KR20160082814A - 액정 안정제 및 이를 포함하는 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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다케시타후사유키
배지홍
신범수
오근찬
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 액정 안정제는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
Figure pat00050
화학식 1
Figure pat00051
화학식 2,
상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.

Description

액정 안정제 및 이를 포함하는 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{LUQUID CRYSTAL STABILIZER, LUQUID CRYSTAL COMPOSITION COMPRISING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 액정 안정제 및 이를 포함하는 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 서로 마주보는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층, 두 장의 표시판 중 적어도 하나에 위치하는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극 등으로 이루어진다.
액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층에 위치하는 액정 분자들의 배향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절한다.
액정 표시 장치에서 액정 조성물은 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는데 매우 중요하다. 특히, 액정 표시 장치의 용도가 다양화됨에 따라, 저전압 구동, 높은 전압 보전율(voltage holding ratio, VHR), 넓은 시야각 특성, 넓은 동작 온도 범위 및 고속 응답성 등의 다양한 특성이 요구된다.
액정 표시 장치의 고속 응답 특성 등을 갖기 위해 액정 조성물이 갖는 회전 점도, 굴절률, 및 탄성 계수 등의 물성을 개선하는 연구가 진행되고 있다. 하지만, 고속 응답 특성을 얻기 위해 알케닐 싱글 등을 함유하는 경우, 선잔상과 같은 신뢰성 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 신규 구조의 액정 안정제를 통해 신뢰성이 개선된 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 안정제는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
Figure pat00001
화학식 1
Figure pat00002
화학식 2,
상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-28로 표현되는 화합물 중 적어도 하나일 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
.
상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-16으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나일 수 있다.
Figure pat00005
.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 알케닐기를 포함하는 제1 부류, 및 하기 화학식 1 및 화학식 2 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 포함하는 액정 안정제를 포함한다.
Figure pat00006
화학식 1
Figure pat00007
화학식 2,
상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
상기 액정 조성물은, 상기 액정 안정제를 상기 액정 조성물에 대해 0.0001 중량% 내지 10 중량% 포함할 수 있다.
상기 제1 부류는 하기 화학식 3-1 내지 3-16으로 표현되는 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
Figure pat00008
상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 알콕시기이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 화소 전극, 상기 화소 전극과 절연되게 위치하는 공통 전극, 상기 제1 절연 기판과 마주하며 이격된 제2 절연 기판, 및 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은, 알케닐기를 포함하는 제1 부류, 및 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 액정 안정제를 포함한다.
Figure pat00009
화학식 1
Figure pat00010
화학식 2,
상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
이상과 같은 액정 안정제 및 이를 포함하는 액정 조성물은 액정 조성물 내에 형성되는 불순물의 발생을 억제할 수 있고, 이를 통해 표시 패널의 잔상, 얼룩 등을 제어하여 보다 나은 품질의 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 화소의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 전압 보전율 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 잔상 여부 이미지이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 위에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 액정 안정제를 설명한다. 액정 안정제는 액정 분자가 UV 또는 열에 반응하여 라디칼 등과 반응하여 불순물을 형성하는 메커니즘을 억제한다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 안정제는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
Figure pat00011
화학식 1
Figure pat00012
화학식 2,
여기서, 상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 전술한 조건을 만족시키는 어떠한 구조도 가능하나, 일례로써 하기와 같을 수 있다. 상기 X3는 화학식 1의 우측에 연결된 페놀기의 파라(para) 또는 메타(meta) 위치에 위치할 수 있으며, 화학식 1의 좌측에 연결되는 시클로아민기를 포함한다.
