe switching (FFS) mode.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 액정 표시 장치는, 상기 액정층에 인접하게 배치되는 배향막을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal display may further include an alignment layer disposed adjacent to the liquid crystal layer.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 배향막은 리액티브 메조겐(reactive mesogen) 물질을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the alignment layer may include a reactive mesogen material.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 액정층은, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 70중량% 내지 99.9중량% 및 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물 0.1중량% 내지 30중량%을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal layer is 70% by weight to 99.9% by weight of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy and 0.1% by weight of a mixture of the nematic liquid crystal and ferroelectric liquid crystal having the positive dielectric anisotropy % To 30% by weight.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물에서, 상기 강유전성 액정은 10중량% 내지 99중량%을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, in the mixture of the nematic liquid crystal and the ferroelectric liquid crystal having the positive dielectric anisotropy, the ferroelectric liquid crystal may comprise 10% to 99% by weight.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal layer may further include a reactive mesogen material.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 액정층은, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물 0.1중량% 내지 30중량%, 상기 리액티브 메조겐 물질 0.01중량% 내지 3중량% 및 여분의 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal layer, 0.1% to 30% by weight of the mixture of the nematic liquid crystal and ferroelectric liquid crystal having the positive dielectric anisotropy, 0.01% to 3% by weight of the reactive mesogen material And nematic liquid crystals having% and excess of said negative dielectric anisotropy.

본 발명의 개념에 따른 다른 실시예는 액정 표시 장치를 제공한다. 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판; 상기 제1 기판과 이격되어 마주하는 제2 기판; 상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되는 액정층; 상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치되는 판형의 공통 전극; 및 상기 공통 전극 및 상기 액정층 사이에 배치되는 개구를 한정하는 패턴을 갖는 화소 전극을 포함하되, 상기 액정층은 비강유전성 액정(non-ferroelectric liquid crystal)과, 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal)을 포함한다.Another embodiment according to the inventive concept provides a liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a first substrate; A second substrate spaced apart from and facing the first substrate; A liquid crystal layer disposed between the first and second substrates; A plate-shaped common electrode disposed between the first substrate and the liquid crystal layer; And a pixel electrode having a pattern defining an opening disposed between the common electrode and the liquid crystal layer, wherein the liquid crystal layer includes a non-ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal. do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액정층은, 상기 강유전성 액정 0.1 중량% 내지 30중량%을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the liquid crystal layer may include 0.1 wt% to 30 wt% of the ferroelectric liquid crystal.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 비강유전성 액정은, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the non-ferroelectric liquid crystal may include a nematic liquid crystal having the negative dielectric anisotropy.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 액정층은, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 70중량% 내지 99.9중량% 및 상기 강유전성 액정 0.1중량% 내지 30중량%를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal layer may include 70 wt% to 99.9 wt% of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy and 0.1 wt% to 30 wt% of the ferroelectric liquid crystal.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal layer may further include a reactive mesogen material.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 액정층은, 상기 강유전성 액정의 0.1중량% 내지 30중량%, 상기 리액티브 메조겐 물질 0.01중량% 내지 3중량% 및 여분의 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal layer has 0.1 wt% to 30 wt% of the ferroelectric liquid crystal, 0.01 wt% to 3 wt% of the reactive mesogen material, and excess negative dielectric anisotropy. It may comprise a nematic liquid crystal.

본 발명의 실시예에 따르면, 액정 표시 장치는, 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정 분자를 포함하는 액정층을 포함할 수 있다. 상기 액정층의 강유전성 액정 분자에 의해, 액정층 내 액정 분자들의 배향 균일성 및 안정성이 향상되어 상기 액정 표시 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal display may include a liquid crystal layer including a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy, a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy, and ferroelectric liquid crystal molecules. By the ferroelectric liquid crystal molecules of the liquid crystal layer, alignment uniformity and stability of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer may be improved, thereby improving brightness of the liquid crystal display.

본 발명의 보다 완전한 이해와 도움을 위해, 참조가 아래의 설명에 첨부도면과 함께 주어져 있고 참조번호가 아래에 나타나 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 실시예 1 내지 5의 액정 표시 장치들과 비교예 1 내지 5의 액정 표시 장치들의 투과도를 비교하는 그래프들이다.
도 4a 및 도 4b는 실시예 1 내지 5의 액정 표시 장치들과 비교예 1 내지 5의 액정 표시 장치들의 응답 속도를 비교하는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5k는 실시예 5의 액정 표시 장치로 인가된 전압에 따라 변화하는 텍스쳐들이다.
도 6a 내지 도 6k는 비교예 5의 액정 표시 장치로 인가된 전압에 따라 변화하는 텍스쳐들이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding and assistance of the invention, reference is made to the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
1 is a plan view illustrating a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view for describing a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A and 3B are graphs comparing the transmittances of the liquid crystal display devices of Examples 1 to 5 and the liquid crystal display devices of Comparative Examples 1 to 5.
4A and 4B are graphs comparing the response speeds of the liquid crystal display devices of Examples 1 to 5 and the liquid crystal display devices of Comparative Examples 1 to 5. FIG.
5A to 5K are textures that change according to a voltage applied to the liquid crystal display of Example 5. FIG.
6A through 6K are textures that change according to a voltage applied to the liquid crystal display of Comparative Example 5. FIG.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 당해 기술분야에서 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 개념이 어떤 적합한 환경에서 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.In order to fully understand the structure and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Those of ordinary skill in the art will understand that the concepts of the present invention may be practiced in any suitable environment.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is to be understood that the terms 'comprises' and / or 'comprising' as used herein mean that an element, step, operation, and / or apparatus is referred to as being present in the presence of one or more other elements, Or additions.

본 명세서에서 어떤 막(또는 층)이 다른 막(또는 층) 또는 기판상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막(또는 층) 또는 기판상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막(또는 층)이 개재될 수도 있다. When a film (or layer) is referred to herein as being on another film (or layer) or substrate it may be formed directly on another film (or layer) or substrate, or a third film Or layer) may be interposed.

본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 영역, 막들(또는 층들) 등을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 영역, 막들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 소정 영역 또는 막(또는 층)을 다른 영역 또는 막(또는 층)과 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에의 제1 막질로 언급된 막질이 다른 실시 예에서는 제2 막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다Although the terms first, second, third, etc. have been used in various embodiments herein to describe various regions, films (or layers), etc., it is to be understood that these regions, do. These terms are merely used to distinguish any given region or film (or layer) from another region or film (or layer). Thus, the membrane referred to as the first membrane in one embodiment may be referred to as the second membrane in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.The terms used in the embodiments of the present invention may be construed as commonly known to those skilled in the art unless otherwise defined.

이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[[액정 표시 장치]][[Liquid crystal display]]

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view for describing a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 액정 표시 장치(2)는, 제1 기판(100), 상기 제1 기판(100)에 대향하는 제2 기판(200), 및 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이에 형성된 액정층(300)을 포함한다. 상기 제1 기판(100)은 박막 트랜지스터들이 형성된 기판에 해당하므로 박막 트랜지스터 기판이라고 지칭되며, 상기 제2 기판(200)은 컬러 필터들(CF)이 형성된 기판에 해당하므로 컬러 필터 기판이라고 지칭된다.1 and 2, the liquid crystal display device 2 may include a first substrate 100, a second substrate 200 facing the first substrate 100, and the first substrate 100. The liquid crystal layer 300 is formed between the second substrate 200. Since the first substrate 100 corresponds to a substrate on which thin film transistors are formed, the first substrate 100 is referred to as a thin film transistor substrate, and the second substrate 200 corresponds to a substrate on which color filters CF are formed.

상기 제1 기판(100)은 제1 절연 기판(101), 복수의 게이트 라인과, 복수의 데이터 라인, 및 복수의 화소(PXL)를 포함한다. 상기 제1 절연 기판(101)은 대략 사각 형상을 가지며 투명 절연 물질로 이루어진다.The first substrate 100 includes a first insulating substrate 101, a plurality of gate lines, a plurality of data lines, and a plurality of pixels PXL. The first insulating substrate 101 has a substantially rectangular shape and is made of a transparent insulating material.

상기 게이트 라인들은 상기 제1 절연 기판(101) 상에 제1 방향으로 연장되어 형성된다. 상기 게이트 라인들은 예를 들어, n+p개의 게이트 라인들(GL1, ..., GLn, GLn+1, ..., GL(n+p)-1, GLn+p)로 이루어진다.The gate lines extend in a first direction on the first insulating substrate 101. The gate lines are, for example, n + p gate lines GL1, ..., GLn, GLn + 1, ..., GL (n + p) -1, GLn + p.

상기 데이터 라인들은 상기 게이트 라인들과 절연막을 사이에 두고 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 연장되어 제공된다. 상기 데이터 라인들은 예를 들어, m+q개의 데이터 라인들(DL1, ..., DLm, DLm+1, ..., DL(m+q)-1, DLm+q)로 이루어진다. 상기 각 화소는 상기 게이트 라인들(GL1, ..., GLn, GLn+1, ..., GL(n+p)-1, GLn+p) 중 하나와 상기 데이터 라인들(DL1, ..., DLm, DLm+1, ..., DL(m+q)-1, DLm+q) 중 하나에 연결된다. The data lines extend in a second direction crossing the first direction with the gate lines and the insulating layer interposed therebetween. The data lines are composed of, for example, m + q data lines DL1, ..., DLm, DLm + 1, ..., DL (m + q) -1, DLm + q. Each pixel includes one of the gate lines GL1, ..., GLn, GLn + 1, ..., GL (n + p) -1, GLn + p and the data lines DL1, ... , DLm, DLm + 1, ..., DL (m + q) -1, DLm + q).

각 화소(PXL)는 서로 동일한 구조로 이루어지므로, 도 1에서는 설명의 편의상 n번째 게이트 라인(GLn), m번째 데이터 라인(DLm), 및 하나의 화소(PXL)를 도시한다.Since each pixel PXL has the same structure, in FIG. 1, an n-th gate line GLn, an m-th data line DLm, and one pixel PXL are illustrated for convenience of description.

상기 각 화소(PXL)는 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극(PE), 상기 화소 전극(PE)을 커버하는 보호층(113), 및 상기 화소 전극(PE)과 이격되어 제공된 공통 전극(CE)을 포함한다. 상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극(GE), 게이트 절연막(111), 반도체 패턴(SM), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)을 포함한다.Each pixel PXL includes a thin film transistor, a pixel electrode PE connected to the thin film transistor, a protective layer 113 covering the pixel electrode PE, and a common electrode spaced apart from the pixel electrode PE. (CE). The thin film transistor includes a gate electrode GE, a gate insulating layer 111, a semiconductor pattern SM, a source electrode SE, and a drain electrode DE.

상기 게이트 전극(GE)은 상기 제n 게이트 라인(GLn)으로부터 돌출되거나 상기 제n 게이트 라인(GLn)의 일부 영역 상에 제공된다.The gate electrode GE may protrude from the n-th gate line GLn or may be provided on a portion of the n-th gate line GLn.

상기 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 게이트 전극(GE)은 상기 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 및 몰리브덴이 순차적으로 적층된 삼중막이거나, 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 된 단일막일 수 있다.The gate electrode GE may be formed of a metal. The gate electrode GE may be made of nickel, chromium, molybdenum, aluminum, titanium, copper, tungsten, and an alloy thereof. The gate electrode GE may be formed of a single film or multiple films using the metal. For example, the gate electrode GE may be a triple film in which molybdenum, aluminum, and molybdenum are sequentially laminated, or a double film in which titanium and copper are sequentially laminated. Or a single film of an alloy of titanium and copper.

상기 게이트 절연막(111) 은 상기 제1 절연 기판(101)의 전면에 제공되어, 상기 제n 게이트 라인(GLn), 상기 제n 게이트 라인(GLn)을 커버한다.The gate insulating layer 111 is provided on the entire surface of the first insulating substrate 101 to cover the n-th gate line GLn and the n-th gate line GLn.

상기 반도체 패턴(SM)은 상기 게이트 절연막(111) 상에 제공된다. 상기 반도체 패턴(SM)은 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 상기 반도체패턴(SM) 은 상기 게이트 절연막(111) 상에 제공된 액티브 패턴(ACT)과 상기 액티브 패턴(ACT) 상에 형성된 오믹 콘택층(OC)을 포함한다. 상기 액티브 패턴(ACT)은 비정질 실리콘 박막으로 이루어질 수 있으며, 상기 오믹 콘택층(OC)은 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어질 수 있다. 상기 오믹 콘택층(OC)은 상기 액티브 패턴(ACT)의 일부 영역과 후술할 소스 전극(SE) 사이 및 상기 액티브 패턴(ACT)의 다른 일부 영역과 후술할 드레인 전극(DE) 사이에 제공된다. 상기 오믹 콘택층(OC)은 상기 액티브 패턴(ACT)과 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 사이를 각각 오믹 콘택(ohmic contact)시킨다. The semiconductor pattern SM is provided on the gate insulating layer 111. A portion of the semiconductor pattern SM overlaps the gate electrode GE. The semiconductor pattern SM includes an active pattern ACT provided on the gate insulating layer 111 and an ohmic contact layer OC formed on the active pattern ACT. The active pattern ACT may be formed of an amorphous silicon thin film, and the ohmic contact layer OC may be formed of n + amorphous silicon thin film. The ohmic contact layer OC is provided between a portion of the active pattern ACT and a source electrode SE to be described later, and between another portion of the active pattern ACT and a drain electrode DE to be described later. The ohmic contact layer OC makes ohmic contact between the active pattern ACT, the source electrode SE, and the drain electrode DE, respectively.

