KR20210063515A - Liquid crystal composition and display device comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal composition and a display device including the same.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.The importance of the display device is increasing with the development of multimedia. In response to this, various types of display devices such as a liquid crystal display (LCD) and an organic light emitting display (OLED) are being used.
그 중 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.Among them, a liquid crystal display device is one of the most widely used flat panel display devices at present, and includes two substrates on which field generating electrodes such as a pixel electrode and a common electrode are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween. . A liquid crystal display displays an image by applying a voltage to an electric field generating electrode to generate an electric field in a liquid crystal layer, thereby determining the direction of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer and controlling the polarization of incident light.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공정 중에 발생할 수 있는 정전기성 불량을 방지할 수 있는 액정 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition capable of preventing electrostatic defects that may occur during a process, and a display device including the same.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 액정 조성물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해, 각각, 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 19.5 내지 24.5 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물 3.5 내지 8.5 중량부, 하기 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물 3 내지 8 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물 8.5 내지 13.5 중량부, 하기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물 18 내지 23 중량부, 하기 화학식 6으로 표시되는 액정 화합물 1 내지 6 중량부, 하기 화학식 7로 표시되는 액정 화합물 11.5 내지 16.5 중량부, 및 하기 화학식 8로 표시되는 액정 화합물 15 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. The liquid crystal composition according to an embodiment for solving the above problems is 19.5 to 24.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 1, respectively, 3.5 to 8.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 2, based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition Parts by weight, 3 to 8 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following formula (3), 8.5 to 13.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following formula (4), 18 to 23 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following formula (5), represented by the following formula (6) 1 to 6 parts by weight of the liquid crystal compound, 11.5 to 16.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 7, and 15 to 20 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 8.
[화학식 1] [Formula 1]
[화학식 2] [Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
[화학식 4] [Formula 4]
[화학식 5] [Formula 5]
[화학식 6] [Formula 6]
[화학식 7] [Formula 7]
[화학식 8] [Formula 8]
상기 화학식 1 내지 8에서, X 및 Y는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.In Formulas 1 to 8, X and Y may each independently be an alkyl group or an alkenyl group having 1 to 7 carbon atoms.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 X 및 Y가 알킬기인 제1 액정 화합물과, X가 알킬기 또는 알케닐기 중 선택되고 Y가 나머지 하나인 제2 액정 화합물을 포함할 수 있다.The liquid crystal compound represented by Formula 1 may include a first liquid crystal compound in which X and Y are an alkyl group, and a second liquid crystal compound in which X is selected from an alkyl group or an alkenyl group and Y is the other one.
상기 제2 액정 화합물의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 전체 100 중량부에 대해 18 내지 36 중량부로 포함될 수 있다.The content of the second liquid crystal compound may be included in an amount of 18 to 36 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal compound represented by Formula 1 above.
하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다. It may further include a compound represented by the following formula (9).
[화학식 9][Formula 9]
상기 화학식 9로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 0.2 내지 0.5 중량부일 수 있다.The content of the compound represented by Formula 9 may be 0.2 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition.
상기 액정 조성물은 액정패널의 위상차(Δnd)가 310 내지 350nm이고, 탄성 계수(K33)는 15 내지 18 pN이며, 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.The liquid crystal composition may have a phase difference (Δnd) of 310 to 350 nm of the liquid crystal panel, an elastic modulus (K33) of 15 to 18 pN, and satisfy Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
6.95 ≤ 회전 점도(γ1) / 탄성 계수(K33) ≤ 7.356.95 ≤ Rotational viscosity (γ1) / Modulus of elasticity (K33) ≤ 7.35
상기 액정 조성물은 탄성 계수(K11)가 13.5 내지 15.5 pN일 수 있다.The liquid crystal composition may have an elastic modulus (K11) of 13.5 to 15.5 pN.
상기 액정 조성물은 굴절률 이방성(Δn)이 0.1064 내지 0.1068일 수 있다.The liquid crystal composition may have a refractive index anisotropy (Δn) of 0.1064 to 0.1068.
상기 액정 조성물은 유전율 이방성(Δε)이 -3.1 내지 -3.5일 수 있다.The liquid crystal composition may have a dielectric anisotropy (Δε) of -3.1 to -3.5.
상기 액정 조성물은 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.The liquid crystal composition may satisfy Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
4.3 ≤ 탄성 계수(K33) / 유전율 이방성(Δε) ≤ 5.64.3 ≤ modulus of elasticity (K33) / dielectric anisotropy (Δε) ≤ 5.6
또한, 일 실시예에 따른 표시 장치는 화소 전극을 포함하는 제1 기판, 공통 전극을 포함하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며, 상기 액정층은, 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해, 각각, 하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 19.5 내지 24.5 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물 3.5 내지 8.5 중량부, 하기 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물 3 내지 8 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물 8.5 내지 13.5 중량부, 하기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물 18 내지 23 중량부, 하기 화학식 6으로 표시되는 액정 화합물 1 내지 6 중량부, 하기 화학식 7로 표시되는 액정 화합물 11.5 내지 16.5 중량부, 및 하기 화학식 8로 표시되는 액정 화합물 15 내지 20 중량부를 포함하는 액정 조성물을 포함할 수 있다. In addition, a display device according to an embodiment includes a first substrate including a pixel electrode, a second substrate including a common electrode, and a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate, wherein the liquid crystal The layer is, based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, 19.5 to 24.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 1, 3.5 to 8.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 2, and the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 3 3 to 8 parts by weight, 8.5 to 13.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 4, 18 to 23 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 5, 1 to 6 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 6, It may include a liquid crystal composition comprising 11.5 to 16.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by 7, and 15 to 20 parts by weight of the liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 8.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2] [Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
[화학식 4] [Formula 4]
[화학식 5] [Formula 5]
[화학식 6] [Formula 6]
[화학식 7] [Formula 7]
[화학식 8] [Formula 8]
상기 화학식 1 내지 8에서, X 및 Y는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.In Formulas 1 to 8, X and Y may each independently be an alkyl group or an alkenyl group having 1 to 7 carbon atoms.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 X 및 Y가 알킬기인 제1 액정 화합물과, X가 알킬기 또는 알케닐기 중 선택되고 Y가 나머지 하나인 제2 액정 화합물을 포함할 수 있다.The liquid crystal compound represented by Formula 1 may include a first liquid crystal compound in which X and Y are an alkyl group, and a second liquid crystal compound in which X is selected from an alkyl group or an alkenyl group and Y is the other one.
상기 제2 액정 화합물의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 전체 100 중량부에 대해 18 내지 36 중량부로 포함될 수 있다.The content of the second liquid crystal compound may be included in an amount of 18 to 36 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal compound represented by Formula 1 above.
하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.It may further include a compound represented by the following formula (9).
[화학식 9][Formula 9]
상기 화학식 9로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 0.2 내지 0.5 중량부일 수 있다.The content of the compound represented by Formula 9 may be 0.2 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition.
