KR20170088297A - Liquid crystal composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치(LCD)에 적합한 액정 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 높은 투과도를 갖는 유형의 IPS(In-plane switching), PLS(Plane to line switching), FFS(Fringe field switching) 및 ADS(Advanced super dimension switching)등의 디스플레이에 적용하기 위한 액정 조성물에 대한 것이다.[0001] The present invention relates to a liquid crystal composition suitable for a liquid crystal display (LCD), and more particularly, to a liquid crystal composition suitable for liquid crystal displays (LCDs), such as in-plane switching (IPS), plane to line switching (PLS), fringe field switching (Advanced super dimension switching) and the like.
IPS(In-plane switching), PLS(Plane to line switching), FFS(Fringe field switching), ADS(Advanced super dimension switching)와 같은 수평 전계 액정 모드의 기술은 전극 개선이나 백라이트 밝기를 부분적으로 조절하는 기술 등으로 액정 패널의 광 투과율을 상승시키고 명암비 및 휘도를 개선하였다.Horizontal electric field liquid crystal mode technologies such as IPS (In-plane switching), PLS (Plane to line switching), FFS (Fringe field switching) and ADS (Advanced super dimension switching) Thereby increasing the light transmittance of the liquid crystal panel and improving the contrast ratio and brightness.
하지만, 상기 기술들은 패널 가격 상승의 원인이 됨에 따라 액정의 특성 조절을 통한 투과율 향상을 통해 백라이트 개수를 줄이는 등의 개발이 지속되고 있다.However, as the above-mentioned technologies cause the rise of the panel price, the development of such as the reduction of the number of backlights by improving the transmissivity by controlling the characteristics of the liquid crystal is continuing.
수평 전계 액정 모드에서 광 투과율을 향상시키는 원리는 도 1에 나타낸 바와 같다. 도 1에서 보면, 셀에 전압을 인가하는 경우, 픽셀 전극 상단부의 액정 장축이 기판과 평행 할수록 광 투과율은 증가하게 된다. 결과적으로 수평 전개 액정 모드에서 사용되는 액정의 유전율 이방성(Δε)이 동등하다면 유전율 수직값(ε⊥)이 클수록 광 투과율은 증가하게 된다.The principle of improving the light transmittance in the horizontal electric field liquid crystal mode is as shown in Fig. 1, when a voltage is applied to a cell, the light transmittance increases as the liquid crystal long axis of the upper portion of the pixel electrode is parallel to the substrate. As a result, if the dielectric anisotropy (??) of the liquid crystal used in the horizontal liquid crystal mode is equal, the light transmittance increases as the vertical permittivity (??) Increases.
이러한 광 투과율 효율이 높은 제품은 스마트폰, 테블릿, 노트북과 같은 모바일 제품에서 지속적으로 요구되고 있으며, 동등 조건의 유전율 이방성(Δε) 조건에서 유전율 수직값(ε⊥)이 큰 액정 조성물이 지속적으로 요구되고 있다.Such a product with high light transmittance efficiency is continuously required in mobile products such as smart phones, tablets and notebooks, and a liquid crystal composition having a large vertical permittivity value (∈⊥) under the condition of dielectric anisotropy (Δε) Is required.
그리고, 일반적으로 양의 유전율이방성을 갖는 액정 혼합물의 경우 주로 양의 유전율이방성을 갖는 단일액정 화합물과 중성의 단일액정 화합물의 혼합만으로 이루어져 있다. In general, a liquid crystal mixture having a positive dielectric constant anisotropy consists mainly of a mixture of a single liquid crystal compound having a positive dielectric anisotropy and a single liquid crystal compound having a neutral one.
본 발명의 목적은 양의 유전율이방성을 갖는 특정 화합물이 첨가된 액정 혼합물에 음의 유전율이방성을 갖는 특정 화합물을 일부 추가로 혼합함으로써, 안정적인 상온 및 저온 용해도를 가지면서 액정 단축 방향에 수직인 유전 수직값(ε⊥) 대비 유전율이방성(Δε) 값, 즉 Δε/ε⊥이 작은 액정 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a liquid crystal mixture to which a specific compound having a positive dielectric anisotropy is added by partially adding a specific compound having a negative dielectric anisotropy to a liquid crystal mixture having stable dielectric properties at room temperature and low temperature, (DELTA epsilon) value relative to the value ([epsilon]), that is, DELTA epsilon / [epsilon].
본 발명의 다른 목적은 기존의 일반적인 액정 혼합물보다 높은 광 효율을 갖고 이에 따라 높은 투과도를 가짐으로써 다양한 액정표시장치, 특히 고휘도를 요구하는 수평 전계 모드 IPS(In-plane switching), PLS(Plane line switching), FFS(Fringe field switching), ADS(Advanced super dimension switching)의 액정표시장치에 최적화된 액정 조성물을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a higher light efficiency and thus higher transmittance than a conventional liquid crystal mixture, and a liquid crystal display device of the present invention, in particular a horizontal field mode in-plane switching (IPS) ), FFS (Fringe field switching) and ADS (Advanced super dimension switching) liquid crystal displays.
또, 본 발명의 다른 목적은 상기 액정 조성물을 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device including the liquid crystal composition.
본 발명의 일 구현예에 따르면, According to an embodiment of the present invention,
양의 유전율이방성을 갖고 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함한 제1성분; 및A first component having a positive dielectric anisotropy and containing at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formula (1); And
음의 유전율이방성을 갖고 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함한 제2성분;A second component having a negative dielectric anisotropy and containing at least one compound selected from the group of compounds represented by Formula 2 below;
을 포함하는 액정 조성물을 제공한다.And a liquid crystal composition.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
(상기 화학식 1 내지 2에서, (In the above Formulas 1 to 2,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고,R 1 , R 2 and R 3 are independently the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 H 또는 F 이고, 이때 X5 내지 X8 중 적어도 하나는 F이고,X 1 to X 8 are each independently H or F, wherein at least one of X 5 to X 8 is F,
Y1은 F, OCF3 또는 CF3 이고,Y 1 is F, OCF 3 or CF 3 ,
A 내지 D는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, , , , , 또는구조 이며,A to D are each independently the same or different, , , , , or Structure,
n, a 및 b는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.)n, a and b are each independently 0 or 1.)
또한, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a liquid crystal composition.
본 발명에 따르면, 종래 기술로부터 얻을 수 있는 다양한 파라미터들 (넓은 네마틱상 범위, 저점도, 위상차(dn)에 따라 요구되는 굴절율 이방성 및 높은 신뢰성)을 유지하면서 액정 단축방향의 유전율이 큰 특징을 가짐에 따라 매우 높은 광 투과율 및 고 휘도 특성을 가짐으로써, 수평 전계 모드 IPS(In-plane switching), PLS(Plane line switching), FFS(Fringe field switching), ADS(Advanced super dimension switching) 등의 다양한 모드에 적용 가능하여 액정표시장치에 최적화된 액정 조성물을 제공할 수 있다. 특히, 본 발명은 10 내지 13의 유전율 최적화에 더욱 효과적인 액정 조성물을 제공할 수 있고, 이러한 양의 유전율 이방성을 만족하는 액정 조성물은 저온 안정성이 우수하다.According to the present invention, the dielectric constant in the direction of the short axis of the liquid crystal is large while maintaining various parameters (wide nematic phase range, low viscosity, refractive index anisotropy required according to the retardation (dn), and high reliability) (FP), Fringe field switching (FFS), Advanced super dimension switching (ADS), and the like, by having a very high light transmittance and a high luminance characteristic according to It is possible to provide a liquid crystal composition optimized for a liquid crystal display device. In particular, the present invention can provide a liquid crystal composition more effective for the dielectric constant optimization of 10 to 13, and a liquid crystal composition satisfying such an amount of dielectric anisotropy is excellent in low temperature stability.
