KR20170024630A - 곡면 액정표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR20170024630A
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이혁진
권오정
김진원
송동한
신기철
이택준
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    • G02F2001/133726—

Abstract

발명은 곡면 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공한다. 일 실시예에 따른 곡면 액정표시장치는, 박막트랜지스터 어레이 기판, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 마주하는 대향 기판, 음의 유전율 이방성의 액정 분자들을 포함하고 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 배치된 액정층, 상기 액정층과 상기 대향 기판의 사이에 배치된 액정 배향층, 상기 액정층과 상기 박막트랜지스터 어레이 기판의 사이에 배치된 액정 배향 기저층 및 상기 액정 배향 기저층 상에서 상호 이격 배치된 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 포함하고, 상기 돌기들은 반응성 메조겐들의 중합체들로 이루어지며, 상기 액정 배향층과 상기 액정 배향 기저층 중 하나는 상기 반응성 메조겐들의 중합체들을 포함한다.

Description

곡면 액정표시장치 및 이의 제조방법{CURVED LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
발명은 곡면 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판표시장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다.
액정표시장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정들의 배향방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정표시장치는 텔레비전 수신기의 표시장치로 사용되면서, 화면의 크기가 커지고 있다. 이처럼 액정표시장치의 크기가 커짐에 따라, 시청자가 화면의 중앙부를 보는 경우와 화면의 좌우 양단을 보는 경우에 따라 시각차가 커질 수 있다.
시각차를 보상하기 위하여, 액정표시장치를 오목형 또는 볼록형으로 굴곡시켜 곡면형으로 형성할 수 있다. 곡면 액정표시장치는 시청자 기준으로, 가로 길이보다 세로 길이가 길고, 세로 방향으로 굴곡된 포트레이트(portrait) 타입일 수 있고, 가로 길이보다 세로 길이가 짧고, 가로 방향으로 굴곡된 랜드스케이프(landscape) 타입일 수도 있다.
발명이 해결하고자 하는 과제는 광 투과율이 향상된 곡면 액정표시장치를 제공하는 것이다.
발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법은, 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 도메인 분할 수단을 갖는 패턴 전극을 형성하고, 상기 패턴 전극 상에 광중합 개시제들을 포함하는 제1 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제1 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시켜 액정 배향 기저층을 형성하는 단계, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 상에 상기 도메인 분할 수단을 갖지 않는 패턴리스 전극을 형성하고, 상기 패턴리스 전극 상에 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 상기 반응성 메조겐들이 중합되지 않는 온도에서 열경화시켜 상기 반응성 메조겐들을 포함하는 액정 배향층을 형성하는 단계, 음의 유전율 이방성의 액정 분자들을 포함하고 상기 반응성 메조겐들을 포함하지 않는 제1 액정 조성물을 이용하여 상기 기판들 사이에 액정층을 형성하고 상기 기판들을 합착하여 액정표시패널을 형성하는 단계, 상기 액정표시패널을 자외선을 조사하여 상기 액정 배향 기저층 상에 상기 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 형성하는 단계 및 상기 액정표시패널의 양단을 구부리는 단계를 포함한다.
제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법에서, 상기 반응성 메조겐들이 중합되지 않는 온도는 200 ℃ 일 수 있다.
제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법에서, 상기 액정 배향층은 측쇄에 광중합 개시제가 화학결합된 폴리이미드계 고분자로 이루어질 수 있다.
제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법은, 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 도메인 분할 수단을 갖는 패턴 전극을 형성하고 상기 패턴 전극 상에 광중합 개시제들을 포함하는 제1 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제1 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시켜 액정 배향 기저층을 형성하는 단계, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 상에 상기 도메인 분할 수단을 갖지 않는 패턴리스 전극을 형성하고 상기 패턴리스 전극 상에 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 상기 반응성 메조겐들이 중합되는 온도에서 열경화시켜 상기 반응성 메조겐들의 중합체들을 포함하는 액정 배향층을 형성하는 단계, 음의 유전율 이방성의 액정 분자들과 상기 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 액정 조성물을 이용하여 상기 기판들 사이에 액정층을 형성하고 상기 기판들을 합착하여 액정표시패널을 형성하는 단계, 상기 액정표시패널을 자외선을 조사하여 상기 액정 배향 기저층 상에 상기 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 형성하는 단계 및 상기 액정표시패널의 양단을 구부리는 단계를 포함한다.
제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법은, 상기 반응성 메조겐들이 중합되는 온도가 230 ℃ 일 수 있다.
제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법에서, 상기 액정 배향층을 형성하는 단계는, 자외선을 조사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법에서, 상기 액정 배향층은 측쇄에 광중합 개시제가 화학결합된 폴리이미드계 고분자로 이루어질 수 있다.
제3 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법은, 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 도메인 분할 수단을 갖는 패턴 전극을 형성하고 상기 패턴 전극 상에 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 200 ℃ 내지 230 ℃의 온도에서 열경화시켜 액정 배향 기저층을 형성하는 단계, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 상에 상기 도메인 분할 수단을 갖지 않는 패턴리스 전극을 형성하고 상기 패턴리스 전극 상에 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시켜 액정 배향층을 형성하는 단계, 음의 유전율 이방성의 액정 분자들과 상기 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 액정 조성물을 이용하여 상기 기판들 사이에 액정층을 형성하고 상기 기판들을 합착하여 액정표시패널을 형성하는 단계, 상기 액정표시패널을 자외선을 조사하여 상기 액정 배향 기저층 상에 상기 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 형성하는 단계 및 상기 액정표시패널의 양단을 구부리는 단계를 포함한다.