상기 액정 조성물은 액정패널의 위상차(Δnd)가 310 내지 350nm이고, 탄성 계수(K33)는 15 내지 18 pN이며, 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.The liquid crystal composition may have a phase difference (Δnd) of 310 to 350 nm of the liquid crystal panel, an elastic modulus (K33) of 15 to 18 pN, and satisfy Equation 1 below.
[수학식 1] [Equation 1]
6.95 ≤ 회전 점도(γ1) / 탄성 계수(K33) ≤ 7.356.95 ≤ Rotational viscosity (γ1) / Modulus of elasticity (K33) ≤ 7.35
상기 액정 조성물은 탄성 계수(K11)가 13.5 내지 15.5 pN일 수 있다.The liquid crystal composition may have an elastic modulus (K11) of 13.5 to 15.5 pN.
상기 액정 조성물은 굴절률 이방성(Δn)이 0.1064 내지 0.1068일 수 있다.The liquid crystal composition may have a refractive index anisotropy (Δn) of 0.1064 to 0.1068.
상기 액정 조성물은 유전율 이방성(Δε)이 -3.1 내지 -3.5일 수 있다.The liquid crystal composition may have a dielectric anisotropy (Δε) of -3.1 to -3.5.
상기 액정 조성물은 하기 수학식 2를 만족할 수 있다.The liquid crystal composition may satisfy Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
4.3 ≤ 탄성 계수(K33) / 유전율 이방성(Δε) ≤ 5.64.3 ≤ modulus of elasticity (K33) / dielectric anisotropy (Δε) ≤ 5.6
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
일 실시예에 따른 액정 조성물에 의하면, 탄성 계수(K33)를 증가시키고 유전율 이방성(Δε)을 감소시켜 액정의 문턱전압을 증가시킬 수 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 표시 장치는 텍스쳐 불량을 감소시킬 수 있다.According to the liquid crystal composition according to an embodiment, the threshold voltage of the liquid crystal may be increased by increasing the elastic modulus (K33) and decreasing the dielectric anisotropy (Δε). Accordingly, the display device according to an exemplary embodiment may reduce texture defects.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the embodiments are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 도 1의 화소의 레이아웃을 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 절취선 I-I'에 따른 단면도.
도 4는 도 3의 A 영역을 확대한 도면.
도 5는 텍스쳐 불량을 발생한 표시 장치의 이미지.
도 6 및 도 7은 유전율 이방성에 따른 화소의 이미지.
도 8 및 도 9는 탄성 계수에 따른 화소의 이미지.1 is an exploded perspective view illustrating a display device according to an exemplary embodiment;
FIG. 2 is a plan view illustrating a layout of a pixel of FIG. 1 ;
Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line II' of Fig. 2;
FIG. 4 is an enlarged view of area A of FIG. 3 ;
5 is an image of a display device having a texture defect;
6 and 7 are images of pixels according to dielectric anisotropy.
8 and 9 are images of pixels according to the elastic modulus.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms different from each other, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to the possessor, and the invention is only defined by the scope of the claims.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. When elements or layers are referred to as “on” of another element or layer includes all cases of interposing another layer or another element directly on or in the middle of another element. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification. The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments are examples, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다. Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a display device according to an exemplary embodiment;
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 스마트폰, 휴대 전화기, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 텔레비전, 게임기, 손목 시계형 전자 기기, 헤드 마운트 디스플레이, 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 노트북 컴퓨터, 자동차 네비게이션, 자동차 계기판, 디지털 카메라, 캠코더, 외부 광고판, 전광판, 의료 장치, 검사 장치, 냉장고와 세탁기 등과 같은 다양한 가전 제품, 또는 사물 인터넷 장치에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a display device according to an exemplary embodiment includes a smart phone, a mobile phone, a tablet PC, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a television, a game console, a wrist watch type electronic device, and a head mounted display. , personal computer monitors, notebook computers, car navigation systems, car dashboards, digital cameras, camcorders, external billboards, electric signs, medical devices, inspection devices, various home appliances such as refrigerators and washing machines, or Internet of Things devices.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 기판(100), 제1 기판(100)과 대향하는 제2 기판(200), 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에 개재되는 액정층(300)을 포함할 수 있다. 액정층(300)은 복수의 액정(LC)을 포함하고, 액정(LC)은 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다.A display device according to an exemplary embodiment includes a
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역이고, 비표시 영역(NA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸며 차광되는 영역일 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소(PX)를 포함한다. 상기 각 화소(PX)는 색 표시를 구현하기 위해서 기본색 중 하나의 색을 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 화소(PX)는 적색을 표시하는 적색 화소(R), 녹색을 표시하는 녹색 화소(G) 및 청색을 표시하는 청색 화소(B)를 포함할 수 있다. 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 반복 배치되어 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 게이트 라인(GL)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 배치되고 데이터 라인(DL)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어, 복수의 화소(PX)들 각각에 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신호를 전달할 수 있다.A display device according to an embodiment may include a display area DA and a non-display area NA. The display area DA may be an area in which an image is displayed, and the non-display area NA may be an area surrounding the display area DA and shielded from light. The display area DA includes a plurality of pixels PX. Each of the pixels PX may display one of the primary colors to realize color display. For example, the plurality of pixels PX may include a red pixel R displaying red, a green pixel G displaying green, and a blue pixel B displaying blue. The red pixel R, the green pixel G, and the blue pixel B may be repeatedly arranged in the first direction DR1 and the second direction DR2 and arranged in a matrix form. The gate line GL extends in the first direction DR1 and the data line DL extends in the second direction DR2 to provide a gate driving signal and a data driving signal to each of the plurality of pixels PX. can transmit
도 2는 도 1의 화소의 레이아웃을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 절취선 I-I'에 따른 단면도이며, 도 4는 도 3의 A 영역을 확대한 도면이다.FIG. 2 is a plan view showing the layout of the pixel of FIG. 1 , FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 2 , and FIG. 4 is an enlarged view of area A of FIG. 3 .
