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KR20160052898A - 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20160052898A
KR20160052898A KR1020140148234A KR20140148234A KR20160052898A KR 20160052898 A KR20160052898 A KR 20160052898A KR 1020140148234 A KR1020140148234 A KR 1020140148234A KR 20140148234 A KR20140148234 A KR 20140148234A KR 20160052898 A KR20160052898 A KR 20160052898A
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KR
South Korea
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liquid crystal
formulas
class
crystal composition
independently
Prior art date
Application number
KR1020140148234A
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오근찬
배지홍
김경민
권선영
방준혁
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류, 및 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함하는 액정 조성물에서, 상기 제1 부류는 상기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함한다.

Description

액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL COMPOSITON AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 대한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display) 중 하나이다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절한다.
액정 표시 장치에서 액정 조성물은 빛의 투과율을 조절하여 원하는 화상을 얻는데 매우 중요하다. 특히, 액정 표시 장치의 용도가 다양화됨에 따라, 저전압 구동, 높은 전압 보전율(voltage holding ratio, VHR), 넓은 시야각 특성, 넓은 동작 온도 범위 및 고속 응답성 등의 다양한 특성이 요구된다.
액정 표시 장치의 고속 응답 특성 등을 갖기 위해 액정 조성물이 갖는 회전 점도, 굴절률, 및 탄성 계수 등의 물성을 개선하는 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고속 응답 특성 및 저점도 등을 구현하기 위한 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류, 및 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함하고, 상기 제1 부류는 하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함한다.
Figure pat00001
화학식 (1)
Figure pat00002
화학식 (2)
Figure pat00003
화학식 (3)
Figure pat00004
화학식 (4)
Figure pat00005
화학식 (5)
Figure pat00006
화학식 (6)
Figure pat00007
화학식(7)
Figure pat00008
화학식 (8)
상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7 인 알킬기이다.
상기 제2 부류는 하기 화학식 (9) 내지 (13)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
Figure pat00009
화학식(9)
Figure pat00010
화학식(10)
Figure pat00011
화학식(11)
Figure pat00012
화학식(12)
Figure pat00013
화학식 (13)
상기 화힉식 (9) 내지 (13)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 -5.5 내지 -2.8일 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 (14) 내지 화학식 (16) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00014
화학식 (14)
Figure pat00015
화학식 (15)
Figure pat00016
화학식 (16)
상기 화학식 (14) 내지 (16)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제1 부류는 하기 화학식 (17) 내지 화학식 (20)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00017
화학식 (17)
Figure pat00018
화학식(18)
Figure pat00019
화학식(19)
Figure pat00020
화학식(20)
상기 화학식(17) 내지 화학식(20)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제2 부류는 하기 화학식 (21) 내지 (26)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00021
화학식 (21)
Figure pat00022
화학식 (22)
Figure pat00023
화학식 (23)
Figure pat00024
화학식 (24)
Figure pat00025
화학식 (25)
Figure pat00026
화학식(26)
상기 화학식(21) 내지 화학식 (26)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 액정 조성물의 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.12일 수 있다.
상기 제1 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 10 wt% 내지 45 wt% 포함될 수 있다.
상기 제2 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 5 내지 15 wt%로 포함될 수 있다.
상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 5 내지 17이고, 상기 액정 조성물의 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.15일 수 있다.
상기 제1 부류는 상기 액정 조성물 전체 함량의 약 2 wt% 내지 20wt% 포함될 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 (27) 내지 (33)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00027
화학식 (27)
Figure pat00028
화학식 (28)
Figure pat00029
화학식 (29)
Figure pat00030
화학식 (30)
Figure pat00031
화학식 (31)
Figure pat00032
화학식 (32)
Figure pat00033
화학식 (33)
상기 화학식(27) 내지 화학식(33)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제1 부류는 하기 화학식 (34) 내지 화학식 (38)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00034
화학식 (34)
Figure pat00035
화학식 (35)
Figure pat00036
화학식 (36)
Figure pat00037
화학식 (37)
Figure pat00038
화학식 (38)
상기 화학식 (34) 내지 (38)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제2 부류는 하기 화학식 (39) 내지 화학식 (49)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00039
화학식(39)
Figure pat00040
화학식 (40)
Figure pat00041
화학식 (41)
Figure pat00042
화학식 (42)
Figure pat00043
화학식 (43)
Figure pat00044
화학식 (44)
Figure pat00045
화학식(45)
Figure pat00046
화학식 (46)
Figure pat00047
화학식(47)
Figure pat00048
화학식(48)
Figure pat00049
화학식 (49)
상기 화학식 (39) 내지 (49)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판, 상기 제2 절연 기판 위에 위치하는 공통 전극, 및 상기 공통 전극 및 상기 화소 전극 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류, 및 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함하며, 상기 제1 부류는, 하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함한다.
Figure pat00050
화학식 (1)
Figure pat00051
화학식 (2)
Figure pat00052
화학식 (3)
Figure pat00053
화학식 (4)
Figure pat00054
화학식 (5)
Figure pat00055
화학식 (6)
Figure pat00056
화학식(7)
Figure pat00057
화학식 (8)
상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제2 부류는 하기 화학식 (9) 내지 (13)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
Figure pat00058
화학식(9)
Figure pat00059
화학식(10)
Figure pat00060
화학식(11)
Figure pat00061
화학식(12)
Figure pat00062
화학식 (13)
상기 화학식 (9) 내지 화학식 (13)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 -5.5 내지 -2.8일 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 (14) 내지 화학식 (16) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00063
화학식 (14)
Figure pat00064
화학식 (15)
Figure pat00065
화학식 (16)
상기 화학식 (14) 내지 (16)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제1 부류는 하기 화학식 (17) 내지 화학식 (20)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00066
화학식 (17)
Figure pat00067
화학식(18)
Figure pat00068
화학식(19)
Figure pat00069
화학식(20)
상기 화학식(17) 내지 화학식(20)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제2 부류는 하기 화학식 (21) 내지 (26)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00070
화학식 (21)
Figure pat00071
화학식 (22)
Figure pat00072
화학식 (23)
Figure pat00073
화학식 (24)
Figure pat00074
화학식 (25)
Figure pat00075
화학식(26)
상기 화학식(21) 내지 화학식 (26)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 액정층은 반응성 메조겐(RM, Reactive Mesogen)을 더 포함할 수 있다.
