KR20100103091A - 액정표시패널 및 액정표시패널의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시패널 및 액정표시패널의 제조 방법이 개시된다. 액정표시패널은 화소 전극, 제1 배향막 및 제1 반응성 메조겐층을 포함하는 제1 기판과, 제1 기판과 대향하는 공통 전극층, 제2 배향막 및 제2 반응성 메조겐층을 포함하는 제2 기판과, 제1 및 제2 기판들 사이에 개재되고 적어도 3개의 페닐기들을 포함하는 제1 액정 화합물을 포함한다. 이에 따라, 광원 조도를 상승시키거나, 노광 시간을 증가시키지 않고 반응성 메조겐의 경화 속도를 향상시킬 수 있다.
반응성 메조겐, 액정, 광반응 모노머, 배향, 경화 속도, 노광

Description

액정표시패널 및 액정표시패널의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING A LIQUID CRYSTAL PANEL}
본 발명은 액정표시패널 및 액정표시패널의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치의 제조에 이용되는 액정 조성물, 액정표시패널 및 액정표시패널의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 액정층에 전압을 인가하여 광의 투과율을 제어하는 방식으로 화상을 표시한다. 액정표시장치의 동작 모드 중에서 VA 모드의 액정표시장치의 일종인 PVA 모드(Patterned Vertical Alignment mode)는, 패터닝된 투명 전극을 이용하여 액정 분자들을 서로 다른 방향으로 배열시켜 액정 도메인을 형성함으로써 액정표시장치의 시야각을 향상시킬 수 있다. 상기 PVA 모드의 액정표시장치에서 상기 투명 전극의 패터닝으로 인해 낮은 개구율을 갖는 문제점을 해결하기 위해서, 최근에는 표시 기판의 화소 전극을 마이크로 슬릿 패턴으로 형성하고, 대향 기판의 공통 전극을 통판으로 형성하는 구조의 액정표시장치를 이용하고 있다.
한편, 상기 마이크로 슬릿 패턴을 이용한 액정표시장치에서는, 통상적인 액 정 분자와 유사한 성질을 갖고 반응성 메조겐(Reactive Mesogen, RM)으로 지칭되는 광반응성 모노머를 이용하여 상기 액정층의 액정 분자들의 일부를 프리틸트시켜 상기 액정 분자들의 배향 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 광반응성 모노머가 상기 액정표시장치의 제조 공정 중에서 경화되지 못하고 상기 액정층 내부에 잔류할 수 있다. 상기 광반응성 모노머가 상기 액정층 내부에 잔류하는 경우, 상기 액정표시장치의 구동 중에 특정 영역에서 상기 광반응성 모노머가 백라이트 광에 의해 경화됨으로써 상기 액정 분자들이 불균일하게 프리틸트될 수 있다. 이는, 액정표시장치의 잔상으로 나타나 표시 품질을 저하시키는 원인이 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는, 상기 광반응성 모노머의 경화 공정에 제공되는 에너지를 상승시키거나, 노광 시간을 증가시킴으로써 상기 광반응성 모노머의 경화 속도를 최대화시킬 수 있다.
그러나, 상기 에너지를 상승시키기 위해서 경화 공정에 제공되는 광원의 조도를 높이면, 소비 전력이 증가하여 제조 원가를 상승시킬 수 있고 상기 액정 분자들 및/또는 배향막이 손상됨으로써 표시 품질을 저하시킬 수 있다. 또한, 상기 노광 시간을 증가시키면, 액정표시장치의 제조 공정 전체의 공정 시간이 증가함으로써 생산성을 저하시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 제조 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시킨 액정표시패널을 제공하는 것 이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정표시패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 액정표시패널은 제1 기판, 제2 기판 및 액정층을 포함한다. 상기 제1 기판은 각 화소 영역에 형성된 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고 마이크로 슬릿 패턴이 형성된 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 형성된 제1 배향막, 및 상기 제1 배향막 상에 형성된 제1 반응성 메조겐층을 포함한다. 상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 대향하는 전면에 형성된 공통 전극층, 상기 공통 전극층 상에 형성된 제2 배향막, 및 상기 제2 배향막 상에 형성된 제2 반응성 메조겐층을 포함한다. 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 개재되고, 하기 화학식 1로 나타내는 제1 액정 화합물, 하기 화학식 2로 나타내는 제2 액정 화합물, 및 하기 화학식 3으로 나타내는 제3 액정 화합물을 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112009015308527-PAT00001
<화학식 2>
Figure 112009015308527-PAT00002
<화학식 3>
Figure 112009015308527-PAT00003
화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타내고, R1 및 R2의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, 3개의 페닐기들의 수소 원자들은 각각 독립적으로 OCF3, OCH3, F 또는 Cl로 치환될 수 있고, Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-,
Figure 112009015308527-PAT00004
,
Figure 112009015308527-PAT00005
또는 단결합을 나타내고, 화학식 2 및 3에서, A 및 E는 각각 독립적으로 단결합 또는
Figure 112009015308527-PAT00006
를 나타내고, B, D 및 G는 각각 독립적으로 단결합,
Figure 112009015308527-PAT00007
또는
Figure 112009015308527-PAT00008
를 나타내고(단, A, B 및 D가 동시에 단결합인 경우와, E 및 G가 동시에 단결합인 경우는 제외함), R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R3, R4, R5 및 R6의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타내며, W1 및 W2는 각각 독립적으로 F, Cl, OCF3 또는 OCH3를 나타낸다.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법에서, 각 화소 영역에 형성된 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고 마이크로 슬릿 패턴이 형성된 화소 전극 및 상기 화소 전극 상에 형성된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판을 형성한다. 공통 전극층 상기 공통 전극층 상에 형성된 제2 배향막을 포함하는 제2 기판을 형성한다. 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 상기 제1 액정 화합물, 상기 제2 액정 화합물, 상기 액정 화합물을 포함하는 액정층을 형성한다.
