KR20140090286A - 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20140090286A
KR20140090286A KR1020120145547A KR20120145547A KR20140090286A KR 20140090286 A KR20140090286 A KR 20140090286A KR 1020120145547 A KR1020120145547 A KR 1020120145547A KR 20120145547 A KR20120145547 A KR 20120145547A KR 20140090286 A KR20140090286 A KR 20140090286A
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김기현
류호준
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정물질 및 엘로우 색재, 마젠다 색재, 시안 색재 중에서 적어도 하나의 색재를 포함할 수 있다. 색재는 액정물질에 대한 높은 용해도 및 분산도를 가져 액정층에 사용될 수 있다. 액정표시장치는 픽셀을 구획하는 격벽을 포함하며, 상기 픽셀에 액정층이 제공될 수 있다. 픽셀은 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀을 포함할 수 있다. 제1 액정층, 제2 액정층, 및 액정층은 각각 서로 다른 종류, 조합, 및 중량비의 색재를 포함하여, 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀에서 각각 서로 다른 색상이 구현될 수 있다.

Description

액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{Liquid crystal composition and liquid crystal display device incluiding the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 게스트 호스트형 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층을 포함한다. 화소 전극과 공통 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장이 생성될 수 있다. 액정표시장치는 액정층에 생성된 전기장을 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시할 수 있다.
게스트-호스트형 액정표시장치는 호스트(host)인 액정물질과 게스트(guest)인 이색성 색재를 포함하여, 이색성 색재에 의해 광이 차단 또는 투과될 수 있다. 색재는 액정물질의 안정성에 영향을 주어 액정 물질을 분해시킬 수 있고, 액정 물질의 점성, 액정상 온도범위에 영향을 미칠 수 있다. 이에 인해 액정표시장치에 사용되는 색재는 한정적일 수 있다. 액정표시소자에 사용되는 색재는 이온그룹 또는 전기장에서 이온화될 수 있는 그룹을 포함하지 않으며, 액정 물질에 대한 높은 용해도, 큰 흡수강도, 및 높은 염료의 규칙도(order parameter)를 가질 것이 요구되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 액정물질에 대한 높은 용해도 및 높은 이색성을 나타내는 액정 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 다양한 색상을 구현가능하고, 낮은 소비전력을 가지는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다. 일 실시예에 따르면, 액정표시장치는 반사판 상의 하부기판, 상기 하부기판과 이격되며 마주하는 상부기판, 및 상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은 액정물질, 및 하기 화학식 1로 표시되는 옐로우 색재, 하기 화학식 2로 표시되는 마젠다 색재, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 시안 색재 중에서 적어도 하나의 색재를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
여기에서, R1은 ?(CH3)2, -N(C2H5)2, 및 -NR2(여기에서, R은 1 내지 5 개의 탄소원자를 갖는 알킬(alkyl) 사슬)에서 선택된 어느 하나이고, R2는 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R3는
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
,
Figure pat00014
, 및
Figure pat00015
중에서 선택된 어느 하나이고, R4 및 R5 각각은 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R6 , 및 R7 각각은 O, S, Se, CH2, NH, 및 COO 중에서 선택된 어느 하나이고, R8 및 R9 각각은 H, CH3, C2H5, C3H8, C4H11, C5H14, 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이다.
일 실시예에 따르면, 상기 하부기판 상에 배치되어 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀을 구획하는 격벽을 더 포함하며, 상기 액정층은 상기 제1 픽셀에 제공되는 제1 액정층, 상기 제2 픽셀에 제공되는 제2 액정층, 상기 제3 픽셀에 제공되는 제3 액정층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2항에 있어서, 상기 제1 픽셀, 상기 제2 픽셀, 및 상기 제3 픽셀은 각각 서로 다른 색상을 구현할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 액정층은 상기 옐로우 색재를 포함하고, 상기 제2 액정층은 상기 마젠다 색재를 포함하고, 상기 제3 액정층은 상기 시안 색재를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하고, 상기 제2 