KR20160141235A - 액정 조성물 및 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00211

상기 화학식 1에서, 상기
Figure pat00212
,
Figure pat00213
는 각각 사이클로헥세인이고,
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.

Description

액정 조성물 및 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display) 중 하나이다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 방향을 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.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고속 응답 특성 및 저온 안정성을 구현하기 위한 액정 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, 상기
Figure pat00002
,
Figure pat00003
는 각각 사이클로헥세인이다. ,
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 화학식 1의 화합물에서 상기 R1 및 R2에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3중 하나 이상이 -CF3, -OCF3으로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물에서 상기 A 및 B 에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -CF2- 중 하나로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-9로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00004
[화학식 1-2]
Figure pat00005
[화학식 1-3]
Figure pat00006
[화학식 1-4]
Figure pat00007
[화학식 1-5]
Figure pat00008
[화학식 1-6]
Figure pat00009
[화학식 1-7]
Figure pat00010
[화학식 1-8]
Figure pat00011
[화학식 1-9]
Figure pat00012
.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 각각 1 중량% 내지 40 중량% 사이일 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00013
[화학식 2-2]
Figure pat00014
[화학식 2-3]
Figure pat00015
[화학식 2-4]
Figure pat00016
[화학식 2-5]
Figure pat00017
[화학식 2-6]
Figure pat00018
[화학식 2-7]
Figure pat00019
[화학식 2-8]
Figure pat00020
상기 화학식 2-1 내지 2-8에서, 상기 R3 및 상기 R4는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 R3 및 R4에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3 중 하나 이상이 -CF3 또는 -OCF3으로 치환될 수 있다.
상기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 각각 2 중량% 내지 40중량% 사이일 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 3-1 내지 3-12로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00021
[화학식 3-2]
Figure pat00022
[화학식 3-3]
Figure pat00023
[화학식 3-4]
Figure pat00024
[화학식 3-5]
Figure pat00025
[화학식 3-6]
Figure pat00026
[화학식 3-7]
Figure pat00027
[화학식 3-8]
Figure pat00028
[화학식 3-9]
Figure pat00029
[화학식 3-10]
Figure pat00030
[화학식 3-11]
Figure pat00031
[화학식 3-12]
Figure pat00032
화학식 3-1 내지 3-12에서, 상기 R5 및 상기 R6는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 R5 및 R6에 포함된 수소 중 일부가 불소로 치환될 수 있다.
상기 화학식 3-1 내지 3-12의 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 각각 2 중량% 내지 30 중량% 사이일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 화소 전극이 형성된 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판과 마주하며 공통 전극이 형성된 제2 절연 기판 그리고 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00033
상기 화학식 1에서, 상기
Figure pat00034
,
Figure pat00035
는 각각 사이클로헥세인이다.
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 화학식 1의 화합물에서 상기 R1 및 R2에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 OCH2, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3중 하나 이상이 -CF3, -OCF3으로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물에서 상기 A 및 B 에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2- 중 하나 이상이 -0-, -CF2- 중 하나로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-9로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00036
[화학식 1-2]
Figure pat00037
[화학식 1-3]
Figure pat00038
[화학식 1-4]
Figure pat00039
[화학식 1-5]
Figure pat00040
[화학식 1-6]
Figure pat00041
[화학식 1-7]
Figure pat00042
[화학식 1-8]
Figure pat00043
[화학식 1-9]
Figure pat00044
.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 각각 1 중량% 내지 40 중량% 사이일 수 있다.
상기 액정층은 하기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00045
[화학식 2-2]
Figure pat00046
[화학식 2-3]
Figure pat00047
[화학식 2-4]
Figure pat00048
[화학식 2-5]
[화학식 2-6]
Figure pat00050
[화학식 2-7]
Figure pat00051
