KR102611868B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하고, 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층, 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제1 배향막, 상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제2 배향막, 및 상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이 및 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이 중 적어도 하나에 위치하는 복수의 돌기를 포함하고, 상기 복수의 돌기 중 적어도 하나는 반응성 메소겐의 중합체를 포함하고, 상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 A로 표현된다.
화학식 A
Figure 112016053463170-pat00055

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극을 포함하는 표시판과 상기 전기장 생성 전극에 의해 생성된 전기장이 형성되는 액정층을 포함한다.
액정 표시 장치는 액정층에 전기장을 형성하고, 이를 통하여 액정층에 포함된 액정 분자들의 배향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치가 있다. 이러한 수직 배향 방식의 액정 표시 장치는 명암비가 크고, 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다.
한편, 광시야각을 구현하면서 액정 분자의 응답 속도를 빠르게 하기 위하여 배향막 또는 액정층에 반응성 메소겐을 첨가하여 액정 분자가 선경사(pre-tilt)를 가지도록 하는 방법이 개발되고 있다.
최근에는 액정 표시 장치가 대형화되는 추세이고, 대형 액정 표시 장치에서 시청자의 몰입도를 높이기 위해 곡면형(curved) 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 평판 액정 표시 장치를 제조한 후 이를 구부리는 공정을 통해 곡면 액정 표시 장치를 구현할 수 있다. 이때, 서로 중첩하는 상하 표시판 사이에 오정렬(misalign)이 발생하여 투과율이 낮아질 수 있다.
본 발명의 실시예들은 잔상 및 얼룩 발생을 방지하기 위한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하고, 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층, 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제1 배향막, 상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제2 배향막, 및 상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이 및 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이 중 적어도 하나에 위치하는 복수의 돌기를 포함하고, 상기 복수의 돌기 중 적어도 하나는 반응성 메소겐의 중합체를 포함하고, 상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 A로 표현된다.
화학식 A
Figure 112016053463170-pat00001
상기 화학식 A에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, A1은 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 를 포함하며, A2는 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 및 중 어느 하나를 포함하고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
상기 제1 배향막은 제1 중합체를 포함하고, 상기 제1 중합체는 제1 주쇄 및 상기 제1 주쇄에 연결되는 복수의 제1 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 광반응기 및 광반응기 유도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1 측쇄에 포함된 상기 광반응기 유도체는 상기 복수의 돌기에 포함된 상기 반응성 메소겐의 중합체와 결합될 수 있다.
상기 제2 배향막은 제2 중합체를 포함하고, 상기 제2 중합체는 제2 주쇄 및 상기 제2 주쇄에 연결되는 복수의 제2 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제2 측쇄는 광반응기 및 광반응기 유도체를 포함하지 않을 수 있다.
상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 a 또는 하기 화학식 b로 표현될 수 있다.
화학식 a
Figure 112016053463170-pat00005
화학식 b
Figure 112016053463170-pat00006
상기 화학식 a, b에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, S는 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나이며, x는 0, 1, 2, 3이고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
상기 반응성 메소겐은 섭씨 250도 이상의 내열성을 가질 수 있다.
상기 복수의 돌기 중에서 상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도는 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도보다 클 수 있다.
상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제1 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각은 상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제2 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각보다 클 수 있다.
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 곡면을 가질 수 있다.
상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판과 상기 제1 배향막 사이에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 및 상기 화소 전극과 전계를 형성하는 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 배향막은 하부 배향막, 상부 배향막, 및 상기 하부 배향막과 상기 상부 배향막 사이에 위치하는 버퍼 영역을 포함하고, 상기 상부 배향막은 광반응기 및 광반응기 유도체 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 하부 배향막은 광반응기 및 광반응기 유도체를 포함하지 않으며, 상기 버퍼 영역은 상기 상부 배향막에 분포하는 광반응기 및 광반응기 유도체 중 적어도 하나의 함량보다 적은 광반응기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 위치하는 제1 배향막을 포함하는 하부 표시판을 준비하는 단계, 제2 기판 위에 위치하는 제2 배향막을 포함하는 상부 표시판을 준비하는 단계, 상기 하부 표시판과 상기 상부 표시판 사이에 위치하고, 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층을 형성하는 단계, 상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판을 열처리하는 단계, 및 상기 액정층에 전계가 인가된 상태에서 상기 하부 표시판, 상기 상부 표시판, 및 상기 액정층에 광을 조사하는 단계를 포함하고, 상기 열처리하는 단계에서, 상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막 중 적어도 하나에 포함된 반응성 메소겐이 상기 액정층으로 용출되고, 상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 반응성 메소겐이 중합되어 복수의 돌기를 형성하며, 상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 A로 표현된다.
화학식 A
Figure 112016053463170-pat00007
상기 화학식 A에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, A1은 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 를 포함하며, A2는 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 및 중 어느 하나를 포함하고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
상기 제1 배향막은 제1 중합체를 포함하고, 상기 제1 중합체는 제1 주쇄 및 상기 제1 주쇄에 연결되는 복수의 제1 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 광반응기를 포함할 수 있다.
상기 제2 배향막은 제2 중합체를 포함하고, 상기 제2 중합체는 제2 주쇄 및 상기 제2 주쇄에 연결되는 복수의 제2 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제2 측쇄는 광반응기를 포함하지 않을 수 있다.
상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 a 또는 하기 화학식 b로 표현될 수 있다.