제1 내지 제3 실시예들에 곡면 액정표시장치는, 박막트랜지스터 어레이 기판, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 마주하는 대향 기판, 음의 유전율 이방성의 액정 분자들을 포함하고 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 배치된 액정층, 상기 액정층과 상기 대향 기판의 사이에 배치된 액정 배향층, 상기 액정층과 상기 박막트랜지스터 어레이 기판의 사이에 배치된 액정 배향 기저층, 및 상기 액정 배향 기저층 상에서 상호 이격 배치된 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 포함하고, 상기 돌기들은 반응성 메조겐들의 중합체들로 이루어진다.
각 실시예들에 따른 상기 곡면 액정표시장치는, 전계를 인가하지 않은 초기상태에서, 상기 액정 배향 안정화층의 표면에 배향된 제1 액정 분자들의 선경사각이 상기 액정 배향층의 표면에 배향된 제2 액정 분자들의 선경사각에 비해 작다.
각 실시예들에 따른 상기 곡면 액정표시장치는, 상기 대향 기판과 상기 액정 배향층의 사이에 배치되고 도메인 분할수단을 가지지 않는 패턴리스(pattern-less) 전극 및 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 액정 배향 기저층의 사이에 배치되고 도메인 분할수단을 갖는 패턴 전극을 더 포함한다.
제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치는, 상기 액정 배향층 만이 상기 반응성 메조겐들의 중합체들을 포함하고, 상기 액정 배향 기저층 만이 광중합 개시제 또는 이의 분해물들을 포함한다.
제3 실시예에 따른 곡면 액정 표시장치는, 상기 액정 배향 기저층 만이 상기 반응성 메조겐들의 중합체들을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
발명의 실시예들은 광 투과율이 향상된 곡면 액정표시장치를 제공할 수 있다.
발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 은 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2 는 도 1의 II 영역의 화소 전극을 개략적으로 도시한다.
도 3 은 도 1의 III-III'에 따른 개략적인 단면도이다.
도 4 는 도 3의 하부 액정 배향층의 표면 사진이다.
도 5 는 도 3의 상부 액정 배향층의 표면 사진이다.
도 6 내지 도 10 은 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 11 은 제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 12 내지 도 17 은 제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 18 은 제3 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 19 내지 도 24 는 제3 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참고하면 명확해질 것이다.
그러나 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 발명의 개시가 완전하도록 하며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 곡면 액정표시장치와 평판 액정표시장치를 구분하기 위해서, 곡면 액정표시장치와 이를 구성하는 구성요소의 참조 부호 뒤에는 C를 부가한다.
도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참고하여 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1 은 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치의 개략적인 분해 사시도이다. 도 2 는 도 1의 II 영역의 화소 전극을 개략적으로 도시한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500C)는 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)에 대향하는 대향 기판(100C), 박막트랜지스터 어레이 기판(200C) 및 액정층(300C)을 포함한다. 액정층(300C)은 대향 기판(100C)과 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)의 사이에 배치될 수 있다.
기판들(100C, 200C)은 각각 표시 영역(DAC)와 비표시 영역(NDAC)을 포함한다. 표시 영역(DAC)은 화상이 시인되는 영역이고, 비표시 영역(NDAC)은 화상이 시인되지 않는 영역이다. 비표시 영역(NDAC)은 표시 영역(DAC)의 외곽을 둘러싸고 있다.
공통 전극(110C)은 대향 기판(100C)과 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)의 사이에 배치될 수 있고, 도메인 분할 수단을 가지지 않는 패턴리스 전극일 수 있다. 화소 전극(291C)은 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)과 공통 전극(110C)의 사이에 배치될 수 있고 상기 도메인 분할 수단을 갖는 패턴 전극일 수 있다. 상기 도메인 분할 수단은, 예를 들어, 돌기 패턴 또는 슬릿 패턴일 수 있고, 상기 슬릿 패턴은, 예를 들어, 십자형 줄기부(SC), 십자형 줄기부(SC)로부터 뻗어나온 미세 가지부들(BC) 및 미세 가지부들(BC) 사이에 배치된 절개부들(DC)을 포함할 수 있다.
액정층(300C)은 공통 전극(110C)과 화소 전극(291C)의 사이에 배치될 수 있다. 액정층(300C)은 음의 유전율 이방성의 액정 분자들(LC)을 포함할 수 있다. 상부 액정 배향층(AL1C)은 공통 전극(110C)과 액정층(300C)의 사이에 배치될 수 있다. 하부 액정 배향층(AL2C)은 화소 전극(291C)과 액정층(300C)의 사이에 배치될 수 있다. 하부 액정 배향층(AL2C)은 액정 배향 기저층(AL2-1C)과 액정 배향 안정화층(AL2-2C)을 포함할 수 있다.
박막트랜지스터 어레이 기판(200C)의 표시 영역(DAC)에는 제1 방향으로 연장된 복수의 게이트 라인(GLC), 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터 라인(DLC)이 형성될 수 있다. 게이트 라인(GLC)과 데이터 라인(DLC)에 의해 정의된 각 화소(PXC)마다 화소 전극(291C)이 배치될 수 있다.
화소 전극(291C)은 서로 이격되어 있는 부화소 전극들(291-1C, 291-2C)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 부화소 전극들(291-1C, 291-2C)은 전체적으로 사각형 형상을 가질 수 있다. 각각의 부화소 전극들(291-1C, 291-2C)은 슬릿 패턴 전극일 수 있다. 구체적으로, 슬릿 패턴은 십자형 줄기부(SC)과 이로부터 연장 형성된 미세 가지부들(BC) 및 미세 가지부들(BC)의 사이에 배치된 절개부들(DC)를 포함할 수 있다. 십자형 줄기부(SC)는 가로 줄기부와 세로 줄기부가 서로 교차하는 십자(+) 형상으로 형성될 수 있고, 미세 가지부들(BC)은 십자(+) 형상의 십자형 줄기부(SC)로부터 대략 45° 방향으로 방사형으로 뻗어있을 수 있다. 가로 줄기부를 사이에 두고 대향하는 절개부들(DC)의 대향면들은 가로 방향을 따라 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 세로 줄기부를 사이에 두고 대향하는 절개부들(DC)의 대향면들은 세로 방향을 따라 서로 실질적으로 평행할 수 있다.