[화학식 2-8]
Figure pat00052
상기 화학식 2-1 내지 2-8에서, 상기 R3 및 상기 R4는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 R3 및 R4에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3 중 하나 이상이 -CF3 또는 -OCF3으로 치환될 수 있다.
상기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 2 중량% 내지 40중량%사이일 수 있다.
상기 액정층은 하기 화학식 3-1 내지 3-12로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00053
[화학식 3-2]
Figure pat00054
[화학식 3-3]
Figure pat00055
[화학식 3-4]
Figure pat00056
[화학식 3-5]
Figure pat00057
[화학식 3-6]
Figure pat00058
[화학식 3-7]
Figure pat00059
[화학식 3-8]
Figure pat00060
[화학식 3-9]
Figure pat00061
[화학식 3-10]
Figure pat00062
[화학식 3-11]
Figure pat00063
[화학식 3-12]
Figure pat00064
화학식 3-1 내지 3-12에서, 상기 R5 및 상기 R6는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 R5 및 R6에 포함된 수소 중 일부가 불소로 치환될 수 있다.
상기 화학식 3-1 내지 3-12의 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 2 중량% 내지 30 중량% 사이일 수 있다.
상기 화소 전극은 십자형 줄기부 및 십자형 줄기부에서 대각선 4 방향으로 뻗어 나온 미세 가지부를 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예는 사이클로헥세인이 이중결합으로 연결된 화합물을 포함하는 액정 조성물을 제공하고, 이를 적용하여 액정 표시 장치를 형성함으로써 액정 표시 장치의 성능을 개선하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 하부 표시판의 화소 전극의 기본 영역을 도시한 평면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 조성물 및 이러한 액정 조성물이 적용된 액정 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00065
상기 화학식 1에서, 상기
Figure pat00066
,
Figure pat00067
는 각각 사이클로헥세인이다.
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 화학식 1에서, R1 및 R2에 포함된 수소는 F로 치환될 수 있고, -CH2-는 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환될 수 있으며, -CH3는 -CF3, -OCF3으로 치환될 수 있다
또한 상기 화학식 1의 A 및 B 에 포함된 수소는 F로 치환될 수 있고, -CH2-는 -O-, -CF2- 중 하나로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-9로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00068
[화학식 1-2]
Figure pat00069
[화학식 1-3]
Figure pat00070
[화학식 1-4]
Figure pat00071
[화학식 1-5]
Figure pat00072
[화학식 1-6]
Figure pat00073
[화학식 1-7]
Figure pat00074
[화학식 1-8]
Figure pat00075
[화학식 1-9]
Figure pat00076
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 제조 공정을 도식화하면 하기와 같다.
Figure pat00077
그러나 상기 제조 공정은 예시적인 것으로, 화학식 1의 화합물은 다른 제조 공정을 통해 제조될 수 있음은 자명하다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1 중량% 내지 40 중량%포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00078
[화학식 2-2]
Figure pat00079
[화학식 2-3]
Figure pat00080
[화학식 2-4]
Figure pat00081
[화학식 2-5]
Figure pat00082
[화학식 2-6]
Figure pat00083
[화학식 2-7]
Figure pat00084
[화학식 2-8]
Figure pat00085
상기 화학식 2-1 내지 2-8에서, 상기 R3 및 상기 R4는 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 화학식 2-1 내지 2-8에서, R3 및 R4에 포함된 수소는 F로 치환될 수 있고, -CH2-는 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환될 수 있으며, -CH3는 -CF3, -OCF3으로 치환될 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 조성물에서 상기 화학식 2-1 내지 2-8의 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 각각 2 중량% 내지 40중량% 사이일 수 있다
본 발명의 액정 조성물은 하기 화학식 3-1 내지 3-12로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00086
[화학식 3-2]
Figure pat00087
[화학식 3-3]
Figure pat00088
[화학식 3-4]
[화학식 3-5]
Figure pat00090
[화학식 3-6]
Figure pat00091
[화학식 3-7]
Figure pat00092
[화학식 3-8]
Figure pat00093
[화학식 3-9]
Figure pat00094
[화학식 3-10]
Figure pat00095
[화학식 3-11]
Figure pat00096
[화학식 3-12]
Figure pat00097
상기 화학식 3-1 내지 3-12에서, 상기 R5 및 상기 R6는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
또한 상기 R5 및 R6에 포함된 수소 중 일부가 불소로 치환될 수 있다.
본 발명의 액정 조성물에서 상기 화학식 3-1 내지 3-12의 화합물의 함량은 2 중량% 내지 30 중량% 사이일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00098
이때 화학식 1로 표시되는 화합물은 이중 결합으로 연결된 2개의 사이클로헥세인 고리와, 양쪽 말단기로 이루어져 있다. 이때 2개의 사이클로헥세인 고리 사이에 위치하는 이중결합은 주변의 수소 원자에 의해 가려져 있기 때문에, 반응성이 높지 않고 비교적 안정적인 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 비교예에 따른 액정 조성물의 경우, 2개의 사이클로헥세인 고리가 단일 결합으로 이루어진 화합물을 포함하였다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 2개의 사이클로헥세인 고리가 이중 결합으로 이루어진 화합물(화학식 1로 표시되는 화합물)을 포함함으로써 기존의 액정 조성물 대비 저온 안정성을 개선하고, 저점도를 구현하여 응답 속도를 개선하였다.