상기 액정 조성물의 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.12일 수 있다.
상기 제1 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 10 내지 45 wt% 포함될 수 있다.
상기 제2 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 5 내지 15 wt%로 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 절연되어, 상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 공통전극, 상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판, 및 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 액정층은 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류, 및 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함하며, 상기 제1 부류는, 하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함한다.
Figure pat00076
화학식 (1)
Figure pat00077
화학식 (2)
Figure pat00078
화학식 (3)
Figure pat00079
화학식 (4)
Figure pat00080
화학식 (5)
Figure pat00081
화학식 (6)
Figure pat00082
화학식(7)
Figure pat00083
화학식 (8)
상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 5 내지 17이고, 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.15일 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 (27) 내지 (33)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00084
화학식 (27)
Figure pat00085
화학식 (28)
Figure pat00086
화학식 (29)
Figure pat00087
화학식 (30)
Figure pat00088
화학식 (31)
Figure pat00089
화학식 (32)
Figure pat00090
화학식 (33)
상기 화학식(27) 내지 화학식(33)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제1 부류는 상기 액정층 전체 함량의 약 2 내지 20wt% 포함될 수 있다.
상기 제1 부류는 하기 화학식 (34) 내지 화학식 (38)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00091
화학식 (34)
Figure pat00092
화학식 (35)
Figure pat00093
화학식 (36)
Figure pat00094
화학식 (37)
Figure pat00095
화학식 (38)
상기 화학식 (34) 내지 (38)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
상기 제2 부류는 하기 화학식 (39) 내지 화학식 (49)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00096
화학식(39)
Figure pat00097
화학식 (40)
Figure pat00098
화학식 (41)
Figure pat00099
화학식 (42)
Figure pat00100
화학식 (43)
Figure pat00101
화학식 (44)
Figure pat00102
화학식(45)
Figure pat00103
화학식 (46)
Figure pat00104
화학식(47)
Figure pat00105
화학식(48)
화학식 (49)
상기 화학식 (39) 내지 (49)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
본 발명의 일 실시예는 고 유전율과 저 점도 특성을 갖는 액정 조성물을 사용하여 액정 표시 장치를 형성함으로써 고속 응답 특성을 가질 수 있다. 또한, 신뢰성이 떨어지는 문제가 있는 알케닐 화합물을 본 발명의 실시예에 따른 액정 조성물로 대신하기 때문에 액정층의 신뢰성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 대략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소 영역에 대한 배치도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 화소 전극의 기본 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소 영역에 대한 등가 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소 영역에 대한 배치도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선에 따라 자른 단면도이다.
도 8은 실시예 1과 비교예 1에 대한 전압 보전율 그래프이다.
도 9는 실시예 1과 비교예 1에 대한 응답 시간 그래프이다.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
이하에서는 도 1과 함께 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 일 화소 영역에 대한 배치 평면도이고, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 화소 전극의 기본 구조를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 한 화소 영역에 대한 등가 회로도이다.
우선, 도 1을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 절연 기판(110)을 포함하는 하부 표시판(100)과 제2 절연 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200) 및, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다. 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)은 서로 마주보고 있다.
이때, 액정층(3)은 액정 조성물로 구성되는 액정 분자(31)를 포함하고, 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따라 액정층(3)을 이루는 액정 조성물에 대해 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류 및 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함한다.
이때 제1 부류는 하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
Figure pat00107
화학식 (1)
Figure pat00108
화학식 (2)
Figure pat00109
화학식 (3)
Figure pat00110
화학식 (4)
Figure pat00111
화학식 (5)
Figure pat00112
화학식 (6)
Figure pat00113
화학식(7)
Figure pat00114
화학식 (8)
상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기일 수 있다. 상기 화학식 (1) 내지 화학식 (5)는 테트라히드로피란(tetrahydropyran)을 포함하고 있는 중성 액정 화합물이며, 상기 화학식 (6) 내지 (8)은 1,3-다이옥세인(1,3-dioxane)을 포함하는 중성 액정 화합물이다.
상기 화학식 (1)의 굴절률(Δn)은 약 0.06이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -1.0이다. 상기 화학식 (2)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 0.8이다. 상기 화학식 (3)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 0.8이다. 상기 화학식 (4)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 2.3이다. 상기 화학식 (5)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 2.2이다. 상기 화학식 (6)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 2.2이다. 상기 화학식 (7)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 1.5이다. 상기 화학식 (8)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -1.0이다.
제1 부류는 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 10 내지 45 wt% 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 부류는 하기 화학식 (9) 내지 (13)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
Figure pat00115
화학식(9)
Figure pat00116
화학식(10)
Figure pat00117
화학식(11)
Figure pat00118
화학식(12)
Figure pat00119
화학식 (13)
상기 화학식 (9) 내지 (13)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 상기 화학식 (9) 내지 화학식 (13)은 1, 3-다이옥세인(1,3-dioxane)을 포함하는 극성 액정 화합물이다.
상기 화학식 (9)의 굴절률(Δn)은 약 0.28이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.6이다. 상기 화학식 (10)의 굴절률(Δn)은 약 0.27이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.4이다. 상기 화학식 (11)의 굴절률(Δn)은 약 0.17이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.2이다. 상기 화학식 (12)의 굴절률(Δn)은 약 0.17이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -2.8이다. 상기 화학식 (13)의 굴절률(Δn)은 약 0.26이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -2.9이다.
제2 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 5 내지 15 wt%로 포함될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 (14) 내지 화학식 (16) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00120
화학식 (14)
Figure pat00121
화학식 (15)
Figure pat00122
화학식 (16)
상기 화학식 (14) 내지 (16)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 상기 화학식 (14) 내지 화학식 (16)으로 표현되는 화합물은 전체 액정 조성물에 대해 약 20 wt% 내지 약 40wt%를 가질 수 있다.
또한 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류는 하기 화학식 (17) 내지 화학식 (20)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00123
화학식 (17)
Figure pat00124
화학식(18)
Figure pat00125
화학식(19)
Figure pat00126
화학식(20)
상기 화학식 (17) 내지 (20)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 상기 화학식 (17) 내지 화학식 (20)으로 표현되는 화합물은 전체 액정 조성물에 대해 약 15wt% 내지 약 43wt%를 포함할 수 있다.