화학식 a
Figure 112016053463170-pat00011
화학식 b
Figure 112016053463170-pat00012
상기 화학식 a, b에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, S는 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나이며, x는 0, 1, 2, 3이고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 상기 복수의 돌기의 밀도가 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 상기 복수의 돌기의 밀도보다 클 수 있다.
상기 복수의 돌기 중에서 상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도는 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도보다 클 수 있다.
상기 광을 조사하는 단계 이후에, 상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제1 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각은 상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제2 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각보다 커질 수 있다.
상기 액정 표시 장치의 제조 방법은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 곡면을 갖도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 배향막은 하부 배향막과 상부 배향막으로 분리되고, 상기 하부 배향막과 상기 상부 배향막 사이에 버퍼 영역이 형성되며, 상기 상부 배향막은 광반응기를 포함하고, 상기 하부 배향막은 광반응기를 포함하지 않으며, 상기 버퍼 영역은 상기 상부 배향막에 분포하는 광반응기의 함량보다 적은 광반응기를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 내열성이 강하고 반응성이 우수한 반응성 메소겐을 사용함으로써 액정 표시 장치에서 잔상과 얼룩이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 화소 전극 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 배향막 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 1의 변형된 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5는 상하부 배향막에 인접한 액정 분자의 선경사각을 동일하게 한 경우 오정렬에 의한 텍스처 불량을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 4에서 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 상하부 배향막에 인접한 액정 분자 배열을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.
도 12는 도 6의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 곡면 액정 표시 장치를 형성하기 위해 구부러진 표시 패널을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 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 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 화소 전극 구조를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 서로 중첩하는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200), 그리고 이들 두 표시판(100, 200) 사이에 개재되어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)은 액정층(3)과 마주보는 일 측에 위치하는 제1 배향막(11)을 포함하고, 상부 표시판(200)은 액정층(3)과 마주보는 일 측에 위치하는 제2 배향막(21)을 포함한다.
본 실시예에서 제1 배향막(11)과 액정층(3) 사이와 제2 배향막(21)과 액정층(3) 사이에는 각각 복수의 돌기(15, 25)가 위치한다.
복수의 돌기(15, 25) 중 적어도 하나는 반응성 메소겐의 중합체를 포함하고, 반응성 메소겐은 하기 화학식 A로 표현될 수 있다.
화학식 A
Figure 112016053463170-pat00013
상기 화학식 A에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, A1은 고리 탄소에 연결된 적어도 하나의 수소가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 를 포함하며, A2는 고리 탄소에 연결된 적어도 하나의 수소가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 및 중 어느 하나를 포함하고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
명세서 전체에서, "고리 탄소"라 함은 고리를 형성하기 위해 서로 연결된 각각의 탄소를 가리킨다.
상기 화학식 A에서 양 끝에 위치하는 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기와 같이 중합 가능한 성분이 자외선을 받으면, 가교 반응이 일어나서 중합체를 형성할 수 있다. 이처럼 반응성 메소겐은 자기들끼리 서로 중합하여 복수의 돌기(15, 25)를 형성할 수도 있으나, 후술하는 배향막(11, 21)의 측쇄에 포함된 광반응기와 화학적으로 결합할 수도 있다.
본 실시예에 따른 반응성 메소겐에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에서 반응성 메소겐은 최소 3개의 고리 구조에서 최대 4개의 고리 구조를 가질 수 있다. 상기 화학식 A에서 A1은 2개의 고리 구조를 갖고, A2는 1개 또는 2개의 고리 구조를 가질 수 있으며, 서로 이웃하는 고리 구조가 -O-(CH2)n-O-와 같은 스페이서에 의해 연결되어 있다. 최소 3개의 고리 구조를 가짐으로써 내열성이 좋아질 수 있다. 본 실시예에 따른 반응성 메소겐은 약 섭씨 250도 이상의 내열성을 가져 상기 온도 이하에서는 반응성이 작을 수 있다.
하지만, 고리 구조가 3개 이상으로 길어지면 컨주게이션(conjugation)이 되는 부분의 길이가 길어지고, 자외선 흡수 파장대가 장파장으로 이동하여 자외선에 대한 반응성이 커진다. 반응성이 너무 커지면 대부분의 반응성 메소겐들은 자기들끼리 서로 중합하고, 표면에너지를 낮추기 위해 제1 배향막(11) 또는 제2 배향막(21)으로 이동하여 돌기를 형성한다. 이 때, 중합된 반응성 메소겐이 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21) 중에서 어느 배향막 쪽으로 이동하는 방향성은 일정하지 않다. 따라서, 상하부 표시판(100, 200)에 각각 인접한 액정 분자들(310)이 서로 다른 선경사를 갖는 선택비가 감소한다.
선택비를 개선하기 위해 본 실시예에 따른 반응성 메소겐은 3개 또는 4개의 고리 구조 내에 스페이서가 삽입된다. 따라서, 3개 이상의 고리 구조가 직접적으로 연결되는 것을 차단하여 컨주게이션 되는 부분의 길이를 감소시킬 수 있다.
본 실시예에 따른 스페이서는 하기 화학식 B 및 하기 화학식 C로 표현되는 반응성 메소겐에 포함된 에스테르기(-COO-) 대신에 안정성이 있는 에테르기(-O-)를 포함하므로 자외선 조사 시 스페이서 부분이 끊어지는 것을 방지할 수 있다.