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제1 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 조합을 가지며, 상기 제3 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제1 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 조합을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하고, 상기 제2 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제1 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 중량비를 가지며, 상기 제3 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제2 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 중량비를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 색재는 상기 액정물질 대비 0.01 내지 10 중량퍼센트 포함될 수 있다.
본 발명의 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 옐로우 색재, 하기 화학식 2로 표시되는 마젠다 색재, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 시안 색재 중에서 적어도 하나의 색재를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00016
[화학식 2]
Figure pat00017
[화학식 3]
Figure pat00018
여기에서, R1은 N(CH3)2, N(C2H5)2, 및 NR2(여기에서, R은 1 내지 5 개의 탄소원자를 갖는 알킬(alkyl) 사슬)에서 선택된 어느 하나이고, R2는 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R3는
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
,
Figure pat00029
, 및
Figure pat00030
중에서 선택된 어느 하나이고, R4 및 R5 각각은 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R6 , 및 R7 각각은 O, S, Se, CH2, NH, 및 COO 중에서 선택된 어느 하나이고, R8 및 R9 각각은 H, CH3, C2H5, C3H8, C4H11, C5H14, 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이다.
일 실시예에 따르면, 상기 액정 조성물은 액정물질을 더 포함하며, 상기 색재는 상기 액정물질 대비 0.01 내지 10 중량퍼센트 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 액정층은 액정물질 및 엘로우 색재, 마젠다 색재, 시안 색재 중에서 적어도 하나의 색재를 포함할 수 있다. 색재는 액정물질에 대한 높은 용해도 및 분산도를 가져, 액정층에 사용될 수 있다. 액정표시장치는 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀을 구획하는 격벽을 포함할 수 있다. 제1 액정층은 제1 픽셀에 제공되고, 제2 액정층은 제2 픽셀에 제공되며, 제3 액정층은 제3 픽셀에 제공될 수 있다. 제1 액정층, 제2 액정층, 및 제3 액정층은 각각 서로 다른 색재를 포함하여, 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀에서 각각 서로 다른 색상이 구현될 수 있다. 제1 액정층, 제2 액정층, 및 제3 액정층에 포함되는 색재의 종류, 조합, 및 중량비를 제어함에 따라, 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀에서 구현되는 색상이 조절될 수 있다. 액정표시장치는 다양한 색상을 구현할 수 있고, 칼라필터를 생략할 수 있으며, 저소비전력을 가질 수 있다.
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 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도이다.
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.
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 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 어떤 막(또는 층)이 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막(또는 층) 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막(또는 층)이 개재될 수도 있다.
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 제1막질로 언급된 막질이 다른 실시 예에서는 제2막질로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(1)는 반사판(100), 반사판(100) 상의 하부 기판(200), 하부 기판(200)과 이격되며 마주하는 상부 기판(400), 하부 기판(200)과 상부 기판(400) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함할 수 있다.
반사판(100)은 백색판, 거울상, 및 휘도향상필름(Dual Brightness Enhancement Film, DBEF)중에서 선택된 적어도 하나가 사용될 수 있다.
하부 기판(200)은 제1 기판(210), 제1 전극(220), 및 제1 절연층(230)을 포함하며, 제1 기판(210) 상에 제1 전극(220) 및 제1 절연층(230)이 순차적으로 적층될 수 있다. 제1 기판(210)은 투명하고, 유리 또는 플라스틱 물질을 포함할 수 있다.
