KR20200074809A - 광 안정제 화합물 및 이를 포함하는 액정 조성물 - Google Patents

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KR20200074809A
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최진욱
백우현
이동현
최종원
이현지
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이재영
신규순
송정인
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Abstract

본원은 광 안정제 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물, 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 구현예에 따른 광 안정제 화합물은 액정 조성물의 투명점, 탄성계수, 유전율 이방성 또는 굴절률 이방성 등 액정 조성물의 제반 물성에 불리한 영향을 미치지 않으면서도 저온 안정성과 잔상 개선 효과를 동시에 달성하여 액정 표시 장치의 열 또는 광에 대한 내성을 현저히 개선시킬 수 있다.

Description

광 안정제 화합물 및 이를 포함하는 액정 조성물 {LIGHT STABLIZER COMPOUND AND LIQUID CRYSTAL COMPOSITION INCLUDING THE SAME}
본원은 광 안정제 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 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 조절함으로써, ON/OFF 표시가 가능하다. 이는 투과형 및 반사형 모두에 적용이 가능하여 TN(Twisted nematic), IPS(in-Plane Switching), OCB(Optically Compensatory Bend), VA(Vertically Aligned), ECB(Electrically Controlled Birefringence), STN(Super Twisted Nematic) 등과 같은 다양한 모드의 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
여러 산업적 용도로 사용되고 있는 액정 표시 장치는 다양한 요건을 충족시켜야 하며, 예를 들어 저전압 구동, 고속 응답 및 넓은 온도 범위에서 동작될 것이 요구된다. 즉, Δε의 절대치가 크고, 회전 점도(η)가 낮고, 높은 네마틱상-등방성 액체상 전이 온도(Tni)가 요구되고 있다. 또한, 적절한 유전율 이방성, 굴절률 이방성 및 탄성계수가 요구된다.
이러한 다양한 물성들 외에, 액정 표시 장치에 이용되는 액정 조성물은, 수분, 공기, 열, 광(적외선, 가시광선, 자외선) 등의 외적 자극에 대한 화학적 내성도 요구된다. 특히, 액정 표시 장치는 백라이트로부터 빛을 받기 때문에 액정의 안정성이 문제되며, 액정 물질의 광 유도 반응은 잔상(image sticking)으로 알려진 디스플레이 결함을 일으킬 수도 있다. 이는 액정 표시 장치의 수명을 크게 감소시키는 요인이 된다.
이를 방지하기 위하여, 액정 조성물에 광 안정제를 포함할 수 있다. 일반적인 광 안정제로는 자외선 차단제(UV screener), 자외선 흡수제(UV absorber), 소광제(Quencher) 또는 라디칼 스케빈저(Radical scavenger) 등이 있는데, 액정 표시 장치 분야에서는 라디칼 스케빈저인 HALS(Hindered Amine Light Stabilzer)를 통상적으로 사용한다.
예를 들어, 광 안정화제로서 소량의 하기 화학식의 화합물 티뉴빈(TINUVIN, 등록상표) 770을 포함하는, 음성 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정 혼합물이 국제특허공개공보 WO 제 2009/129911호에 제안되어 있다. 그러나, 상응하는 액정 혼합물은 많은 실용적인 적용에 부적절한 특성을 갖는다. 그 중에서도, 이들은 전형적인 CCFL 백라이트를 사용하는 조사에 대해 충분히 안정하지 않다.
Figure pat00001
또한, 종래에 알려진 일부 HALS는 저온 안정성이 우수하나 잔상 개선 효과가 없는 반면, 다른 일부 HALS는 잔상 개선 효과는 우수하나 저온 안정성이 열악한 문제점이 있다.
따라서, 액정 조성물의 투명점, 탄성계수, 유전율 이방성 또는 굴절률 이방성 등 액정 조성물의 제반 물성에 영향을 미치지 않으면서도 저온 안정성과 잔상 개선 효과를 동시에 달성하여 액정 표시 장치의 열 또는 광에 대한 내성을 현저히 개선시킬 수 있는 새로운 광 안정제 화합물의 개발이 시급하다.
국제특허공개공보 WO 제2009/129911호
본원이 해결하고자 하는 과제는 액정 조성물의 투명점, 탄성계수, 유전율 이방성 또는 굴절률 이방성 등 액정 조성물의 제반 물성에 불리한 영향을 미치지 않으면서도 저온 안정성과 잔상 개선 효과를 동시에 달성하여 액정 표시 장치의 열 또는 광에 대한 내성을 현저히 개선시킬 수 있는 광 안정제 화합물, 및 상기 화합물을 포함하는 액정 조성물을 제공하는 것이다.
그러나 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제들로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제1 측면은 하기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물을 제공한다:
[화학식 I]
Figure pat00002
상기 화학식 I 에서,
T1 내지 T3 는 각각 독립적으로 수소(H) 또는 하기 화학식 1 내지 화학식 4 중 어느 하나이고, (이때, T1 내지 T3 중 적어도 어느 하나는 상기 화학식 1 내지 화학식 3 중 어느 하나임.)
[화학식 1] [화학식 2]