상기 소스 전극(SE) 은 상기 제m 데이터 라인(DLm)에서 분지되어 제공된다. 상기 소스 전극(SE)은 상기 오믹 콘택층(OC) 상에 형성되며 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)과 중첩한다.The source electrode SE is provided branched from the m-th data line DLm. The source electrode SE is formed on the ohmic contact layer OC and a portion of the source electrode SE overlaps the gate electrode GE.

상기 드레인 전극(DE) 은 상기 반도체 패턴(SM)을 사이에 두고 상기 소스 전극(SE)으로부터 이격되어 제공된다. 상기 드레인 전극(DE)은 상기 오믹 콘택층(OC) 상에 형성되며 일부 영역이 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하도록 제공된다.The drain electrode DE is provided spaced apart from the source electrode SE with the semiconductor pattern SM therebetween. The drain electrode DE is formed on the ohmic contact layer OC, and a portion of the drain electrode DE is provided to overlap the gate electrode GE.

상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 상기 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 이루어진 단일막일 수 있다.The source electrode SE and the drain electrode DE may be made of nickel, chromium, molybdenum, aluminum, titanium, copper, tungsten, and alloys thereof. The source electrode SE and the drain electrode DE may be formed of a single film or multiple films using the metal. For example, the source electrode SE and the drain electrode DE may be a double layer in which titanium and copper are sequentially stacked. Or a single film made of an alloy of titanium and copper.

상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE)은 상기 반도체 패턴(SM) 상에서 소정 간격 이격되도록 제공된다. 이에 따라 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이의 상기 액티브 패턴(ACT)의 상면이 노출되며, 상기 게이트 전극(GE)의 전압 인가 여부에 따라 상기 소스 전극(SE)과 상기 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이루는 채널부(CH)가 된다.The source electrode SE and the drain electrode DE are provided to be spaced apart from each other on the semiconductor pattern SM by a predetermined interval. Accordingly, an upper surface of the active pattern ACT between the source electrode SE and the drain electrode DE is exposed, and the source electrode SE and the drain are dependent on whether the voltage of the gate electrode GE is applied. It becomes the channel part CH which forms a conductive channel between the electrodes DE.

상기 화소 전극(PE)은 상기 드레인 전극(DE)과 상기 게이트 절연막(111) 상에 구비된다. 상기 화소 전극(PE)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부와 상기 게이트 절연막(111)의 바로 위에 제공되어 상기 드레인 전극(DE)의 일부와 상기 게이트 절연막(111)과 직접 접촉한다. The pixel electrode PE is provided on the drain electrode DE and the gate insulating layer 111. The pixel electrode PE is provided directly on the portion of the drain electrode DE and the gate insulating layer 111 to directly contact the portion of the drain electrode DE and the gate insulating layer 111.

상기 화소 전극(PE)은 평면상에서 볼 때 대략 직사각 형상을 가지나, 이에 한정되는 것은 아니며 화소의 형상에 따라 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 상기 화소 전극(PE)은 내부에 개구부와 같은 패턴이 없이 통판으로 형성된다.The pixel electrode PE has a substantially rectangular shape in plan view, but may be formed in various shapes depending on the shape of the pixel. The pixel electrode PE is formed as a plate without a pattern such as an opening therein.

상기 공통 전극(CE)은 개구를 갖는 패턴을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공통 전극(CE)은 일 방향으로 연장하며 서로 등간격 이격된 스트라이프(stripe) 구조를 가질 수 있다. 본 실시예에서는 스트라이프 구조의 공통 전극(CE)을 예시적으로 설명하고 있으나, 본 발명에서 상기 공통 전극(CE)의 구조를 한정하는 것은 아니다.The common electrode CE may include a pattern having an opening. According to an embodiment of the present invention, the common electrode CE may have a stripe structure extending in one direction and spaced at equal intervals from each other. In the present exemplary embodiment, the common electrode CE having the stripe structure is exemplarily described, but the structure of the common electrode CE is not limited thereto.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 기판(100)은 상기 공통 전극(CE) 및 상기 액정층(300) 사이에 제1 배향막(115)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 배향막(115)은 상기 액정층(300) 내 액정 분자들을 한 방향으로 초기(pre-tilt) 배향시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 배향막(115)은 폴리 아믹산(poly-amic acid), 폴리 이미드(poly-imide), 레시틴(lecithin), 나일론(nylon), PVA(polyvinylalcohol)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 배향막(115)은 리액티브 메조겐(reactive mesogen) 물질을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the first substrate 100 may further include a first alignment layer 115 between the common electrode CE and the liquid crystal layer 300. The first alignment layer 115 may pre-tilt the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 300 in one direction. According to one embodiment, the first alignment layer 115 is made of poly-amic acid, polyimide, lecithin, nylon, polyvinylalcohol (PVA). It may include at least one selected from. In another embodiment, the first alignment layer 115 may further include a reactive mesogen material.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 기판(200)은, 상기 컬러 필터(CF) 및 상기 액정층(300) 사이에 제2 배향막(215)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 배향막(215)은 폴리 아믹산(poly-amic acid), 폴리 이미드(poly-imide), 레시틴(lecithin), 나일론(nylon), PVA(polyvinylalcohol)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 배향막(215)은 리액티브 메조겐(reactive mesogen) 물질을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the second substrate 200 may further include a second alignment layer 215 between the color filter CF and the liquid crystal layer 300. According to one embodiment, the second alignment layer 215 is a group consisting of poly-amic acid, polyimide, lecithin, nylon, and polyvinylalcohol (PVA). It may include at least one selected from. In another embodiment, the second alignment layer 215 may further include a reactive mesogen material.

상기 액정층(300)은 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이를 충진할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 액정층(300)은 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정(negative nematic liquid crytal), 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정(positive nematic liquid crytal) 및 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 액정층(300)은 비강유전성 액정(non-ferroelectric liquid crystal) 및 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal)을 포함할 수 있다. 상기 액정층(300)에 대한 설명은 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.The liquid crystal layer 300 may fill between the first and second substrates 100 and 200. According to an embodiment, the liquid crystal layer 300 may include a negative nematic liquid crytal having a negative dielectric anisotropy, a positive nematic liquid crytal having a positive dielectric anisotropy, and a ferroelectric liquid. crystal). According to another embodiment, the liquid crystal layer 300 may include a non-ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal. Description of the liquid crystal layer 300 will be described in detail below.

상술한 바와 같이, FFS모드(field fringe switching mode)의 액정 표시 장치의 액정층(300)이 강유전성 액정을 포함함으로써, 네마틱 액정과 더불어 액정 조성물의 배향을 균일하게 하고 배향의 안정성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 액정층(300)을 포함하는 액정 표시 장치의 휘도가 향상될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 배향막들(115, 215)에 리액티브 메조겐 물질을 더 포함함으로써, 액정층(300) 내 액정 분자들의 배향 속도가 빨라지며, 배향되는 각도도 커져 광학적 특성이 향상될 수 있다.
As described above, since the liquid crystal layer 300 of the liquid crystal display device of the field fringe switching mode (FFS mode) includes the ferroelectric liquid crystal, the alignment of the liquid crystal composition together with the nematic liquid crystal can be improved and the stability of the alignment can be improved. have. Therefore, the luminance of the liquid crystal display including the liquid crystal layer 300 may be improved. In addition, by further including the reactive mesogen material in the first and second alignment layers 115 and 215, the alignment speed of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 300 may be increased, and the angle of the alignment may be increased, thereby improving optical characteristics. Can be.

이하에서는 액정층에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the liquid crystal layer will be described in detail.

[[ 액정층Liquid crystal layer _제1 _First 실시예Example ]]

액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정(negative nematic liquid crystal), 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정(positive nematic liquid crystal) 및 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal)을 포함할 수 있다.The liquid crystal layer may include a negative nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy, a positive nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy, and a ferroelectric liquid crystal.

일 실시예에 따르면, 상기 액정층은, 약 70중량% 내지 약 99.9중량%의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다. 상기 액정층은 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the liquid crystal layer may include a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy of about 70 wt% to about 99.9 wt%. The liquid crystal layer may further include a mixture of nematic liquid crystals and ferroelectric liquid crystals having dielectric anisotropy in an amount of about 0.1% to about 30% by weight.

상기 양의 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물은, 약 1중량% 내지 90중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정과, 약 10중량% 내지 약 99중량%의 강유전성 액정을 포함할 수 있다.The mixture of the positively anisotropic nematic liquid crystal and the ferroelectric liquid crystal includes a nematic liquid crystal having an amount of dielectric anisotropy of about 1% by weight to 90% by weight, and about 10% by weight to about 99% by weight of the ferroelectric liquid crystal. can do.

일 실시예에 따르면, 상기 액정층에서 상기 강유전성 액정은 약 0.01중량% 내지 약 29.7중량% 범위 내일 수 있다. 상기 강유전성 액정이 상기 액정층 총량의 약 0.01중량%이하일 경우, 상기 액정층의 액정 배향성이 불안정할 수 있다. 또한, 상기 강유전성 액정이 상기 액정층 총량의 약 29.7중량%를 초과하는 경우, 액정층의 점도가 증가하여 상기 액정층을 포함하는 표시 장치의 응답 속도(response time)가 느려질 수 있다. 바람직하게는, 상기 강유전성 액정은 상기 액정층 총량의 약 10중량% 정도일 수 있다.According to one embodiment, the ferroelectric liquid crystal in the liquid crystal layer may be in the range of about 0.01% to about 29.7% by weight. When the ferroelectric liquid crystal is about 0.01% by weight or less of the total amount of the liquid crystal layer, the liquid crystal alignment of the liquid crystal layer may be unstable. In addition, when the ferroelectric liquid crystal exceeds about 29.7% by weight of the total amount of the liquid crystal layer, the viscosity of the liquid crystal layer may increase, resulting in a slow response time of the display device including the liquid crystal layer. Preferably, the ferroelectric liquid crystal may be about 10% by weight of the total amount of the liquid crystal layer.

이하에서, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 예시적 물질들을 설명하도록 한다. 하기에 설명되는 예시적인 물질들로, 본 발명의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정을 이것으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary materials of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy, the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy and the ferroelectric liquid crystal will be described. Exemplary materials described below do not limit the nematic liquid crystals having negative dielectric anisotropy, the nematic liquid crystals having positive dielectric anisotropy, and ferroelectric liquid crystals of the present invention.

우선, 네마틱 액정의 특징을 간략하게 설명하고, 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정의 예시들을 분류하도록 한다.First, the characteristics of nematic liquid crystals will be briefly described, and examples of nematic liquid crystals having negative dielectric anisotropy and nematic liquid crystals having positive dielectric anisotropy will be classified.

네마틱 액정은 액정의 가늘고 긴 분자가 서로의 위치는 불규칙하지만 그 장축은 모두 일정한 방향으로 향하고 있는 상태의 액정을 이른다. 네마틱 액정의 각 분자는 장축 방향으로 자유롭게 움직일 수 있으므로 점성이 작아 흐르기 쉬우며, 네마틱 분자의 방향은 위, 아래가 실질적으로 동일하기 때문에 분극이 상쇄되어 일반적으로 강유전성을 나타내지 않는다. 액정의 분자의 축 방향과 직각 방향에서, 물리적 성질이 매우 다르다. 따라서, 네마틱 액정은 광학적 이방성을 가지는 물질이다. 축 방향이 평행인 유전 이방성과 축 방향이 직각인 유전 이방성의 차이(△ε가 0보다 작으면 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정이라고 하고, 0보다 크면 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정이라고 한다.Nematic liquid crystals form liquid crystals in which the elongated molecules of the liquid crystal have irregular positions of each other but their long axes are directed in a constant direction. Since each molecule of the nematic liquid crystal can freely move in the long axis direction, the viscosity is small and easily flows. Since the directions of the nematic molecules are substantially the same in the up and down directions, the polarization is canceled and generally does not exhibit ferroelectricity. In the direction perpendicular to the axial direction of the molecules of the liquid crystal, physical properties are very different. Therefore, nematic liquid crystal is a material having optical anisotropy. Difference between dielectric anisotropy parallel to the axial direction and dielectric anisotropy perpendicular to the axial direction (Δε is less than 0 is called nematic liquid crystal with negative dielectric anisotropy, and greater than 0 is called nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy do.

음의 유전 Negative heredity 이방성을Anisotropy 갖는  Have 네마틱Nematic 액정 Liquid crystal

일 실시예에 따르면, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들은 한 종류(single)일 수 있다. 다른 측면에서, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들은, 서로 상이한 종류(mixture)일 수 있다. 예를 들면, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들은, 제1 유전 이방성을 갖는 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자 및 제2 유전 이방성을 갖는 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 유전 이방성은 상기 제1 유전 이방성과 상이할 수 있다.According to an embodiment, the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy may include nematic liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy. In one aspect, the nematic liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy may be a single type. In another aspect, the nematic liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy may be of different kinds from each other. For example, the nematic liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy may include liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy having first dielectric anisotropy and liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy having second dielectric anisotropy. have. In this case, the second dielectric anisotropy may be different from the first dielectric anisotropy.