표 1은 2개의 사이클로헥세인 고리가 이중결합으로 이루어진 본 발명의 화합물 및 2개의 사이클로헥세인 고리가 단일결합으로 이루어진 본 발명 비교예의 화합물의 물성을 비교한 것이다. 화합물의 물성으로는 분자량(molecular weight), Dipole moment (D), 굴절율 이방성(Δn), 회전 점도(γ1), 저온 안정성을 측정하였다.
구분 화학식 M.W. Dipole moment (D) Δn γ1
(mPa s)		 저온 안정성
비교예
Figure pat00099
 236.44 0.007 0.03 16 △
Figure pat00100
 234.43 0.223 0.04 16 ○
실시예
Figure pat00101
 234.43 0.008 0.04 15 ○
Figure pat00102
 232.41 0.237 0.05 14 ◎
상기 표 1을 참고하면 본 발명의 액정 조성물에 포함되는 2중 결합 사이클로헥세인 코어를 갖는 화합물은, 기존 단일 결합의 사이클로헥세인 코어를 갖는 구조의 화합물 대비 동등 수준의 신뢰성을 유지하면서도, 저온 안정성이 개선됨을 확인할 수 있었다. 즉, 물성이 우수하며 저온 안정성 개선으로 인해 액정 조성물 내 함량을 높일 수 있다.
또한, 상기 표 1을 참고로 하면 본 발명의 신규 액정 조성물의 경우 회전 점도가 비교예의 경우에 비하여 감소함을 확인할 수 있었다. 이러한 회전 점도의 감소는 액정의 응답속도에 기여하는 구성으로, 본 발명의 신규 액정 싱글을 포함하는 경우 회전 점도를 감소시켜 액정의 응답속도를 향상시킬 수 있다.
그러면, 이하에서는 본 발명의 비교예에 따른 액정 조성물과 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물의 물성을 비교한다.
표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물의 화합물 조성 및 함량을 나타낸 것이다.
번호 액정 분자 함량 (%)
1
Figure pat00103
 20
2
Figure pat00104
 14
3
Figure pat00105
 22
4
Figure pat00106
 22
5
Figure pat00107
 22
표 3은 본 발명의 일 비교예에 따른 액정 조성물의 화합물 조성 및 함량을 나타낸 것이다.
번호 액정 분자 함량 (%)
6
Figure pat00108
 20
7
Figure pat00109
 14
8
Figure pat00110
 22
9
Figure pat00111
 22
10
Figure pat00112
 22
표 4는 표 2의 조성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물(실시예 1) 및 표 3의 조성을 갖는 본 발명 비교예에 따른 액정 조성물(비교예 1)의 물성을 비교한 것이다.
이때 비교하는 물성으로는 등방상 전이온도(Tni), 굴절율 이방성(Δn), 유전율 이방성( Δε), 회전 점도(γ1), 저온 안정성(LTS), 전압 유지율(VHR)을 측정하였다.
물성 Tni (°C) Δn Δε γ1
(mPas)
 LTS
(저온안정성 at -20°C)		 VHR
(UV 5J)
실시예 1 78 0.096 -5.1 157 Good 88.7
비교예 1 84 0.095 -5 158 No good 88.5
상기 표 4를 참고로 하면, 본 발명의 일 실시예예 따른 액정 조성물은 Tni를 제외한 모든 물성이 본 발명의 비교예에 따른 액정 조성물에 비하여 동등 또는 그 이상임을 확인할 수 있었다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 본 발명 비교예에 따른 액정 조성물에 비하여 저온 안정성이 현저히 개선됨을 확인할 수 있었다.
이는 본 발명의 사이클로헥세인 결합된 화합물(상기 표 2의 번호 1,2의 화합물)은 이중 결합으로 결합되어 있으나, 본 발명 비교예의 사이클로헥세인이 결합된 화합물(상기 표 3의 번호 6,7의 화합물)은 단일 결합으로 결합되어 있기 때문이다.
즉, 기존 본 발명의 비교예에 따른 액정 조성물의 경우, 사이클로 헥세인이 단일 결합으로 결합되어 있었다(표 3의 번호 6,7의 화합물). 이때 이러한 화합물은 저온 안정성이 낮았고, 따라서 이러한 액정 조성물을 과량 포함시키는 경우 저온 안정성이 낮아지기 때문에 충분한 양을 액정 조성물에 포함시킬 수 없었다.
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 사이클로헥세인이 이중 결합으로 결합되어 있다(표 2의 번호 1,2의 화합물). 이러한 화합물은 저온 안정성이 우수하며, 따라서 표 2 내지 4에서 확인할 수 있듯이, 이러한 화합물을 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 본 발명 비교예에 따른 액정 조성물에 비하여 과량으로 함유되어 있음에도 불구하고, 저온 안정성이 더 우수하였다.
이렇게 개선된 저온 안정성은 액정 조성물의 보관 및 유통을 용이하게 해주기 때문에, 경제성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 표 2의 화학식 1, 2의 화합물 및 상기 표 3의 화학식 5,6의 화합물은 액정 조성물의 점도를 낮추며, 반응속도에 기여하는 화합물이다.
액정의 응답속도와 액정의 회전점도는 하기와 같은 관계가 있다. 즉, 액정의 셀갭(d)이 증가하면 액정의 응답속도가 증가하고, 회전 점도(γ1)가 증가하면 액정의 응답속도가 증가한다.
Figure pat00113
따라서 동일 셀갭의 액정 표시 장치에서 액정의 응답 속도를 빠르게 하기 위해서는, 회전 점도를 낮추는 것이 중요하다.
이때, 앞서 표 1에서 확인한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 화합물은 회전 점도가 본 발명 비교예에 따른 화합물의 회전 점도보다 낮다. 따라서, 액정의 응답속도를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 반응 속도에 기여하는 화합물을 보다 많은 범위로 포함시킬 수 있다. 이는 상술한 바와 같이, 본 발명의 화학식 1의 화합물은 사이클로헥세인이 이중 결합으로 연결되어 있어, 저온 안정성이 우수하며, 따라서 과량 함유되는 경우에도 액정 조성물의 저온 안정성을 유지할 수 있기 때문이다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 사이클로헥세인이 이중 결합으로 연결된 화합물을 포함함으로써, 기존 본 발명 비교예에 따른 액정 조성물에 비하여 저온 안정성이 우수하고, 반응 속도 또한 개선할 수 있다.
그러면 이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물이 적용된 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
다만, 하기 설명하는 액정 표시 장치의 구조는 예시적인 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치의 경우 제한 없이 사용할 수 있음은 자명하다.