Figure pat00003
Figure pat00004
[화학식 3] [화학식 4]
Figure pat00005
Figure pat00006
Sp 는 단일결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-이고,
R1 은 H, 또는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
R2 내지 R5 는 각각 독립적으로 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
Y는 H, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬, C1~10 직쇄 또는 분지형알콕시 또는 C2~10 직쇄 또는 분지형알케닐이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬, C1~10 직쇄 또는 분지형알콕시 또는 C2~10 직쇄 또는 분지형알케닐의 하나 이상의 비인접한 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
n2 는 1 내지 4의 정수이고,
A1 내지 A3 는 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되며,
[화학식 5]
Figure pat00007
L 은 단일결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-이고,
Z 는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐, 또는 C5~20 고리기이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 수소(H)는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있으며, C5~20 고리기의 하나 이상의 탄소(C) 원자는 O, N 또는 S로 치환될 수 있고 C5~20 고리기의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
n3 는 1 또는 2의 정수이고, n3이 2인 경우 L, Z는 각각 서로 같거나 다를 수 있다.
본원의 제2 측면은 상기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물을 포함하는 액정 조성물을 제공한다.
본원의 제3 측면은 상기 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 광 안정제 화합물은 액정 조성물의 투명점, 탄성계수, 유전율 이방성 또는 굴절률 이방성 등 액정 조성물의 제반 물성에 불리한 영향을 미치지 않으면서도 저온 안정성과 잔상 개선 효과를 동시에 달성하여 액정 표시 장치의 열 또는 광에 대한 내성을 현저히 개선시킬 수 있는 작용효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 광 안정제 화합물의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 광 안정제 화합물의 NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.
그러나, 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현예 및 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
본원 명세서 전체에서, 용어 "아릴" 또는 "아릴렌"은 C6~50 방향족 탄화수소 고리기, 예를 들어, 페닐, 벤질, 나프틸, 비페닐, 터페닐, 플루오레닐, 페난트레닐, 트리페닐레닐, 페릴레닐, 크리세닐, 플루오란테닐, 벤조플루오레닐, 벤조트리페닐레닐, 벤조크리세닐, 안트라세닐, 스틸베닐, 파이레닐 등의 방향족 고리를 포함하는 것을 의미하며, 용어 "헤테로아릴" 또는 "헤테로아릴렌"은 적어도 1 개의 헤테로 원소를 포함하는 C2~50 방향족 고리로서, 예를 들어, 피롤릴, 피라지닐, 피리디닐, 인돌릴, 이소인돌릴, 푸릴, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 다이벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 다이벤조티오페닐, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 퀴녹살리닐, 카르바졸릴, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페난트롤리닐, 티에닐, 및 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 트리아진 고리, 인돌 고리, 퀴놀린 고리, 아크리딘고리, 피롤리딘 고리, 디옥산 고리, 피페리딘 고리, 모르폴린 고리, 피페라진 고리, 카르바졸 고리, 푸란 고리, 티오펜 고리, 옥사졸 고리, 옥사디아졸 고리, 벤조옥사졸 고리, 티아졸 고리, 티아디아졸 고리, 벤조티아졸 고리, 트리아졸 고리, 이미다졸 고리, 벤조이미다졸 고리, 피란 고리, 다이벤조퓨란 고리로부터 형성되는 헤테로고리기를 포함하는 것을 의미할 수 있다.
본원 명세서 전체에서 용어 "치환된" 또는 "치환될 수 있는"은 중수소, 산소, 할로겐, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 실란기 또는 C1~30 알킬기, C2~30 알케닐기, C1~30 알콕시기, C3~20 시클로알킬기, C3~20 헤테로시클로알킬기, C6~30 아릴기 및 C2~30 헤테로아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환될 수 있는 것을 의미할 수 있다. 또한, 본원 명세서 전체에서 동일한 기호는 특별히 언급하지 않는 한 같은 의미를 가질 수 있다.
광 안정제 화합물
본원의 제1 측면은 하기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물을 제공한다:
[화학식 I]
Figure pat00008
상기 화학식 I 에서,
T1 내지 T3 는 각각 독립적으로 수소(H) 또는 하기 화학식 1 내지 화학식 4 중 어느 하나이고, (이때, T1 내지 T3 중 적어도 어느 하나는 하기 화학식 1 내지 화학식 3 중 어느 하나임.)
[화학식 1] [화학식 2]
Figure pat00009
Figure pat00010
[화학식 3] [화학식 4]
Figure pat00011
Figure pat00012
Sp 는 단일결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-이고,
R1 은 H, 또는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
R2 내지 R5 는 각각 독립적으로 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
Y는 H, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬, C1~10 직쇄 또는 분지형알콕시 또는 C2~10 직쇄 또는 분지형알케닐이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬, C1~10 직쇄 또는 분지형알콕시 또는 C2~10 직쇄 또는 분지형알케닐의 하나 이상의 비인접한 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
n2 는 1 내지 4의 정수이고,
A1 내지 A3 는 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되며,
[화학식 5]
Figure pat00013
L 은 단일결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-이고,
Z 는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐, 또는 C5~20 고리기이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 수소(H)는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있으며, C5~20 고리기의 하나 이상의 탄소(C) 원자는 O, N 또는 S로 치환될 수 있고 C5~20 고리기의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
n3 는 1 또는 2의 정수이고, n3이 2인 경우 L, Z는 각각 서로 같거나 다를 수 있다.
즉, 본 발명의 광 안정제 화합물은 아민과 같은 다관응성 그룹을 코어로 가지는 것을 특징으로 한다. 이를 통하여 알킬 그룹 등과 같은 연결기를 가짐으로써, 용해도가 개선되어 우수한 저온 안정성을 얻을 수 있다. 또한, 아민의 말단에 하나 이상의 HALS 작용기가 도입되므로, 이를 통하여 액정 표시 전압유지율(VHR), 잔류DC(RDC), 비저항 등의 특성이 개선되어 장치의 잔상을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 T1 내지 T3 중 적어도 어느 하나는 하기 화학식 1 또는 화학식 2일 수 있다.
[화학식 1] [화학식 2]
Figure pat00014
Figure pat00015
또한 본 발명의 일 구현예에 따르면, Sp 는 -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-일 수 있고, 구체적으로 는 -COO- 일 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 R1 은 수소(H)일 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 n2 는 1 또는 2의 정수일 수 있고, 구체적으로 n2 는 2 일 수 있다. n2가 2일 경우 구조적으로 보다 안정할 수 있다.
또한 본 발명의 일 구현예에 따르면,
L 은 단일결합이고,
Z 는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐일 수 있다 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 수소(H)는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음). 이를 통하여 알킬 그룹 등과 같은 연결기를 가짐으로써, 용해도가 개선되어 우수한 저온 안정성을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 화학식 I의 광 안정제 화합물은 아민 코어 그룹이 도입되어 다중 작용기(multi-function)의 구조를 가지므로 용해도가 개선되고 저온안정성이 우수하다. 또한, 상기 화학식 I의 광 안정제 화합물은 말단에 HALS(Hindered Amine Light Stabilzer) 작용기가 도입되어 액정 조성물 또는 배향막에 잔류한 이온, 라디칼 등을 효과적으로 포획할 수 있는 스캐빈저(scavenger) 역할을 수행함으로써 액정 표시 장치의 잔상 개선 효과가 우수하다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물은 하기와 같은 반응식으로 합성될 수 있으며, 이에 제한되지 않고, 다양한 방법으로도 합성될 수 있다.
[반응식]
Figure pat00016
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 I 로 표시되는 화합물은 하기에 제시된 화합물들 중 어느 하나의 화합물일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
`
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00027
액정 조성물