또한 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류는 하기 화학식 (21) 내지 (26)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00127
화학식 (21)
Figure pat00128
화학식 (22)
Figure pat00129
화학식 (23)
Figure pat00130
화학식 (24)
Figure pat00131
화학식 (25)
Figure pat00132
화학식(26)
상기 화학식 (21) 내지 (26)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 상기 화학식 (21) 내지 화학식 (26)로 표현되는 화합물은 액정 조성물 전체 함량에 대해 약 50 wt% 내지 약 65wt%를 포함할 수 있다.
이상과 같은 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.12일 수 있으며, 유전율 이방성(Δε)은 약 -5.5 내지 -2.8일 수 있으며, 회전 점도(γ1)는 약 70 내지 140일 수 있다.
이상과 같은 액정 화합물은 신규한 구조의 중성 액정 화합물 및 극성 액정 화합물을 포함하며, 이를 통해 보다 안정적인 액정 조성물의 제공이 가능하다.
그러면, 이하에서는 도 2 내지 도 5를 참고하여, 이상에서 설명한 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치의 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참고하면, 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3) 및 표시판(100, 200) 바깥 면에 부착되어 있는 한 쌍의 편광자(도시하지 않음)를 포함한다.
먼저 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제1 절연 기판(110) 위에 게이트선(121)과 분압 기준 전압선(131)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다.
게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b), 제3 게이트 전극(124c) 및 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
분압 기준 전압선(131)은 제1 유지 전극(135, 136), 그리고 기준 전극(137)을 포함한다. 분압 기준 전압선(131)에 연결되어 있지는 않으나, 제2 부화소 전극(191b)과 중첩하는 제2 유지 전극(138, 139)이 있다.
게이트선(121) 및 분압 기준 전압선(131) 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체층(154a), 제2 반도체층(154b) 및 제3 반도체층(154c)이 위치한다. 반도체층(154a, 154b, 154c) 위에는 복수의 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c)가 위치한다.
저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)를 포함하는 복수의 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
데이터 도전체 및 그 아래에 위치되어 있는 반도체 및 저항성 접촉 부재는 하나의 마스크를 이용하여 동시에 형성될 수 있으며, 실질적으로 동일한 평면 형상을 가진다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 섬형 반도체층(154a)과 함께 하나의 제1 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 반도체층(154a)에 형성된다. 유사하게, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)는 제2 섬형 반도체층(154b)과 함께 하나의 제2 박막 트랜지스터(Qb)를 이루며, 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 반도체층(154b)에 형성되고, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)는 제3 섬형 반도체층(154c)과 함께 하나의 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 이루며, 채널은 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이의 제3 반도체층(154c)에 형성된다.
제2 드레인 전극(175b)은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있으며, 넓게 확장된 확장부(177)를 포함한다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 노출된 반도체층(154a, 154b, 154c) 부분 위에는 제1 보호막(180p)이 위치한다. 제1 보호막(180p)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연막을 포함할 수 있다. 제1 보호막(180p)은 색필터(230)의 안료가 노출된 반도체층(154a, 154b, 154c) 부분으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
제1 보호막(180p) 위에는 색필터(230)가 위치한다. 색필터(230)는 서로 인접한 두 개의 데이터선을 따라 세로 방향으로 뻗어 있다. 제1 보호막(180p), 색필터(230)의 가장자리, 그리고 데이터선(171) 위에는 제1 차광 부재(220)가 위치한다.
제1 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM)이라고도 한다. 제1 차광 부재(220)는 데이터선(171)을 따라 뻗으면서 인접한 두 개의 색필터(230) 사이에 위치할 수 있다.
이처럼, 제1 차광 부재(220)의 폭을 데이터선(171)의 폭보다 넓게 형성함으로써, 외부에서 입사된 빛이, 금속인 데이터선(171) 표면에서 반사되는 것을 제1 차광 부재(220)가 방지할 수 있다. 따라서, 데이터선(171) 표면에서 반사된 빛이 액정층(3)을 통과한 빛과 간섭됨으로써, 액정 표시 장치의 콘트라스트비가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
색필터(230) 및 제1 차광 부재(220) 위에는 제2 보호막(180q)이 위치한다.
제2 보호막(180q)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연막을 포함할 수 있다. 제2 보호막(180q)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q)에는 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 드러내는 제1 접촉 구멍(contact hole)(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)이 형성되어 있다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q), 그리고 게이트 절연막(140)에는 기준 전극(137)의 일부와 제3 드레인 전극(175c)의 일부를 드러내는 제3 접촉 구멍(185c)이 형성되어 있고, 제3 접촉 구멍(185c)은 연결 부재(195)가 덮고 있다. 연결 부재(195)는 제3 접촉 구멍(185c)을 통해 드러나 있는 기준 전극(137)과 제3 드레인 전극(175c)을 전기적으로 연결한다.
제2 보호막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 위치한다. 각 화소 전극(191)은 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121)을 중심으로 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다.
화소 전극(191)은 ITO 및 IZO 등의 투명 물질로 이루어질 수 있다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질이나 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 만들어질 수도 있다.
제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 각각 도 5에 도시한 기본 전극(191) 또는 그 변형을 하나 이상 포함하고 있다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 통하여 각각 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가받는다. 이 때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기는 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기보다 크게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
화소 전극(191) 위에는 제2 차광 부재(330)가 위치되어 있다. 제2 차광 부재(330)는 제1 트랜지스터(Qa), 제2 트랜지스터(Qb) 및 제3 트랜지스터(Qc), 그리고 제1 내지 제3 접촉 구멍(185a, 185b, 185c)이 위치하는 영역을 모두 덮도록 형성되어 있으며, 게이트선(121)과 같은 방향으로 뻗어, 데이터선(171)의 일부와 중첩하도록 위치된다. 제2 차광 부재(330)는 하나의 화소 영역의 양 옆에 위치하는 두 개의 데이터선(171)과 적어도 일부 중첩하도록 위치하여, 데이터선(171)과 게이트선(121) 근처에서 발생할 수 있는 빛샘을 방지하고, 제1 트랜지스터(Qa), 제2 트랜지스터(Qb), 그리고 제3 트랜지스터(Qc)가 위치하는 영역에서의 빛샘을 방지할 수 있다.