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 기판(100)은 액정층(300) 내의 액정(LC)의 배향 방향을 제어하기 위한 스위칭 소자(120)가 배치된 기판이고, 제2 기판(200)은 제1 기판(100)과 함께 액정층(300)을 밀봉하기 위한 대향 기판일 수 있다.2 and 3 , the
제1 기판(100)은 제1 절연 기판(110), 제1 절연 기판(110) 상에 배치된 스위칭 소자(120), 및 스위칭 소자(120) 상에 배치된 화소 전극(150)을 포함할 수 있다.The
제1 절연 기판(110)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 절연 기판(110)은 유리 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 또한, 제1 절연 기판(110)은 가요성(flexible)을 가질 수도 있다.The first insulating
제1 절연 기판(110) 상에는 스위칭 소자(120)가 배치될 수 있다. 스위칭 소자(120)는 제1 절연 기판(110) 상에 배치된 게이트 전극(121), 게이트 전극(121) 상에 배치된 반도체층(122), 및 반도체층(122) 상에서 서로 이격 배치된 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)을 포함하는 박막 트랜지스터일 수 있다.The switching
게이트 전극(121)은 게이트 라인(GL)과 연결되어 게이트 구동 신호를 전달한다. 게이트 전극(121)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 형성된다. 또한, 게이트 전극(121)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다층일 수 있다. 예를 들면, 게이트 전극(121)은 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴 또는 몰리브덴/알루미늄의 2중층일 수 있다.The
게이트 전극(121) 상에 게이트 전극(121)을 절연시키는 게이트 절연막(131)이 배치될 수 있다. 게이트 절연막(131)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘산화질화물(SiOxNy)로 이루어질 수 있으며, 단층 또는 이들의 다층일 수 있다.A
게이트 절연막(131) 상에 반도체층(122)이 배치될 수 있다. 반도체층(122)은 게이트 절연막(131) 상에서 게이트 전극(121)과 중첩될 수 있다. 반도체층(122)은 실리콘 반도체나 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 실리콘 반도체는 비정질 실리콘 또는 결정화된 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 여기서, 다결정 실리콘은 이동도가 높아(100㎠/Vs 이상), 에너지 소비 전력이 낮고 신뢰성이 우수할 수 있고 산화물 반도체는 오프-전류(Off-Current)가 낮으므로 본 실시예에서는 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있다. A
반도체층(122) 상에 서로 이격된 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 배치될 수 있다. 소스 전극(123)은 데이터 라인(DL)과 연결되어 데이터 구동 신호를 전달할 수 있고, 드레인 전극(124)은 화소 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다.A
소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 단층인 경우, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 다층인 경우, 구리/티타늄 또는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴의 2층, 티타늄/알루미늄/티타늄, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴의 3층으로 이루어질 수 있다. The
전술한 스위칭 소자(120) 상에 스위칭 소자(120)를 보호할 수 있는 보호막(133)이 배치될 수 있다. 보호막(133)은 무기물, 유기물 또는 이들의 혼합으로 이루어질 수 있다. 보호막(133)이 무기물인 경우 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화질화물(SiOxNy)의 단층 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다. 보호막(133)이 유기물인 경우 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), 아크릴레이트계 수지(acrylate series resin) 등의 유기물로 이루어질 수 있다. 보호막(133)이 무기물과 유기물의 혼합인 경우, 유기물이 무기물 상에 배치되어 하부의 단차를 평탄화할 수 있다. A
보호막(133) 상에 화소 전극(150)이 배치될 수 있다. 화소 전극(150)은 컨택홀(140)을 통해 드레인 전극(124)에 연결되어 데이터 구동 신호에 의해 제어될 수 있다. The
화소 전극(150)은 제1 줄기부(151), 줄기부(151)로부터 바깥쪽으로 연장되고 슬릿(153)을 사이에 두고 서로 이격된 복수의 가지부(152), 스위칭 소자(120)로 연장된 연장부(154)를 포함할 수 있다. The
줄기부(151)는 제1 방향(DR1)으로 연장되는 가로 줄기부 및 제2 방향(DR2)으로 연장되는 세로 줄기부를 포함할 수 있다. 줄기부(151)는 화소 전극(150)을 부영역들, 즉 도메인들로 나눌 수 있다. 줄기부(151)는 예를 들어 십자 형상으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 화소 전극(150)은 줄기부(151)에 의해 4개의 부영역들로 나뉠 수 있다. 부영역들 각각에 위치하는 가지부(152)는 서로 연장되는 방향이 다를 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 우상 방향의 부영역에 위치하는 가지부(152)는 줄기부(151)로부터 우상 방향으로 비스듬하게 연장되고, 우하 방향의 부영역에 위치하는 가지부(152)는 줄기부(151)로부터 우하 방향으로 비스듬하게 연장될 수 있다. 또한 좌상 방향의 부영역에 위치하는 가지부(152)는 줄기부(151)로부터 좌상 방향으로 비스듬하게 연장되고, 좌하방향의 부영역에 위치하는 가지부(152)는 줄기부(151)로부터 좌하 방향으로 비스듬하게 연장될 수 있다. 연장부(154)는 줄기부(151) 또는 가지부(152)로부터 스위칭 소자(120)로 연장되어 컨택홀(140)을 통해 드레인 전극(124)과 연결될 수 있다.The
화소 전극(150)은 빛이 투과될 수 있는 투명한 도전 물질을 포함할 수 있다. 화소 전극(150)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO) 또는 인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zinc Oxide, ITZO)로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않으며 투명하면서 도전성을 가진 물질이라면 사용 가능하다. The
화소 전극(150) 상에는 제1 배향막(160)이 배치될 수 있다. 제1 배향막(160)은 수직 배향기를 포함할 수 있으며, 수직 배향기를 통해 액정층(300) 내 액정(LC)들의 초기 수직 배향을 유도할 수 있다. 제1 배향막(160)은 폴리아믹산(Polyamic acid) 또는 폴리이미드(Polyimide)를 포함할 수 있다.A
한편, 제2 기판(200)은 제2 절연 기판(210), 제2 절연 기판(210) 상에 배치된 차광 부재(220), 컬러 필터(230), 및 차광 부재(220)와 컬러 필터(230) 상에 배치된 공통 전극(250)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the
제2 절연 기판(210)은 제1 절연 기판(110)과 같은 투명한 절연 기판일 수 있다. 차광 부재(220)는 적어도 특정 파장 대역의 광을 흡수하거나 반사하여 광의 투과를 차단하는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광 부재(220)는 인접한 화소들 간의 경계에 배치되어 혼색 불량을 방지할 수 있다. The second
컬러 필터(230)는 투과광의 특정 파장 대역을 흡수하거나, 또는 투과광의 파장을 특정 파장으로 시프트(shift) 또는 변환하는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 컬러 필터(230)는 특정 파장 대역의 광만을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 도 3에는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)가 제2 기판(200)에 배치된 것을 예시하고 있으나, 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230) 중 하나 이상은 제1 기판(100)에 배치될 수도 있다. The
차광 부재(220) 및 컬러 필터(230) 상에 오버코트층(240)이 배치될 수 있다. 오버코트층(240)은 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 오버코트층(240)은 제2 기판(210) 상에 적층된 구성 요소들에 의한 단차를 평탄화할 수 있다. An
오버코트층(240) 상에 공통 전극(250)이 배치될 수 있다. 공통 전극(250)은 복수의 화소들 상에 배치되어 공통 전압을 인가할 수 있다. 공통 전극(250)은 화소 전극(150)과 함께 액정층(300)에 수직 전계를 형성할 수 있다. 공통 전극(250)은 화소 전극(150) 과 함께 액정층(300)에 전계를 형성하여 액정(LC)의 배향 방향을 제어할 수 있다. 도 3 에는 제1 기판(100)에 화소 전극(150)이 배치되고 제2 기판(200)에 공통 전극(250)이 배치된 것을 예시하고 있으나, 화소 전극(150)과 공통 전극(250)은 동일 기판에 배치될 수도 있다.A
공통 전극(250) 상에 제2 배향막(260)이 배치될 수 있다. 제2 배향막(260)은 제1 배향막(160)과 동일하게 구성됨으로써 중복되는 설명은 생략한다.A
