KR102537443B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR102537443B1
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강사랑
문경하
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Abstract

액정 표시 장치가 개시된다.

Description

액정 표시 장치{Liquid crystal display apparatus}
본 발명의 실시예들은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
핸드폰, PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시 장치에 대한 요구가 점차 증대하고 있다. 평판 표시 장치 중 액정 표시 장치(LCD; Liquid Crystal Display)는 낮은 전력 소모, 용이한 동화상 표시 및 높은 콘트라스트비 등의 장점을 갖는다.
액정 표시 장치는 두 장의 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하며, 상기 액정층에 전기장을 인가하여 액정 분자의 배열 방향을 변화시켜 입사광의 편광 방향을 변화시키며, 이를 편광자와 연동시켜 화소 별로 입사광의 투과 여부를 제어함으로써 화상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에는, 기판 상하 방향으로 형성되는 전기장을 이용하여 액정을 구동하는 수직 배향 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치, 기판에 나란한 수평 전기장을 이용하는 횡전계 모드(in-plane switching mode) 액정 표시장치가 있다.
수직 배향 방식 액정 표시 장치는 명암비(contrast ratio)가 우수한 장점이 있다. 또한, 이와 더불어 광시야각을 확보하고, 개구율을 증가시키기 위해, 하나의 화소에 대응하는 액정층 영역을 복수의 도메인으로 나누고 각 도메인에서 액정 분자가 서로 다른 프리틸트 각도를 갖도록 하는 설계안이 채용되고 있다.
액정 표시 장치가 대형 TV 등에 사용되는 경우, 액정 표시 장치의 화면의 크기가 커짐에 따라, 시청자가 화면의 중앙부를 보는 경우와 화면의 양단을 보는 경우의 시각차가 커질 수 있다. 이러한 시각차를 보상하기 위하여 액정 표시 장치를 곡면형으로 형성할 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 변색 불량이 저감되고, 향상된 전압 유지율(voltage holding ratio: VHR)을 갖는 액정 표시 장치를 제공한다.
일 측면에 따르면, 제1기판; 상기 제1기판과 대향하는 제2기판; 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제1기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1액정 배향층; 및 상기 제2기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제2액정 배향층;을 포함하고, 상기 제1액정 배향층은 제1이온 흡착기를 포함하고, 상기 제2액정 배향층은 제2이온 흡착기를 포함하고, i) 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조가 서로 상이한, 액정 표시 장치가 제공된다.
일 실시예에 있어서, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 상이하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량이 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량보다 크거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 이온 흡착 반응성이 상기 제2이온 흡착기의 이온 흡착 반응성보다 크고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
<화학식 1>
Figure 112018033150544-pat00001
상기 화학식 1 중,
X11은 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고;
L11은 *-{C(R14)(R15)}n11-O-{C(R16)(R17)}n12-*', *-{C(R14)(R15)}n11-C(=O)O-{C(R16)(R17)}n12-*' 및 *-{C(R14)(R15)}n11-OC(=O)-{C(R16)(R17)}n12-*' 중에서 선택되고;
n11 및 n12는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
a11은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
R11 내지 R17은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1-1 내지 1-16 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112018033150544-pat00002
Figure 112018033150544-pat00003
Figure 112018033150544-pat00004
Figure 112018033150544-pat00005
상기 화학식 1-1 내지 1-16 중,
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1액정 배향층은 중합 개시기를 비포함하고, 상기 제2액정 배향층은 중합 개시기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 중합 개시기는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112018033150544-pat00006
상기 화학식 2-1 내지 2-6 중,
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1액정 배향층은 수직 배향기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 수직 배향기는 하기 화학식 4-1 내지 4-4 중 어느 하나로 표시될 수 있다:
Figure 112018033150544-pat00007
일 실시예에 있어서, 상기 제1액정 배향층 및 상기 제2액정 배향층은 각각 이미드 반복 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1기판의 적어도 일부 및 상기 제2기판의 적어도 일부가 곡면 형상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1액정 배향층의 메소겐 함량과 상기 제2액정 배향층의 메소겐 함량은 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1액정 배향층의 메소겐 함량이 상기 제2액정 배향층의 메소겐 함량보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1기판과 상기 제1액정 배향층 사이에 개재된 공통 전극; 및 상기 제2기판과 상기 제2액정 배향층 사이에 개재된 화소 전극;을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 제1곡면 기판; 상기 제1기판과 대향하는 제2곡면 기판; 상기 제1곡면 기판과 상기 제2곡면 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제1곡면 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1액정 배향층; 및 상기 제2곡면 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제2액정 배향층;을 포함하고, 상기 제1액정 배향층은 제1이온 흡착기를 포함하고, 상기 제2액정 배향층은 제2이온 흡착기를 포함하고, 상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1로 표시되고; i) 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2이온 