KR20180138264A - 곡면형 액정 표시 장치 - Google Patents

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최숙경
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Abstract

일 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층, 그리고 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 돌기를 포함하며, 상기 돌기는 상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물 및 가교제의 중합체를 포함한다.

Description

곡면형 액정 표시 장치{CURVED LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 개시는 곡면형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 널리 사용되는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)을 포함하는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
한편 시청자의 몰입도를 높이기 위해 곡면형 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 이때, 두 장의 표시판 사이에 오정렬(misalign)이 발생할 수 있으며 이로 인해 투과율이 낮아지는 문제점이 있다.
실시예들은 곡면형 액정 표시 장치에서 하부 표시판과 상부 표시판 사이의 오정렬에 의한 투과율 저하를 제어하고 패널 얼룩을 개선하여 표시 품질이 향상된 액정 표시 장치를 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층, 그리고 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 하부 돌기를 포함하며, 상기 하부 돌기는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물과 가교제(cross linker)의 중합체를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-6으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다
상기 화학식 1은 하기 화학식 1A를 포함할 수 있다
[화학식 1A]
P - E - F- G- Ra
상기 P는
Figure pat00002
이고, 상기 Ra는
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
, 및
Figure pat00008
을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이고, 상기 E는 -(CH2)n-O-이고, 상기 F는
Figure pat00009
,
Figure pat00010
및
Figure pat00011
을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이고, 상기 G는
Figure pat00012
,
Figure pat00013
, 및
Figure pat00014
을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이며, 상기 E에서 n은 1 내지 12의 자연수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 상기 제1 화합물에서 상기 Ra는 고정 영역이고, 상기 P는 결합 영역이며, 상기 Ra와 상기 P 사이는 수직 배향 영역이고, 상기 고정 영역은 상기 제1 기판에 인접하게 위치할 수 있다.
상기 하부 돌기는 상기 제1 화합물로부터 얻어진 중합체를 더 포함할 수 있다.
상기 가교제는 하기 화학식 2-1 내지 2-12로 표시되는 제2 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 상부 돌기를 더 포함하고, 상기 상부 돌기는 상기 제1 화학식으로 표시되는 상기 제1 화합물을 포함할 수 있다.
상기 하부 돌기의 수는 상기 상부 돌기의 수보다 클 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 화소 전극, 그리고 상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 상부 배향막을 더 포함하고, 상기 상부 배향막에 대한 상기 제1 화합물의 흡착력은 상기 화소 전극에 대한 상기 제1 화합물의 흡착력보다 작을 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 화소 전극, 그리고 상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 위치하는 하부 배향막을 더 포함하고, 상기 하부 배향막은 개시제를 더 포함하며, 상기 개시제는 상기 제1 화합물과 결합될 수 있다.
상기 액정층은 반응성 메조겐을 포함하지 않을 수 있다.
상기 제1 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제1 기판 평면에 수직한 방향을 기준으로 기울어지고, 상기 제2 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제2 기판 평면에 대해 수직할 수 있다.
일 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 그리고 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층을 포함하고, 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 하부 돌기 및 상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 상부 돌기 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 하부 돌기는 제1 화합물 및 가교제의 중합체를 포함하고, 상기 제1 화합물은 고정 영역, 수직 배향 영역 및 결합 영역을 포함하며, 상기 가교제는 하기 화학식 2-1 내지 2-12로 표시되는 제2 화합물 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 하부 돌기는 상기 제1 화합물로부터 얻어진 중합체를 더 포함하고, 상기 제1 화합물로부터 얻어진 중합체에 의해 상기 제1 기판에 인접한 상기 액정 분자는 선경사를 가질 수 있다.
상기 제2 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제1 화합물의 상기 수직 배향 영역에 의해 상기 제2 기판 평면에 대해 수직하게 배열될 수 있다.
이상과 같은 액정 표시 장치는 하부 표시판과 상부 표시판 사이의 오정렬에 따른 투과율 저하 및 얼룩 발생을 제어하여 향상된 품질을 제공한다.
도 1은 일 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 일부 구성요소에 대한 단면도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 도 1의 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 단면도들이다.
도 3은 도 1의 변형 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4(a), 도 4(b) 및 도 4(c)는 도 3의 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 단면도들이다.
도 5는 도 1의 변형 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6(a), 도 6(b) 및 도 6(c)는 도 5의 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 단면도들이다.
도 7은 일 실시예에 따른 일 화소의 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13 및 도 14는 실시예에 따른 제1 화합물의 NMR 스펙트럼 그래프이다.