본원의 제2 측면은 상기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물을 1종 또는 2종 이상 포함하는 액정 조성물을 제공한다. 본 측면에 따른 액정 조성물에 있어서, 본원의 제1 측면에서 기술한 내용이 모두 적용될 수 있으며, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 액정 조성물은 상술한 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물을 포함함으로써, 액정 조성물의 투명점, 탄성계수, 유전율 이방성 또는 굴절률 이방성 등 액정 조성물의 제반 물성에 불리한 영향을 미치지 않으면서도 저온 안정성과 잔상 개선 효과를 동시에 달성하여 액정 표시 장치의 열 또는 광에 대한 내성을 현저히 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물은 액정 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부, 0.001 내지 4 중량부, 0.001 내지 3 중량부, 0.001 내지 2 중량부, 0.001 내지 1 중량부, 구체적으로 0.001 내지 0.5 중량부, 0.001 내지 0.3 중량부, 0.003 내지 1 중량부, 0.003 내지 0.5 중량부, 또는 0.003 내지 0.3 중량부로 포함될 수 있으며, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 액정 조성물의 100 중량부에는 광 안정제 화합물의 함량은 포함되지 않을 수 있다. 상기 함량 범위를 초과할 경우, 액정 조성물의 물성이 변화할 수 있으며, 함량범위 미만일 경우, 개선효과가 떨어질 수 있다.
한편, 상기 액정 조성물에서, 상기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물은 상기 조성물이 적용되는 액정 패널의 특성에 맞게 다양한 종류의 액정 화합물과 조합될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 액정 조성물은 하기 화학식 II 로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다:
[화학식 II]
Figure pat00028
상기 화학식 II 에서,
Figure pat00029
는 고리 내 탄소(C)가 하나 이상의 산소(O)로 치환 또는 비치환된 1,4-시클로헥실렌, 또는 하나 이상의 수소(H)가 할로겐으로 치환 또는 비치환된 1,4-페닐렌이고,
R6 및 R7 은 각각 독립적으로 C1~7 알킬, C1~7 알콕시, 또는 C2~7 알케닐이고,
n4 는 1 내지 3의 정수이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 할로겐은 불소(F)일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 화학식 II 로 표시되는 화합물은 하기 화학식 II-1 내지 화학식 II-4로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으나, 이제 제한되지는 않는다.
[화학식 II-1]
Figure pat00030
[화학식 II-2]
Figure pat00031
[화학식 II-3]
Figure pat00032
[화학식 II-4]
Figure pat00033
상기 화학식 II-1 내지 II-4에서,
R6 및 R7은 상기 화학식 II에서의 정의와 동일하다.
상기 화학식 II-1로 표시되는 화합물은 액정 조성물이 낮은 점도를 유지하도록 하는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 화학식 II-1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 II-1-1 내지 화학식 II-1-5로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 이들 화합물은 상기 액정 조성물의 낮은 점도 유지에 특히 유용한 효과를 가질 수 있다.
[화학식 II-1-1]
Figure pat00034
[화학식 II-1-2]
Figure pat00035
[화학식 II-1-3]
Figure pat00036
[화학식 II-1-4]
Figure pat00037
[화학식 II-1-5]
Figure pat00038
상기 화학식 II로 표시되는 화합물은 유전율 이방성이 -1 내지 3 정도를 갖는 화합물로 액정 조성물이 낮은 회전점도를 가지면서 넓은 액정상 범위를 유지하도록 할 수 있는 화합물이다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 화학식 II로 표시되는 화합물은 액정 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부로 포함될 수 있으며, 이에 제한되지 않을 수 있다. 10 중량부 미만으로 포함하는 경우 상온에서 액정 조성물이 액정상의 범위를 벗어나거나 낮은 회전점도 구현이 어려울 수 있고, 50 중량부를 초과하면 액정 조성물의 유전율 이방성이 감소하여 디스플레이의 구동전압을 조절하는게 어려울 수 있다.
특히, 상기 화학식 II-1-2로 표시되는 화합물과 같이 말단에 이중결합이 있는 물질은 UV에 의해 잔상에 취약한 물질이다. 상기 화학식 II-1-2로 표시되는 화합물을 10 내지 50 중량부 포함한 액정 조성물에 화학식 I로 표시되는 화합물을 첨가하는 경우 조성물의 잔상을 개선할수 있다. 본 발명에서 전체 액정 조성물 100 중량부는 액정 조성물에 포함되는 모든 성분의 함량으로 산정될 수 있으며, 이에 제한되지 않으나, 예를 들면 액정 화합물, 광 안정제 화합물, 및 기타의 첨가제 등을 포함하여 산정될 수 있다.
액정 표시 장치