흡착기의 함량은 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기는 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 있어서, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 상이하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량이 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량보다 크거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 이온 흡착 반응성이 상기 제2이온 흡착기의 이온 흡착 반응성보다 크고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1액정 배향층은 중합 개시기를 비포함하고, 상기 제2액정 배향층은 중합 개시기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 상기 화학식 1로 표시될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 상기 화학식 1-1 내지 1-16 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치는 변색이 방지될 수 있으며, 향상된 전압 유지율(voltage holding ratio: VHR)을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 III-III'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 5는 실시예 및 비교예 액정 셀에 대해 변색 정도 테스트하여 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(1)의 개략적인 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I'에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 액정 표시 장치는 서로 대향하는 제1기판(100)과 제2기판(200), 제1기판(100)과 제2기판(200)의 사이에 배치된 액정층(300), 액정층(300)과 제1기판(100)의 사이에 배치되는 제1액정 배향층(AL1) 및 액정층(300)과 제2기판(200)의 사이에 배치되는 제2액정 배향층(AL2)을 포함한다. 또한, 상기 제1액정 배향층은 제1이온 흡착기를 포함하고, 상기 제2액정 배향층은 제2이온 흡착기를 포함하고, i) 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조가 서로 상이하다.
제1기판(100) 및 제2기판(200)은 각각 표시 영역(DA)와 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 화상이 시인되는 영역이고, 비표시 영역(NDA)은 화상이 시인되지 않는 영역이다. 표시 영역(DA)은 외곽이 비표시 영역(NDA)으로 둘러싸여 있다.
공통 전극(110)은 제1기판(100)과 액정층(300)의 사이에 배치될 수 있고, 슬릿 패턴을 가지지 않는 패턴리스 전극일 수 있다. 화소 전극(291)은 제2기판(200)과 액정층(300)의 사이에 배치될 수 있고 슬릿 패턴을 가진 패턴 전극일 수 있다.
액정층(300)은 공통 전극(110)과 화소 전극(291)의 사이에 배치될 수 있다. 액정층(300)은 음의 유전율 이방성의 액정 분자들(LC)을 포함할 수 있다. 제1액정 배향층(AL1)은 공통 전극(110)과 액정층(300)의 사이에 배치될 수 있다. 제2액정 배향층(AL2)은 화소 전극(291)과 액정층(300)의 사이에 배치될 수 있다. 제1액정 배향층(AL1) 및 제2액정 배향층(AL2)은 액정 분자들(LC)에 소정의 프리틸트 각을 형성하도록 마련된다. 액정층(300)에 전기장이 형성되지 않을 때, 액정 분자(LC)들은 제1기판(100), 제2기판(200) 표면에 대해 대체로 수직인 방향으로 정렬되며, 제1액정 배향층(AL1) 및 제2액정 배향층(AL2)에 의해 정해지는 약간의 프리틸트 각도를 가지게 된다.
제2기판(200)은 박막 트랜지스터 기판일 수 있다. 제2기판(200)의 표시 영역(DA)에는 제1방향으로 연장된 복수의 게이트 라인(GL), 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 연장된 복수의 데이터 라인(DL)이 형성될 수 있다. 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 의해 정의된 각 화소(PX)마다 화소 전극(291)이 배치될 수 있다.
별도로 도시하진 않았으나, 화소 전극(291)은 서로 이격되어 있는 부화소 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 부화소 전극들은 전체적으로 사각형 형상을 가질 수 있다. 각각의 부화소 전극들은 슬릿 패턴을 가진 패턴 전극일 수 있다. 구체적으로, 슬릿 패턴은 줄기부와 이로부터 연장 형성된 가지부의 사이에 배치된 절개부로 구성될 수 있다. 상기 줄기부는 십자(+) 형상으로 형성될 수 있고, 상기 가지부는 십자(+) 형상의 줄기부로부터 대략 45°방향으로 방사형으로 뻗어있을 수 있다.
게이트 라인(GL)은 화소 전극(291)을 향해 게이트 라인(GL)로부터 제 2방향으로 돌출된 게이트 전극들(미도시)을 포함할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DL)은 소스 전극들(미도시)과 드레인 전극들(미도시)을 포함할 수 있다. 소스 전극들(미도시)은 데이터 라인(DL)으로부터 돌출되어 "U"자 형태로 형성될 수 있다. 드레인 전극들(미도시)은 소스 전극들(미도시)과 이격되게 배치될 수 있다.
화소 전극(291)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 통해 데이터 전압을 제공받을 수 있다. 박막 트랜지스터의 제어단자인 게이트 전극들(미도시)은 게이트 라인(GL)에 전기적으로 연결될 수 있고, 입력 단자인 소스 전극들(미도시)은 콘택홀들(미도시)을 통해 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 출력 단자인 드레인 전극들(미도시)은 화소 전극(291)에 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 전극(291)은 공통 전극(110)과 함께 전계를 생성하여 그 사이에 배치된 액정층(300)의 액정 분자들(LC)의 배향 방향을 제어할 수 있다. 화소 전극(291)은 전계를 왜곡시켜 제1액정 분자들(LC1)과 제2액정 분자들(LC2)의 배향 방향을 제어할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판은 유리 또는 폴리머(polymer)로 이루어진 베이스 기판(미도시), 게이트 전극(미도시), 게이트 절연막(미도시), 반도체층(미도시), 오믹 접촉층(미도시), 소스 전극(미도시), 드레인 전극(미도시), 패시베이션막(미도시), 유기막(미도시) 등이 적층된 구조를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터의 채널은 반도체층(미도시)으로 형성될 수 있다. 반도체층(미도시)은 게이트 전극들(미도시)과 오버랩(overlap)되도록 배치될 수 있다. 각각의 소스 전극들(미도시)과 각각의 드레인 전극들(미도시)은 반도체층(미도시)을 기준으로 이격될 수 있다.
유지 전극선(미도시)은 복수의 게이트 라인(GL)과 실질적으로 평행하게 배치된 줄기선(미도시)과 이로부터 뻗어나온 복수의 가지선(미도시)을 포함할 수 있다. 유지 전극선(미도시)은 생략될 수도 있고, 형상과 배치가 다양하게 변형될 수도 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변부로서 표시 영역(DA)을 둘러싸는 차광 영역일 수 있다. 제2기판(200)의 비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)의 각 화소(PX)에 게이트 구동 신호, 데이터 구동 신호 등을 제공하는 구동부(미도시)가 배치될 수 있다. 게이트 라인(GL)와 데이터 라인(DL)는 표시 영역(DA)으로부터 비표시 영역(NDA)까지 연장되어 구동부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1기판(100)은 제 2기판(200)의 대향 기판일 수 있다. 공통 전극(110)은 제 2기판(200) 상에 배치될 수 있다.