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 방향 쪽으로 "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.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20의 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C3 내지 C20의 사이클로알킬기, C3 내지 C20의 사이클로알케닐기, C3 내지 C20의 사이클로알키닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 고리기 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "지환족"이란 C3 내지 C40 사이클로알킬, C3 내지 C40 사이클로알케닐, C3 내지 C40 사이클로알키닐, C3 내지 C40 사이클로알킬렌, C3 내지 C40 사이클로알케닐렌 또는 C3 내지 C40 사이클로알키닐렌을 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C20 사이클로알킬, C3 내지 C20 사이클로알케닐, C3 내지 C20 사이클로알키닐, C3 내지 C20 사이클로알킬렌, C3 내지 C20 사이클로알케닐렌, 또는 C3 내지 C20 사이클로알키닐렌을 의미하고, "방향족"이란 C6 내지 C40 아릴, C2 내지 C40 헤테로아릴, C6 내지 C40 아릴렌 또는 C2 내지 C40 헤테로아릴렌을 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C16 아릴, C2 내지 C16 헤테로아릴, C6 내지 C16 아릴렌 또는 C2 내지 C16 헤테로아릴렌을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 일반적으로는 혼합 또는 공중합을 의미하며, 지환족 유기기 및 방향족 유기기에서는 2개 이상의 고리가 융합고리를 형성하거나, 2개 이상의 고리가 단일결합, -O-, -S-, -C(=O)-, -CH(OH)-, -S(=O)-, -S(=O)2-, -Si(CH3)2-, - (CH2)p- (여기서, 1=p=2), -(CF2)q- (여기서, 1=q=2), -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -C(CH3)(CF3)- 또는 -C(=O)NH-의 작용기에 의해 서로 연결되어 있는 것을 의미한다.
이하에서는 도 1, 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하여 곡면형 액정 표시 장치에 대해 살펴본다. 도 1은 일 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 일부 구성요소에 대한 단면도이고, 도 2(a) 및 2(b)는 도 1의 표시 장치의 제조 과정을 나타내는 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)는 곡면형일 수 있다. 액정 표시 장치(10)는 장축인 가로 방향으로 만곡되거나 단축인 세로 방향으로 만곡될 수 있으며 본 명세서는 가로 방향을 따라 만곡된 곡면형 액정 표시 장치(10)에 대해서 설명한다. 그러나 본 발명의 실시예는 이에 제한되지 않고 세로 방향을 따라 만곡된 곡면형 액정 표시 장치 또는 평판형 디스플레이에도 적용될 수 있다.
일 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 중첩하는 상부 표시판(200), 그리고 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)은 제1 기판(110)과 액정층(3) 사이에 위치하는 화소 전극(191)을 포함한다. 상부 표시판(200)은 제2 기판(210)과 액정층(3) 사이에 위치하는 공통 전극(270)을 포함한다. 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)은 제1 기판(110)과 화소 전극(191) 사이에 위치하는 신호선들, 박막 트랜지스터 등의 구성 요소를 더 포함할 수 있으나 자세한 설명은 이하 도 7 및 도 8에서 설명한다.
화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 복수의 하부 돌기(13)가 위치할 수 있다. 하부 돌기(13)에 인접하게 위치하는 액정 분자(31)는 선경사(pre-tilt)를 가질 수 있다. 선경사는 제1 기판(110)의 수직 방향을 기준으로 기울어져 있음을 나타낸다.
또한 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 복수의 상부 돌기(14)가 위치할 수 있다. 상부 돌기(14)에 인접한 액정 분자(31)는 선경사를 가지지 않으면서 제2 기판(210)에 대해 수직할 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)는 별도의 배향막을 포함하지 않으면서 하부 표시판(100)에 인접한 액정 분자(31)는 선경사를 가지고 상부 표시판(200)에 인접한 액정 분자(31)는 수직하게 배향될 수 있다.
곡면형 액정 표시 장치(10)의 제공을 위해 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)을 만곡시킴에 따라 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이의 정렬이 틀어지는 문제가 발생한다. 제1 기판(110)과 제2 기판(210)에 인접한 액정 분자(31)에 모두 선경사가 형성되었다면 표시판 사이의 오정렬에 의해 하부 표시판(100)에 인접하는 액정 분자(31)와 상부 표시판(200)에 인접하는 액정 분자(31)의 선경사 방향이 상이하게 될 수 있다. 이에 따르면 표시 장치에는 얼룩 등이 발생하는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 오정렬이 발생하더라도 선경사를 포함하지 않는 상부 표시판(200)에 의해 액정 분자(31) 사이의 선경사 방향 엇갈림이 유도되지 않는다. 따라서 일 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치(10)는 액정 분자(31) 엇갈림에 의한 텍스처 발생이 방지되며 투과율 감소를 제어할 수 있다.
이하에서는 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 위치하는 하부 돌기(13), 그리고 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하는 상부 돌기(14)에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.
하부 돌기(13)는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물, 제1 화합물로부터 얻어진 중합체, 그리고 제1 화합물과 가교제(cross-linker)의 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00015