다른 실시예에 따르면, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들 및 제1 기저 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 제1 기저 액정 분자들 각각은, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자 및 양의 유전 이방성을 갖는 액정 분자, 중성의 액정 분자들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 한 종류의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들과, 제1 기저 분자들을 포함할 수 있다. 다른 측면에서, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 다양한 종류의 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자들과, 제1 기저 액정 분자들을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy may include nematic liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy and first base liquid crystal molecules. Each of the first base liquid crystal molecules may include at least one selected from the group consisting of liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy, liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy and neutral liquid crystal molecules. In one aspect, the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy may include nematic liquid crystal molecules having one kind of negative dielectric anisotropy and first base molecules. In another aspect, the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy may include liquid crystal molecules having various kinds of negative dielectric anisotropy and first base liquid crystal molecules.

이하에서는, 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 예들을 나열하여 설명하도록 한다. 하기의 물질들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.Hereinafter, nematic liquid crystals having negative dielectric anisotropy will be described with examples. The following materials may be used alone or in combination.

상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 할로겐계(halogen group), 시안화계(cyanide group), 또는 이소시아네이트계(isocyanate group) 네마틱 액정을 포함할 수 있다. 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 할로겐계(halogen group), 시안화계(cyanide group), 또는 이소시아네이트계(isocyanate group) 네마틱 액정을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 제1 기저 액정 분자들을 더 포함할 수 있다.
The negative liquid crystal having negative dielectric anisotropy may include a halogen group, a cyanide group, or an isocyanate group nematic liquid crystal. The nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy may be used alone or in combination with a halogen group, a cyanide group, or an isocyanate group nematic liquid crystal. In addition, the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy may further include first base liquid crystal molecules.

할로겐계 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 불소계(fluorine group), 염소계(chlorine group) 또는 브롬계(brome group)물질 등을 포함할 수 있으며, 단일 또는 다중환 구조를 가질 수 있다. The nematic liquid crystal having a halogen-based negative dielectric anisotropy may include a fluorine group, a chlorine group, or a bromine group material, and may have a single or polycyclic structure.

할로겐 계열 2환 구조의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 하기 화학식 1 및 2로 표기될 수 있다.Nematic liquid crystals having a negative dielectric anisotropy of a halogen-based bicyclic structure may be represented by the following Chemical Formulas 1 and 2.

화학식 1Formula 1

Figure pat00001
Figure pat00001

화학식 2(2)

Figure pat00002
Figure pat00002

화학식 1 및 2에서, R은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬(alkyl), 또는 알콕시(alkoxy)이고(여기에서, 수소는 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen)으로 치환될 수 있고, -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- 또는 -S-로 치환될 수 있음), X는 서로 독립적으로 할로겐(halogen), 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화된 알킬(halogenated alkyl), 알콕시(halogenated alkoxy), 할로겐화된 알케닐(halogenated alkenyl) 또는 알케닐옥시(halogenated oxy)이고, L1 및 L2는 서로 독립적으로 수소 또는 할로겐(halogen)이다.In formulas (1) and (2), R is alkyl having 1 to 15 carbon atoms, or alkoxy (wherein hydrogen may be substituted with CN, CF 3 , or halogen, CH 2 -group can be substituted with -CH = CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- or -S-), X independently of each other Halogen, halogenated alkyl with 1 to 15 carbon atoms, halogenated alkoxy, halogenated alkenyl or alkenyloxy, L 1 and L 2 Are independently of each other hydrogen or halogen.

할로겐 계열 3환 구조의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 화학식 3 내지 6으로 표기될 수 있다.Nematic liquid crystals having a negative dielectric anisotropy of a halogen-based tricyclic structure may be represented by Chemical Formulas 3 to 6.

화학식 3(3)

Figure pat00003
Figure pat00003

화학식 4Formula 4

Figure pat00004
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화학식 5Formula 5

Figure pat00005
Figure pat00005

화학식 66

Figure pat00006
Figure pat00006

화학식 3 내지 6에서, R, L1, 및 L2는 상기 화학식 1 및 2에서 정의된 바와 같고, L3 및 L4는 서로 독립적으로 수소 또는 할로겐(halogen)이며, Z는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -CH2O-, -(CH2)4-, CF=CF-, -CH=CF- 또는 -CF=CH-이다.
In Formulas 3 to 6, R, L 1 , and L 2 are as defined in Formulas 1 and 2, L 3 and L 4 are independently hydrogen or halogen, and Z is a single bond, -CF 2 O-, -OCF 2- , -COO-, -O-CO-, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C = C-, -CH 2 O-,-(CH 2 ) 4 -, CF = CF-, -CH = CF- or -CF = CH-.

할로겐 계열 4환 구조의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 화학식 7 내지 9로 표기될 수 있다.Nematic liquid crystals having a negative dielectric anisotropy of a halogen-based tetracyclic structure may be represented by Chemical Formulas 7 to 9.

화학식 7Formula 7

Figure pat00007
Figure pat00007

화학식 88

Figure pat00008
Figure pat00008

화학식 9Formula 9

Figure pat00009
Figure pat00009

화학식 7 내지 9에서, Y는 수소 또는 할로겐(halogen)을 나타내고, R1은 1 내지 15개의 탄소 원자를 가지는 알킬(alkyl), 또는 알케닐(alkenyl)을 나타내고, R2는 1 내지 15개의 탄소 원자를 가지는 알킬(alkyl), 알케닐(alkenyl), 또는 알콕시기(alkoxy)를 나타내고(R1, 및 R2에서, 수소는 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen) 원자에 의해 치환될 수 있고, CH2 기는 -O-, -S-, -C=C-, -CH=CH-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 치환될 수 있음), Z는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -CH2O-, -(CH2)4-, CF=CF-, -CH=CF- 또는 -CF=CH-이다.
In formulas 7 to 9, Y represents hydrogen or halogen, R 1 represents alkyl having 1 to 15 carbon atoms, or alkenyl, and R 2 represents 1 to 15 carbons Alkyl, alkenyl, or alkoxy having atoms (in R 1 , and R 2 , hydrogen may be replaced by CN, CF 3 , or halogen atoms) , CH 2 The group may be substituted by -O-, -S-, -C = C-, -CH = CH-, -OC-O- or -O-CO-), Z is a single bond, -CF 2 O- , -OCF 2- , -COO-, -O-CO-, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C = C-, -CH 2 O-,-(CH 2 ) 4- , CF = CF-, -CH = CF- or -CF = CH-.

할로겐계 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 측면 플루오르화된 인단 유도체를 가지며, 하기 화학식 10으로 표기될 수 있다.The nematic liquid crystal having halogen negative dielectric anisotropy has a lateral fluorinated indane derivative and may be represented by the following Chemical Formula 10.

화학식 1010

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 식에서, m은 정수를 나타내고, n은 0 또는 1이다.
Wherein m represents an integer and n is 0 or 1.

시안화계 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 하기 화학식 11 내지 13으로 표기될 수 있다. The nematic liquid crystal having cyanide negative dielectric anisotropy may be represented by the following Chemical Formulas 11 to 13.

화학식 11Formula 11

Figure pat00011
Figure pat00011

화학식 12Formula 12

Figure pat00012
Figure pat00012

화학식 13Formula 13

Figure pat00013
Figure pat00013

화학식 11 내지 13에서, R3은 1 내지 15개의 탄소 원자를 갖는 알킬(alkyl) 그룹 (여기서, 수소는 비치환되거나 CN, CF3 , 또는 할로겐(halogen)에 의해 적어도 일치환될 수 있고, CH2 기는 -O-, -S-, -C=C-, -CH=CH-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 대체될 수 있다)이고, L1 및 L2 서로 독립적으로 수소 또는 할로겐(halogen)이고, Z는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -CH2O-, -(CH2)4-, CF=CF-, -CH=CF- 또는 -CF=CH-이다.
In Formulas 11-13, R 3 is an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, wherein hydrogen is unsubstituted or at least monosubstituted by CN, CF 3 , or halogen, and CH 2 Group can be replaced by -O-, -S-, -C = C-, -CH = CH-, -OC-O- or -O-CO-), and L 1 and L 2 independently of each other hydrogen Or halogen, Z is a single bond, -CF 2 O-, -OCF 2- , -COO-, -O-CO-, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C = C -, -CH 2 O-,-(CH 2 ) 4- , CF = CF-, -CH = CF- or -CF = CH-.

상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 단일 물질 또는 혼합물일 수 있다. 실시예에 의하면 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 혼합물은, The negative liquid crystal having dielectric anisotropy may be a single substance or a mixture. According to an embodiment, the nematic liquid crystal mixture having negative dielectric anisotropy,

(a) -1.5 미만의 유전 이방성을 갖는 화합물 하나 이상으로 이루어진 액정 성분 A: (a) Liquid Crystal Component A consisting of at least one compound having a dielectric anisotropy of less than -1.5:

(b) -1.5 내지 +1.5의 유전 이방성을 갖는 화합물 하나 이상으로 이루어진 액정 성분 B: 및(b) a liquid crystal component B consisting of at least one compound having a dielectric anisotropy of -1.5 to +1.5: and

(c) 카이럴 성분 C를 포함할 수 있다.
(c) chiral component C may be included.

상기 액정 성분 A는 하기 화학식 14 내지 17의 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. The liquid crystal component A may include one or more compounds of Formulas 14 to 17.

화학식 14Formula 14

Figure pat00014
Figure pat00014

화학식 15Formula 15

Figure pat00015
Figure pat00015

화학식 16Formula 16

Figure pat00016
Figure pat00016

화학식 17Formula 17

Figure pat00017

Figure pat00017

상기 액정 성분 B는 하기 화학식 18 내지 20의 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 액정 성분 B는 상술한 제1 기저 액정 분자들일 수 있다.The liquid crystal component B may include one or more compounds of Formulas 18 to 20. The liquid crystal component B may be the first base liquid crystal molecules described above.

화학식 1818

Figure pat00018
Figure pat00018

화학식 19Formula 19

Figure pat00019
Figure pat00019

화학식 20Formula 20

Figure pat00020
Figure pat00020

화학식 14 내지 20에서, R4 및 R5는 각각 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 15을 갖는 알킬(alkyl), 알콕시(alkoxy), 알콕시알킬(alkoxy alkyl), 알케닐(alkenyl) 또는 알케닐옥시(alkenyl oxy)이고(여기에서, 수소는 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen) 원자에 의해 치환될 수 있고, -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- 또는 -S-에 의해 치환될 수 있음), Y1은 수소 또는 할로겐(halogen)를 나타낸다.In Formulas 14 to 20, R 4 And R 5 are each independently alkyl, alkoxy, alkoxy alkyl, alkenyl or alkenyl oxy having 1 to 15 carbon atoms (wherein hydrogen May be substituted by CN, CF 3 , or halogen atom, and -CH 2 -group is -CH = CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O- May be substituted by OC-O- or -S-), Y 1 represents hydrogen or halogen.

카이럴 성분 C는 하기 예와 같은 다수의 카이럴 도펀트(dopant)가 이용 가능하다. 도펀트의 선택은 그 자체로서는 중요하지 않다.Chiral component C is available in a number of chiral dopants, such as in the examples below. The choice of dopant is not important by itself.

Figure pat00021
Figure pat00021

Figure pat00022
Figure pat00022

Figure pat00023
Figure pat00023

양의 유전 Positive oil field 이방성을Anisotropy 갖는  Have 네마틱Nematic 액정 Liquid crystal

일 실시예에 따르면, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들은 한 종류(single)일 수 있다. 다른 측면에서, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들은, 서로 상이한 종류(mixture)일 수 있다. 예를 들면, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들은, 제1 유전 이방성을 갖는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 분자 및 제2 유전 이방성을 갖는 양의 유전 이방성을 갖는 액정 분자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 유전 이방성은 상기 제1 유전 이방성과 상이할 수 있다.According to an embodiment, the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy may include nematic liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy. In one aspect, the nematic liquid crystal molecules having the positive dielectric anisotropy may be a single type. In another aspect, the nematic liquid crystal molecules having the positive dielectric anisotropy may be of different kinds from each other. For example, the nematic liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy may include liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy having first dielectric anisotropy and liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy having second dielectric anisotropy. have. In this case, the second dielectric anisotropy may be different from the first dielectric anisotropy.

다른 실시예에 따르면, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들 및 제2 기저 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 제2 기저 액정 분자들 각각은, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자 및 양의 유전 이방성을 갖는 액정 분자, 중성의 액정 분자들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 한 종류의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 분자들과, 제2 기저 분자들을 포함할 수 있다. 다른 측면에서, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 다양한 종류의 양의 유전 이방성을 갖는 액정 분자들과, 제2 기저 액정 분자들을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy may include nematic liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy and second base liquid crystal molecules. Each of the second base liquid crystal molecules may include at least one selected from the group consisting of liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy, liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy, and neutral liquid crystal molecules. In one aspect, the nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy may include nematic liquid crystal molecules having a kind of dielectric anisotropy and second basis molecules. In another aspect, the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy may include liquid crystal molecules having various kinds of dielectric anisotropy and second base liquid crystal molecules.