게이트 라인(GLC)은 화소 전극(291C)을 향해 게이트 라인(GLC)로부터 제2 방향으로 돌출된 게이트 전극들(224-1C, 224-2C)을 포함할 수 있다. 복수의 데이터 라인(DLC)은 소오스 전극들(273-1C, 273-2C)과 드레인 전극들(275-1C, 275-2C)을 포함할 수 있다. 소오스 전극들(273-1C, 273-2C)은 데이터 라인(DLC)으로부터 돌출되어 "U"자 형태로 형성될 수 있다. 드레인 전극들(275-1C, 275-2C)은 소오스 전극들(273-1C, 273-2C)과 이격되게 배치될 수 있다.
화소 전극(291C)은 박막트랜지스터를 통해 데이터 전압을 제공받을 수 있다. 상기 박막트랜지스터의 제어단자인 게이트 전극들(224-1C, 224-2C)은 게이트 라인(GLC)에 전기적으로 연결될 수 있고, 입력 단자인 소오스 전극들(273-1C, 273-2C)은 콘택홀들(285-1C, 285-2C, 285-3C, 285-4C)을 통해 데이터 라인(DLC)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 출력 단자인 드레인 전극들(275-1C, 275-2C)은 화소 전극(291C)에 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 전극(291C)은 공통 전극(110C)과 함께 전계를 생성하여 그 사이에 배치된 액정층(300C)의 액정 분자들(LC)의 배향 방향을 제어할 수 있다. 화소 전극(291C)은 전계를 왜곡시켜 액정 분자들(LC)의 배향 방향을 제어할 수 있다.
박막트랜지스터 어레이 기판(200C)은 유리 또는 폴리머(polymer)로 이루어진 베이스 기판(미도시), 게이트 전극(224-1C, 224-2C), 게이트 절연막(미도시), 반도체층(미도시), 오믹 접촉층(미도시), 소오스 전극(273-1C, 273-2C), 드레인 전극(275-1C, 275-2C), 패시베이션막(미도시), 유기막(미도시) 등이 적층된 구조를 포함할 수 있다.
상기 박막트랜지스터의 채널은 반도체층(미도시)으로 형성될 수 있다. 반도체층(미도시)은 게이트 전극들(224-1C, 224-2C)과 오버랩(overlap)되도록 배치될 수 있다. 각각의 소오스 전극들(273-1C, 273-2C)과 각각의 드레인 전극들(275-1C, 275-2C)은 반도체층(미도시)을 기준으로 이격될 수 있다.
유지 전극선(SLC)은 복수의 게이트 라인(GLC)과 실질적으로 평행하게 배치된 줄기선(231C)과 이로부터 뻗어 나온 복수의 가지선(235C)을 포함할 수 있다. 유지 전극선(SLC)은 생략될 수도 있고, 형상과 배치가 다양하게 변형될 수도 있다.
비표시 영역(NDAC)은 표시 영역(DAC)의 주변부로서 표시 영역(DAC)의 외곽을 둘러싸는 차광 영역일 수 있다. 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)의 비표시 영역(NDAC)에는 표시 영역(DAC)의 각 화소(PXC)에 게이트 구동 신호, 데이터 구동 신호 등을 제공하는 구동부(미도시)가 배치될 수 있다. 게이트 라인(GLC)와 데이터 라인(DLC)는 표시 영역(DAC)으로부터 비표시 영역(NDAC)까지 연장되어 구동부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
대향 기판(100C)은 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)의 대향 기판일 수 있다. 공통 전극(110C)은 대향 기판(100C) 상에 배치될 수 있다.
컬러필터층(미도시)은 표시 영역(DAC)내에서 각 화소(PXC)에 대응되는 영역에 형성될 수 있고, 적색 컬러필터(R), 녹색 컬러필터(G), 청색 컬러필터(B)를 포함할 수 있다. 컬러필터층(미도시)은 대향 기판(100C)과 박막트랜지스터 어레이 기판(200C) 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 예를 들어, 대향 기판(100C)이 컬러필터층(미도시)을 포함하는 경우, 대향 기판(100C)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(110C)은 오버코트층(미도시) 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)이 컬러필터층(미도시)을 포함하는 경우, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(200C)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 소오스 전극(273-1C, 273-2C), 드레인 전극(275-1C, 275-2C)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 대향 기판(100C)과 박막트랜지스터 어레이 기판(200C) 중 어느 하나에 포함될 수 있다. 예를 들어, 차광 패턴층(미도시)은 블랙 매트릭스일 수 있다.
곡면 액정표시장치 제조 시, 평판 액정표시장치를 구부리는 과정에서 상부 평판 기판과 하부 평판 기판에 각각 가해지는 응력(stress)으로 인해 상부 곡면 기판과 하부 곡면 기판 간에는 정렬 오차(misalignment)가 발생될 수 있다. 예를 들어, 평판 액정표시장치를 구부리는 과정에서, 상기 상부 곡면 기판이 상기 하부 곡면 기판에 대해 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동(shift)될 수 있다. 이 경우, 상기 상부 곡면 기판과 상기 하부 곡면 기판 간의 배치상태는 상기 상부 평판 기판과 상기 하부 평판 기판 간의 기 설계된 배치상태와 달라질 수 있다. 이러한 상기 상부 곡면 기판과 상기 하부 곡면 기판 간의 정렬 오차는 곡면 액정표시장치의 표시 품질을 저하시킬 수 있다.