본원의 제3 측면은 상기 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다. 본 측면에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 본원의 제1 측면 또는 제2 측면에서 기술한 내용이 모두 적용될 수 있으며, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 액정 조성물은 상술한 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물을 포함함으로써, 액정 조성물의 투명점, 탄성계수, 유전율 이방성 또는 굴절률 이방성 등 액정 조성물의 제반 물성에 영향을 미치지 않으면서도 저온 안정성과 잔상 개선 효과를 동시에 달성하여 액정 표시 장치의 열 또는 광에 대한 내성을 현저히 개선할 수 있다.
따라서, 상기 액정 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에 알려진 다양한 방법을 통해 액정 표시 장치에 적용될 수 있으며, VA(Vertical Alignment), MVA(Multidomain Vertical Alignment), PVA(Patterned Vertical Alignment), PSA(Polymer Stabilized Vertical Alignment), PS-VA(Polymer Stabilized Vertical Alignment) 또는 IPS(In-Plane Switching), FFS(Fringe Field Switching), PLS(Plane to Line Switching), TN(Twisted Nemactic) 등 다양한 모드의 액정 표시 장치로 제조될 수 있다.
그러나, 본원은 여러 가지 상이한 형태의 액정 표시 장치에 적용될 수 있으면, 여기에서 설명하는 액정 표시 장치에 한정되지 않는다.
실시예
이하, 본원의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 실시예에 의하여 본원의 범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서 사용되는 액정 화합물은 코드로 표시된다. 상기 코드는 액정 화합물의 중심그룹을 이루는 환의 기호를 왼쪽부터 순차로 기재하고, 상기 중심그룹의 환을 연결하는 연결그룹을 순서에 맞게 기재한 후, 말단그룹을 오른쪽에 기재하여 작성한다. 이때, 중심그룹의 환과 중심그룹의 환을 연결하는 연결그룹 사이에는 별도의 구분 표시가 없으나, 중심그룹과 말단그룹 사이는 "-"을 기재하여 구분하며, 양 말단그룹은 "."을 기재하여 구분한다. 물질의 개별적인 약식 기호(코드)는 하기 표 1에 정리하였다.
Figure pat00039
상기 표 1을 참고하면, 다음 코드는 하기 표시된 구조의 액정 화합물을 의미한다.
<예시>
BAF-3.O2
Figure pat00040
제조예 1: 음(-)의 유전율을 가지는 혼합 액정의 제조
하기 표 2에 기재된 성분을 기재된 함량으로 혼합하여 하기 실시예에 따른 액정 조성물을 제조하고, 정리된 물성을 나타내었다.
Figure pat00041
제조예 2: 양(+)의 유전율을 가지는 혼합 액정의 제조
하기 표 3에 기재된 성분을 기재된 함량으로 혼합하여 하기 실시예에 따른 액정 조성물을 제조하고, 정리된 물성을 나타내었다.
Figure pat00042
실시예 1 : 화합물 I의 합성
[합성예 1] 화합물 1의 합성
하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 메틸 3-브로모프로피오네이트(methyl 3-bromopropionate) (22.69 g, 135.89 mmol)와 글리신 메틸 에스터 하이드로클로라이드(glycine methyl ester hydrochloride) (6.05 g, 67.95 mmol)를 아세토나이트릴(acetonitrile) 250 mL에 혼합하고, 여기에 포타슘카보네이트(potassium carbonate) (37.56 g, 271.78 mmol)와 포타슘아이오다이드(potassium iodide) (45.12 g, 271.78 mmol)를 첨가하여 48 시간 동안 환류 반응을 진행하였다. 반응 용액을 에틸아세테이트(ethyl acetate)와 물을 이용하여 추출한 후, 유기층을 농축하여 얻은 반응물을 실리카 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 무색 투명의 액체 화합물 1(14.15 g, 80% yield)을 수득하였다.
1H-NMR (CDCl3, Varian 400 MHz): δ = 3.84 (3H, s), 3.67 (6H, s), 3.31 (2H, s), 2.77 (4H, t, J = 7.6 Hz), 2.42 (4H, t, J = 7.6 Hz)
[반응식 1]
Figure pat00043
[합성예 2] 화합물 2의 합성
하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 화합물 1 (3.00 g, 11.48 mmol)과 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘(4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine) (16.25 g, 103.36 mmol)을 톨루엔(toluene) 120 mL에 혼합하고, 여기에 티타늄 테트라아이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide) (0.98 mL, 3.44 mmol)를 첨가하여 24 시간 동안 환류 반응을 진행하였다. 반응 용액을 농축한 후, 실리카 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 미색 투명의 액체 화합물 2(3.00 g, 41% yield)를 수득하였다.
1H-NMR (CDCl3, Varian 400 MHz): δ = 5.14-5.23 (3H, m), 3.28 (2H, s), 2.77 (4H, t, J = 7.6 Hz), 2.43 (4H, t, J = 7.6 Hz), 1.88-1.93 (6H, m), 1.23 (18H, s), 1.10-1.14 (24H, m)