화학식 B
Figure 112016053463170-pat00017
화학식 C
Figure 112016053463170-pat00018
본 실시예에 따른 스페이서는 탄소수가 2 내지 5인 알킬렌기를 포함할 수 있다.
스페이서의 길이가 길어지면 용해도는 좋아지지만 외부 스트레스에 의해 변형이 잘되고, 전압 오프 시 액정 분자(310)가 처음의 위치로 되돌아가지 못하기 때문에 잔상이 나빠질 수 있다. 스페이서의 길이가 짧으면 용해도는 나빠지지만 강직도(rigidity)가 증가하여 잔상이 좋아진다. 여기서, 용해도는 반응성 메소겐이 배향 물질의 용매에 녹을 수 있는 정도를 의미한다. 본 실시예에서 스페이서에 포함된 알킬렌기의 탄소수가 2 내지 5의 범위를 가짐으로써, 반응성 메소겐이 용매에 녹아 배향 물질과 함께 코팅이 가능한 수준의 용해도를 가지면서 제품의 품질에 크게 영향을 미치지 않는 잔상 수준을 유지할 수 있다.
본 실시예에 따른 고리 구조는 비페닐렌(biphenylene) 구조인 -C6H4C6H4- 를 가지므로 분자 구조가 평면 형태일 수 있다. 이러한 구조에서는 분자들 사이에 인력이 발생하여 쉽게 결정화되는 경향이 있다. 따라서, 용해도가 낮을 수 있는데, 본 실시예에서는 고리 탄소에 연결된 수소들 중 적어도 하나를 F로 치환하여 자유부피(free volume) 증가에 의해 결정화도를 감소시킬 수 있다. 여기서 자유부피란, 물질이 차지하는 부피 중에서 구성 입자 주위의 빈 공간을 의미할 수 있다.
치환체로서 F 대신에 Cl 또는 Br을 사용할 수 있다. 다만 Cl, Br은 F보다 원자 크기가 큰 만큼 반응성 메소겐에서 잘 떨어져 나와 이온성 물질이 만들어지기 쉬우므로 치환체로서 F를 사용하는 것이 좀 더 바람직하다.
본 실시예에 따른 반응성 메소겐은 하기 화학식 a 또는 하기 화학식 b로 표현될 수 있다.
화학식 a
Figure 112016053463170-pat00019
화학식 b
Figure 112016053463170-pat00020
상기 화학식 a, b에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, S는 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나이며, x는 0, 1, 2, 3이고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
화학식 a로 표현되는 반응성 메소겐은 2개의 고리 구조와 1개의 고리 구조가 스페이서에 의해 연결되고, 화학식 b로 표현되는 반응성 메소겐은 2개의 고리 구조와 2개의 고리 구조가 스페이서에 의해 연결된다.
화학식 b로 표현되는 반응성 메소겐은 4개의 고리 구조를 포함하므로 화학식 b에서 x는 1 이상이거나 n이 3 이상인 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 반응성 메소겐은 하기 화학식 A-1 내지 화학식 A-10으로 표현되는 그룹 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 하기 열거한 종류는 예시에 해당하고 하기 종류 이외에 앞에서 설명한 화학식 a 또는 화학식 b의 구조를 만족하는 반응성 메소겐도 포함할 수 있다.
화학식 A-1
Figure 112016053463170-pat00021
화학식 A-2
Figure 112016053463170-pat00022
화학식 A-3
Figure 112016053463170-pat00023
화학식 A-4
Figure 112016053463170-pat00024
화학식 A-5
Figure 112016053463170-pat00025
화학식 A-6
Figure 112016053463170-pat00026
화학식 A-7
Figure 112016053463170-pat00027
화학식 A-8
Figure 112016053463170-pat00028
화학식 A-9
Figure 112016053463170-pat00029
화학식 A-10
Figure 112016053463170-pat00030
.
이하에서는 하부 표시판(100)의 나머지 구성 요소들에 대해 설명하기로 한다.
다시 도 1을 참고하면, 제1 기판(110) 위에 복수의 게이트선(미도시)이 위치한다. 각 게이트선은 게이트선으로부터 돌출되거나 게이트선의 일부분인 게이트 전극(124)을 포함한다. 게이트 전극(124) 위에 게이트 절연막(140)이 위치하고, 게이트 절연막(140) 위에 반도체층(154)이 위치하며, 반도체층(154)은 게이트 전극(124)과 중첩한다.
반도체층(154)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 또는 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
반도체층(154) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 위치할 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다. 저항성 접촉 부재(163, 165)는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)이 위치한다. 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(미도시)이 위치할 수 있고, 각 데이터선은 소스 전극(173)과 연결될 수 있다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터를 이룬다.
소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에 제1 절연층(180a)이 위치하고, 제1 절연층(180a)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 이격된 공간에서 반도체층(154)과 접촉할 수 있다. 제1 절연층(180a)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막을 포함할 수 있다.
제1 절연층(180a) 위에는 색필터(230)가 위치할 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등의 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 색필터(230)는 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 한정되지 아니하고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 황색(yellow), 백색 계열의 기본색 중 하나를 표시할 수도 있다.
색필터(230) 위에 제2 절연층(180b)이 위치할 수 있고, 제2 절연층(180b)은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연층(180b)은 색필터(230)에 대한 덮개막으로서 색필터가 외부에 노출되는 것을 방지하고 평탄면을 구현하는 역할을 한다. 제2 절연층(180b)은 생략 가능하다.