컬러필터층(미도시)은 표시 영역(DA)내에서 각 화소(PX)에 대응되는 영역에 형성될 수 있고, 적색 컬러필터(미도시), 녹색 컬러필터(미도시), 청색 컬러필터(미도시)를 포함할 수 있다. 컬러필터층(미도시)은 제1기판(100)과 제2기판(200) 중 어느 하나에 포함될 수 있다.
예를 들어, 제1기판(100)이 컬러필터층(미도시)을 포함하는 경우, 제1기판(100)은 유리 또는 폴리머로 이루어진 베이스 기판(미도시), 컬러필터층(미도시), 오버코트층(미도시)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 오버코트층(미도시)은 컬러필터층(미도시)을 덮고 있는 평탄화층일 수 있다. 이 경우, 공통 전극(110)은 오버코트층(미도시) 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 제 2기판(200)이 컬러필터층(미도시)을 포함하는 경우, 상기 제 2기판(200)은 컬러필터를 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명 절연 기판 상에 형성하는 컬러필터 온 에레이(color filter on array, COA) 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 컬러필터층(미도시)은 소스 전극(미도시), 드레인 전극(미도시)을 덮고 있는 패시베이션막(미도시)과 유기막(미도시)의 사이에 배치될 수 있다.
각 컬러필터들(R, G, B)의 경계에는 차광 패턴층(미도시)이 배치될 수 있다. 차광 패턴층(미도시)은 제1기판(100)과 제2기판(200) 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴층(미도시)은 블랙 매트릭스일 수 있다.
한편, 제1액정 배향층(AL1)은 제1이온 흡착기를 포함하고, 제2액정 배향층(AL2)은 제2이온 흡착기를 포함하고, i) 제1액정 배향층(AL1) 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 제2액정 배향층(AL2) 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조가 서로 상이할 수 있다.
예를 들어, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 제1액정 배향층(AL1) 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 제2액정 배향층(AL2) 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 상이하고, 제1액정 배향층(AL1) 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 제2액정 배향층(AL2) 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 제1액정 배향층(AL1) 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량이 제2액정 배향층(AL2) 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량보다 크거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 이온 흡착 반응성이 상기 제2이온 흡착기의 이온 흡착 반응성보다 크고, 제1액정 배향층(AL1) 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 제2액정 배향층(AL2) 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1액정 배향층(AL1)과 제2액정 배향층(AL2)에 포함되는 이온 흡착기의 반응성을 달리하거나, 이온 흡착기의 함량을 달리함으로써, 제1기판(100) 및 제2기판(200)에 흡착되는 이온 불순물의 양을 균등하게 조절할 수 있다. 이에 따라, 변색을 개선할 수 있고, VHR을 개선할 수 있다. 구체적으로, 제1액정 배향층(AL1)과 제2액정 배향층(AL2)이 동일한 반응성을 갖는 경우, 즉, 이온 흡착기의 반응성이 동일하고, 이온 흡착기의 함량이 동일한 경우, 기판을 굽혀 곡면 형태로 변형시키는 과정에서 변색이 일어날 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1액정 배향층(AL1)과 제2액정 배향층(AL2)이 동일한 반응성을 갖는 경우, 기판이 많이 휘어지는 구간에서는 더욱 많은 변색이 일어날 수 있으므로, 본 발명의 일 실시예와 같이, 제1액정 배향층(AL1)과 제2액정 배향층(AL2)에 포함되는 이온 흡착기의 반응성을 달리하여 변색을 개선하거나 방지할 수 있다.
상기 제1이온 흡착기는 제1액정 배향층(AL1)에 10 중량% 이상 내지 60 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 제1이온 흡착기가 10 중량% 미만으로 포함되는 경우, 제1기판(100) 상의 이온 불순물을 제거할 수 없기 때문에 잔상이 발생할 수 있고, 60 중량% 초과로 포함되는 경우, 제1액정 배향층(AL1)의 제조 과정에서 반응성 메소겐의 중합을 지나치게 억제하여 액정 배향층이 미형성되는 부분이 발생할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1이온 흡착기는 제1액정 배향층(AL1)에 10 중량% 이상 내지 30 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2이온 흡착기는 제2액정 배향층(AL2)에 10 중량% 이상 내지 30 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 제2이온 흡착기가 10 중량% 미만으로 포함되는 경우, 제2기판(200) 상의 이온 불순물을 제거할 수 없기 때문에 잔상이 발생할 수 있고, 30 중량% 초과로 포함되는 경우, 제2액정 배향층(AL2)의 제조 과정에서 반응성 메소겐의 중합을 지나치게 억제하여 액정 배향층이 미형성되는 부분이 발생할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1액정 배향층(AL1) 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량이 상기 제2액정 배향층(AL2) 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량보다 클 수 있다. 이에 따라, 제1기판(100) 및 제2기판(200)에 흡착되는 이온 불순물의 양을 적절하게 조절할 수 있다.
상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
<화학식 1>
Figure 112018033150544-pat00008
상기 화학식 1 중,
X11은 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고;
L11은 *-{C(R14)(R15)}n11-O-{C(R16)(R17)}n12-*', *-{C(R14)(R15)}n11-C(=O)O-{C(R16)(R17)}n12-*' 및 *-{C(R14)(R15)}n11-OC(=O)-{C(R16)(R17)}n12-*' 중에서 선택되고;
n11 및 n12는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
a11은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
R11 내지 R17은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, X11은 디옥산 그룹, 디옥사논 그룹, 테트라히드로피리다진 그룹, 퓨란 그룹, 피롤 그룹, 옥사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹 및 트리아진 그룹; 및