제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이에 액정층(300)이 배치될 수 있다. 액정층(300)은 복수의 액정(LC)들을 포함할 수 있다. 액정층(300)을 이루는 액정 조성물은 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 액정(LC)은 초기 배향 상태에서 그 장축이 배향 표면에 대해 대략 수직한 방향으로 배향되어 안정화된 상태를 유지하고 있을 수 있다. 또한, 액정(LC)은 소정의 선경사 각도를 가지고 안정화된 상태를 유지할 수 있다. The
음의 유전율 이방성을 갖는 액정(LC)은 화소 전극(150)과 공통 전극(250)이 형성하는 수직 전계에 의해 그 장축이 상기 전계의 방향에 대해 소정의 각도를 이루도록 기울어질 수 있다. 액정(LC)의 장축이 방향이 변화함에 따라 위상차 지연값이 달라지고 그에 따라 액정층(300)을 투과하는 광의 양이 조절될 수 있다. 실시예에서, 초기 배향 상태라 함은 액정층(300)에 전계가 형성되지 않은 상태에서의 액정(LC)의 배향 상태를 의미한다.The liquid crystal LC having negative dielectric anisotropy may be inclined so that its long axis forms a predetermined angle with respect to the direction of the electric field by the vertical electric field formed by the
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 고분자 안정화 수직배향 모드(PS-VA mode : Polymer Stabilized-Vertical Alignment mode)일 수 있다. 고분자 안정화 수직배향 모드는 반응성 메조겐(RM : Reactive Mesogen)들의 중합체들로 구성된 고분자 네트워크를 통해 액정(LC)의 선경사 배향을 안정화시킬 수 있다. 액정층(300)은 액정(LC)과 반응성 메조겐(RM)을 포함할 수 있다. 반응성 메조겐(RM)은 UV 노광 공정을 통해 반응성 메조겐(RM)들의 중합체로 구성된 고분자 네트워크를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the display device according to an exemplary embodiment may be in a polymer stabilized vertical alignment mode (PS-VA mode). The polymer stabilization vertical alignment mode can stabilize the pre-tilt alignment of the liquid crystal (LC) through a polymer network composed of polymers of reactive mesogens (RM). The
액정층(300)에 전계를 형성하면, 액정(LC)들은 그 전계에 응답하여 화소 전극(150)의 가지부(152)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어지며 하나의 화소에서 액정(LC)들이 기울어지는 방향은 총 4방향이 될 수 있다. 액정층(300)에 전계를 가한 상태에서 UV를 조사하면 반응성 메조겐이 중합 반응을 하여 전술한 제1 배향막(160) 및 제2 배향막(260)에 접하는 중합체들로 구성된 고분자 네트워크를 형성한다. 액정(LC)들은 고분자 네트워크에 의해 전술한 방향으로 선경사를 가지도록 초기 배향 방향이 결정된다. When an electric field is formed in the
일 실시예에 따른 액정층(300)을 구성하는 액정 조성물은 중성 액정 화합물 및 적어도 하나의 불소 원자를 포함하는 극성 액정 화합물을 포함할 수 있다. The liquid crystal composition constituting the
중성 액정 화합물은 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 액정 화합물을 포함할 수 있다.The neutral liquid crystal compound may include a liquid crystal compound represented by the following Chemical Formulas 1 to 4.
[화학식 1][Formula 1]
[화학식 2] [Formula 2]
[화학식 3] [Formula 3]
[화학식 4] [Formula 4]
상기 화학식 1 내지 4에서, X 및 Y는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.In Formulas 1 to 4, X and Y may each independently be an alkyl group or an alkenyl group having 1 to 7 carbon atoms.
구체적으로, 화학식 1 내지 4 각각은 알킬기 또는 알케닐기를 포함할 수 있다. X 및 Y가 모두 알킬기이거나 모두 알케닐기인 경우, 알킬기 또는 알케닐기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 알킬기 또는 알케닐기는 각각 동일한 탄소수를 가지거나 상이한 탄소수를 가질 수 있다. Specifically, each of Formulas 1 to 4 may include an alkyl group or an alkenyl group. When X and Y are both an alkyl group or an alkenyl group, the alkyl group or the alkenyl group may be the same as or different from each other. The alkyl group or the alkenyl group may each have the same number of carbon atoms or may have different carbon numbers.
화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 19.5 내지 24.5 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 1로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 19.5 내지 24.5 중량부로 포함되면, 액정의 안정성을 향상시킬 수 있다. The liquid crystal compound represented by Formula 1 may be included in an amount of 19.5 to 24.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 1 is included in an amount of 19.5 to 24.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, stability of the liquid crystal may be improved.
특히, 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 2종의 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, X 및 Y가 알킬기인 제1 액정 화합물과, X(또는 Y)는 알킬기이고 Y(또는 X)가 알케닐기인 제2 액정 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 전체 100 중량부에 대해, 제2 액정 화합물은 18 내지 36 중량부로 포함될 수 있고, 나머지 중량부는 제1 액정 화합물이 포함될 수 있다. 제2 액정 화합물이 화학식 1로 표시되는 액정 화합물에 대해 18 내지 36 중량부로 포함되면, 액정 조성물의 점도를 적절히 조절할 수 있다.In particular, the liquid crystal compound represented by Formula 1 may include two types of compounds. For example, a first liquid crystal compound in which X and Y are an alkyl group and a second liquid crystal compound in which X (or Y) is an alkyl group and Y (or X) is an alkenyl group may be included. In this case, based on 100 parts by weight of the total liquid crystal compound represented by Formula 1, 18 to 36 parts by weight of the second liquid crystal compound may be included, and the remaining part by weight may include the first liquid crystal compound. When the second liquid crystal compound is included in 18 to 36 parts by weight based on the liquid crystal compound represented by Formula 1, the viscosity of the liquid crystal composition may be appropriately adjusted.
화학식 2로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 3.5 내지 8.5 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 2로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 3.5 내지 8.5 중량부로 포함되면, 굴절률 이방성(Δn), 네마틱상-등방성 전이온도(Tni), 회전 점도(γ1) 및 탄성 계수(K11, K33)를 향상시킬 수 있다.The liquid crystal compound represented by Formula 2 may be included in an amount of 3.5 to 8.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 2 is included in 3.5 to 8.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, refractive index anisotropy (Δn), nematic phase-isotropic transition temperature (Tni), rotational viscosity (γ1) and elastic modulus (K11) , K33) can be improved.