상기 A1, A2 및 A3은 치환 또는 비치환된 방향족 고리, 헤테로 방향족 고리, 지방족 고리, 및 축합 고리를 포함하는 헤테로 사이클릭기 중 어느 하나를 포함하거나 -Z4-Sp-Z5-P 를 포함하거나 L을 포함하고, 상기 L은 H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R0)2, -C(=O)R0, 실릴기 또는 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 알콕시기, 알킬카르보닐기 및 탄소수 1 내지 25의 알킬카르보닐옥시기 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 P는 중합 가능기를 포함하며, 상기 Sp는 스페이서기(Spacer Group)이거나 단일 결합이고, 상기 Z1, Z4 및 Z5는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0,R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)- 및 -(CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-, -O-(CH2)-OCO-(CH2)n- 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 Z2는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0,R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)- 및 -(CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)- 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 Z3는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0,R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)- 및 -(CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)- 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 Z1 내지 Z3에서 상기 n1은 1 내지 4의 자연수이고, 상기 n은 0 또는 1이며, 상기 m은 0 내지 6의 정수이고, 상기 m2는 0 내지 6의 정수이고, 상기 k는 0 또는 1이며, 상기 R0은 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, 상기 R00은 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, 상기 R1은 수소 원소, 할로겐 원소, 직쇄 결합, 탄소수 1 내지 25의 가지형-알킬기, 및 사이클릭 알킬기 중 어느 하나이고, 상기 Ra는 비치환된 헤테로사이클릭 고리이거나
Figure pat00016
이고 상기 Ra에서 상기 n2는 1 내지 12의 자연수이며 상기 T는 -OH, -CH3 , -CF3, -CHF2, -CH2F, -CH2Br, -CHBr2, -CHCl2, 및 -CH2Cl 중 적어도 하나를 포함하고, 적어도 하나의 상기 T는 -OH 를 포함한다. 상기 비치환된 헤테로사이클리 고리는 하기 화학식으로 치환될 수 있다.
Figure pat00017
또한 상기 화학식 1은 하기 화학식 1A를 포함할 수 있다.
[화학식 1A]
P - E - F- G- Ra
상기 P는
Figure pat00018
이고, 상기 Ra는
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
, 및
Figure pat00024
을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이고, 상기 E는 -(CH2)n-O-이고, 상기 F는
Figure pat00025
,
Figure pat00026
및
Figure pat00027
을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이고, 상기 G는
Figure pat00028
,
Figure pat00029
, 및
Figure pat00030
을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이며, 상기 E에서 n은 1 내지 12의 자연수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-10으로 표시되는 제1 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 1-1]
Figure pat00031
[화학식 1-2]
Figure pat00032
[화학식 1-3]
Figure pat00033
[화학식 1-4]
Figure pat00034
[화학식 1-5]
Figure pat00035
[화학식 1-6]
Figure pat00036
[화학식 1-7]
Figure pat00037
[화학식 1-8]
Figure pat00038
[화학식 1-9]
Figure pat00039
[화학식 1-10]
Figure pat00040
한편 상기 화학식 1-1은 하기와 같은 합성 방법에 의해 수득될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00041
상기 화학식 1-2는 하기와 같은 합성 방법에 의해 수득될 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00042
상기 화학식 1-3은 하기와 같은 합성 방법에 의해 수득될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00043
상기 화학식 1-4는 하기와 같은 합성 방법에 의해 수득될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00044
상기 화학식 1-5는 하기와 같은 합성 방법에 의해 수득될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00045
상기 화학식 1-6은 하기와 같은 합성 방법에 의해 수득될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00046
상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물은 제1 기판(110) 및/또는 제2 기판(210)에 인접하게 위치하면서 전기장 생성 전극이나 배향막에 흡착되는 고정 영역(anchoring group), 액정 분자(31)를 수직 배향시키는 수직 배향 영역(vertical alignment group), 그리고 인접한 화합물과 중합 반응하여 액정 분자(31)가 선경사를 가지도록 하는 결합 영역(immobilizing group)을 포함할 수 있다. 상기 화학식 1에서 Ra는 고정 영역일 수 있으며, P는 결합 영역일 수 있으며, Ra와 P 사이는 수직 배향 영역일 수 있다. 일 예로 상기 화학식 1-1로 표시되는 제1 화합물은 하기와 같이
Figure pat00047
로 표시되는 결합 영역,
Figure pat00048
로 표시되는 고정 영역 및 이들 사이에 위치하는 수직 배향 영역을 포함할 수 있다.
Figure pat00049
가교제(cross-linker)는 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-12로 표시되는 제2 화합물일 수 있다. 이때 하기 화학식 2-5, 2-6 및 2-11의 n 및 m은 1 내지 12의 자연수일 수 있다.
제2 화합물은 가교제로서 인접한 제1 화합물과 결합하거나 제2 화합물과 인접한 액정 분자(31)를 고정시켜 액정 표시 장치(10)의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00050
[화학식 2-2]
Figure pat00051
[화학식 2-3]
Figure pat00052
[화학식 2-4]
Figure pat00053
[화학식 2-5]
Figure pat00054
[화학식 2-6]
Figure pat00055
[화학식 2-7]
Figure pat00056
[화학식 2-8]
Figure pat00057
[화학식 2-9]
Figure pat00058
[화학식 2-10]
Figure pat00059
[화학식 2-11]
Figure pat00060
[화학식 2-12]
Figure pat00061
하부 돌기(13)는 인접한 제1 화합물들의 결합 영역이 중합 반응하여 형성된 중합체를 포함하거나 제1 화합물의 결합 영역과 가교제가 중합 반응하여 형성된 중합체를 포함할 수 있다. 실시예에 따라 별도의 개시제와 제1 화합물이 중합 반응하여 형성된 중합체를 포함하거나 제1 화합물 자체를 포함할 수도 있다.
전술한 중합체를 포함하는 하부 돌기(13)는 별도의 배향막이나 반응성 메조겐 없이도 하부 돌기(13)와 인접한 복수의 액정 분자(31)에 선경사를 형성할 수 있다. 전압이 인가되지 않은 상태에서도 하부 돌기(13)에 인접한 복수의 액정 분자(31)들은 제1 기판(110) 평면에 수직한 방향을 기준으로 기울어질 수 있다. 액정 분자(31)들이 선경사를 가지는 경우, 이후 전압을 가하였을 때 액정 분자(31)들이 빠르게 회전할 수 있고 응답속도가 빨라질 수 있다.