먼저, 도 1을 참고하여, 본 발명의 액정 표시 장치의 신호선 및 화소의 배치와 그 구동 방법에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소(PX)는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(GL) 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선(DL), 분압 기준 전압을 전달하는 분압 기준 전압선(RL)을 포함하는 복수의 신호선, 그리고 복수의 신호선에 연결되어 있는 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc), 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)를 포함한다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 각각 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자 및 분압 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 입력 단자에 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 분압 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
게이트선(GL)에 게이트 온 신호가 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온된다. 이에 따라 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압은 턴 온된 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통하여 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된다. 이 때 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된 데이터 전압은 서로 동일하고, 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)는 공통 전압과 데이터 전압의 차이만큼 동일한 값으로 충전된다. 이와 동시에, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 턴 온된 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 분압된다. 이에 의해 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압 값은 공통 전압과 분압 기준 전압의 차이에 의해 낮아지게 된다. 즉, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압은 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압보다 더 높게 된다.
이처럼, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 서로 달라지게 된다. 제1 액정 축전기(Clca)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압이 서로 다르므로 제1 부화소와 제2 부화소에서 액정 분자들이 기울어진 각도가 다르게 되고 이에 따라 두 부화소의 휘도가 달라진다. 따라서 제1 액정 축전기(Clca)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압을 적절하게 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있으며 이렇게 함으로써 측면 시인성을 향상할 수 있다.
도시한 실시예에서는 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압을 다르게 하기 위하여, 제2 액정 축전기(Clcb)와 분압 기준 전압선(RL)에 연결된 제3 스위칭 소자(Qc)를 포함하였지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제2 액정 축전기(Clcb)를 감압(step-down) 축전기에 연결할 수도 있다. 구체적으로, 감압 게이트선에 연결된 제1 단자, 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결된 제2 단자, 그리고 감압 축전기에 연결된 제3 단자를 포함하는 제3 스위칭 소자를 포함하여, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전하량의 일부를 감압 축전기에 충전되도록 하여, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb)가 각기 서로 다른 데이터선에 연결되어, 서로 다른 데이터 전압을 인가받도록 함으로써, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다. 이외에, 다른 여러 가지 방법에 의하여, 제1 액정 축전기(Clcb)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다.
그러면, 도 2 내지 도 4를 참고하여, 본 발명 액정 표시 장치의 제1 기판 및 제2 기판의 배치에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이고, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 하부 표시판의 화소 전극의 기본 영역을 도시한 평면도이다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)과 분압 기준 전압선(131)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
분압 기준 전압선(131)은 제1 유지 전극(135, 136), 그리고 기준 전극(137)을 포함한다. 분압 기준 전압선(131)에 연결되어 있지는 않으나, 제2 부화소 전극(191b)과 중첩하는 제2 유지 전극(138, 139)이 위치되어 있다.
게이트선(121) 및 분압 기준 전압선(131) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체(154a), 제2 반도체(154b) 및 제3 반도체(154c)가 형성되어 있다.
반도체(154a, 154b, 154c) 위에는 복수의 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c)가 형성되어 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)를 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173a) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터 도전체 및 그 아래에 위치되어 있는 반도체 및 저항성 접촉 부재는 하나의 마스크를 이용하여 동시에 형성될 수 있다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 섬형 반도체(154a)와 함께 하나의 제1 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체(154a)에 형성된다. 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)는 제2 섬형 반도체(154b)와 함께 하나의 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 이루며, 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체(154b)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)는 제3 섬형 반도체(154c)와 함께 하나의 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 이루며, 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 반도체(154c)에 형성된다.