도 1은 횡전계 액정 모드에서 전압이 인가되는 경우의 광투과율의 향상 원리를 도시하여 나타낸 것이다.Fig. 1 shows the principle of improving the light transmittance when a voltage is applied in the transverse electric field liquid crystal mode.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and may have various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.If any part is referred to as being "on" another part, it may be directly on the other part or may be accompanied by another part therebetween. In contrast, when referring to a part being "directly above" another part, no other part is interposed therebetween.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
또한, 본 명세서에서 특별한 제한이 없는 한 다음 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다. Further, unless otherwise specified herein, the following terms may be defined as follows.
즉, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 라디칼일 수 있다. 구체적으로, 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 또는 이들의 구조 이성질체 등일 수 있다.That is, the alkyl group may be a straight or branched alkyl radical. Specifically, the alkyl group may be methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, or structural isomers thereof.
이하, 본 발명의 액정 조성물 및 이를 포함한 액정 표시 장치에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the liquid crystal composition of the present invention and the liquid crystal display device including the same will be described in detail.
액정 조성물Liquid crystal composition
본 발명의 일 구현예에 따른 액정 조성물은, 양의 유전율이방성을 갖고 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함한 제1성분; 및 음의 유전율이방성을 갖고 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함한 제2성분을 포함하는 양의 유전율이방성을 갖는 액정 조성물이 제공된다.A liquid crystal composition according to one embodiment of the present invention comprises a first component having a positive dielectric anisotropy and containing at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formula (1); And a second component having at least one negative dielectric anisotropy and at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formula (2).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
(상기 화학식 1 내지 2에서, (In the above Formulas 1 to 2,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고,R 1 , R 2 and R 3 are independently the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 H 또는 F 이고, 이때 X5 내지 X8 중 적어도 하나는 F이고,X 1 to X 8 are each independently H or F, wherein at least one of X 5 to X 8 is F,
Y1은 F, OCF3 또는 CF3 이고,Y 1 is F, OCF 3 or CF 3 ,
A 내지 D는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, , , , , 또는구조 이며,A to D are each independently the same or different, , , , , or Structure,
n, a 및 b는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.)n, a and b are each independently 0 or 1.)
본 발명자들은 양의 유전율 이방성을 주로 포함하는 일반적인 구성요소의 액정 혼합물을 사용하는 것보다 투과율을 향상시킬 수 있으며, 기본적인 액정 물성을 만족하면서 저온안정성이 우수한 새로운 액정 혼합물을 개발하기 위해 노력하였다.The present inventors have made efforts to develop a new liquid crystal mixture which can improve the transmittance and satisfy basic liquid crystal properties and has excellent low-temperature stability, as compared with the case of using a liquid crystal mixture of a general component containing mainly positive dielectric anisotropy.
그 결과, 본 발명은 양의 유전율이방성을 갖는 특정 화합물이 첨가된 액정 혼합물에 음의 유전율이방성을 갖는 특정 화합물을 일부 추가로 혼합함으로써 안정적인 상온 및 저온 용해도를 가지면서 액정 단축 방향에 수직인 유전 수직값(ε⊥) 대비 유전율이방성(Δε) 값, 즉 Δε/ε⊥이 작은 액정 조성물을 개발하였다.As a result, the present invention relates to a liquid crystal mixture to which a specific compound having a positive dielectric constant anisotropy is added and a specific compound having a negative dielectric anisotropy is further partially added to the liquid crystal mixture, A liquid crystal composition having a small value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) relative to a value (DELTA epsilon), i.e. DELTA epsilon / DELTA epsilon, has been developed.
본 발명의 액정 조성물은, 측면과 말단에 각각 적어도 하나 이상의 플루오르기를 갖는 단일 액정 화합물인 1종 이상의 화학식 1의 포함으로 인해 양의 유전율이방성을 가진다. 또한, 본 발명의 액정 조성물은, 상기 양의 유전율 이방성을 가지는 화학식 1과 함께, 구조 중 적어도 하나의 F를 포함하고, 그 위치가 페닐렌 구조의 위쪽으로만 치환되어 있는 화학식 2의 음의 유전율이방성을 가지는 단일액정들을 1종 이상 포함할 수 있다. 이러한 경우 유사한 유전율이방성을 갖는 기존의 액정 조성물보다 광투과율을 향상시키는 효과를 나타낼 수 있다.The liquid crystal composition of the present invention has a positive dielectric anisotropy due to the inclusion of one or more compounds represented by Formula 1, which is a single liquid crystal compound having at least one fluorine group at each of its side and end. In addition, the liquid crystal composition of the present invention has a negative dielectric constant of the formula (2) in which at least one F in the structure is substituted with the formula (1) having the positive dielectric anisotropy, One or more single liquid crystals having anisotropy may be included. In this case, the light transmittance can be improved as compared with the conventional liquid crystal composition having similar dielectric anisotropy.
이러한 본 발명의 액정 조성물은, 상술한 바대로 양의 유전율 이방성을 갖는 화학식 1의 화합물을 1종 이상 포함하고, 음의 유전율이방성을 갖는 화학식 2의 화합물을 1종 이상 포함한다. 또한, 본 발명의 제1구현예에 따라, 액정 조성물은 제1성분을 1종 이상, 제2성분을 2종 이상 포함하는 것이 상술한 효과 증진에 좋을 수 있다. 그리고, 상기 액정 조성물은 제2성분을 2종 포함하고, 상기 제2성분은 화학식 2의 말단의 R3가 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 갖는 화합물일 수 있다. 그리고, 본 발명의 제2 구현예에 따라, 액정 조성물은 제1성분을 2종 이상, 제2성분을 2종 이상 포함하는 것이 상술한 효과 증진에 더욱 좋을 수 있다. 이때 제1성분을 2종 이상 포함하는 경우 저온안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 제2 구현예에 따르는 경우, 7 이상의 고유전율 이방성을 가지면서 유전율 대비 수직값의 비율이 작아질 수 있다.The liquid crystal composition of the present invention comprises at least one compound of the formula (2) having at least one compound of the formula (1) having a positive dielectric anisotropy as described above and having a negative dielectric anisotropy. Further, according to the first embodiment of the present invention, it is preferable that the liquid crystal composition includes at least one kind of the first component and at least two kinds of the second component. In addition, the liquid crystal composition and the second component, contains two kinds of the second component may be a compound in which R 3 in the formula (2) having a terminal alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms. According to the second embodiment of the present invention, it is preferable that the liquid crystal composition includes two or more kinds of the first component and two or more kinds of the second component. At this time, when two or more kinds of the first component are included, the low temperature stability can be further improved. Particularly, according to the second embodiment, the ratio of the dielectric constant to the vertical value can be reduced while having the high dielectric constant anisotropy of 7 or more.
구체적으로, 본 발명의 액정 조성물에서, 제1성분인 상기 화학식 1으로 표시되는 화합물은, 상기 액정 조성물의 유전율이방성을 높이면서 저점성의 특징을 나타내는데 기여도가 높은 물질이다.Specifically, in the liquid crystal composition of the present invention, the compound represented by Formula 1, which is the first component, is a substance that contributes to exhibit low viscosity characteristics while enhancing the dielectric anisotropy of the liquid crystal composition.