상부 돌기(14)는 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치할 수 있다. 상부 돌기(14)는 상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물을 포함할 수 있다. 다만 상부 돌기(14)는 이에 제한되지 않고 제1 화합물로부터 얻어진 중합체 및/또는 제1 화합물과 가교제의 중합체 등을 소량 포함할 수 있다.
상부 돌기(14)에 포함되는 제1 화합물의 고정 영역은 공통 전극(270)과 인접하게 위치할 수 있으며 결합 영역은 액정층(3)에 인접하게 위치할 수 있다. 상부 돌기(14)는 제1 화합물이 포함하는 수직 배향 영역을 이용하여 상부 돌기(14)에 인접하여 위치하는 액정 분자(31)들을 수직하게 배향시킬 수 있다.
상부 돌기(14)의 수는 하부 돌기(13)의 수보다 적을 수 있다. 제1 화합물이 상대적으로 하부 표시판(100)에 인접하게 위치함에 따라 제조 공정 중에 하부 돌기(13)의 형성 반응이 우세하기 때문이다. 상부 표시판(200)에 인접한 영역에는 소량의 제1 화합물이 위치하므로 제1 화합물들 사이의 중합 반응이나 제1 화합물과 가교제 사이의 중합 반응이 일어나기 어려울 수 있다.
하부 돌기(13)와 상부 돌기(14)의 형성에 대해서는 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하여 이하에서 구체적으로 설명한다. 도 2(a) 및 도 2(b)는 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(10)의 제조 방법에 따른 단면도이다.
우선 도 2(a)에 도시된 바와 같이 화소 전극(191)을 포함하는 하부 표시판(100)을 준비한다. 이후 ODF (One Drop Filling) 공정을 이용하여 상기 제1 화학식으로 표시되는 제1 화합물(C1), 가교제, 다시 말해 상기 2-1 내지 2-12로 표시되는 제2 화합물(C2) 중 적어도 하나, 그리고 액정 분자들을 포함하는 액정 물질(LC1)을 하부 표시판(100) 위에 적하한다. 이때 실시예에 따라 액정 물질은 제1 화합물 사이의 중합 반응을 촉진하는 개시제(미도시)를 더 포함할 수 있다.
그리고 나서 도 2(b)에 도시된 바와 같이 하부 표시판(100)에 공통 전극(270)을 포함하는 상부 표시판(200)을 합착한다. 합착된 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)에 UV 전계 공정을 실시하여 도 1에 도시된 바와 같이 하부 돌기(13) 및 상부 돌기(14)를 형성할 수 있다.
ODF 공정에 따르면 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)은 상대적으로 하부 표시판(100)에 인접하게 위치할 수 있다. 하부 표시판(100)에 인접하게 위치하는 다수의 제1 화합물은 중합 반응을 하여 제1 화합물로부터 얻어진 중합체를 형성하거나, 제1 화합물(C1)과 제2 화합물(C2)이 중합 반응을 하여 중합체를 형성할 수 있다. 이러한 중합체를 포함하는 하부 돌기(13)는 인접한 액정 분자(31)들을 기울어지게 할 수 있다.
상부 표시판(200)에는 제1 화합물(C1)이 상대적으로 적게 위치하고, 제1 화합물(C1)들의 중합 반응을 촉진하는 개시제나 제2 화합물(C2)도 거의 위치하지 않는다. 상부 표시판(200)에 인접한 영역에는 공통 전극(270)에 흡착된 제1 화합물(C1)이 대부분이며, 이러한 제1 화합물(C1) 자체로써 상부 돌기(14)를 형성할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고 상부 돌기(14)는 제1 화합물(C1)로부터 얻어진 중합체 또는 제1 화합물과 제2 화합물의 중합체 소량을 포함할 수도 있다. 상부 돌기(14)는 제1 화합물(C1)의 수직 배향 영역을 통해 인접한 액정 분자(31)를 수직 배향시킬 수 있다.
이상과 같이 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 별도의 배향막의 도포 및 건조 공정을 포함하지 않는다. 대신 액정 물질에 제1 화합물과 제2 화합물을 혼합하여 주입한 후, 전계 UV 조사 공정에 의해 배향막과 유사하게 액정 분자를 수직 배향 시키거나 액정 분자를 선경사시킬 수 있는 돌기를 형성함으로써, 제조 공정을 간소화할 수 있다.
다음, 도 3, 도 4(a) 내지 도 4(c)를 참조하여 도 1의 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 도 3은 도 1의 변형 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 4(a) 내지 도 4(c)는 도 3의 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 개략적인 단면도이다. 전술한 실시예와 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략할 수 있다.
하부 표시판(100)은 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 위치하는 복수의 하부 돌기(13)를 포함하고, 하부 돌기(13)에 인접한 액정 분자(31)들은 선경사를 가질 수 있다.
상부 표시판(200)은 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하는 상부 배향막(21)을 포함한다. 상부 배향막(21)은 수직 배향막일 수 있으며, 상부 배향막(21)에 인접한 액정 분자(31)들은 선경사를 가지지 않으며 수직 배향될 수 있다. 또한 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에는 소량의 상부 돌기(14)가 위치할 수 있다.
도 3의 하부 돌기(13)와 상부 돌기(14)는 도 1에서 설명한 내용과 동일 유사하므로 이하에서는 구체적인 설명을 생략한다.
하부 돌기(13)는 전술한 바와 같이 상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물, 상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물로부터 얻어진 중합체 및 제1 화합물과 제2 화합물의 중합체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상부 돌기(14)의 대부분은 상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물로부터 얻어진 중합체 또는 제1 화합물과 제2 화합물의 중합체를 소량 포함할 수도 있다.
도 3과 같은 구조를 갖는 액정 표시 장치의 제조 방법에 대해 도 4(a) 내지 도 4(c)를 참조하여 이하에서 설명한다.
먼저 도 4(a)에 도시된 바와 같이 화소 전극(191)을 포함하는 하부 표시판(100), 그리고 공통 전극(270)을 포함하는 상부 표시판(200)을 준비한다. 그 다음 도 4(b)에 도시된 바와 같이 공통 전극(270) 위에 상부 배향막(21)을 형성한 상부 표시판(200)과 하부 표시판(100)을 합착한다.
이후 도 4(c)에 도시된 바와 같이 상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물(C1), 상기 화학식 2-1 내지 2-12로 표시되는 제2 화합물(C2) 중 적어도 하나, 그리고 액정 분자(31)들을 포함하는 액정 물질을 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200) 사이에 주입한다.
제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)은 유기 물질을 포함하는 상부 배향막(21)과의 결합력 또는 흡착력이 좋지 않으므로, 상대적으로 많은 양의 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)이 하부 표시판(100)에 인접하게 위치할 수 있다.
하부 표시판(100)에 인접하게 위치하는 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)은 UV 전계 공정을 통해 도 3에 도시된 바와 같은 복수의 하부 돌기(13)를 형성한다. 하부 표시판(100)에 인접하게 위치하는 액정 분자(31)들은 복수의 하부 돌기(13)에 의해 선경사를 가지도록 배열될 수 있다.