화학식 3으로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 3 내지 8 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 3 내지 8 중량부로 포함되면, 액정의 안정성을 향상시킬 수 있다. The liquid crystal compound represented by Formula 3 may be included in an amount of 3 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 3 is included in an amount of 3 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, stability of the liquid crystal may be improved.
화학식 4로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 8.5 내지 13.5 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 4로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 8.5 내지 13.5 중량부로 포함되면, 굴절률 이방성(Δn), 네마틱상-등방성 전이온도(Tni), 회전 점도(γ1) 및 탄성 계수(K11, K33)를 향상시킬 수 있다. The liquid crystal compound represented by Formula 4 may be included in an amount of 8.5 to 13.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 4 is included in an amount of 8.5 to 13.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, refractive index anisotropy (Δn), nematic phase-isotropic transition temperature (Tni), rotational viscosity (γ1) and elastic modulus (K11) , K33) can be improved.
전술한 화학식 1 내지 4로 표시되는 액정 화합물은 중성 액정 화합물들로 각각이 액정의 안정성을 향상시킬 수 있다. The liquid crystal compounds represented by Chemical Formulas 1 to 4 described above are neutral liquid crystal compounds, and each may improve the stability of the liquid crystal.
한편, 극성 액정 화합물은 하기 화학식 5 내지 8로 표시되는 액정 화합물을 포함할 수 있다.Meanwhile, the polar liquid crystal compound may include a liquid crystal compound represented by the following Chemical Formulas 5 to 8.
[화학식 5][Formula 5]
[화학식 6] [Formula 6]
[화학식 7] [Formula 7]
[화학식 8] [Formula 8]
상기 화학식 5 내지 8에서, X 및 Y는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬기 또는 알케닐기일 수 있다.In Formulas 5 to 8, X and Y may each independently represent an alkyl group or an alkenyl group having 1 to 7 carbon atoms.
구체적으로, 화학식 5 내지 8 각각은 알킬기 또는 알케닐기를 포함할 수 있다. X 및 Y가 모두 알킬기이거나 모두 알케닐기인 경우, 알킬기 또는 알케닐기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 알킬기 또는 알케닐기는 각각 동일한 탄소수를 가지거나 상이한 탄소수를 가질 수 있다. Specifically, each of Formulas 5 to 8 may include an alkyl group or an alkenyl group. When X and Y are both an alkyl group or an alkenyl group, the alkyl group or the alkenyl group may be the same as or different from each other. The alkyl group or the alkenyl group may each have the same number of carbon atoms or may have different carbon numbers.
화학식 5로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 18 내지 23 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 5로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 18 내지 23 중량부로 포함되면, 굴절률 이방성(Δn) 및 탄성 계수(K11, K33)를 향상시킬 수 있다.The liquid crystal compound represented by Formula 5 may be included in an amount of 18 to 23 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 5 is included in an amount of 18 to 23 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, refractive index anisotropy (Δn) and elastic modulus (K11, K33) may be improved.
화학식 6으로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 6 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 6으로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 6 중량부로 포함되면, 굴절률 이방성(Δn), 네마틱상-등방성 전이온도(Tni), 회전 점도(γ1) 및 탄성 계수(K11, K33)를 향상시킬 수 있다.The liquid crystal compound represented by Formula 6 may be included in an amount of 1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 6 is included in 1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, refractive index anisotropy (Δn), nematic phase-isotropic transition temperature (Tni), rotational viscosity (γ1) and elastic modulus (K11) , K33) can be improved.
화학식 7로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 11.5 내지 16.5 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 7로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 11.5 내지 16.5 중량부로 포함되면, 굴절률 이방성(Δn) 및 탄성 계수(K11, K33)를 향상시킬 수 있다.The liquid crystal compound represented by Formula 7 may be included in an amount of 11.5 to 16.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 7 is included in an amount of 11.5 to 16.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, refractive index anisotropy (Δn) and elastic modulus (K11, K33) may be improved.
화학식 8로 표시되는 액정 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 15 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 8로 표시되는 액정 화합물이 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 15 내지 20 중량부로 포함되면, 굴절률 이방성(Δn), 네마틱상-등방성 전이온도(Tni), 회전 점도(γ1) 및 탄성 계수(K11, K33)를 향상시킬 수 있다.The liquid crystal compound represented by Formula 8 may be included in an amount of 15 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. When the liquid crystal compound represented by Formula 8 is included in an amount of 15 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, refractive index anisotropy (Δn), nematic phase-isotropic transition temperature (Tni), rotational viscosity (γ1) and elastic modulus (K11) , K33) can be improved.
전술한 화학식 5 내지 8로 표시되는 액정 화합물은 극성 액정 화합물들로 각각이 액정의 굴절률 이방성(Δn) 및 탄성 계수(K11, K33)를 향상시킬 수 있다.The liquid crystal compounds represented by Chemical Formulas 5 to 8 are polar liquid crystal compounds, and each may improve refractive index anisotropy (Δn) and elastic modulus (K11, K33) of the liquid crystal.
한편, 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the liquid crystal composition according to an embodiment may further include a compound represented by the following Chemical Formula 9.
[화학식 9][Formula 9]
화학식 9로 표시되는 화합물은 반응성 메조겐(reactive mesogen)의 일종이며, 반응 사이트가 많은 메타크릴레이트를 포함할 수 있다. The compound represented by Formula 9 is a kind of reactive mesogen, and may include methacrylate having many reactive sites.
화학식 9로 표시되는 화합물은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 0.2 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다. 화학식 9로 표시되는 화합물은 UV 조사 공정을 통해 중합체들로 구성된 고분자 네트워크를 형성할 수 있다. 여기서, 화학식 9로 표시되는 화합물은 고분자 네트워크를 형성하거나 고분자 네트워크를 형성하지 못하고 액정층(300)에 잔류할 수도 있다. The compound represented by Formula 9 may be included in an amount of 0.2 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition. The compound represented by Formula 9 may form a polymer network composed of polymers through a UV irradiation process. Here, the compound represented by Chemical Formula 9 may remain in the
일 실시예에 따른 액정 조성물은 전술한 화학식 1 내지 8로 각각 표시되는 액정 화합물을 포함할 수 있다. 특히, 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 19.5 내지 24.5 중량부, 화학식 2로 표시되는 액정 화합물 3.5 내지 8.5 중량부, 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물 3 내지 8 중량부, 화학식 4로 표시되는 액정 화합물 8.5 내지 13.5 중량부, 화학식 5로 표시되는 액정 화합물 18 내지 23 중량부, 화학식 6으로 표시되는 액정 화합물 1 내지 6 중량부, 화학식 7로 표시되는 액정 화합물 11.5 내지 16.5 중량부, 및 화학식 8로 표시되는 액정 화합물 15 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.The liquid crystal composition according to an embodiment may include the liquid crystal compound respectively represented by the above-described Chemical Formulas 1 to 8. In particular, 19.5 to 24.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by Formula 1, 3.5 to 8.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by Formula 2, 3 to 8 parts by weight of the liquid crystal compound represented by Formula 3, and 8.5 to 8 parts by weight of the liquid crystal compound represented by Formula 4 13.5 parts by weight, 18 to 23 parts by weight of the liquid crystal compound represented by Formula 5, 1 to 6 parts by weight of the liquid crystal compound represented by Formula 6, 11.5 to 16.5 parts by weight of the liquid crystal compound represented by Formula 7, and the liquid crystal represented by Formula 8 15 to 20 parts by weight of the compound may be included.