제2 드레인 전극(175b)은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있으며, 넓게 확장된 확장부(177)를 포함한다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 제1 보호막(180p)이 형성되어 있다. 제1 보호막(180p)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연막을 포함할 수 있다. 제1 보호막(180p)은 색필터(230)의 안료가 노출된 반도체(154a, 154b, 154c) 부분으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제1 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 서로 인접한 두 개의 데이터선을 따라 세로 방향으로 뻗어 있다. 제1 보호막(180p), 색필터(230)의 가장자리, 그리고 데이터선(171) 위에는 제1 차광 부재(220)가 위치되어 있다.
그러나 색필터(230)는 하부 표시판(100)에 형성되지 않고, 상부 표시판(200)에 형성될 수도 있다.
색필터(230)위에는 제2 보호막(180q)이 형성되어 있다.
제2 보호막(180q)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연막을 포함할 수 있다. 제2 보호막(180q)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 드러내는 제1 접촉 구멍(contact hole)(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q), 그리고 게이트 절연막(140)에는 기준 전극(137)의 일부와 제3 드레인 전극(175c)의 일부를 드러내는 제3 접촉 구멍(185c)이 형성되어 있고, 제3 접촉 구멍(185c)은 연결 부재(195)가 덮고 있다. 연결 부재(195)는 제3 접촉 구멍(185c)을 통해 드러나 있는 기준 전극(137)과 제3 드레인 전극(175c)을 전기적으로 연결한다.
제2 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다. 각 화소 전극(191)은 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121)을 중심으로 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다. 화소 전극(191)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어 질 수 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수도 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 각각 도 5에 도시한 기본 전극 또는 그 변형을 하나 이상 포함하고 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이 때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기는 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기보다 크게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
액정층(3)에 대하여는 이후 상세히 설명한다.
화소 전극(191)위에는 하부 배향막(11)이 도포되어 있다.
그러면, 도 4를 참고로 하여 하부 표시판의 기본 전극(199)에 대하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 기본 전극(199)의 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부(193) 및 이와 직교하는 세로 줄기부(192)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 기본 전극(199)은 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)에 의해 제1 부영역(Da), 제2 부영역(Db), 제3 부영역(Dc), 그리고 제4 부영역(Dd)으로 나뉘어지며 각 부영역(Da-Dd)은 복수의 제1 미세 가지부(194a), 복수의 제2 미세 가지부(194b), 복수의 제3 미세 가지부(194c), 그리고 복수의 제4 미세 가지부(194d)를 포함한다.
제1 미세 가지부(194a)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 제2 미세 가지부(194b)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 제3 미세 가지부(194c)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 제4 미세 가지부(194d)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)는 게이트선(121a, 121b) 또는 가로 줄기부(193)와 대략 45도 또는 135도의 각을 이룬다. 또한 이웃하는 두 부영역(Da, Db, Dc, Dd)의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)는 서로 직교할 수 있다.
미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 폭은 2.5㎛ 내지 5.0㎛일 수 있고, 한 부영역(Da, Db, Dc, Dd) 내에서 이웃하는 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d) 사이의 간격은 2.5㎛ 내지 5.0㎛일 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시예에 따르면, 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 폭은 가로 줄기부(193) 또는 세로줄기부(192)에 가까울수록 넓어질 수 있으며, 하나의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)에서 폭이 가장 넓은 부분과 가장 좁은 부분의 차이는 0.2㎛ 내지 1.5㎛일 수 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 통하여 각기 제1 드레인 전극(175a) 또는 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있으며 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이 때, 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 변은 전기장을 왜곡하여 액정 분자들(31)의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전기장의 수평 성분은 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 변에 거의 수평하다. 따라서 도 4에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)들은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다. 한 화소 전극(191)은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향이 서로 다른 네 개의 부영역(Da-Dd)을 포함하므로 액정 분자(31)가 기울어지는 방향은 대략 네 방향이 되며 액정 분자(31)의 배향 방향이 다른 네 개의 도메인이 액정층(3)에 형성된다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.