제2 차광 부재(330)가 형성되기 전까지, 제1 트랜지스터(Qa), 제2 트랜지스터(Qb) 및 제3 트랜지스터(Qc), 그리고 제1 내지 제3 접촉 구멍(185a, 185b, 185c)가 위치하는 영역 내에는 제1 보호막(180p), 색필터(230), 그리고 제2 보호막(180q)이 위치하여, 제1 트랜지스터(Qa), 제2 트랜지스터(Qb) 및 제3 트랜지스터(Qc), 그리고 제1 내지 제3 접촉 구멍(185a, 185b, 185c)의 위치를 쉽게 구분할 수 있다.
이상 설명한 제2 차광 부재(330) 의 변형예로 제2 차광 부재(330)는 제1 차광 부재(220)와 동일한 층에 위치할 수 있다. 이 때, 제2 차광 부재(330)는 제1 트랜지스터(Qa), 제2 트랜지스터(Qb) 및 제3 트랜지스터(Qc)이 위치하는 영역을 덮도록 위치하면서 게이트선(121)과 같은 방향으로 뻗을 수 있으며, 제1 차광 부재(220)와 동시 형성될 수 있다.
제2 차광 부재(330) 위에는 제1 배향막(11)이 위치한다. 제1 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있다.
배향막(11, 21)은 폴리 아믹산(Polyamic acid) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막이며, 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 제2 배향막(21)이 형성되어 있다. 제2 배향막(21)은 수직 배향막일 수 있으며, 전술한 제1 배향막(11)과 동일한 물질일 수 있다.
본 명세서는 색 필터(230) 및 차광 부재(220)가 하부 표시판(100)에 위치하는 실시예를 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 색 필터(230) 및 차광 부재(220)가 상부 표시판(200)에 위치하거나, 어느 하나는 하부 표시판(100)에 위치하고 나머지 하나는 상부 표시판(200)에 위치하는 실시예도 가능함은 물론이다.
액정층(3)은 음의 유전율 이방성을 가지며, 앞서 설명한 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 조성물을 포함할 수 있다. 액정층(3)의 액정 분자(31)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수직을 이루도록 배향되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 액정층(3)은 자외선 등의 광에 의한 중합 반응(polymerization)에 의해 경화되는 단량체(monomer) 등의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 화합물은 자외선 등의 광에 의해 중합 반응을 하는 반응성 메조겐(reactive mesogen)일 수 있다.
이러한 반응성 메조겐은 제조 공정에 따라 중합 반응을 하여 중합체를 형성할 수 있고, 액정 분자(31)들은 중합체에 의해 선경사를 가지도록 배향된다.
그러면, 도 4를 참고하여, 기본 전극(191)에 대하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 기본 전극(191)의 전체적인 모양은 사각형이며 가로 줄기부(193) 및 이와 직교하는 세로 줄기부(192)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 기본 전극(191)은 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)를 기준으로 구분되는 제1 부영역(Da), 제2 부영역(Db), 제3 부영역(Dc), 그리고 제4 부영역(Dd)을 포함하고, 각 부영역(Da-Dd)에는 복수의 제1 미세 가지부(194a), 복수의 제2 미세 가지부(194b), 복수의 제3 미세 가지부(194c), 그리고 복수의 제4 미세 가지부(194d)가 위치한다.
제1 미세 가지부(194a)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 제2 미세 가지부(194b)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 위 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다. 또한 제3 미세 가지부(194c)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 왼쪽 아래 방향으로 뻗어 있으며, 제4 미세 가지부(194d)는 가로 줄기부(193) 또는 세로 줄기부(192)에서부터 오른쪽 아래 방향으로 비스듬하게 뻗어 있다.
이때, 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 변은 전기장을 왜곡하여 액정 분자(31)들의 경사 방향을 결정하는 수평 성분을 만들어낸다. 전기장의 수평 성분은 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 변에 거의 수평하다. 따라서 도 4에 도시한 바와 같이 액정 분자(31)들은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다. 한 화소 전극(191)은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향이 서로 다른 네 개의 부영역(Da-Dd)을 포함하므로 액정 분자(31)가 기울어지는 방향은 대략 네 방향이 되며 액정 분자(31)의 배향 방향이 다른 네 개의 영역이 액정층(3)에 형성된다. 이와 같이 액정 분자가 기울어지는 방향을 다양하게 하면 액정 표시 장치의 기준 시야각이 커진다.
이상과 같은 표시 장치는 도 5와 같은 회로도를 가질 수 있는바 이하에서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 게이트 신호를 전달하는 게이트선(GL) 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선(DL), 분압 기준 전압을 전달하는 분압 기준 전압선(RL)을 포함하는 복수의 신호선, 그리고 복수의 신호선에 연결되어 있는 제1, 제2 및 제3 스위칭 소자(Qa, Qb, Qc), 제1 및 제2 액정 축전기(Clca, Clcb)를 포함한다.
제1 및 제2 스위칭 소자(Qa, Qb)는 각각 게이트선(GL) 및 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 제3 스위칭 소자(Qc)는 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자 및 분압 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)는 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 그 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL)과 연결되어 있으며, 제1 스위칭 소자(Qa)의 출력 단자는 제1 액정 축전기(Clca)에 연결되어 있고, 제2 스위칭 소자(Qb)의 출력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb) 및 제3 스위칭 소자(Qc)의 입력 단자에 연결되어 있다.
제3 스위칭 소자(Qc) 역시 박막 트랜지스터 등의 삼단자 소자로서, 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 액정 축전기(Clcb)와 연결되어 있으며, 출력 단자는 분압 기준 전압선(RL)에 연결되어 있다.
게이트선(GL)에 게이트 온 신호가 인가되면, 이에 연결된 제1 스위칭 소자(Qa), 제2 스위칭 소자(Qb), 그리고 제3 스위칭 소자(Qc)가 턴 온된다. 이에 따라 데이터선(DL)에 인가된 데이터 전압은 턴 온된 제1 스위칭 소자(Qa) 및 제2 스위칭 소자(Qb)를 통하여 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된다. 이 때 제1 부화소 전극(PEa) 및 제2 부화소 전극(PEb)에 인가된 데이터 전압은 서로 동일하고, 제1 액정 축전기(Clca) 및 제2 액정 축전기(Clcb)는 공통 전압과 데이터 전압의 차이만큼 동일한 값으로 충전된다. 이와 동시에, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 턴 온된 제3 스위칭 소자(Qc)를 통해 분압된다. 이에 의해 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압 값은 공통 전압과 분압 기준 전압의 차이에 의해 낮아지게 된다. 즉, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압은 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압보다 더 높게 된다.