일 실시예에서, 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 기판들을 결합시켜, 상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들 및 반응성 메조겐(Reactive mesogen, RM)을 포함하는 액정 분자들을 개재시킨 후, 상기 반응성 메조겐을 중합시켜 상기 제1 및 제2 기판들 각각에 제1 반응성 메조겐층 및 제2 반응성 메조겐층을 형성하여 형성할 수 있다.
이와 같은 액정표시패널 및 이의 제조 방법에 따르면, 상기 제1 액정 화합물이 광 에너지의 흡수에 유리한 화합물 구조를 가지고 있고, 상기 반응성 메조겐의 자유 라디컬을 안정화시킬 수 있다. 이에 따라, 광원 조도를 상승시키거나, 노광 시간을 증가시키지 않고도 반응성 메조겐의 경화 속도(또는 중합 속도)를 향상시킬 수 있다. 즉, 노광 시간을 단축함으로써 액정표시패널의 제조 시간 전체를 단축시킬 수 있어, 액정표시패널의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막) 또는 패턴들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막) 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막) 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시패널 및 이의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 액정표시패널(500)은 제1 기판(100), 제2 기판(200) 및 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
상기 액정층(300)은 복수의 액정 분자들(310)을 포함한다. 상기 액정 분자 들(310)은 하기 화학식 1로 나타내는 제1 액정 화합물, 하기 화학식 2로 나타내는 제2 액정 화합물 및 하기 화학식 3으로 나타내는 제3 액정 화합물을 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112009015308527-PAT00009
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타낸다. 또한, Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-,
Figure 112009015308527-PAT00010
,
Figure 112009015308527-PAT00011
또는 단결합을 나타낸다. R1 및 R2의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, 3개의 페닐기들의 수소 원자들은 각각 독립적으로 OCF3, OCH3, F 또는 Cl로 치환될 수 있다. 상기 화학식 1로 나타내는 상기 제1 액정 화합물은 단독으로 이용될 수 있고, 2 이상이 조합되어 이용될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 화학식 1에서, 상기 페닐기들의 수소 원자들이 각각 독립적으로 다른 원자 또는 원자단으로 치환될 때, 상기 페닐기들 각각은 독립적으로 하기 화학식 11, 화학식 12, 화학식 13 및 화학식 14로 나타낼 수 있다.
<화학식 11> <화학식 12>
Figure 112009015308527-PAT00012
Figure 112009015308527-PAT00013
<화학식 13> <화학식 14>
Figure 112009015308527-PAT00014
Figure 112009015308527-PAT00015
상기 화학식 11 내지 화학식 14에서, X1, X2, X3, X4, X5 및 X6은 각각 독립적으로 OCF3, OCH3, F 또는 Cl를 나타낸다.
상기 제1 액정 화합물은 예를 들어, 하기 화학식 15, 하기 화학식 16으로 나타낼 수 있다.
<화학식 15>
Figure 112009015308527-PAT00016
상기 화학식 15에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타낸다. R1 및 R2의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다.
<화학식 16>
Figure 112009015308527-PAT00017
상기 화학식 16에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타낸다. R1 및 R2의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다.
<화학식 2>
Figure 112009015308527-PAT00018
상기 화학식 2에서, A는 단결합 또는
Figure 112009015308527-PAT00019
를 나타낸다. B 및 D는 각각 독립적으로 단결합,
Figure 112009015308527-PAT00020
또는
Figure 112009015308527-PAT00021
를 나타낸다. 단, A, B 및 D가 동시에 단결합인 경우는 제외한다. R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다. 또한, Y1 및 Y2는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타낸다. R3 및 R4의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 액정 화합물은 하기 화학식 5, 화학식 6 및 화학식 7 로 나타내는 화합물 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 이용될 수 있다.
<화학식 5>
Figure 112009015308527-PAT00022
<화학식 6>
Figure 112009015308527-PAT00023
<화학식 7>
Figure 112009015308527-PAT00024
상기 화학식 5 내지 7에서, R9, R10, R13, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다. 상기 R9 내지 R16의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다.
<화학식 3>
Figure 112009015308527-PAT00025
상기 화학식 3에서, E는 단결합 또는
Figure 112009015308527-PAT00026
를 나타낸다. G는
Figure 112009015308527-PAT00027
,
Figure 112009015308527-PAT00028
또는 단결합을 나타낸다. 다만, E 및 G가 동시에 단결합인 경우는 제외한다. Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타낸다. 또한, R5 및 R6는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다. W1 및 W2는 각각 독립적으로 F, Cl, OCF3 또는 OCH3를 나타낸다. R5 및 R6의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다.
상기 제3 액정 화합물은 하기 화학식 8, 화학식 9, 화학식 10으로 나타내는 화합물 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 혼합되어 이용될 수 있다.
<화학식 8>
Figure 112009015308527-PAT00029
<화학식 9>
Figure 112009015308527-PAT00030
<화학식 10>
Figure 112009015308527-PAT00031
상기 화학식 8, 9 및 10에서, R17, R18, R19, R20, R21 및 R22은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타낸다. R17 내지 및 R22의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다.
상기 액정층(300)은 반응성 메조겐(Reactive mesogen, RM, 310, 도 3 참조)을 더 포함할 수 있다. 상기 반응성 메조겐은 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)을 제조하는 공정에서 반응하지 않고 상기 액정층(300)에 잔류함으로써 상기 액정층(300)에 포함될 수 있다.