다음 상부 표시판(200)에 대하여 대하여 설명한다.
도 2 및 도 3를 참고로 하면, 절연 기판(210) 위에 블랙 매트릭스(220)가 형성되어 있다. 블랙 매트릭스는 하부 표시판(100)의 데이터선이 형성된 영역 및 트랜지스터 등이 형성된 영역과 대응하여 상부 표시판(200)에 형성되어 있다.
블랙 매트릭스 위에는 덮개막(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 생략될 수 있다.
덮개막(250)위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 상부 배향막(21)이 도포되어 있다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)사이에는 액정층(3)이 형성되어 있다. 이때 액정층(3)의 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물을 포함한다.
즉, 상기 액정층(3)은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00114
상기 화학식 1에서, 상기
Figure pat00115
,
Figure pat00116
는 각각 사이클로헥세인이다.
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 R1 및 R2에 포함된 수소는 F로 치환될 수 있고, -CH2-는 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환될 수 있으며, -CH3는 -CF3, -OCF3으로 치환될 수 있다.
또한 상기 A 및 B 에 포함된 수소는 F로 치환될 수 있고, -CH2-는 -O-, -CF2- 중 하나로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-9로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00117
[화학식 1-2]
Figure pat00118
[화학식 1-3]
Figure pat00119
[화학식 1-4]
Figure pat00120
[화학식 1-5]
Figure pat00121
[화학식 1-6]
Figure pat00122
[화학식 1-7]
Figure pat00123
[화학식 1-8]
Figure pat00124
[화학식 1-9]
Figure pat00125
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층은 하기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00126
[화학식 2-2]
Figure pat00127
[화학식 2-3]
Figure pat00128
[화학식 2-4]
Figure pat00129
[화학식 2-5]
Figure pat00130
[화학식 2-6]
Figure pat00131
[화학식 2-7]
Figure pat00132
[화학식 2-8]
Figure pat00133
상기 화학식 2-1 내지 2-8에서, 상기 R3 및 상기 R4는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
상기 R3 및 R4에 포함된 수소는 F로 치환될 수 있고, -CH2-는 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환될 수 있으며, -CH3는 -CF3, -OCF3으로 치환될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층에서 상기 화학식 2-1 내지 2-8의 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 각각 2 중량% 내지 40 중량% 사이일 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층은, 하기 화학식 3-1 내지 3-12로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00134
[화학식 3-2]
Figure pat00135
[화학식 3-3]
Figure pat00136
[화학식 3-4]
Figure pat00137
[화학식 3-5]
Figure pat00138
[화학식 3-6]
Figure pat00139
[화학식 3-7]
Figure pat00140
[화학식 3-8]
Figure pat00141
[화학식 3-9]
Figure pat00142
[화학식 3-10]
Figure pat00143
[화학식 3-11]
Figure pat00144
[화학식 3-12]
Figure pat00145
상기 화학식 3-1 내지 3-12에서, 상기 R5 및 상기 R6는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
또한 상기 R5 및 R6에 포함된 수소 중 일부가 불소로 치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 액정층에서 상기 화학식 3-1 내지 3-12의 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 2 중량% 내지 30 중량% 사이일 수 있다.
상기와 같이 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 액정층으로 포함하는 액정 표시 장치는, 액정층의 회전점도가 기존에 비하여 낮고 따라서 액정 표시 장치의 응답속도를 개선할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00146
앞서 설명한 도 1 내지 도 4의 구조에 따른 액정 표시 장치는 하나의 예시에 불과한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 제1 표시판에 화소 전극이 위치하고, 제2 표시판에 공통 전극이 위치하는 수직 배향 모드의 액정 표시 장치에 제한 없이 적용될 수 있음은 자명하다.
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 11, 21: 배향막
110: 절연 기판 121: 게이트선
131: 분압 기준 전압선 135: 유지 전극
137: 기준 전극 140: 게이트 절연막
154: 반도체 171: 데이터선
191: 화소 전극 270: 공통 전극
220: 차광 부재 250: 덮개막
270: 공통 전극 3: 액정층