상부 배향막(21)에 인접한 영역에서는 수직 배향막인 상부 배향막(21)에 의해 액정 분자(31)들이 제2 기판(210)에 수직하게 배향될 수 있다. 또한 소량의 제1 화합물(C1)은 제2 배향막(21)에 흡착될 수 있으며, 이들은 별도의 결합 반응 없이 상부 돌기(14)를 형성할 수 있다.
다음 도 5, 도 6(a), 도 6(b) 및 도 6(c)를 참조하여 변형 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 5는 도 1의 변형 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 6 (a), 도 6(b) 및 도 6(c)는 도 5의 실시예에 따른 곡면형 액정 표시 장치의 제조 방법에 대한 단면도이다. 전술한 구성요소와 동일 유사한 구성에 대한 설명은 생략한다.
하부 표시판(100)은 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 위치하는 하부 배향막(11) 및 복수의 하부 돌기(13)를 포함하고, 상부 표시판(200)은 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하는 복수의 상부 돌기(14)를 포함한다.
하부 돌기(13)는 전술한 바와 같이 상기 제1 화학식으로 표시되는 제1 화합물, 제1 화합물로부터 얻어진 중합체 또는 제1 화합물과 제2 화합물의 중합체를 포함할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 하부 배향막(11)은 개시제를 포함할 수 있으며 하부 돌기(13)는 개시제와 제1 화합물이 중합된 형태를 포함할 수 있다.
상부 돌기(14)는 제1 화학식으로 표시되는 제1 화합물을 포함할 수 있다. 또한 실시예에 따라서는 제1 화합물로부터 얻어진 중합체, 그리고 제1 화합물과 제2 화합물의 중합체를 소량 포함할 수 있다.
하부 돌기(13)의 수는 상부 돌기(14)의 수보다 클 수 있다. 하부 배향막(11)이 포함하는 개시제는 제1 화합물을 유도하는 힘을 가질 수 있는데, 제조 공정에서 제1 화합물이 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200) 사이에 주입되면 제1 화합물은 개시제를 포함하는 하부 배향막(11)에 인접한 방향으로 이동하기 때문이다.
이러한 표시 장치의 제조 방법에 대해 도 6(a) 내지 도 6(c)를 참조하여 간락하게 살펴본다.
도 6(a)에 도시된 바와 같이 제1 기판(110) 위에 위치하는 화소 전극(191)을 포함하는 하부 표시판(100), 그리고 제2 기판(210) 위에 위치하는 공통 전극(270)을 포함하는 상부 표시판(200)을 준비한다. 다음 도 6(b)에 도시된 바와 같이 화소 전극(191) 위에 개시제를 포함하는 하부 배향막(11)을 형성하여 준비한 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 합착한다.
그리고 나서 도 6(c)에 도시된 바와 같이 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2)을 포함하는 액정 물질을 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200) 사이에 주입한다. 이후 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)에 UV 전계 공정을 실시하면 하부 배향막(11)이 포함하는 개시제는 제1 화합물(C1)을 하부 표시판(100) 방향으로 유도하여 제1 화합물(C1)과 중합 반응하거나, 인접한 제1 화합물(C1) 사이에서 중합 반응하거나, 인접한 제1 화합물(C1) 및 제2 화합물(C2) 사이에서 중합 반응하여 도 5에 도시된 바와 같은 복수의 하부 돌기(13)를 형성할 수 있다.
또한 액정층(3)과 공통 전극(270) 사이에도 일부 제1 화합물(C1)이 위치할 수 있다. 이와 같은 제1 화합물(C1)은 상부 돌기(14)를 형성할 수 있다. 상부 돌기(14)는 제1 화합물의 수직 배향 영역을 통해 인접한 액정 분자(31)들을 수직 배향시킬 수 있다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 7은 일 실시예에 따른 일 화소의 평면도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 7을 참조하여, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
제1 기판(110)에 게이트선(121)과 분압 기준 전압선(131)을 포함하는 게이트 도전체가 위치한다. 게이트선(121)은 제1 게이트 전극(124a), 제2 게이트 전극(124b) 및 제3 게이트 전극(124c)을 포함한다. 분압 기준 전압선(131)은 제1 유지 전극(135, 136), 그리고 기준 전극(137)을 포함한다. 분압 기준 전압선(131)에 연결되어 있지는 않으나, 제2 유지 전극(138, 139)이 제2 부화소 전극(191b)과 중첩하도록 위치할 수 있다.
게이트선(121) 및 분압 기준 전압선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 위치한다.
게이트 절연막(140) 위에 제1 반도체층(154a), 제2 반도체층(154b) 및 제3 반도체층(154c)이 위치한다. 반도체층(154a, 154b, 154c) 위에 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c)가 위치할 수 있으며 실시예에 따라 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b, 163c, 165c) 및 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 제1 소스 전극(173a) 및 제2 소스 전극(173b)에 연결된 데이터선(171), 제1 드레인 전극(175a), 제2 드레인 전극(175b), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
제1 게이트 전극(124a), 제1 소스 전극(173a) 및 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체층(154a)과 함께 제1 박막 트랜지스터를 구성하고, 제2 게이트 전극(124b), 제2 소스 전극(173b) 및 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체층(154b)과 함께 제2 박막 트랜지스터를 구성하며, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)는 제3 반도체층(154c)과 함께 제3 박막 트랜지스터를 구성한다.
제2 드레인 전극(175b)은 제3 소스 전극(173c)과 연결되어 있으며, 넓게 확장된 확장부(177)를 포함한다.
데이터 도전체(171, 173c, 175a, 175b, 175c) 및 반도체층(154a, 154b, 154c) 위에 제1 보호막(180p)이 위치한다.
제1 보호막(180p) 위에 색필터(230)가 위치한다. 색필터(230)는 서로 인접한 두 개의 데이터선(171)을 따라 세로 방향으로 뻗어 있다. 일 실시예는 색필터(230)가 하부 표시판(100)에 포함되는 실시예에 대해 설명 및 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 색필터(230)는 상부 표시판(200)에 포함될 수도 있다.
색필터(230) 위에 제2 보호막(180q)이 위치한다. 제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q)은 질화규소 또는 산화규소 등의 무기 절연막을 포함할 수 있다.
제2 보호막(180q)은 색필터(230)가 들뜨는 것을 방지하고 색필터(230)로부터 유입되는 용제(solvent)와 같은 유기물에 의한 액정층(3)의 오염을 억제하여 화면 구동 시 초래할 수 있는 잔상과 같은 불량을 방지한다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q)은 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 각각 중첩하는 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 가진다.