상기 제1 기판(100)은 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 제1 게이트 라인(GL1), 제2 게이트 라인(GL2), 제1 데이터 라인(DL1), 제2 데이터 라인(DL2), 스위칭 소자, 화소 전극, 제1 배향막(AL1) 및 제1 반응성 메조겐층(RML1)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2)과 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2)이 교차하여, 하나의 화소 영역을 정의한다. 상기 스위칭 소자 및 상기 화소 전극은 상기 화소 영역에 형성된다. 상기 제1 기판(100)은 게이트 절연층(130), 패시베이션층(160) 및 유기층(170)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2)은 상기 액정표시패널(500)의 제1 방향(D1)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)과 다른 제2 방향(D2)으로 병렬로 배열 될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 방향(D1)과 상기 제2 방향(D2)은 서로 수직할 수 있다. 상기 제1 게이트 라인(GL1)은 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(SW1, SW2)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장되고, 상기 제1 방향(D1)으로 배열된다. 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2)은 각각 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2)과 교차한다.
상기 스위칭 소자는 제1 트랜지스터(SW1) 및 제2 트랜지스터(SW2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 트랜지스터(SW1)는 상기 제1 게이트 라인(GL1) 및 상기 제2 데이터 라인(DL2)과 연결된다. 상기 제1 트랜지스터(SW1)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결된 제1 게이트 전극(121a), 상기 제2 데이터 라인(DL2)과 연결된 제1 소스 전극(151a), 상기 제1 소스 전극(151a)과 이격된 제1 드레인 전극(153a) 및 제1 액티브 패턴(140)을 포함한다. 상기 제1 액티브 패턴(140)은 상기 게이트 절연층(130) 상에 순차적으로 형성된 반도체층(142) 및 오믹 콘택층(144)을 포함할 수 있다. 상기 제2 트랜지스터(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1) 및 상기 제1 데이터 라인(DL1)과 연결된다. 상기 제2 트랜지스터(SW2)는 상기 제1 게이트 라인(GL1)과 연결된 제2 게이트 전극(121b), 상기 제1 데이터 라인(DL1)과 연결된 제2 소스 전극(151b), 상기 제2 소스 전극(151b)과 이격된 제2 드레인 전극(153b) 및 제2 액티브 패턴(미도시)을 포함한다.
상기 화소 전극은 제1 서브 전극(PE1) 및 제2 서브 전극(PE2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브 전극(PE1)은 상기 제1 트랜지스터(SW1)와 전기적으로 연결된다. 상기 제1 서브 전극(PE1)은 상기 제2 데이터 라인(DL2)을 통해 제1 전압을 인 가한다. 상기 제2 서브 전극(PE2)은 상기 제2 트랜지스터(SW2)와 전기적으로 연결된다. 상기 제2 서브 전극(PE2)은 상기 제1 데이터 라인(DL1)을 통해 제2 전압을 인가하다. 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 고전위의 전압일 수 있다. 상기 제1 서브 전극(PE1)이 형성된 영역이 상기 액정표시패널(500)의 로우 픽셀(LP)로 정의되고, 상기 제2 서브 전극(PE2)이 형성된 영역이 하이 픽셀(HP)로 정의될 수 있다.
상기 제1 서브 전극(PE1)은 복수개의 제1 마이크로 전극들(183a), 상기 제1 드레인 전극(153a)과 콘택하는 제1 콘택 전극(185a) 및 상기 제1 마이크로 전극들(183a)과 상기 제1 콘택 전극(185a)을 물리적, 전기적으로 연결하는 브릿지 패턴(184a)을 포함한다. 제1 브릿지 패턴(184a)은 상기 제2 서브 전극(PE2)을 둘러싸도록 형성된다. 상기 제1 마이크로 전극들(183a)은 상기 제1 방향(D1) 및 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 십자형의 제1 몸체부(181a)로부터 방사형으로 분기되어 형성될 수 있다. 상기 제2 서브 전극(PE2)은 복수개의 제2 마이크로 전극들(183b) 및 상기 제2 드레인 전극(153b)과 콘택하는 제2 콘택 전극(185b)을 포함한다. 상기 제2 마이크로 전극들(183b)은 십자형의 제2 몸체부(181b)로부터 방사형으로 분기되어 형성될 수 있다.
상기 제1 배향막(AL1)은 상기 제1 및 제2 서브 전극들(PE1, PE2)을 포함하는 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된다. 상기 제1 배향막(AL1)은 상기 액정 분자들(310)이 상기 제1 기판(100)의 표면을 기준으로 수직한 수직 방향으로 배열시킬 수 있다. 상기 제1 배향막(AL1)은 예를 들어, 폴리이미드계 화합물로 형성될 수 있다.
상기 제1 반응성 메조겐층(RML1)은 상기 제1 배향막(AL1) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 반응성 메조겐층(RML1)은 상기 액정 분자들(310)을 상기 수직 방향에 대하여 소정의 각도로 프리틸트(pretilt)시킬 수 있다. 상기 제1 반응성 메조겐층(RML1)은 모노머인 반응성 메조겐이 광에 의해 경화됨으로써 형성될 수 있다. 상기 반응성 메조겐은 예를 들어, 하기 화학식 4로 나타내는 화합물일 수 있다.
<화학식 4>
Figure 112009015308527-PAT00032
상기 화학식 4에서, J 및 K는 각각 독립적으로
Figure 112009015308527-PAT00033
,
Figure 112009015308527-PAT00034
,
Figure 112009015308527-PAT00035
또는 단결합을 나타낸다. 단, J 및 K가 동시에 단결합인 경우는 제외한다. J 및 K의 수소 원자들은 각각 독립적으로 F, Cl, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 -OCH3로 치환될 수 있고, R7 및 R8은 각각 독립적으로
Figure 112009015308527-PAT00036
,
Figure 112009015308527-PAT00037
또는 수소 원자를 나타낸다. 단, R7및 R8가 동시에 단결합인 경우는 제외한다.