전술한 일 실시예에 따른 액정 조성물은 다음과 같은 물성을 가질 수 있다.The liquid crystal composition according to the above-described embodiment may have the following physical properties.
액정 조성물은 액정패널의 위상차(Δnd)가 310 내지 350nm이고, 탄성 계수(K33)는 15 내지 18 pN이고, 하기 수학식 1을 만족할 수 있다.The liquid crystal composition may have a phase difference (Δnd) of 310 to 350 nm of the liquid crystal panel, an elastic modulus (K33) of 15 to 18 pN, and satisfy Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
6.95 ≤ 회전 점도(γ1) / 탄성 계수(K33) ≤ 7.356.95 ≤ Rotational viscosity (γ1) / Modulus of elasticity (K33) ≤ 7.35
액정 조성물은 탄성 계수(K11)가 13.5 내지 15.5 pN이고, 굴절률 이방성(Δn)이 0.1064 내지 0.1068이며, 유전율 이방성(Δε)이 -3.1 내지 -3.5일 수 있다. The liquid crystal composition may have an elastic modulus (K11) of 13.5 to 15.5 pN, refractive index anisotropy (Δn) of 0.1064 to 0.1068, and dielectric anisotropy (Δε) of -3.1 to -3.5.
또한, 액정 조성물은 하기 수학식 2를 만족할 수 있다. In addition, the liquid crystal composition may satisfy Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
4.3 ≤ 탄성 계수(K33) / Ι유전율 이방성(Δε)Ι ≤ 5.64.3 ≤ modulus of elasticity (K33) / Ι permittivity anisotropy (Δε) Ι ≤ 5.6
액정 조성물은 액정패널의 위상차 범위 내에서 굴절률 이방성이 셀갭에 맞추어 어느 값을 가지도록 조절될 수 있고, 액정패널의 위상차는 310 내지 350nm를 가지도록 조절될 수 있다.The liquid crystal composition may be adjusted so that the refractive index anisotropy has a certain value according to the cell gap within the retardation range of the liquid crystal panel, and the retardation of the liquid crystal panel may be adjusted to have 310 to 350 nm.
상기와 같은 조성비와 물성을 가지는 액정 조성물은 액정의 탄성 계수(K33)를 증가시키고 유전율 이방성(Δε)을 감소시켜 텍스쳐 불량을 방지할 수 있다.The liquid crystal composition having the above composition ratio and physical properties increases the elastic modulus (K33) of the liquid crystal and reduces the dielectric anisotropy (Δε), thereby preventing texture defects.
도 5는 텍스쳐 불량을 발생한 표시 장치의 이미지이다. 5 is an image of a display device having a texture defect.
도 5를 참조하면, 표시 장치의 제조 공정 중에 발생하는 정전기에 의해 화소 전극의 모서리 영역에서 텍스쳐(texture) 불량이 발생할 수 있다. 텍스쳐 불량은 액정이 정전기에 의해 일부 회동되는 것으로, 액정이 복원되지 않아 휘도가 저하되어 가로선이나 세로선이 나타난다. Referring to FIG. 5 , a texture defect may occur in an edge region of a pixel electrode due to static electricity generated during a manufacturing process of a display device. The texture defect is that the liquid crystal is partially rotated by static electricity, and the liquid crystal is not restored, so that the luminance is lowered and horizontal or vertical lines appear.
텍스쳐 불량은 액정의 문턱전압이 증가되면 약화될 수 있다. 이를 위해 하기 수학식 3을 참조하면, 유전율 이방성을 감소시키거나 탄성 계수(K33)를 증가시키면 문턱전압이 증가될 수 있다. (여기서, Vth는 문턱전압이고, K는 탄성 계수이고, ε는 진공 유전율이고, Δε는 유전율 이방성이다.)The texture defect may be weakened when the threshold voltage of the liquid crystal is increased. To this end, referring to Equation 3 below, if the dielectric anisotropy is reduced or the elastic modulus K33 is increased, the threshold voltage may be increased. (Where Vth is the threshold voltage, K is the elastic modulus, ε is the vacuum permittivity, and Δε is the dielectric anisotropy.)
[수학식 3][Equation 3]
따라서, 일 실시예에 따른 액정 조성물은 액정의 탄성 계수(K33)를 증가시키고 유전율 이방성(Δε)을 감소시켜 문턱전압을 증가시킴으로써, 텍스쳐 불량을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the liquid crystal composition according to an embodiment increases the elastic modulus (K33) of the liquid crystal and decreases the dielectric anisotropy (Δε) to increase the threshold voltage, thereby reducing texture defects.
도 6 및 도 7은 유전율 이방성에 따른 화소의 이미지이고, 도 8 및 도 9는 탄성 계수에 따른 화소의 이미지들이다. 6 and 7 are images of a pixel according to dielectric anisotropy, and FIGS. 8 and 9 are images of a pixel according to an elastic modulus.
도 6을 참조하면, 유전율 이방성(Δε)이 3.7인 액정 조성물을 포함한 표시 장치의 화소는 화소 전극의 모서리에서 텍스쳐 불량이 나타난다. 반면 도 7을 참조하면 유전율 이방성(Δε)이 3.1인 액정 조성물을 포함한 표시 장치의 화소는 도 6에 비해 텍스쳐 불량이 감소되었다.Referring to FIG. 6 , in a pixel of a display device including a liquid crystal composition having a dielectric anisotropy (Δε) of 3.7, a texture defect appears at an edge of a pixel electrode. On the other hand, referring to FIG. 7 , in the pixel of the display device including the liquid crystal composition having a dielectric anisotropy (Δε) of 3.1, the texture defect was reduced compared to that of FIG. 6 .
또한, 도 8을 참조하면, 탄성 계수(K33)가 10인 액정 조성물을 포함한 표시 장치의 화소는 화소 전극의 모서리에서 텍스쳐 불량이 나타난다. 반면 도 9를 참조하면 탄성 계수(K33)가 17인 액정 조성물을 포함한 표시 장치의 화소는 도 8에 비해 텍스쳐 불량이 감소되었다.Also, referring to FIG. 8 , in the pixel of the display device including the liquid crystal composition having an elastic modulus (K33) of 10, a texture defect appears at the edge of the pixel electrode. On the other hand, referring to FIG. 9 , the pixel of the display device including the liquid crystal composition having an elastic modulus (K33) of 17 has reduced texture defects compared to FIG. 8 .
