KR101626900B1 - 수직 배향막 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 수직 배향막은 이무수물(dianhydride)계 화합물, 그리고 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물로부터 유래되어 있는 폴리이미드를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112009079029336-pat00001
상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로 F, Cl 또는 CN이며, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
수직 배향막, 액정 표시 장치

Description

수직 배향막 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{VERTICAL ALIGNMENT LAYER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE SAME}
수직 배향막 및 이를 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.
액정 표시 장치는 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전기장 생성 전극(field generating electrode), 두 장의 표시판과 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.
한편, 표시판의 안쪽에는 액정층의 액정 분자들을 배향하기 위한 배향막이 형성되어 있다. 전기장 생성 전극에 전압이 가해지지 않는 경우 액정 분자들은 배향막에 의하여 일정한 방향으로 배열되어 있으며, 전기장 생성 전극에 전압이 가해지는 경우 전기장의 방향에 따라 액정 분자들이 회전한다.
본 발명에 따른 한 실시예는 배향막의 인쇄 불량을 줄이기 위한 것이다.
본 발명에 따른 한 실시예는 적하 얼룩을 줄이기 위한 것이다.
본 발명에 따른 한 실시예는 배향막의 신뢰성을 개선하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 한 실시예는 배향막의 재가공율(rework ratio)을 줄이기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 수직 배향막은 이무수물(dianhydride)계 화합물, 그리고 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물로부터 유래되어 있는 폴리이미드를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112009079029336-pat00002
상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로 F, Cl 또는 CN이며, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
상기 수직 배향막의 이미드화율은 70 % 이상일 수 있다.
상기 이무수물(dianhydride)계 화합물은 상기 조성물 대비 40 몰% 내지 60 몰%일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 10 몰% 내지 20 몰%일 수 있다.
상기 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112009079029336-pat00003
상기 화학식 2에서, Y는 산소원자, 카르보닐기, 카르복실기, 아미드기, 치환 또는 비치환된 C2-C12의 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C12의 페닐렌기이며, R2는 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 25 몰% 내지 45 몰%일 수 있다.
상기 이무수물계 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112009079029336-pat00004
[화학식 4]
Figure 112009079029336-pat00005
본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 수직 배향막을 포함하고, 상기 수직 배향막은, 이무수물(dianhydride)계 화합물, 그리고 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물로부터 유래되어 있는 폴리이미드를 포함한다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선, 상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 데이터선, 상기 제1 기판 위에 위치하는 제2 데이터선, 상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 게이트선 및 상기 제2 데이터선과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 그리고 상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제2 부화소 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각 주 가지와 상기 주 가지에 연결되어 있는 빗살 모양의 복수의 부 가지를 포함할 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 게이트선, 상기 제1 기판 위에 위치하는 제2 게이트선, 상기 제1 기판 위에 위치하는 데이터선, 상기 제1 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제2 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 그리고 상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제2 부화소 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각 경사 방향 결정 부재를 포함할 수 있고, 상기 경사 방향 결정 부재는 절개부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 한 실시예는 배향막의 인쇄 불량을 줄일 수 있고, 적하 얼룩을 줄일 수 있고, 배향막의 신뢰성을 개선할 수 있고, 배향막의 재가공율(rework ratio)을 줄일 수 있다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서 는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 “바로 위에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “아래에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 아래에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 한편, 어떤 부분이 다른 부분 “바로 아래에” 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 "치환"은 할로겐, C1-C12의 할로알킬기, C1-C12의 알킬기, C1-C12의 알콕시기, C6-C12의 아릴기, 또는 C6-C12의 아릴옥시기로 치환된 것을 의미한다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 수직 배향막에 대하여 상세하게 설명한다.
액정 표시 장치는 두 개의 표시판을 포함하고 있으며, 표시판의 안쪽에는 액정층의 액정 분자들을 배향하기 위한 배향막이 형성되어 있다. 전기장 생성 전극에 전압이 가해지지 않는 경우 액정 분자들은 수직 배향막에 의하여 일정한 방향으 로 배열되어 있다. 예를 들어, 수직 배향막에 의한 액정 분자들의 선경사 각도는 약 80 도 내지 약 95 도일 수 있다.
수직 배항막은 폴리이미드를 포함하며, 폴리이미드는 이무수물(dianhydride)계 화합물, 그리고 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물로부터 유래되어 있다.