예를 들어, 각 평판 기판이 소정의 선경사각을 갖고 경사 배향된 액정 분자들의 배향 방향이 상이한 복수의 도메인들을 형성하고, 각 평판 기판이 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 포함하는 평판 액정표시장치를 이용하여 곡면 액정표시장치를 제조하는 경우, 각 평판 기판에 가해지는 응력으로 인한 각 평판 기판의 정렬 오차는, 도메인들의 경계 영역을 어긋나게 할 수 있다. 이러한 도메인들의 경계 영역의 정렬 오차는 상기 액정 배향 안정화층의 표면에 배향된 액정 분자들의 배향 방향의 간섭 내지 충돌을 야기하고, 이로 인해 상기 액정 배향 안정화층의 표면에 배향된 액정 분자들의 사이에 위치하는 액정 분자들이 실질적으로 수직 배향될 수 있다. 그 결과, 곡면 액정표시장치에서는 텍스쳐(texture)가 얼룩 내지 암부로 시인될 수 있고, 곡면 액정표시장치는 광 투과율이 저하될 수 있다.
제1 실시예예 따른 곡면 액정표시장치(500C)는 하부 액정 배향층(AL2C)에만 액정 배향 안정화층(AL2-2C)을 선택적으로 형성시키고, 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향되는 액정 분자들(LC)의 선경사각과 상부 액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향되는 액정 분자들(LC)의 선경사각을 상이하게 함으로써 상기 텍스쳐로 인한 광 투과율 저하를 개선할 수 있다.
이하, 도 3을 참고하여, 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500C)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 도 3은 도 1의 III-III'에 따른 개략적인 단면도이다. 도 3은 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500C)에 전계를 인가하지 않은 초기 상태에서의 액정 분자들(LC)의 배향 상태를 개략적으로 도시한다.
도 3을 참고하면, 곡면 액정표시장치(500C)는 상부 액정 배향층(AL1C)과 하부 액정 배향층(AL2C)를 포함한다. 상부 액정 배향층(AL1C)은 측쇄에 수직 배향기가 도입된 수직 배향막일 수 있다. 상기 수직 배향기는 알킬기, 말단이 알킬기로 치환된 탄화수소 유도체, 말단이 사이클로알킬기로 치환된 탄화수소 유도체, 말단이 방향족 탄화수소로 치환된 탄화수소 유도체 등일 수 있다.
하부 액정 배향층(AL2C)은 액정 배향 기저층(AL2-1C)과 액정 배향 안정화층(AL2-2C)을 포함한다. 액정 배향 기저층(AL2-1C)은 측쇄에 수직 배향기가 도입된 수직 배향막일 수 있다. 액정 배향 안정화층(AL2-2C)은 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성되고, 상기 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들은 액정 배향 기저층(AL2-1C)의 표면에 상호 이격 배치되어 형성된다.
상부 액정 배향층(AL1C)과 달리 하부 액정 배향층(AL2-2C)만이 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층(AL2-2C)을 포함한다. 도 4 는 도 3의 하부 액정 배향층의 표면 사진이다. 도 5 는 도 3의 상부 액정 배향층의 표면 사진이다. 도 4 와 도 5를 참고하면, 하부 액정 배향층(AL2C)에만 선택적으로 상기 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층(AL2-2C)이 형성된다.
액정 분자들(LC)의 선경사각은 반응성 메조겐들(reactive mesogens)의 농도, 중합 개시제의 농도, 전압 및 광조사량을 조절함으로써 조절할 수 있고, 상기 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들이 많이 형성될수록 액정 분자들(LC)은 경사 배향될 수 있고, 상기 반응성 메조겐 중합체 돌기들은 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)의 경사 배향 상태를 고정 내지 안정화시킬 수 있다. 상기 중합 개시제의 농도가 높을수록 상기 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들이 많이 형성될 수 있다. 상기 중합 개시제는 상기 반응성 메조겐들의 중합 반응을 개시하므로, 상기 중합 개시제의 농도를 조절하여 상기 반응성 메조겐들의 중합 반응이 선택성을 갖도록 할 수 있다.
상기 반응성 메조겐은 액정성을 발현하기 위한 메조겐 구조와 고분자화를 위한 중합 가능한 말단기를 갖는 화합물로서, 예를 들어, 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.
P1-SP1-MG-SP2-P2 (화학식 1)
상기 화학식 1 에서, P1과 P2는 중합 가능한 말단기로서, 예를 들어, (메트)아크릴레이트기((meth)acrylate group), 비닐기(vinyl group), 비닐옥시기(vinyloxy group), 에폭시기(epoxy group) 등일 수 있고, SP1은 P1과 MG를 연결하는 스페이서 기로서, 예를 들어, 탄소수가 1 개 내지 12 개인 알킬기(alkyl group), 탄소수가 1 개 내지 12 개인 알콕시기 등일 수 있으며, SP2는 P2와 MG를 연결하는 스페이서 기로서, 예를 들어, 탄소수가 1 개 내지 12 개인 알킬기(alkyl group), 탄소수가 1 개 내지 12 개인 알콕시기 등일 수 있고, MG는 메조겐 구조로서, 예를 들어, 사이클로헥실(cyclohexyl), 비페닐(biphenyl), 터페닐(terphenly), 나프탈렌(naphthalene) 등일 수 있다.