또한, 액정 조성물에 있어 저점성을 가지면서 유전율이방성을 높이는데 도움이 되는 물질로 알려진 CF2O 연결기 화합물 중, 본 발명에 사용된 화합물은 측방에 알킬기(예를 들어, 메틸기)가 치환됨에 따라 액정의 용해성 특히 저온에서의 용해성을 높일 수 있다. 그리고, 화학식 1의 화합물은 약 20 내지 30의 양의 유전율이방성을 가질 수 있다.Of the CF 2 O-linking compound known as a material that has a low viscosity and a high dielectric anisotropy in the liquid crystal composition, the compound used in the present invention is a compound having an alkyl group (for example, a methyl group) The solubility of the liquid crystal, particularly at low temperatures, can be increased. And, the compound of formula (1) may have a dielectric anisotropy in an amount of about 20 to 30.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 화학식 1로 표시되는 제1성분의 예로는, 하기 구조식 1-1 내지 1-3 등으로 표시될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, examples of the first component represented by Formula 1 may be represented by the following Formulas 1-1 to 1-3, but the present invention is not limited thereto.
[화학식 1-1] [Formula 1-1]
[화학식 1-2] [Formula 1-2]
[화학식 1-3] [Formula 1-3]
R1은 화학식1 내지 화학식2에서의 정의와 같다.R1 is the same as defined in formulas (1) to (2).
또한, 본 발명의 액정 조성물은 제1성분의 구성에 따라, 전체 액정 조성물의 유전율이방성이 하기 조건 중에서 적어도 어느 하나 이상을 만족할 수 있다:Further, according to the composition of the first component of the liquid crystal composition of the present invention, the dielectric anisotropy of the entire liquid crystal composition may satisfy at least one of the following conditions:
a) 유전율 이방성(Δε)이 10 이상 내지 13미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 3.25 미만이고;a) a value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / permittivity vertical (epsilon) value is less than 3.25 under a condition that the dielectric anisotropy (DELTA epsilon) is 10 or more and less than 13;
b) 유전율 이방성(Δε)이 7이상 내지 10미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.90 내지 2.75이고; 또는(b) a value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / permittivity vertical ([epsilon]) is 1.90 to 2.75 under the condition that the dielectric anisotropy (DELTA epsilon) is 7 or more and less than 10; or
c) 유전율 이방성(Δε)이 4이상 내지 7미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.00 내지 1.88임.(c) a value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / vertical permittivity ([epsilon]) in a range of dielectric anisotropy (DELTA epsilon)
더욱 상세하게는, 상기 제1성분은 전체 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 10 내지 약 50 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 적절하게는, 전체 액정 조성물의 유전율이방성이 10이상 내지 13미만일 경우 상기 제1성분은 전체 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 30 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 또한, 전체 액정 조성물의 유전율이방성이 7이상 내지 10미만일 경우 상기 제1성분은 전체 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 25 내지 35 중량%로 포함될 수 있다. 부가하여, 상기 액정 조성물의 유전율이방성이 4이상 내지 7 미만일 경우 상기 제1성분은 전체 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 10 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 이때, 상기 제1성분을 상기 범위로 포함하는 것이 요구되는 유전율이방성(Δε)을 최적화하기에 적합하다.More specifically, the first component may comprise from about 10% to about 50% by weight based on the total weight of the total liquid crystal composition. More suitably, when the total liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 10 or more to less than 13, the first component may be contained in an amount of about 30 to 45% by weight based on the total weight of the entire liquid crystal composition. In addition, when the total liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 7 or more and less than 10, the first component may be contained in an amount of about 25 to 35% by weight based on the total weight of the total liquid crystal composition. In addition, when the liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 4 or more and less than 7, the first component may be included in an amount of about 10 to 25% by weight based on the total weight of the total liquid crystal composition. At this time, it is suitable to optimize the dielectric anisotropy (?) Required to include the first component in the above range.
또한, 본 발명의 액정 조성물에서, 상기 제1성분인 화학식 1로 표시되는 화합물을 2종 이상 혼합할 경우 유전율이방성을 10이상 내지 13미만으로 최적화하는데 더욱 효과적이다. In addition, in the liquid crystal composition of the present invention, when two or more compounds represented by the formula (1) as the first component are mixed, it is more effective to optimize the dielectric anisotropy to 10 or more to less than 13.
이때, 상기 유전율이방성이 10이상 내지 13 미만인 경우는, 유전율 이방성이 10과 같거나 크고, 13보다 작은 것(즉, 13은 포함하지 않음)을 의미한다. 또한, 상기 유전율이방성이 7이상 내지 10미만인 경우는, 유전율 이방성이 7과 같거나 크고, 10보다 작은 것(즉, 10은 포함하지 않음)을 의미한다. 그리고, 상기 유전율이방성이 4이상 내지 7미만인 경우는, 유전율 이방성이 4와 같거나 크고, 7보다 작은 것(즉, 7은 포함하지 않음)을 의미한다.In this case, when the dielectric anisotropy is 10 or more and less than 13, it means that the dielectric anisotropy is equal to or larger than 10 and smaller than 13 (that is, 13 does not include). When the dielectric anisotropy is 7 or more and less than 10, it means that the dielectric anisotropy is equal to or greater than 7 and less than 10 (that is, 10 is not included). When the dielectric anisotropy is 4 or more and less than 7, it means that the dielectric anisotropy is equal to or larger than 4 and smaller than 7 (that is, 7 is not included).
또한, 기존 양의 유전율이방성을 갖는 액정 혼합물의 경우 주로 양의 유전율이방성을 갖는 단일액정 화합물과 중성의 단일액정 화합물의 혼합만으로 이루어졌기 때문에, 광투과율 향상에는 한계가 있었다.Further, in the case of a liquid crystal mixture having an existing positive dielectric anisotropy, only a mixture of a single liquid crystal compound having a positive dielectric constant anisotropy and a neutral single liquid crystal compound has been limited.
그러나, 본 발명의 액정 조성물은 상술한 화학식 1의 양의 유전율이방성을 갖는 화합물과 함께 화학식 2의 음의 유전율이방성을 갖는 특정 화합물을 각각 1종 이상 포함한다. 즉, 본 발명은 상기 X5 내지 X8 중 적어도 하나가 F이고, F가 치환된 위치를 페닐렌 구조의 측면에 포함하고 있는 화학식 2의 네가 단일 액정을 포함한다.However, the liquid crystal composition of the present invention contains at least one specific compound having a negative dielectric anisotropy of the formula (2) together with the compound having a positive dielectric anisotropy of the formula (1). That is, the present invention includes a negative single liquid crystal of Formula (2) wherein at least one of X 5 to X 8 is F and F is substituted at the side of the phenylene structure.
따라서, 본 발명은 기존보다 안정적인 상온 및 저온 용해도를 가지면서 액정 단축 방향에 수직인 유전 수직값(ε⊥) 대비 유전율이방성(Δε) 값, 즉 Δε/ε⊥을 기존 보다 크게 낮출 수 있다. 따라서, 본 발명은 고휘도 및 높은 투과도를 갖는 다양한 액정표시장치에 최적화된 액정 조성물을 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can significantly lower the dielectric anisotropy (DELTA epsilon) relative to the dielectric constant value ([epsilon]) perpendicular to the direction of the short axis of the liquid crystal at room temperature and low temperature solubility. Therefore, the present invention can provide liquid crystal compositions optimized for various liquid crystal display devices having high luminance and high transmittance.