Claims (23)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함하는 액정 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00147

    상기 화학식 1에서, 상기
    Figure pat00148
    ,
    Figure pat00149
    는 각각 사이클로헥세인이고,
    상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
  2. 제1항에서,
    상기 화학식 1의 화합물에서 상기 R1 및 R2에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3중 하나 이상이 -CF3, -OCF3으로 치환된 액정 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 화학식 1의 화합물에서 상기 A 및 B 에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -CF2- 중 하나로 치환된 액정 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-9로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 액정 조성물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00150

    [화학식 1-2]
    Figure pat00151

    [화학식 1-3]
    Figure pat00152

    [화학식 1-4]
    Figure pat00153

    [화학식 1-5]
    Figure pat00154

    [화학식 1-6]
    Figure pat00155

    [화학식 1-7]
    Figure pat00156

    [화학식 1-8]
    Figure pat00157

    [화학식 1-9]
    Figure pat00158
    .
  5. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 1 중량% 내지 40 중량% 사이인 액정 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 액정 조성물은 하기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함하는 액정 조성물:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00159

    [화학식 2-2]
    Figure pat00160

    [화학식 2-3]
    Figure pat00161

    [화학식 2-4]
    Figure pat00162

    [화학식 2-5]
    Figure pat00163

    [화학식 2-6]
    Figure pat00164

    [화학식 2-7]
    Figure pat00165

    [화학식 2-8]
    Figure pat00166

    상기 화학식 2-1 내지 2-8에서, 상기 R3 및 상기 R4는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
  7. 제6항에서,
    상기 R3 및 R4에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 -0CH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3 중 하나 이상이 -CF3 또는 -OCF3으로 치환된 액정 조성물.
  8. 제6항에서,
    상기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 2중량% 내지 40 중량% 사이인 액정 조성물.
  9. 제1항에서,
    상기 액정 조성물은 하기 화학식 3-1 내지 3-12로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함하는 액정 조성물:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00167