상기 제2 기판(200)은 상기 제1 기판(100)과 대향하는 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 블랙 매트릭스 패턴(220), 컬러필터(230), 오버 코팅층(240), 공통 전 극층(250), 제2 배향막(AL2), 및 제2 반응성 메조겐층(RML2)을 포함한다. 상기 공통 전극층(250)은 상기 제1 및 제2 서브 전극들(PE1, PE2)과 대향하고, 상기 제2 베이스 기판(210)의 전면에 걸쳐 전체적으로 형성된다. 상기 제1 기판(100)의 상기 제1 및 제2 서브 전극들(PE1, PE2)에 의해 상기 공통 전극층(250)은 별도의 패터닝 공정 없이 상기 오버 코팅층(240) 상에 증착하는 것만으로 상기 액정층(300)의 전계 방향을 제어할 수 있다.
상기 제2 배향막(AL2)은 상기 공통 전극층(250) 상에 형성되고, 상기 제2 반응성 메조겐층(RML2)은 상기 제2 배향막(AL2) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 배향막(AL2) 및 상기 제2 반응성 메조겐층(RML2)은 상기 제2 기판(200)에 형성된 것을 제외하고는 실질적으로 상기 제1 배향막(AL1) 및 상기 제1 반응성 메조겐층(RML1)과 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물은 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)에 의해서 상기 수직 방향으로 배향되고, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)에 의해서 상기 수직 방향으로부터 소정 각도 기울어져 프리틸트될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 액정표시패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 게이트 패턴을 형성한다. 상기 게이트 패턴은 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2), 상기 제1 및 제2 게이트 전극들(121a, 121b)을 포함한다. 상기 게이트 패턴이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 게이트 절연층(130)을 형성한다. 상기 게이트 절연층(130) 상에 상기 제1 액티브 패턴(140) 및 상기 제2 액티브 패턴을 형성한다.
상기 제1 액티브 패턴(140) 및 상기 제2 액티브 패턴이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 소스 패턴을 형성한다. 상기 소스 패턴은 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2), 상기 제1 및 제2 소스 전극들(151a, 151b), 상기 제1 및 제2 드레인 전극들(153a, 153b)을 포함한다. 상기 소스 패턴이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 패시베이션층(160) 및 상기 유기층(170)을 순차적으로 형성한다.
상기 패시베이션층(160) 및 상기 유기층(170)을 포함하는 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제1 및 제2 서브 전극들(PE1, PE2)을 형성한다. 상기 제1 및 제2 서브 전극들(PE1, PE2)은 상기 화소 영역에 형성된다.
상기 제1 및 제2 서브 전극들(PE1, PE2)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제1 배향막(AL1)을 형성한다. 상기 제1 배향막(AL1)은 상기 제1 베이스 기판(110)의 전면에 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 블랙 매트릭스 패턴(220)을 형성한다. 상기 블랙 매트릭스 패턴(220)은 상기 게이트 패턴 및/또는 상기 소스 패턴과 대응하는 상기 제2 베이스 기판(210)의 영역들에 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스 패턴(220)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 컬러필터(230)를 형성한다. 상기 컬러필터(230)는 상기 화소 영역과 대응하는 상기 제2 베이스 기판(210)의 영역에 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스 패턴(220) 및 상기 컬러필터(230)를 포함하는 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 오버 코팅층(240)을 형성하고, 상기 오버 코팅층(240)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 공통 전극층(250)을 형성한다. 상기 공통 전극층(250)은 별도의 패터닝 공정 없이 상기 제2 베이스 기판(210)의 전면에 형성될 수 있다.
이어서, 상기 공통 전극층(250)이 형성된 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 제2 배향막(AL2)을 형성한다. 상기 제2 배향막(AL2)은 상기 제2 베이스 기판(210)의 전면에 형성될 수 있다.
상기 제1 배향막(AL1)이 형성된 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 배향막(AL2)이 형성된 상기 제2 기판(200)을 결합하여, 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)이 서로 대향되도록 배치시킨다. 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에는 액정 조성물이 개재된다. 상기 액정 조성물은, 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200)을 결합시킨 후에 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에 주입할 수 있다. 이와 달리, 상기 액정 조성물은 상기 제1 기판(100) 상에 상기 액정 조성물을 적하시킨 후, 상기 제2 기판(200)을 상기 제1 기판(100)과 결합시킴으로써 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에 개재될 수 있다.
상기 액정 조성물은 하기 화학식 1로 나타내는 제1 액정 화합물, 하기 화학식 2로 나타내는 제2 액정 화합물, 하기 화학식 3으로 나타내는 화합물, 및 광에 의해 중합되는 반응성 메조겐을 포함한다.
<화학식 1>
Figure 112009015308527-PAT00038
<화학식 2>
Figure 112009015308527-PAT00039
<화학식 3>
Figure 112009015308527-PAT00040
화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타내고, R1 및 R2의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, 3개의 페닐기들의 수소 원자들은 각각 독립적으로 OCF3, OCH3, F 또는 Cl로 치환될 수 있고, Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-,
Figure 112009015308527-PAT00041
,
Figure 112009015308527-PAT00042
또는 단결합을 나타내고, 화학식 2 및 3에서, A 및 E는 각각 독립적으로 단결합 또는
Figure 112009015308527-PAT00043
를 나타내고, B, D 및 G는 각 각 독립적으로 단결합,
Figure 112009015308527-PAT00044
또는
Figure 112009015308527-PAT00045
를 나타내고(단, A, B 및 D가 동시에 단결합인 경우와, E 및 G가 동시에 단결합인 경우는 제외함), R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R3, R4, R5 및 R6의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타내며, W1 및 W2는 각각 독립적으로 F, Cl, OCF3 또는 OCH3를 나타낸다.