특히 본 발명에서 상기 제2성분으로 포함되는 화학식 2로 표시되는 화합물은, 상기 액정 조성물의 단축방향의 유전율을 증가시키는데 기여한다. 다시 말해, 상기 화학식 2의 화합물은 Δε/ε⊥ 값을 작게 하는데 역할이 큰 물질이다. 이러한 화학식 2의 화합물은 -1 내지 -7의 음의 유전율이방성을 가질 수 있다.Particularly, in the present invention, the compound represented by the general formula (2) as the second component contributes to increase the dielectric constant in the short axis direction of the liquid crystal composition. In other words, the compound of Chemical Formula 2 has a large role in reducing the value of ?? / ??. The compound of formula (2) may have a negative dielectric anisotropy of -1 to -7.
더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2성분은 전체 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 5 내지 약 30 중량%로 포함될 수 있다. 더욱 적절하게는, 상기 제2성분은 전체 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 6 내지 28 중량%로 포함될 수 있다.Further, according to one embodiment of the present invention, the second component may be included in an amount of about 5 to about 30% by weight based on the total weight of the whole liquid crystal composition. More suitably, the second component can be included in an amount of about 6 to 28% by weight based on the total weight of the total liquid crystal composition.
본 발명은 상기 화학식 2를 특정함량으로 포함함에 따라, 유사한 유전율이방성을 갖는 조건의 기존의 액정 조성물보다 유전율 수직 값을 증가시키고, 이에 따라 요구되는 유전율이방성(Δε)을 유지하면서 Δε/ε⊥ 값을 작게 하는데 유리하다. 상기 제2성분으로 포함되는 화학식 2의 함량이 5 중량% 미만이면, Δε/ε⊥ 값을 작게 하는데 효과가 없을 뿐만 아니라 저온안정성 또한 저하된다. 30 중량%를 초과하면 액정 조성물의 목표로 하는 유전율이방성 값에 도달할 수 없다.The present invention relates to a liquid crystal composition having a specific dielectric anisotropy and a dielectric constant anisotropy (Δε) which is higher than that of a conventional liquid crystal composition having a similar dielectric anisotropy, . If the content of Formula 2 contained as the second component is less than 5% by weight, not only the effect of decreasing the value of? /? If it exceeds 30% by weight, the target dielectric anisotropy value of the liquid crystal composition can not be reached.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 화학식 2로 표시되는 제2성분의 예로는, 하기 구조식 2-1 내지 2-5 구조들로 표시될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, examples of the second component represented by Formula 2 may be represented by the following Structures 2-1 to 2-5, but the present invention is not limited thereto.
[화학식 2-1] [Formula 2-1]
[화학식 2-2] [Formula 2-2]
[화학식 2-3] [Formula 2-3]
[화학식 2-4] [Chemical Formula 2-4]
[화학식 2-5] [Chemical Formula 2-5]
[화학식 2-6] [Chemical Formula 2-6]
(상기 식에서, 상기 R2 및 R3은 상기 화학식 1 및 화학식 2에서의 정의와 같다.)(Wherein R < 2 > and R < 3 > are the same as defined in the above Chemical Formulas 1 and 2)
한편, 본 발명에 따른 액정 조성물은, 하기 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 제3성분, 하기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 제4성분, 또는 상기 제3성분과 제4성분의 혼합물을 더 포함할 수 있다. On the other hand, the liquid crystal composition according to the present invention comprises at least one third component selected from the liquid crystal compounds represented by the following formula (3), at least one fourth component selected from the liquid crystal compounds represented by the following formula (4) And a fourth component.
[화학식 3](3)
(상기 화학식 3에서,(3)
R4와 R5는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고,R 4 and R 5 are independently the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms,
E와 F는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 또는 이며,E and F are each independently the same or different, or Lt;
o는 0 또는 1이다.)o is 0 or 1.)
[화학식 4][Chemical Formula 4]
(상기 화학식 4에서,(In the formula 4,
R6는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고,R 6 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms,
X9과 X10은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, -H 또는 -F이고,X 9 and X 10 are each independently the same or different and are -H or -F,
Y2는 -F, -OCF3 또는 -CF3이고,Y 2 is -F, -OCF 3 or -CF 3 ,
G와 H는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며,, 또는 이며,G and H are each independently the same or different, , or Lt;
m과 q는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.)and m and q are each independently 0 or 1.)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 3으로 표시되는 제3성분은 하기 화학식 3-1 내지 3-5으로 이루어진 구조 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 또한, 상기 화학식 4로 표시되는 제4성분은 하기 화학식 4-1 내지 4-7로 이루어진 구조 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, the third component represented by Formula 3 may be represented by any one of the following Formulas 3-1 to 3-5. The fourth component represented by Formula 4 may be represented by any one of the following Formulas 4-1 to 4-7. However, the present invention is not limited thereto.
[화학식 3-1] [Formula 3-1]
[화학식 3-2] [Formula 3-2]
[화학식 3-3] [Formula 3-3]
[화학식 3-4] [Chemical Formula 3-4]
[화학식 4-1] [Formula 4-1]
[화학식 4-2] [Formula 4-2]
[화학식 4-3] [Formula 4-3]
[화학식 4-4] [Formula 4-4]
[화학식 4-5] [Formula 4-5]
[화학식 4-6] [Formula 4-6]
[화학식 4-7] [Formula 4-7]
(상기 식에서, R4 내지 R6은 상기 화학식 4 및 화학식 5에서의 정의와 같다.)(Wherein R 4 to R 6 have the same meanings as defined in the above formulas (4) and (5)).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3성분은 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 35 내지 65 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제3성분을 추가로 포함하는 경우, 상기 함량범위 내에서 사용하는 것이 고투명성 확보에 유리하다.According to one embodiment of the present invention, the third component may be included in an amount of about 35 to 65% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition. When the third component is further included, it is advantageous to ensure transparency because it is used within the above-mentioned content range.
또한 상기 제3성분을 2종 이상 포함시키는 경우, 액정 조성물이 저점성을 갖도록 하는데, 더욱 효과적이다. 이러한 경우, 상기 액정 조성물이 제3성분을 포함하는 경우 적어도 2종 이상을 더 포함하고, 상기 제3성분에 포함되는 적어도 2종은 상기 화학식 3에서 R4가 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 갖는 화합물일 수 있다.Further, when two or more of the third components are included, the liquid crystal composition has a low viscosity, which is more effective. In this case, when the liquid crystal composition comprises a third component, at least two kinds of the liquid crystal composition further include at least two kinds, and at least two kinds of compounds included in the third component are those wherein R 4 is an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms Lt; / RTI >
또한, 상기 제4성분은 액정 조성물의 총 중량에 대해 약 0 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제4성분을 추가로 포함하는 경우, 상기 함량 범위 내에서 사용해야 유전율이방성 조절이 용이하다.Further, the fourth component may be included in an amount of about 0 to 20% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition. When the fourth component is additionally included, it is necessary to use within the above-mentioned content range to easily control the dielectric anisotropy.
또한 본 발명의 액정 조성물에 추가로 상기 제3성분과 제4성분이 모두 포함되는 경우에도, 원하는 유전율이방성을 구현하는데 효과적이다.Further, in addition to the liquid crystal composition of the present invention, even when both the third component and the fourth component are included, it is effective to realize the desired dielectric anisotropy.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 액정 조성물은 필요에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, the liquid crystal composition may further include various additives known in the art to which the present invention belongs, if necessary.