중수소, -F, -Cl, -Br, -I, C1-C20알킬기 및 C1-C20알콕시기 중에서 선택된 적어도 하나로 치환된, 디옥산 그룹, 디옥사논 그룹, 테트라히드로피리다진 그룹, 퓨란 그룹, 피롤 그룹, 옥사졸 그룹, 피리딘 그룹, 피리미딘 그룹, 피리다진 그룹 및 트리아진 그룹; 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, L11은 *-{CH2}n11-C(=O)O-{CH2}n12-*' 및 *-{CH2}n11-OC(=O)-{CH2}n12-*' 중에서 선택되고;
n11 및 n12는 서로 독립적으로 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
a11은 1이고;
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 1 중, R11 내지 R13는 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1-1 내지 1-16 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112018033150544-pat00009
Figure 112018033150544-pat00010
Figure 112018033150544-pat00011
Figure 112018033150544-pat00012
상기 화학식 1-1 내지 1-16 중,
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
다른 실시예에 있어서, 상기 제1이온 흡착기는 상기 화학식 1-1 내지 1-4 및 1-9 내지 1-12 중 어느 하나로 표시되고, 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1-5 내지 1-8 및 1-13 내지 1-16 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라, 제1기판(100) 및 제2기판(200)에 흡착되는 이온 불순물의 양을 적절하게 조절할 수 있다.
한편, 제1액정 배향층(AL1)은 중합 개시기를 비포함하고, 제2액정 배향층(AL2)은 중합 개시기를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로서, 중합 개시기는 제1액정 배향층(AL1) 및 제2액정 배향층(AL2)에 서로 독립적으로, 10 중량% 이상 내지 30 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다.
제2액정 배향층(AL2)에 포함되는 중합 개시기에 의해 후술하는 메소겐의 라디칼 중합 반응이 촉진될 수 있고, 제2액정 배향층(AL2) 상의 제2액정 분자들(LC2)은 제2액정 배향층(AL2)의 표면 상에 소정의 선경사를 구현한 상태로 배열될 수 있다.
제1액정 배향층(AL1)이 중합 개시기를 포함하지 않기 때문에, 후술하는 메소겐의 라디칼 중합 반응이 억제될 수 있고, 제1액정 배향층(AL1) 상의 제1액정 분자들(LC1)은 제1액정 배향층(AL1)의 표면 상에 실질적으로 선경사를 구현하지 못하거나, 제1액정 배향층(AL1)에 대하여 수직한 방향으로 배열될 수 있다.
이에 의해 제1액정 배향층(AL1)의 메소겐 함량과 제2액정 배향층(AL2)의 메소겐 함량은 상이하며, 구체적으로 제1액정 배향층(AL1)의 메소겐 함량이 제2액정 배향층(AL2)의 메소겐 함량보다 작을 수 있다.
상기 중합 개시기는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:
<화학식 2>
Figure 112018033150544-pat00013
Figure 112018033150544-pat00014
상기 화학식 2 및 3-1 내지 3-3 중,
X21은 상기 화학식 3-1 내지 3-3 중 어느 하나로 표시되고;
L21은 *-{C(R24)(R25)}n21-O-{C(R26)(R27)}n22-*', *-{C(R24)(R25)}n21-C(=O)O-{C(R26)(R27)}n22-*' 및 *-{C(R24)(R25)}n21-OC(=O)-{C(R26)(R27)}n22-*' 중에서 선택되고;
n21 및 n22는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
a21은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
R21 내지 R27 및 R31 내지 R37는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
b34 및 b36은 서로 독립적으로 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
b35 및 b37은 서로 독립적으로, 1, 2, 3, 4 및 5 중에서 선택되고;
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, L21은 *-{CH2}n21-C(=O)O-{CH2}n22-*' 및 *-{CH2}n21-OC(=O)-{CH2}n22-*' 중에서 선택되고;
n21 및 n22는 서로 독립적으로 0, 1 및 2 중에서 선택되고;
a21은 1이고;
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 2 중, R21 내지 R23는 수소일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 화학식 3-1 내지 3-3 중, R31 내지 R37는 서로 독립적으로, 수소 및 메틸기 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 상기 중합 개시기는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112018033150544-pat00015
상기 화학식 2-1 내지 2-6 중,
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
한편, 제1액정 배향층(AL1)은 수직 배향기를 더 포함할 수 있다. 수직 배향기는 제1액정 배향층(AL1) 상의 제1액정 분자들(LC1)이 제1액정 배향층(AL1)에 대하여 수직한 방향으로 배열될 수 있게 한다.
상기 수직 배향기는 제1액정 배향층(AL1) 및 제2액정 배향층(AL2)에 서로 독립적으로, 40 중량% 이상 내지 60 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 수직 배향기는 하기 화학식 4로 표시될 수 있다:
<화학식 4>
Figure 112018033150544-pat00016
Figure 112018033150544-pat00017
상기 화학식 4, 5-1 및 5-2 중,
X41은 치환 또는 비치환된 C3-C20선형 알킬기 중에서 선택되고;
Y41은 상기 화학식 5-1 및 5-2 중 어느 하나로 표시되고;
L41은 *-{C(R44)(R45)}n41-O-{C(R46)(R47)}n42-*', *-{C(R44)(R45)}n41-C(=O)O-{C(R46)(R47)}n42-*' 및 *-{C(R44)(R45)}n41-OC(=O)-{C(R46)(R47)}n42-*' 중에서 선택되고;
n41 및 n42는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
a41은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
X51 및 X52는 산소이고;
n51 및 n52는 서로 독립적으로, 0 및 1 중에서 선택되고;
Y51은 치환 또는 비치환된 벤젠 그룹 및 치환 또는 비치환된 시클로헥산 그룹 중에서 선택되고;
m51은 1, 2, 3 및 4 중에서 선택되고;
R41 내지 R47 및 R51 내지 R53은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
예를 들어, 상기 화학식 4 중, Y41은 하기 화학식 5-11 내지 5-17 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112018033150544-pat00018
Figure 112018033150544-pat00019