    [화학식 3-2]
    Figure pat00168

    [화학식 3-3]
    Figure pat00169

    [화학식 3-4]
    Figure pat00170

    [화학식 3-5]
    Figure pat00171

    [화학식 3-6]
    Figure pat00172

    [화학식 3-7]
    Figure pat00173

    [화학식 3-8]
    Figure pat00174

    [화학식 3-9]
    Figure pat00175

    [화학식 3-10]
    Figure pat00176

    [화학식 3-11]
    Figure pat00177

    [화학식 3-12]
    Figure pat00178

    화학식 3-1 내지 3-12에서, 상기 R5 및 상기 R6는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
  10. 제9항에서,
    상기 R5 및 R6에 포함된 수소 중 일부가 불소로 치환된 액정 조성물.
  11. 제9항에서,
    상기 화학식 3-1 내지 3-12의 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 2 중량% 내지 30 중량% 사이인 액정 조성물.
  12. 화소 전극이 형성된 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판과 마주하며 공통 전극이 형성된 제2 절연 기판 그리고
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 1종 이상 포함하는 액정 표시 장치.
    [화학식 1]
    Figure pat00179

    상기 화학식 1에서, 상기
    Figure pat00180
    ,
    Figure pat00181
    는 각각 사이클로헥세인이고,
    상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
  13. 제12항에서,
    상기 화학식 1의 화합물에서 상기 R1 및 R2에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3중 하나 이상이 -CF3, -OCF3으로 치환된 액정 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 화학식 1의 화합물에서 상기 A 및 B 에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2- 중 하나 이상이 -O-, -CF2- 중 하나로 치환된 액정 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-9로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 액정 표시 장치:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00182

    [화학식 1-2]
    Figure pat00183

    [화학식 1-3]
    Figure pat00184

    [화학식 1-4]
    Figure pat00185

    [화학식 1-5]
    Figure pat00186

    [화학식 1-6]
    Figure pat00187

    [화학식 1-7]
    Figure pat00188

    [화학식 1-8]
    Figure pat00189

    [화학식 1-9]
    Figure pat00190
    .
  16. 제12항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 1 중량% 내지 40 중량% 사이인 액정 표시 장치.
  17. 제12항에서,
    상기 액정층은 하기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함하는 액정 표시 장치:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00191

    [화학식 2-2]
    Figure pat00192

    [화학식 2-3]
    Figure pat00193

    [화학식 2-4]
    Figure pat00194

    [화학식 2-5]
    Figure pat00195

    [화학식 2-6]
    Figure pat00196

    [화학식 2-7]
    Figure pat00197

    [화학식 2-8]
    Figure pat00198

    상기 화학식 2-1 내지 2-8에서, 상기 R3 및 상기 R4는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
  18. 제17항에서,
    상기 R3 및 R4에 포함된 수소 중 하나 이상이 F로 치환되거나, -CH2-중 하나 이상이 -OCH2-, -CF2-, -OCF2- 중 하나로 치환되거나, -CH3 중 하나 이상이 -CF3 또는 -OCF3으로 치환된 액정 표시 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 화학식 2-1 내지 2-8로 이루어진 군에서 선택되는 화합물의 함량은 전체 액정층에 대하여 2중량% 내지 40중량% 사이인 액정 표시 장치.
  20. 제12항에서,
    상기 액정층 하기 화학식 3-1 내지 3-12로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 더 포함하는 액정 표시 장치:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00199

    [화학식 3-2]
    Figure pat00200

    [화학식 3-3]
    Figure pat00201

    [화학식 3-4]
    Figure pat00202

    [화학식 3-5]
    Figure pat00203

    [화학식 3-6]
    Figure pat00204

    [화학식 3-7]
    Figure pat00205

    [화학식 3-8]
    Figure pat00206

    [화학식 3-9]
    Figure pat00207


    [화학식 3-10]
    Figure pat00208

    [화학식 3-11]
    Figure pat00209

    [화학식 3-12]
    Figure pat00210

    화학식 3-1 내지 3-12에서, 상기 R5 및 상기 R6는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 또는 탄소수 1 내지 8의 알콕시이다.
  21. 제20항에서,
    상기 R5 및 R6에 포함된 수소 중 일부가 불소로 치환된 액정 표시 장치.
  22. 제20항에서,
    상기 화학식 3-1 내지 3-12의 화합물의 함량은 전체 액정 조성물에 대하여 2 중량% 내지 30 중량% 사이인 액정 표시 장치.
  23. 제12항에서,
    상기 화소 전극은 십자형 줄기부 및 십자형 줄기부에서 대각선 4 방향으로 뻗어 나온 미세 가지부를 포함하는 액정 표시 장치.
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