이하에서는, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 예들을 나열하여 설명하도록 한다. 하기의 물질들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.Hereinafter, nematic liquid crystals having positive dielectric anisotropy will be described by listing examples. The following materials may be used alone or in combination.

상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 시안화계(cyanide group), 이소시아네이트계(isocyanate group), 할로겐계(halogen group) 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다. 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은, 시안화계(cyanide group), 이소시아네이트계(isocyanate group), 할로겐계(halogen group) 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 제2 기저 액정 분자들을 더 포함할 수 있다.
The nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy may include a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy of a cyanide group, an isocyanate group, and a halogen group. The nematic liquid crystal having the positive dielectric anisotropy may be used alone or in combination with a cyanide group, an isocyanate group, and a halogen group positive nematic liquid crystal having the dielectric anisotropy. In addition, the nematic liquid crystal having the positive dielectric anisotropy may further include second base liquid crystal molecules.

시안화계 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 2환구조 또는 3환구조를 가질 수 있다. The nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy may have a bicyclic structure or a tricyclic structure.

2환 구조의 시안화계 네마틱 액정은 화학식 21로 표기될 수 있다.The cyanated nematic liquid crystal of the bicyclic structure may be represented by Chemical Formula 21.

화학식 21Formula 21

Figure pat00024
Figure pat00024

화학식 21에서 R6은 탄소수 1 내지 15의 알케닐(alkenyl)이다.(여기에서, 수소는 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen)에 의해 치환될 수 있고, -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- 또는 -S-에 의해 임의로 치환될 수 있음) 화학식 21의 구체적인 예들이 다음에 도시된다.
R 6 in formula 21 is alkenyl having 1 to 15 carbon atoms (wherein hydrogen may be replaced by CN, CF 3 , or halogen, and —CH 2 — group is —CH═ May be optionally substituted by CH—, —O—, —CO—, —COO—, —OOC—, —O—OC—O—, or —S—. Specific examples of Formula 21 are shown below.

Figure pat00025
Figure pat00025

Figure pat00026
Figure pat00026

화학식 21에서, R7는 H, CH3, C2H5 또는 n-C3H7이다.
In formula 21, R 7 is H, CH 3 , C 2 H 5 or nC 3 H 7 .

3환 구조의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 화학식 22로 표기될 수 있다.The nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy of the tricyclic structure may be represented by Chemical Formula 22.

화학식 22Formula 22

Figure pat00027
Figure pat00027

R 3는 상기 화학식 화학식 11 내지 13에서 정의한 바와 같이 R 3는 비치환되거나 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen)에 의해 적어도 일치환된 15개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬(alkyl) 그룹이고, 여기서 이들 알킬 중에서 하나 이상의 CH2기는 -O-, -S-, -C=C-, -CH=CH-, -OC-O- 또는 -O-CO-에 의해 대체될 수 있고, L1 및 L2는 각각 서로 독립적으로 수소 또는 할로겐(halogen) 이다.
R 3 is as R 3 is unsubstituted or CN, CF 3, or halogen-alkyl (alkyl) having at least one carbon atom less than the 15-substituted one by (halogen) groups as defined in formula (11) to (13) above formula, Wherein at least one CH 2 group in these alkyls may be replaced by —O—, —S—, —C═C—, —CH═CH—, —OC—O— or —O—CO—, L 1 and L 2 is each independently hydrogen or halogen.

이소시아네이트 계 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 하기 화학식 23으로 표기될 수 있다.Nematic liquid crystals having an isocyanate-based dielectric anisotropy can be represented by the following formula (23).

화학식 23Formula 23

Figure pat00028
Figure pat00028

화학식 23에서, R8은 CnH2n +1O, CnH2n +1, 또는 CnH2n - 1 이며, 이때 n은 1 내지 15이고, A는

Figure pat00029
또는
Figure pat00030
이며, B는 -CH2-CH2- 또는 -C=C- 이며, X1는 수소 또는 할로겐(halogen)이며, m은 1 2,3, 또는 4이다. 화학식 23의 구체적인 예들이 다음에 도시된다.In Formula 23, R 8 is C n H 2n +1 O, C n H 2n +1 , or C n H2 n - 1 , wherein n is 1 to 15, and A is
Figure pat00029
or
Figure pat00030
, B is -CH 2 -CH 2 -or -C = C-, X 1 is hydrogen or halogen, m is 1 2,3, or 4. Specific examples of Formula 23 are shown next.

Figure pat00031
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Figure pat00032
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Figure pat00033

Figure pat00033

할로겐계 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 불소계 또는 염소계 물질을 포함할 수 있으며, 단일 또는 다중환 구조를 가질 수 있다. 불소계 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 화학식 24 내지 27로 표시될 수 있다. Nematic liquid crystals having a halogen-based positive dielectric anisotropy may include a fluorine-based or chlorine-based material and may have a single or polycyclic structure. Nematic liquid crystals having fluorine-based dielectric anisotropy may be represented by Chemical Formulas 24 to 27.

화학식 2424

Figure pat00034
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화학식 2525

Figure pat00035
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화학식 2626

Figure pat00036
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화학식 2727

Figure pat00037
Figure pat00037

화학식 24 내지 27에서, R9 및 R10은 탄소원자 1 내지 15개를 갖는 알킬(alkyl), 알콕시(alkoxy), 불화된 알킬(fluorinated alkyl), 불화된 알콕시(fluorinated alkoxy), 알케닐(alkenyl), 알케닐옥시(alkenyloxy), 알콕시알킬(alkoxy alkyl) 또는 불화된 알케닐(fluorinated alkenyl)이며, L 21 L 22 L 23, 및 L 24는 각각 서로 독립적으로 수소 또는 불소(fluorine)이고, Z는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -CH2O-, -(CH2)4-, CF=CF-, -CH=CF- 또는 -CF=CH-를 나타낸다.In Formulas 24 to 27, R 9 and R 10 are alkyl, alkoxy, fluorinated alkyl, fluorinated alkoxy, alkenyl having 1 to 15 carbon atoms. ), Alkenyloxy, alkoxy alkyl or fluorinated alkenyl, L 21 L 22 L 23 , and L 24 are each independently hydrogen or fluorine, Z Is a single bond, -CF 2 O-, -OCF 2- , -COO-, -O-CO-, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C = C-, -CH 2 O-, -(CH 2 ) 4- , CF = CF-, -CH = CF- or -CF = CH-.

할로겐 계열 2환 구조의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 하기 화학식 28로 표기될 수 있다. The nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy of the halogen series bicyclic structure may be represented by the following Chemical Formula 28.

화학식 2828

Figure pat00038
Figure pat00038

화학식 28에서, R11은 수소, 할로겐(halogen), 탄소수 1 내지 15의 알케닐(alkenyl), 알케닐옥시(alkenyloxy), 알카이닐(alkynyl), 또는 알카인옥시(alkynoxy)를 나타내고, 상기 R11에서 하나 이상의 -CH2-기가 -O-, C=O 또는 -S-로 치환될 수 있고, L5는 할로겐, 탄소수 1 내지 15의 불소화된 알킬(fluorinated alkyl), 알콕시(fluorinated alkoxy), 불소화된 알케닐(fluorinated alkenyl), 알케닐옥시(alkenyloxy) 또는 옥시알킬(oxyalkyl), -OCF3, -OCHFCF3 또는 SF5이고, L6, L7, L8, 및 L9는 각각 서로 독립적으로 수소(H) 또는 할로겐(halogen)이고, Z는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -CH2O-, -(CH2)4-, CF=CF-, -CH=CF- 또는 -CF=CH-이다. 화학식 28의 구체적인 예들이 다음에 도시된다. In Formula 28, R 11 represents hydrogen, halogen, alkenyl having 1 to 15 carbon atoms, alkenyloxy, alkynyl, or alkynoxy, wherein R One or more -CH 2 -groups at 11 may be substituted with —O—, C═O or —S—, L 5 is halogen, fluorinated alkyl having 1 to 15 carbon atoms, alkoxy (fluorinated alkoxy), Fluorinated alkenyl, alkenyloxy or oxyalkyl, -OCF 3 , -OCHFCF 3 or SF 5 , and L 6 , L 7 , L 8 , and L 9 are each independent of each other Is hydrogen (H) or halogen, Z is a single bond, -CF 2 O-, -OCF 2- , -COO-, -O-CO-, -CH 2 CH 2- , -CH = CH- , -C = C-, -CH 2 O-,-(CH 2 ) 4- , CF = CF-, -CH = CF- or -CF = CH-. Specific examples of Formula 28 are shown next.

Figure pat00039
Figure pat00039

상기 식에서, n은 1 내지 15이다.
Wherein n is 1 to 15.

할로겐 계열 3환 구조의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 화학식 29 내지 화학식 33으로 표기될 수 있다. The nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy of the halogen-based tricyclic structure may be represented by Chemical Formulas 29 to 33.

화학식 29Formula 29

Figure pat00040
Figure pat00040

화학식 30Formula 30

Figure pat00041
Figure pat00041

화학식 3131

Figure pat00042
Figure pat00042

화학식 32(32)

Figure pat00043
Figure pat00043

화학식 33Formula 33

Figure pat00044
Figure pat00044

화학식 29 내지 33에서, R12는 탄소수 1 내지 15의 알킬(alkyl) 또는 알케닐(alkenyl)이고(여기에서, 알킬 또는 알케닐은 비치환되거나 CN, CF3, 또는 할로겐에 의해 적어도 일치환될 수 있고, 하나 이상의 -CH2-기는 -O-에 의해 치환될 수 있음), X3는 -F, -Cl, -OCF3, -OCHF2, -OCH2F 또는 -CF3이다. 화학식 29의 구체적인 예는 다음과 같다.
In formulas 29 to 33, R 12 is alkyl or alkenyl having 1 to 15 carbon atoms, wherein alkyl or alkenyl is unsubstituted or at least monosubstituted by CN, CF 3 , or halogen And one or more -CH 2 -groups may be substituted by -O-), X 3 is -F, -Cl, -OCF 3 , -OCHF 2 , -OCH 2 F or -CF 3 . Specific examples of the formula (29) are as follows.

Figure pat00045
Figure pat00045

Figure pat00046
Figure pat00046

Figure pat00047
Figure pat00047

여기에서, R12는 앞서 정의한 바와 같다.Here, R 12 is as defined above.

할로겐 계열 4환 구조의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 화학식 34 내지 화학식 36으로 표기될 수 있다.The nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy of the halogen-based tetracyclic structure may be represented by Chemical Formulas 34 to 36.

화학식 34Formula 34

Figure pat00048
Figure pat00048

화학식 35Formula 35

Figure pat00049
Figure pat00049

화학식 36Formula 36

Figure pat00050
Figure pat00050

화학식 34 내지 36에서 R13은 각각 탄소수 1 내지 15의 알킬(alkyl), 알콕시(alkoxy) 또는 알케닐(alkenyl)이고(상기 알킬, 알콕시, 또는 알케닐에서 수소는 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen)으로 치환될 수 있고, -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- 또는 -S-로 치환될 수 있음), Z는 단일 결합, -CF2O-, -OCF2-, -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -CH2O-, -(CH2)4-, CF=CF-, -CH=CF- 또는 -CF=CH-이다.
R 13 in Formulas 34 to 36 are each alkyl, alkoxy or alkenyl having 1 to 15 carbon atoms (in the alkyl, alkoxy, or alkenyl, hydrogen is CN, CF 3 , or halogen ( halogen), and the -CH 2 -group may be substituted with -CH = CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- or -S-. Z is a single bond, -CF 2 O-, -OCF 2- , -COO-, -O-CO-, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C = C-,- CH 2 O—, — (CH 2 ) 4 —, CF═CF—, —CH═CF— or —CF═CH—.

삼치환 불소 또는 시안화기를 포함하는 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 화학식 37로 표기될 수 있다. A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy containing a trisubstituted fluorine or cyanide group may be represented by the formula (37).

화학식 37Formula 37

Figure pat00051
Figure pat00051

화학식 37에서, 2개의 R14 및 R15 중 하나 이상은 비치환되거나 CN, CF3 또는 할로겐(halogen)에 의해 적어도 일치환된 15개 이하의 탄소 원자를 갖는 알케닐(alkenyl) 그룹이고, 다른 하나는 비치환되거나 CN, CF3 또는 할로겐에 의해 적어도 일치환된 15개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬(alkyl) 그룹일 수 있고, 여기서 이들 그룹들 중 하나 이상의 CH2 기는 -O-, -S-, -C=C-, -OCO-, 또는 -O-CO-에 의해 대체될 수 있다. 화학식37의 구체적인 예들이 다음에 도시된다. In formula 37, at least one of two R 14 and R 15 is an alkenyl group having up to 15 carbon atoms unsubstituted or at least monosubstituted by CN, CF 3 or halogen, and the other One may be an alkyl group having up to 15 carbon atoms unsubstituted or at least monosubstituted by halogen, CN 3, or halogen, wherein at least one CH 2 of these groups The group may be replaced by -O-, -S-, -C = C-, -OCO-, or -O-CO-. Specific examples of the formula (37) are shown next.