제1 보호막(180p) 및 제2 보호막(180q), 그리고 게이트 절연막(140)은 기준 전극(137)의 일부와 제3 드레인 전극(175c)의 일부와 중첩하는 제3 접촉 구멍(185c)을 가지고, 제3 접촉 구멍(185c)은 연결 부재(195)가 덮고 있다. 연결 부재(195)는 제3 접촉 구멍(185c)과 중첩하는 기준 전극(137)과 제3 드레인 전극(175c)을 전기적으로 연결한다.
제2 보호막(180q) 위에 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 전기장 생성 전극의 하나이다. 화소 전극(191)은 게이트선(121)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121)을 중심으로 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191a)과 제2 부화소 전극(191b)을 포함한다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)의 전체적인 모양은 사각형이며 각각 가로 줄기부(193) 및 이와 직교하는 세로 줄기부(192)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b) 각각은 가로 줄기부(193)와 세로 줄기부(192)에 의해 제1 부영역(Da), 제2 부영역(Db), 제3 부영역(Dc), 그리고 제4 부영역(Dd)으로 나누어지며, 각 부영역(Da-Dd)에 위치하는 복수의 미세 가지부(194)를 포함한다.
제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 제1 접촉 구멍(185a) 및 제2 접촉 구멍(185b)을 통하여 각기 제1 드레인 전극(175a) 또는 제2 드레인 전극(175b)과 연결되어 있으며, 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 이 때, 제2 드레인 전극(175b)에 인가된 데이터 전압 중 일부는 제3 소스 전극(173c)을 통해 분압되어, 제1 부화소 전극(191a)에 인가되는 전압의 크기는 제2 부화소 전극(191b)에 인가되는 전압의 크기보다 크게 된다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191a) 및 제2 부화소 전극(191b)은 상부 표시판(200)의 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 액정층(3)의 액정 분자(31)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(31)의 방향에 따라 액정층(3)을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극(191) 디자인을 변형할 수 있다.
화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 하부 돌기(13)가 위치한다. 하부 돌기(13)는 도 1을 참조하여 설명한 하부 돌기(13)와 동일하다. 본 명세서는 도 1의 실시예에 따른 하부 돌기(13)를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 도 3에 따른 하부 돌기(13)와 상부 배향막(21)을 포함하거나, 도 5에 따른 하부 배향막(11), 하부 돌기(13), 및 상부 돌기(14)로 대체될 수도 있다. 전술한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다음 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
제1 기판(110)과 이격되어 중첩하도록 제2 기판(210)이 위치한다. 제2 기판(210)과 액정층(3) 사이에 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 하부 표시판(100)의 데이터선(171)이 위치하는 영역 및 박막 트랜지스터 등이 위치하는 영역과 중첩하도록 상부 표시판(200)에 위치한다. 본 명세서는 차광 부재(220)가 상부 표시판(200)에 포함되는 실시예에 대해 설명 및 도시하였으나, 일 실시예는 이에 제한되지 않고 차광 부재가 하부 표시판(100)에 포함될 수 있음은 물론이다.
차광 부재(220)와 액정층(3) 사이에 덮개막(250)이 위치한다. 발명의 실시예에 따라 덮개막(250)은 생략될 수 있다.
전기장 생성 전극 중 하나인 공통 전극(270)이 덮개막(250)과 액정층(3) 사이에 위치한다. 공통 전극(270)은 하부 표시판(100)의 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층(3)의 액정 분자(31)의 방향을 결정한다.
상부 돌기(14)는 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하며, 상부 돌기(14)는 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일하다.
액정층(3)은 액정 분자(31)를 포함한다. 액정층(3)은 미반응 상태인 화학식 1로 표시되는 제1 화합물 및/또는 화학식 2-1 내지 2-12로 표시되는 제2 화합물을 더 포함할 수 있다. 돌기를 형성하는 공정 중에 일부 화합물이 반응하지 않고 액정층 내에 남아 있을 수 있다.
다음 도 9 내지 도 14를 통해 화학식 1로 표시되는 제1 화합물에 대해 살펴본다. 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13 및 도 14는 각각의 수직 배향제 실시예에 대한 NMR 스펙트럼 그래프이다.
도 9는 상기 화학식 1-1로 표시되는 제1 화합물에 대한 NMR 스펙트럼 그래프이고, 도 10은 상기 화학식 1-2로 표시되는 제1 화합물에 대한 NMR 스펙트럼 그래프이고, 도 11은 상기 화학식 1-3으로 표시되는 제1 화합물에 대한 NMR 스펙트럼 그래프이고, 도 12는 상기 화학식 1-4로 표시되는 제1 화합물에 대한 NMR 스펙트럼 그래프이고, 도 13은 상기 화학식 1-5로 표시되는 제1 화합물에 대한 NMR 스펙트럼 그래프이고, 도 14는 상기 화학식 1-6으로 표시되는 제1 화합물에 대한 NMR 스펙트럼 그래프이다. 이들 각각은 전술한 합성법을 이용하여 수득된 제1 화합물이며, 도 9 내지 도 14에 도시된 바와 같이 각각 화학식 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5 및 1-6으로 표시되는 화합물이 수득됨을 확인하였다.
이하에서는 이와 같이 수득된 본 발명의 실시예에 따른 제1 화합물 및 비교예에 대한 물성을 비교한다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예4
Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00064
Figure pat00065
실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예
Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00068
Figure pat00069
표 2에 기재한 바와 같이, 실시예 1 내지 7 및 비교예에 따른 화합물에 대해 용해도 및 흡착력을 살펴보았다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예
용해도 5.1 3.1 1.3 1.8 1.6 1.5 1.5 1.5
흡착력 -1.27 -1.34 -0.99 -0.40 -0.45 -0.51 -0.53 -0.49
표 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 제1 화합물의 경우 용해도가 비교예 대비 동등한 수준이거나 높음을 확인하였다. 또한 제1 화합물 흡착력의 절대값 역시 비교예와 동등한 수준이거나 높음을 알 수 있었다. 이를 통해 화소 전극 등에 제1 화합물이 용이하게 흡착될 수 있으며, 이를 위해 액정 물질에 주입하는 경우 용해도가 우수하여 액정 물질과 함께 주입하는 것이 용이함을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110: 제1 기판
210: 제2 기판
3: 액정층
31: 액정 분자
13: 돌기