이를 통해, 일 실시예에 따른 액정 조성물은 액정의 탄성 계수(K33)를 증가시키고 유전율 이방성(Δε)을 감소시켜 문턱전압을 증가시킴으로써, 텍스쳐 불량을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.Through this, it can be seen that the liquid crystal composition according to an embodiment increases the elastic modulus (K33) of the liquid crystal and decreases the dielectric anisotropy (Δε) to increase the threshold voltage, thereby reducing texture defects.
이하, 전술한 일 실시예에 따른 액정 조성물에 대한 실시예 및 비교예를 개시한다.Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the liquid crystal composition according to the above-described embodiment are disclosed.
<실시예><Example>
하기 표 1의 액정 조성물을 이용하여 전술한 도 3에 도시된 표시 장치를 제조하였다.The display device shown in FIG. 3 was manufactured using the liquid crystal composition of Table 1 below.
<비교예>하기 표 2의 액정 조성물을 이용한 것을 제외하고 상기 실시예와 동일하게 표시 장치를 제조하였다.<Comparative Example> A display device was manufactured in the same manner as in Example except that the liquid crystal composition of Table 2 was used.
전술한 비교예 및 실시예에 따라 제조된 액정 조성물의 굴절률 이방성, 유전율 이방성, 회전 점도, 탄성 계수(K11, K33), 및 탄성 계수(K33)/유전율 이방성을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 액정패널의 셀갭과 위상차도 함께 나타내었다.The refractive index anisotropy, dielectric anisotropy, rotational viscosity, elastic modulus (K11, K33), and elastic modulus (K33)/dielectric anisotropy of the liquid crystal compositions prepared according to the aforementioned Comparative Examples and Examples were measured and shown in Table 3 below. In addition, the cell gap and phase difference of the liquid crystal panel are also shown.
상기 표 3을 참조하면, 비교예에 비해 실시예에 따른 액정 조성물은 탄성 계수(K33)가 약 4.2 증가되었고, 탄성 계수/유전율 이방성(K33/Δε)의 값이 약 1.16 증가되었다.전술한 비교예 및 실시예에 따라 제조된 표시 장치 각각에 정전기 유발 패드를 이용한 테스트를 수행하여 하기 표 4에 텍스쳐 불량율을 나타내었다. 이때, 테스트는 상기 제조된 표시 장치에 폴리이미드의 정전기 유발 패드가 부착된 ODF(Oven Robot Arm)로 마찰시켜 수행하였다.Referring to Table 3, the elastic modulus (K33) of the liquid crystal composition according to the Example increased by about 4.2, and the elastic modulus/dielectric anisotropy (K33/Δε) of the liquid crystal composition according to the Comparative Example increased by about 1.16. A test using an electrostatic induced pad was performed on each of the display devices manufactured according to Examples and Examples, and the texture defect rates are shown in Table 4 below. In this case, the test was performed by rubbing the manufactured display device with an ODF (Oven Robot Arm) to which an electrostatic induction pad of polyimide was attached.
상기 표 4를 참조하면, 비교예에 비해 실시예의 표시 장치는 탄성 계수/유전율 이방성(K33/Δε)의 값이 1.14 증가되었고, 텍스쳐 불량율이 32.2% 감소되었다. 여기서, 탄성 계수/유전율 이방성(K33/Δε)의 값이 증가되었다는 것은 유전율 이방성(Δε)이 감소되었거나 탄성 계수(K33)가 증가되었다는 것을 나타낸다. 일 실시예에 따른 액정 조성물은 비교예에 비해 탄성 계수(K33)를 증가시킴으로써, 텍스쳐 불량을 현저히 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.상기와 같이, 일 실시예에 따른 액정 조성물은 탄성 계수(K33)를 증가시키고 유전율 이방성(Δε)을 감소시켜 액정의 문턱전압을 증가시킴으로써, 텍스쳐 불량을 감소시킬 수 있다.Referring to Table 4, the values of elastic modulus/dielectric anisotropy (K33/Δε) increased by 1.14 in the display device of the example, and the texture defect rate was decreased by 32.2%, compared to the comparative example. Here, an increase in the value of the elastic modulus/dielectric anisotropy (K33/Δε) indicates that the dielectric anisotropy (Δε) is decreased or the elastic modulus (K33) is increased. It can be seen that the liquid crystal composition according to the exemplary embodiment can significantly reduce texture defects by increasing the elastic modulus (K33) compared to the comparative example. As described above, the liquid crystal composition according to the exemplary embodiment has an elastic modulus (K33). ) and decrease the dielectric anisotropy (Δε) to increase the threshold voltage of the liquid crystal, thereby reducing texture defects.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. You will be able to understand. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects.
150: 화소 전극
160: 제1 배향막
250 : 공통 전극
260 : 제2 배향막
LC : 액정
RM : 반응성 메조겐150: pixel electrode 160: first alignment layer
250: common electrode 260: second alignment layer
LC: liquid crystal RM: reactive mesogen
Claims (20)
하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 19.5 내지 24.5 중량부;
하기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물 3.5 내지 8.5 중량부;
하기 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물 3 내지 8 중량부;
하기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물 8.5 내지 13.5 중량부;
하기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물 18 내지 23 중량부;
하기 화학식 6으로 표시되는 액정 화합물 1 내지 6 중량부;
하기 화학식 7로 표시되는 액정 화합물 11.5 내지 16.5 중량부; 및
하기 화학식 8로 표시되는 액정 화합물 15 내지 20 중량부를 포함하는 액정 조성물.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
상기 화학식 1 내지 8에서,
X 및 Y는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬기 또는 알케닐기이다.With respect to 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, each,
19.5 to 24.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by Formula 1;
3.5 to 8.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by Formula 2;
3 to 8 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (3);
8.5 to 13.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (4);
18 to 23 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 5;
1 to 6 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (6);
11.5 to 16.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (7); and
A liquid crystal composition comprising 15 to 20 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 8.
[Formula 1]
[Formula 2]
[Formula 3]
[Formula 4]
[Formula 5]
[Formula 6]
[Formula 7]
[Formula 8]
In Formulas 1 to 8,
X and Y are each independently an alkyl group or alkenyl group having 1 to 7 carbon atoms.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 X 및 Y가 알킬기인 제1 액정 화합물과, X가 알킬기 또는 알케닐기 중 선택되고 Y가 나머지 하나인 제2 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물.The method of claim 1,
The liquid crystal compound represented by Formula 1 is a liquid crystal composition comprising a first liquid crystal compound in which X and Y are an alkyl group, and a second liquid crystal compound in which X is selected from an alkyl group or an alkenyl group and Y is the other one.
상기 제2 액정 화합물의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 전체 100 중량부에 대해 18 내지 36 중량부로 포함되는 액정 조성물.The method of claim 2,
The content of the second liquid crystal compound is a liquid crystal composition comprising 18 to 36 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal compound represented by Formula 1.
하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 더 포함하는 액정 조성물.
[화학식 9]
The method of claim 1,
A liquid crystal composition further comprising a compound represented by the following formula (9).