예를 들어, 중합 개시제는 아세토페논, 벤조인, 벤조페논, 디에톡시 아세토페논, 페닐레톤(phenyletone), 티옥산톤(thioxanthone), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질 디메틸 타르, 4-(2-히드록시 에톡시)페닐-(2-히드록시)-2-프로필 케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, o-벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐 황화물, (4-벤조일 벤질)트리메틸 암모늄 염화물, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥시드, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥시드, 2-히드록시 메틸 프로피온니트릴, 2,2'-{아조비스(2-메틸-N-[1,1'-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸)프로피온 아미드], 아크릴산 [(2-메톡시-2-페닐-2-벤조일)-에틸] 에스테르, 페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 페닐 2-메타크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-이소프로필페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-클로로페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-도데실페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-메톡시페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-아크리로일옥시페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-메타크리로일옥시페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시에톡시)-페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시디에톡시)-페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시에톡시)-벤조인, 4-(2-아크리로일옥시에틸티오)-페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-N,N'-비스-(2-아크리로일옥시에틸)-아미노페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-아크리로일옥시페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-메타크리로일옥시페닐 2-메타크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시에톡시)-페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시디에톡시)-페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 디벤질 케톤(dibenzyl ketone), 벤조인 알킬 에테르, 벤조인 메틸 에테르(benzoin methyl ether), 벤조인 에틸 에테르(benzoin ethyl ether), 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine), 알파-아미노케톤(α-aminoketone) 중 하나 이상일 수 있다. 다만, 이들만으로 제한되는 것은 아니다.
액정 배향 기저층(AL2-1C)은 광중합 개시제 또는 이의 분해물을 포함할 수 있는데, 액정 배향 기저층(AL2-1C) 상에서만 선택적으로 상기 반응성 메조겐들이 중합 반응을 일으키게 함으로써, 액정 배향 기저층(AL2-1C) 상에만 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층(AL2-2C)을 형성시켰기 때문이다. 보다 자세한 내용은, 이하에서, 하기 도 6 내지 도 10 을 참고하여 설명하기로 한다.
곡면 액정표시장치(500C)에 전계를 인가하지 않은 상태에서, 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)은, 상부 액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)에 비해 상대적으로 실질적으로 수직 배향되고, 상부 액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)은 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)에 비해 상대적으로 경사 배향된다. 다시 말하면, 상부 액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)은 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)에 비해 선경사각이 크고(θ1 > θ2), 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)은 상부 액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)에 비해 선경사각이 작다(θ1 > θ2).
선경사각은 기판들(100C, 200C)과 액정 분자들(LC)의 방향자 사이의 각으로서, 기판들(100C, 200C)의 정점(apex)에서의 액정 분자들(LC)의 선경사각은 평판 기판들에서의 액정 분자들(LC)의 선경사각과 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 곡면 액정표시장치(500C)의 곡률반경(R)은, 2000 mm 이상 내지 5000 mm 이하일 수 있고, 이 때, 기판들(100C, 200C)의 정점에서의, 액정 분자들(LC)의 선경사각은 평판 기판들에서의 액정 분자들(LC)의 선경사각과 실질적으로 동일하다. 정점은 곡선 상의 임의의 점으로서 그 점에서의 접선의 기울기가 실질적으로 0 인 점을 의미한다.
상부 액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)과 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)의 선경사각의 차이(θ1 > θ2)는 상기 반응성 메조겐들(reactive mesogens)의 중합체의 돌기들의 함량 차이에 기인한다. 다시 말하면, 상부 액정 배향층(AL1C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)과 하부 액정 배향층(AL2C)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)의 선경사각의 차이(θ1 > θ2)는 액정 배향 안정화층(AL2-2C)의 유무 내지 액정 배향 안정화층의 함량 차이에 있다.
도 6 내지 도 10 은 곡면 액정표시장치(500C)의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다. 이하, 도 6 내지 도 10 을 참고하여 곡면 액정표시장치(500C)의 제조방법을 설명하기로 한다.
이하에서, 수직 액정 배향제는, 예를 들어, 수직 배향기만이 측쇄에 도입된 폴리이미드계 고분자를 포함하는 액정 배향제일 수 있고, 상기 수직 배향기는 스페이서를 통해 폴리이미드계 고분자의 주쇄에 화학 결합될 수 있다.
광중합 개시제들을 포함하는 수직 액정 배향제를 제1 수직 액정 배향제라 하고, 반응성 메조겐들을 포함하는 수직 액정 배향제를 제2 수직 액정 배향제라 고 정의하기로 한다.
구체적으로, 상기 제1 수직 액정 배향제는, 예를 들어, 수직 배향기와 중합 개시제가 측쇄에 도입된 폴리이미드계 고분자를 포함하는 액정 배향제일 수 있고, 상기 수직 배향기와 상기 중합 개시제는 스페이서를 통해 폴리이미드계 고분자의 주쇄에 화학 결합될 수 있다. 상기 제2 수직 액정 배향제는, 상기 반응성 메조겐들이 상기 수직 액정 배향제에 혼합된 액정 배향제일 수 있다.
또한, 이하에서, 제1 액정 조성물은, 음의 유전율 이방성의 액정 분자들만으로 이루어지고, 반응성 메조겐들을 포함하지 않는 액정 조성물이고, 제2 액정 조성물은, 음의 유전율 이방성의 액정 분자들과 반응성 메조겐들을 모두 포함하는 액정 조성물이다.
도 6 을 참고하면, 대향 기판(100) 상에 공통 전극(100)을 형성하고, 공통 전극(110) 상에 상기 제2 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 상기 반응성 메조겐들이 중합되지 않는 온도, 예를 들어, 200 ℃ 에서 열경화(H1)시켜 상기 반응성 메조겐들을 포함하는 액정 배향층(AL1)을 형성할 수 있다.