Claims (20)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 하부 돌기를 포함하며,
    상기 하부 돌기는 하기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물과 가교제(cross linker)의 중합체를 포함하는 곡면형 액정 표시 장치:
    [화학식 1]
    Figure pat00070

    상기 A1, A2 및 A3은 치환 또는 비치환된 방향족 고리, 헤테로 방향족 고리, 지방족 고리, 및 축합 고리를 포함하는 헤테로 사이클릭기 중 어느 하나를 포함하거나 -Z4-Sp-Z5-P 를 포함하거나 L을 포함하고, 상기 L은 H, F, Cl, Br, I, -CN, -NO, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN, -C(=O)N(R0)2, -C(=O)R0, 실릴기 또는 탄소수 3 내지 20의 사이클로알킬기, 알콕시기, 알킬카르보닐기 및 탄소수 1 내지 25의 알킬카르보닐옥시기 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 P는 중합 가능기를 포함하며, 상기 Sp는 스페이서기(Spacer Group)이거나 단일 결합이고, 상기 Z1, Z4 및 Z5는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0,R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)- 및 -(CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)-, -O-(CH2)-OCO-(CH2)n- 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 Z2는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0,R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)- 및 -(CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)- 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 Z3는 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -OCH2-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)n1-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)n1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH-, -(CR0,R00)n1-, -CH(-Sp-P)-, -CH2CH-(-Sp-P)- 및 -(CH(-Sp-P)CH(-Sp-P)- 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 Z1 내지 Z3에서 상기 n1은 1 내지 4의 자연수이고, 상기 n은 0 또는 1이며, 상기 m은 0 내지 6의 정수이고, 상기 m2는 0 내지 6의 정수이고, 상기 k는 0 또는 1이며, 상기 R0은 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, 상기 R00은 H 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, 상기 R1은 수소 원소, 할로겐 원소, 직쇄 결합, 탄소수 1 내지 25의 가지형-알킬기, 및 사이클릭 알킬기 중 어느 하나이고, 상기 Ra는 비치환된 헤테로사이클릭 고리이거나
    Figure pat00071
    이고 상기 Ra에서 상기 n2는 1 내지 12의 자연수이며 상기 T는 -OH, -CH3 , -CF3, -CHF2, -CH2F, -CH2Br, -CHBr2, -CHCl2, 및 -CH2Cl 중 적어도 하나를 포함하고, 적어도 하나의 상기 T는 -OH 를 포함한다.
  2. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 상기 제1 화합물에서 상기 Ra는 고정 영역이고, 상기 P는 결합 영역이며, 상기 Ra와 상기 P 사이는 수직 배향 영역이고,
    상기 고정 영역은 상기 제1 기판에 인접하게 위치하는 곡면형 액정 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1A를 포함하는 곡면형 액정 표시 장치:
    [화학식 1A]
    P - E - F- G- Ra