상기 반응성 메조겐은 하기 화학식 4로 나타내는 화합물일 수 있다.
<화학식 4>
Figure 112009015308527-PAT00046
상기 화학식 4에서, J 및 K는 각각 독립적으로
Figure 112009015308527-PAT00047
,
Figure 112009015308527-PAT00048
,
Figure 112009015308527-PAT00049
또는 단결합을 나타낸다. 단, J 및 K가 동시에 단결합인 경우는 제외한다. J 및 K의 수소 원자들은 각각 독립적으로 F, Cl, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 -OCH3로 치환될 수 있고, R7 및 R8은 각각 독립적으 로
Figure 112009015308527-PAT00050
,
Figure 112009015308527-PAT00051
또는 수소 원자를 나타낸다. 단, R7및 R8가 동시에 단결합인 경우는 제외한다.
상기 액정 조성물은 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에 단순히 개재된 상태, 즉 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200)에 전압이 인가되지 않은 상태에서는 상기 제1 기판(100)의 표면을 기준으로 상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들 및 상기 반응성 메조겐이 수직한 방향으로 배열될 수 있다.
상기 액정 조성물은 약 60 mPa·s 내지 약 200 mPa·s 의 회전 점도를 가질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 액정 조성물은 약 100 mPa·s 내지 약 160 mPa·s의 회전 점도를 가질 수 있다.
상기 액정 조성물은 약 -2.0 내지 대략 -5.0의 유전율 이방성(Δε)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 액정 조성물은 약 -3.0 내지 약 -4.0의 유전율 이방성을 가질 수 있다.
상기 액정 조성물은 약 0.08 내지 약 0.12의 굴절률 이방성(Δn)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 액정 조성물은 약 0.08 내지 약 0.11의 굴절률 이방성을 가질 수 있다.
상기 액정 조성물에서, 상기 제1 액정 화합물이 약 0.1 중량% 미만이면, 상기 제1 액정 화합물이 상기 반응성 메조겐을 안정화시키는 효과가 거의 없어 상기 반응성 메조겐의 경화 속도를 상승시키지 못할 수 있다. 상기 제1 액정 화합물이 약 20 중량% 초과이면, 상기 액정 조성물 자체가 고체와 액체의 중간 상태를 가지는 액정의 고유한 특성이 변질되어 쉽게 고체화될 수 있다. 따라서, 상기 제1 액정 화합물의 함량은 약 0.1 중량 % 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 제2 액정 화합물의 함량 및 상기 제3 액정 화합물의 함량은 각각 본 발명의 액정 조성물 자체의 물성에 따라 다양한 범위에서 조절될 수 있다. 상기 액정 조성물의 회전 점도, 유전율 이방성 및 굴절률 이방성 등은 상기 제2 및 제3 액정 화합물의 함량에 의존할 수 있다. 본 발명에 따른 액정 조성물에서, 상기 제2 액정 화합물은 30 내지 70 중량%을 포함할 수 있고, 상기 제3 액정 화합물은 10 내지 60 중량%을 포함할 수 있다. 상기 반응성 메조겐이 약 0.05 중량% 미만인 경우, 자외선에 의해 액정표시패널의 배향막과 인접하게 반응성 메조겐층이 만들어지지 않을 수 있다. 상기 반응성 메조겐이 약 1 중량% 초과인 경우, 상기 액정 조성물의 물성을 변질시킬 수 있다. 따라서, 상기 반응성 메조겐의 함량은 약 0.05 중량% 내지 약 1 중량%일 수 있다.
일례로, 상기 액정 조성물은 약 135 mPa·s의 회전 점도, 약 -3.3의 유전율 이방성 및 약 0.09의 굴절률 이방성을 갖고, 상기 제1 액정 화합물로서 하기 화학식 17로 나타내는 화합물 및 하기 화학식 18로 나타내는 반응성 메조겐을 포함할 수 있다. 하기 화학식 17로 나타내는 화합물의 함량은 약 1 중량%일 수 있고, 하기 화학식 18로 나타내는 화합물의 함량은 약 0.204 중량%일 수 있다.
<화학식 17>
Figure 112009015308527-PAT00052
상기 화학식 17에서, R23 및 R24는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타낸다. R23 및 R24의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다. X7 및 X8은 각각 독립적으로 OCF3, OCH3, F 또는 Cl를 나타낸다.
<화학식 18>
Figure 112009015308527-PAT00053
다른 예로서, 상기 액정 조성물은 약 135 mPa·s의 회전 점도, 약 -3.3의 유전율 이방성 및 약 0.09의 굴절률 이방성을 갖고, 상기 제1 액정 화합물로서 상기 화학식 17로 나타내는 화합물 및 상기 화학식 18로 나타내는 반응성 메조겐을 포함할 수 있다. 상기 화학식 17로 나타내는 화합물의 함량은 약 1 중량%일 수 있고, 상기 화학식 18로 나타내는 화합물의 함량은 약 0.204 중량%일 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 및 제2 반응성 메조겐층들의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200) 사이 에 전압을 인가하여 전계(fringe field)를 형성함으로써, 상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들 및 상기 반응성 메조겐에 틸트를 형성한다(S10).
상기 전계가 형성된 상태로, 상기 제1 기판(100) 및 상기 제2 기판(200)에 광을 조사한다(S20). 예를 들어, 상기 광은 자외선일 수 있다. 상기 광에 의해서 상기 반응성 메조겐이 중합함으로써 상기 반응성 메조겐의 경화 반응이 일어난다. 상기 광을 조사하는 단계에서도 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에는 전계가 형성되어 있으므로, 상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들은 틸트된 상태를 유지할 수 있다.