상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 UV 또는 열에 의한 액정 분자의 반응을 억제하는바, 이를 포함하는 액정 조성물의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Figure pat00013
Figure pat00014
한편, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물 역시 전술한 조건을 만족시키는 어떠한 구조도 가능하나, 일례로써 하기와 같을 수 있다. 상기 X3는 화학식 2의 우측에 연결된 페놀기의 파라(para) 또는 메타(meta) 위치에서 연결될 수 있다.
상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 플렉서블한 상기 X3(알킬기 또는 알콕시기)를 통해 연결되는바 네마틱 특성에 유리할 수 있다. 또한 상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 UV 또는 열에 의한 액정 분자의 반응을 억제하는바, 액정 조성물의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Figure pat00015
이상과 같은 화학식으로 표시되는 액정 안정제는 표시 장치의 액정층에 주입될 수 있으며, 액정 분자가 UV 또는 열에 의해 라디칼 등과 반응하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 반응이 억제되는 경우, 표시 패널에서 발생하는 선 잔상 또는 얼룩 등의 발생을 제어할 수 있다.
이하에서는 상기 화학식 1로 표현되는 화합물의 일 실시예로서, 하기 화학식 1-1로 표현되는 화합물의 합성에 대해 살펴본다.
Figure pat00016
화학식 1-1
우선, 반응식 1과 같이, 일정 조건 하에서 화합물 1-A가 합성된다.
Figure pat00017
반응식 1
다음, 반응식 1에서 합성된 상기 화합물 1-A를 다시 반응식 2와 같은 조건에서 반응시켜 본 발명의 일 실시예와 같은 화학식 1-1로 표현되는 화합물을 합성한다.
Figure pat00018
반응식 2
이하에서는 상기 화학식 1로 표현되는 화합물의 일 실시예로서 하기 화학식 1-15로 표현되는 화합물의 합성에 대해 살펴본다.
Figure pat00019
화학식 1-15
우선, 하기 반응식 3을 통해 화합물 1-15A를 합성하고, 하기 반응식 4와 같이 화합물 1-15B를 합성한다.
Figure pat00020
반응식 3
Figure pat00021
반응식 4
이에 따라 합성된 상기 화합물 1-15A 및 화합물 1-15B를 하기 반응식 5를 따라 합성하여 본 발명의 실시에에 따른 상기 화학식 1-15로 표현되는 화합물을 합성할 수 있다.
Figure pat00022
반응식 5
이하에서는 상기 화학식 2로 표현되는 화합물의 일례로써 하기 화학식 2-1로 표현되는 화합물의 합성에 대해 살펴본다.
Figure pat00023
화학식 2-1
우선, 하기 반응식 6을 통해 화합물 2-1A를 합성하고, 하기 반응식 7을 통해 화합물 2-1B를 합성한다.
Figure pat00024
반응식 6
Figure pat00025
반응식 7
다음 상기 반응식 6 및 반응식 7을 통해 합성된 화합물 2-1A 및 화합물 2-1B를 하기 반응식 8을 통해 합성하여 상기 화학식 2-1로 표현되는 화합물을 합성한다.
Figure pat00026
이상에서 설명한 반응식 또는 합성 방법은 본 발명의 실시예에 따른 안정제를 합성하기 위한 것으로서, 이에 제한되지 않으며, 상기 화학식 1 내지 2로 표현되는 화합물을 합성하기 위한 어떠한 방법도 가능함은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 전술한 액정 안정제 및 알케닐기를 포함하는 액정 분자를 포함하는 제1 부류를 포함할 수 있다. 제1 부류는 하기 화학식 3으로 표현되는 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나 이와 같은 실시예에 한정되는 것이 아니며, 말단기에 알케닐기를 포함하는 어떠한 액정 분자도 가능함은 물론이다.
Figure pat00027
상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 알콕시기이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 전술한 액정 안정제를 포함할 수 있으며, 전체 액정 조성물에 대해 약 0.0001 중량% 내지 10 중량% 포함될 수 있다. 액정 분자의 라디칼 반응을 막으면서 액정 조성물의 물성을 해치지 않기 위함이다.
본 실시예에 따른 액정 조성물은 응답 속도를 향상시키기 위해 저점도인 알케닐계 액정 분자를 사용할 수 있다. 전계 노광 공정 및 형광 노광 공정을 진행하면서 발생하는 부산물 등은 본 발명의 실시예에 따른 액정 안정제를 통해 억제될 수 있다. 이를 통해 선잔상 및 얼룩을 감소시켜 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
*이하에서는 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 실시에에 따른 액정 안정제를 포하하는 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 화소의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121)이 위치한다.
게이트 도전체는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체 위에는 질화규소(SiNx) 및/또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체층(154)이 위치하고, 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터선(171)이 위치한다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함하여, 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터의 폭을 넓힐 수 있게 되며, 이에 따라 액정 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다.
데이터선(171)을 포함하는 데이터 도전체는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이 외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140) 그리고 반도체층(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180p)이 배치되어 있다. 제1 보호막(180p)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180q)은 제1 보호막(180p) 위에 위치한다. 제2 보호막(180q)은 생략 가능하다.