Figure pat00052
Figure pat00052

n 및 m은 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 5이고, o 및 p는 각각 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 0 내지 10, 바람직하게는 0 내지 5이고, 단 o+p의 합은 바람직하게는 7 이하이다.
n and m are 1 to 10, preferably 1 to 5, o and p are each independently the same or different and are 0 to 10, preferably 0 to 5, provided that the sum of o + p is preferably Is 7 or less.

상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 단일 물질 또는 혼합물일 수 있다. 일 실시예 따른 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 혼합물은,The nematic liquid crystals having said positive dielectric anisotropy can be a single substance or a mixture. Nematic liquid crystal mixture having a positive dielectric anisotropy according to one embodiment,

a) +1.5 초과의 유전성 이방성을 갖는 하나 이상의 화합물로 이루어진 액정 성분 A, a) liquid crystal component A consisting of one or more compounds having a dielectric anisotropy greater than +1.5,

b) -1.5 내지 +1.5의 유전성 이방성을 갖는 하나 이상의 화합물로 이루어진 액정 성분, 및b) a liquid crystal component consisting of one or more compounds having a dielectric anisotropy of -1.5 to +1.5, and

c) 필요한 경우에 카이럴 성분 C를 포함하는 것으로, c) including chiral component C, if necessary;

액정 성분 A는 상기 화학식 37의 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 액정 성분 B는 하기 화학식 38로 표시되는 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 액정 성분 B는 상술한 제2 기저 액정 분자들일 수 있다.Liquid crystal component A may include one or more compounds of Formula 37. Liquid crystal component B may include one or more compounds represented by Formula 38 below. The liquid crystal component B may be the second base liquid crystal molecules described above.

성분 C는 다수의 카이럴 도펀트로 콜레스테릴 노나노에이트(CN), S-811, S-1011, S-2011(독일 다름스타트 소재의 메르크 카게아아(Merck KGaA)) 및 CB15(영국 풀 소재의 BDH)와 같은 시판되는 다수의 카이럴 도펀트가 이용 가능하다. 도펀트의 선택은 그 자체로서는 중요하지 않다. Component C is cholesteryl nonanoate (CN), S-811, S-1011, S-2011 (Merck KGaA, Darmstadt, Germany) and CB15 with a number of chiral dopants A number of commercially available chiral dopants are available, such as BDH material. The choice of dopant is not important by itself.

화학식 38Formula 38

Figure pat00053
Figure pat00053

R16 및 R17은 각각 서로 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각은 비치환되거나 CN, CF3 , 또는 할로겐(halogen)에 의해 적어도 일치환된 15개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬기(alkyl)이고, 여기서 이들 알킬기 중에서 하나이상의 CH2는 -O-, -S-, -C=C-, -CH=CH-, -OC-O- 또는 -OCO-에 의해 대체될 수 있고, 상기 1,4-페닐렌(1,4-phenylene) 고리는 각각 서로 독립적으로 불소(fluorine)에 의해 일치환되거나 다치환될 수도 있다.
R 16 and R 17 are each independently the same or different and each is an alkyl group having up to 15 carbon atoms which are unsubstituted or at least monosubstituted by CN, CF 3 , or halogen, Wherein at least one CH 2 of these alkyl groups may be replaced by —O—, —S—, —C═C—, —CH═CH—, —OC—O— or —OCO—, wherein 1,4- The phenylene (1,4-phenylene) ring may be mono- or polysubstituted by fluorine independently of each other.

강유전성 액정Ferroelectric liquid crystal

강유전성 액정은 전기장을 인가하지 않아도 자발 분극(spontaneous polarization)이 존재하는 특성을 가지며, 전기적으로 절연체인 유전체의 일종이지만 일반적인 유전체와는 달리 유전 분극이 전기장에 비례하지 않고, 분극과 전기장과의 관계가 전기 이력을 갖는 이상성을 나타내는 특징을 갖는다. 강유전성 액정은 특징적으로 자발 분극을 가지고 있을 뿐만 아니라 이 자발 분극이 전기장에 의해 역전되는(polarization reversal) 현상이 나타나는 물성을 갖는다.Although ferroelectric liquid crystals have spontaneous polarization even when an electric field is not applied, it is a kind of dielectric that is an electrically insulator, but unlike general dielectrics, dielectric polarization is not proportional to electric field, and the relationship between polarization and electric field It has the characteristic which shows the ideal with electric history. Ferroelectric liquid crystals have not only spontaneous polarization, but also physical properties in which spontaneous polarization is reversed by an electric field.

일 실시예에 따르면, 상기 강유전성 액정은, 강유전성 액정 분자들을 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 강유전성 액정 분자들은 한 종류(single)일 수 있다. 다른 측면에서, 상기 강유전성 액정 분자들은, 서로 상이한 종류(mixture)일 수 있다. 예를 들면, 상기 강유전성 액정 분자들은, 제1 강유전성 액정 분자 및 제2 강유전성 액정 분자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 강유전성 액정 분자는 상기 제1 강유전성 액정 분자와 상이할 수 있다.In example embodiments, the ferroelectric liquid crystal may include ferroelectric liquid crystal molecules. In one aspect, the ferroelectric liquid crystal molecules may be a single type. In another aspect, the ferroelectric liquid crystal molecules may be of different kinds from each other. For example, the ferroelectric liquid crystal molecules may include a first ferroelectric liquid crystal molecule and a second ferroelectric liquid crystal molecule. In this case, the second ferroelectric liquid crystal molecules may be different from the first ferroelectric liquid crystal molecules.

다른 실시예에 따르면, 상기 강유전성 액정은, 강유전성 액정 분자들 및 제3 기저 액정 분자들을 포함할 수 있다. 상기 제3 기저 기저 액정 분자들 각각은, 음의 유전 이방성을 갖는 액정 분자 및 양의 유전 이방성을 갖는 액정 분자, 중성의 액정 분자들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 측면에서, 상기 강유전성 액정은, 한 종류의 강유전성 액정 분자들과, 제3 기저 분자들을 포함할 수 있다. 다른 측면에서, 상기 강유전성 액정은, 서로 상이한 강유전성 액정 분자들과, 제3 기저 분자들을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the ferroelectric liquid crystal may include ferroelectric liquid crystal molecules and third base liquid crystal molecules. Each of the third baseline liquid crystal molecules may include at least one selected from the group consisting of liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy, liquid crystal molecules having positive dielectric anisotropy, and neutral liquid crystal molecules. In one aspect, the ferroelectric liquid crystal may include one type of ferroelectric liquid crystal molecules and third base molecules. In another aspect, the ferroelectric liquid crystal may include ferroelectric liquid crystal molecules different from each other and third base molecules.

이하에서는, 강유전성 액정을 예들을 나열하여 설명하도록 한다. 하기의 물질들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.Hereinafter, the ferroelectric liquid crystal will be described by listing examples. The following materials may be used alone or in combination.

상기 강유전성 액정은, 카이럴(chiral)할 수 있다. 예를 들어, 강유전성 액정은 불소계 카이럴 말단(fluorine chiral end) 강유전성 액정, 카이럴 아릴 에스테르계(chiral allyl ester) 강유전성 액정, 중심 코어 다환(center core polyring) 카이럴 강유전성 액정, 또는 스메틱 카이럴(smetic chiral) 강유전성 액정 등을 포함할 수 있다. 또한, 강유전성 액정은 바나나형(banana shape) 강유전성 액정일 수도 있다. 상기 강유전성 액정은 불소계 카이럴 말단(fluorine chiral end) 강유전성 액정, 카이럴 아릴 에스테르계(chiral allyl ester) 강유전성 액정, 중심 코어 다환(center core polyring) 카이럴 강유전성 액정, 스메틱 카이럴(smetic chiral) 강유전성 액정 및 바나나형(banana shape) 강유전성 액정을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 강유전성 액정은 제3 기저 액정 분자들을 더 포함할 수 있다.
The ferroelectric liquid crystal may be chiral. For example, the ferroelectric liquid crystal may be a fluorine chiral end ferroelectric liquid crystal, a chiral allyl ester ferroelectric liquid crystal, a center core polyring chiral ferroelectric liquid crystal, or a smear chiral (setic chiral) ferroelectric liquid crystal and the like. In addition, the ferroelectric liquid crystal may be a banana shape ferroelectric liquid crystal. The ferroelectric liquid crystal is a fluorine chiral end ferroelectric liquid crystal, a chiral aryl ester ferroelectric liquid crystal, a center core polyring chiral ferroelectric liquid crystal, smetic chiral Ferroelectric liquid crystals and banana shape ferroelectric liquid crystals may be used alone or in combination. In addition, the ferroelectric liquid crystal may further include third base liquid crystal molecules.

불소계 카이럴 말단 강유전성 액정은 하기 화학식 39로 표기될 수 있다.The fluorine-based chiral terminal ferroelectric liquid crystal may be represented by the following Chemical Formula 39.

화학식39Formula 39

Figure pat00054
Figure pat00054

여기에서, X4, X5, X6 및 X7은 각각 독립적으로 CF3, CF2H, CFH2, 할로겐(halogen), 알킬(alkyl) 또는 알콕시(alkoxy)이고, C 및 D는 독립적으로 페닐(phenyl), 모노플루오르페닐(mono-fluorophenyl), 디플루오르페닐(di-fluorophenyl), 또는 싸이클로헥실(cyclo-hexyl)에서 선택되며, E들은 독립적으로 단일결합, COO, OOC, 및 C=C에서 선택되며, E중에서 적어도 하나는 단일결합이고, q는 0 또는 1이고, R18은 하기 화학식 40의 말단 그룹이다. Wherein X 4 , X 5 , X 6 and X 7 are each independently CF 3 , CF 2 H , CFH 2 , halogen, alkyl or alkoxy, and C and D are independently Phenyl, mono-fluorophenyl, di-fluorophenyl, or cyclo-hexyl, E is independently a single bond, COO, OOC, and C = C And at least one of E is a single bond, q is 0 or 1, and R 18 is a terminal group represented by the following Chemical Formula 40:

화학식 40Formula 40

Figure pat00055
Figure pat00055

화학식 40에서, Z는 O, (CH2)1O, 또는 (CH2)2O 이고, J 및 M은 독립적으로 수소, 탄소원자 1 내지 15의 알킬(alkyl)에서 선택되며, W는 탄소원자 1 내지 15개의 직선 또는 가지 달린 알킬 체인이고, J, M, W는 각각 다르며, R19는 탄소 원자 1 내지 15개를 포함하는 알케닐(alkenyl), 알케닐옥시(alkenyloxy), 알카이닐(alkynyl), 또는 알카인옥시(alkynoxy)에서 선택된다.
In formula 40, Z is O, (CH 2 ) 1 O, or (CH 2 ) 2 O, J and M are independently selected from hydrogen, alkyl of 1 to 15 carbon atoms, W is a carbon atom 1 to 15 straight or branched alkyl chains, each of J, M and W different, and R 19 represents alkenyl, alkenyloxy, alkynyl containing from 1 to 15 carbon atoms ), Or alkynoxy.

카이럴 아릴 에스테르계 액정은 화학식 41로 표시될 수 있다. The chiral aryl ester-based liquid crystal may be represented by Chemical Formula 41.

화학식 41Formula 41

Figure pat00056
Figure pat00056

화학식 41에서, Ra와 Rb는 서로에 관계없이 탄소수 1 내지 20의 알킬(alkyl)이고, Q는 -C(=O)O- 또는 -OC(=O)-이고, Z은 불소(florine) 함유 알킬(alkyl) 또는 할로겐(halogen)으로 치환된 알킬 그룹을 나타내고, *는 카이럴 카본을 나타낸다. 화학식 41에 대한 구체적인 예로는 하기 구조식의 4'-n-(옥틸옥시페닐4'-(1,1,1-트리플루오로-2-옥틸옥시카르보닐)비페닐-4-카르복실레이트(4'-n-(octyleoxyphenyl4'-(1,1,1-trigluoro-2- octyloxycarbonyl)biphenyl-4-carboxylate)가 있다.In Formula 41, R a and R b are each independently alkyl having 1 to 20 carbon atoms, Q is —C (═O) O— or —OC (═O) —, and Z is fluorine ) Represents an alkyl group substituted with alkyl or halogen, and * represents chiral carbon. Specific examples of formula 41 include 4'-n- (octyloxyphenyl4 '-(1,1,1-trifluoro-2-octyloxycarbonyl) biphenyl-4-carboxylate (4) '-n- (octyleoxyphenyl4'-(1,1,1-trigluoro-2-octyloxycarbonyl) biphenyl-4-carboxylate).

Figure pat00057

Figure pat00057

중심 코어 다환(polyring) 카이럴 강유전성 액정은 화학식 42 내지 44로 표시될 수 있다.The central core polyring chiral ferroelectric liquid crystal may be represented by Chemical Formulas 42 to 44.