예를 들어, 상기 액정 조성물은 산화 방지제로서 하기 화학식 5 내지 8로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 적어도 1개 이상 더 포함할 수 있다.For example, the liquid crystal composition may further include at least one additive selected from compounds represented by the following formulas (5) to (8) as an antioxidant.
[화학식 5][Chemical Formula 5]
[화학식 6][Chemical Formula 6]
[화학식 7](7)
[화학식 8][Chemical Formula 8]
(상기 화학식 5 내지 8에서,(In the above formulas 5 to 8,
R7 내지 R10은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 수소, 산소, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 12의 알콕시기이고; R 7 to R 10 are each independently the same or different and are hydrogen, oxygen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
q 및 s는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, 0 내지 12의 정수이고, r은 1 내지 12 의 정수이다.)q and s are each independently the same or different, and are an integer of 0 to 12, and r is an integer of 1 to 12.)
상기 첨가제는 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 약 1 내지 약 2,000 ppm, 구체적으로는 약 200 내지 약 300ppm이 될 수 있다. 상기 첨가제를 추가로 포함하는 경우, 상기 함량 범위 내에서 사용해야 열적안정성이 우수하다. The additive may be about 1 to about 2,000 ppm, specifically about 200 to about 300 ppm, based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the additive is further included, it should be used within the above-mentioned content range to provide excellent thermal stability.
이상과 같은, 상술한 본 발명의 액정 조성물은 통상의 방법으로 혼합하여 제조될 수 있고, 그 방법이 제한되지 않는다.As described above, the liquid crystal composition of the present invention can be prepared by mixing in a conventional manner, and the method is not limited.
또한 본 발명의 액정 조성물은 네마틱 상한 온도가 70도 이상이고, 20도 589nm에서 굴절율 이방성이 0.09 이상 0.30 이하일 수 있다. Further, the liquid crystal composition of the present invention may have a nematic upper limit temperature of 70 degrees or higher and a refractive index anisotropy at 20 degrees at 589 nm of 0.09 or more and 0.30 or less.
특히, 본 발명의 액정 조성물은 동일 유전율 이방성을 갖는 조건에서 기존의 액정 조성물 보다 분자의 단축 방향에 수직인 유전상수값(ε⊥)인 유전율 수직값이 더 향상되는 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 동일 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 기존보다 더 낮아져서, 액정 패널에 전압을 인가시 투과율을 기존보다 더 증가시킬 수 있다. 즉, 유사한 유전율이방성을 가지는 기존의 액정 조성물보다 본 발명의 액정 조성물은 액정 단축 방향에 수직인 유전 상수(ε⊥) 대비 유전율이방성(Δε)의 비(Δε/ε⊥)가 0.05 내지 0.97까지 낮아지는 결과를 얻을 수 있다.In particular, the liquid crystal composition of the present invention is characterized in that the dielectric constant vertical value, which is a dielectric constant value (??) Perpendicular to the direction of the short axis of the molecule, is further improved under the condition that the liquid crystal composition has the same dielectric anisotropy. Accordingly, in the present invention, the value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / vertical permittivity (DELTA epsilon) is lower than that of the conventional one, so that the transmittance can be further increased when a voltage is applied to the liquid crystal panel. That is, the liquid crystal composition of the present invention has a lower dielectric dissipation anisotropy (DELTA epsilon) than the conventional liquid crystal composition having similar dielectric anisotropy (DELTA epsilon / DELTA epsilon) from 0.05 to 0.97 Can be obtained.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 액정 조성물은 유전율 이방성(Δε)이 10 이상 내지 13 미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 3.25 미만일 수 있고, 유전율 이방성(Δε)이 7이상 내지 10미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.90 내지 2.75 이고, 유전율 이방성(Δε)이 4이상 내지 7미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.00 내지 1.88 이 될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the liquid crystal composition may have a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / permittivity vertical (epsilon) value less than 3.25 under a condition that the dielectric anisotropy (DELTA epsilon) is less than 10 and less than 13, (??) / Vertical permittivity (??) At a condition that the dielectric anisotropy (??) / permittivity vertical (??) Value is 1.90 to 2.75 and the dielectric anisotropy (??) is 4 or more and less than 7 under the condition that the dielectric anisotropy ) Value can be from 1.00 to 1.88.
더 좋게는, 상기 액정 조성물은 유전율 이방성(Δε)이 10 이상 내지 13 미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 2.50 내지 3.25이고, 유전율 이방성(Δε)이 7이상 내지 10미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.90 내지 2.75 이고, 유전율 이방성(Δε)이 4이상 내지 7미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.00 내지 1.88 이 될 수 있다.More preferably, the liquid crystal composition has a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / vertical permittivity (DELTA epsilon) value of 2.50 to 3.25 and a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) of 7 or more to 10 Dielectric constant anisotropy (DELTA epsilon) / vertical permittivity (DELTA epsilon) value is in a range of 1.90 to 2.75 and a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) is in a range of 4 or more to less than 7 under conditions of a dielectric anisotropy To 1.88.
액정 표시 장치Liquid crystal display
상술한 액정 조성물은 다양한 액정 표시 장치의 액정층에 포함될 수 있으며 이 분야에 잘 알려진 다양한 모드를 포함한 패널에 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 스마트폰, 테블릿, 노트북과 같은 각종 제품의 제조시 사용되어 광투과율을 향상시킬 수 있다.The liquid crystal composition described above may be incorporated in a liquid crystal layer of various liquid crystal display devices and may be applied to panels including various modes well known in the art. Accordingly, the present invention can be used in the manufacture of various products such as a smart phone, a tablet, and a notebook, thereby improving the light transmittance.
이에, 발명의 다른 구현예에 따라, 상술한 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다. 상기 액정 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에 알려진 다양한 방법을 통해 액정 표시 장치에 적용될 수 있다.Thus, according to another embodiment of the invention, there is provided a liquid crystal display comprising a liquid crystal composition having the above-described positive dielectric anisotropy. The liquid crystal composition can be applied to a liquid crystal display device through various methods known in the art.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
그러므로, 본 발명에서 상기 액정 표시 장치는 상술한 액정 조성물을 포함한 액정층이 배치되는 것을 제외하고, 이 분야에 잘 알려진 구성에 따르므로, 크게 제한되지 않는다.Therefore, in the present invention, the liquid crystal display device is not limited to a great extent, as it is based on a well-known structure in the art, except that the liquid crystal layer including the above-described liquid crystal composition is disposed.
일례를 들면, 상기 액정 표시 장치는 제1기판; 상기 제1기판과 대향하는 제2기판; 상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치되는 본 발명의 양의 유전율이방성을 갖는 액정 조성물이 포함된 액정층;을 포함할 수 있다. 또한 상기 제1기판과 제2기판 중 적어도 어느 하나의 일면에는 전극 영역이 형성될 수 있다. 상기 전극은 공통전극과 화소 전극이 포함된다.For example, the liquid crystal display device includes a first substrate; A second substrate facing the first substrate; And a liquid crystal layer including a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy of the present invention disposed between the first substrate and the second substrate. In addition, an electrode region may be formed on one surface of at least one of the first substrate and the second substrate. The electrode includes a common electrode and a pixel electrode.
본 발명의 액정 조성물이 적용되는 액정 표시 장치는 수평 전계 모드(예를 들면, IPS, PLS, FFS 등) 등 다양한 LCD 모드에 사용 가능하나, 이에 제한되는 것은 아니다.The liquid crystal display device to which the liquid crystal composition of the present invention is applied may be used in various LCD modes such as a horizontal electric field mode (for example, IPS, PLS, FFS, etc.), but is not limited thereto.