제2 절연층(180b) 위에는 화소 전극(191)이 위치하고, 화소 전극(191) 대부분은 투과 영역(TA)에 위치한다. 앞에서 설명한 게이트선, 데이터선, 및 박막 트랜지스터 등은 빛이 투과되지 않는 차광 영역(BA)에 위치한다. 투과 영역(TA)은 영상이 대부분 표시되는 영역으로서 빛이 투과될 수 있는 영역이고, 차광 영역(BA)은 영상을 표시하고자 하는 영역은 아니며 대부분의 영역에서 빛이 투과될 수 없는 영역일 수 있다.
제1 절연층(180a)과 제2 절연층(180b)에는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있고, 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 화소 전극(191)이 전기적으로 연결되어 있다.
도 2를 참고하면, 화소 전극(191)은 세로 줄기부(192) 및 이와 교차하는 가로 줄기부(193)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한, 화소 전극(191)은 세로 줄기부(192)와 가로 줄기부(193)에 의해 제1 부영역(Da), 제2 부영역(Db), 제3 부영역(Dc), 및 제4 부영역(Dd)으로 나누어지며, 각 부영역은 복수의 제1 내지 제4 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)를 포함한다.
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.
도 1에 도시한 화소 전극(191) 및 후술하는 공통 전극(270)에 전압이 인가되면, 액정 분자(310)는 액정층(3)에 형성된 전기장에 의해 그 장축이 전기장의 방향에 수직한 방향으로 기울어진다. 액정 분자(310)가 기울어진 정도에 따라 액정층(3)에 입사광의 편광의 변화 정도가 달라지며 이러한 편광의 변화는 편광자에 의하여 투과율 변화로 나타나고 이를 통하여 액정 표시 장치는 영상을 표시한다.
액정 분자(310)가 기울어지는 방향은 화소 전극(191)의 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)에 의해 결정되며, 액정 분자(310)는 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향에 평행한 방향으로 기울어진다. 하나의 화소 전극(191)은 미세 가지부(194a, 194b, 194c, 194d)의 길이 방향이 서로 다른 네 개의 부영역(Da, Db, Dc, Dd)을 포함하므로 액정 분자(310)가 기울어지는 방향은 대략 네 방향이다. 이 때, 액정층(3)에는 액정 분자(310)의 배향 방향이 다른 네 개의 도메인(domain)이 형성된다. 이와 같이 액정이 기울어지는 방향을 다양하게 함으로써 액정 표시 장치의 시야각을 개선할 수 있다.
도 1을 다시 참고하면, 제2 절연층(180b) 및 화소 전극(191) 위에 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 차광 영역(BA)에 위치한다. 차광 부재(220)는 블랙 매트릭스라고도 한다.
차광 부재(220)는 간격재(221)와 메인 차광부(222)를 포함한다. 메인 차광부(222)는 빛샘을 방지하기 위해 게이트선, 데이터선, 및 박막 트랜지스터 등이 위치하는 차광 영역(BA)에 형성되고, 메인 차광부(222)는 대체로 평탄한 상부면을 가질 수 있다. 메인 차광부(222)는 접촉 구멍(185)과 중첩할 수 있다. 접촉 구멍(185)과 중첩하는 메인 차광부(222)는 접촉 구멍(185)에 생기는 단차를 메워 표면을 평탄하게 하고 그 주변의 빛샘을 방지할 수 있다.
간격재(221)는 메인 차광부(222)에 연결되어 있다. 간격재(221)는 박막 트랜지스터 및/또는 게이트선, 데이터선과 같은 신호선 상부에 위치할 수 있다. 도 1에서 간격재(221)는 상부 표시판(200)과 떨어져 있으나, 변형예로 간격재(221)와 상부 표시판(200)이 접촉할 수도 있다.
간격재(221)는 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이의 셀 갭을 유지하는 역할을 하거나, 액정 표시 장치가 외부의 압력에 의해 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이의 거리가 좁아질 경우, 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이의 셀 갭을 유지하는 역할을 한다.
여기서 설명한 차광부(222)와 간격재(221)를 동시에 형성하는 내용은 변형 가능하고, 변형예로 차광부(222)와 간격재(221)는 별개로 형성 가능하다.
화소 전극(191) 위에 제1 배향막(11)이 위치한다. 본 실시예에서 제1 배향막(11)은 제1 중합체를 포함하고, 제1 중합체는 제1 주쇄 및 제1 주쇄에 연결되는 복수의 제1 측쇄를 포함하며, 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 광반응기 및 광반응기 유도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서 광반응기 유도체는 자외선 조사된 광반응기가 반응성 메소겐과 화학적으로 결합하여 변형된 구조를 의미한다. 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 수직 배향기를 포함할 수 있다.
광반응기는 중합 반응을 개시할 수 있도록 광흡수하여 라디칼을 발생시킬 수 있는 다양한 물질을 사용할 수 있다.