도 7 을 참고하면, 박막트랜지스터 어레이 기판(200) 상에 화소 전극(SC, BC)을 형성하고, 화소 전극(SC, BC) 상에 상기 제1 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제1 수직 액정 배향제의 코팅막을 예를 들어, 200 ℃ 에서 열경화시켜 액정 배향 기저층(AL2-1)을 형성할 수 있다. 수직 배향기(VA)와 광중합 개시제(I)는 스페이서(SP)를 통해 폴리이미드계 고분자의 주쇄(MC)에 화학결합될 수 있다.
도 8 을 참고하면, 각 기판들(100, 200)의 사이에 제1 액정 조성물을 이용하여 액정층(300)을 형성할 수 있다. 액정 분자들(LC)은 각 전극들(110, SC, BC)의 사이에 전계가 형성되지 않은 초기 상태에서, 각 기판들(100, 200)에 대해 실질적으로 수직 배향된다. 이 때, 각 기판들(100, 200)에 대해 액정 분자들(LC)이 실질적으로 수직 배향된다는 것은 액정 분자들(LC)이 각 기판들(100, 200)에 대해 88 ° 이상 내지 90 ° 이하의 선경사각을 가지고 배향되는 것을 의미한다.
도 9 를 참고하면, 액정층(300) 형성 후, 반응성 메조겐들(RM)은 액정 배향층(AL1)으로부터 액정층(300)으로 용출된다. 각 전극들(110, SC, BC)의 사이에 전계가 형성되면 액정 분자들(LC)은 전기장에 수직인 방향으로 회전된다. 이 때, 자외선(UV)을 조사하면, 액정 배향 기저층(AL2-1)에 포함된 광중합 개시제는 상기 반응성 메조겐들(RM)의 광중합 반응을 개시하게 되는데, 액정 배향층(AL1)에는 상기 광중합 개시제가 없으므로, 상기 반응성 메조겐들(RM)의 광중합 반응은 실질적으로 액정 배향 기저층(AL2-1) 상에서만 일어난다.
도 10 을 참고하면, 각 전극들(110, SC, BC)의 사이에 형성된 전계가 제거되면, 액정 배향층(AL1)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)은 초기 상태와 같이 실질적으로 수직 배향되는 반면에, 액정 배향 안정화층(AL2-2)의 표면에 배향된 액정 분자들(LC)은 소정의 선경사각(θ2)을 유지하면서 경사 배향된 상태가 유지된다.
액정표시패널(500)은 액정 배향층(AL1)의 표면에 배향된 액정 분자들의 선경사각(θ1)이 액정 배향 안정화층(AL2-2)의 표면에 배향된 액정 분자들의 선경사각 (θ2)에 비해 크고, 선경사각의 차이(θ1 > θ2)는 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)의 정점에서의 선경사각의 차이(θ1 > θ2)와 실질적으로 동일하다.
액정표시패널(500)의 양단을 구부림(B)으로써 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)을 제조할 수 있다. 이 때, 기판들(100, 200)들 어느 하나가 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2) 중 어느 하나의 방향으로 이동될 수 있고, 이로 인해, 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)는 기판들(도 3의 100C, 200C) 간의 정렬 오차가 발생될 수 있으나, 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)는 하부 액정 배향층(도 3의 AL2C)에만 액정 배향 안정화층(도 3의 AL2-2C)을 선택적으로 형성시키고, 하부 액정 배향층(도 3의 AL2C)의 표면에 배향되는 액정 분자들(LC)의 선경사각과 상부 액정 배향층(도 3의 AL1C)의 표면에 배향되는 액정 분자들(LC)의 선경사각을 상이하게 함으로써 상기 텍스쳐로 인한 광 투과율 저하를 개선할 수 있다.
도 11 은 제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500CA)의 개략적인 단면도이다. 도 12 내지 도 17 은 제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500CA)의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
이하에서는, 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)와 이의 제조방법과 중복되는 설명은 생략하고, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
곡면 액정표시장치(500CA)는 상부 액정 배향층(AL1CA)이 반응성 메조겐들의 중합체들(RMP)을 포함하고 있는 점에서, 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)와 상이하다.
도 12 와 도 13을 참고하면, 대향 기판(100) 상에 공통 전극(110)을 형성하고, 공통 전극(110) 상에 상기 제2 수직 액정 배향제를 도포한 후, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 상기 반응성 메조겐들이 중합되는 온도, 예를 들어, 230 ℃ 에서 열경화(H2)시킴으로써, 상기 반응성 메조겐들을 열중합시키는 점에서, 곡면 액정표시장치(500CA)의 제조방법은 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)의 제조방법과 상이하다(도 6 참고). 구체적으로, 도 6을 참고하면, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 상기 반응성 메조겐들이 중합되지 않는 온도, 예를 들어, 200 ℃ 에서 열경화(H1)시킨다. 한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화 시, 추가적으로 자외선을 조사하여 상기 반응성 메조겐들을 광경화시킬 수도 있다.
도 13을 참고하면, 상기 제2 수직 액정 배향제에 포함된 상기 반응성 메조겐들은 열중합되어 액정 배향층(AL1) 내에 형성된다. 도 15를 참고하면, 상기 반응성 메조겐들의 중합체는 액정층(300)으로 용출되지 않으므로, 액정층(300)은 상기 제2 액정 조성물을 이용하여 형성된다. 다시 말하면, 액정층(300) 내의 반응성 메조겐들(RM)은 액정 배향층(AL1)으로부터 액정층(300)에 용출된 것이 아니라, 액정 분자들(LC)과 함께 기판들(100, 200)의 사이에 주입 내지 적하된 것이다.
도 16과 도 17을 참고하면, 액정 배향층(AL1A)이 반응성 메조겐들의 중합체들(RMP)을 포함하고 있는 것을 제외하고는, 곡면 액정표시장치(500CA)의 제조방법은 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)의 제조방법(도 9 및 도 10 참고)과 동일하다.