제1 전극(220)은 인듐주석산화물 (indium tin oxide, ITO), 인듐아연산화물(indium zinc oxide IZO), 실버나노와이어, 탄소나노튜브, 그래핀, 폴리 3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜-폴리스티렌술포네이트(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate), PEDOT-PSS), 폴리아닐린, 폴리티오펜 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 제1 전극(220)은 그 일부가 제거되어 형성된 제1 슬릿(slit)을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 슬릿은 일 방향으로 연장된 제1 직선 및 상기 제1 직선에 평행한 제2 직선 형태를 포함하는 스트라이프(stripe) 형상을 가질 수 있다. 제1 전극(220)은 트렌지스터(미도시)와 연결되며, 화소전극의 역할을 수행할 수 있다.
제1 절연층(230)이 투명하여 빛을 투과시킬 수 있다. 제1 절연층(230)은 액정층(300)의 단락을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 제1 절연층(230)은 유기물질, 예를 들어, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 에폭시, 폴리비닐알코올, 파릴렌, 폴리스타이렌, 폴리아세테이트, 폴리비닐피로리돈, 불소계 고분자, 폴리비닐크로라이드 또는 이들의 반복단위가 적어도 하나이상인 화합물을 포함할 수 있다. 제1 절연층(230)은 무기물질 실리콘옥사이드(SiO), 실리콘나이트라이드(SiN), 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 실리콘카바이드(SiC), 실리콘옥시카바이드(SiOC) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1 절연층(230)은 상기 유기물질 및 상기 무기물질의 혼합물을 포함할 수 있다.
상부 기판(400)은 하부 기판(200)과 일정한 간격을 가지도록 이격될 수 있다. 상부 기판(400)은 제2 절연층(430), 제2 전극(420), 및 제2 기판(410)을 포함하며, 제2 절연층(430) 상에 제2 전극(420) 및 제2 기판(410)이 순차적으로 적층될 수 있다.
제2 절연층(430)은 투명하여 빛을 투과시킬 수 있다. 제2 절연층(430)은 액정층(300)의 단락을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 제2 절연층(430)은 유기물질, 무기물질, 또는 유기물질과 무기물질의 혼합물을 포함할 수 있으며, 상기 유기물질 및 무기물질은 앞서 제1 절연층(230)의 예에서 설명한 바와 동일하거나 유사한 물질일 수 있다.
제2 전극(420)은 제1 전극(220)의 예에서 설명한 바와 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다. 제2 전극(420)은 그 일부가 제거되어 형성된 제2 슬릿을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 전극(420)의 제2 슬릿은 상기 제1 전극(220)의 제1 슬릿과 서로 어긋나며 교차하는 형태로 배치될 수 있다. 제2 전극(420)은 제1 전극(220)과 다른 전압이 인가될 수 있다. 제1 전극(220) 및/또는 제2 전극(420)에 전압을 인가하여 액정층(300)에 전계가 형성될 수 있다.
실시예에서, 제1 및 제2 전극들(220, 420)이 하부 기판(200) 및 상부 기판(400)에 각각에 배치되어 있는 것으로 설명하고 있으나, 제1 및 제2 전극들(220, 420)은 하부 기판(200) 또는 상부 기판(400) 중 어느 하나 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 전극들(220, 420)은 동일한 층상에 배치되거나, 제1 절연층(230) 또는 제2 절연층(430)을 사이에 두고 다른 층 상에 배치될 수 있다.
제2 기판(410)은 투명할 수 있고, 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.
액정층(300)은 제1 절연층(230) 및 제2 절연층(30) 사이에 개재될 수 있다. 액정층(300)은 액정 조성물을 포함하며, 액정 조성물은 액정물질 및 액정물질에 용해된 색재를 포함할 수 있다. 색재는 액정물질 대비 대략 0.01 내지 10 중량퍼센트(wt%)가 되도록 포함될 수 있다. 전계에 의하여 액정층(300)의 액정물질 및 색재의 배열을 제어함에 따라, 액정표시장치(1)는 색상을 구현할 수 있다.
색재는 아로마틱 고리 또는 축합고리를 가질 수 있다. 색재는 방향에 따라서 빛을 흡수하거나 투과하여 특정 색상을 구현할 수 있다. 색재는 높은 이색성을 가질 수 있다. 색재는 액정물질과 상호작용하여, 저온에서 액정 물질에 대한 높은 용해도 및 분산 안정성을 가질 수 있다. 이에 따라, 색재는 액정 조성물로 사용될 수 있다. 액정층(300)에 포함된 액정 조성물은 반응성 모노머를 더 포함하여, 액정물질 및 색재 사이의 가교작용을 향상시킬 수 있다. 색재는 옐로우(yellow) 색재, 마젠다(magenta) 색재, 시안(cyan) 색재, 및 이들의 조합 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
옐로우(yellow) 색재는 두 개의 아로마틱 고리가 아조(azo)기에 의하여 연결된 구조를 가지며, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00031
화학식 1에서 R1은 N(CH3)2, N(C2H5)2, 및 NR2(여기에서, R은 1 내지 5 개의 탄소원자를 갖는 알킬(alkyl) 사슬)에서 선택된 어느 하나이고, R2는 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
마젠다 색재는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00032