[화학식 1]
Figure 112009079029336-pat00006
상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로 F, Cl 또는 CN이며, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유도된 측쇄에 의하여 액정 분자들이 배향될 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 산소 원자의 오른쪽에 3 개의 고리형 탄화수소가 연결되어 있으며 측쇄의 길이가 길기 때문에, 강직성(rigidity)과 직진성(straight linearity)이 강하며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 소수성과 액정 분자들의 배향 안정성이 증가할 수 있다. 예를 들어, 3 개의 고리형 탄화수소는 2 개의 고리형 탄화수소보다 강직성, 직진성 및 소수성이 강하다. 또한, 3 개의 고리형 탄화수소는 콜레스테롤보다 적게 벌키(bulky)하며, 강직성 및 직진성이 강하다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 3 개의 고리형 액정 분자와 유사한 구조를 가지므로, 액정 분자들의 배향 안정성이 증가할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 사용으로 인하여 소수성이 증가할 수 있으며, 적하 얼룩이 감소할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전체 조성물 대비 약 10 몰% 내지 약 20 몰%일 수 있다. 10 몰% 이상일 경우 적하 얼룩이 더욱 감소할 수 있으며, 20 몰% 이하일 경우 배향막의 용해성이 더욱 증가할 수 있다.
수직 배향막의 이미드화율은 대략 70 % 이상일 수 있다. 예를 들어, 용액 상태의 조성물의 이미드화율은 약 80 %일 수 있으며, 조성물의 경화 후 이미드화율도 약 80 %일 수 있다. 수직 배향막의 이미드화율은 대략 70 % 이상일 경우, 적하 얼룩이 감소할 수 있으며, 배향막의 신뢰성이 개선될 수 있다. 나아가, 수직 배향막의 이미드화율이 높아도, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 사용으로 인하여, 배향막의 인쇄 불량이 감소할 수 있으며, 배향막의 재가공율이 감소할 수 있다.
상기 조성물은 1 개 이상의 이무수물계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이무수물계 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 등일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112009079029336-pat00007
[화학식 4]
Figure 112009079029336-pat00008
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 굴곡 구조를 가지므로, 표면적이 넓어져서 배향막의 용해성이 증가될 수 있으며, 배향막의 인쇄 불량이 감소할 수 있다.
상기 이무수물계 화합물은 전체 조성물 대비 40 몰% 내지 60 몰%일 수 있다. 이무수물계 화합물의 함량은 수직 배향막의 이미드화율과 관계될 수 있다. 예를 들어, 40 몰% 이상이고 60 몰% 이하일 경우, 이미드화율이 더욱 증가할 수 있고 배향막의 신뢰성이 더욱 개선될 수 있다.
상기 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112009079029336-pat00009
상기 화학식 2에서, Y는 산소원자, 카르보닐기, 카르복실기, 아미드기, 치환 또는 비치환된 C2-C12의 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C12의 페닐렌기이며, R2는 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 벤젠 고리에 극성 구조를 갖는 작용기가 치환되어 있다. 따라서, 배향막의 용해성이 증가할 수 있으며, 인쇄 불량이 감소할 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 전체 조성물 대비 약 25 몰% 내지 약 45 몰%일 수 있다. 25 몰% 이상일 경우 배향막의 용해성이 더욱 증가할 수 있으며, 45 몰% 이하일 경우 배향막의 측쇄의 강직성 및 직진성이 더욱 증가할 수 있다.
상기 조성물은 용매, 가교제(crosslinker) 등을 더 포함할 수 있다. 용매는 노말메틸피롤리돈, 부틸셀로솔브(butyl cellosolve), 감마-부티로락톤, 또는 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 노말메틸피롤리돈과 부틸셀로솔브을 대략 4.5 대 5.5의 비율로 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 경우 배향막의 용해성이 증가할 수 있으며, 인쇄 불량이 감소할 수 있다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 도 1 내지 도 4를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하나의 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이며, 도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III-III선을 따라 자른 단면도이며, 도 4는 도 2의 액정 표시 장치를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
도 1을 참고하면, 액정 표시 장치는 복수의 신호선(signal line)(121, 131, 171a, 171b) 및 이에 연결되어 있는 화소(pixel)(PX)를 포함한다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 및 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다. 제1 표시판(100)은 복수의 게이트선(GL), 복수 쌍의 데이터선(DLa, DLb) 및 복수의 유지 전극선(SL)을 포함하는 신호선과 이에 연결된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
각 화소(PX)는 한 쌍의 부화소(PXa, PXb)를 포함하며, 부화소(PXa, PXb)는 스위칭 소자(Qa, Qb)와 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(storage capacitor)(Csta, Cstb)를 포함한다.
스위칭 소자(Qa, Qb)는 제1 표시판(100)에 구비되어 있는 박막 트랜지스터로서, 제어 단자는 게이트선(GL)과 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DLa, DLb)과 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(Csta, Cstb)와 연결되어 있다.
액정 축전기(Clca, Clcb)는 부화소 전극(191a, 191b)과 공통 전극(270)을 두 단자로 하고, 두 단자 사이의 액정층(3) 부분을 유전체로 하여 형성된다.
액정 축전기(Clca, Clcb)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(Csta, Cstb)는 제1 표시판(100)에 구비된 유지 전극선(SL)과 부화소 전극(191a, 191b)이 절연체를 사이에 두고 중첩되어 이루어지며 유지 전극선(SL)에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 유리, 플라스틱 등으로 만들어진 절연성 기판(110) 위에 복수의 게이트선(121) 및 복수의 유지 전극선(131, 135)이 형성되어 있다. 각 게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며, 대략 행 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 포함한다.