상기 광을 조사한 후 소정 시간이 경과하면, 상기 제1 기판(100) 상에 상기 제1 반응성 메조겐층(RML1)이 형성되고, 상기 제2 기판(200) 상에 상기 제2 반응성 메조겐층(RML2)이 형성된다(S30). 상기 제1 반응성 메조겐층(RML1)은 상기 제1 배향막(AL1) 상에 형성되고, 상기 제2 반응성 메조겐층(RML2)은 상기 제2 배향막(AL2) 상에 형성된다. 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)은 상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들을 프리틸트시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 기판들(100, 200) 사이에 전계가 형성되지 않은 상태가 되어도, 상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들은 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)에 의해 소정 각도 기울어진 상태를 유지할 수 있다.
상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)이 형성되는 동안, 상기 제1 액정 화합물이 상기 반응성 메조겐이 안정적으로 중합되도록 할 수 있다. 즉, 상기 반응성 메조겐들은 각각 상기 광에 의해 반응하여 자유 라디칼(free radical)을 갖 게 될 때, 어느 하나의 반응성 메조겐의 자유 라디칼이 인접한 반응성 메조겐의 자유 라디칼과 반응할 때까지 상기 제1 액정 화합물이 상기 반응성 메조겐의 자유 라디칼을 안정적으로 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 액정 화합물은 적어도 3개의 페닐기를 포함함으로써 상기 광을 흡수하는데 용이하고, 상기 반응성 메조겐으로의 에너지 전달이 용이할 수 있다.
구체적으로, 상기 액정 조성물들은 반응성 메조겐의 잔량이 최초의 반응성 메조겐의 함량 대비 약 3% 이하의 수준이 되는 때의 에너지가 상기 제1 액정 화합물을 포함하지 않는 경우의 통상의 액정 조성물과 비교할 때, 통상의 액정 조성물의 에너지에 비해 상대적으로 낮을 수 있다. 즉, 동일한 에너지를 상기 액정 조성물들 및 통상의 액정 조성물에 가한 경우, 상기 반응성 메조겐의 경화 속도가 상기 통상의 액정 조성물에 비해 상기 제1 액정 화합물을 포함하는 액정 조성물이 더 빠를 수 있다.
이에 따라, 상기 반응성 메조겐들의 중합 반응이 촉진될 수 있으므로 광원 조도를 상승시키거나, 노광 시간을 증가시키지 않고 반응성 메조겐의 경화 속도를 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)을 형성하는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시패널을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5에 도시된 액정표시패널의 평면도는 도 1에 도시된 액정표시패널의 평면도와 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시패널은 도 1 및 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 액정표시패널(502)은 제1 기판(102), 제2 기판(202) 및 상기 제1 기판(102)과 상기 제2 기판(202) 사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.
상기 액정층(300)은 다수의 액정 분자들(310)을 포함한다. 상기 액정 분자들(310)은, 도 2에서 설명한 액정 분자들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 기판(102)은 제1 베이스 기판(110) 상에 형성된 제1 게이트 라인(GL1), 제2 게이트 라인(GL2), 제1 데이터 라인(DL1), 제2 데이터 라인(DL2), 제1 및 제2 트랜지스터들(SW1, SW2)을 포함하는 스위칭 소자, 컬러필터(172), 제1 및 제2 서브 전극들(PE1, PE2)을 포함하는 화소 전극, 제1 배향막(AL1) 및 제1 반응성 메조겐층(RML1)을 포함한다. 상기 제1 기판(102)은 상기 컬러필터(172)를 제외하고는 도 2에 도시된 제1 기판과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 컬러필터(172)는 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(SW1, SW2)을 커버하는 패시베이션층(160) 상에 형성될 수 있다. 상기 컬러필터(172)는 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2) 및 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2)이 정의하는 화소 영역에 형성될 수 있다.
상기 제2 기판(202)은 제2 베이스 기판(210) 상에 형성된 블랙 매트릭스 패턴(220), 오버 코팅층(240), 공통 전극층(250), 제2 배향막(AL2) 및 제2 반응성 메 조겐층(RML2)을 포함한다. 상기 제2 기판(202)은 도 2에 도시된 컬러필터(230)가 상기 제1 기판(102)에 형성된 것을 제외하고는 도 2에 도시된 제2 기판과 실질적으로 동일하다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 5에 도시된 상기 액정표시패널(502)의 제조 방법을 간단히 설명하면, 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제1 트랜지스터(SW1) 및 상기 패시베이션층(160)을 형성하고, 상기 패시베이션층(160) 상에 상기 컬러필터(172)를 형성한다. 상기 컬러필터(172)가 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제1 서브 전극(PE1)을 형성하고, 상기 제1 서브 전극(PE1)이 형성된 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 상기 제1 배향막(AL1)을 형성한다.
한편, 상기 제2 베이스 기판(210) 상에 상기 블랙 매트릭스 패턴(220), 상기 오버 코팅층(240), 상기 공통 전극층(250) 및 상기 제2 배향막(AL2)을 순차적으로 형성한다.