화학식 42Formula 42

Figure pat00058
Figure pat00058

화학식 42는 S-4-(트랜스-4-헵틸사이클로헥실)-3'-클로로-4"-(1-메틸헵틸옥시)터페닐(S-4-(trans-4-heptylcyclohexyl)-3'-chloro-4"-(1-methylheptyloxy)terphenyl)을 나타낸다. Formula 42 is formulated as S-4- (trans-4-heptylcyclohexyl) -3'-chloro-4 "-(1-methylheptyloxy) terphenyl (S-4- (trans-4-heptylcyclohexyl) -3'- chloro-4 "-(1-methylheptyloxy) terphenyl).

화학식 43Formula 43

Figure pat00059
Figure pat00059

화학식 43은 R-4-옥틸-3"-클로로-4'''-(1-메틸헥실옥시)쿼터페닐(R-4-octhyl-3"-chloro-4'''-(1-methylhexyloxy)quarterphenyl)을 나타낸다. Formula 43 represents R-4-octyl-3 "-chloro-4 '' '-(1-methylhexyloxy) quaterphenyl (R-4-octhyl-3" -chloro-4' ''-(1-methylhexyloxy ) quarterphenyl).

화학식 44Formula 44

Figure pat00060
Figure pat00060

화학식 44는 S-4-노닐-3'-플루오로-4'''-(2-클로로프로필옥시)쿼터페닐(S-4-nonyl-3'-fluoro-4'''-(2-chloropropyloxy)quarterphenyl)이다.Formula 44 is formulated as S-4-nonyl-3'-fluoro-4 '' '-(2-chloropropyloxy) quaterphenyl (S-4-nonyl-3'-fluoro-4' ''-(2-chloropropyloxy ) quarterphenyl).

화학식 45Formula 45

Figure pat00061
Figure pat00061

화학식 45는 부틸 S-2-(4-옥틸-2'-플루오로-3"-트리플루오로메틸-4'''-쿼터페닐옥시)-프로피오네이트(S-2-(4-octyl-2'-fluoro-3"-trifluoromethyl-4'''-quarterphenyloxy)-propionate)이다.
Formula 45 is butyl S-2- (4-octyl-2'-fluoro-3 "-trifluoromethyl-4 '''-quaterphenyloxy) -propionate (S-2- (4-octyl- 2'-fluoro-3 "-trifluoromethyl-4 '''-quarterphenyloxy) -propionate).

강유전성 스메틱 액정은 하기 화학식 47 및 화학식 48 중에서 적어도 하나로 표현될 수 있다. The ferroelectric smectic liquid crystal may be represented by at least one of Formula 47 and Formula 48.

화학식 47Formula 47

Figure pat00062
Figure pat00062

화학식 48Formula 48

Figure pat00063
Figure pat00063

화학식 47 및 48에서, R20 및 R21은 각각 다른 탄소수 1개 내지 9개의 직선형 알킬(alkyl)기이고, R22 및 R23은 각각 동일하거나 다른 탄소수 1 내지 18개의 직선형 알킬(alkyl)이고(R20 내지 R23에서, 수소는 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen) 원자에 의해 치환될 수 있고, -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- 또는 -S-에 의해 임의로 치환될 수 있음), X는 수소 또는 할로겐(halogen)을 나타낸다. 상기 화학식 47 및 48의 구체적인 예들이 다음에 도시된다.In formulas 47 and 48, R 20 and R 21 each represent a linear alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, and R 22 And R 23 is the same or different linear alkyl of 1 to 18 carbon atoms (in R 20 to R 23 , hydrogen may be substituted by CN, CF 3 , or halogen atom, and —CH 2 A group may be optionally substituted by -CH = CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- or -S-), X is hydrogen or halogen (halogen). Specific examples of Formulas 47 and 48 are shown below.

Figure pat00064
Figure pat00064

Figure pat00065

Figure pat00065

카이럴 스메틱 강유전성 액정은 상기 화학식 49로 표시될 수 있다. The chiral smear ferroelectric liquid crystal may be represented by Chemical Formula 49.

화학식 49Formula 49

Figure pat00066
Figure pat00066

화학식 49에서, R24는 카이럴(chiral) 또는 비카이럴(achiral)한 탄소수 1 내지 20의 알킬(alkyl) 또는 알케닐(alkenyl), R25는 카이럴 또는 비카이럴의 탄소수 1 내지 20의 알콕시(alkoxy), 알케닐옥시(alkenyloxy), 알킬카보닐옥시(alkylcarbonyloxy, 알킬-COO-) 또는 알케닐카보닐옥시(alkenylcarbonyloxy, 알케닐-COO-)이며(R24 및 R25에서, 수소는 CN, CF3, 또는 할로겐(halogen) 원자에 의해 치환될 수 있고, -CH2- 그룹은 -CH=CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- 또는 -S-에 의해 치환될 수 있음), Z1 은 단일 결합, -COO- 또는 -OOC-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -OCH2- 또는 -CH2O-이고, L10 내지 L14는 수소(hydrogen), 할로겐(halogen), 시아노(cyano), 니트로(nitro), 탄소수 1 내지 20의 알킬(alkyl) 또는 알케닐(alkenyl)이고(-CH2- 그룹은 -CH=CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- 또는 -S-에 의해 치환될 수 있음), X9는 -CH- 또는 질소이다. 상기 화학식 49의 구체적인 예가 다음에 도시된다.In formula 49, R 24 is a chiral or achiral alkyl having 1 to 20 carbon atoms or alkenyl, R 25 is a chiral or achiral alkoxy having 1 to 20 carbon atoms (alkoxy), alkenyloxy, alkylcarbonyloxy (alkyl-COO-) or alkenylcarbonyloxy (alkenyl-COO-) (in R 24 and R 25 , hydrogen is CN , CF 3 , or halogen atom, and -CH 2 -group is -CH = CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC- May be substituted by O- or -S-), Z 1 is a single bond, -COO- or -OOC-, -CH 2 CH 2- , -CH = CH-, -C = C-, -OCH 2 -Or -CH 2 O-, L 10 to L 14 is hydrogen, halogen, cyano, nitro, alkyl or alkenyl of 1 to 20 carbon atoms )-(CH 2 -group can be substituted by -CH = CH-, -O-, -CO-, -COO-, -OOC-, -O-OC-O- or -S-) X 9 is -CH- or quality A. Specific examples of the formula 49 are shown below.

Figure pat00067

Figure pat00067

바나나 형 강유전성 액정은 하기 화학식 50으로 표시될 수 있다. Banana-type ferroelectric liquid crystal may be represented by the following formula (50).

화학식 50Formula 50

Figure pat00068
Figure pat00068

화학식 50에서, A1

Figure pat00069
또는
Figure pat00070
이고, B1는
Figure pat00071
또는
Figure pat00072
이며, R26 및 R27은 각각 독립적으로 수소 또는 할로겐(halogen)이며, R28 및 R29는 독립적으로 탄소원자 8개 내지 16개의 알킬(alkyl) 또는 알콕시(alkoxy)이다. 상기 화학식 50의 구체적인 예들이 다음에 도시된다.
In Formula 50, A 1 is
Figure pat00069
or
Figure pat00070
And B1 is
Figure pat00071
or
Figure pat00072
R 26 and R 27 are each independently hydrogen or halogen, and R 28 and R 29 are independently alkyl or alkoxy having 8 to 16 carbon atoms. Specific examples of Formula 50 are shown below.

Figure pat00073
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Figure pat00074

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상기 강유전성 액정은 강유전성 액정의 단일 물질 또는 강유전성 액정이 포함된 혼합물일 수 있다.The ferroelectric liquid crystal may be a single material of the ferroelectric liquid crystal or a mixture including the ferroelectric liquid crystal.

화학식 51Formula 51

Figure pat00075
Figure pat00075

화학식 51에서, X10은 수소(H)이고, R30은 수소 또는 탄소수 1 내지 15의 알킬(alkyl)이고, R31은 수소, 할로겐(halogen), 탄소수 1 내지 20의 알킬(alkyl) 그룹 또는 알케닐(alkenyl) 그룹(여기서, 각각의 경우, 하나 또는 2개의 -CH2- 그룹은 -O-, -C(=O)O- 또는 -Si(CH3)2-에 의해 대체될 수 있고, 알킬 또는 알케닐 그룹의 하나 이상의 수소는 불소(fluorin) 또는 CH3에 의해 대체될 수 있음)이고, R32, R33, R34, 및 R35는 각각 CH3이다.In Formula 51, X 10 is hydrogen (H), R 30 is hydrogen or alkyl having 1 to 15 carbon atoms, R 31 is hydrogen, halogen, alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or Alkenyl groups, where in each case one or two -CH 2 -groups may be replaced by -O-, -C (= 0) O- or -Si (CH 3 ) 2- At least one hydrogen of the alkyl, alkenyl group may be replaced by fluorin or CH 3 ), and R 32 , R 33 , R 34 , and R 35 are each CH 3 .

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정층은 외부에서 전기장이 인가되면, 유도 쌍극자(induced dipole)가 전기장과 평행하고, 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정은 전기장에 수직한 방향으로 배열하게 될 수 있다. 액정층의 강유전성 액정은, 분자간의 배열 특성 및 전기장에 따른 배열 특성이 크기 때문에, 액정층의 배향을 균일하고 안정화시킬 수 있다.As such, when the liquid crystal layer according to the embodiment of the present invention is applied with an electric field from the outside, the induced dipole is parallel to the electric field, and the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is arranged in a direction perpendicular to the electric field. Can be. Since the ferroelectric liquid crystal of the liquid crystal layer has a large array characteristic between molecules and an array characteristic according to an electric field, the alignment of the liquid crystal layer can be uniformly stabilized.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 액정층은, 약 0.01중량% 내지 약 3중량%의 리액티브 메조겐 물질과, 약 70중량% 내지 약 99.9중량%의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정과, 상기 액정층은 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물과, 여분의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the liquid crystal layer may further include a reactive mesogen material. The liquid crystal layer comprises about 0.01 wt% to about 3 wt% reactive mesogen material, about 70 wt% to about 99.9 wt% of negative dielectric anisotropy, and about 0.1 wt% of the liquid crystal layer. A mixture of nematic liquid crystals and ferroelectric liquid crystals having a positive dielectric anisotropy of% to about 30% by weight, and nematic liquid crystals having extra negative dielectric anisotropy.

상기 리액티브 메조겐 물질은 중합성 메조겐성 화합물을 의미한다. "메조겐성 화합물" 또는 "메조겐성 물질"은 하나 이상의 막대 모양, 판 모양 또는 디스크 모양 메조겐성 기, 즉 액정상 거동을 유도할 수 있는 능력을 가진 기를 포함하는 물질 또는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 리액티브 메조겐 물질은 자외선 등의 광에 의하여 중합되며, 인접한 물질의 배향 상태에 따라 배향되는 물질일 수 있다. The reactive mesogenic material means a polymerizable mesogenic compound. A "mesogenic compound" or "mesogenic material" may include a substance or compound comprising one or more rod-shaped, plate- or disc-shaped mesogenic groups, ie groups having the ability to induce liquid crystalline behavior. The reactive mesogen material may be a material which is polymerized by light such as ultraviolet rays and is oriented according to the alignment state of adjacent materials.

상기 리액티브 메조겐 물질의 예로는 아래의 식으로 표현되는 화합물을 들 수 있다:Examples of the reactive mesogen material include compounds represented by the following formula:

P1-A1-(Z1-A2)n-P2,P1-A1- (Z1-A2) n-P2,

여기서, P1과 P2는 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 비닐(vinyl), 비닐옥시(vinyloxy) 및 에폭시(epoxy) 그룹 중 적어도 하나이고, A1과 A2는 1,4-페닐렌(phenylen)과 나프탈렌(naphthalene)-2,6-다일(diyl) 그룹 중에서 적어도 하나이며, Z1은 COO-, OCO- 및 단일 결합 중의 하나이고, n은 0, 1 및 2 중의 하나일 수 있다.Wherein P1 and P2 are at least one of acrylate, methacrylate, vinyl, vinyloxy and epoxy groups, and A1 and A2 are 1,4-phenylene (phenylen) and naphthalene (naphthalene) -2,6-diyl group is at least one, Z1 is one of COO-, OCO- and a single bond, n may be one of 0, 1 and 2.

좀 더 구체적으로는 아래의 식 중 하나로 표현되는 화합물을 들 수 있다:More specifically, there may be mentioned a compound represented by one of the following formulas:

Figure pat00076
Figure pat00076

여기서, P1과 P2는 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 비닐(vinyl), 비닐옥시(vinyloxy) 및 에폭시(epoxy) 그룹 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, P1 and P2 may include at least one of acrylate, methacrylate, vinyl, vinyloxy, and epoxy groups.

본 실시예에 따르면, 상기 액정층이 강유전성 액정을 포함함으로써, 네마틱 액정과 더불어 액정층의 배향을 균일하게 하고 배향의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 액정층이 리액티브 메조겐 물질을 포함함으로써, 액정층의 배향 속도가 증가하게 되며, 배향되는 각도도 커져 광학적 특성이 향상될 수 있다.According to the present exemplary embodiment, since the liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, the alignment of the liquid crystal layer together with the nematic liquid crystal may be uniform and the stability of the alignment may be improved. In addition, since the liquid crystal layer includes a reactive mesogen material, the alignment speed of the liquid crystal layer is increased, and the angle at which the liquid crystal layer is aligned is also increased, thereby improving optical characteristics.