구체적으로, 본 발명의 액정 표시 장치는 수평 전계 모드 IPS(In-plane switching), PLS(Plane to line switching), FFS(Fringe field switching), 또는 ADS(Advanced super dimension switching) 모드를 포함할 수 있다.Specifically, the liquid crystal display of the present invention may include a horizontal electric field mode in-plane switching (IPS), a planar to line switching (PLS), a fringe field switching (FFS), or an advanced super dimension switching .
이러한 본 발명의 액정 조성물을 포함한 액정층은, 구체적인 표시 소자의 도면을 개시하지는 않았지만, 도 1에 개시된 횡전계방식모드를 포함한 패널이 구비된 액정 표시 장치의 제조에 적용될 수 있다.Although the liquid crystal layer including the liquid crystal composition of the present invention does not disclose a specific display device, it can be applied to the manufacture of a liquid crystal display device having a panel including a transverse electric field mode mode as shown in Fig.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Best Mode for Carrying Out the Invention Hereinafter, the function and effect of the present invention will be described in more detail through specific examples of the present invention. It is to be understood, however, that these embodiments are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
실시예 및 비교예에서 액정 조성물에 포함되는 화합물의 구조를 각각 중심 그룹, 연결 그룹, 말단 그룹으로 나누어 하기 표 1과 같이 기호로 표시하였다.In the examples and comparative examples, the structures of the compounds contained in the liquid crystal composition are respectively divided into a central group, a linking group, and a terminal group, and are represented by symbols as shown in Table 1 below.
상기 표 1을 참고하면, 다음 코드는 하기 표시된 구조의 액정 화합물을 의미한다. Referring to Table 1 above, the following code means the liquid crystal compound having the structure shown below.
AEXE1-3.F: AEXE1-3.F:
ACEXE1-3.F: ACEXE1-3.F:
BB-3.V: BB-3.V:
BB-3.U1: BB-3.U1:
BAF-3.O2 : BAF-3.O2:
하기 기재된 방법에 따라 실시예 및 비교예에서 제조된 액정 조성물의 물성을 평가하였다. 특별한 언급이 없는 한, 실시예 및 비교예에서 제조된 액정 조성물에 기타 첨가제를 첨가하지 않고 액정 조성물의 물성을 측정하였다.The physical properties of the liquid crystal compositions prepared in Examples and Comparative Examples were evaluated according to the methods described below. Unless otherwise specified, the properties of the liquid crystal compositions were measured without adding other additives to the liquid crystal compositions prepared in Examples and Comparative Examples.
(1) 투명점(Tni)(1) Transparent point (Tni)
투명점을 측정하고자 하는 액정 조성물을 스포이드로 슬라이드 글라스 위에 한 방울 떨어뜨린 후, 커버 글라스로 덮어 투명점 측정을 위한 샘플을 제조하였다. The liquid crystal composition for which the transparent point was to be measured was dropped with a drop on the slide glass with a sphere and covered with a cover glass to prepare a sample for measurement of the transparent point.
METTLER TOLEDO FP90 온도 조정기가 달린 기구에 상기 샘플을 넣고, FP82HT Hot stage로 온도를 3℃/min의 속도로 올리면서 샘플의 변화를 관찰하였다. 샘플에 구멍이 생기는 지점의 온도를 기록하고, 이와 같은 작업을 3회 반복하여 평균 값을 도출하였다. 그리고, 이 값을 액정 조성물의 투명점으로 규정하였다.The sample was placed in an instrument equipped with a METTLER TOLEDO FP90 temperature regulator and the change in sample was monitored by raising the temperature at a rate of 3 ° C / min with an FP82HT hot stage. The temperature at the point where the hole was formed in the sample was recorded, and this operation was repeated three times to derive an average value. This value was defined as the transparent point of the liquid crystal composition.
(2) 굴절률 이방성(Δn)(2) Refractive Index Anisotropy (? N)
액정 조성물의 굴절률 이방성(Δn)은 20℃에서 589nm 파장의 광을 사용하여 접안경에 편광판을 장착한 아베 굴절계로 측정하였다. 주프리즘의 표면을 한 방향으로 러빙한 후, 측정 대상인 액정 조성물을 주프리즘에 적하하였다. 이후, 편광의 방향이 러빙의 방향과 평행할 때의 굴절률(n∥)과 편광의 방향이 러빙의 방향과 수직일 때의 굴절률(n⊥)을 측정하였다. 그리고, 상기 굴절률 값을 식 1에 대입하여 굴절률 이방성(Δn)을 측정하였다.The refractive index anisotropy (? N) of the liquid crystal composition was measured with an Abbe refractometer equipped with a polarizing plate on an eyepiece using light having a wavelength of 589 nm at 20 ° C. After the surface of the main prism was rubbed in one direction, the liquid crystal composition to be measured was dropped on the main prism. Thereafter, the refractive index (n∥) when the direction of the polarized light was parallel to the rubbing direction and the refractive index (n⊥) when the polarizing direction was perpendicular to the rubbing direction were measured. Then, the refractive index anisotropy (? N) was measured by substituting the refractive index value into the equation (1).
[식 1][Formula 1]
Δn = n∥ - n⊥? N = n? - n?
(3) 유전율 이방성(Δε)(3) Dielectric constant anisotropy (??)
액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 하기와 같이 측정된 ε∥ 및 ε⊥를 식 2에 대입하여 계산하였다. The dielectric anisotropy (?) Of the liquid crystal composition was calculated by substituting the values of?
[식 2][Formula 2]
Δε = ε∥ - ε⊥Δε = ε∥ - ε⊥
① 유전율 ε∥ 의 측정: 2 장의 유리 기판의 ITO 패턴이 형성된 면에 수직 배향제를 도포하여 수직 배향막을 형성하였다. 이어서, 수직 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격(셀 갭)이 4㎛가 되도록 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고, 이 소자에 측정 대상인 액정 조성물을 주입하고, 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후, Agilent에서 제조한 4294A 장비에 사용하여, 1kHz, 0.3V 및 20℃에서의 소자의 유전율(ε∥)을 측정하였다.(1) Measurement of dielectric constant??: A vertical alignment agent was applied to the surface of the two glass substrates on which the ITO pattern was formed to form a vertical alignment film. Subsequently, the spacers were coated on one of the two glass substrates so that the vertical alignment films faced each other and the interval (cell gap) between the two glass substrates was 4 占 퐉, and then the two glass substrates were bonded together. Then, the liquid crystal composition to be measured was poured into the device and sealed with an adhesive which is cured by ultraviolet rays. The dielectric constant ([epsilon]) of the device at 1 kHz, 0.3 V and 20 [deg.] C was then measured using a 4294A instrument manufactured by Agilent.
② 유전율 ε⊥ 의 측정: 2 장의 유리 기판의 ITO 패턴이 형성된 면에 수평 배향제를 도포하여 수평 배향막을 형성하였다. 이어서, 수평 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격(셀 갭)이 4㎛가 되도록 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고, 이 소자에 측정 대상인 액정 조성물을 주입하고, 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후, Agilent에서 제조한 4294A 장비에 사용하여, 1kHz, 0.3V 및 20℃에서의 소자의 유전율(ε⊥)을 측정하였다.(2) Measurement of dielectric constant??: A horizontal alignment agent was applied to the surface of the two glass substrates on which the ITO pattern was formed to form a horizontal alignment film. Subsequently, the spacers were coated on one of the two glass substrates so that the horizontal alignment films faced each other and the interval (cell gap) between the two glass substrates was 4 占 퐉, and then the two glass substrates were bonded together. Then, the liquid crystal composition to be measured was poured into the device and sealed with an adhesive which is cured by ultraviolet rays. Thereafter, the dielectric constant (ε⊥) of the device at 1 kHz, 0.3 V, and 20 ° C was measured using a 4294A instrument manufactured by Agilent.