제2 보호막(180q)은 색필터일 수 있다. 제2 보호막(180q)이 색필터인 경우, 제2 보호막(180q)은 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
제2 보호막(180q) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 면형 형태로서, 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 배치되어 있는 개구부(도시하지 않음)를 가질 수 있다. 즉, 공통 전극(270)은 판 형태의 평면 형태를 가질 수 있다.
인접 화소에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에서 공급되는 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 제3 보호막(180r)이 배치되어 있다. 제3 보호막(180r)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 제3 보호막(180r) 위에 위치한다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다. 화소 전극(191)은 복수의 절개부를 가지며, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 슬릿을 포함한다.
제1 보호막(180p), 제2 보호막(180q), 그리고 제3 보호막(180r)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)이 위치한다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
도시하지는 않았으나, 화소 전극(191)과 제3 보호막(180r) 위에는 배향막(alignment layer)이 도포되어 있다. 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다.
이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 위치하고, 평탄막(250)이 차광 부재(220) 위에 위치한다.
본 발명의 다른 실시예는 색필터가 하부 표시판에 위치하고, 차광 부재(220)가 상부 표시판에 위치하는 실시예를 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 색필터와 차광 부재 모두 하부 표시판에 위치하거나, 색필터와 차광 부재 모두 상부 표시판에 위치하거나 색필터와 차광 부재의 위치가 변경될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지며, 구체적으로 전술한 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 조성물을 포함할 수 있다. 액정층(3)의 액정 분자(31)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수평하게 배향될 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 전술한 액정 안정제를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 안정제는 하기 화학식 1 및 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
Figure pat00028
화학식 1
Figure pat00029
화학식 2,
여기서, 상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
본 명세서는 공통 전극(270) 위에 화소 전극(191)이 위치하는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 화소 전극(191)위에 공통 전극(270)이 위치하는 실시예도 가능함은 물론이다. 또한 본 명세서는 화소 전극과 공통 전극이 동일한 절연 기판 위에 위치하는 실시예에 대해 설명 및 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 화소 전극은 하부 기판에 위치하고, 공통 전극은 상부 기판에 위치하는 실시예 역시 가능함은 물론이다.
이하에서는 도 3 내지 도 5c를 참조하여 본 발명의 실시예 및 비교예에 대해 살펴본다. 도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 전압 보전율 그래프이고, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 잔상 여부 이미지이다.
우선, 실시예 1, 2 및 비교예는 하기와 같은 액정 분자를 포함할 수 있으며, 1 내지 9번 액정 분자는 동일한 함량을 포함한다. 실시예 1은 액정 안정제(10번 화합물; 본 발명의 실시예 1-1)를 300ppm 포함하고, 실시예 2는 액정 안정제(본 발명의 실시예 1-15)를 500ppm 포함한다. 비교예는 본 발명의 실시예에 따른 액정 안정제를 포함하지 않는다. 하기 화학식의 R은 탄소수 1 내지 5 사이의 알킬키 또는 알콕시기이다.
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
우선, 표시 패널에 열을 가하면서 시간 경과에 따른 전압 보전율(VHR)을 살펴보았다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 1 및 2는 시간이 경과함에 따라 전압 보전율이 감소하지 않았으며 오히려 증가하는 경향을 나타냈다. 반면, 비교예는 시간이 경과함에 따라(168시간->336시간) 전압 보전율이 일부 손실됨을 확인하였다.
다음, 도 4를 참조하여, 표시 패널에 빛을 조사하면서 시간 경과에 따른 전압 보전율(VHR)을 살펴보았다. 도 4에 도시된 바와 같이 실시예 1 및 실시예 2는 전압 보전율이 일부 감소하였으며, 구체적으로 약 99에서 97 정도로 감소하였다. 반면, 비교예는 초기 99에서 시간이 경과함에 따라 약 96 정도로 감소함을 확인하였다.
본 발명의 실시예에 따르면 열 또는 빛에 의한 액정 분자의 반응이 적어 전압 보전율이 유지됨을 확인하였다.
다음, 도 5a는 비교예에 대한 잔상 이미지이고, 도 5b는 실시예 1에 대한 잔상 이미지이며, 도 5c는 실시예 2에 대한 잔상 이미지이다. 도 5a 내지 도 5d는 4개의 영역에 대한 잔상 패턴을 장시간 유지한 후 잔상 여부를 확인하였다.
도 5a를 살펴보면, 장시간이 경과한 후 우측 상하 영역 사이에서 선 잔상이 관찰되었다. 반면, 도 5b 내지 도 5c를 살펴보면 우측 상하 영역 사이에서 희미한 선잔상이 관찰되었으나, 도 5a와 비교하면 선잔상이 현저히 감소하였음을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 안정제는, 액정 조성물 및 액정 표시 장치에 포함되어 선 잔상 및 불순물 발생 등을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 하부 표시판 200 상부 표시판
121 게이트선 140 게이트 절연막
270 공통 전극 310 액정 분자