상기 화학식 5-11 내지 5-17 중,
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
일 실시예에 있어서, 상기 수직 배향기는 하기 화학식 4-1 내지 4-4 중 어느 하나로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:
Figure 112018033150544-pat00020
상기 화학식 4-1 내지 4-4 중,
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
제1액정 배향층(AL1) 및 제2액정 배향층(AL2)은 각각 이미드 반복 단위를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 제1이온 흡착기, 제2이온 흡착기, 중합 개시기 및/또는 수평 배향기는 폴리이미드의 측쇄에 도입되는 형태이다.
상기 이미드 반복 단위는 하기 화학식 8로 표시될 수 있다:
<화학식 8>
Figure 112018033150544-pat00021
상기 화학식 8 중,
A81은 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
* 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
한편, 제1기판(100)의 적어도 일부 및 제2기판(200)의 적어도 일부가 곡면 형상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 일 면에 제1예비 액정 배향층이 구비된 제1기판 및 일 면에 제2예비 액정 배향층이 구비된 제2기판을 준비하는 단계; 상기 제2예비 액정 배향층을 제2액정 배향층으로 전환하는 단계; 상기 제1예비 액정 배향층 및 상기 제2액정 배향층 사이에 액정층을 형성하는 단계; 및 상기 제1예비 액정 배향층을 제1액정 배향층으로 전환하는 단계; 를 포함한다.
상기 제1예비 액정 배향층은 제1기판 상에 제1이온 흡착기를 포함하는 제1액정 배향층용 조성물을 도포하고, 중합함으로써 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2예비 액정 배향층은 제2기판 상에 제2이온 흡착기를 포함하는 제2액정 배향층용 조성물을 도포하고, 중합함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1액정 배향층용 조성물 및 상기 제2액정 배향층용 조성물은 예를 들어, N-메틸피롤리돈, 부틸 셀로솔브, γ-부티로락톤 등의 용매를 포함할 수 있다. 상기 중합은 예를 들어, 열 중합일 수 있다.
상기 제2예비 액정 배향층을 제2액정 배향층으로 전환하는 단계 및 상기 제1예비 액정 배향층을 제1액정 배향층으로 전환하는 단계는 각각 전계 노광을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 전계 노광은 365 nm 파장에서 조도가 10 mW/cm2 내지 100mW/cm2인 빛을 조사하거나 1J 이상의 에너지를 가지는 자외선을 조사함으로써 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 액정층을 형성하는 단계는 제1예비 액정 배향층 및 제2액정 배향층 사이에 액정 조성물을 주입하고, 열처리함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 열처리함으로써, 제1예비 액정 배향층 내의 반응성 메조겐이 액정층으로 용출될 수 있다.
도 3은 발명의 다른 실시예에 따른 곡면 액정 표시 장치(1C)의 개략적인 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 III-III'에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 3 및 4를 참조하여, 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치(1C)의 구조를 상세히 설명하되, 액정 표시 장치(1)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 제1이온 흡착기, 제2이온 흡착기, 중합 개시기 및 수직 배향기에 대한 자세한 설명은 전술한 바를 참조한다.
도 3 및 4를 참조하면, 액정 표시 장치(1C)는 서로 대향하는 제1곡면 기판(100C)과 제2곡면 기판(200C), 제1곡면 기판(100C)과 제2곡면 기판(200C)의 사이에 배치된 액정층(300C), 액정층(300C)과 제1곡면 기판(100C)의 사이에 배치되는 제1액정 배향층(AL1C) 및 액정층(300C)과 제2곡면 기판(200C)의 사이에 배치되는 제2액정 배향층(AL2C)을 포함한다. 또한, 상기 제1액정 배향층은 제1이온 흡착기를 포함하고, 상기 제2액정 배향층은 제2이온 흡착기를 포함하고, i) 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조가 서로 상이하다.
예를 들어, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 상이하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량이 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량보다 크거나; 또는 ii) 상기 제1이온 흡착기의 이온 흡착 반응성이 상기 제2이온 흡착기의 이온 흡착 반응성보다 크고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
곡면 액정 표시 장치(1C) 제조 시, 평판 액정 표시 장치를 구부리는 과정에서 제1 및 제2 평판 기판에 각각 가해지는 응력(stress)의 차이로 인해 한 도메인 내의 상, 하에서, 액정 분자의 프리틸트 각도가 달라지는 오정렬 (misalignment)이 발생될 수 있다. 예를 들어, 평판 액정 표시 장치를 구부리는 과정에서, 제1곡면 기판(100C)이 제2곡면 기판(200C)에 대해 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동(shift)될 수 있다. 이 경우, 제1곡면 기판(100C)과 제2곡면 기판(200C) 간의 배치상태는 제1평면 기판과 제2평면 기판 간의 기 설계된 배치상태와 달라질 수 있다. 이러한 제1곡면 기판(100C)과 제2곡면 기판(200C) 간의 오정렬은 곡면 액정 표시 장치(1C)의 표시 품질을 저하시킬 수 있다.
예를 들어, 제1액정 배향층(AL1C)과 제2액정 배향층(AL2C)이 각각 액정 분자의 방향자의 배향 방향이 상이한 다수의 도메인들을 포함하는 경우, 제1액정 배향층(AL1C)의 도메인들의 경계와 제2면 액정 배향층(AL2C)의 도메인들의 경계의 오정렬은 제1액정 배향층(AL1C)의 표면에 경사 배향된 제1액정 분자들과 이들과 다른 방향으로 배향되고 제2액정 배향층(AL2C)의 표면에 경사 배향된 제2액정 분자들 간의 배향 방향의 간섭 내지 충돌을 야기하길 수 있고, 이로 인해, 제1 및 제2액정 분자들 사이의 액정 분자들이 실질적으로 수직 배향되어 텍스쳐(texture)가 형성될 수 있다. 텍스쳐는 곡면 액정 표시 장치(1C)의 표시 영역(DAC) 내에 얼룩 내지 암부로 시인될 수 있고, 곡면 액정 표시 장치(1C)는 광 투과율이 저하될 수 있다.
도 4를 참고하면, 제1액정 분자들(LC1)은 제1액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향될 수 있다. 제2액정 분자들(LC2-1, LC2-2)은 제2액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향될 수 있다. 제1액정 분자들(LC1)은 제2액정 분자들(LC2-1, LC2-2)에 비해 상대적으로 수직 배향될 수 있다. 즉, 제2액정 분자들(LC2-1, LC2-2)은 제1액정 분자들(LC1)에 비해 상대적으로 경사 배향될 수 있다.