화학식 2에서 R3는
Figure pat00033
,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
,
Figure pat00036
,
Figure pat00037
,
Figure pat00038
,
Figure pat00039
,
Figure pat00040
,
Figure pat00041
,
Figure pat00042
,
Figure pat00043
, 및
Figure pat00044
중에서 선택된 어느 하나이고, R4 및 R5 각각은 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
시안 색재는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00045
화학식 3에서, R6 , 및 R7 각각은 O, S, Se, CH2, NH, 및 COO 중에서 선택된 어느 하나이고, R8 및 R9 각각은 H, CH3, C2H5, C3H8, C4H11, C5H14, 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
액정층(300)은 옐로우 색재, 마젠다 색재, 또는 시안계 색재 중에서 선택된 어느 하나를 포함함에 따라, 액정층(300)은 색상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 액정층(300)은 옐로우 색재, 마젠다 색재, 또는 시안계 색재 중에서 선택된 적어도 두 개를 혼합하여, 특정 색상을 구현할 수 있다. 액정층(300)에 포함되는 색재의 종류, 조합, 및 중량비를 조절하여, 구현되는 색상의 색좌표, 명도, 및 채도를 조절할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 평면도이다. 이하, 도 1을 참조하여 중복되는 설명은 생략한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 액정표시장치(2)는 반사판(100), 반사판(100) 상의 하부 기판(200), 상기 하부 기판(200)과 이격되며 마주하는 상부 기판(400), 하부 기판(200) 상에 제공되어 픽셀(PX)을 구획하는 격벽(500), 그리고 픽셀(PX) 내에 제공된 액정층(300)을 포함할 수 있다. 하부 기판(200)은 순차적으로 적층된 제1 기판(210), 제1 전극(220) 및 제1 절연층(230)을 포함할 수 있다. 상부 기판(400)은 순차적으로 적층된 제2 절연층(430), 제2 전극(420), 및 제2 기판(410)을 포함할 수 있다. 하부 기판(200) 및 상부 기판(400)은 도 1의 예로써 설명한 바와 같다.
격벽(500)은 하부 기판(200)과 상부 기판(400) 사이에 개재될 수 있다. 격벽(500)은 하부 기판(200) 상에서 픽셀(PX)을 둘러싸며, 픽셀(PX) 영역을 정의할 수 있다. 픽셀(PX)은 격벽(500)에 의해 구획되며, 서로 다른 색을 구현하는 제1 픽셀(PX1), 제2 픽셀(PX2), 및 제3 픽셀(PX3)을 포함할 수 있다.
액정층(300)은 제1 절연층(230) 및 제2 절연층(430) 사이에 개재되며, 픽셀(PX) 내에 제공될 수 있다. 액정층(300)은 액정 조성물을 포함하며, 액정 조성물은 액정물질 및 액정물질에 용해된 색재를 포함할 수 있다. 상기 색재는 도 1의 예로써 설명한 색재일 수 있다. 액정층(300)은 제1 픽셀(PX1)에 제공된 제1 액정층(301), 제2 픽셀(PX2)에 제공된 제2 액정층(302), 및 제3 픽셀(PX3)에 제공된 제3 액정층(303)을 포함할 수 있다. 제1 액정층(301), 제2 액정층(302), 및 제3 액정층(303)은 각각 서로 다른 색재를 포함하여, 제1 픽셀(PX1), 제2 픽셀(PX2), 및 제3 픽셀(PX3)이 서로 다른 색상을 구현할 수 있다. 일 예로, 제1 액정층(301)은 옐로우 색재를 포함하고, 제2 액정층(302)은 시안 색재를 포함하고, 제3 액정층(303)은 마젠다 색재를 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 액정층(301)은 옐로우 색재, 마젠다 색재, 및 시안 색재 중에서 적어도 두 개의 색재를 포함할 수 있다. 제2 액정층(302)은 옐로우 색재, 마젠다 색재, 및 시안 색재 중에서 적어도 두 개의 색재를 포함하되, 제1 액정층(301)과 다른 색상을 구현할 수 있다. 제3 액정층(303)은 옐로우 색재, 마젠다 색재, 및 시안 색재 중에서 적어도 두 개의 색재를 포함하되, 제1 액정층(301) 및 제2 액정층(302)와 다른 색상을 구현할 수 있다. 이 때, 제1 액정층(301), 제2 액정층(302), 및 제3 액정층(303)은 각각 서로 다른 색재의 조합을 가지거나, 포함되는 색재의 중량비가 다를 수 있다. 제1 픽셀(PX1), 제2 픽셀(PX2), 및 제3 픽셀(PX3)에 구현되는 색상의 색좌표, 명도, 및 채도는 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 색재는 액정물질에 대한 높은 용해도 및 분산도를 가짐에 따라, 액정층(300)으로 사용될 수 있다. 액정표시장치(2)는 다양한 색상을 구현하며, 칼라필터를 생략할 수 있고, 저전력으로 구동할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.