본 실시예에 따른 광반응기는 하기 화학식 1 내지 화학식 12로 표현되는 그룹 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
화학식 1
Figure 112016053463170-pat00031
화학식 2
Figure 112016053463170-pat00032
화학식 3
Figure 112016053463170-pat00033
화학식 4
Figure 112016053463170-pat00034
화학식 5
Figure 112016053463170-pat00035
화학식 6
Figure 112016053463170-pat00036
화학식 7
Figure 112016053463170-pat00037
화학식 8
Figure 112016053463170-pat00038
화학식 9
Figure 112016053463170-pat00039
화학식 10
Figure 112016053463170-pat00040
화학식 11
Figure 112016053463170-pat00041
화학식 12
Figure 112016053463170-pat00042
이상에서 설명한 바와 달리, 제1 배향막(11)은 광반응기나 광반응기 유도체를 포함하지 않을 수 있고, 이러한 경우에도 자외선에 의한 반응성 메소겐의 중합 반응에 의해 제1 배향막(11) 표면에 복수의 돌기(15)를 형성할 수 있다.
상부 표시판(200)에 대해 설명하면, 제2 기판(210)과 액정층(3) 사이에 공통 전극(270)이 위치할 수 있다. 공통 전극(270)은 액정층(3)과 마주하는 제2 기판(210) 전면에 통판으로 형성될 수 있다. 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 제2 배향막(21)이 위치하고, 제2 배향막(21)은 앞에서 설명한 제1 배향막(11)과 동일한 성분의 배향막일 수 있다.
액정층(3)은 액정 분자들(310)을 포함한다. 액정 분자(310)는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있고, 액정층(3)에 전계가 생성되지 않은 상태에서 액정 분자들(310)은 제1, 2 기판(110, 210)에 실질적으로 수직한 방향으로 배향될 수 있다. 액정 분자들(310)은 액정층(3)에 전계가 생성되지 않은 상태에서 앞에서 설명한 복수의 돌기(15, 25)에 의해 일정한 방향으로 선경사를 가질 수 있다.
본 실시예에서 액정층(3)은 광개시제를 포함하지 않을 수 있다. 액정층(3)에 포함된 광개시제가 자외선 조사 이후에 남아 있으면 불순물이 되어 면 잔상을 발생시키기 때문이다.
도 3은 도 1의 배향막 구조를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 3은 설명의 편의를 위해 다른 구성 요소들은 생략하고, 도 1에 도시한 제1 기판(110) 위에 위치하는 제1 배향막(11)만 간략하게 나타낸다.
도 3을 참고하면, 제1 배향막(11)은 하부 배향막(11a), 상부 배향막(11c), 및 하부 배향막(11a)과 상부 배향막(11c) 사이에 위치하는 버퍼 영역(11b)을 포함한다. 하부 배향막(11a)은 주쇄에 연결된 측쇄가 수직 배향기 및 전압 보전율 등을 향상시키기 위한 성분을 주로 포함하고, 상부 배향막(11c)은 광반응기 및 광반응기 유도체 중 적어도 하나를 포함하는 측쇄를 주로 포함한다.
배향막을 형성하는 과정에서 베이크 공정이 진행될 수 있고, 이 때 표면 에너지 차이에 의해 하부 배향막(11a)과 상부 배향막(11c)으로 상분리될 수 있다. 명확하게 상분리되는 것은 아니고 이들 사이에 버퍼 영역(11b)이 형성된다. 버퍼 영역(11b)은 하부 배향막(11a)의 성분과 상부 배향막(11c)의 성분이 혼재되어 있는 부분이고, 버퍼 영역(11b)은 상부 배향막(11c)에 분포하는 광반응기 및 광반응기 유도체 중 적어도 하나의 함량보다 적은 광반응기를 포함할 수 있다. 잔상을 개선하기 위해 상부 배향막(11c)의 성분은 제1 배향막(11)의 전체 성분에서 약 30wt% 이상인 것이 바람직하다.
도 4는 도 1의 변형된 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이고, 곡면형 액정 표시 장치의 텍스처를 줄일 수 있는 실시예에 관한 설명이다.
도 4를 참고하면, 대부분의 구성 요소는 도 1에서 설명한 것과 동일하고, 차이가 있는 부분에 대해서 설명하기로 한다.
도 4를 참고하면, 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 위치하는 제1 배향막(11)과 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하는 제2 배향막(21)을 도시하고 있다.
제1, 2 배향막(11, 21)은 수직 배향막일 수 있다. 제1 배향막(11)은 제1 중합체를 포함하고, 제1 중합체는 제1 주쇄 및 제1 주쇄에 연결되는 복수의 제1 측쇄를 포함하며, 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 광반응기 및 광반응기 유도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2 배향막(21)은 제2 중합체를 포함하고, 제2 중합체는 제2 주쇄 및 제2 주쇄에 연결되는 복수의 제2 측쇄를 포함하며, 복수의 제2 측쇄는 광반응기 및 광반응기 유도체를 포함하지 않을 수 있다.
측쇄에 포함된 광반응기는 자외선 조사에 의한 반응성 메소겐의 중합시 반응 속도를 빠르게 하는 역할을 한다. 따라서, 제1 배향막(11) 표면에 주로 복수의 돌기(15)가 형성된다.
돌기(15)에 포함된 중합체는 제1, 2 배향막(11, 21)을 형성하는 배향 물질에 혼합되어 있던 반응성 메소겐이 열처리 공정 중에 액정층(3)으로 용출된 이후에 광조사되어 형성될 수 있다.
이렇게 형성된 복수의 돌기(15)는 액정 분자들(310)의 초기 배향 방향인 선경사(pre-tilt)를 제어하는 역할을 한다. 이 때, 제1 배향막(11)의 중합체의 측쇄에 포함된 광반응기는 본 실시예에 따른 반응성 메소겐의 중합 반응 속도를 향상시킨다. 따라서, 제2 배향막(21)에 인접한 액정 분자들(310)과 제1 배향막(11)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사각을 다르게 할 수 있다.