유지 전극선(131, 135)은 게이트선(121)과 실질적으로 나란하게 뻗은 줄기선(131)과 이로부터 뻗어 나온 복수의 유지 전극(135)을 포함한다. 이때, 유지 전극선(131)과 유지 전극(137)의 모양과 배치는 다양하게 변형될 수 있다. 그러나, 유지 전극선(131)과 유지 전극(137)은 생략될 수 있다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131, 135) 위에는 게이트 절연막 (140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx) 등을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등을 포함하는 복수의 반도체(154a, 154b)가 형성되어 있다.
반도체(154a, 154b) 위에는 각각 복수 쌍의 저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163b, 163b, 165a, 165b)가 형성되어 있으며, 저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)는 금속 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질을 포함할 수 있다.
저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163b, 163b, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수 쌍의 데이터 선(171a, 171b)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)이 형성되어 있다. 또한, 주변 영역에는 데이터선(171a, 171b)과 동일한 층에 유지 전압 공급선(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 유지 전압 공급선은 대략 열 방향으로 형성되어 있으며, 복수의 유지 전극선(131)을 전기적으로 연결한다.
데이터선(171a, 171b)은 열 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 유지 전극선의 줄기선(131)과 교차한다. 데이터선(171a, 171b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 U자형으로 굽은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)을 포함하며, 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)은 제1, 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 마주한다.
제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)와 함께 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)를 이룬다. 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 채 널(channel)은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 사이의 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)에 형성되어 있다. 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 각각 액정 표시 장치의 화소 전극(191a, 191b)과 연결되어 구동 전압을 인가할 수 있다.
저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터선(171a, 171b) 및 드레인 전극(175a, 175b) 사이에 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다.
제1 및 제2 반도체(154a, 154b)에 존재하는 채널 부분을 제외하고는 제1 및 제2 반도체(154a, 154b), 저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b), 및 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)을 포함하는 데이터선(171a, 171b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 3 개 층의 평면 모양은 실질적으로 동일하다. 이 경우 이들 3 개의 층은 1 매의 마스크를 이용하여 형성된 것이다. 그러나, 제1 및 제2 반도체(154a, 154b), 저항성 접촉 부재(161a, 161b, 163a, 163b, 165a, 165b)는 섬형(island type)일 수도 있다. 이외에도 이들 3 개 층의 모양은 다양하게 변형될 수 있다.
데이터선(171a, 171b), 드레인 전극(175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 질화 규소, 산화 규소 등을 포함하는 하부막(180p)이 형성되어 있다.
하부막(180p) 위에 청색 색필터(230B), 녹색 색필터(230G) 및 적색 색필터(230R)가 형성되어 있다. 각 색필터(230B, 230G, 230R)는 띠 모양의 형태를 가 질 수 있다. 또한, 각 색필터(230B, 230G, 230R)는 잉크젯 공정에 의하여 인쇄되기 때문에 공정성이 우수하다.
각 색필터(230B, 230G, 230R) 위에 상부막(180q)이 있다. 상부막(180q)은 산화 규소, 질화 규소, 감광성 유기 물질 등을 포함할 수 있다. 상부막(180q)은 박막 트랜지스터 표시판의 평탄화 역할을 한다.
하부막(180p)과 상부막(180q) 사이에는 차광 부재(220a, 220b)가 형성되어 있다. 차광 부재(220a, 220b 는 데이터선(171a, 171b)과 나란하게 대략 열 방향으로 뻗어 있으며, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)를 덮는 돌출부(220b)를 포함하고 있다. 차광 부재(220)는 각 색필터(230B, 230G, 230R) 사이를 덮음으로써, 빛샘을 방지할 수 있다.
하부막(180p)과 상부막(180q) 사이에는 차광 부재(220)와 동일한 층에 간격재(320)가 형성되어 있다. 그러나 간격재(320)는 차광 부재(220)와 다른 층에 형성될 수도 있다. 간격재(320)는 액정층(3)의 갭을 유지하는 역할을 하며, 기둥형 간격재(columnar spacer)(320)일 수 있다. 기둥형 간격재(320)는 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 사이에 위치할 수 있다.
차광 부재(220)와 기둥형 간격재(320)는 동일한 재료를 포함할 수 있으며, 하프톤 마스크 등을 사용하여 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. 이외에도, 기둥형 간격재(320)의 배치와 모양은 다양하게 변형될 수 있다.
상부막(180q) 위에는 복수의 화소 전극(191)과 연결 부재(82)가 형성되어 있다. 복수의 화소 전극(191)과 연결 부재(82)는 ITO, IZO 등의 동일한 재료를 포함 할 수 있으며, 동일한 공정에서 형성될 수 있다.
각 화소 전극(191)은 간극(91)을 사이에 두고 서로 분리되어 있는 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함한다.