이처럼, 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압은 서로 달라지게 된다. 제1 액정 축전기(Clca)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압이 서로 다르므로 제1 부화소와 제2 부화소에서 액정 분자들이 기울어진 각도가 다르게 되고 이에 따라 두 부화소의 휘도가 달라진다. 따라서 제1 액정 축전기(Clca)의 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)의 전압을 적절하게 조절하면 측면에서 바라보는 영상이 정면에서 바라보는 영상에 최대한 가깝게 되도록 할 수 있으며 이렇게 함으로써 측면 시인성을 향상할 수 있다.
도시한 실시예에서는 제1 액정 축전기(Clca)에 충전된 전압과 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전압을 다르게 하기 위하여, 제2 액정 축전기(Clcb)와 분압 기준 전압선(RL)에 연결된 제3 스위칭 소자(Qc)를 포함하였지만, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제2 액정 축전기(Clcb)를 감압(step-down) 축전기에 연결할 수도 있다.
구체적으로, 감압 게이트선에 연결된 제1 단자, 제2 액정 축전기(Clcb)에 연결된 제2 단자, 그리고 감압 축전기에 연결된 제3 단자를 포함하는 제3 스위칭 소자를 포함하여, 제2 액정 축전기(Clcb)에 충전된 전하량의 일부를 감압 축전기에 충전되도록 하여, 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우, 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb)가 각기 서로 다른 데이터선에 연결되어, 서로 다른 데이터 전압을 인가 받도록 함으로써, 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다. 이외에, 다른 여러 가지 방법에 의하여, 제1 액정 축전기(Clca)와 제2 액정 축전기(Clcb) 사이의 충전 전압을 다르게 설정할 수도 있다.
본 명세서는 도 5를 참조하여 일 화소 영역에 대한 회로도를 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 다양한 회로도를 가질 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 액정 표시 장치는 음의 유전율 이방성을 가지며, 1,3-다이옥세인기 또는 테트라히드로피란기를 포함하는 액정 조성물을 포함하고, 이를 통해 고속 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 신뢰성이 떨어지는 문제가 있는 알케닐 화합물을 실시예에 따른액정 조성물로 대신할 수 있어 액정 표시 장치의 신뢰성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 이루는 액정 조성물의 다른 실시예에 대해 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 조성물은 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류 및 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함한다.
이때 제1 부류는 하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
Figure pat00133
화학식 (1)
Figure pat00134
화학식 (2)
Figure pat00135
화학식 (3)
Figure pat00136
화학식 (4)
Figure pat00137
화학식 (5)
Figure pat00138
화학식 (6)
Figure pat00139
화학식(7)
Figure pat00140
화학식 (8)
상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 상기 화학식 (1) 내지 화학식 (5)는 테트라히드로피란(tetrahydropyran)을 포함하고 있는 중성 액정 화합물이며, 상기 화학식 (6) 내지 (8)은 1,3-다이옥세인(1,3-dioxane)을 포함하는 중성 액정 화합물이다.
상기 화학식 (1)의 굴절률(Δn)은 약 0.06이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -1.0이다. 상기 화학식 (2)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 0.8이다. 상기 화학식 (3)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 0.8이다. 상기 화학식 (4)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 2.3이다. 상기 화학식 (5)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 2.2이다. 상기 화학식 (6)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 2.2이다. 상기 화학식 (7)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 1.5이다. 상기 화학식 (8)의 굴절률(Δn)은 약 0.03이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -1.0이다.
제1 부류는 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 2 내지 20 wt% 포함될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 조성물은 하기 화학식 (27) 내지 (33)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00141
화학식 (27)
Figure pat00142
화학식 (28)
Figure pat00143
화학식 (29)
Figure pat00144
화학식 (30)
Figure pat00145
화학식 (31)
Figure pat00146
화학식 (32)
Figure pat00147
화학식 (33)
상기 화학식 (27) 내지 (33)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 이때 상기 화학식 (27) 내지 화학식 (33)는 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 35wt% 내지 약 70wt% 포함될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류는 하기 화학식 (34) 내지 화학식 (38)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00148
화학식 (34)
Figure pat00149
화학식 (35)
Figure pat00150
화학식 (36)
Figure pat00151
화학식 (37)
Figure pat00152
화학식 (38)
상기 화학식 (34) 내지 (38)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 이때 상기 화학식 (34) 내지 화학식(38)은 액정 조성물 전체 함량 대비 약 2wt% 내지 약 20wt%가 포함될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류는 하기 화학식 (39) 내지 화학식 (49)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
Figure pat00153
화학식(39)
Figure pat00154
화학식 (40)
Figure pat00155
화학식 (41)
Figure pat00156
화학식 (42)
Figure pat00157
화학식 (43)
Figure pat00158
화학식 (44)
Figure pat00159
화학식(45)
Figure pat00160
화학식 (46)
Figure pat00161
화학식(47)
Figure pat00162
화학식(48)
Figure pat00163
화학식 (49)
상기 화학식 (39) 내지 (49)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다. 상기 화학식 (39) 내지 화학식 (49)은 액정 조성물 전체 함량 대비 약 18 wt% 내지 약 50wt%가 포함될 수 있다.
전술한 바와 같은 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 5 내지 17일 수 있고, 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.15일 수 있으며, 회전 점도(γ1)는 약 50 내지 100일 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 조성물은 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다.
이와 같은 액정 조성물은 1,3-다이옥세인기를 포함하거나 테트라히드로피란기를 포함하는 중성 액정 화합물을 포함하며, 패널의 신뢰성 및 응답 속도를 향상시키는 이점이 있다.
이상에서 설명한 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 조성물을 포함하는 액정 표시 장치에 대해 도 6 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소 영역의 일부를 도시한 배치도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 게이트 구동부의 접촉 구멍의 단면도 및 도 6의 배치도를 VII-VII 단면선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121)이 위치한다.