Claims (9)

  1. 반사판 상의 하부기판;
    상기 하부기판과 이격되며 마주하는 상부기판; 및
    상기 하부기판과 상기 상부기판 사이에 개재되는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은
    액정물질; 및
    하기 화학식 1로 표시되는 옐로우 색재, 하기 화학식 2로 표시되는 마젠다 색재, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 시안 색재 중에서 적어도 하나의 색재를 포함하는 액정표시장치.
    [화학식 1]
    Figure pat00046

    [화학식 2]
    Figure pat00047

    [화학식 3]
    Figure pat00048

    화학식 1 내지 3에서, R1은 -N(CH3)2, -N(C2H5)2, 및 -NR2(여기에서, R은 1 내지 5 개의 탄소원자를 갖는 알킬(alkyl) 사슬)에서 선택된 어느 하나이고, R2는 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R3는
    Figure pat00049
    ,
    Figure pat00050
    ,
    Figure pat00051
    ,
    Figure pat00052
    ,
    Figure pat00053
    ,
    Figure pat00054
    ,
    Figure pat00055
    ,
    Figure pat00056
    ,
    Figure pat00057
    ,
    Figure pat00058
    ,
    Figure pat00059
    , 및
    Figure pat00060
    중에서 선택된 어느 하나이고, R4 및 R5 각각은 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R6 , 및 R7 각각은 O, S, Se, CH2, NH, 및 COO 중에서 선택된 어느 하나이고, R8 및 R9 각각은 H, CH3, C2H5, C3H8, C4H11, C5H14, 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부기판 상에 배치되어 제1 픽셀, 제2 픽셀, 및 제3 픽셀을 구획하는 격벽을 더 포함하며,
    상기 액정층은 상기 제1 픽셀에 제공되는 제1 액정층, 상기 제2 픽셀에 제공되는 제2 액정층, 상기 제3 픽셀에 제공되는 제3 액정층을 포함하는 액정표시장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 픽셀, 상기 제2 픽셀, 및 상기 제3 픽셀은 각각 서로 다른 색상을 구현하는 액정표시장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 액정층은 상기 옐로우 색재를 포함하고, 상기 제2 액정층은 상기 마젠다 색재를 포함하고, 상기 제3 액정층은 상기 시안 색재를 포함하는 액정표시장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하고,
    상기 제2 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제1 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 조합을 가지며,
    상기 제3 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제1 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 조합을 가지는 액정표시장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하고,
    상기 제2 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제1 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 중량비를 가지며,
    상기 제3 액정층은 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 및 상기 시안 색재 중에서 적어도 두 개를 포함하되, 상기 제2 액정층과 다른 상기 옐로우 색재, 상기 마젠다 색재, 또는 상기 시안 색재의 중량비를 가지는 액정표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 색재는 상기 액정물질 대비 0.01 내지 10 중량퍼센트 포함되는 액정표시장치.
  8. 하기 화학식 1로 표시되는 옐로우 색재;
    하기 화학식 2로 표시되는 마젠다 색재; 및
    하기 화학식 3으로 표시되는 시안 색재 중에서 적어도 하나의 색재를 포함하는 액정 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00061

    [화학식 2]
    Figure pat00062

    [화학식 3]
    Figure pat00063

    화학식 1 내지 3에서, R1은 -N(CH3)2, -N(C2H5)2, 및 -NR2(여기에서, R은 1 내지 5 개의 탄소원자를 갖는 알킬(alkyl) 사슬)에서 선택된 어느 하나이고, R2는 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R3는
    Figure pat00064
    ,
    Figure pat00065
    ,
    Figure pat00066
    ,
    Figure pat00067
    ,
    Figure pat00068
    ,
    Figure pat00069
    ,
    Figure pat00070
    ,
    Figure pat00071
    ,
    Figure pat00072
    ,
    Figure pat00073
    ,
    Figure pat00074
    , 및
    Figure pat00075
    중에서 선택된 어느 하나이고, R4 및 R5 각각은 H, CH3, C2H5, 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이고, R6 , 및 R7 각각은 O, S, Se, CH2, NH, 및 COO 중에서 선택된 어느 하나이고, R8 및 R9 각각은 H, CH3, C2H5, C3H8, C4H11, C5H14, 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 선형 알킬(alkyl), 6 내지 10개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알킬(branched alkyl), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 선형 알켄(alkene), 1 내지 5개의 탄소원자를 갖는 가지 달린 알켄(branched alkene), 1 내지 3개의 벤젠고리를 갖는 아로마틱기, 및 나프탈렌 중에서 선택된 어느 하나이다.
  9. 제 8항에 있어서,
    액정물질을 더 포함하며,
    상기 색재는 상기 액정물질 대비 0.01 내지 10 중량퍼센트 포함되는 액정 조성물.
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