제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 전체적인 모양은 사각형이다. 화소 전극(191) 전체에서 제2 부화소 전극(191b)이 차지하는 면적이 제1 부화소 전극(191a)이 차지하는 면적보다 클 수 있다. 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b) 각각은 주 가지와 부 가지를 포함한다. 주 가지는 게이트선(121) 또는 데이터선(171)과 대략 평행하다. 부 가지는 빗살 모양의 미세 가지이다.
제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)은 접촉 구멍(185a, 185b)을 통하여 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
복수의 화소 전극(191)과 연결 부재(82) 위에는 하부 배향막(11)이 형성되어 있다. 하부 배향막(11)은 전술한 수직 배향막일 수 있다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 도 5 내지 도 8을 참고하여 상세하게 설명한다. 전술한 액정 표시 장치의 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하나의 화소에 대한 등가 회로도이며, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이며, 도 7은 도 6의 액정 표시 장치를 VII-VII선을 따라 자른 단면도이며, 도 8은 도 6의 액정 표시 장치를 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 5를 참고하면, 두 개의 게이트선(GLa, GLb) 각각에 스위칭 소자(Qa, Qb)가 연결되어 있다. 스위칭 소자(Qa, Qb)는 한 개의 데이터선(DL)을 공유한다. 화소(PX), 부화소(PXa, PXb), 액정 축전기(Clca, Clcb) 및 유지 축전기(Csta, Cstb), 유지 전극선(SL)에 대한 설명은 전술한 바와 같다. 공통 전압(Vcom)은 공통 전극(미도시)에 공급되는 전압이다.
도 6 내지 도 8을 참고하면, 서로 마주하는 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 및 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
절연 기판(110) 위에 복수 쌍의 제1 및 제2 게이트선 (121a, 121b), 복수의 유지 전극선 (131), 복수의 광차단막(120s, 120n) 을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.
제1 및 제2 게이트선(121a, 121b)은 게이트 신호를 전달하고 주로 가로 방향으로 뻗어 있다.
제1 게이트선(121a)은 아래로 돌출한 복수의 제1 게이트 전극(gate electrode)(124a)과 끝 부분(129a)을 포함한다. 제2 게이트선(121b)은 위로 돌출한 복수의 제2 게이트 전극(124b)과 끝 부분(129b)을 포함한다.
유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 유지 전극선(131)은 각각 제1 게이트선(121a) 및 제2 게이트선(121b) 사이에 위치하며, 제1 게이트선(121a)과 제2 게이트선(121b)로부터 거의 같은 거리에 위치한다. 각 유지 전극선(131)은 아래위로 확장된 복수의 유지 전극(137)을 포함한다. 그러나 유지 전극(137)을 비롯한 유지 전극선(131)의 모양 및 배치는 여러 형태로 변형될 수 있 다.
광차단막(120s, 120n)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 서로 떨어져 있는 복수의 소차단막을 포함한다. 광차단막(120n, 120s)은 제1 및 제2 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131)과 단락되지 않도록 여러 부분으로 나뉘어 있다.
게이트 도전체(120s, 120n, 121a, 121b, 131) 위에는 게이트 절연막 (140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 복수의 선형 반도체(151s, 151n)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151s, 151n)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며, 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 뻗어 나온 복수의 제1 및 제2 돌출부 (154a, 154b)를 포함한다.
반도체(151s, 151n) 위에는 복수의 선형 저항성 접촉 부재 (161s, 161n), 제1 섬형 저항성 접촉 부재(165a) 및 제2 섬형 저항성 접촉 부재(165b)가 형성되어 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161s, 161n)는 복수의 제1 돌출부(163a) 및 제2 돌출부(163b)를 가지고 있으며, 이 제1 및 제1 돌출부(163a)와 제1 및 제2 섬형 저항성 접촉 부재(165a, 165b)는 쌍을 이루어 반도체(151s, 151n)의 제1 및 제2 돌출부(154a, 154b) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(161s, 161n, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171s, 171n)과 복수 쌍의 제1 및 제2 드레인 전극(drain electrode)(175a, 175b)을 포함하는 데이터 도전체가 형성되어 있다.
데이터선(171s, 171n)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121a, 121b) 및 유지 전극선(131)과 교차한다.
각 데이터선(171s, 171n)은 전체에 걸쳐 일직선 상에 있지 않으며, 적어도 두 번 꺾여 있다. 즉, 데이터선(171s, 171n)은 게이트선(121s, 121n)에 수직한 복수의 수직부와 수직부에 대해서 기울어진 사선부를 포함한다. 수직부와 사선부는 반복하여 연결되어 있으며, 수직부와 사선부가 연결되어 복수개의 굽은 부분(Cs1~Cs8, Cn1~Cn8)을 이룬다. 데이터선(171s, 171n)은 광차단막(120s, 120n)과 중첩하며, 광차단막(120s, 120n)은 데이터선(171s, 171n)의 형태에 따라서 굽은 부분을 가지며, 데이터선(171s, 171n)보다 폭이 같으나 넓을 수도 있다.