[반응식 2]
Figure pat00044
1H-NMR (CDCl3, Varian 400 MHz): 도 1에 표시된 바와 같다.
실시예 2 : 화합물 II의 합성
[합성예 3] 화합물 3의 합성
하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이, 메틸 4-브로모뷰티레이트(methyl 4-bromobutyrate) (24.60 g, 135.89 mmol)와 글리신 메틸 에스터 하이드로클로라이드(glycine methyl ester hydrochloride) (6.05 g, 67.95 mmol)를 아세토나이트릴(acetonitrile) 250 mL에 혼합하고, 여기에 포타슘카보네이트(potassium carbonate) (37.56 g, 271.78 mmol)와 포타슘아이오다이드(potassium iodide) (45.12 g, 271.78 mmol)를 첨가하여 48 시간 동안 환류 반응을 진행하였다. 반응 용액을 에틸아세테이트(ethyl acetate)와 물을 이용하여 추출한 후, 유기층을 농축하여 얻은 반응물을 실리카 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 무색 투명의 액체 화합물 3(14.15 g, 72% yield)를 수득하였다.
1H-NMR (CDCl3, Varian 400 MHz): δ = 3.86 (3H, s), 3.67 (6H, s), 3.32 (2H, s), 2.60 (4H, t, J = 6.8 Hz), 2.36 (4H, t, J = 7.6 Hz), 1.75 (4H, quintet, J = 7.2 Hz)
[반응식 3]
Figure pat00045
[합성예 4] 화합물 4의 합성
하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 화합물 3 (3.00 g, 10.37 mmol)과 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘(4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine)을 톨루엔(toluene) 120 mL에 혼합하고, 여기에 티타늄 테트라아이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide) (0.92 mL, 3.11 mmol)를 첨가하여 24 시간 동안 환류 반응을 진행하였다. 반응 용액을 농축한 후, 실리카 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 미색 투명의 액체 화합물 4(3.00 g, 43% yield)를 수득하였다.
1H-NMR (CDCl3, Varian 400 MHz): δ = 5.14-5.23 (3H, m), 3.29 (2H, s), 2.62 (4H, t, J = 7.2 Hz), 2.32 (4H, t, J = 7.2 Hz), 1.88-1.93 (6H, m), 1.74 (4H, quintet, J = 7.2 Hz), 1.23 (18H, s), 1.10-1.14 (24H, m)
[반응식 4]
Figure pat00046
1H-NMR (CDCl3, Varian 400 MHz): 도 2에 표시된 바와 같음.
실시예 3: 본 발명에 따른 액정 조성물의 제조
제조예 1의 혼합 액정 100 중량부에 대해 실시예 1에서 제조된 화합물 1 0.01 중량부를 혼합하여 본 발명에 따른 액정 조성물을 제조하였다.
실시예 4: 본 발명에 따른 액정 조성물의 제조
제조예 1의 혼합 액정 100 중량부에 대해 실시예 2에서 제조된 화합물 2 0.01 중량부를 혼합하여 본 발명에 따른 액정 조성물을 제조하였다.
실시예 5: 본 발명에 따른 액정 조성물의 제조
제조예 2의 혼합 액정 0.01 중량부에 대해 실시예 1에서 제조된 화합물 1 0.01 중량부를 혼합하여 본 발명에 따른 액정 조성물을 제조하였다.
실시예 6: 본 발명에 따른 액정 조성물의 제조
제조예 2의 혼합 액정 100 중량부에 대해 실시예 2에서 제조된 화합물 2 0.01 중량부를 혼합하여 본 발명에 따른 액정 조성물을 제조하였다.
비교예
국제공개공보 WO 제2009/129911호에 개시된 하기 화학식의 화합물{티누빈(TINUVIN)® 770}을 광 안정제로 사용하였다.
Figure pat00047
비교예 1
제조예 1의 혼합 액정 100 중량부에 대해 상기 화학식 I로 표시되는 화합물 대신 상기 화합물 0.01 중량부를 혼합하여 액정 조성물을 제조하였다.
비교예 2
제조예 2의 혼합 액정100 중량부에 대해 상기 화학식 I로 표시되는 화합물 대신 상기 화합물 0.01 중량부를 혼합하여 액정 조성물을 제조하였다.
액정 조성물인 실시예 3 내지 6 및 비교예 1, 2의 물성을 비교하였으며, 그 결과는 아래 표 4에 나타난 바와 같다.
Figure pat00048
광 안정제 화합물이 첨가된 액정 조성물인 실시예 3 내지 6 및 비교예 1, 2는 물성은 제조예 1, 2와 거의 동등하였다. 반면, 본원에서 개발한 광 안정제 화합물이 함유된 실시예 3 내지 6 의 액정 조성물은 저온 안정성이 보다 우수함을 확인하였다.
액정 화합물 및 액정 조성물 평가 방법
액정 화합물 및 액정 조성물의 저온 안정성 및 물성은 하기 기재된 방법에 따라 평가하였다.
(1) 저온 안정성
10 mL 바이알에 액정 혼합물(혼합 액정, 및 화학식 I로 표시되는 화합물을 혼합 액정 100 중량부에 대해 0.1 중량부로 혼합한 액정 조성물 티누빈(TINUVIN)® 770을 혼합 액정 100 중량부에 대해 0.1 중량부로 혼합한 액정 조성물)을 2g 넣고 -25℃ 냉동고에 보관하였다. 1일 간격으로 재결정 여부를 확인하였다. 최초 냉동고 보관일로부터 20일 이전에 재결정이 발생시 "석출"이라고 표시하였고, 20일 이후에도 액정상을 그대로 유지하면 "우수"라 표현하였다.