(4) 회전 점도(γ)(4) Rotational viscosity (?)
2 장의 유리 기판의 ITO 패턴이 형성된 면에 수평 배향제를 도포하여 수평 배향막을 형성하였다. 이어서, 수평 배향막이 서로 마주보며 2 장의 유리 기판 사이의 간격(셀 갭)이 20㎛가 되도록 2 장의 유리 기판 중 어느 하나의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고, 이 소자에 액정 조성물을 주입하고, 자외선으로 경화시키는 접착제로 밀폐하였다. 이후, ESPEC Corp.에서 제조한 온도 controller(Model SU-241)를 장착한 Toyo Corp.의 Model 6254 장비를 사용하여, 20℃에서 이 소자의 회전 점도를 측정하였다.A horizontal alignment agent was applied to the surface of the two glass substrates on which the ITO pattern was formed to form a horizontal alignment film. Then, the spacers were coated on any one of the two glass substrates so that the horizontal alignment films faced each other and the interval (cell gap) between the two glass substrates was 20 占 퐉, and then the two glass substrates were bonded together. Then, a liquid crystal composition was injected into the device, and the device was sealed with an adhesive that cures by ultraviolet rays. The rotational viscosity of the device was then measured at 20 ° C using a Model 6254 instrument from Toyo Corp. equipped with a temperature controller (Model SU-241) manufactured by ESPEC Corp.
(5) 저온 안정성(5) Low temperature stability
각각의 액정 조성물을 vial에 2mL씩 샘플링하여 영하 30℃ 냉동고에서 1일 간격으로 5일 동안 관찰하였다. 실시예, 비교예에서 5일 동안 네마틱상을 그대로 유지하는 경우 "5일OK"라고 표시 하였으며, 관찰일에 스메틱 또는 결정이 발생한 경우 "관찰일 NG"라고 표시하였다.Each liquid crystal composition was sampled in vials in 2 mL increments and observed for 5 days at an interval of 1 day in a freezer at 30 ° C. In the examples and comparative examples, "5 days OK" was indicated when the nematic phase was maintained for 5 days, and "observation day NG" when smectic or crystallization occurred on the observation day.
<< 실시예Example 1 내지 20 및 1 to 20 and 비교예Comparative Example 1 내지 4> 1 to 4>
상기 표 1에 기재된 코드 표기 방식에 의한 구조를 갖는 액정 화합물을 이용하여 실시예 1 내지 20 및 비교예 1 내지 4의 액정 조성물을 제조하였다. The liquid crystal compositions of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared using liquid crystal compounds having a structure according to the code notation system shown in Table 1 above.
이때, 하기 표2 내지 표4는 각각 유사한 유전율이방성을 가지는 액정 조성물로 비교되었다.At this time, the following Tables 2 to 4 were compared with liquid crystal compositions having similar dielectric anisotropy, respectively.
구체적으로, 표 2는 유전율 이방성(Δε)이 10이상 내지 13미만인 액정 조성물로서 비교예 1 내지 2 및 실시예 1 내지 8로 제조하여 결과를 비교하였다.Specifically, Table 2 compares the results of Comparative Examples 1 to 2 and Examples 1 to 8 as liquid crystal compositions having a dielectric anisotropy (??) of 10 or more to less than 13.
표 3은 유전율 이방성(Δε)이 7이상 내지 10미만인 액정 조성물로서 비교예 3 및 실시예 9 내지 14로 제조하여 결과를 비교하였다.Table 3 shows liquid crystal compositions having a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) of 7 or more and less than 10, and Comparative Example 3 and Examples 9 to 14 were compared and the results were compared.
표 4는 유전율 이방성(Δε)이 4이상 내지 7 미만인 액정 조성물로서 비교예 4 및 실시예 15 내지 20으로 제조하여 결과를 비교하였다.Table 4 shows liquid crystal compositions having a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) of 4 or more and less than 7, and Comparative Examples 4 and 15 to 20 were compared and the results were compared.
성분1st
ingredient
성분Second
ingredient
성분Third
ingredient
성분Fourth
ingredient
(Δε)Dielectric anisotropy
(?
예3compare
Example 3
예9practice
Example 9
예10practice
Example 10
예11practice
Example 11
예12practice
Example 12
예13practice
Example 13
예14practice
Example 14
성분1st
ingredient
성분Second
ingredient
성분Third
ingredient
성분Fourth
ingredient
예4compare
Example 4
예15practice
Example 15
예16practice
Example 16
예17practice
Example 17
예18practice
Example 18
예19practice
Example 19
예20practice
Example 20
성분1st
ingredient
성분Second
ingredient
성분Third
ingredient
성분Fourth
ingredient
(Δn)Refractive index anisotropy
(? N)
(Δε)Dielectric anisotropy
(?
표 2 내지 4의 결과를 보면, 유사한 유전율이방성을 가지는 액정 조성물의 조건에서 각 비교예 대비 본 발명의 실시예의 ε⊥(분자의 단축 방향에 수직인 유전상수)값은 큰 것을 알 수 있다.From the results of Tables 2 to 4, it can be seen that the value of ε⊥ (dielectric constant perpendicular to the direction of the short axis of the molecule) in the embodiment of the present invention is larger under the condition of the liquid crystal composition having similar dielectric anisotropy.
이에 따라, 기존 유사한 유전율이방성을 가지는 액정 조성물보다 본 발명의 실시예는 액정 단축 방향에 수직인 유전 상수(ε⊥) 대비 유전율이방성(Δε)의 비(Δε/ε⊥)가 0.05 내지 0.97까지 낮아지는 결과를 도출하였으며, 이로 인해 횡전계 구동 패널에서 전압 인가 시 액정이 패널에 평행하게 배열됨에 따라 투과율을 상승시킬 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, the ratio (?? / ??) of the dielectric anisotropy (??) to the dielectric constant (??) Perpendicular to the direction of the short axis of the liquid crystal is lower than that of the liquid crystal composition having the similar dielectric anisotropy, As a result, when the voltage is applied in the transverse electric field driving panel, the liquid crystal is arranged in parallel with the panel, so that the transmittance can be increased.
그러나, 유전율 이방성(Δε)이 10 이상 내지 13 미만인 액정 조성물인 조건에서, 표 2의 비교예 1 및 2는 본 발명의 제2성분을 포함하지 않거나 본 발명의 범위보다 낮은 함량으로 사용하여, 저온안정성이 불량하고, 유전 상수(ε⊥) 대비 유전율이방성(Δε)의 비(Δε/ε⊥)가 높게 나타났다.However, in the case of the liquid crystal composition having a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) of 10 or more to less than 13, Comparative Examples 1 and 2 of Table 2 do not contain the second component of the present invention or are used in a content lower than the range of the present invention, The stability was poor and the ratio of dielectric anisotropy (Δε) to dielectric constant (ε⊥) (Δε / ε⊥) was high.