각 데이터선(171s, 171n)은 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 향하여 각각 뻗은 복수 쌍의 제1 및 제2 소스 전극 (173a, 173b)과 끝 부분(179s, 179n)을 포함한다.
제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b)을 중심으로 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 마주하며, 막대형 끝 부분은 소스 전극(173a, 173b) 방향으로 꺽여 소스 전극(173a, 173b)으로 일부 둘러싸여 있다.
제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b), 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)은 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)와 함께 각각 제1 및 제2 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(Qa, Qb)를 이루며, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)의 채널(channel)은 제1 및 제2 소스 전극(173a, 173b)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b) 사이의 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(161s, 161n, 165a, 165b)는 그 아래의 반도체(154a, 154b)와 그 위의 데이터 도전체(171s, 171n, 175a, 175b) 사이에만 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154a, 154b)에는 소스 전극(173a, 173b)과 드레인 전극(175a, 175b) 사이를 비롯하여 데이터 도전체(171s, 171n, 175a, 175b)로 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
한편, 선형 반도체(151s, 151n), 데이터 도전체(171s, 171n, 175a, 175b) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161s, 161n, 165a, 165b)와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가지고 있다.
데이터 도전체(171s, 171n, 175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 데이터선(171s, 171n)의 끝 부분(179s, 179n)과 제1 및 제2 드레인 전극(175a, 175b)의 한 쪽 부분을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182s, 182n, 185a, 185b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121a, 121b)의 끝 부분(129a, 129b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181a, 181b)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극 (191) 및 복수의 접촉 보조 부재 (81a, 81b, 82s, 82n)가 형성되어 있다.
각 화소 전극(191)은 서로 분리되어 있는 한 쌍의 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)을 포함한다. 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)은 행 방향으로 인접하며, 절개부(cutout)(91a, 91b)를 가진다. 공통 전극(270)은 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)과 마주하는 절개부(71a, 71b)를 가진다.
제1 부화소 전극(191a)은 각각 접촉 구멍(185a)을 통하여 각각의 제1 드레인 전극(175a)과 연결되어 있으며, 제2 부화소 전극(191b)은 접촉 구멍(185b)을 통하여 각각의 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있다.
화소 전극(191)은 데이터선(171s, 171n)과 보호막(180)을 사이에 두고 중첩한다. 하나의 데이터선(171s, 171n)은 이웃하는 화소 전극(191)과 모두 중첩한다. 데이터선(171s, 171n)은 굽어진 화소 전극(191)으로 인해서, 제1 및 제2 박막 트랜지스터(Qa, Qb)를 통하여 연결되어 있는 자기 화소 전극(191)과 자기 화소 전극(191)과 이웃하는 화소 전극(191)과 모두 중첩한다.
절연 기판(210) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 게이트선(121a, 121b)에 대응하는 선형부와 박막 트랜지스터와 대응하는 면형부를 포함한다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 화소 전극(191) 사이의 간극과 대응할 수 있다.
기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 또한 복수의 색필터(230)가 형성되어 있다. 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 개구 영역 내에 대부분 존재하며, 화소 전극(191) 열을 따라서 길게 뻗을 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 (유기) 절연물로 만들어질 수 있으며, 색필터(230)가 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.
덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
공통 전극(270)에는 복수의 절개부(71a, 71b)가 형성되어 있다.
표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막 (11, 21)이 형성되어 있다. 배향막(11, 21)은 전술한 수직 배향막일 수 있다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 도 9 내지 도 10을 참고하여 상세하게 설명한다. 도 9의 액정 표시 장치는 도 8의 등가 회로도가 적용될 수 있다. 전술한 액정 표시 장치의 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이며, 도 10은 도 9의 액정 표시 장치를 X-X선을 따라 자른 단면도이다.
게이트선(121a, 121b)은 게이트 전극(124a, 124b)을 포함하며, 대략 열 방향으로 뻗어 있다. 데이터선(171)은 소스 전극 (173a, 173b)을 포함하며, 대략 행 방향으로 뻗어 있다.
제1 박막 트랜지스터(Qa)는 제1 부화소 전극(191a)과 연결되어 있는 드레인 전극(175a, 177a), 게이트 전극(124a) 및 소스 전극(173a)을 포함한다. 또한, 제2 박막 트랜지스터(Qb)는 제2 부화소 전극(191b)과 연결되어 있는 드레인 전극(175b, 177b), 게이트 전극(124b) 및 소스 전극(173b)을 포함한다.
제1 부화소 전극(191a)은 데이터선(171) 거의 나란한 세로변 및 게이트선(121)과 빗각을 이루는 한쌍의 굴곡변을 가지며 대략 갈매기 모양이다.
제2 부화소 전극(191b)은 제1 부화소 전극(191b)와 행 방향으로 이웃하며 게이트선(121) 또는 데이터선(171)과 거의 평행한 네 개의 주 변을 가지며 왼쪽 모퉁 이가 모따기되어 있다. 화소 전극(191)의 모딴 빗변은 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이룬다.