(2) 투명점(Tc)
투명점을 측정하고자 하는 액정 조성물을 스포이드로 슬라이드 글라스 위에 한 방울 떨어뜨린 후, 커버 글라스로 덮어 투명점 측정을 위한 샘플을 제조하였다.
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.
(3) 굴절률 이방성(n)
액정 조성물의 굴절률 이방성(n)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(n)을 측정하였다.
[식 1]
n = n∥ - n⊥
(4) 유전율 이방성(ε)
액정 조성물의 유전율 이방성(ε)은 하기와 같이 측정된 εε∥ 및 ε⊥를 식 2에 대입하여 계산하였다.
[식 2]
ε = ε∥ - ε⊥
① 유전율 ε∥ 의 측정: 2 장의 유리 기판의 ITO 패턴이 형성된 면에 수직 배향제를 도포하여 수직 배향막을형성하였다. 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 소자에측정 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 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.
(5) 회전 점도(γ1)
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 하나 의 기판에 스페이서를 도포한 후 2 장의 유리 기판을 합착시켰다. 그리고, 이 소자에 액정 조성물을 주입하여 밀봉하였다. 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.
(6) 탄성상수(K11, K22, K33)
20㎛ 수평 시편에 실시예 및 비교예의 액정 조성물을 주입 후 0V에서 20V까지 전압을 인가하면서 전기용량의 변화를 통해 탄성계수를 구하였다. 여기서 K11는 펼침(splay) 탄성계수, K22는 꼬임(twist) 탄성계수, K33는 꺽임(band) 탄성계수를 의미하고, K22는 (K11)/2로 단순화하여 계산하였다. 측정온도는 20℃이다.
(7) 전압 유지율(VHR)
2 장의 유리 기판의 ITO 패턴이 형성된 면에 수평 배향제를 도포하여 수평 배향막을 형성하였다. 이어서, 수평배향막이 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 합착하고, 120℃의 진공 오븐에서 약 4 시간 동안 건조시켰다. 그리고, 이 소자에 실시예 및 비교예의 액정 조성물을 주입하여 밀봉하였다.
ESPEC Corp.에서 제조한 온도 controller(Model SU-241)를 장착한 Toyo Corp.의 Model 6254 장비를 사용하여, 70℃에서 3Hz로 소자의 전압 유지율을 측정하였다.
- 열처리 후의 전압 유지율 측정
상기 초기 전압 유지율의 측정을 위한 셀과 동일한 방법으로 셀을 제조하고, 100℃의 온도에서 120 시간 동안 방치하여 상기 셀에 stress를 가하였다. 그리고, 상기 열처리한 셀을 이용하여 초기 전압 유지율을 측정한 조건과 동일한 조건에서 전압 유지율을 측정하였다.
- UV 조사 후의 전압 유지율 측정
상기 초기 전압 유지율의 측정을 위한 셀과 동일한 방법으로 셀을 제조하고, 9J의 UV를 조사한 후, 초기 전압 유지율을 측정한 조건과 동일한 조건으로 UV 조사 후의 전압 유지율을 측정하였다.
(8) RDC (Residual Direct Current)
상기 초기 전압 유지율의 측정을 위한 셀과 동일한 방법으로 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 2의 액정 조성물을 이용하여 셀을 제조하고, TOYO Corporation Model 6254C 장비를 이용하여 하기의 조건으로 RDC를 측정하였다. 실시하였다.
측정 온도 60℃, 측정 전압 DC 5V, 600sec 에서 Relaxtion time 2,900sec, warming up time을 5hrs로 설정하여 Vsat. 값을 도출하였다.
(9) 비저항 (SR)
비저항 셀에 측정하고자 하는 액정 조성물을 1ml 주입하고, 측정기기 SR-6517 (toyo Corp.) 장비를 이용하여 비저항을 측정하였다. 비저항(ρ)은 하기 식3 에 대입하여 도출하였다.
[식 3]
ρ [Ω·cm] = R x s / d
(R: 액정의 저항값, s: 전극면적(cm2), d: 전극간 거리(cm)
- 열처리 후의 비저항 측정
10ml 바이알에 실시예 3, 6 및 비교예 1, 2를 각각 소분하여, 바이알 내부를 질소 분위기로 치환한 후, 밀봉하였다. 150℃의 온도에서 1 시간 동안 방치하여 상기 열스트레스를 가하였다. 그리고, 상기 열처리한 제조예 3 내지 6 및 비교예 1 내지 2를 이용하여 초기 비저항을 측정한 조건과 동일한 조건에서 비저항을 측정하였다.
- UV 조사 후의 비저항 측정
10ml 바이알에 실시예 3, 6 및 비교예 1, 2를 각각 소분하여, 바이알 내부를 질소 분위기로 치환한 후, 밀봉하였다. 9J의 UV를 조사한 후, 초기 비저항을 측정한 조건과 동일한 조건으로 UV 조사 후의 비저항을 측정하였다.
실험예: 액정 조성물의 물성 평가
액정 조성물인 실시예 3, 6 및 비교예 1, 2의 물성을 비교하였으며, 그 결과는 아래 표 5에 나타난 바와 같다.
Figure pat00049
실시예 3, 6는 비교예 1, 2와 비교하여 RDC는 미세하게 우수하였고, 전압유지율(VHR)는 거의 동등함을 확인하였다. 한편, 실시예 3 및 6의 비저항 값이 우수함을 확인하였다. 특히 초기 대비 열 및 UV 스트레스 후 비저항이 매우 우수하다. 본원에서 개발한 광 안정제 화합물이 열 또는 광에 대한 우수한 내성을 가짐을 확인하였다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. 하기 화학식 I 로 표시되는 광 안정제 화합물:
    [화학식 I]
    Figure pat00050