제2 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500CA)의 제조방법을 요약하면 다음과 같다.
박막트랜지스터 어레이 기판(200) 상에 화소 전극(SC, BC)을 형성하고 화소 전극(SC, BC) 상에 상기 제1 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제1 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시켜 액정 배향 기저층을 형성하고, 이와 독립적으로, 대향 기판(100) 상에 공통전극(110)을 형성하고 공통전극(110) 상에 상기 제2 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 반응성 메조겐들(RM)이 중합되는 온도, 예를 들어, 230 ℃ 에서 열경화시킨다. 그 결과, 액정 배향층(AL1)은 반응성 메조겐들의 중합체들(RMP)을 포함한다.
이후, 제2 액정 조성물을 이용하여 기판들(100, 200)의 사이에 액정층을 형성하고 기판들(100, 200)을 합착하여 액정표시패널을 형성한 후, 액정표시패널에 자외선을 조사하여 액정 배향 기저층(AL2-1) 상에 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층(AL2-2)을 형성하고, 액정표시패널의 양단을 구부린다. .
도 18 은 제3 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500CB)의 개략적인 단면도이다. 도 19 내지 도 24 는 제3 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500CB)의 제조방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
이하에서는, 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)와 이의 제조방법과 중복되는 설명은 생략하고, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
곡면 액정표시장치(500CB)는 액정 배향 기저층(AL2-1CB)이 반응성 메조겐들(RM)과 반응성 메조겐들의 올리고머(ROM)을 포함하고 있는 점에서, 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)와 상이하다.
도 19를 참고하면, 곡면 액정표시장치(500CB)의 제조방법은, 상기 수직 액정 배향제를 사용하여 액정 배향층(AL1B)을 형성하는 점에서, 상기 제2 수직 액정 배향제를 사용하여 액정 배향층(AL1)을 형성하는 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)의 제조방법(도 6 참고)과 상이하다.
도 20을 참고하면, 곡면 액정표시장치(500CB)의 제조방법은, 상기 제2 수직 액정 배향제를 사용하여 액정 배향 기저층(AL2-1B)을 형성하는 점에서, 상기 제1 수직 액정 배향제를 사용하여 액정 배향 기저층(AL2-1)을 형성하는 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)의 제조방법(도 7 참고)과 상이하다.
도 20 및 도 21을 참고하면, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막은 200 ℃ 내지 230 ℃ 의 온도 범위 내에서 열경화(H3)될 수 있는데, 상기 반응성 메조겐들은 200 ℃ 내지 230 ℃ 의 온도 범위 내에서 반응성 메조겐들의 올리고머(ROM)를 형성할 수 있다.
액정 배향 기저층(AL2-1B) 내에 포함된 반응성 메조겐들(RM)과 반응성 메조겐들의 올리고머(ROM)들은 광중합 개시제와 같이 광중합을 개시하거나 또는 액정층(300)에 존재하는 반응성 메조겐들(RM)이 액정 배향 기저층(AL2-1B) 측으로 이동할 수 있도록 하는 친화력을 제공할 수 있다.
도 22를 참고하면, 상기 반응성 메조겐들의 올리고머(ROM)는 액정층(300)으로 용출되지 않으므로, 액정층(300)은 상기 제2 액정 조성물을 이용하여 형성된다. 경우에 따라서는, 액정 배향 기저층(AL2-1B)으로부터 액정층(300)으로 미반응된 반응성 메조겐들(RM)이 용출될 수 있으나, 액정층(300) 내에 존재하는 대부분의 반응성 메조겐들(RM)은 액정 분자들(LC)과 함께 기판들(100, 200)의 사이에 주입 내지 적하된 것이다.
도 23과 도 24를 참고하면, 액정 배향 기저층(AL2-1B)이 반응성 메조겐들(RM)과 반응성 메조겐들의 올리고머들(ROP)을 포함하고 있는 것을 제외하고는, 곡면 액정표시장치(500CB)의 제조방법은 제1 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(도 3의 500C)의 제조방법(도 9 및 도 10 참고)과 동일하다.
제3 실시예에 따른 곡면 액정표시장치(500CB)의 제조방법을 요약하면 다음과 같다.
박막트랜지스터 어레이 기판(200) 상에 화소 전극(SC, BC)을 형성하고 화소 전극(SC, BC) 상에 상기 제2 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 200 ℃ 내지 230 ℃ 에서 열경화시켜 액정 배향 기저층(AL2-1B)을 형성하고, 이와 독립적으로, 대향 기판(100) 상에 공통전극(110)을 형성하고 공통전극(110) 상에 상기 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시킨다. 이후, 제2 액정 조성물을 이용하여 기판들(100, 200)의 사이에 액정층(300)을 형성하고 기판들(100, 200)을 합착하여 액정표시패널을 형성한 후, 액정표시패널에 자외선을 조사하여 액정 배향 기저층(AL2-1) 상에 반응성 메조겐들의 중합체의 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층(AL2-2)을 형성하고, 액정표시패널의 양단을 구부린다. .