명세서 전체에서, '선경사'는 제1 배향막(11) 또는 제2 배향막(21) 표면에 수직인 방향을 기준으로 액정 분자(310)가 기울어지는 것을 의미하고, '선경사각'은 제1 배향막(11) 또는 제2 배향막(21)에 수직한 축을 기준으로 기울어진 정도, 즉, 기울어진 각도를 의미한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 복수의 돌기(15)는 제1 배향막(11)과 액정층(3) 사이에만 형성되거나, 변형예로서 제2 배향막(21)과 액정층(3) 사이에 복수의 돌기가 형성될 수 있고, 이 때 제2 배향막(21)과 액정층(3) 사이에 형성된 복수의 돌기의 개수는 제1 배향막(11)과 액정층(3) 사이에 형성된 복수의 돌기(15) 개수 대비하여 훨씬 적을 수 있다. 구체적으로, 단위 면적에서의 복수의 돌기 개수에 해당하는 돌기 밀도를 비교해 보면, 제1 배향막(11)과 액정층(3) 사이에 위치하는 복수의 돌기 밀도는 제2 배향막(21)과 액정층(3) 사이에 위치하는 복수의 돌기 밀도보다 크다. 이 때, 제1 배향막(11)과 액정층(3) 사이에 위치하는 돌기 크기는 제2 배향막(21)과 액정층(3) 사이에 위치하는 돌기 크기보다 작을 수 있다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)의 돌기 밀도를 다르게 형성함으로써 제1 배향막(11)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사각과 제2 배향막(21)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사각이 서로 다를 수 있다. 제1 배향막(11) 위에 위치하는 돌기(15) 밀도가 높아져 제1 배향막(11)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사각이 제2 배향막(21)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사각보다 커질 수 있다.
예를 들어, 이때, 제1 배향막(11)에 인접한 액정 분자들(310)은 제1 배향막(11) 표면에 대하여 80도 이상 89도 미만의 각도를 가질 수 있고, 제2 배향막(21)에 위치하는 액정 분자들(310)은 제2 배향막(21) 표면에 대하여 실질적으로 수직에 가까운 89도 이상 90도 이하의 각도로 배열될 수 있다.
도 5는 상하부 배향막에 인접한 액정 분자의 선경사각을 동일하게 한 경우 오정렬에 의한 텍스처 불량을 설명하는 도면이다.
도 5는 설명의 편의를 위해, 서로 마주보는 제1, 2 기판(110, 210), 제1, 2 배향막(11, 21), 및 액정 분자들(310)만 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 도 5는 도 4에서 도시한 영역 중에서, 투과 영역(TA)에 해당하는 부분을 도시하고, 표시 패널의 가로 방향을 따라 자른 단면을 나타낸다. 여기서의 가로 방향은 시청자들이 액정 표시 장치를 시청할 때, 좌우 방향에 해당한다.
서로 대향하는 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21) 사이에서, 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)이 서로 중첩하는 영역에서 액정 분자들(310)이 서로 동일한 방향으로 선경사를 형성하고 있는 경우에 표시 패널이 오정렬되면, 제1 배향막(11)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사 방향과 제2 배향막(21)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사 방향이 어긋나는 영역이 생길 수 있다. 이러한 영역은 이웃하는 도메인의 경계 부분에서 생길 수 있다. 그러한 영역에서는 액정 분자(310)가 기울어지는 방향에 문제가 발생하여, 화면에 텍스처 불량이 발생한다. 표시 패널의 오정렬은 표시 패널을 구부리는 경우에 발생할 수 있다. 텍스처는 주변보다 어둡게 나타나는 암부에 해당하고 얼룩으로 시인될 수 있다.
도 6은 도 4에서 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 상하부 배향막에 인접한 액정 분자 배열을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 설명의 편의를 위해, 도 4의 투과 영역(TA)에서 서로 마주보는 제1, 2 기판(110, 210), 화소 전극(191), 공통 전극(270), 제1, 2 배향막(11, 21), 및 액정 분자들(310)만 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 도 6은 도 4에서 도시한 영역 중에서, 투과 영역(TA)에 해당하는 부분을 도시하고, 표시 패널의 가로 방향을 따라 자른 단면을 나타낸다. 여기서의 가로 방향은 시청자들이 액정 표시 장치를 시청할 때, 좌우 방향에 해당한다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 배향막(11)에 인접한 액정 분자(310)의 선경사각과 제2 배향막(21)에 인접한 액정 분자(310)의 선경사각을 다르게 형성할 수 있다. 따라서, 도 12에 도시한 바와 같이 곡면형 액정 표시 장치를 형성하기 위해 표시 패널을 구부리더라도 이웃하는 도메인 영역의 경계에서 텍스처 영역이 발생하지 않을 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 도면들이다.
우선 도 4에 도시한 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)에 포함되는 구성들을 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)에 각각 제조할 수 있다.
예를 들면, 도 4에서 제1 기판(110) 위에 게이트 전극(124), 소스 전극(173), 드레인 전극(175), 및 화소 전극(191) 등을 형성하고, 제2 기판(210) 위에 공통 전극(270)을 형성한다.