제2 부화소 전극(191b)에는 제1 상부 절개부(91a), 제1 하부 절개부(91b), 제2 상부 절개부(92a) 및 제2 하부 절개부(92b)가 형성되어 있으며, 화소 전극(191b)은 이들 절개부(91a-92b)에 의하여 복수의 영역(partition)으로 분할된다. 절개부(91a-92b)는 화소 전극(191)을 이등분하는 유지 전극선(131)에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.
하부 및 상부 절개부(91a-92b)는 대략 화소 전극(191)의 왼쪽 변에서부터 오른쪽 변으로 비스듬하게 뻗어 있으며, 유지 전극선(131)에 대하여 하반부와 상반부에 각각 위치하고 있다. 하부 및 상부 절개부(92a, 92b)는 게이트선(121)에 대하여 약 45°의 각도를 이루며 서로 수직으로 뻗어 있다.
따라서, 제2 화소 전극(191b)의 하반부는 제1 및 제2 하부 절개부(91b, 92b)에 의하여 세 개의 영역(partition)으로 나뉘고, 상반부 또한 제1 및 제2 상부 절개부(91a, 92a)에 의하여 세 개의 영역으로 분할된다. 이 때, 영역의 수효 또는 절개부의 수효는 화소 전극(191)의 크기, 화소 전극(191)의 가로변과 세로 변의 길이 비, 액정층(3)의 종류나 특성 등 설계 요소에 따라서 달라질 수 있다.
공통 전극(270)은 복수의 절개부(71-75)를 가진다. 하나의 절개부(71, 72a, 72b, 73a, 73b) 집합은 하나의 화소 전극(191)과 마주하며 제1 절개부(71), 제1 상부 절개부(72a), 제1 하부 절개부(72b), 제2 상부 절개부(73a) 및 제2 하부 절개부(73b)를 포함한다. 절개부(71-73b) 각각은 화소 전극(191)의 인접 절개부(91a- 92b) 사이 또는 화소 전극(191)의 인접 절개부(91a-91b)와 제1 및 제2 부화소 전극(191a, 191b)의 경계부 사이에 배치되어 있다. 또한, 각 절개부(71-73b)는 화소 전극(191)의 절개부(91a-92b)와 거의 평행하게 뻗은 적어도 하나의 사선부를 포함하며, 각 사선부에는 움푹 팬 적어도 하나의 노치(notch)가 있다. 절개부(71-73b)는 유지 전극선(131)에 대하여 거의 반전 대칭을 이룬다.
표시판(100, 200)의 안쪽 면에는 배향막 (11, 21)이 형성되어 있다. 배향막(11, 21)은 전술한 수직 배향막일 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
상기 화학식 3으로 표시되는 화합물 37.5 몰%, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물 12.5 몰%, 하기 화학식 5로 표시되는 화합물 15 몰% 및 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물 35 몰%을 혼합하여 폴리이미드를 합성한다.
[화학식 5]
Figure 112009079029336-pat00010
[화학식 6]
Figure 112009079029336-pat00011
상기 화학식 3 내지 6으로 표시되는 화합물의 고형분의 농도는 6.4 %이다. 용매로는 노말메틸비롤리돈과 부틸 셀로솔브를 46.6:53.4의 비율로 혼합하여 사용한다. 용액 상태의 이미드화율은 82 %이고, 섭씨 200도에서의 경화(bake) 후의 이미화율은 82 %이다. 점도는 19.6 Cp이고, 수평균 분자량은 22,000이고, 중량평균 분자량은 58,000이다.
비교예 1
하기 화학식 9로 표시되는 화합물 50 몰%, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물 35 몰%, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물 5 몰%, 하기 화학식 8로 표시되는 화 합물 10 몰% 및 에폭시 화합물 4 몰%를 혼합하여, 폴리이미드를 합성한다.
[화학식 7]
Figure 112009079029336-pat00012
[화학식 8]
Figure 112009079029336-pat00013
[화학식 9]
Figure 112009079029336-pat00014
상기 화학식 6 내지 9로 표시되는 화합물 및 에폭시 화합물의 고형분의 농도 는 6.5 %이다. 용매로는 노말메틸비롤리돈, 부틸 셀로솔브 및 감마-부티로락톤을 30:30:40의 비율로 혼합하여 사용한다. 용액 상태의 이미드화율은 75 %이고, 섭씨 200도에서의 경화(bake) 후의 이미화율은 85 %이다. 점도는 23 Cp이고, 수평균 분자량은 14,800이고, 중량평균 분자량은 80,000이다.
광특성 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성한 후, 광특성을 측정하여 하기 표 1에 나타냈다.
[표 1]
블랙 휘도(cd) 화이트 휘도 (cd) 콘트라스트비 Rising time (ms) Falling time (ms) Rising & Falling time (ms)
실시예 1 0.10 523.17 4996.18 12.98 9.58 22.56
비교예 1 0.11 524.30 4715.30 11.72 10.62 22.33
실시예 1과 비교예 1의 광특성이 유사한 것을 알 수 있다.