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 100C: 박막트랜지스터 기판
200, 200C: 대향 기판
300, 300C: 액정층 액정 분자: LC
AL1, AL1A, AL1B, AL1C: 상부 액정 배향층:
AL2, AL2C: 하부 액정 배향층:
AL2-1, AL2-1C : 액정 배향 기저층
AL2-2, AL2-2C: 액정 배향 안정화층
RM: 반응성 메조겐
RMP: 반응성 메조겐들의 중합체
ROP: 반응성 메조겐들의 올리고머:

Claims (12)

  1. 박막트랜지스터 어레이 기판;
    상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 마주하는 대향 기판;
    음의 유전율 이방성의 액정 분자들을 포함하고 상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 배치된 액정층;
    상기 액정층과 상기 대향 기판의 사이에 배치된 액정 배향층;
    상기 액정층과 상기 박막트랜지스터 어레이 기판의 사이에 배치된 액정 배향 기저층; 및
    상기 액정 배향 기저층 상에서 상호 이격 배치된 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층;을 포함하고,
    상기 돌기들은 반응성 메조겐들의 중합체들로 이루어지고, 상기 액정 배향층과 상기 액정 배향 기저층 중 하나는 상기 반응성 메조겐들의 중합체들을 포함하는 곡면 액정표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    전계를 인가하지 않은 초기상태에서, 상기 액정 배향 안정화층의 표면에 배향된 제1 액정 분자의 선경사각이 상기 액정 배향층의 표면에 배향된 제2 액정 분자의 선경사각에 비해 작은 곡면 액정표시장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 대향 기판과 상기 액정 배향층의 사이에 배치되고 도메인 분할수단을 가지지 않는 패턴리스(pattern-less) 전극; 및
    상기 박막트랜지스터 어레이 기판과 상기 액정 배향 기저층의 사이에 배치되고 도메인 분할수단을 갖는 패턴 전극;
    을 더 포함하는 곡면 액정표시장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 배향층 만이 상기 반응성 메조겐들의 중합체들을 포함하고, 상기 액정 배향 기저층 만이 광중합 개시제 또는 이의 분해물들을 포함하는 곡면 액정표시장치.
  5. 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 도메인 분할 수단을 포함하는 패턴 전극을 형성하고, 상기 패턴 전극 상에 광중합 개시제들을 포함하는 제1 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제1 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시켜 액정 배향 기저층을 형성하는 단계;
    상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 상에 상기 도메인 분할 수단을 갖지 않는 패턴리스 전극을 형성하고, 상기 패턴리스 전극 상에 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 상기 반응성 메조겐들이 중합되지 않는 온도에서 열경화시켜 상기 반응성 메조겐들을 포함하는 액정 배향층을 형성하는 단계;
    음의 유전율 이방성의 액정 분자들을 포함하고 상기 반응성 메조겐들을 포함하지 않는 제1 액정 조성물을 이용하여 상기 기판들 사이에 액정층을 형성하고 상기 기판들을 합착하여 액정표시패널을 형성하는 단계;
    상기 액정표시패널을 자외선을 조사하여 상기 액정 배향 기저층 상에 반응성 메조겐들의 중합체 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 선택적으로 형성하는 단계; 및
    상기 액정표시패널의 양단을 구부리는 단계;
    를 포함하는 곡면 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 반응성 메조겐들이 중합되지 않는 온도는 200 ℃ 인 곡면 액정표시장치의 제조방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 액정 배향층은 측쇄에 광중합 개시제가 화학결합된 폴리이미드계 고분자로 이루어진 곡면 액정표시장치의 제조방법.
  8. 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 도메인 분할 수단을 갖는 패턴 전극을 형성하고, 상기 패턴 전극 상에 광중합 개시제들을 포함하는 제1 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제1 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시켜 액정 배향 기저층을 형성하는 단계;
    상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 상에 상기 도메인 분할 수단을 갖지 않는 패턴리스 전극을 형성하고, 상기 패턴리스 전극 상에 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 상기 반응성 메조겐들이 중합되는 온도에서 열경화시켜 상기 반응성 메조겐들의 중합체들을 포함하는 액정 배향층을 형성하는 단계;
    음의 유전율 이방성의 액정 분자들과 상기 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 액정 조성물을 이용하여 상기 기판들 사이에 액정층을 형성하고 상기 기판들을 합착하여 액정표시패널을 형성하는 단계;
    상기 액정표시패널을 자외선을 조사하여 상기 액정 배향 기저층 상에 반응성 메조겐들의 중합체 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 선택적으로 형성하는 단계; 및
    상기 액정표시패널의 양단을 구부리는 단계;
    를 포함하는 곡면 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 반응성 메조겐들이 중합되는 온도는 230 ℃ 인 곡면 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 액정 배향층을 형성하는 단계는, 자외선을 조사하는 단계;를 더 포함하는 곡면 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 액정 배향층은 측쇄에 광중합 개시제가 화학결합된 폴리이미드계 고분자로 이루어진 곡면 액정표시장치의 제조방법.
  12. 박막트랜지스터 어레이 기판 상에 도메인 분할 수단을 갖는 패턴전극을 형성하고, 상기 패턴전극 상에 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 수직 액정 배향제를 도포하고 상기 제2 수직 액정 배향제의 코팅막을 200 ℃ 내지 230 ℃의 온도에서 열경화시켜 액정 배향 기저층을 형성하는 단계;
    상기 박막트랜지스터 어레이 기판에 대향하는 대향 기판 상에 상기 도메인 분할 수단을 갖지 않는 패턴리스 전극을 형성하고, 상기 패턴리스 전극 상에 수직 액정 배향제를 도포하고, 상기 수직 액정 배향제의 코팅막을 열경화시켜 액정 배향층을 형성하는 단계;
    음의 유전율 이방성의 액정 분자들과 상기 반응성 메조겐들을 포함하는 제2 액정 조성물을 이용하여 상기 기판들 사이에 액정층을 형성하고 상기 기판들을 합착하여 액정표시패널을 형성하는 단계;
    상기 액정표시패널을 자외선을 조사하여 상기 액정 배향 기저층 상에 반응성 메조겐들의 중합체 돌기들로 구성된 액정 배향 안정화층을 선택적으로 형성하는 단계; 및
    상기 액정표시패널의 양단을 구부리는 단계;
    를 포함하는 곡면 액정표시장치의 제조방법.
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