다시 말하면, 제2액정 분자들(LC2-1, LC2-2)은 제2액정 배향층(AL2C)의 표면에서 일정 선경사를 구현한 상태로 배열될 수 있으며, 제1액정 분자들(LC1)은 제2액정 분자들(LC2-1, LC2-2)과는 달리, 선경사가 구현되지 않거나, 거의 구현되지 않은 상태, 즉, 실질적으로 수직 배향만 된 상태로 배열될 수 있다. 이에 의해 제1곡면 기판(100C)과 제2곡면 기판(200C)을 구부리는 과정에서 오정렬이 발생한다 하더라도 배향 방향의 간섭 내지 충돌을 방지할 수 있고, 상기에서 설명한 바와 같은 텍스쳐(texture)가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 곡면 액정 표시 장치(1C)의 표시 영역(DAC) 내에 얼룩 내지 암부가 시인되거나 광 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
일례에서, 곡면 액정 표시 장치(1C)에 전계가 인가되지 않은 초기 상태에서, 제2액정 배향층(AL2C)은 제1영역(R1)과 제2영역(R2)에서 각각 제2액정 분자들(LC2-1, LC2-2)의 배향 방향이 서로 다른 적어도 둘 이상의 도메인들을 형성할 수 있는 반면에, 제1액정 배향층(AL1C)은 제1영역(R1)과 제2영역(R2)에서 각각 제1액정 분자들(LC1)의 배향 방향이 실질적으로 동일한 하나의 도메인을 형성할 수 있다.
제1영역(R1)과 제2영역(R2)은 제1곡면 기판(100C)의 정점(peak)과 제 2곡면 기판(200C)의 정점을 지나는 가상의 직선(C-C')을 중심으로 좌측 영역과 우측 영역으로 각각 의미한다. 정점은 곡선 상의 임의의 점으로서 그 점에서의 접선의 기울기가 실질적으로 0 인 점을 의미한다.
도 4를 참고하면, 제2액정 배향층(AL2C)은 제1영역(R1)에서, 제2-1액정 분자(LC2-1)가 제1경사 방향으로 배향될 수 있고, 제2-2액정 분자(LC2-2)가 제 2경사 방향으로 배향될 수 있다. 제2곡면 액정 배향층(AL2C)은 제1영역(R1)에서, 제2-1액정 분자(LC2-1)의 배향 방향과 제2-2 액정 분자(LC2-2)의 배향 방향이 상이한 적어도 둘 이상의 도메인들을 형성할 수 있다. 제1경사 방향은 가상의 직선(C-C')을 기준으로 대략 -α° 방향일 수 있고, 제2경사 방향은 가상의 직선(C-C')에 대해 대략 +α° 방향일 수 있다. α는 양의 실수이다.
제2액정 배향층(AL2C)은 제2영역(R2)에서, 제2-1액정 분자(LC2-1)가 제1경사 방향으로 배향될 수 있고, 제2-2액정 분자(LC2-2)가 제2경사 방향으로 배향될 수 있다. 제2액정 배향층(AL2C)은 제2영역(R2)에서, 제2-1액정 분자(LC2-1)의 배향 방향과 제2-2액정 분자(LC2-2)의 배향 방향이 상이한 적어도 둘 이상의 도메인들을 형성할 수 있다.
이와 달리, 제1액정 배향층(AL1C)은, 제1영역(R1)에서, 제1액정 분자들(LC1)이 제3 경사 방향으로 배향된 하나의 도메인을 형성할 수 있고, 제 2영역(R2)에서, 제1액정 분자들(LC1)이 제4경사 방향으로 배향된 하나의 도메인을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제3 경사 방향은 가상의 직선(C-C')을 기준으로 대략 -β° 방향일 수 있고, 제4경사 방향은 가상의 직선(C-C')에 대해 대략 +β° 방향일 수 있다. β는 양의 실수이다.
이처럼, 제1영역(R1)과 제2영역(R2) 각각에서, 제1액정 배향층(AL1C)과 제 2액정 배향층(AL2C) 중 제2액정 배향층(AL2C)에만 선택적으로 액정 분자의 배향 방향이 상이한 다수의 도메인들을 형성시킴으로써, 제1액정 분자들(LC1)과 제 2액정 분자들(LC2-1, LC2-2)의 배향 방향의 충돌로 인해 발생하는 얼룩 내지 암부의 발생을 개선할 수 있다.
다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 일 면에 제1예비 액정 배향층이 구비된 제1기판 및 일 면에 제2예비 액정 배향층이 구비된 제2기판을 준비하는 단계; 상기 제2예비 액정 배향층을 제2액정 배향층으로 전환하는 단계; 상기 제1예비 액정 배향층 및 상기 제2액정 배향층 사이에 액정층을 형성하는 단계; 상기 제1예비 액정 배향층을 제1액정 배향층으로 전환하는 단계; 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판을 곡면 형상을 갖도록 구부리는 단계; 를 포함한다.
상기 제1예비 액정 배향층은 제1기판 상에 제1이온 흡착기를 포함하는 제1액정 배향층용 조성물을 도포하고, 중합함으로써 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제2예비 액정 배향층은 제2기판 상에 제2이온 흡착기를 포함하는 제2액정 배향층용 조성물을 도포하고, 중합함으로써 형성될 수 있다. 상기 제1액정 배향층용 조성물 및 상기 제2액정 배향층용 조성물은 예를 들어, N-메틸피롤리돈, 부틸 셀로솔브, γ-부티로락톤 등의 용매를 포함할 수 있다. 상기 중합은 예를 들어, 열 중합일 수 있다.
상기 제2예비 액정 배향층을 제2액정 배향층으로 전환하는 단계 및 상기 제1예비 액정 배향층을 제1액정 배향층으로 전환하는 단계는 각각 전계 노광을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 전계 노광은 365 nm 파장에서 조도가 10 mW/cm2 내지 100mW/cm2인 빛을 조사하거나 1J 이상의 에너지를 가지는 자외선을 조사함으로써 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 액정층을 형성하는 단계는 제1예비 액정 배향층 및 제2액정 배향층 사이에 액정 조성물을 주입하고, 열처리함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 열처리함으로써, 제1예비 액정 배향층 내의 반응성 메조겐이 액정층으로 용출될 수 있다.
상기 구부리는 단계는 시청자와 대면하는 면이 상기 시청자를 기준으로 오목한 형상을 갖도록 상기 제1기판 및 상기 제2기판을 변형하는 단계이다. 즉, 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 상기 제1기판에 더 가까운 위치에 시청자가 위치할 수 있다.
본 명세서 중 C1-C20알킬기는, 탄소수 1 내지 20의 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소 1가(monovalent) 그룹을 의미하며, 구체적인 예에는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, ter-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C1-C20알콕시기는, -OA101(여기서, A101은 상기 C1-C20알킬기임)의 화학식을 갖는 1가 그룹을 의미하며, 이의 구체적인 예에는, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로필옥시기 등이 포함된다.
본 명세서 중 C5-C60카보시클릭 그룹이란, 고리-형성 원자로서 탄소만을 포함한 탄소수 5 내지 60의 모노시클릭 또는 폴리시클릭 그룹을 의미한다. 상기 C5-C60카보시클릭 그룹은 방향족 카보시클릭 그룹 또는 비-방향족 카보시클릭 그룹일 수 있다. 상기 C5-C60카보시클릭 그룹은 벤젠과 같은 고리, 페닐기와 같은 1가 그룹 또는 페닐렌기와 같은 2가 그룹일 수 있다. 또는, 상기 C5-C60카보시클릭 그룹에 연결된 치환기에 개수에 따라, 상기 C5-C60카보시클릭 그룹은 3가 그룹 또는 4가 그룹일 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 명세서 중 C1-C60헤테로시클릭 그룹이란, 상기 C5-C60카보시클릭 그룹과 동일한 구조를 갖되, 고리-형성 원자로서, 탄소(탄소수는 1 내지 60일 수 있음) 외에, N, O, Si, P 및 S 중에서 선택된 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함한 그룹을 의미한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 제1기판 200: 제2기판
110: 공통 전극 291: 화소 전극
300: 액정층 AL1: 제1액정 배향층
AL2: 제2액정 배향층
200C: 제2곡면 기판 100C: 제1곡면 기판
300C: 액정층 AL1C: 제1액정 배향층
AL2C: 제2액정 배향층