도 7을 참고하면, 제1 기판(110) 위에 위치하는 화소 전극(미도시)을 덮도록 제1 배향막(11)을 형성하고, 도 7에 도시하지 않았으나 제1 배향막(11)과 유사하게 제2 기판 위에서 공통 전극을 덮도록 제2 배향막을 형성할 수 있다.
구체적으로, 폴리이미드와 같은 제1 중합체를 포함하는 배향 물질과 반응성 메소겐(12)의 혼합물을 제1 기판(110) 위에 코팅한 후에 베이크 공정을 진행하여 제1 배향막(11)을 형성한다. 여기서, 배향 물질에 포함된 제1 중합체는 제1 주쇄 및 제1 주쇄에 연결되는 복수의 제1 측쇄를 포함하며, 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 광반응기를 포함한다. 광반응기 및 반응성 메소겐(12)은 앞에서 설명한 물질을 사용할 수 있다. 반응성 메소겐(12)은 배향 물질의 고형분 대비하여 7wt% 내지 25wt%의 범위로 첨가될 수 있고 바람직하게는 약 15wt% 함량으로 첨가될 수 있다.
유사하게 폴리이미드와 같은 제2 중합체를 포함하는 배향 물질과 반응성 메소겐의 혼합물을 제2 기판 위에 코팅한 후에 베이크 공정을 진행하여 제2 배향막을 형성한다.
앞에서 설명한 베이크 공정 중에 상분리가 일어날 수 있고, 도 3에서 설명한 바와 같이 상하 배향막과 그 사이에 위치하는 버퍼 영역이 형성될 수 있다.
베이크 공정에서 발생하는 열에 의해 반응성 메소겐(12)의 중합이 개시될 수도 있으나, 앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 반응성 메소겐(12)을 사용하면 내열성을 가지므로 베이크 공정에서 반응성 메소겐(12)이 미리 중합되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 후술하는 자외선 조사에 의한 반응성 메소겐(12)의 반응성을 유지할 수 있다.
앞에서 제1 배향막(11)과 제2 배향막에 모두 반응성 메소겐(12)이 혼합되는 것으로 설명하였으나, 제1 배항막(11)과 제2 배향막 중 어느 하나에만 혼합될 수도 있다.
도 8을 참고하면, 제1 배향막(11) 위에 액정 분자들을 포함하는 액정 물질(31)을 적하하고, 도 9를 참고하면, 상기와 같은 방법으로 제조된 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 합착(assembly)한다.
도 10을 참고하면서, 도 8에서 적하된 액정 물질(31)이 균일하게 펴지도록 하기 위해 열처리를 할 수 있고, 이 때 배향막(11, 21)에 포함된 반응성 메소겐(12)이 액정층(3)으로 용출된다.
이후 액정층(3)에 전기장을 형성한 상태에서 광을 조사한다. 여기서, 광은 반응성 메소겐(12)을 중합시킬 수 있는 파장을 갖는 자외선 광 등이 사용될 수 있다.
도 11을 참고하면, 액정층(3)에 포함된 반응성 메소겐(12)이 중합하면서 표면 에너지가 커짐에 따라 반응성 메소겐(12)이 배향막(11, 21) 표면으로 이동하여 복수의 돌기(15)를 형성한다. 본 실시예에서 제1 배향막(11)에만 광반응기를 포함하므로 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)에 인접한 부분에서의 중합 반응 속도에 차이가 있다. 즉, 제1 배향막(11)의 광반응기에 의해 중합된 반응성 메소겐(12)은 대부분 제1 배향막(11) 표면에서 복수의 돌기(15)를 형성한다. 이 때, 광반응기도 반응성 메소겐과 화학적으로 결합하여 복수의 돌기(15)를 이루는 중합체를 형성할 수 있다.
도 12는 도 6의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 곡면 액정 표시 장치를 형성하기 위해 구부러진 표시 패널을 나타내는 도면이다.
도 12는 설명의 편의를 위해, 서로 마주보는 제1, 2 기판(110, 210), 화소 전극(191), 공통 전극(270), 제1, 2 배향막(11, 21), 및 액정 분자들(310)만 개략적으로 도시한 것이다.
도 12를 참고하면, 제1 기판(110)과 제2 기판(210)은 곡면으로 구부러질 수 있다.
서로 대향하는 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21) 사이에서, 제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)이 서로 중첩하는 영역에서 액정 분자들(310)이 서로 동일한 방향으로 선경사를 형성하고 있는 경우에 표시 패널을 구부린다면, 도 5에서 설명한 바와 같이 제1 배향막(11)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사 방향과 제2 배향막(21)에 인접한 액정 분자들(310)의 선경사 방향이 어긋나는 영역이 생길 수 있다. 이러한 영역은 이웃하는 도메인의 경계 부분에서 생길 수 있다. 그러한 영역에서는 액정 분자(310)가 기울어지는 방향에 문제가 발생하여, 화면에 텍스처 불량이 발생한다.
하지만, 곡면형 액정 표시 장치를 형성하기 위해 도 4에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도 12에 도시한 바와 같이 구부리더라도, 이웃하는 도메인 영역의 경계에서 텍스처 영역이 발생하지 않는다.
이상에서 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 개시에 의한 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.