게이트 도전체는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체 위에는 질화규소(SiNx) 및/또는 산화규소(SiOx) 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체층(154)이 위치하고, 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터선(171)이 위치한다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함하여, 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터의 폭을 넓힐 수 있게 되며, 이에 따라 액정 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다.
데이터선(171)을 포함하는 데이터 도전체는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이 외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140) 그리고 반도체층(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180p)이 배치되어 있다. 제1 보호막(180p)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180q)은 제1 보호막(180p) 위에 위치한다. 제2 보호막(180q)은 생략 가능하다.
제2 보호막(180q)은 색필터일 수 있다. 제2 보호막(180q)이 색필터인 경우, 제2 보호막(180q)은 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
제2 보호막(180q) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 면형 형태로서, 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 배치되어 있는 개구부(도시하지 않음)를 가질 수 있다. 즉, 공통 전극(270)은 판 형태의 평면 형태를 가질 수 있다.
인접 화소에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에서 공급되는 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 제3 보호막(180r)이 배치되어 있다. 제3 보호막(180r)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질 등으로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 제3 보호막(180r) 위에 위치한다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다. 화소 전극(191)은 복수의 절개부를 가지며, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 슬릿을 포함한다.
제1 보호막(180p), 제2 보호막(180q), 그리고 제3 보호막(180r)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)이 위치한다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
도시하지는 않았으나, 화소 전극(191)과 제3 보호막(180r) 위에는 배향막(alignment layer)이 도포되어 있다. 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다.
이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 위치하고, 평탄막(250)이 차광 부재(220) 위에 위치한다.
본 발명의 다른 실시예는 색필터가 하부 표시판에 위치하고, 차광 부재(220)가 상부 표시판에 위치하는 실시예를 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 색필터와 차광 부재 모두 하부 표시판에 위치하거나, 색필터와 차광 부재 모두 상부 표시판에 위치하거나 색필터와 차광 부재의 위치가 변경될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지며, 구체적으로 전술한 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 조성물을 포함할 수 있다. 액정층(3)의 액정 분자(31)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수평하게 배향될 수 있다.
본 명세서는 공통 전극(270) 위에 화소 전극(191)이 위치하는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 화소 전극(191)위에 공통 전극(270)이 위치하는 실시예도 가능함은 물론이다.
이상에서 설명한 액정 표시 장치는 양의 유전율 이방성을 가지며, 1,3-다이옥세인기 또는 테트라히드로피란기를 가지는 액정 조성물을 포함하며, 이를 통해 고속 응답 특성을 얻을 수 있다. 또한, 라디칼 반응 등에 의해 신뢰성이 떨어지는 문제가 제거된 액정 조성물을 포함하는바 신뢰성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 액정 조성물 및 이의 물성에 대해 살펴본다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure pat00164
 15
Figure pat00165
 9
Figure pat00166
 8
Figure pat00167
 7.5
Figure pat00168
 7
Figure pat00169
 16
Figure pat00170
 10
Figure pat00171
 8
Figure pat00172
 3
Figure pat00173
 8.5
Figure pat00174
 8
상기 표 1로 나타낸 실시예 1은 본 발명의 실시예에 따른 화학식 (3), 화학식(7) 및 화학식(10)을 포함하는 실시예이다.
이에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.109이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.3이고, 회전 점도(γ1)는 약 106이다. 이는 화학식 (14) 내지 화학식 (15)의 함량을 감소시키고 본 발명의 실시예에 따른 액정 화합물인 화학식 (3), 화학식 (7) 및 화학식 (10)을 포함하는 액정 조성물이 표시 장치에 대해 요구되는 물성을 만족시킴을 나타낸다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure pat00175
 22
Figure pat00176
 9
Figure pat00177
 7
Figure pat00178
 15
Figure pat00179
 9.5
Figure pat00180
 5
Figure pat00181
 9
Figure pat00182
 9
Figure pat00183
 7
Figure pat00184
 7.5
상기 표 2로 나타낸 실시예 2는 본 발명의 실시예에 따른 화학식 (3) 및 화학식(7)을 포함하는 실시예이다.
이에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.109이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.0이고, 회전 점도(γ1)는 약 114이다. 실시예 2는 화학식 (14) 내지 (16)을 포함하지 않는 액정 조성물이며, 이와 같은 조성도 표시 장치가 요구하는 물성을 가짐을 확인하였다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure pat00185
 22
Figure pat00186
 9
Figure pat00187
 7
Figure pat00188
 15
Figure pat00189
 9.5
Figure pat00190
 5
Figure pat00191
 9
Figure pat00192
 9
Figure pat00193
 14.5
상기 표 3으로 나타낸 실시예 3은 본 발명의 실시예에 따른 화학식 (3), 화학식(7) 및 화학식 (10)을 포함하는 실시예이다.
이에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.112이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.1이고, 회전 점도(γ1)는 약 117이다. 실시예 3은 화학식 (14) 내지 (16)을 포함하지 않는 액정 조성물이며, 본 발명의 실시예에 따른 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물은 표시 장치에 요구되는 물성을 가짐을 확인하였다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure pat00194
 20
Figure pat00195
 8
Figure pat00196
 6.5
Figure pat00197
 7
Figure pat00198
 3.5
Figure pat00199
 7.5
Figure pat00200
 11
Figure pat00201
 11
Figure pat00202
 8.5
Figure pat00203
 12
Figure pat00204
 5
상기 표 4로 나타낸 실시예 4는 본 발명의 실시예에 따른 화학식 (3), 화학식(7) 및 화학식 (10)을 포함하는 실시예이다.
이에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.107이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -5.1이고, 회전 점도(γ1)는 약 140이다. 즉, 실시예 4는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 조성물이며, 특히 고유전율을 가짐을 확인하였다.
액정 화합물 함량(wt%)
Figure pat00205
 17
Figure pat00206
 7
Figure pat00207
 8
Figure pat00208
 7
Figure pat00209
 12
Figure pat00210
 4
Figure pat00211
 6.5
Figure pat00212
 5
Figure pat00213
 3
Figure pat00214
 10.5
Figure pat00215
 5
Figure pat00216
 7
Figure pat00217
 8
상기 표 5로 나타낸 실시예 5는 본 발명의 실시예에 따른 화학식 (3) 및 화학식(7)을 포함하는 실시예이다.