이어서, 상기 제1 배향막(AL1)이 형성된 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 배향막(AL2)이 형성된 상기 제2 기판(200)을 결합하여, 상기 제1 및 제2 배향막들(AL1, AL2)이 서로 대향되도록 배치시킨다. 상기 제1 및 제2 기판들(102, 202) 사이에는 액정 조성물이 개재된다. 상기 액정 조성물은, 도 3에서 설명한 액정 조성물과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제1 및 제2 기판들(102, 202) 사이에 전계를 형성한 상태에서 광을 조사함으로써, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)을 형성한다. 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)을 형성하는 단계는 도 4에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 액정표시패널(502) 및 이의 제조 방법에 따르면, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)을 형성함으로써 상기 액정 분자들(310)이 프리틸트될 수 있다. 특히, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들(RML1, RML2)을 형성하는 공정에서 상기 액정 분자들(310) 중의 제1 액정 화합물이 반응성 메조겐의 경화 속도를 촉진시킬 수 있다. 또한, 상기 컬러필터(172)를 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성함으로써, 상기 패시베이션층(160) 상의 평탄화층을 생략할 수 있어 상기 액정표시패널(502)의 제조 공정수를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 액정 표시패널(502)의 생산성 및 제조 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 도 5에 도시된 상기 제2 기판(202)의 상기 블랙 매트릭스 패턴(220)은 상기 제1 기판(102)에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 블랙 매트릭스 패턴(220)은 상기 제1 기판(102)의 상기 제1 및 제2 게이트 라인들(GL1, GL2), 상기 제1 및 제2 데이터 라인들(DL1, DL2), 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(SW1, SW2)과 대응하여 상기 제1 베이스 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2 베이스 기판(210) 상에는 상기 공통 전극층(260), 상기 제2 배향막(AL2) 및 상기 제2 반응성 메조겐층(RML2)이 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시패널 및 이의 제조 방법에 따르면, 반응성 메조겐을 사용하여 액정에 선경사각을 부여하는 모든 타입의 액정표시장치에서 광원 조도를 상승시키거나, 노광 시간을 증가시키지 않고도 반응성 메조겐의 경화 속도(또는 중합 속도)를 향상시킬 수 있다. 따라서, 액정표시패널의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액정표시패널의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 및 제2 반응성 메조겐층들의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시패널을 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
500, 502: 액정표시패널 100, 102: 제1 기판
200, 202: 제2 기판 300: 액정층
310: 액정 분자 320: 반응성 메조겐
AL1, AL2: 제1, 제2 배향막 RML1, RML2: 제1, 제2 반응성 메조겐층
183a, 1383b: 제1, 제2 마이크로 전극
230, 172: 컬러필터
220, 174: 블랙 매트릭스 패턴

Claims (17)

  1. 각 화소 영역에 형성된 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고 마이크로 슬릿 패턴이 형성된 화소 전극, 상기 화소 전극 상에 형성된 제1 배향막, 및 상기 제1 배향막 상에 형성된 제1 반응성 메조겐층을 포함하는 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 전면에 형성된 공통 전극층, 상기 공통 전극층 상에 형성된 제2 배향막, 및 상기 제2 배향막 상에 형성된 제2 반응성 메조겐층을 포함하는 제2 기판; 및
    상기 제1 및 제2 기판들 사이에 개재되고, 하기 화학식 1로 나타내는 제1 액정 화합물, 하기 화학식 2로 나타내는 제2 액정 화합물, 및 하기 화학식 3으로 나타내는 제3 액정 화합물을 포함하는 액정층을 포함하는 액정표시패널.
    <화학식 1>
    Figure 112009015308527-PAT00054
    <화학식 2>
    Figure 112009015308527-PAT00055
    <화학식 3>
    Figure 112009015308527-PAT00056
    (화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타내고, R1 및 R2의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, 3개의 페닐기들의 수소 원자들은 각각 독립적으로 OCF3, OCH3, F 또는 Cl로 치환될 수 있고, Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-,
    Figure 112009015308527-PAT00057
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00058
    또는 단결합을 나타내고, 화학식 2 및 3에서, A 및 E는 각각 독립적으로 단결합 또는
    Figure 112009015308527-PAT00059
    를 나타내고, B, D 및 G는 각각 독립적으로 단결합,
    Figure 112009015308527-PAT00060
    또는
    Figure 112009015308527-PAT00061
    를 나타내고(단, A, B 및 D가 동시에 단결합인 경우와, E 및 G가 동시에 단결합인 경우는 제외함), R3, R4, R5 및 R6의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타내며, W1 및 W2는 각각 독립적으로 F, Cl, OCF3 또는 OCH3를 나타낸다)
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들은
    광에 의해 중합되는 반응성 메조겐(Reactive Mesogen, RM)이 중합되어 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 상기 반응성 메조겐을 더 포함하고,
    상기 반응성 메조겐은 하기 화학식 4로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
    <화학식 4>
    Figure 112009015308527-PAT00062
    (상기 화학식 4에서, J 및 K는 각각 독립적으로
    Figure 112009015308527-PAT00063
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00064
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00065
    또는 단결합을 나타내고(단, J 및 K가 동시에 단결합인 경우는 제외함), J 및 K의 수소 원자들은 각각 독립적으로 F, Cl, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 -OCH3로 치환될 수 있고, R7 및 R8은 각각 독립적으로
    Figure 112009015308527-PAT00066
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00067
    또는 수소 원자를 나타낸다 (단, R7및 R8가 동시에 단결합인 경우는 제외함))
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 액정 화합물은
    하기 화학식 5, 화학식 6 및 화학식 7로 나타내는 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
    <화학식 5>
    Figure 112009015308527-PAT00068
    <화학식 6>
    Figure 112009015308527-PAT00069
    <화학식 7>
    Figure 112009015308527-PAT00070
    (상기 화학식 5 내지 7에서, R9, R10, R13, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, 상기 R9 내지 R16의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다)
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3 액정 화합물은
    하기 화학식 8, 화학식 9 및 화학식 10으로 나타내는 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
    <화학식 8>
    Figure 112009015308527-PAT00071
    <화학식 9>
    Figure 112009015308527-PAT00072
    <화학식 10>
    Figure 112009015308527-PAT00073
    (상기 화학식 8, 9 및 10에서, R17, R18, R19, R20, R21 및 R22는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R17 내지 및 R22의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다)
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판은
    상기 화소 영역에 형성된 컬러필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 기판은
    서로 인접한 화소 영역들의 경계에 형성된 블랙 매트릭스 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반응성 메조겐층들은
    상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들을 프리틸트시키는 것을 특징으로 하는 액정표시패널.