11: 제1 배향막 12: 반응성 메소겐
15, 25: 돌기 21: 제2 배향막
100: 하부 표시판 200: 상부 표시판

Claims (20)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하고, 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층,
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제1 배향막,
    상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제2 배향막, 및
    상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이 및 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이 중 적어도 하나에 위치하는 복수의 돌기를 포함하고,
    상기 복수의 돌기 중 적어도 하나는 반응성 메소겐의 중합체를 포함하고, 상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 A로 표현되고,
    상기 제1 배향막은 하부 배향막, 상부 배향막, 및 상기 하부 배향막과 상기 상부 배향막 사이에 위치하는 버퍼 영역을 포함하고,
    상기 상부 배향막은 광반응기 및 광반응기 유도체 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 하부 배향막은 광반응기 및 광반응기 유도체를 포함하지 않으며, 상기 버퍼 영역은 상기 상부 배향막에 분포하는 광반응기 및 광반응기 유도체 중 적어도 하나의 함량보다 적은 광반응기를 포함하는 액정 표시 장치:
    화학식 A
    Figure 112023075029046-pat00043

    상기 화학식 A에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, A1은 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 를 포함하며, A2는 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 및 중 어느 하나를 포함하고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 배향막은 제1 중합체를 포함하고, 상기 제1 중합체는 제1 주쇄 및 상기 제1 주쇄에 연결되는 복수의 제1 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 광반응기 및 광반응기 유도체 중 어느 하나를 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 복수의 제1 측쇄에 포함된 상기 광반응기 유도체는 상기 복수의 돌기에 포함된 상기 반응성 메소겐의 중합체와 결합된 액정 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 제2 배향막은 제2 중합체를 포함하고, 상기 제2 중합체는 제2 주쇄 및 상기 제2 주쇄에 연결되는 복수의 제2 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제2 측쇄는 광반응기 및 광반응기 유도체를 포함하지 않는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 a 또는 하기 화학식 b로 표현되는 액정 표시 장치:
    화학식 a
    Figure 112016053463170-pat00047

    화학식 b
    Figure 112016053463170-pat00048

    상기 화학식 a, b에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, S는 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나이며, x는 0, 1, 2, 3이고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
  6. 제1항에서,
    상기 반응성 메소겐은 섭씨 250도 이상의 내열성을 갖는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 복수의 돌기 중에서 상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도는 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도보다 큰 액정 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제1 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각은 상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제2 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각보다 큰 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 곡면을 갖는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 기판과 상기 제1 배향막 사이에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 및
    상기 화소 전극과 전계를 형성하는 공통 전극을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 삭제
  12. 제1 기판 위에 위치하는 제1 배향막을 포함하는 하부 표시판을 준비하는 단계,
    제2 기판 위에 위치하는 제2 배향막을 포함하는 상부 표시판을 준비하는 단계,
    상기 하부 표시판과 상기 상부 표시판 사이에 위치하고, 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층을 형성하는 단계,
    상기 상부 표시판 및 상기 하부 표시판을 열처리하는 단계, 및
    상기 액정층에 전계가 인가된 상태에서 상기 하부 표시판, 상기 상부 표시판, 및 상기 액정층에 광을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 열처리하는 단계에서, 상기 제1 배향막과 상기 제2 배향막 중 적어도 하나에 포함된 반응성 메소겐이 상기 액정층으로 용출되고,
    상기 광을 조사하는 단계에서, 상기 반응성 메소겐이 중합되어 복수의 돌기를 형성하며,
    상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 A로 표현되고,
    상기 제1 배향막은 하부 배향막과 상부 배향막으로 분리되고, 상기 하부 배향막과 상기 상부 배향막 사이에 버퍼 영역이 형성되며,
    상기 상부 배향막은 광반응기를 포함하고, 상기 하부 배향막은 광반응기를 포함하지 않으며, 상기 버퍼 영역은 상기 상부 배향막에 분포하는 광반응기의 함량보다 적은 광반응기를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법:
    화학식 A
    Figure 112023075029046-pat00049

    상기 화학식 A에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, A1은 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 를 포함하며, A2는 고리 탄소에 연결된 수소들 중에서 적어도 하나가 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나로 치환되거나 비치환된 및 중 어느 하나를 포함하고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 배향막은 제1 중합체를 포함하고, 상기 제1 중합체는 제1 주쇄 및 상기 제1 주쇄에 연결되는 복수의 제1 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제1 측쇄 중 적어도 하나는 광반응기를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 배향막은 제2 중합체를 포함하고, 상기 제2 중합체는 제2 주쇄 및 상기 제2 주쇄에 연결되는 복수의 제2 측쇄를 포함하며, 상기 복수의 제2 측쇄는 광반응기를 포함하지 않는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제12항에서,
    상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 a 또는 하기 화학식 b로 표현되는 액정 표시 장치의 제조 방법:
    화학식 a
    Figure 112016053463170-pat00053

    화학식 b
    Figure 112016053463170-pat00054

    상기 화학식 a, b에서, Pa 및 Pb는 각각 서로 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고, S는 F, Cl, 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 하나이며, x는 0, 1, 2, 3이고, n은 2 내지 5의 자연수이다.
  16. 제12항에서,
    상기 복수의 돌기 중에서 상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도가 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기들의 밀도보다 큰 액정 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기의 크기는 상기 제2 배향막과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기의 크기보다 작은 액정 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제12항에서,
    상기 광을 조사하는 단계 이후에, 상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제1 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각은 상기 복수의 액정 분자 중에서 상기 제2 배향막에 인접한 액정 분자들의 선경사각보다 커지는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 곡면을 갖도록 하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  20. 삭제
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