[[ 액정층Liquid crystal layer _제2 _Second 실시예Example ]]

본 발명의 실시예들에 따른 액정층은, 비강유전성 액정(non-ferroelectric liquid crystal) 및 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal)을 포함할 수 있다.The liquid crystal layer according to the embodiments of the present invention may include a non-ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비강유전성 액정은, 음의 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 강유전성 액정은, 상기 액정층 총량 중 약 0.1중량% 내지 약 30중량%을 차지할 수 있다. 상기 강유전성 액정이 상기 액정층 총량의 약 0.1중량%이하일 경우, 상기 액정층의 액정 배향성이 불안정할 수 있다. 또한, 상기 강유전성 액정이 상기 액정층 총량의 약 30중량%를 초과하는 경우, 액정층의 점도가 증가하여 상기 액정층을 포함하는 표시 장치의 응답 속도가 느려질 수 있다. 바람직하게는, 상기 강유전성 액정은 상기 액정층 총량의 약 10중량% 정도일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-ferroelectric liquid crystal may include a nematic liquid crystal having negative anisotropy. In this case, the ferroelectric liquid crystal may occupy about 0.1 wt% to about 30 wt% of the total amount of the liquid crystal layer. When the ferroelectric liquid crystal is about 0.1% by weight or less of the total amount of the liquid crystal layer, the liquid crystal alignment of the liquid crystal layer may be unstable. In addition, when the ferroelectric liquid crystal exceeds about 30% by weight of the total amount of the liquid crystal layer, the viscosity of the liquid crystal layer may increase, thereby slowing the response speed of the display device including the liquid crystal layer. Preferably, the ferroelectric liquid crystal may be about 10% by weight of the total amount of the liquid crystal layer.

일 측면에 따르면, 상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 액정층은 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 강유전성 액정과, 약 0.01중량% 내지 약 3중량%의 리액티브 메조겐 물질과, 여분의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다.In example embodiments, the liquid crystal layer may further include a reactive mesogen material. In this case, the liquid crystal layer comprises about 0.1 wt% to about 30 wt% ferroelectric liquid crystal, about 0.01 wt% to about 3 wt% reactive mesogen material, and nematic liquid crystal having extra negative dielectric anisotropy. It may include.

본 실시예에서 설명되는 음의 이방성을 갖는 네마틱 액정, 강유전성 액정 및 리액티브 메조겐 물질의 구성 요소, 구조 및 예시들은 상술한 것들과 실질적으로 동일하여 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The components, structures, and examples of the negatively anisotropic nematic liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal, and the reactive mesogen material described in this embodiment are substantially the same as those described above, and a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 비강유전성 액정은, 양의 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 음의 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다. 이 경우, 액정층은, 약 70중량% 내지 약 99.9중량%의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다. 상기 액정층은 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the non-ferroelectric liquid crystal may include a nematic liquid crystal having positive anisotropy and a nematic liquid crystal having negative anisotropy. In this case, the liquid crystal layer may include a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy of about 70% by weight to about 99.9% by weight. The liquid crystal layer may further include a mixture of nematic liquid crystals and ferroelectric liquid crystals having dielectric anisotropy in an amount of about 0.1% to about 30% by weight.

상기 양의 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물은, 약 1중량% 내지 90중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정과, 약 10중량% 내지 약 99중량%의 강유전성 액정을 포함할 수 있다.The mixture of the positively anisotropic nematic liquid crystal and the ferroelectric liquid crystal includes a nematic liquid crystal having an amount of dielectric anisotropy of about 1% by weight to 90% by weight, and about 10% by weight to about 99% by weight of the ferroelectric liquid crystal. can do.

일 측면에 따르면, 상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 액정층은, 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물과, 약 0.01중량% 내지 3중량%의 리액티브 메조겐 물질과, 여분의 음의 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함할 수 있다.In example embodiments, the liquid crystal layer may further include a reactive mesogen material. In this case, the liquid crystal layer comprises a mixture of nematic liquid crystal and ferroelectric liquid crystal having dielectric anisotropy in an amount of about 0.1% by weight to about 30% by weight, about 0.01% by weight to 3% by weight of reactive mesogen material, Nematic liquid crystals with extra negative anisotropy.

본 실시예에서 설명되는 음의 이방성을 갖는 네마틱 액정, 양의 이방성을 갖는 네마틱 액정, 강유전성 액정 및 리액티브 메조겐 물질의 구성 요소, 구조 및 예시들은 상술한 것들과 실질적으로 동일하여 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The components, structures, and examples of the negatively anisotropic nematic liquid crystal, the positively anisotropic nematic liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal, and the reactive mesogen material described in the present embodiment are substantially the same as those described above. The description will be omitted.

본 실시예에 따르면, 상기 액정층이 강유전성 액정을 포함함으로써, 비강유전성 액정과 더불어 액정층의 배향을 균일하게 하고 배향의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 액정층이 리액티브 메조겐 물질을 포함함으로써, 액정층의 배향 속도가 증가하게 되며, 배향되는 각도도 커져 광학적 특성이 향상될 수 있다.
According to the present exemplary embodiment, since the liquid crystal layer includes a ferroelectric liquid crystal, the alignment of the liquid crystal layer together with the non-ferroelectric liquid crystal may be uniform and the stability of the alignment may be improved. In addition, since the liquid crystal layer includes a reactive mesogen material, the alignment speed of the liquid crystal layer may be increased, and the angle at which the liquid crystal layer is aligned may be increased, thereby improving optical characteristics.

이하에서는, 상기 액정층을 제조하는 방법을 간략하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the liquid crystal layer will be briefly described.

[액정 조성물의 제조 방법][Production method of liquid crystal composition]

본 발명의 일 실시예에 따르면, 액정층은, 음의 이방성을 갖는 네마틱 액정, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정을 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 액정층은, 약 70중량% 내지 약 99.9중량%의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정과, 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물을 혼합하여 제조할 수 있다. 여기에서, 상기 양의 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물은, 약 1중량% 내지 90중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정과, 약 10중량% 내지 약 99중량%의 강유전성 액정을 혼합하여 제조될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the liquid crystal layer may be prepared by mixing a nematic liquid crystal having negative anisotropy, a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy, and a ferroelectric liquid crystal. The liquid crystal layer is a mixture of a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy of about 70% by weight to about 99.9% by weight, and a nematic liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal having a positive dielectric anisotropy of about 0.1% by weight to about 30% by weight. It can be prepared by mixing. Here, the mixture of the nematic liquid crystal having a positive anisotropy and the ferroelectric liquid crystal is a nematic liquid crystal having a dielectric anisotropy in an amount of about 1% by weight to 90% by weight, and about 10% by weight to about 99% by weight of the ferroelectric It can be prepared by mixing the liquid crystal.

일 측면에 따르면, 상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 액정층은 약 0.01중량% 내지 3중량%의 리액티브 메조겐 물질과, 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물과, 여분의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 혼합하여 제조할 수 있다.In example embodiments, the liquid crystal layer may further include a reactive mesogen material. In this case, the liquid crystal layer comprises a mixture of about 0.01% to 3% by weight reactive mesogen material, a mixture of nematic liquid crystals and ferroelectric liquid crystals having dielectric anisotropy in an amount of about 0.1% to about 30% by weight, It can be prepared by mixing a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy of.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액정층은 음의 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정을 혼합하여 제조할 수 있다. 더욱 상세하게는, 약 70중량% 내지 약 99.9중량%의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정과, 약 0.1중량% 내지 약 30중량%의 강유전성 액정을 혼합하여 제조할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the liquid crystal layer may be prepared by mixing a nematic liquid crystal having a negative anisotropy and a ferroelectric liquid crystal. More specifically, it may be prepared by mixing a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy of about 70% by weight to about 99.9% by weight with a ferroelectric liquid crystal of about 0.1% by weight to about 30% by weight.

일 측면에 따르면, 상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 액정층은, 약 0.01중량% 내지 약 3중량%의 리액티브 메조겐 물질과, 상기 0.1중량% 내지 약 30중량%의 강유전성 액정과, 여분의 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 혼합하여 제조할 수 있다.In example embodiments, the liquid crystal layer may further include a reactive mesogen material. In this case, the liquid crystal layer comprises about 0.01 wt% to about 3 wt% reactive mesogen material, the 0.1 wt% to about 30 wt% ferroelectric liquid crystal, and a nematic liquid crystal having extra negative dielectric anisotropy. It can be prepared by mixing.

상기 혼합 공정 시, 공정 온도는 상기 액정층 중 가장 많은 양의 물질이 등방성(isotropic) 특성을 나타내는 온도일 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 혼합 공정 온도는 약 90℃ 내지 약 100℃ 온도 범위에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위는, 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정이 등방성 특성을 나타낼 때의 온도 범위일 수 있다. 본 실시예에서, 액정층의 혼합 시, 약 90℃ 내지 약 100℃ 온도 범위 내에서 수행하고 있으나, 본 발명이 액정층의 혼합 온도를 한정하는 것은 아니다.
In the mixing process, the process temperature may be a temperature at which the largest amount of material in the liquid crystal layer exhibits isotropic characteristics. According to embodiments of the present invention, the mixing process temperature may be performed in a temperature range of about 90 ℃ to about 100 ℃. The temperature range may be a temperature range when the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy exhibits isotropic characteristics. In the present embodiment, the mixing of the liquid crystal layer is performed within a temperature range of about 90 ° C. to about 100 ° C., but the present invention does not limit the mixing temperature of the liquid crystal layer.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의하여 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the following examples are provided for illustrating the present invention, and the present invention is not limited by the following examples, and various modifications and changes may be made.

액정 표시 장치Liquid crystal display

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

스트라이프 패턴을 갖는 공통 전극 및 통판의 화소 전극을 포함하는 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판들 사이를 충진하는 액정층을 포함하는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치를 제조하였다. 상기 액정 표시 장치는 FFS(field fringe switching) 모드로 제작되었다. The liquid crystal display of FIGS. 1 and 2 including a first substrate including a common electrode having a stripe pattern and a pixel electrode of a plate, a second substrate, and a liquid crystal layer filling the first and second substrates. Was prepared. The liquid crystal display is manufactured in a field fringe switching (FFS) mode.

액정층은 Merck사의 MLC 6608(△n=0.084, △ε=-4.3) 90중량%와, Kingston Chemical사의 KFLC 3(△n=0.18) 10중량%를 100℃에서 혼합한 액정 조성물로 제조되었다. 상기 액정 표시 장치의 액정층의 두께는 3.3㎛로 제작하였다.The liquid crystal layer was made of a liquid crystal composition obtained by mixing 90% by weight of Merck's MLC 6608 (Δn = 0.084, Δε = -4.3) and 10% by weight of Kingston Chemical's KFLC 3 (Δn = 0.18) at 100 ° C. The thickness of the liquid crystal layer of the said liquid crystal display device was produced at 3.3 micrometers.

<실시예 2 내지 5><Examples 2 to 5>

실시예 2 내지 5의 액정 표시 장치들은, 실시예 1의 액정층 두께를 제외하고는 동일하게 제작되었다. 실시예 2 내지 5의 액정층의 두께는 하기 표 1을 참조한다.The liquid crystal display devices of Examples 2 to 5 were manufactured in the same manner except for the thickness of the liquid crystal layer of Example 1. The thickness of the liquid crystal layers of Examples 2 to 5 refer to Table 1 below.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

스트라이프 패턴을 갖는 공통 전극 및 통판의 화소 전극을 포함하는 제1 기판과, 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판들 사이를 충진하는 액정층을 포함하는 도 1 및 도 2의 액정 표시 장치를 제조하였다. 상기 액정 표시 장치는 FFS(field fringe switching) 모드로 제작되었다.The liquid crystal display of FIGS. 1 and 2 including a first substrate including a common electrode having a stripe pattern and a pixel electrode of a plate, a second substrate, and a liquid crystal layer filling the first and second substrates. Was prepared. The liquid crystal display is manufactured in a field fringe switching (FFS) mode.

액정층은 Merck사의 MLC 6608(△n=0.084, △ε=-4.3) 100중량%로 제조되었다. 상기 액정 표시 장치의 액정층의 두께는 3.3㎛로 제작하였다.The liquid crystal layer was prepared in 100% by weight of Merck MLC 6608 (Δn = 0.084, Δε = -4.3). The thickness of the liquid crystal layer of the said liquid crystal display device was produced at 3.3 micrometers.

<비교예 2 내지 5>&Lt; Comparative Examples 2 to 5 >

비교예 2 내지 5의 액정 표시 장치들은, 비교예 1과 액정층 두께를 제외하고는 동일하게 제작되었다. 비교예 2 내지 5의 액정층의 두께는 하기 표 1을 참조한다.The liquid crystal display devices of Comparative Examples 2 to 5 were manufactured in the same manner except for Comparative Example 1 and the thickness of the liquid crystal layer. The thickness of the liquid crystal layers of Comparative Examples 2 to 5 refer to Table 1 below.