  9. 각 화소 영역에 형성된 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고 마이크로 슬릿 패턴이 형성된 화소 전극 및 상기 화소 전극 상에 형성된 제1 배향막을 포함하는 제1 기판을 형성하는 단계;
    기판의 전면에 형성된 공통 전극층 및 상기 공통 전극층 상에 형성된 제2 배향막을 포함하는 제2 기판을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 기판들 사이에, 하기 화학식 1로 나타내는 제1 액정 화합물, 하기 화학식 2로 나타내는 제2 액정 화합물, 및 하기 화학식 3으로 나타내는 제3 액정 화합물을 포함하는 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조 방법.
    <화학식 1>
    Figure 112009015308527-PAT00074
    <화학식 2>
    Figure 112009015308527-PAT00075
    <화학식 3>
    Figure 112009015308527-PAT00076
    (화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, F 또는 Cl을 나타내고, R1 및 R2의 하나 이상의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, 3개의 페닐기들의 수소 원자들은 각각 독립적으로 OCF3, OCH3, F 또는 Cl로 치환될 수 있고, Z1, Z2, Z3, 및 Z4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO-,
    Figure 112009015308527-PAT00077
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00078
    또는 단결합을 나타내고, 화학식 2 및 3에서, A 및 E는 각각 독립적으로 단결합 또는
    Figure 112009015308527-PAT00079
    를 나타내고, B, D 및 G는 각각 독립적으로 단결합,
    Figure 112009015308527-PAT00080
    또는
    Figure 112009015308527-PAT00081
    를 나타내고(단, A, B 및 D가 동시에 단결합인 경우와, E 및 G가 동시에 단결합인 경우는 제외함), R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R3, R4, R5 및 R6의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있고, Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 -CH2CH2-, -CH=CH-, -CF2O-, -OCF2-, -CH2O-, -OCH2-, -COO-, -OCO- 또는 단결합을 나타내며, W1 및 W2는 각각 독립적으로 F, Cl, OCF3 또는 OCH3를 나타낸다)
  10. 제9항에 있어서, 상기 액정층을 형성하는 단계는
    상기 제1 및 제2 기판들을 결합시켜, 상기 제1, 제2 및 제3 액정 화합물들 및 반응성 메조겐(Reactive Mesogen, RM)을 포함하는 액정 분자들을 개재시키는 단계; 및
    상기 반응성 메조겐을 중합시켜 상기 제1 및 제2 기판들 각각에 제1 반응성 메조겐층 및 제2 반응성 메조겐층을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시패널의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 반응성 메조겐층 및 상기 제2 반응성 메조겐층을 형성하는 단계는,
    상기 액정 조성물을 개재하는 상기 제1 및 제2 기판들 사이에 전압을 인가하는 단계; 및
    상기 전압이 인가된 상태에서 광을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 반응성 메조겐은 하기 화학식 4로 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조 방법.
    <화학식 4>
    Figure 112009015308527-PAT00082
    (상기 화학식 4에서, J 및 K는 각각 독립적으로
    Figure 112009015308527-PAT00083
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00084
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00085
    또는 단결합을 나타내고(단, J 및 K가 동시에 단결합인 경우는 제외함), J 및 K의 수소 원자들은 각각 독립적으로 F, Cl, 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 -OCH3로 치환될 수 있고, R7 및 R8은 각각 독립적으로
    Figure 112009015308527-PAT00086
    ,
    Figure 112009015308527-PAT00087
    또는 수소 원자를 나타낸다 (단, R7및 R8가 동시에 단결합인 경우는 제외함))
  13. 제9항에 있어서, 상기 액정 분자들은
    1 내지 20 중량%의 상기 제1 액정 화합물, 30 내지 70 중량%의 상기 제2 액정 화합물, 10 내지 60 중량%의 상기 제3 액정 화합물 및 0.05 내지 1 중량%의 상기 반응성 메조겐을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제2 액정 화합물은
    하기 화학식 5, 화학식 6 및 화학식 7로 나타내는 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조 방법.
    <화학식 5>
    Figure 112009015308527-PAT00088
    <화학식 6>
    Figure 112009015308527-PAT00089
    <화학식 7>
    Figure 112009015308527-PAT00090
    (상기 화학식 5 내지 7에서, R9, R10, R13, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, 상기 R9 내지 R16의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다)
  15. 제9항에 있어서, 상기 제3 액정 화합물은
    하기 화학식 8, 화학식 9 및 화학식 10으로 나타내는 화합물들로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제 조 방법.
    <화학식 8>
    Figure 112009015308527-PAT00091
    <화학식 9>
    Figure 112009015308527-PAT00092
    <화학식 10>
    Figure 112009015308527-PAT00093
    (상기 화학식 8, 9 및 10에서, R17, R18, R19, R20, R21 및 R22는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 나타내고, R17 내지 및 R22의 -CH2-는 각각 독립적으로 -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- 또는 -COO-로 치환될 수 있다)
  16. 제11항에 있어서, 상기 제2 기판을 형성하는 단계는
    상기 화소 영역과 대응하는 영역에 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 기판을 형성하는 단계는
    서로 인접한 화소 영역들의 경계에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시패널의 제조 방법.
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