Claims (20)

  1. 제1기판;
    상기 제1기판과 대향하는 제2기판;
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제1기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1액정 배향층; 및
    상기 제2기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제2액정 배향층;을 포함하고,
    상기 제1액정 배향층은 제1이온 흡착기를 포함하고,
    상기 제2액정 배향층은 제2이온 흡착기를 포함하고,
    i) 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는
    ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조가 서로 상이하며,
    상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1로 표시되는, 액정 표시 장치:
    <화학식 1>
    Figure 112023000973435-pat00038

    상기 화학식 1 중,
    X11은 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고;
    L11은 *-{C(R14)(R15)}n11-O-{C(R16)(R17)}n12-*', *-{C(R14)(R15)}n11-C(=O)O-{C(R16)(R17)}n12-*' 및 *-{C(R14)(R15)}n11-OC(=O)-{C(R16)(R17)}n12-*' 중에서 선택되고;
    n11 및 n12는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
    a11은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
    R11 내지 R17은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
    * 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  2. 제1항에 있어서,
    i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는
    ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 상이하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일한, 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량이 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량보다 크거나; 또는
    ii) 상기 제1이온 흡착기의 이온 흡착 반응성이 상기 제2이온 흡착기의 이온 흡착 반응성보다 크고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일한, 액정 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1-1 내지 1-16 중 어느 하나로 표시되는, 액정 표시 장치:
    Figure 112018033150544-pat00023