Claims (13)

  1. 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 액정 안정제:
    Figure pat00033
    화학식 1
    Figure pat00034
    화학식 2,
    상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
  2. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-28로 표현되는 화합물 중 적어도 하나인 액정 안정제:

    Figure pat00035

    Figure pat00036

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.
  3. 제1항에서,
    상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-16으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나인 액정 안정제:
    Figure pat00037

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.
  4. 알케닐기를 포함하는 제1 부류, 및
    하기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나 이상을을 포함하는 액정 안정제,
    를 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00038
    화학식 1
    Figure pat00039
    화학식 2,
    상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
  5. 제4항에서,
    상기 액정 안정제를 상기 액정 조성물에 대해 0.0001 중량% 내지 10 중량% 포함하는 액정 조성물.
  6. 제4항에서,
    상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-28로 표현되는 화합물 중 적어도 하나인 액정 조성물:
    Figure pat00040

    Figure pat00041

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.
  7. 제4항에서,
    상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-16으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나인 액정 조성물:
    Figure pat00042

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.
  8. 제4항에서,
    상기 제1 부류는 하기 화학식 3-1 내지 3-16으로 표현되는 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00043

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 알콕시기이다.
  9. 제1 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 화소 전극,
    상기 화소 전극과 절연되게 위치하는 공통 전극,
    상기 제1 절연 기판과 마주하며 이격된 제2 절연 기판, 및
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은,
    불포화 결합을 포함하는 제1 부류, 및
    하기 화학식 1 및 화학식 2로 표현되는 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 액정 안정제를 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00044
    화학식 1
    Figure pat00045
    화학식 2,
    상기 X1은 H, O, OR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X2는 O, OCO, OR, RO, NOR, 및 R 중 어느 하나이고, 상기 X3은 O, OCO, OR, RO, NOR 및 R 중 어느 하나이고, 상기 A 및 B는 서로 독립적으로 시클로헥실기, 시클릭에테르기 및 페닐기 중 어느 하나 이상을 포함하고, 상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, 상기 m 및 n은 서로 독립적으로 0 내지 2의 자연수이다.
  10. 제9항에서,
    상기 액정층은,
    상기 액정 안정제를 상기 액정층에 대해 0.0001 중량% 내지 10 중량% 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-28로 표현되는 화합물 중 적어도 하나인 액정 표시 장치:

    Figure pat00047

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.
  12. 제9항에서,
    상기 화학식 2로 표현되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-16으로 표현되는 화합물 중 적어도 하나인 액정 표시 장치:
    Figure pat00048

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.
  13. 제9항에서,
    상기 제1 부류는 하기 화학식 3-1 내지 3-16으로 표현되는 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00049

    상기 R은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 알콕시기이다.
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