이에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.145이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 17.8이고, 회전 점도(γ1)는 약 97이다. 즉, 실시예 5는 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 조성물이며, 본 발명의 실시예에 따른 액정 화합물을 포함하는 경우에도, 표시 장치가 요구하는 소정의 물성을 나타냄을 확인하였다.
액정 화합물 화학식
Figure pat00218
 A-1
Figure pat00219
 A-2
Figure pat00220
 A-3
Figure pat00221
 A-4
Figure pat00222
 A-5
Figure pat00223
 A-6
Figure pat00224
 A-7
Figure pat00225
 A-8
Figure pat00226
 A-9
상기 표 6으로 나타낸 비교예 1은 본 발명의 실시예에서 제공하는 액정 조성물을 포함하지 않으며, 상기 화학식 (A-1) 내지 (A-9)를 포함한다. 이러한 비교예 1에 대해 물성 평가를 진행한 결과, 굴절률(Δn)은 약 0.108이고, 유전율 이방성(Δε)은 약 -3.0이고, 회전 점도(γ1)는 약 97이다.
이하에서, 도 8 내지 도 9를 참조하여, 실시예 1과 비교예 1 에 따른 물성을 살펴본다. 도 8은 실시예 1과 비교예 1에 대한 전압 보전율 그래프이고, 도 9는 실시예 1과 비교예 1에 대한 응답 속도 그래프이다.
우선, 도 8 및 표 7을 참조하면, 실시예 1과 비교예 1에 대해 UV를 조사하고, 시간 경과에 따른 전압 보전율(Voltage Holding Ratio, VHR)을 살펴보았다.
시간(분) 비교예 1 실시예 1
0 97.67 98.66
40 96.13 96.78
60 95.72 96.31
80 94.81 95.34
이러한 결과에 따르면 0분, 40분, 60 분 및 80분이 경과할수록, 비교예 1 및 실시예 1 모두 전압 보전율을 낮아지는 경향을 나타냈다. 그러나, 본 발명의 실시예 1에 따른 액정의 전압 보전율이 비교예에 따른 전압 보전율에 비해 항상 높게 나타남을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 액정 화합물을 포함하는 액정은 신뢰성이 향상되어 보다 높은 전압 보전율을 나타냄을 알 수 있다.
다음, 수식 1을 참조하면, 액정의 응답 특성(τoff)은 액정의 물성, 특히 γ1/Keff에 의한 영향을 받는다. 즉, 동일한 셀 갭(cell gap)을 가지는 표시 장치에서는 액정의 물성에 따라 응답 특성이 달라진다.
Figure pat00227
[수식 1]
비교예 1의 γ1/Keff는 약 6.18이고, 실시예 1의 γ1/Keff는 약 6.58를 나타냈다. 이를 동일한 셀 갭을 가지는 소정의 표시장치에 적용한 결과, 도 9와 같이, 비교예는 약 3.11 ms의 응답 속도를 나타내고, 실시예 1은 약 3.20 ms의 응답 속도를 나타냄을 확인하였다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 액정 화합물을 포함하는 액정층은 응답 특성이 향상됨을 알 수 있다.
정리하면, 전술한 실시예 1 내지 5를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물이 표시 장치에 요구되는 액정 물성을 가질 수 있음을 확인하였다. 또한, 본 발명에 따른 액정 조성물은 다른 액정 조성물에서 발생하는 라디칼 반응 등의 제어가 가능한바, 패널 신뢰성이 향상된 액정 조성물을 제공할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
3 : 액정층 31 : 액정 분자
100 : 하부 표시판 200 : 상부 표시판
121 : 게이트선 140 : 게이트 절연막
230 : 색필터 270 : 공통 전극
310 : 액정 분자

Claims (30)

  1. 중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류, 및
    극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함하고,
    상기 제1 부류는
    하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00228
    화학식 (1)
    Figure pat00229
    화학식 (2)
    Figure pat00230
    화학식 (3)
    Figure pat00231
    화학식 (4)
    Figure pat00232
    화학식 (5)
    Figure pat00233
    화학식 (6)
    Figure pat00234
    화학식(7)
    Figure pat00235
    화학식 (8)
    상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 5 인 알킬기이다.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 부류는 하기 화학식 (9) 내지 (13)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00236
    화학식(9)
    Figure pat00237
    화학식(10)
    Figure pat00238
    화학식(11)
    Figure pat00239
    화학식(12)
    Figure pat00240
    화학식 (13)
    상기 화힉식 (9) 내지 (13)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  3. 제2항에서,
    상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 -5.5 내지 -2.8인 액정 조성물.
  4. 제3항에서,
    상기 액정 조성물은 하기 화학식 (14) 내지 화학식 (16) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00241
    화학식 (14)
    Figure pat00242
    화학식 (15)
    Figure pat00243
    화학식 (16)
    상기 화학식 (14) 내지 (16)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 부류는 하기 화학식 (17) 내지 화학식 (20)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00244
    화학식 (17)
    Figure pat00245
    화학식(18)
    Figure pat00246
    화학식(19)
    Figure pat00247
    화학식(20)
    상기 화학식(17) 내지 화학식(20)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  6. 제5항에서,
    상기 제2 부류는 하기 화학식 (21) 내지 (26)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00248
    화학식 (21)
    Figure pat00249
    화학식 (22)
    Figure pat00250
    화학식 (23)
    Figure pat00251
    화학식 (24)
    Figure pat00252
    화학식 (25)
    Figure pat00253
    화학식(26)
    상기 화학식(21) 내지 화학식 (26)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  7. 제2항에서,
    상기 액정 조성물의 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.12인 액정 조성물.
  8. 제2항에서,
    상기 제1 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 10 wt% 내지 45 wt% 포함되는 액정 조성물.
  9. 제2항에서,
    상기 제2 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 5 내지 15 wt%로 포함되는 액정 조성물.
  10. 제1항에서,
    상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 5 내지 17이고, 상기 액정 조성물의 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.15인 액정 조성물.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 부류는 상기 액정 조성물 전체 함량의 약 2 wt% 내지 20wt% 포함되는 액정 조성물.