    상기 P는
    Figure pat00072
    이고, 상기 Ra는
    Figure pat00073
    ,
    Figure pat00074
    ,
    Figure pat00075
    ,
    Figure pat00076
    ,
    Figure pat00077
    , 및
    Figure pat00078
    을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이고, 상기 E는 -(CH2)n-O-이고, 상기 F는
    Figure pat00079
    ,
    Figure pat00080
    및
    Figure pat00081
    을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이고, 상기 G는
    Figure pat00082
    ,
    Figure pat00083
    , 및
    Figure pat00084
    을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이며, 상기 E에서 n은 1 내지 12의 자연수이다.
  4. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표시되는 제1 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-10으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 곡면형 액정 표시 장치:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00085


    [화학식 1-2]
    Figure pat00086


    [화학식 1-3]
    Figure pat00087


    [화학식 1-4]
    Figure pat00088


    [화학식 1-5]
    Figure pat00089


    [화학식 1-6]
    Figure pat00090


    [화학식 1-7]
    Figure pat00091


    [화학식 1-8]
    Figure pat00092


    [화학식 1-9]
    Figure pat00093


    [화학식 1-10]
    Figure pat00094
    .
  5. 제1항에서,
    상기 하부 돌기는 상기 제1 화합물로부터 얻어진 중합체를 더 포함하는 곡면형 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 가교제는 하기 화학식 2-1 내지 2-12로 표시되는 제2 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 곡면형 액정 표시 장치:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00095


    [화학식 2-2]
    Figure pat00096


    [화학식 2-3]
    Figure pat00097


    [화학식 2-4]
    Figure pat00098


    [화학식 2-5]
    Figure pat00099


    [화학식 2-6]
    Figure pat00100


    [화학식 2-7]
    Figure pat00101


    [화학식 2-8]
    Figure pat00102


    [화학식 2-9]
    Figure pat00103


    [화학식 2-10]
    Figure pat00104


    [화학식 2-11]
    Figure pat00105


    [화학식 2-12]
    Figure pat00106

    상기 화학식 2-5, 2-6 및 2-11에서, 상기 n 및 m은 1 내지 12의 자연수이다.
  7. 제1항에서,
    상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 상부 돌기를 더 포함하고,
    상기 상부 돌기는 상기 제1 화학식으로 표시되는 상기 제1 화합물을 포함하는 곡면형 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 하부 돌기의 수는 상기 상부 돌기의 수보다 큰 곡면형 액정 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 화소 전극, 그리고
    상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 상부 배향막을 더 포함하고,
    상기 상부 배향막에 대한 상기 제1 화합물의 흡착력은 상기 화소 전극에 대한 상기 제1 화합물의 흡착력보다 작은 곡면형 액정 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 화소 전극, 그리고
    상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 위치하는 하부 배향막을 더 포함하고,
    상기 하부 배향막은 개시제를 더 포함하며,
    상기 개시제는 상기 제1 화합물과 결합된 곡면형 액정 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 액정층은 반응성 메조겐을 포함하지 않는 곡면형 액정 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제1 기판 평면에 수직한 방향을 기준으로 기울어지고, 상기 제2 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제2 기판 평면에 대해 수직한 곡면형 액정 표시 장치.
  13. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며 복수의 액정 분자를 포함하는 액정층, 그리고
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 하부 돌기 및 상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 상부 돌기 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 하부 돌기는 제1 화합물 및 가교제의 중합체를 포함하고,
    상기 제1 화합물은 고정 영역, 수직 배향 영역 및 결합 영역을 포함하며,
    상기 가교제는 하기 화학식 2-1 내지 2-12로 표시되는 제2 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 곡면형 액정 표시 장치:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00107


    [화학식 2-2]
    Figure pat00108


    [화학식 2-3]
    Figure pat00109


    [화학식 2-4]
    Figure pat00110


    [화학식 2-5]
    Figure pat00111


    [화학식 2-6]
    Figure pat00112


    [화학식 2-7]
    Figure pat00113


    [화학식 2-8]
    Figure pat00114


    [화학식 2-9]
    Figure pat00115


    [화학식 2-10]
    Figure pat00116


    [화학식 2-11]
    Figure pat00117


    [화학식 2-12]
    Figure pat00118

    상기 화학식 2-5, 2-6 및 2-11에서, 상기 n 및 m은 1 내지 12의 자연수이다.
  14. 제13항에서,
    상기 액정층은 반응성 메조겐을 포함하지 않는 곡면형 액정 표시 장치.
  15. 제13항에서,
    상기 제1 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제1 기판 평면에 수직한 방향에 대해 기울어지고, 상기 제2 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제2 기판 평면에 대해 수직한 곡면형 액정 표시 장치.
  16. 제13항에서,
    상기 하부 돌기의 수는 상기 상부 돌기의 수보다 큰 곡면형 액정 표시 장치.
  17. 제13항에서,
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 화소 전극, 그리고
    상기 제2 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 상부 배향막을 더 포함하고,
    상기 상부 배향막에 대한 상기 제1 화합물의 흡착력은 상기 화소 전극에 대한 상기 제1 화합물의 흡착력보다 작은 곡면형 액정 표시 장치.
  18. 제13항에서,
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 화소 전극, 그리고
    상기 화소 전극과 상기 액정층 사이에 위치하는 하부 배향막을 더 포함하고,
    상기 하부 배향막은 개시제를 더 포함하며,
    상기 개시제는 상기 제1 화합물과 결합된 곡면형 액정 표시 장치.
  19. 제13항에서,
    상기 하부 돌기는 상기 제1 화합물로부터 얻어진 중합체를 더 포함하는 곡면형 액정 표시 장치.
  20. 제13항에서,
    상기 제2 기판에 인접한 상기 액정 분자는 상기 제1 화합물의 상기 수직 배향 영역에 의해 상기 제2 기판 평면에 대해 수직하게 배열되는 곡면형 액정 표시 장치.
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