액정층Liquid crystal layer 액정층 두께
[㎛]
Liquid crystal layer thickness
[Mu m]
MLC 6608[wt%]
(음의 네마틱 액정)
MLC 6608 [wt%]
(Negative nematic liquid crystal)
KFLC 3[wt%]
(강유전성 액정)
KFLC 3 [wt%]
(Ferroelectric liquid crystal)
실시예 1Example 1 9090 1010 3.33.3 실시예 2Example 2 9090 1010 3.53.5 실시예 3Example 3 9090 1010 3.83.8 실시예 4Example 4 9090 1010 4.04.0 실시예 5Example 5 9090 1010 4.34.3 비교예 1Comparative Example 1 100100 00 3.33.3 비교예 2Comparative Example 2 100100 00 3.53.5 비교예 3Comparative Example 3 100100 00 3.83.8 비교예 4Comparative Example 4 100100 00 4.04.0 비교예 5Comparative Example 5 100100 00 4.34.3

투과도 평가Permeability evaluation

도 3a 및 도 3b는 실시예 1 내지 5의 액정 표시 장치들과 비교예 1 내지 5의 액정 표시 장치들의 투과도를 비교하는 그래프들이다. 도 3a 및 도 3b는 인가되는 전압에 따른 투과도를 나타내는 그래프들이다. 도 3a 및 도 3b의 x축은 인가된 전압으로 단위는 [V]이고, y축은 투과도를 나타낸다.3A and 3B are graphs comparing the transmittances of the liquid crystal display devices of Examples 1 to 5 and the liquid crystal display devices of Comparative Examples 1 to 5. 3A and 3B are graphs showing transmittance according to applied voltage. 3A and 3B, the x-axis is the applied voltage, the unit is [V], and the y-axis shows the transmittance.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 실시예 1 내지 5의 액정 표시 장치들이 비교예 1 내지 5에 비하여 전반적으로 우수한 투과도를 나타내었다. 동일한 액정층 두께를 기준으로, 실시예의 액정 표시 장치들의 투과도가 비교예의 액정 표시 장치들의 투과도보다 전반적으로 우수한 것을 알 수 이다. 3A and 3B, the liquid crystal display devices of Examples 1 to 5 exhibited excellent overall transmittance as compared to Comparative Examples 1 to 5. On the basis of the same thickness of the liquid crystal layer, it can be seen that the transmittance of the liquid crystal display devices of the embodiment is generally superior to that of the liquid crystal display devices of the comparative example.

상기의 평가로, 실시예 1 내지 5의 액정층 내 강유전성 액정이, 액정 분자들을 균일하고 안정하게 배향할 수 있도록 유도하므로, 실시예 1 내지 5의 액정 표시 장치의 투과도가 비교예 1 내지 5의 액정 표시 장치의 투과도보다 우수하다.
In the above evaluation, since the ferroelectric liquid crystals in the liquid crystal layers of Examples 1 to 5 guide the liquid crystal molecules to be uniformly and stably, the transmittances of the liquid crystal display devices of Examples 1 to 5 are compared to those of Comparative Examples 1 to 5 It is superior to the transmittance of the liquid crystal display device.

응답 속도 평가Response speed rating

도 4a 및 도 4b는 실시예 1 내지 5의 액정 표시 장치들과 비교예 1 내지 5의 액정 표시 장치들의 응답 속도를 비교하는 그래프이다. 4A and 4B are graphs comparing the response speeds of the liquid crystal display devices of Examples 1 to 5 and the liquid crystal display devices of Comparative Examples 1 to 5. FIG.

도 4a 및 도 4b는 인가되는 전압에 따른 응답속도를 나타내는 그래프들로, 도 4a 및 도 4b의 x축은 인가된 전압으로 단위는 [V]이고, y축은 응답속도로 단위는 [ms]이다.4A and 4B are graphs showing a response speed according to an applied voltage. The x-axis of FIGS. 4A and 4B is an applied voltage and a unit is [V], and a y-axis is a response speed and a unit is [ms].

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 실시예 1 내지 5의 액정 표시 장치들의 응답속도가 비교예 1 내지 5의 액정 표시 장치들의 응답속도에 비하여, 많이 느리지 않다는 것을 알 수 있다. 특히, 인가된 전압을 클수록 응답속도의 차이는 거의 발생하지 않았다. 실시예 1 내지 5의 액정층에는 강유전성 액정을 포함하고 있기 때문에, 액정층의 점도가 높아져 비교예 1 내지 5의 액정 표시 장치들의 응답속도보다 약간 느리나 비슷한 것으로 보인다. 하지만, 비교예들과 실시예들 사이의 응답속도 차이가 그리 크지 않은 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1 내지 5의 액정층은 강유전성 액정 포함함으로써 액정 분자들이 안정하고 균일한 배향을 이루는 동시에 응답 속도도 기존처럼 유지할 수 있다.
4A and 4B, it can be seen that the response speed of the liquid crystal display devices of Examples 1 to 5 is not much slower than that of the liquid crystal display devices of Comparative Examples 1 to 5. In particular, as the applied voltage increases, the difference in response speed hardly occurs. Since the liquid crystal layers of Examples 1 to 5 contain ferroelectric liquid crystals, the viscosity of the liquid crystal layers is increased, which is slightly slower than the response speeds of the liquid crystal display devices of Comparative Examples 1 to 5, but appears to be similar. However, it can be seen that the response speed difference between the comparative examples and the embodiments is not so large. Accordingly, the liquid crystal layers of Examples 1 to 5 include ferroelectric liquid crystals, thereby achieving stable and uniform alignment of the liquid crystal molecules, and maintaining a response speed as before.

텍스쳐texture (( texturetexture ) 평가) evaluation

도 5a 내지 도 5k는 실시예 5의 액정 표시 장치로 인가된 전압에 따라 변화하는 텍스쳐들이고, 도 6a 내지 도 6k는 비교예 5의 액정 표시 장치로 인가된 전압에 따라 변화하는 텍스쳐들이다.5A to 5K are textures that change according to the voltage applied to the liquid crystal display of Example 5, and FIGS. 6A to 6K are textures that change according to the voltage applied to the liquid crystal display of Comparative Example 5. FIG.

도 5a 내지 5k 및 도 6a 내지 도 6k는 액정 표시 장치로 인가되는 전압에 따라 블랙 이미지에서 화이트 이미지로 변화되는 텍스쳐들이다. 도 5a 내지 5k의 텍스쳐들이 도 6a 내지 도 6k의 텍스쳐들보다 얼룩과 같은 불량이 적은 것을 볼 수 있다.5A to 5K and 6A to 6K are textures that change from a black image to a white image according to a voltage applied to the liquid crystal display. It can be seen that the textures of FIGS. 5A-5K have fewer defects, such as spots, than the textures of FIGS. 6A-6K.

상세하게 설명하면, 도 5d 및 도 6d에서, 실시예 5의 액정 표시 장치 및 비교예 5의 액정 표시 장치로 각각 3V의 전압을 인가한 텍스쳐들이다. 도 6d의 액정 표시 장치의 텍스쳐를 살펴보면, 하얀색 빗금 무늬가 보이고 있으나, 도 5d의 액정 표시 장치의 텍스쳐에서 나타나지 않고 있다. 상기의 불량은 도 6e에서도 볼 수 있다.In detail, FIGS. 5D and 6D are textures in which a voltage of 3 V is applied to the liquid crystal display of Example 5 and the liquid crystal display of Comparative Example 5, respectively. Looking at the texture of the liquid crystal display of FIG. 6D, a white hatched pattern is shown, but it is not shown in the texture of the liquid crystal display of FIG. 5D. The above defect can also be seen in FIG. 6E.

상기의 텍스쳐들을 살펴보면, 강유전성 물질을 포함하는 액정층의 경우, 액정층 내 액정 분자들의 배향이, 강유전성 물질을 포함하지 않는 액정층에 비하여 균일하고 안정하여 액정 표시 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.Looking at the above textures, in the case of the liquid crystal layer including the ferroelectric material, the alignment of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer is uniform and stable compared to the liquid crystal layer containing no ferroelectric material, thereby improving the brightness of the liquid crystal display device.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.

100: 제1 기판
200: 제2 기판
300: 액정층
100: first substrate
200: second substrate
300: liquid crystal layer

Claims (14)

제1 기판;
상기 제1 기판과 이격되어 마주하는 제2 기판;
상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되는 액정층;
상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치되는 판형의 공통 전극; 및
상기 공통 전극 및 상기 액정층 사이에 배치되는 개구를 한정하는 패턴을 갖는 화소 전극을 포함하되,
상기 액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정, 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정을 포함하는 액정 표시 장치.
A first substrate;
A second substrate spaced apart from and facing the first substrate;
A liquid crystal layer disposed between the first and second substrates;
A plate-shaped common electrode disposed between the first substrate and the liquid crystal layer; And
A pixel electrode having a pattern defining an opening disposed between the common electrode and the liquid crystal layer,
The liquid crystal layer includes a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy, a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy, and a ferroelectric liquid crystal.
제1항에 있어서,
상기 액정 표시 장치는, FFS(field fringe switching) 모드인 액정 표시 장치.
The method of claim 1,
The liquid crystal display device is a liquid crystal display device of the field fringe switching (FFS) mode.
제1항에 있어서,
상기 액정층에 인접하게 배치되는 배향막을 더 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 1,
And an alignment layer disposed adjacent to the liquid crystal layer.
제3항에 있어서,
상기 배향막은 리액티브 메조겐(reactive mesogen) 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 3,
The alignment layer includes a reactive mesogen material.
제1항에 있어서,
상기 액정층은,
상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 70중량% 내지 99.9중량%; 및
상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물 0.1중량% 내지 30중량%을 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 1,
The liquid-
70 wt% to 99.9 wt% of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy; And
A liquid crystal display comprising 0.1 wt% to 30 wt% of a mixture of the nematic liquid crystal and the ferroelectric liquid crystal having the positive dielectric anisotropy.
제5항에 있어서,
상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물에서, 상기 강유전성 액정은 10중량% 내지 99중량%을 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 5,
In the mixture of the nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and the ferroelectric liquid crystal, the ferroelectric liquid crystal comprises 10% to 99% by weight.
제5항에 있어서,
상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 5,
The liquid crystal layer further comprises a reactive mesogen material.
제7항에 있어서,
상기 액정층은,
상기 양의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 및 강유전성 액정의 혼합물 0.1중량% 내지 30중량%;
상기 리액티브 메조겐 물질 0.01중량% 내지 3중량%; 및
여분의 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 7, wherein
The liquid-
0.1% to 30% by weight of the mixture of the nematic liquid crystal and the ferroelectric liquid crystal having the positive dielectric anisotropy;
0.01 wt% to 3 wt% of the reactive mesogen material; And
A liquid crystal display comprising a nematic liquid crystal having said negative dielectric anisotropy.
제1 기판;
상기 제1 기판과 이격되어 마주하는 제2 기판;
상기 제1 및 제2 기판 사이에 배치되는 액정층;
상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치되는 판형의 공통 전극; 및
상기 공통 전극 및 상기 액정층 사이에 배치되는 개구를 한정하는 패턴을 갖는 화소 전극을 포함하되,
상기 액정층은 비강유전성 액정(non-ferroelectric liquid crystal)과, 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal)을 포함하는 액정 표시 장치.
A first substrate;
A second substrate spaced apart from and facing the first substrate;
A liquid crystal layer disposed between the first and second substrates;
A plate-shaped common electrode disposed between the first substrate and the liquid crystal layer; And
A pixel electrode having a pattern defining an opening disposed between the common electrode and the liquid crystal layer,
The liquid crystal layer includes a non-ferroelectric liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal.
제9항에 있어서,
상기 액정층은,
상기 강유전성 액정 0.1 중량% 내지 30중량%을 포함하는 액정 표시 장치.
10. The method of claim 9,
The liquid-
A liquid crystal display comprising 0.1 wt% to 30 wt% of the ferroelectric liquid crystal.
제9항에 있어서,
상기 비강유전성 액정은,
상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함하는 액정 표시 장치.
10. The method of claim 9,
The non-ferroelectric liquid crystal is,
And a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy.
제11항에 있어서,
상기 액정층은,
상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 70중량% 내지 99.9중량%; 및
상기 강유전성 액정 0.1중량% 내지 30중량%를 포함하는 액정 표시 장치.
12. The method of claim 11,
The liquid-
70 wt% to 99.9 wt% of the nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy; And
Liquid crystal display comprising 0.1% to 30% by weight of the ferroelectric liquid crystal.
제12항에 있어서,
상기 액정층은 리액티브 메조겐 물질을 더 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 12,
The liquid crystal layer further comprises a reactive mesogen material.
제13항에 있어서,
상기 액정층은,
상기 강유전성 액정의 0.1중량% 내지 30중량%;
상기 리액티브 메조겐 물질 0.01중량% 내지 3중량%; 및
여분의 상기 음의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 포함하는 액정 표시 장치.
The method of claim 13,
The liquid-
0.1 wt% to 30 wt% of the ferroelectric liquid crystal;
0.01 wt% to 3 wt% of the reactive mesogen material; And
A liquid crystal display comprising a nematic liquid crystal having said negative dielectric anisotropy.
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