    Figure 112018033150544-pat00024

    Figure 112018033150544-pat00025

    Figure 112018033150544-pat00026

    상기 화학식 1-1 내지 1-16 중,
    * 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1액정 배향층은 중합 개시기를 비포함하고,
    상기 제2액정 배향층은 중합 개시기를 더 포함한, 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1액정 배향층의 메소겐 함량과 상기 제2액정 배향층의 메소겐 함량은 서로 상이한, 액정 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1액정 배향층의 메소겐 함량이 상기 제2액정 배향층의 메소겐 함량보다 작은, 액정 표시 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 중합 개시기는 하기 화학식 2-1 내지 2-6 중 어느 하나로 표시되는, 액정 표시 장치:
    Figure 112018033150544-pat00027

    상기 화학식 2-1 내지 2-6 중,
    * 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1액정 배향층은 수직 배향기를 더 포함한, 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수직 배향기는 하기 화학식 4-1 내지 4-4 중 어느 하나로 표시되는, 액정 표시 장치:
    Figure 112018033150544-pat00028
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1액정 배향층 및 상기 제2액정 배향층은 각각 이미드 반복 단위를 포함하는, 액정 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판의 적어도 일부 및 상기 제2기판의 적어도 일부가 곡면 형상을 포함하는, 액정 표시 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제1액정 배향층 사이에 개재된 공통 전극; 및
    상기 제2기판과 상기 제2액정 배향층 사이에 개재된 화소 전극;을 더 포함한, 액정 표시 장치.
  15. 제1곡면 기판;
    상기 제1곡면 기판과 대향하는 제2곡면 기판;
    상기 제1곡면 기판과 상기 제2곡면 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제1곡면 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1액정 배향층; 및
    상기 제2곡면 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제2액정 배향층;을 포함하고,
    상기 제1액정 배향층은 제1이온 흡착기를 포함하고,
    상기 제2액정 배향층은 제2이온 흡착기를 포함하고,
    상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1로 표시되고;
    i) 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2이온 흡착기의 함량은 상이하거나; 또는
    ii) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기는 서로 상이한, 액정 표시 장치:
    <화학식 1>
    Figure 112023000973435-pat00039

    상기 화학식 1 중,
    X11은 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고;
    L11은 *-{C(R14)(R15)}n11-O-{C(R16)(R17)}n12-*', *-{C(R14)(R15)}n11-C(=O)O-{C(R16)(R17)}n12-*' 및 *-{C(R14)(R15)}n11-OC(=O)-{C(R16)(R17)}n12-*' 중에서 선택되고;
    n11 및 n12는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
    a11은 0, 1, 2 및 3 중에서 선택되고;
    R11 내지 R17은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20알콕시기, 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 및 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹 중에서 선택되고;
    * 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
  16. 제15항에 있어서,
    i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 상이하거나; 또는
    ii) 상기 제1이온 흡착기의 화학 구조와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 상이하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일한, 액정 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    i) 상기 제1이온 흡착기와 상기 제2이온 흡착기의 화학 구조는 서로 동일하고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량이 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량보다 크거나; 또는
    ii) 상기 제1이온 흡착기의 이온 흡착 반응성이 상기 제2이온 흡착기의 이온 흡착 반응성보다 크고, 상기 제1액정 배향층 중의 상기 제1이온 흡착기의 함량과 상기 제2액정 배향층 중의 상기 제2이온 흡착기의 함량이 동일한, 액정 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1액정 배향층은 중합 개시기를 비포함하고,
    상기 제2액정 배향층은 중합 개시기를 더 포함한, 액정 표시 장치.
  19. 삭제
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1이온 흡착기 및 상기 제2이온 흡착기는 하기 화학식 1-1 내지 1-16 중 어느 하나로 표시되는, 액정 표시 장치:
    Figure 112018033150544-pat00030

    Figure 112018033150544-pat00031

    Figure 112018033150544-pat00032

    Figure 112018033150544-pat00033

    상기 화학식 1-1 내지 1-16 중,
    * 및 *'은 서로 독립적으로 이웃한 원자와의 결합 사이트이다.
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