    상기 화학식 I 에서,
    T1 내지 T3 는 각각 독립적으로 수소(H) 또는 하기 화학식 1 내지 화학식 4 중 어느 하나이고, (이때, T1 내지 T3 중 적어도 어느 하나는 하기 화학식 1 내지 화학식 3 중 어느 하나임)
    [화학식 1] [화학식 2]
    Figure pat00051
    Figure pat00052

    [화학식 3] [화학식 4]
    Figure pat00053
    Figure pat00054

    Sp 는 단일결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-이고,
    R1 은 H, 또는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
    R2 내지 R5 는 각각 독립적으로 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
    Y는 H, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬, C1~10 직쇄 또는 분지형알콕시 또는 C2~10 직쇄 또는 분지형알케닐이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬, C1~10 직쇄 또는 분지형알콕시 또는 C2~10 직쇄 또는 분지형알케닐의 하나 이상의 비인접한 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
    n2 는 1 내지 4의 정수이고,
    A1 내지 A3 는 각각 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되며,
    [화학식 5]
    Figure pat00055

    L 은 단일결합, -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-이고,
    Z 는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐, 또는 C5~20 고리기이고 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 수소(H)는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있으며, C5~20 고리기의 하나 이상의 탄소(C) 원자는 O, N 또는 S로 치환될 수 있고 C5~20 고리기의 하나 이상의 수소는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
    n3 는 1 또는 2의 정수이고, n3이 2인 경우 L, Z는 각각 서로 같거나 다를 수 있다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 T1 내지 T3 중 적어도 어느 하나는 하기 화학식 1 또는 화학식 2인,
    [화학식 1] [화학식 2]
    Figure pat00056
    Figure pat00057

    광 안정제 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Sp 는 -CH=CH-, -C≡C-, -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -OCO-, -CO-, -O-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2- 또는 -CF2O-인, 광 안정제 화합물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 Sp 는 -COO- 인, 광 안정제 화합물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 R1 은 수소(H) 인, 광 안정제 화합물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 n2 는 1 또는 2의 정수인, 광 안정제 화합물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 L 은 단일결합이고,
    상기 Z 는 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐인 (이때, C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 메틸렌기(-CH2-)는 각각 서로 독립적으로, 산소(O) 원자들이 서로 직접 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 또는 -O-CO-O-로 대체될 수 있고 C1~10 직쇄 또는 분지형알킬레닐의 하나 이상의 수소(H)는 F, Cl 또는 CF3로 대체될 수 있음),
    광 안정제 화합물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 I은 하기 화합물들 중 어느 하나인 광 안정제 화합물:
    Figure pat00058
    Figure pat00059

    Figure pat00060
    `
    Figure pat00061

    Figure pat00062
    Figure pat00063

    Figure pat00064
    Figure pat00065

    Figure pat00066
    Figure pat00067

    Figure pat00068
    .
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 광 안정제 화합물을 포함하는 액정 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    하기 화학식 II 로 표시되는 화합물을 더 포함하는 액정 조성물:
    [화학식 II]
    Figure pat00069

    상기 화학식 II 에서,
    Figure pat00070
    는 고리 내 탄소(C)가 하나 이상의 산소(O)로 치환 또는 비치환된 1,4-시클로헥실렌, 또는 하나 이상의 수소(H)가 할로겐으로 치환 또는 비치환된 1,4-페닐렌이고,
    R6 및 R7 은 각각 독립적으로 C1~7 알킬, C1~7 알콕시, 또는 C2~7 알케닐이고,
    n4 는 1 내지 3의 정수이다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 할로겐은 불소(F)인 액정 조성물.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 안정제 화합물은 액정 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부로 포함되는 액정 조성물.
  13. 제 9 항의 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치.
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