[Formula 9]
상기 화학식 9로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 0.2 내지 0.5 중량부인 액정 조성물.The method of claim 4,
The content of the compound represented by Formula 9 is 0.2 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition.
상기 액정 조성물은 액정패널의 위상차(Δnd)가 310 내지 350nm이고, 탄성 계수(K33)는 15 내지 18 pN이며, 하기 수학식 1을 만족하는 액정 조성물.
[수학식 1]
6.95 ≤ 회전 점도(γ1) / 탄성 계수(K33) ≤ 7.35The method of claim 1,
The liquid crystal composition has a phase difference (Δnd) of 310 to 350 nm of a liquid crystal panel, an elastic modulus (K33) of 15 to 18 pN, and a liquid crystal composition satisfying Equation 1 below.
[Equation 1]
6.95 ≤ Rotational viscosity (γ1) / Modulus of elasticity (K33) ≤ 7.35
상기 액정 조성물은 탄성 계수(K11)가 13.5 내지 15.5 pN인 액정 조성물.The method of claim 6,
The liquid crystal composition has an elastic modulus (K11) of 13.5 to 15.5 pN.
상기 액정 조성물은 굴절률 이방성(Δn)이 0.1064 내지 0.1068인 액정 조성물.The method of claim 7,
The liquid crystal composition has a refractive index anisotropy (Δn) of 0.1064 to 0.1068.
상기 액정 조성물은 유전율 이방성(Δε)이 -3.1 내지 -3.5인 액정 조성물.The method of claim 8,
The liquid crystal composition has a dielectric anisotropy (Δε) of -3.1 to -3.5.
상기 액정 조성물은 하기 수학식 2를 만족하는 액정 조성물.
[수학식 2]
4.3 ≤ 탄성 계수(K33) / Ι유전율 이방성(Δε)Ι ≤ 5.6The method of claim 9,
The liquid crystal composition satisfies Equation 2 below.
[Equation 2]
4.3 ≤ modulus of elasticity (K33) / Ι permittivity anisotropy (Δε) Ι ≤ 5.6
공통 전극을 포함하는 제2 기판; 및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하며,
상기 액정층은,
전체 액정 조성물 100 중량부에 대해, 각각,
하기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 19.5 내지 24.5 중량부;
하기 화학식 2로 표시되는 액정 화합물 3.5 내지 8.5 중량부;
하기 화학식 3으로 표시되는 액정 화합물 3 내지 8 중량부;
하기 화학식 4로 표시되는 액정 화합물 8.5 내지 13.5 중량부;
하기 화학식 5로 표시되는 액정 화합물 18 내지 23 중량부;
하기 화학식 6으로 표시되는 액정 화합물 1 내지 6 중량부;
하기 화학식 7로 표시되는 액정 화합물 11.5 내지 16.5 중량부; 및
하기 화학식 8로 표시되는 액정 화합물 15 내지 20 중량부를 포함하는 액정 조성물을 포함하는 표시 장치.
[화학식 1]
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
상기 화학식 1 내지 8에서,
X 및 Y는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 7의 알킬기 또는 알케닐기이다.a first substrate including a pixel electrode;
a second substrate including a common electrode; and
a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate;
The liquid crystal layer is
For 100 parts by weight of the total liquid crystal composition, each,
19.5 to 24.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by Formula 1;
3.5 to 8.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by Formula 2;
3 to 8 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (3);
8.5 to 13.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (4);
18 to 23 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 5;
1 to 6 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (6);
11.5 to 16.5 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following formula (7); and
A display device comprising a liquid crystal composition comprising 15 to 20 parts by weight of a liquid crystal compound represented by the following Chemical Formula 8.
[Formula 1]
[Formula 2]
[Formula 3]
[Formula 4]
[Formula 5]
[Formula 6]
[Formula 7]
[Formula 8]
In Formulas 1 to 8,
X and Y are each independently an alkyl group or alkenyl group having 1 to 7 carbon atoms.
상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물은 X 및 Y가 알킬기인 제1 액정 화합물과, X가 알킬기 또는 알케닐기 중 선택되고 Y가 나머지 하나인 제2 액정 화합물을 포함하는 표시 장치.The method of claim 11,
The liquid crystal compound represented by Formula 1 includes a first liquid crystal compound in which X and Y are an alkyl group, and a second liquid crystal compound in which X is selected from an alkyl group or an alkenyl group and Y is the other one.
상기 제2 액정 화합물의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 액정 화합물 전체 100 중량부에 대해 18 내지 36 중량부로 포함되는 표시 장치.The method of claim 12,
The content of the second liquid crystal compound is 18 to 36 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal compound represented by the formula (1).
하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 더 포함하는 표시 장치.
[화학식 9]
The method of claim 11,
A display device further comprising a compound represented by the following formula (9).
[Formula 9]
상기 화학식 9로 표시되는 화합물의 함량은 전체 액정 조성물 100 중량부에 대해 0.2 내지 0.5 중량부인 표시 장치.The method of claim 14,
The content of the compound represented by Formula 9 is 0.2 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total liquid crystal composition.
상기 액정 조성물은 액정패널의 위상차(Δnd)가 310 내지 350nm이고, 탄성 계수(K33)는 15 내지 18 pN이며, 하기 수학식 1을 만족하는 표시 장치.
[수학식 1]
6.95 ≤ 회전 점도(γ1) / 탄성 계수(K33) ≤ 7.35The method of claim 11,
The liquid crystal composition has a phase difference (Δnd) of 310 to 350 nm of the liquid crystal panel, an elastic modulus (K33) of 15 to 18 pN, and a display device satisfying Equation 1 below.
[Equation 1]
6.95 ≤ Rotational viscosity (γ1) / Modulus of elasticity (K33) ≤ 7.35
상기 액정 조성물은 탄성 계수(K11)가 13.5 내지 15.5 pN인 표시 장치.The method of claim 16,
The liquid crystal composition has an elastic modulus (K11) of 13.5 to 15.5 pN.
상기 액정 조성물은 굴절률 이방성(Δn)이 0.1064 내지 0.1068인 표시 장치.The method of claim 17,
The liquid crystal composition has a refractive index anisotropy (Δn) of 0.1064 to 0.1068.
상기 액정 조성물은 유전율 이방성(Δε)이 -3.1 내지 -3.5인 표시 장치.The method of claim 18,
The liquid crystal composition has a dielectric anisotropy (Δε) of -3.1 to -3.5.
상기 액정 조성물은 하기 수학식 2를 만족하는 표시 장치.
[수학식 2]
4.3 ≤ 탄성 계수(K33) / Ι유전율 이방성(Δε)Ι ≤ 5.6
The method of claim 19,
The liquid crystal composition is a display device satisfying Equation 2 below.
[Equation 2]
4.3 ≤ modulus of elasticity (K33) / Ι permittivity anisotropy (Δε) Ι ≤ 5.6
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