선경사 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성한 후, 러빙을 실시한 후의 선경사 각도를 측정하였다. 러빙의 롤러 속도는 1000 rpm이고, 스테이지 속도는 50 mm/s이며, 파일 컨택 길이(pile contact length)는 0.2 mm이다.
실시예 1의 선경사 각도는 87.5도이고, 비교예 1의 선경사 각도는 84.8 도이 다. 따라서, 실시예 1는 러빙 후에도 선경사 각도가 더 크므로, 실시예 1의 수직 배향력이 더 좋다. 이에 따라, 백색 점 얼룩(white spot stain)과 관계된 적하 얼룩이 감소할 수 있다.
전압 유지 비율( voltage holding rate , VHR ) 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성한 후, VHR을 측정하여 도 11에 도시하였다.
열 또는 UV 조건에서 실시예 1의 VHR이 높은 것을 알 수 있다. 이에 따라, 흑색 점 얼룩(black spot stain)과 관계된 적하 얼룩이 감소할 수 있으며, 배향막의 신뢰성이 증가할 수 있다.
이온 밀도 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성한 후, 액정층에 포함되어 있는 이온 불순물의 양을 측정하여 도 12에 도시하였다.
열 또는 UV 조건에서 실시예 1의 이온 밀도가 낮은 것을 알 수 있다. 이에 따라, 흑색 점 얼룩과 관계된 적하 얼룩이 감소할 수 있으며, 배향막의 신뢰성이 증가할 수 있다.
잔류 DC 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성한 후, 잔류 DC를 측정하여 하기 표 2에 나타냈다. 플리커 프리 방법(flicker free method)를 사용하여 측정한다. AC 5.8 V 구동 하에 DC 오프셋 전압 1 V를 각각 24 시간 동안 인가한 후 잔류 DC를 측정하고, 72 시간 동안 인가한 후 잔류 DC를 측정한다.
액정 표시 장치에 DC 전압을 가하면, 이온 불순물의 편극화로 인하여 한 쪽 전극에 이온 불술문이 쌓이며, 전압을 가하지 않은 경우에도 전극에 전기장이 있는 것처럼 보이는 것을 잔류 DC라고 한다.
[표 2]
잔류 DC(V) 실시예 1 비교예 1
24 시간 72 시간 24 시간 72 시간
초기 0.03 0.11 0.15 0.21
열 0.10 0.22 0.51 0.61
열 + UV 0.31 0.52 0.79 0.81
열 또는 UV 조건에서 실시예 1의 잔류 DC가 낮은 것을 알 수 있다. 이에 따라, 흑색 점 얼룩과 관계된 적하 얼룩이 감소할 수 있으며, 배향막의 신뢰성이 증가할 수 있다.
고온고습 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성한 후, 고온 고습하에서 VHR의 변화를 측정하여 도 13A 및 도 13B에 도시하였다. 도 13A는 실시예 1에 대한 그래프이며, 도 13B는 비교예 1에 대한 그래프이다.
섭씨 80 도, 상대습도 90 %의 조건에서 1 일, 3 일 및 7 일 동안 액정 표시 장치를 방치한다. 다음, 각각의 액정 표시 장치에 액정을 주입한 후, 섭씨 60 도에서 VHR의 변화량을 측정한다.
실시예 1의 VHR이 큰 것을 알 수 있다. 이에 따라, 배향막의 신뢰성이 증가할 수 있다.
잔상 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성한 후, 고온에서 장시간 액정 표시 장치를 구동하여 잔상을 측정하여 하기 표 3에 나타냈다.
[표 3]
실시예 1 비교예 1
섭씨 50도, 12 시간, 정지 영상 양호 양호
섭씨 50도, 3000 시간 양호 선잔상 발현
섭씨 70도, 3000 시간 양호 선잔상 발현
실시예 1의 배향막의 신뢰성이 더 우수한 것을 알 수 있다.
인쇄 불량 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 폴리이미드를 이용하여 액정 표시 장치에 배향막을 형성할 때, 배향막이 균일하게 도포되었는지를 측정하여, 도 14A, 도 14B, 도 15A 및 도 15B에 도시하였다. 도 14A, 도 14B는 화소에 이물질이 없을 때 실시예 1 및 비교예 1의 액정 표시 장치를 촬영한 사진이며, 도 15A, 도 15B는 화소에 이물질이 있을 때 실시예 1 및 비교예 1의 액정 표시 장치를 촬영한 사진이다. 화소에 이물질 여부와 무관하게, 실시예 1이 비교예 1 보다 배향막의 인쇄 불량이 더 없는 것을 알 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.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 3은 도 2의 액정 표시 장치를 III-III선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 액정 표시 장치를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하나의 화소에 대한 등가 회로도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 7은 도 6의 액정 표시 장치를 VII-VII선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 도 6의 액정 표시 장치를 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 배치도이다.