  12. 제11항에서,
    상기 액정 조성물은 하기 화학식 (27) 내지 (33)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00254
    화학식 (27)
    Figure pat00255
    화학식 (28)
    Figure pat00256
    화학식 (29)
    Figure pat00257
    화학식 (30)
    Figure pat00258
    화학식 (31)
    Figure pat00259
    화학식 (32)
    Figure pat00260
    화학식 (33)
    상기 화학식(27) 내지 화학식(33)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 부류는 하기 화학식 (34) 내지 화학식 (38)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00261
    화학식 (34)
    Figure pat00262
    화학식 (35)
    Figure pat00263
    화학식 (36)
    Figure pat00264
    화학식 (37)
    Figure pat00265
    화학식 (38)
    상기 화학식 (34) 내지 (38)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 부류는 하기 화학식 (39) 내지 화학식 (49)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00266
    화학식(39)
    Figure pat00267
    화학식 (40)
    Figure pat00268
    화학식 (41)
    Figure pat00269
    화학식 (42)
    Figure pat00270
    화학식 (43)
    Figure pat00271
    화학식 (44)
    Figure pat00272
    화학식(45)
    Figure pat00273
    화학식 (46)
    Figure pat00274
    화학식(47)
    Figure pat00275
    화학식(48)
    Figure pat00276
    화학식 (49)
    상기 화학식 (39) 내지 (49)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  15. 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
    상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판,
    상기 제2 절연 기판 위에 위치하는 공통 전극, 및
    상기 공통 전극 및 상기 화소 전극 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은
    중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류, 및
    극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함하며,
    상기 제1 부류는,
    하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00277
    화학식 (1)
    Figure pat00278
    화학식 (2)
    Figure pat00279
    화학식 (3)
    Figure pat00280
    화학식 (4)
    Figure pat00281
    화학식 (5)
    Figure pat00282
    화학식 (6)
    Figure pat00283
    화학식(7)
    Figure pat00284
    화학식 (8)
    상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  16. 제15항에서,
    상기 제2 부류는 하기 화학식 (9) 내지 (13)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00285
    화학식(9)
    Figure pat00286
    화학식(10)
    Figure pat00287
    화학식(11)
    Figure pat00288
    화학식(12)
    Figure pat00289
    화학식 (13)
    상기 화학식 (9) 내지 화학식 (13)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  17. 제16항에서,
    상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 -5.5 내지 -2.8인 액정 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 액정 조성물은 하기 화학식 (14) 내지 화학식 (16) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00290
    화학식 (14)
    Figure pat00291
    화학식 (15)
    Figure pat00292
    화학식 (16)
    상기 화학식 (14) 내지 (16)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  19. 제18항에서,
    상기 제1 부류는 하기 화학식 (17) 내지 화학식 (20)으로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00293
    화학식 (17)
    Figure pat00294
    화학식(18)
    Figure pat00295
    화학식(19)
    Figure pat00296
    화학식(20)
    상기 화학식(17) 내지 화학식(20)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  20. 제19항에서,
    상기 제2 부류는 하기 화학식 (21) 내지 (26)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00297
    화학식 (21)
    Figure pat00298
    화학식 (22)
    Figure pat00299
    화학식 (23)
    Figure pat00300
    화학식 (24)
    Figure pat00301
    화학식 (25)
    Figure pat00302
    화학식(26)
    상기 화학식(21) 내지 화학식 (26)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  21. 제16항에서,
    상기 액정층은 반응성 메조겐(RM, Reactive Mesogen)을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  22. 제16항에서,
    상기 액정 조성물의 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.12인 액정 표시 장치.
  23. 제16항에서,
    상기 제1 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 10 내지 45 wt% 포함되는 액정 표시 장치.
  24. 제16항에서,
    상기 제2 부류는 상기 액정 조성물의 전체 함량 대비 약 5 내지 15 wt%로 포함되는 액정 표시 장치.
  25. 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
    상기 화소 전극과 절연되어, 상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 공통전극,
    상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판, 및
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
    상기 액정층은
    중성 액정 화합물을 포함하는 제1 부류, 및
    극성 액정 화합물을 포함하는 제2 부류를 포함하며,
    상기 제1 부류는,
    하기 화학식 (1) 내지 (8)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 액정 표시 장치:
    Figure pat00303
    화학식 (1)
    Figure pat00304
    화학식 (2)
    Figure pat00305
    화학식 (3)
    Figure pat00306
    화학식 (4)
    Figure pat00307
    화학식 (5)
    Figure pat00308
    화학식 (6)
    Figure pat00309
    화학식(7)
    Figure pat00310
    화학식 (8)
    상기 화학식 (1) 내지 (8)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  26. 제25항에서,
    상기 액정 조성물의 유전율 이방성(Δε)은 약 5 내지 17이고, 굴절률(Δn)은 약 0.08 내지 0.15인 액정 표시 장치.
  27. 제25항에서,
    상기 액정 조성물은 하기 화학식 (27) 내지 (33)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00311
    화학식 (27)
    Figure pat00312
    화학식 (28)
    Figure pat00313
    화학식 (29)
    Figure pat00314
    화학식 (30)
    Figure pat00315
    화학식 (31)
    Figure pat00316
    화학식 (32)
    Figure pat00317
    화학식 (33)
    상기 화학식(27) 내지 화학식(33)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  28. 제27항에서,
    상기 제1 부류는 상기 액정층 전체 함량의 약 2 내지 20wt% 포함되는 액정 표시 장치.
  29. 제28항에서,
    상기 제1 부류는 하기 화학식 (34) 내지 화학식 (38)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00318
    화학식 (34)
    Figure pat00319
    화학식 (35)
    Figure pat00320
    화학식 (36)
    Figure pat00321
    화학식 (37)
    Figure pat00322
    화학식 (38)
    상기 화학식 (34) 내지 (38)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
  30. 제29항에서,
    상기 제2 부류는 하기 화학식 (39) 내지 화학식 (49)로 표현되는 화합물 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 액정 조성물:
    Figure pat00323
    화학식(39)
    Figure pat00324
    화학식 (40)
    Figure pat00325
    화학식 (41)
    Figure pat00326
    화학식 (42)
    Figure pat00327
    화학식 (43)
    Figure pat00328
    화학식 (44)
    Figure pat00329
    화학식(45)
    Figure pat00330
    화학식 (46)
    Figure pat00331
    화학식(47)
    Figure pat00332
    화학식(48)
    Figure pat00333
    화학식 (49)
    상기 화학식 (39) 내지 (49)에서 상기 X 및 Y는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 7인 알킬기이다.
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