또한, 유전율 이방성(Δε)이 7이상 내지 10 미만인 액정 조성물인 조건에서, 표 3에서 비교예 3은 제1성분을 포함하여 어느 정도의 저온 안정성은 나타내었으나, ε⊥(분자의 단축 방향에 수직인 유전상수)값과 "Δε / ε⊥"이 본원의 실시예 9 내지 14보다 낮아서, 투과율 향상이 크지 않았다.Further, under the condition that the liquid crystal composition has a dielectric anisotropy (DELTA epsilon) of not less than 7 and less than 10, Comparative Example 3 in Table 3 showed low temperature stability to some extent including the first component, And the value of & quot ; [ Delta] [epsilon] / [ epsilon] "was lower than those of Examples 9 to 14 of the present invention.
그리고, 표 4에서 유전율 이방성(Δε)이 4이상 내지 7 미만인 액정 조성물인 조건에서, 비교예 4도 본 발명의 제1 및 2 성분을 모두 포함하지 않아 저온안정성이 불량하고 ε⊥(분자의 단축 방향에 수직인 유전상수)값과 "Δε / ε⊥"이 실시예 15 내지 20보다 낮음을 알 수 있다.And, in Table 4, under the condition that the dielectric anisotropy (? E) is in the range of 4 or more to less than 7, Comparative Example 4 does not include all of the first and second components of the present invention, Direction) and the value of & quot ; [ Delta] [epsilon] / [ epsilon] "are lower than those of Examples 15 to 20. [
Claims (19)
음의 유전율이방성을 갖고 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함한 제2성분;
을 포함하는 양의 유전율이방성을 갖는 액정 조성물.
[화학식 1]
[화학식 2]
(상기 화학식 1 내지 2에서,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고,
X1 내지 X8은 각각 독립적으로 H 또는 F 이고, 이때 X5 내지 X8 중 적어도 하나는 F이고,
Y1은 F, OCF3 또는 CF3 이고,
A 내지 D는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, , , , , 또는구조 이며,
n, a 및 b는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.)
A first component having a positive dielectric anisotropy and containing at least one compound selected from the group of compounds represented by the following formula (1); And
A second component having a negative dielectric anisotropy and containing at least one compound selected from the group of compounds represented by Formula 2 below;
And a positive dielectric anisotropy.
[Chemical Formula 1]
(2)
(In the above Formulas 1 to 2,
R 1 , R 2 and R 3 are independently the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms,
X 1 to X 8 are each independently H or F, wherein at least one of X 5 to X 8 is F,
Y 1 is F, OCF 3 or CF 3 ,
A to D are each independently the same or different, , , , , or Structure,
n, a and b are each independently 0 or 1.)
The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the content of the first component is 10 to 50% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition.
The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the second component is contained in an amount of 5 to 30% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition.
The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the liquid crystal composition comprises at least two kinds of first components and at least two kinds of second components.
The liquid crystal composition according to claim 1, which comprises at least two compounds represented by the formula (1) as the first component.
6. The liquid crystal composition according to claim 5, wherein the dielectric anisotropy (DELTA epsilon) satisfies 10 or more to less than 13.
a) 유전율 이방성(Δε)이 10 이상 내지 13미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 3.25 미만이고;
b) 유전율 이방성(Δε)이 7이상 내지 10미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.90 내지 2.75이고; 또는
c) 유전율 이방성(Δε)이 4이상 내지 7미만인 조건에서 유전율이방성(Δε)/유전율 수직(ε⊥) 값이 1.00 내지 1.88임.
The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the dielectric anisotropy of the whole liquid crystal composition satisfies at least one of the following conditions:
a) a value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / permittivity vertical (epsilon) value is less than 3.25 under a condition that the dielectric anisotropy (DELTA epsilon) is 10 or more and less than 13;
(b) a value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / permittivity vertical ([epsilon]) is 1.90 to 2.75 under the condition that the dielectric anisotropy (DELTA epsilon) is 7 or more and less than 10; or
(c) a value of dielectric anisotropy (DELTA epsilon) / vertical permittivity ([epsilon]) in a range of dielectric anisotropy (DELTA epsilon)
The liquid crystal composition according to claim 1 or 7, wherein when the total liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 10 or more to less than 13, the first component is contained in an amount of 30 to 45% by weight based on the total weight of the total liquid crystal composition.
The liquid crystal composition according to claim 7, wherein when the total liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 7 or more and less than 10, the first component is contained in an amount of 25 to 35% by weight based on the total weight of the total liquid crystal composition.
The liquid crystal composition according to claim 7, wherein when the total liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 4 or more and less than 7, the first component is contained in an amount of about 10 to 25% by weight based on the total weight of the total liquid crystal composition.
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서,
R4와 R5는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고,
E와 F는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 또는 이며,
o는 0 또는 1이다.)
[화학식 4]
(상기 화학식 4에서,
R6는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 알콕시기 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기이고,
X9과 X10은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, -H 또는 -F이고,
Y2는 -F, -OCF3 또는 -CF3이고,
G와 H는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며,, 또는 이며,
m과 q는 각각 독립적으로 0 또는 1이다.)
The liquid crystal composition according to claim 1, which comprises at least one third component selected from the liquid crystal compounds represented by the following formula (3), at least one fourth component selected from the liquid crystal compounds represented by the following formula (4) ≪ / RTI >
(3)
(3)
R 4 and R 5 are independently the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms,
E and F are each independently the same or different, or Lt;
o is 0 or 1.)
[Chemical Formula 4]
(In the formula 4,
R 6 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms,
X 9 and X 10 are each independently the same or different and are -H or -F,
Y 2 is -F, -OCF 3 or -CF 3 ,
G and H are each independently the same or different, , or Lt;
and m and q are each independently 0 or 1.)
12. The method of claim 11, when including the above liquid crystal composition, the third component further comprises at least two or more thereof, wherein the at least two of the R 4 is seen having 2 to 4 carbon atoms in the formula (3) contained in the third component Or a compound having a carboxyl group.
12. The liquid crystal composition according to claim 11, wherein the third component is contained in an amount of 35 to 65% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition.
The liquid crystal composition according to claim 11, wherein the fourth component is contained in an amount of 0 to 20% by weight based on the total weight of the liquid crystal composition.
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
(상기 화학식 5 내지 8에서,
R7 내지 R10은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 수소, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 12의 알콕시기이고;
q 및 s는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하고, 0 내지 12의 정수이고, r은 1 내지 12의 정수이다.)
The liquid crystal composition according to claim 1, further comprising at least one additive selected from compounds represented by the following formulas (5) to (8).
[Chemical Formula 5]
[Chemical Formula 6]
(7)
[Chemical Formula 8]
(In the above formulas 5 to 8,
R 7 to R 10 are independently the same or different and each is hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms;
q and s are each independently the same or different, and are an integer of 0 to 12, and r is an integer of 1 to 12.)
The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the liquid crystal composition is applied to a horizontal electric field mode IPS (In-plane Switching), a Plane to Line Switching (PLS), a Fringe field switching (FFS) or an ADS (Advanced Super Dimension Switching)
A liquid crystal display comprising the liquid crystal composition according to claim 1.
제1기판; 상기 제1기판과 대향하는 제2기판; 상기 제1기판과 제2기판 사이에 배치되는 제1항에 따른 양의 유전율이방성을 갖는 액정 조성물이 포함된 액정층;을 포함하는 액정 표시 장치.
18. The method of claim 17,
A first substrate; A second substrate facing the first substrate; And a liquid crystal layer including a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy according to claim 1 disposed between the first substrate and the second substrate.
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