도 10은 도 9의 액정 표시 장치를 X-X선을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 VHR을 측정한 그래프이다.
도 12는 이온밀도를 측정한 그래프이다.
도 13A 및 도 13B는 VHR의 변화를 측정한 그래프이다.
도 14A, 도 14B, 도 15A 및 도 15B는 액정 표시 장치를 촬영한 사진이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
3: 액정층 12, 22: 편광판
11, 21: 배향막 100: 제1 표시판
121: 게이트선 131: 유지전극선
171, 171a, 171b: 데이터선 191, 191a, 191b: 화소 전극
200: 제2 표시판

Claims (24)

  1. 이무수물(dianhydride)계 화합물, 그리고
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물
    을 포함하는 조성물로부터 유래되는 폴리이미드를 포함하는 수직 배향막:
    [화학식 1]
    Figure 112015117422063-pat00015
    상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로 F, Cl 또는 CN이며, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
  2. 제1항에서,
    상기 수직 배향막의 이미드화율은 70 % 이상인 수직 배향막.
  3. 제1항에서,
    상기 이무수물(dianhydride)계 화합물은 상기 조성물 대비 40 몰% 내지 60 몰%인 수직 배향막.
  4. 제3항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 10 몰% 내지 20 몰%인 수직 배향막.
  5. 제4항에서,
    상기 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하는 수직 배향막:
    [화학식 2]
    Figure 112009079029336-pat00016
    상기 화학식 2에서, Y는 산소원자, 카르보닐기, 카르복실기, 아미드기, 치환 또는 비치환된 C2-C12의 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C12의 페닐렌기이며, R2는 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
  6. 제5항에서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 25 몰% 내지 45 몰%인 수직 배향막.
  7. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 10 몰% 내지 20 몰%인 수직 배향막.
  8. 제7항에서,
    상기 수직 배향막의 이미드화율은 70 % 이상인 수직 배향막.
  9. 제1항에서,
    상기 이무수물계 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물 또는 이들의 혼합물인 수직 배향막.
    [화학식 3]
    Figure 112009079029336-pat00017
    [화학식 4]
    Figure 112009079029336-pat00018
  10. 서로 마주하는 제1 기판 및 제2 기판,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 수직 배향막
    을 포함하고,
    상기 수직 배향막은,
    이무수물(dianhydride)계 화합물, 그리고
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물
    을 포함하는 조성물로부터 유래되는 폴리이미드를 포함하는 액정 표시 장치:
    [화학식 1]
    Figure 112015117422063-pat00019
    상기 화학식 1에서, X1 및 X2는 서로 독립적으로 F, Cl 또는 CN이며, R1은 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 게이트선,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 데이터선,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 제2 데이터선,
    상기 게이트선 및 상기 제1 데이터선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,
    상기 게이트선 및 상기 제2 데이터선과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터,
    상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 그리고
    상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제2 부화소 전극
    을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각 주 가지와 상기 주 가지에 연결되어 있는 빗살 모양의 복수의 부 가지를 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 수직 배향막의 이미드화율은 70 % 이상인 액정 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 이무수물(dianhydride)계 화합물은 상기 조성물 대비 40 몰% 내지 60 몰%인 액정 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 10 몰% 내지 20 몰%인 액정 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하는 액정 표시 장치:
    [화학식 2]
    Figure 112009079029336-pat00020
    상기 화학식 2에서, Y는 산소원자, 카르보닐기, 카르복실기, 아미드기, 치환 또는 비치환된 C2-C12의 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C12의 페닐렌기이며, R2는 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
  17. 제16항에서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 25 몰% 내지 45 몰%인 액정 표시 장치.
  18. 제10항에서,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 게이트선,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 제2 게이트선,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 데이터선,
    상기 제1 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,
    상기 제2 게이트선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터,
    상기 제1 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 부화소 전극, 그리고
    상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제2 부화소 전극
    을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  19. 제11항에서,
    상기 제1 부화소 전극 및 상기 제2 부화소 전극은 각각 경사 방향 결정 부재를 포함하고, 상기 경사 방향 결정 부재는 절개부를 포함하는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 액정 표시 장치의 이미드화율은 70 % 이상인 액정 표시 장치.
  21. 제19항에서,
    상기 이무수물(dianhydride)계 화합물은 상기 조성물 대비 40 몰% 내지 60 몰%인 액정 표시 장치.
  22. 제21항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 10 몰% 내지 20 몰%인 액정 표시 장치.
  23. 제22항에서,
    상기 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 더 포함하는 액정 표시 장치:
    [화학식 2]
    Figure 112009079029336-pat00021
    상기 화학식 2에서, Y는 산소원자, 카르보닐기, 카르복실기, 아미드기, 치환 또는 비치환된 C2-C12의 알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C2-C12의 페닐렌기이며, R2는 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C12의 할로겐 원소 함유 알콕시기 또는 이들의 조합이다.
  24. 제23항에서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 조성물 대비 25 몰% 내지 45 몰%인 액정 표시 장치.
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